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ES3002767T3 - Heat-exchanger unit using a heat-exchange pipe, and condensing boiler using same - Google Patents

Heat-exchanger unit using a heat-exchange pipe, and condensing boiler using same Download PDF

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ES3002767T3
ES3002767T3 ES19814828T ES19814828T ES3002767T3 ES 3002767 T3 ES3002767 T3 ES 3002767T3 ES 19814828 T ES19814828 T ES 19814828T ES 19814828 T ES19814828 T ES 19814828T ES 3002767 T3 ES3002767 T3 ES 3002767T3
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ES
Spain
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heat exchange
sensible heat
reference direction
latent heat
flow passage
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ES19814828T
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English (en)
Inventor
Jun Kyu Park
Jun Gil Park
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Kyungdong Navien Co Ltd
Original Assignee
Kyungdong Navien Co Ltd
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Publication date
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Abstract

Una unidad intercambiadora de calor según la presente invención comprende: una porción de intercambio de calor de calor sensible dispuesta en un área de intercambio de calor de calor sensible para recibir calor sensible generado por una reacción de combustión y calentar de ese modo agua, teniendo la porción de intercambio de calor de calor sensible un tubo de intercambio de calor de calor sensible para recibir el agua y hacer que la misma fluya a través de su interior, formando de ese modo un canal de calor sensible a lo largo del cual fluye el agua; y una porción de intercambio de calor de calor latente posicionada aguas abajo del área de intercambio de calor de calor sensible con referencia a una primera dirección de referencia a lo largo de la cual fluye gas de combustión generado durante la reacción de combustión, estando dispuesta la porción de intercambio de calor de calor latente en un área de intercambio de calor latente para recibir calor latente generado durante un cambio de fase del gas de combustión y calentar de ese modo el agua, teniendo la porción de intercambio de calor de calor latente un tubo de intercambio de calor latente para recibir el agua y hacer que la misma fluya a través de su interior. El tubo de intercambio de calor por calor latente comprende múltiples porciones rectas de calor latente que se extienden en una segunda dirección de referencia perpendicular a la primera dirección de referencia, estando dispuestas las múltiples porciones rectas de calor latente de forma que estén espaciadas entre sí a lo largo de una tercera dirección de referencia perpendicular a la primera dirección de referencia y a la segunda dirección de referencia de forma que formen un canal de calor latente a lo largo del cual fluye el agua y que se comunica con el canal de calor sensible. Las porciones rectas de calor latente tienen espacios interiores formados en formas planas de forma que su ancho a lo largo de la tercera dirección de referencia es menor que su largo a lo largo de la primera dirección de referencia. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad intercambiadora de calor que utiliza una tubería de intercambio de calor y caldera de condensación que la utiliza
[Campo técnico]
La presente descripción se refiere a una tubería de intercambio de calor a través de la cual fluye agua, una unidad intercambiadora de calor que la utiliza y una caldera de condensación.
[Técnica antecedente]
Se puede utilizar una tubería de intercambio de calor para transferir calor al agua y una unidad intercambiadora de calor que utiliza la tubería de intercambio de calor para calentar el agua de calentamiento utilizada para calentar y liberar el agua de calentamiento calentada. El agua que se va a calentar fluye a través de la tubería de intercambio de calor, y un medio de calentamiento, tal como el gas de combustión, fluye fuera de la tubería de intercambio de calor, o el calor radiante o el calor de conducción se transfiere a la tubería de intercambio de calor. En consecuencia, el calor se transfiere al agua para calentarla. La unidad intercambiadora de calor incluye la tubería de intercambio de calor y está configurada de tal manera que se dispone un medio de calentamiento alrededor de la tubería de intercambio de calor.
Para mejorar la eficiencia al calentar agua que fluye a través de la tubería de intercambio de calor que recibe calor del medio de calentamiento, se requiere que la tubería de intercambio de calor tenga una forma apropiada y el diseño de la unidad intercambiadora de calor.
[Divulgación]
El documento US 2016/273850 A1 describe una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Otra técnica anterior relevante está constituida por US 2006649 A, KR 20140083626 A y KR 2011 0077308 A.
[Problema técnico]
La presente descripción se ha realizado para resolver los problemas mencionados anteriormente que ocurren en la técnica anterior. Un aspecto de la presente descripción proporciona una tubería de intercambio de calor que tiene una forma para mejorar la eficiencia del intercambio de calor, una unidad intercambiadora de calor y una caldera de condensación.
[Solución técnica]
El problema técnico se resuelve mediante un intercambiador de calor con las características de terreno reivindicado con una caldera de condensación con las características de la reivindicación 10. Las realizaciones ventajosas de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes.
Una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con una realización de la presente descripción incluye una parte de intercambio de calor sensible dispuesta en un área de intercambio de calor sensible que recibe calor sensible generado por una reacción de combustión y calienta agua, la parte de intercambio de calor sensible incluye una tubería de intercambio de calor sensible que recibe el agua y permite que el agua fluya a través de la misma para formar un paso de flujo de calor sensible a través del cual fluye el agua, y una parte de intercambio de calor latente que está dispuesta en un área de intercambio de calor latente y que incluye una tubería de intercambio de calor latente que recibe el agua y permite que el agua fluya a través de la misma, en la que el área de intercambio de calor latente se encuentra aguas abajo del área de intercambio de calor sensible con base en la una primera dirección de referencia que es una dirección de flujo del gas de combustión generado durante la reacción de combustión, y el área de intercambio de calor latente recibe calor latente generado durante un cambio de fase del gas de combustión y calienta el agua. La tubería de intercambio de calor latente incluye una pluralidad de porciones rectas de calor latente que se extienden a lo largo de una segunda dirección de referencia perpendicular a la primera dirección de referencia. La pluralidad de porciones rectas de calor latente están dispuestas para estar separadas entre sí a lo largo de una tercera dirección de referencia perpendicular a la primera dirección de referencia y la segunda dirección de referencia y forman un paso de flujo de calor latente a través del cual fluye el agua y que está conectado al paso de flujo de calor sensible. Los espacios interiores de las porciones rectas de calor latente están formados para ser largos y estrechos de modo que las anchuras en la tercera dirección de referencia sean más pequeñas que las longitudes en la primera dirección de referencia.
Una tubería de intercambio de calor de acuerdo con una realización de la presente descripción incluye un espacio interior en el que fluye agua, el espacio interior se extiende a lo largo de una segunda dirección de referencia perpendicular a una primera dirección de referencia que es una dirección de flujo del gas de combustión generado durante una reacción de combustión. El espacio interior está formado para ser largo y estrecho de modo que un ancho en una tercera dirección de referencia perpendicular a la primera dirección de referencia y la segunda dirección de referencia sea menor que una longitud en la primera dirección de referencia. Un valor obtenido dividiendo el ancho del espacio interior en la tercera dirección de referencia por la longitud del espacio interior en la primera dirección de referencia varía de 0,05 a 0,3.
Una caldera de condensación de acuerdo con una realización de la presente descripción incluye un conjunto de quemador que causa una reacción de combustión, una cámara de combustión ubicada aguas abajo del conjunto de quemador con base en la una primera dirección de referencia que es una dirección de flujo del gas de combustión generado durante la reacción de combustión, la llama por la reacción de combustión que se encuentra en la cámara de combustión, y una unidad intercambiadora de calor que recibe calor sensible generado por la reacción de combustión y el gas de combustión y calienta el agua. La unidad intercambiadora de calor incluye una parte de intercambio de calor sensible dispuesta en un área de intercambio de calor sensible que recibe el calor sensible generado por la reacción de combustión y calienta el agua, la parte de intercambio de calor sensible incluye una tubería de intercambio de calor sensible que recibe el agua y permite que el agua fluya a través de la misma, y una parte de intercambio de calor latente que está dispuesta en un área de intercambio de calor latente y que incluye una tubería de intercambio de calor latente que recibe el agua y permite que el agua fluya a través de la misma, en la que el área de intercambio de calor latente se encuentra aguas abajo del área de intercambio de calor sensible con base en la primera dirección de referencia y recibe el calor latente generado durante un cambio de fase del gas de combustión y calienta el agua. La tubería de intercambio de calor latente incluye una pluralidad de porciones rectas de calor latente que se extienden a lo largo de una segunda dirección de referencia perpendicular a la primera dirección de referencia. La pluralidad de porciones rectas de calor latente están dispuestas para estar separadas entre sí a lo largo de una tercera dirección de referencia perpendicular a la primera dirección de referencia y la segunda dirección de referencia y forman un paso de flujo de calor latente a través del cual fluye el agua y que está conectado a la tubería de intercambio de calor sensible. Los espacios interiores de las porciones rectas de calor latente están formados para ser largos y estrechos de modo que las anchuras en la tercera dirección de referencia sean más pequeñas que las longitudes en la primera dirección de referencia.
[Efectos ventajosos]
Por consiguiente, el intercambio de calor se puede realizar de manera eficiente maximizando el área por la cual la tubería de intercambio de calor entra en contacto con el gas de combustión.
[Breve descripción de los dibujos]
La FIG. 1 es una vista en sección vertical de parte de una unidad intercambiadora de calor ejemplar.
La FIG. 2 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor y una caldera de condensación que la utiliza de acuerdo con una primera realización de la presente descripción.
La FIG. 3 es una vista lateral de la unidad intercambiadora de calor y la caldera de condensación que la utiliza de acuerdo con la primera realización de la presente descripción.
La FIG. 4 es una vista en planta de una cámara de combustión de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la primera realización de la presente descripción.
La FIG. 5 es una vista en planta de un intercambiador de calor sensible de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la primera realización de la presente descripción.
La FIG. 6 es una vista que ilustra un área donde una tubería de intercambio de calor sensible y una aleta de calor sensible están dispuestas en la vista en sección vertical de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la primera realización de la presente descripción.
La FIG. 7 es una vista que ilustra un área donde una tubería de intercambio de calor sensible y una aleta de calor sensible están dispuestas en una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con un ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción.
La FIG. 8 es una vista que ilustra una segunda placa lateral de calor sensible general de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la primera realización de la presente descripción y tapas de paso de flujo incluidas en una segunda placa de tapa de paso de flujo cuando se ve desde el exterior a lo largo de una dirección predeterminada.
La FIG. 9 es una vista que ilustra una primera placa lateral de calor sensible general de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la primera realización de la presente descripción y tapas de paso de flujo incluidas en una primera placa de tapa de paso de flujo cuando se ve desde el interior a lo largo de la dirección predeterminada.
La FIG. 10 es una vista que ilustra una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción cuando se ve desde el exterior de una segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión.
La FIG. 11 es una vista que ilustra una primera placa de tapa de paso de flujo de conexión de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción.
La FIG. 12 es una vista que ilustra un área parcial de una segunda placa lateral general principal de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción junto con tapas de paso de flujo incluidas en la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión cuando se ve desde el exterior a lo largo de una dirección predeterminada.
La FIG. 13 es una vista que ilustra una primera placa lateral general principal de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción junto con tapas de paso de flujo incluidas en la primera placa de tapa de paso de flujo de conexión cuando se ve desde el interior a lo largo de una dirección predeterminada.
La FIG. 14 es una vista en perspectiva que ilustra un paso de flujo de calor sensible y un paso de flujo de calor latente de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción.
La FIG. 15 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con una segunda realización de la presente descripción.
La FIG. 16 es una vista frontal que ilustra una placa de tapa de paso de flujo de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con un ejemplo modificado de la segunda realización de la presente descripción junto con tuberías.
La FIG. 17 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor y una caldera de condensación que la utiliza de acuerdo con una tercera realización de la presente descripción.
La FIG. 18 es una vista lateral de la unidad intercambiadora de calor y la caldera de condensación que la utiliza de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción.
La FIG. 19 es una vista en planta de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción.
La FIG. 20 es una vista en sección vertical de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción.
La FIG. 21 es una vista en perspectiva que ilustra una pluralidad de aletas aguas abajo de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción y el condensado ubicado entre ellas.
La FIG. 22 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con un primer ejemplo modificado de la tercera realización de la presente descripción.
La FIG. 23 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con un segundo ejemplo modificado de la tercera realización de la presente descripción.
La FIG. 24 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con un tercer ejemplo modificado de la tercera realización de la presente descripción.
La FIG. 25 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con un cuarto ejemplo modificado de la tercera realización de la presente descripción.
La FIG. 26 es una vista que ilustra una segunda placa lateral general de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción junto con tapas de paso de flujo incluidas en la segunda placa de tapa de paso de flujo.
La FIG. 27 es una vista que ilustra una primera placa lateral general de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción junto con tapas de paso de flujo incluidas en la primera placa de tapa de paso de flujo.
La FIG. 28 es una vista en perspectiva que ilustra todos los pasos de flujo incluidos en la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción.
La FIG. 29 es una vista en perspectiva que ilustra una situación en la que las placas de tapa de paso de flujo de conexión están separadas entre sí en la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción.
La FIG. 30 es una vista en perspectiva de un dispositivo de calentamiento de agua de acuerdo con una cuarta realización de la presente descripción.
La FIG. 31 es una vista en perspectiva de una unidad dispositivo de calentamiento de agua 3 de acuerdo con la cuarta realización de la presente descripción.
La FIG. 32 es una vista en sección vertical de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la cuarta realización de la presente descripción.
La FIG. 33 es una vista en sección vertical de una tubería de intercambio de calor latente de acuerdo con la cuarta realización de la presente descripción.
La FIG. 34 es una vista en sección vertical de una tubería de intercambio de calor sensible de acuerdo con la cuarta realización de la presente descripción.
[Modo de invención]
En lo sucesivo, se describirán en detalle algunas realizaciones de la presente divulgación con referencia a los dibujos. Al agregar los números de referencia a los componentes de cada dibujo, debe tenerse en cuenta que el componente idéntico o equivalente se designa con el mismo número incluso cuando se muestran en otros dibujos. Además, al describir la realización de la presente descripción, se descartará una descripción detallada de características o funciones conocidas para no oscurecer innecesariamente la esencia de la presente descripción.
Al describir los componentes de la realización de acuerdo con la presente descripción, se pueden usar términos tales como primero, segundo, "A", "B", (a), (b) y similares. Estos términos pretenden simplemente distinguir un componente de otro componente, y los términos no limitan la naturaleza, secuencia u orden de los componentes. Cuando un componente se describe como "conectado", "acoplado" o "enlazado" a otro componente, esto puede significar que los componentes no solo están directamente "conectados", "acoplados" o "enlazados", sino que también están indirectamente "conectados", "acoplados" o "enlazados" a través de un tercer componente.
Como método para disponer un quemador, intercambiadores de calor y una cámara de combustión que constituyen una caldera de condensación, se puede considerar un método para configurar la caldera de condensación ubicando el quemador en la posición más baja y disponiendo secuencialmente la cámara de combustión rodeada por un aislamiento de tipo seco, un intercambiador de calor sensible de tipo tubería de aletas y un intercambiador de calor latente de tipo placa en una dirección ascendente. Este tipo de caldera de condensación se conoce como caldera ascendente. En el caso de la caldera ascendente, el condensado generado por la condensación del gas de combustión en el intercambiador de calor latente puede caer sobre el intercambiador de calor sensible y la cámara de combustión. Por lo tanto, el intercambiador de calor sensible y el aislamiento del tipo seco que rodea la cámara de combustión pueden corroerse fácilmente por el condensado con alta acidez. Además, como los diferentes tipos de intercambiadores de calor están conectados entre sí, los costos de fabricación pueden aumentar debido a las piezas de conexión adicionales.
Para resolver los problemas causados por el condensado, se puede considerar un método para configurar una caldera de condensación al ubicar un quemador en la posición más alta y disponiendo secuencialmente una cámara de combustión térmicamente aislada al estar rodeada por una tubería de aislamiento térmico, un intercambiador de calor sensible de tipo tubería de aleta y un intercambiador de calor latente de tipo placa en una dirección descendente. Este tipo de caldera de condensación se conoce como caldera de arriba hacia abajo. En este caso, como el intercambiador de calor latente está ubicado en la posición más baja, el condensado se descarga inmediatamente a través de un receptor de condensado y no llega al intercambiador de calor sensible o a la cámara de combustión, y por lo tanto se puede resolver un problema de corrosión. Sin embargo, se utilizan muchas piezas, incluida la tubería de aislamiento térmico utilizada para enfriar la cámara de combustión, y debido a esto, se aumenta el número de pasos de ensamblaje, lo que conduce a un aumento en los costos de fabricación. Además, como los diferentes tipos de intercambiadores de calor están conectados entre sí, los costos de fabricación pueden aumentar debido a las piezas de conexión adicionales.
La FIG. 1 es una vista en sección vertical de parte de una unidad intercambiadora de calor ejemplar. Como se ilustra en la FIG. 1, se puede utilizar una caldera de arriba hacia abajo, y se puede considerar un método para realizar el aislamiento térmico en un tipo seco rodeando una cámara de combustión 102 y un intercambiador de calor sensible 103 con aislamiento 101. Es decir, se puede considerar un caso en el que el aislamiento de tipo seco, que se utiliza para la cámara de combustión 102, se dispone para aislar el calor irradiado desde el área del intercambiador de calor sensible 103. Sin embargo, en este caso, debido al intercambiador de calor sensible 103, la llama generada a través de una reacción de combustión y el calor excesivo generado a partir del gas de combustión, el aislamiento 101 puede dañarse y la durabilidad puede disminuir. Además, es más probable que se genere condensado en una posición adyacente al intercambiador de calor sensible 103 que en la cámara de combustión 102 y, por lo tanto, cuando el aislamiento 101, como en el dibujo, se extiende hacia abajo más allá de la posición en la que la cámara de combustión 102 se extiende hacia abajo y alcanza, el condensado puede hacer contacto con el aislamiento 101 de tipo seco, de modo que el aislamiento 101 puede dañarse.
Primera realización
La FIG. 2 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor y una caldera de condensación 1 que la utiliza de acuerdo con la primera realización de la presente descripción. La FIG. 3 es una vista lateral de la unidad intercambiadora de calor y la caldera de condensación 1 que la utiliza de acuerdo con la primera realización de la presente descripción.
Con referencia a los dibujos, la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la primera realización de la presente descripción incluye un intercambiador de calor sensible 30, un intercambiador de calor latente 40 y tuberías de aislamiento térmico sensible 34. Los componentes que constituyen la unidad intercambiadora de calor pueden fijarse en posiciones como se ilustra.
Además, la caldera de condensación 1 que incluye la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la primera realización de la presente descripción incluye una cámara de combustión 20 y un conjunto de quemador 10 que incluye un quemador 11. El conjunto de quemador 10 y la unidad intercambiadora de calor están dispuestos en secuencia a lo largo de una primera dirección de referencia D1 que es una dirección de flujo del gas de combustión, y los componentes están dispuestos en la unidad intercambiadora de calor a lo largo de la misma dirección en el orden de la cámara de combustión 20, el intercambiador de calor sensible 30, el intercambiador de calor latente 40 y las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 dispuestas junto con el intercambiador de calor sensible 30. Por consiguiente, los componentes de la caldera de condensación 1 se describirán a continuación en el orden de disposición descrito anteriormente.
La unidad intercambiadora de calor y la caldera de condensación 1 que la utiliza de acuerdo con la primera realización de la presente descripción se describirán a continuación con base en la una caldera de condensación de arriba hacia abajo 1 en la que el gas de combustión fluye verticalmente hacia abajo. Por consiguiente, la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión y que está representada por una flecha puede ser la misma que la dirección vertical hacia abajo en la posición donde está instalada la caldera de condensación 1. A medida que se selecciona la caldera de condensación de arriba hacia abajo 1, el condensado producido por la condensación del gas de combustión puede generarse solo en el lado más inferior de la caldera de condensación 1 y puede descargarse inmediatamente al exterior a través de un extremo inferior de la caldera de condensación 1. Por consiguiente, se puede evitar que los componentes que constituyen la caldera de condensación 1 se corroan. Sin embargo, la configuración de la presente descripción puede usarse para una caldera de condensación ascendente capaz de formar naturalmente una trayectoria de calentamiento de agua en una dirección descendente mediante el uso de una propiedad mediante la cual el gas de combustión calentado se mueve hacia arriba por convección.
La caldera de condensación 1 de acuerdo con la primera realización de la presente descripción puede incluir un receptor de condensado 55 ubicado en el lado más aguas abajo a lo largo de la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. Cuando el condensado generado desde el intercambiador de calor latente 40 cae en la dirección verticalmente hacia abajo por el peso del condensado, el receptor de condensado 55 puede recoger el condensado. Para permitir que el condensado recogido se descargue a través de una salida de condensado 53 que se extiende en la dirección verticalmente hacia abajo, el receptor de condensado 55 puede tener una superficie interna inclinada hacia la salida de condensado 53.
Además, para permitir que el gas de combustión residual se descargue al mismo tiempo que se descarga el condensado, se puede formar un conducto de escape 52 para estar en comunicación con el receptor de condensado 55. El conducto de escape 52 se extiende en la dirección vertical ascendente y descarga el gas de combustión residual al exterior.
Conjunto de quemador 10
El conjunto de quemador 10 es un componente que incluye el quemador 11 que irradia calor y que causa una reacción de combustión de combustible inyectado y aire para generar gas de combustión.
Se puede utilizar un quemador de premezcla como el conjunto de quemador 10 utilizado en la caldera de condensación 1 de acuerdo con la primera realización de la presente descripción. El quemador de tipo premezcla es un dispositivo que mezcla el aire y el combustible inyectados en una proporción predeterminada y quema el aire y el combustible mezclados utilizando calor radiante para generar gas de combustión. Para esta operación, el conjunto de quemador 10 de acuerdo con la primera realización de la presente descripción puede incluir una cámara de mezcla 12 que es un espacio en el que el combustible mezclado para una reacción de combustión se prepara mezclando el combustible inyectado y el aire en una relación predeterminada, y el quemador 11 que aplica calor al combustible mezclado que mezcla la cámara de mezcla 12. El conjunto de quemador 10 que tiene la estructura descrita anteriormente se proporciona para obtener una eficiencia de combustible y una eficiencia térmica óptimas al causar una reacción de combustión al calentar aire y combustible mezclados en una relación apropiada para la reacción de combustión.
Para suministrar aire a la cámara de mezcla 12 y soplar el gas de combustión generado en el conjunto de quemador 10 en la dirección verticalmente descendente, la caldera de condensación 1 de la presente descripción puede incluir además un soplador 54. El soplador 54 puede incluir una bomba que está conectada con la cámara de mezcla 12 y que suministra aire a la fuerza hacia el conjunto de quemador 10 que está conectado a la cámara de mezcla 12 en la dirección verticalmente hacia abajo.
Cámara de combustión 20
La FIG. 4 es una vista en planta de la cámara de combustión 20 de acuerdo con la primera realización de la presente descripción.
La cámara de combustión 20 se describirá a continuación con referencia a la FIG. 4 junto con las FIGS. 2 y 3. La cámara de combustión 20 es un componente que incluye un espacio interior 22 provisto de tal manera que se localice la llama que genera una reacción de combustión por parte del conjunto de quemador 10. Por consiguiente, la cámara de combustión 20 se forma rodeando el espacio interior 22 con paredes laterales. El conjunto de quemador 10 y la cámara de combustión 20 están acoplados de tal manera que el quemador 11 del conjunto de quemador 10 está ubicado aguas arriba del espacio interior 22 con base en la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión.
El conjunto de quemador 10 aplica calor al aire y al combustible para causar una reacción de combustión. La llama y el gas de combustión acompañados de energía térmica se generan como productos de la reacción de combustión. La llama se encuentra en el espacio interior 22 de la cámara de combustión 20, pero se extiende desde el conjunto de quemador 10 a lo largo de la dirección de flujo D del gas de combustión. El gas de combustión fluye a través del espacio interior 22. El espacio interior 22 de la cámara de combustión 20 puede estar conectado en una dirección paralela a la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión.
En la primera realización de la presente descripción, la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión es la dirección verticalmente hacia abajo y, por lo tanto, el espacio interior 22 de la cámara de combustión 20 se forma para conectarse en la dirección vertical.
Una parte de aislamiento térmico de la cámara de combustión 24 puede formarse en al menos un área parcial de una superficie interna de una pared lateral de la cámara de combustión 21 que constituye la cámara de combustión 20. La pared lateral de la cámara de combustión 21 puede estar constituida por dos placas laterales generales 211 paralelas entre sí y dos placas laterales de aislamiento térmico 212 perpendiculares a las placas laterales generales 211 y paralelas entre sí y pueden estar formadas en forma de paralelepípedo rectangular. La parte de aislamiento térmico de la cámara de combustión 24 puede estar dispuesta en el interior de las placas laterales de aislamiento térmico 212. La parte de aislamiento térmico de la cámara de combustión 24 puede estar formada por aislamiento que bloquea un flujo de calor y puede reducir la cantidad por la cual el calor generado por la reacción de combustión se transfiere fuera de la cámara de combustión 20 a través de las superficies internas de la cámara de combustión 20. La cantidad de calor transferido desde el espacio interior 22 de la cámara de combustión 20 al exterior de la cámara de combustión 20 puede reducirse mediante la parte de aislamiento térmico de la cámara de combustión 24. Se puede usar como ejemplo del aislamiento un panel de poliestireno poroso que disminuye el flujo de calor o una estera de aguja hecha de sílice, que es un material inorgánico. Sin embargo, el tipo de aislamiento no se limita a esto.
La parte de aislamiento térmico de la cámara de combustión 24 también puede estar dispuesta en las placas laterales generales 211 de la cámara de combustión 20 y, por lo tanto, se puede obtener un efecto de aislamiento térmico adicional rodeando todo el espacio interior 22 de la cámara de combustión 20 con el aislamiento.
Puede disponerse una tubería de aislamiento térmico a través de la cual fluye el fluido alrededor de la cámara de combustión 20 para el aislamiento térmico. Sin embargo, en un caso en el que se utiliza una gran cantidad de tuberías de aislamiento térmico, se consume una gran cantidad de costos en la producción. Sin embargo, debido a que la unidad intercambiadora de calor de la presente descripción se implementa en el tipo descendente, no se produce condensación de condensado en la cámara de combustión 20 y no hay riesgo de corrosión. Por consiguiente, se puede configurar la cámara de combustión 20 de tipo seco que utiliza un aislamiento más barato que una tubería de aislamiento térmico como material del que está hecha la parte de aislamiento térmico de la cámara de combustión 24.
La longitud de la parte de aislamiento térmico de la cámara de combustión 24 puede determinarse de manera que la parte de aislamiento térmico de la cámara de combustión 24 rodee solo el espacio interior 22 de la cámara de combustión 20 sin rodear el intercambiador de calor sensible 30, que se describirá a continuación, con base en la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. Es decir, la parte de aislamiento térmico de la cámara de combustión 24 puede proporcionarse para no ubicarse dentro de una carcasa del intercambiador de calor sensible 31 que se describirá a continuación. Por consiguiente, en el caso de que el aislamiento 101 esté dispuesto como se ilustra en la FIG. 1, el aislamiento 101 puede dañarse por el calor y el condensado excesivos, mientras que en la primera realización de la presente descripción, la parte de aislamiento térmico de la cámara de combustión 24 está dispuesta como se ilustra en la FIG. 2, y por lo tanto el calor excesivo generado por el intercambiador de calor sensible 30 no puede transferirse a la parte de aislamiento térmico de la cámara de combustión 24.
Intercambiador de calor sensible 30
La FIG. 5 es una vista en planta del intercambiador de calor sensible 30 de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la primera realización de la presente descripción. La FIG. 6 es una vista que ilustra un área donde una tubería de intercambio de calor sensible 32 y una aleta de calor sensible 33 están dispuestas en la vista en sección vertical de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la primera realización de la presente descripción.
Una configuración básica del intercambiador de calor sensible 30 se describirá a continuación con referencia a las FIGS. 2, 3, 5 y 6.
El intercambiador de calor sensible 30 está dispuesto aguas abajo de la cámara de combustión 20 con base en la primera dirección de referencia D 1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. El intercambiador de calor sensible 30 es un componente que recibe, mediante calor radiante y convección del gas de combustión, calor sensible generado por una reacción de combustión desencadenada por el conjunto de quemador 10 ubicado sobre el intercambiador de calor sensible 30 y que calienta el agua de calentamiento que fluye en el intercambiador de calor sensible 30.
Específicamente, el intercambiador de calor sensible 30 incluye la tubería de intercambio de calor sensible 32 a través de la cual fluye el agua de calentamiento y alrededor de la cual fluye el gas de combustión, y el alojamiento del intercambiador de calor sensible 31 en la cual se insertan los extremos opuestos de la tubería de intercambio de calor sensible 32. La tubería de intercambio de calor sensible 32 está ubicada en la carcasa del intercambiador de calor sensible 31, y el gas de combustión fluye alrededor de la tubería de intercambio de calor sensible 32 para intercambiar calor indirectamente con el agua de calentamiento.
La tubería de intercambio de calor sensible 32 se extiende a lo largo de una segunda dirección de referencia D2 en un espacio formado en la carcasa del intercambiador de calor sensible 31. La segunda dirección de referencia D2 puede ser preferentemente una dirección perpendicular a la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. La tubería de intercambio de calor sensible 32 puede incluir una pluralidad de porciones rectas 321, 322, 323 y 324 dispuestas para estar separadas entre sí a lo largo de una dirección ortogonal perpendicular a una dirección y la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión.
La pluralidad de porciones rectas 321, 322, 323 y 324 están dispuestas, y las placas de tapa de paso de flujo 361 y 362 que se describirán a continuación existen para conectar las porciones de extremo de las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 insertadas en los orificios de inserción formados en las placas laterales de calor sensible 311 generales de la carcasa del intercambiador de calor sensible 31 que se describirán a continuación. El conjunto de las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 forma la única tubería de intercambio de calor sensible 32. Por consiguiente, se puede formar un paso de flujo de bobinado continuo del agua de calentamiento mediante la disposición de la tubería de intercambio de calor sensible 32.
Por ejemplo, en un caso en el que las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 de la FIG. 5 están conectados en serie, el agua de calentamiento puede calentarse recibiendo calor sensible del gas de combustión y el conjunto de quemador 10 mientras pasa a través de la tubería de intercambio de calor sensible 32 de tal manera que el agua de calentamiento introducida en la dirección de la flecha ilustrada en la FIG. 5 se descarga fluyendo hacia la derecha en el dibujo a lo largo de la primera porción recta externa 321 incluida en la tubería de intercambio de calor sensible 32, fluyendo hacia la izquierda en el dibujo a lo largo de la porción recta intermedia 323 ubicada debajo de la primera porción recta externa 321 en el dibujo, fluyendo, en un paso de descarga, hacia la derecha en el dibujo a lo largo de la porción recta intermedia 324 ubicada sobre la segunda porción recta externa 322 en el dibujo, y moviéndose hacia la izquierda en el dibujo a lo largo de la segunda porción recta externa 322.
Un turbulador (no se ilustra) que tiene una forma que dificulta el flujo del agua de calentamiento para hacer que el flujo del agua de calentamiento sea turbulento puede disponerse en la tubería de intercambio de calor sensible 32.
La carcasa del intercambiador de calor sensible 31 puede estar constituida por dos porciones de placa lateral generales separadas entre sí en la segunda dirección de referencia D2 y paralelas entre sí y dos porciones de placa lateral de aislamiento térmico separadas entre sí a lo largo de una dirección ortogonal perpendicular a la segunda dirección de referencia D2 y paralelas entre sí y pueden conformarse con la forma de un paralelepípedo rectangular. Las porciones de placa lateral generales y las porciones de placa lateral de aislamiento térmico pueden ser placas laterales generales y placas laterales de aislamiento térmico que están separadas entre sí y pueden ser áreas parciales de una placa lateral de una carcasa de intercambiador de calor integrada. En esta descripción, se ejemplificará que las porciones de placa lateral general y las porciones de placa lateral de aislamiento térmico están formadas por placas laterales generales y placas laterales de aislamiento térmico que están separadas entre sí.
Las placas laterales de calor sensible general 311 y las placas laterales de aislamiento térmico sensible 312 forman el espacio interior de la carcasa del intercambiador de calor sensible 31. Aquí, las placas laterales de aislamiento térmico sensible 312 se utilizan con el significado de placas laterales a las que las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 están dispuestas para ser adyacentes, en lugar del significado de placas laterales que reducen la cantidad de calor transferido al exterior, logrando así el aislamiento térmico.
Las placas laterales de calor sensible general 311 pueden incluir una primera placa lateral de calor sensible general 3111 y una segunda placa lateral de calor sensible general 3112 separadas entre sí a lo largo de la segunda dirección de referencia D2. Los extremos opuestos de las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 que constituyen la tubería de intercambio de calor sensible 32 pueden insertarse en la primera placa lateral de calor sensible general 3111 y la segunda placa lateral de calor sensible general 3112 y, por lo tanto, las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 pueden acomodarse en la carcasa del intercambiador de calor sensible 31. El gas de combustión fluye en el espacio formado en la carcasa del intercambiador de calor sensible 31 y se mueve desde la cámara de combustión 20 a una carcasa del intercambiador de calor latente 41 que se describirá a continuación.
Las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 pueden estar dispuestas adyacentes al intercambiador de calor sensible 30. Las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 son componentes de tipo tubería que están dispuestos para aislar térmicamente el intercambiador de calor sensible 30 al permitir que el agua de calentamiento fluya a través de los componentes. Aquí, el aislamiento térmico incluye tanto confinar el calor en cualquier posición para evitar la transferencia de calor como absorber el calor liberado desde cualquier posición hacia el exterior para disminuir la cantidad de calor finalmente liberado hacia el exterior. El significado del aislamiento térmico se puede aplicar de manera idéntica a otras realizaciones de la presente descripción y ejemplos modificados de esta.
Específicamente, las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 pueden estar dispuestas adyacentes a los exteriores de las placas laterales de aislamiento térmico sensible 312. Las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 pueden estar dispuestas adyacentes a las dos placas laterales de aislamiento térmico sensible 312, respectivamente. Las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 pueden disponerse para hacer contacto con los exteriores de las placas laterales de aislamiento térmico sensible 312, o las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 pueden disponerse en posiciones separadas de los exteriores de las placas laterales de aislamiento térmico sensible 312.
Con referencia a los dibujos, en la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la primera realización de la presente descripción, una primera tubería de aislamiento térmico sensible 341 y una segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342 están separadas entre sí y están dispuestas a lo largo de los exteriores de las placas laterales de aislamiento térmico sensible 312. En la FIG. 5, las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 se ilustran ubicadas hacia adentro de las placas laterales de aislamiento térmico sensible 312. Sin embargo, las placas laterales de aislamiento térmico sensible 312 cubren las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 al mismo tiempo que se ubican hacia adentro de las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 dentro del intercambiador de calor sensible 30, y las posiciones de las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 se ilustran por conveniencia de la descripción. Por consiguiente, las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 cubiertas por las placas laterales de aislamiento térmico sensible 312 están realmente ubicadas en el área donde se ilustran las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 en la FIG. 5, y en la vista en planta, las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 no aparecen.
Por consiguiente, las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 están ubicadas fuera de la carcasa del intercambiador de calor sensible 31 a través de la cual pasa el gas de combustión y, por lo tanto, las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 pueden no cruzar o encontrarse con el gas de combustión. Las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 no se pueden usar para el intercambio de calor entre el gas de combustión y el agua de calentamiento, sino que pueden realizar solo una función de aislamiento térmico de bloquear la liberación de calor desde el intercambiador de calor sensible 30 al exterior mediante el uso del agua de calentamiento.
Las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 pueden disponerse para separarse de la cámara de combustión 20 a lo largo de la primera dirección de referencia D1, que es la dirección de flujo del gas de combustión, sin hacer contacto con la cámara de combustión 20. Por consiguiente, las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 no se pueden usar para el aislamiento térmico de la cámara de combustión 20, sino que se pueden usar solo para el aislamiento térmico del intercambiador de calor sensible 30.
Las tuberías de aislamiento térmico sensible 34, junto con la tubería de intercambio de calor sensible 32, forman un paso de flujo de calor sensible a través del cual fluye el agua de calentamiento.
La forma de los espacios interiores de las tuberías de aislamiento térmico sensible 34, como se ilustra en las FIGS.
2 y 6, puede formarse en una forma ovalada en una sección transversal obtenida al cortar las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 con un plano perpendicular a la dirección en la que se extienden las tuberías de aislamiento térmico sensible 34. Específicamente, los espacios interiores de las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 pueden formarse en una forma ovalada que tiene un eje largo paralelo a la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión.
Las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 pueden ubicarse adyacentes a las placas laterales de aislamiento térmico sensible 312 del intercambiador de calor sensible 30 y pueden disponerse en un lado aguas arriba con base en la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. Es decir, las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 pueden estar dispuestas más cerca de la cámara de combustión 20 que el intercambiador de calor latente 40 que se describirá a continuación. La llama generada por el conjunto de quemador 20 en la cámara de combustión 20 puede llegar aguas abajo de la cámara de combustión 20 con base en la primera dirección de referencia D 1 que es la dirección de flujo del gas de combustión y, por lo tanto, el lado aguas arriba del intercambiador de calor sensible 30 puede tener una temperatura más alta mientras hace contacto con la cámara de combustión 20. Por consiguiente, las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 pueden estar dispuestas adyacentes al lado aguas arriba del intercambiador de calor sensible 30 y pueden aislar térmicamente el lado aguas arriba del intercambiador de calor sensible 30 desde el cual se libera una gran cantidad de calor debido a la mayor diferencia de temperatura entre el espacio interior del intercambiador de calor sensible 30 y el exterior. Sin embargo, las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 pueden ubicarse en el centro con base en la primera dirección de referencia D 1 que es la dirección de flujo del gas de combustión.
El intercambiador de calor sensible 30 puede incluir además la aleta de calor sensible 33 capaz de elevar la conductividad térmica de la tubería de intercambio de calor sensible 32 y, por lo tanto, se puede formar el intercambiador de calor sensible 30 de un tipo de tubería de aleta. La aleta de calor sensible 33 se forma en una forma de placa que es perpendicular a la dirección en la que se extiende la tubería de intercambio de calor sensible 32, y la tubería de intercambio de calor sensible 32 pasa a través de la aleta de calor sensible 33. Se puede disponer una pluralidad de aletas de calor sensible 33 para que estén separadas entre sí a intervalos predeterminados a lo largo de la segunda dirección de referencia D2 en la que se extiende la tubería de intercambio de calor sensible 32. La tubería de intercambio de calor sensible 32 y la aleta de calor sensible 33 pueden estar formadas de un material metálico con alta conductividad térmica para aumentar el área superficial de la tubería de intercambio de calor sensible 32 desde la cual la aleta de calor sensible 33 recibe calor sensible, transfiriendo así una mayor cantidad de calor sensible al agua de calentamiento.
En una sección transversal obtenida al cortar la tubería de intercambio de calor sensible 32 con un plano perpendicular a la segunda dirección de referencia D2 en la que se extiende la tubería de intercambio de calor sensible 32, el espacio interior de la tubería de intercambio de calor sensible 32 puede conformarse con la forma de un orificio largo que se extiende a lo largo de la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. Como puede observarse en la FIG. 6, la tubería de intercambio de calor sensible 32 de acuerdo con la primera realización de la presente descripción puede tener una forma de orificio largo plano formada de tal manera que un valor obtenido dividiendo la longitud del espacio interior de la tubería de intercambio de calor sensible 32 en la sección transversal con base en la primera dirección de referencia D1, que es la dirección de flujo del gas de combustión, por el ancho de acuerdo con la dirección perpendicular a la primera dirección de referencia D1, que es la dirección de flujo del gas de combustión, es igual a 2 o más.
Cuando la tubería de tipo plano que tiene la forma descrita anteriormente se emplea para la tubería de intercambio de calor sensible 32, debido a un área de intercambio de calor más amplia en la relación con gas de combustión, el agua de calentamiento puede recibir una mayor cantidad de calor y puede calentarse suficientemente aunque fluya a lo largo de la tubería de intercambio de calor sensible 32 que tiene la misma longitud, en comparación con cuando se emplea una tubería que tiene una forma diferente, tal como una forma circular o una forma ovalada, para la tubería de intercambio de calor sensible 32.
Un orificio pasante a través del cual pasa la tubería de intercambio de calor sensible 32 puede formarse en la aleta de calor sensible 33. El área del orificio pasante puede ser igual o menor que el área de la tubería de intercambio de calor sensible 32, y la tubería de intercambio de calor sensible 32 puede insertarse firmemente en el orificio pasante. Además, la aleta de calor sensible 33 puede acoplarse integralmente con la tubería de intercambio de calor sensible 32 a través de soldadura fuerte.
Sin embargo, las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 no están acopladas con la aleta térmica sensible 33. Las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 no están sujetas con la aleta térmica sensible 33, y las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 y la aleta térmica sensible 33 pueden estar dispuestas en lados opuestos con las placas laterales de aislamiento térmico sensible 312 entre ellas. La aleta térmica sensible 33 y las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 pueden hacer contacto con las placas laterales de aislamiento térmico sensible 312, pero la aleta térmica sensible 33 y las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 no hacen contacto directo entre sí. Debido a que las tuberías de aislamiento térmico sensible 34, como se describió anteriormente, están dispuestas para el aislamiento térmico del intercambiador de calor sensible 30 en lugar de para el intercambio de calor entre el gas de combustión y el agua de calentamiento, la aleta de calor sensible 33 y las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 no están directamente conectadas entre sí. Por consiguiente, la aleta térmica sensible 33 y las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 están dispuestas para no cruzarse entre sí.
Un orificio de rejilla común 331 puede formarse adicionalmente en la aleta de calor sensible 33 a lo largo de la segunda dirección de referencia D2 en la que se extiende la tubería de intercambio de calor sensible 32. El orificio de rejilla 331 puede formarse mediante punzonado. El orificio de rejilla 331 incluye una protuberancia elevada a lo largo de la periferia del mismo. Cuando el gas de combustión fluye, la protuberancia bloquea el gas de combustión para hacer que el gas de combustión fluya alrededor de la tubería de intercambio de calor sensible 32, facilitando así el intercambio de calor entre el gas de combustión y el agua de calentamiento.
Se puede formar una pluralidad de orificios de rejilla 331. Los orificios de rejilla 331, como se ilustra en la FIG. 6, puede incluir una pluralidad de primeros orificios de rejilla 3311 que se extienden en una dirección oblicua con respecto a la primera dirección de referencia D1, que es la dirección de flujo del gas de combustión, y que se forman en las porciones más externas de la aleta de calor sensible 33, y una pluralidad de segundos orificios de rejilla 3312 que se forman entre las tuberías de intercambio de calor sensible 32 adyacentes entre sí y que se extienden en la dirección perpendicular a la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. Los orificios de rejilla 331 pueden estar dispuestos para estar separados entre sí a intervalos predeterminados a lo largo de la dirección de flujo D1 del gas de combustión.
La aleta de calor sensible 33 puede incluir además valles 334 y porciones salientes 333. La aleta de calor sensible 33 puede formarse básicamente para rodear la tubería de intercambio de calor sensible 32. La aleta de calor sensible 33 puede rodear áreas correspondientes a un ancho predeterminado desde las periferias de las porciones extremas del lado aguas arriba de la tubería de intercambio de calor sensible 32 con base en la primera dirección de referencia D1, que es la dirección de flujo del gas de combustión, de modo que las áreas se distinguen de las áreas restantes de la tubería de intercambio de calor sensible 32. Por consiguiente, entre las porciones extremas adyacentes del lado aguas arriba de la tubería de intercambio de calor sensible 32, los valles 334 pueden formarse de forma cóncava en la aleta de calor sensible 33 a lo largo de la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. Las áreas de la aleta de calor sensible 33 que son adyacentes a las porciones de extremo del lado aguas arriba de la tubería de intercambio de calor sensible 32 sobresalen relativamente para formar las porciones salientes 33. Las áreas innecesarias se abren formando los valles 334 y, por lo tanto, el gas de combustión puede fluir más libremente entre la aleta de calor sensible 33 y la tubería de intercambio de calor sensible 32.
La aleta de calor sensible 33 puede incluir además porciones cóncavas 332. Las porciones cóncavas 332 se forman de forma cóncava desde un borde del lado aguas abajo de la aleta de calor sensible 33 hacia las porciones extremas del lado aguas abajo de la tubería de intercambio de calor sensible 32 con base en la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. El propósito de formar las porciones cóncavas 332 es similar al propósito de formar los valles 334.
De acuerdo con un ejemplo modificado de la primera realización, las formas de una tubería de intercambio de calor sensible 62, tuberías de aislamiento de calor sensible 64 y una aleta de calor sensible 63 pueden deformarse. La FIG. 7 es una vista que ilustra un área donde la tubería de intercambio de calor sensible 62 y la aleta de calor sensible 63 están dispuestas en una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con un ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción.
De acuerdo con un ejemplo modificado de la primera realización, las tuberías de aislamiento térmico sensible 64 pueden disponerse adyacentes a un lado aguas arriba de un intercambiador de calor sensible 60 con base en la dirección de flujo del gas de combustión, que es una de las direcciones en las que se extiende la sección transversal de la tubería de intercambio de calor sensible ilustrada 62, y una sección transversal obtenida al cortar las tuberías de aislamiento térmico sensible 64 con un plano perpendicular a una dirección predeterminada en la que se extienden las tuberías de aislamiento térmico sensible 64 puede tener una forma circular. Además, a diferencia de la FIG. 6, las tuberías de aislamiento térmico sensible 64 pueden estar dispuestas adyacentes a una superficie interna de una placa lateral de aislamiento térmico 65. A diferencia de la primera realización de la FIG. 6, se pueden proporcionar seis tuberías de intercambio de calor sensible 62 en el ejemplo modificado de la primera realización de la FIG. 7. Sin embargo, el número de tuberías de intercambio de calor sensible 62 no se limita a esto.
De acuerdo con un ejemplo modificado de la primera realización, de manera similar a los segundos orificios de rejilla 6312, los primeros orificios de rejilla 6311 de la aleta de calor sensible 63 pueden extenderse en una dirección perpendicular a la dirección de flujo del gas de combustión. Se pueden hacer varias modificaciones a la forma de los orificios de rejilla 631.
Las placas de tapa de paso de flujo 361 y 362 del intercambiador de calor sensible 30 de acuerdo con la primera realización se describirán a continuación con referencia a las FIGS. 2, 3, 5, 6, 8 y 9. La FIG. 8 es una vista que ilustra la segunda placa lateral de calor sensible general 3112 de acuerdo con la primera realización de la presente descripción y las tapas de paso de flujo incluidas en la segunda placa de tapa de paso de flujo 362 cuando se ve desde el exterior a lo largo de la segunda dirección de referencia D2. La FIG. 9 es una vista que ilustra la primera placa lateral de calor sensible general 3111 de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la primera realización de la presente descripción y las tapas de paso de flujo incluidas en la primera placa de tapa de paso de flujo 361 cuando se ve desde el interior a lo largo de la segunda dirección de referencia D2.
Con referencia a la FIG. 29 para explicar otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción, la FIG. 8 es una vista en la que las tapas de paso de flujo 3621, 3622 y 3623 de la segunda placa de tapa de paso de flujo 362 se ilustran mediante líneas de puntos en una vista de la segunda placa lateral de calor sensible general 3112, las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 de la tubería de intercambio de calor sensible 32 y las tuberías de aislamiento térmico sensible 341 y 342 de la primera realización de la presente descripción que corresponde a una vista de una segunda placa lateral general principal 5112 y las tuberías 32, 42, 341 y 342 acopladas a esta cuando se ve desde una segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72 de la FIG. 29 a lo largo de la línea H-H'. La FIG. 9 es una vista en la que las tapas de paso de flujo 3611 y 3612 de la primera placa de tapa de paso de flujo 361 se ilustran mediante líneas de puntos en una vista de la primera placa lateral de calor sensible general 3111, las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 de la tubería de intercambio de calor sensible 32, y las tuberías de aislamiento de calor sensible 341 y 342 de la primera realización de la presente descripción que corresponde a una vista de una primera placa lateral general principal 5111, en la que se inserta una primera placa de tapa de paso de flujo de conexión 71, cuando se ve a lo largo de la línea G-G' de la FIG. 29 para explicar el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción.
La unidad intercambiadora de calor puede incluir la pluralidad de placas de tapa de paso de flujo 361 y 362 que incluyen una pluralidad de tapas de paso de flujo que conectan las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 y las porciones de extremo de la tubería de intercambio de calor sensible 32 adyacentes a las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 o conectan las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 adyacentes entre sí entre la pluralidad de porciones rectas 321, 322, 323 y 324. Las placas de tapa de paso de flujo 361 y 362 pueden incluir las tapas de paso de flujo y pueden conectar las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 separadas entre sí, formando así un paso de flujo a través del cual fluye el agua de calentamiento en el intercambiador de calor sensible 30.
Específicamente, los extremos opuestos de las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 incluidas en la tubería de intercambio de calor sensible 32 y los extremos opuestos de las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 se insertan en las placas laterales de calor sensible general 311 de la carcasa del intercambiador de calor sensible 31, pero están abiertos sin estar cerrados. Las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 incluidas en la tubería de intercambio de calor sensible 32 y las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 se extienden desde una de las placas laterales de calor sensible general 311 hasta la otra, y los extremos opuestos de las mismas están expuestos fuera de las placas laterales de calor sensible general 311. Las placas de tapa de paso de flujo 361 y 362 están acopladas a las placas laterales de calor sensible general 311 mientras cubren las placas laterales de calor sensible general 311 desde el exterior. Por consiguiente, las tapas de paso de flujo de las placas de tapa de paso de flujo 361 y 362, junto con las placas laterales de calor sensible general 311, forman un espacio de conexión que rodea los extremos de las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 y los extremos de las tuberías de aislamiento térmico sensible 34.
Las tapas de paso de flujo incluidas en las placas de tapa de paso de flujo 361 y 362 forman un espacio de conexión vacío, en el que el fluido puede fluir, entre las placas laterales de calor sensible general 311 y las superficies internas de las tapas de paso de flujo. Las tapas de paso de flujo que tienen el espacio de conexión en ellas pueden conectar dos porciones rectas adyacentes entre sí entre la pluralidad de porciones rectas 321, 322, 323 y 324 insertadas en las placas laterales de calor sensible general 311, o pueden conectar las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 y las porciones rectas adyacentes a las tuberías de aislamiento térmico sensible 34. Las placas de tapa de paso de flujo 361 y 362 pueden acoplarse a las placas laterales de calor sensible general 311 a través de soldadura fuerte, o pueden ajustarse en las placas laterales de calor sensible general 311. Sin embargo, el método de acoplamiento no se limita a esto.
El número de porciones rectas 321, 322, 323 y 324 o las tuberías de aislamiento térmico sensible 34 que las tapas de paso de flujo conectan simultáneamente no se limita al contenido ilustrado en el dibujo. Por consiguiente, la cantidad de tapas de paso de flujo incluidas en una placa de tapa de paso de flujo 361 o 362 tampoco se limita al contenido ilustrado, y se puede hacer una modificación a la cantidad de tapas de paso de flujo.
Una tapa de paso de flujo puede formar un paso de flujo en serie en el que una entrada de una tubería y una salida de otra tubería están conectadas, o puede formar un paso de flujo paralelo en el que las entradas y salidas de las tuberías conectadas son comunes. Aquí, una entrada se refiere a una abertura en un extremo de una tubería a través de la cual se introduce el agua de calentamiento en la tubería, y una salida se refiere a una abertura en un extremo opuesto de la tubería a través de la cual se libera el agua de calentamiento de la tubería. Las tuberías incluyen las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 y la primera y segunda tuberías de aislamiento térmico sensible 341 y 342. En el caso de formar un paso de flujo en serie utilizando las tuberías, se puede reducir el ruido de ebullición acústico generado por el agua de calentamiento que fluye lentamente y se sobrecalienta, y se puede permitir que el agua de calentamiento fluya rápidamente. En un caso en el que un paso de flujo paralelo está al menos parcialmente incluido en el paso de flujo en serie, puede disminuir la carga de una bomba que suministra por la fuerza el agua de calentamiento.
Una porción recta en la que se ubica un extremo de la tubería de intercambio de calor sensible 32 y que se ubica en la posición más externa con base en la dirección ortogonal se denomina primera porción recta externa 321. Una tubería de aislamiento térmico sensible adyacente a la primera porción recta externa 321 se conoce como la primera tubería de aislamiento térmico sensible 341.
Además, una tubería de aislamiento térmico sensible ubicada en el lado opuesto a la primera tubería de aislamiento térmico sensible 341 en la dirección ortogonal se denomina segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342, una porción recta adyacente a la segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342 se denomina segunda porción recta externa 322, y las porciones rectas ubicadas entre la primera porción recta externa 321 y la segunda porción recta externa 322 se denominan porciones rectas intermedias 323 y 324.
La primera tubería de aislamiento térmico sensible 341, la primera porción recta externa 321, las porciones rectas intermedias 323 y 324, la segunda porción recta externa 322 y la segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342 pueden conectarse secuencialmente para formar un paso de flujo de calor sensible en serie, o pueden formar un paso de flujo paralelo en el que las entradas y salidas de al menos algunas de ellas son comunes. Una porción recta intermedia 323 y la otra porción recta intermedia 324 también pueden estar conectadas en serie.
Las tuberías se pueden conectar solo en serie para formar un paso de flujo de calor sensible. Por ejemplo, las entradas y salidas de las tuberías adyacentes entre sí entre las tuberías pueden conectarse en serie para formar un paso de flujo de calor sensible a través del cual se suministra el agua de calentamiento desde la primera tubería de aislamiento térmico sensible 341 a la primera porción recta exterior 321, la porción recta intermedia 323 adyacente a la primera porción recta exterior 321, la porción recta intermedia 324 adyacente a la segunda porción recta exterior 322, la segunda porción recta exterior 322 y la segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342 en secuencia. Un paso de flujo de calor sensible configurado solo en serie se describirá a continuación en detalle en la descripción de un paso de flujo de calor sensible incluido en una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción que se describirá con referencia a las FIGS. 10 a 14.
Un paso de flujo de calor sensible puede incluir parcialmente un paso de flujo paralelo y, por lo tanto, un caso en el que algunas de las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 están conectadas en paralelo se describirá en la descripción de un paso de flujo de calor sensible de acuerdo con una realización de la presente descripción que se describe con referencia a las FIGS. 8 y 9.
Por ejemplo, un paso de flujo paralelo se puede configurar de la siguiente manera. La primera tubería de aislamiento térmico sensible 341 y la primera porción recta externa 321 pueden formar un paso de flujo paralelo, la segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342 y la segunda porción recta externa 322 pueden formar un paso de flujo paralelo, las porciones rectas intermedias 323 y 324 pueden formar un paso de flujo paralelo, la primera porción recta externa 321 y la porción recta intermedia 323 pueden formar un paso de flujo paralelo, y la segunda porción recta externa 322 y la porción recta intermedia 324 pueden formar un paso de flujo paralelo.
Además, se puede configurar un paso de flujo de calor sensible completo combinando una pluralidad de pasos de flujo paralelos entre los pasos de flujo paralelos con un paso de flujo en serie. Por ejemplo, cuando la primera tubería de aislamiento térmico sensible 341 y la primera porción recta externa 321 forman un paso de flujo paralelo, el paso de flujo paralelo, las porciones rectas intermedias 323 y 324, la segunda porción recta externa 322 y la segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342 pueden conectarse secuencialmente para formar un paso de flujo térmico sensible. Por el contrario, cuando la segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342 y la segunda porción recta externa 322 forman un paso de flujo paralelo, la primera tubería de aislamiento térmico sensible 341, la primera porción recta externa 321, las porciones rectas intermedias 323 y 324 y el paso de flujo paralelo pueden conectarse secuencialmente para formar un paso de flujo térmico sensible. Además, en un caso en el que se forman pasos de flujo paralelos en las dos porciones descritas anteriormente, los pasos de flujo paralelos pueden conectarse con las porciones rectas intermedias 323 y 324 ubicadas entre ellas para formar un paso de flujo de calor sensible.
Un caso en el que un paso de flujo paralelo recibe el agua de calentamiento primero cuando el agua de calentamiento se introduce en el intercambiador de calor sensible 30 se describirá en la primera realización de la presente descripción. La primera porción recta externa 321 y la primera tubería de aislamiento térmico sensible 341 pueden estar conectadas en paralelo y pueden recibir y descargar el agua de calentamiento juntas. Se puede formar un orificio de suministro de agua de calentamiento 371 en la tapa de paso de flujo de entrada 3621 entre las tapas de flujo incluidas en la segunda placa de tapa de paso de flujo 362 que cubre la segunda placa lateral de calor sensible general 3112. El orificio de suministro de agua de calentamiento 371 puede ser una abertura que recibe el agua de calentamiento de una tubería de agua de calentamiento y suministra el agua de calentamiento a la tapa de paso de flujo de entrada 3621. El orificio de suministro de agua de calentamiento 371 puede conectar un paso de flujo de calor sensible y un paso de flujo de calor latente al recibir el agua de calentamiento descargada del intercambiador de calor latente 40.
La tapa de paso de flujo de entrada 3621 conecta un extremo de la primera porción recta externa 321 y un extremo de la primera tubería de aislamiento térmico sensible 341 que es adyacente a un extremo de la primera porción recta externa 321. Mientras que el agua de calentamiento se suministra a la tapa de paso de flujo de entrada 3621 a través del orificio de suministro de agua de calentamiento 371, el agua de calentamiento se introduce en un extremo de la primera porción recta externa 321 y en un extremo de la primera tubería de aislamiento térmico sensible 341 que están conectados a la tapa de paso de flujo de entrada 3621.
El agua de calentamiento pasa a través de la primera porción recta externa 321 y la primera tubería de aislamiento térmico sensible 341 y alcanza la primera tapa de paso de flujo 3611 de la primera placa de tapa de paso de flujo 361 ubicada en el lado opuesto a la segunda placa de tapa de paso de flujo 362 con base en la tubería de intercambio de calor sensible 32. La primera tapa de paso de flujo 3611 conecta un extremo opuesto de la primera tubería de aislamiento térmico sensible 341, un extremo opuesto de la primera porción recta externa 321 y la porción recta intermedia 323 adyacente a la primera porción recta externa 321. Por consiguiente, la primera porción recta externa 321 y la primera tubería de aislamiento térmico sensible 341 están conectadas con la porción recta intermedia adyacente 323 en serie en la primera tapa de paso de flujo 3611 y recibe el agua de calentamiento que pasa a través de la primera porción recta externa 321 y la primera tubería de aislamiento térmico sensible 341.
La porción recta intermedia 323 adyacente a la primera porción recta externa 321 y la porción recta intermedia 324 adyacente a la segunda porción recta externa 322 que se describirá a continuación pueden conectarse en la tapa de paso de flujo intermedio 3623 ubicada en la segunda placa de tapa de paso de flujo 362 y pueden suministrar el agua de calentamiento desde una porción recta intermedia 323 a la otra porción recta intermedia 324. Las dos porciones rectas intermedias 323 y 324 forman parte de un paso de flujo de agua de calentamiento en serie en la tapa del paso de flujo intermedio 3623.
Se describirá un caso en el que el agua de calentamiento se descarga a través de un paso de flujo paralelo desde el intercambiador de calor sensible 30. Una porción recta dispuesta adyacente a la segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342, que es la tubería de aislamiento térmico sensible 34 a través de la cual se descarga el agua de calentamiento, es la segunda porción recta externa 322.
La segunda porción recta externa 322 y la segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342 pueden conectarse en paralelo y pueden recibir y descargar el agua de calentamiento juntas. Un extremo de la segunda porción recta externa 322 y un extremo de la segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342 que es adyacente a un extremo de la segunda porción recta externa 322 están conectados con la porción recta 324 adyacente a la segunda porción recta externa 322 en serie en la segunda tapa de paso de flujo 3621 entre las tapas de paso de flujo incluidas en la primera placa de tapa de paso de flujo 361 que cubre la primera placa lateral de calor sensible general 3111. Por consiguiente, el agua de calentamiento suministrada a la segunda tapa de paso de flujo 3612 a través de la porción recta adyacente 324 se introduce en un extremo de la segunda porción recta externa 322 y en un extremo de la segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342.
El agua de calentamiento pasa a través de la segunda porción recta externa 322 y la segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342 y se descarga a un extremo opuesto de la segunda porción recta externa 322 y un extremo opuesto de la segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342. El extremo opuesto de la segunda porción recta externa 322 y el extremo opuesto de la segunda tubería de aislamiento térmico sensible 342 están conectados a la tapa de paso de flujo de salida 3622, que es una de las tapas de paso de flujo formadas en la segunda placa de tapa de paso de flujo 362 y, por lo tanto, el agua de calentamiento se encuentra en la tapa de paso de flujo de salida 3622. La tapa de paso de flujo de salida 3622 incluye una salida de agua de calentamiento 372, y el agua de calentamiento liberada a la tapa de paso de flujo de salida 3622 se descarga a través de la salida de agua de calentamiento 372. La tubería de agua de calentamiento puede recibir el agua de calentamiento calentada a través de la salida de agua de calentamiento 372 y puede suministrar el agua de calentamiento a un paso de flujo principal.
La descripción de la configuración del paso de flujo de calor sensible de la primera realización se puede aplicar a otras realizaciones de la presente descripción y ejemplos modificados de esta.
Intercambiador de calor latente 40
El intercambiador de calor latente 40 se describirá a continuación con referencia a las FIGS. 2 y 3. El intercambiador de calor latente 40 puede estar dispuesto aguas abajo del intercambiador de calor sensible 30 con base en la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. El intercambiador de calor latente 40 recibe el calor latente generado durante un cambio de fase del gas de combustión y calienta el agua de calentamiento utilizando el calor latente. Por consiguiente, el gas de combustión que pasa a través del intercambiador de calor sensible 30 se suministra al intercambiador de calor latente 40, el agua de calentamiento fluye en el intercambiador de calor latente 40, y el agua de calentamiento y el gas de combustión intercambian calor indirectamente entre sí.
De manera similar al intercambiador de calor sensible 30, el intercambiador de calor latente 40 puede incluir una tubería de intercambio de calor latente 42 a través de la cual fluye el agua de calentamiento y alrededor de la cual fluye el gas de combustión. La tubería de intercambio de calor latente 42 puede suministrar calor latente mediante un cambio de fase del gas de combustión al agua de calentamiento. El intercambiador de calor latente 40 puede incluir la carcasa del intercambiador de calor latente 41 en la que se insertan los extremos opuestos de la tubería de intercambio de calor latente 42. La tubería de intercambio de calor latente 42 puede formarse para ser similar a la tubería de intercambio de calor sensible 32, y la carcasa del intercambiador de calor latente también puede formarse para ser similar a la carcasa del intercambiador de calor sensible 31. Por lo tanto, las características excepcionales se describirán a continuación, pero la descripción general se reemplaza con la descripción del intercambiador de calor sensible 30. Sin embargo, puede surgir un fenómeno en el que el condensado se genera por un cambio de fase del gas de combustión alrededor de la tubería de intercambio de calor latente 42 y cae por gravedad en el receptor de condensado 55.
Del mismo modo que el intercambiador de calor sensible 30, el intercambiador de calor latente 40 puede ser de un tipo de tubería de aleta. Por consiguiente, se forma una aleta de calor latente 43 en forma de placa perpendicular a la segunda dirección de referencia D2 en la que se extiende la tubería de intercambio de calor latente 42, y la tubería de intercambio de calor latente 42 pasa a través de la aleta de calor latente 43. La aleta de calor latente 43 puede transferir una mayor cantidad de calor latente al agua de calentamiento al aumentar el área superficial de la tubería de intercambio de calor latente 42 capaz de recibir calor latente.
Se puede disponer una pluralidad de aletas de calor latente 43 para que estén separadas entre sí a intervalos predeterminados a lo largo de la segunda dirección de referencia D2 en la que se extiende la tubería de intercambio de calor latente 42. Los intervalos en los que las aletas de calor latente 43 están separadas entre sí pueden ser intervalos mediante los cuales el condensado formado entre las aletas de calor latente adyacentes 43 se descarga fácilmente. Los intervalos por los cuales el condensado se descarga fácilmente se refieren a intervalos entre las aletas de calor latente 43 en un estado en el que el peso del condensado formado entre las aletas de calor latente 43 es mayor que la fuerza resultante vertical de las tensiones que actúan entre las aletas de calor latente 43 y el condensado. La altura del condensado formado entre las aletas de calor latente 43 es inversamente proporcional al intervalo mínimo entre las aletas de calor latente 43 mediante el cual el condensado se descarga fácilmente. Por lo tanto, los intervalos por los cuales el condensado se descarga fácilmente se pueden determinar seleccionando una altura apropiada del condensado que se desea descargar del intercambiador de calor latente 40.
El número de aletas de calor latente 43 puede ser menor que el número de aletas de calor sensible 33. Por consiguiente, los intervalos en los que las aletas de calor latente adyacentes 43 están separadas entre sí pueden ser mayores o iguales a los intervalos en los que las aletas de calor sensible adyacentes 33 están separadas entre sí. Las descripciones específicas de los números e intervalos de las aletas de calor sensible 33 y las aletas de calor latente 43 se reemplazan con contenidos que se describirán a continuación en una tercera realización. El área de sección transversal del espacio interior de la tubería de intercambio de calor latente 42 obtenida al cortar la tubería de intercambio de calor latente 42 con un plano perpendicular a la dirección en la que se extiende la tubería de intercambio de calor latente 42 puede ser menor que el área de sección transversal del espacio interior de la tubería de intercambio de calor sensible 32 obtenida al cortar la tubería de intercambio de calor sensible 32 con un plano perpendicular a la dirección en la que se extiende la tubería de intercambio de calor sensible 32. La dirección en la que se extiende la tubería de intercambio de calor latente 42 también puede ser la segunda dirección de referencia D2. Al igual que en la descripción de la aleta de calor latente 43 descrita anteriormente, al hacer que el tamaño de la tubería de intercambio de calor latente 42 sea más pequeño que el tamaño de la tubería de intercambio de calor sensible 32, la tubería de intercambio de calor latente 42 puede tener un área de superficie más grande en el mismo volumen que la tubería de intercambio de calor sensible 32. A medida que aumenta el área superficial de la tubería de intercambio de calor latente 42, se puede intercambiar una mayor cantidad de calor entre el agua de calentamiento que fluye a lo largo de la tubería de intercambio de calor latente 42 y el condensado.
La sección transversal de la tubería de intercambio de calor latente 42 obtenida al cortar la tubería de intercambio de calor latente 42 con un plano perpendicular a la dirección predeterminada D 2 puede tener una forma de orificio largo similar a la sección transversal de la tubería de intercambio de calor sensible 32.
En la primera realización de la presente descripción, se ilustra que el intercambiador de calor latente 40 no tiene medios para el aislamiento térmico. Sin embargo, en varios ejemplos modificados, el intercambiador de calor latente 40 también puede tener tuberías de aislamiento térmico latente (no ilustradas) que están dispuestas de la misma manera que las tuberías de aislamiento térmico perceptible 34. Las tuberías de aislamiento térmico latente pueden disponerse adyacentes a la carcasa del intercambiador de calor latente, y el agua de calentamiento puede fluir a través de las tuberías de aislamiento térmico latente para aislar térmicamente el intercambiador de calor latente 40.
Aunque la carcasa del intercambiador de calor sensible 31 y la carcasa del intercambiador de calor latente 41 se han descrito como separadas entre sí, la carcasa del intercambiador de calor sensible 31 y la carcasa del intercambiador de calor latente 41 pueden formarse integralmente entre sí como se ilustra en el dibujo. En este caso, se puede considerar una carcasa principal integrada 51 que incluya tanto la carcasa del intercambiador de calor sensible 31 como la carcasa del intercambiador de calor latente 41. Por consiguiente, las placas laterales de aislamiento térmico perceptible 312 del intercambiador de calor sensible 30 y las placas laterales de aislamiento térmico latente 412 del intercambiador de calor latente 40 pueden formar integralmente placas laterales de aislamiento térmico principal 512, y las placas laterales de calor sensible general 311 del intercambiador de calor sensible 30 y las placas laterales de calor latente general 411 del intercambiador de calor latente 40 pueden formar integralmente placas laterales de calor latente general principal 511. Del mismo modo, una primera placa lateral general principal 5111 incluida en las placas laterales generales principales 511 puede incluir la primera placa lateral de aislamiento térmico perceptible 3111 y una primera placa lateral de aislamiento térmico latente 4111 ubicada en el mismo lado a lo largo de la segunda dirección de referencia D2, y una segunda placa lateral general principal 5112 incluida en las placas laterales generales principales 511 puede incluir la segunda placa lateral de aislamiento térmico perceptible 3112 y una segunda placa lateral de aislamiento térmico latente 4112 ubicada en el lado opuesto a lo largo de la segunda dirección de referencia D2.
En lo sucesivo, una situación en la que los intercambiadores de calor 30 y 40 de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción están conectados por placas de tapa de paso de flujo de conexión 71 y 72 para formar un paso de flujo de calor sensible y un paso de flujo de calor latente conectados entre sí se describirá a continuación con referencia a las FIGS. 10 a 14 y 29.
La FIG. 10 es una vista que ilustra la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción cuando se ve desde el exterior de la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72. La FIG. 11 es una vista que ilustra la primera placa de tapa de paso de flujo de conexión 71 de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción. La FIG. 12 es una vista que ilustra un área parcial de una segunda placa lateral general principal 5112 de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción junto con tapas de paso de flujo incluidas en la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72 cuando se ve desde el exterior a lo largo de una dirección predeterminada. La FIG. 13 es una vista que ilustra una primera placa lateral general principal 5111 de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción junto con tapas de paso de flujo incluidas en la primera placa de tapa de paso de flujo de conexión 71 cuando se ve desde el interior a lo largo de una dirección predeterminada. La FIG. 14 es una vista en perspectiva que ilustra el paso de flujo de calor sensible y el paso de flujo de calor latente de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción. La FIG. 29 es una vista en perspectiva que ilustra una situación en la que las placas de tapa de paso de flujo de conexión están separadas entre sí en la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción.
La FIG. 12 es una vista en la que las tapas de paso de flujo 722, 723, 724 y 725 de la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72 se ilustran mediante líneas de puntos en una vista de la segunda placa lateral general principal 5112, las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 de una tubería de intercambio de calor sensible 32 y las tuberías de aislamiento térmico perceptible 341 y 342 de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción cuando se ve desde la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72 de la FIG. 29 a lo largo de la línea H-H' La FIG. 13 es una vista en la que las tapas de paso de flujo 712, 713 y 714 de la primera placa de tapa de paso de flujo de conexión 71 se ilustran mediante líneas de puntos en una vista de la primera placa lateral general principal 5111, las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 de la tubería de intercambio de calor sensible 32 y las tuberías de aislamiento térmico perceptible 341 y 342 de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción cuando se ve a lo largo de la línea G-G' de la FIG. 29.
En el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción, el paso de flujo de calor latente que está conectado al paso de flujo de calor sensible y a través del cual fluye el agua de calentamiento está formado por una tubería de intercambio de calor latente 42, y el paso de flujo de calor sensible a través del cual fluye el agua de calentamiento está formado por la tubería de intercambio de calor sensible 32 y las tuberías de aislamiento térmico perceptible 34. En la FIG. 14, el paso de flujo de calor latente se representa en forma de una flecha que pasa a través de la tubería de intercambio de calor latente 42, y el paso de flujo de calor sensible se representa en forma de una flecha que pasa a través de la tubería de intercambio de calor sensible 32 y las tuberías de aislamiento térmico perceptible 341 y 342. Para una mejor comprensión de las áreas a través de las cuales pasan los pasos de flujo, las tapas de paso de flujo de las placas de tapa de paso de flujo de conexión 71 y 72 no se ilustran en la FIG. 14 en un estado en el que se retiran las placas laterales generales, las placas laterales de aislamiento térmico y las aletas de la unidad intercambiadora de calor. El paso de flujo de calor sensible y el paso de flujo de calor latente están conectados para formar un paso de flujo de agua de calentamiento integrado. El paso de flujo de calor sensible puede incluir un paso de flujo en serie en al menos una sección parcial, y el paso de flujo de calor latente puede incluir un paso de flujo paralelo en al menos una sección parcial. En el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción ilustrada en las FIGS. 10 a 14 y 29, el paso de flujo de calor sensible está configurado para incluir solo un paso de flujo en serie, y el paso de flujo de calor latente está configurado para incluir un paso de flujo paralelo.
Para formar el paso de flujo de agua de calentamiento sin conexión mediante un cuerpo de tubería separado, las placas de tapa de paso de flujo de conexión 71 y 72 que conectan el intercambiador de calor sensible 30 y el intercambiador de calor latente 30 pueden disponerse en el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción.
Para conectar las aberturas de la tubería de intercambio de calor latente 42, la tubería de intercambio de calor sensible 32 y las tuberías de aislamiento de calor sensible 34 expuestas fuera de las dos placas laterales generales principales 5111 y 5112 de la carcasa principal (51 de la FIG. 2), las placas de tapa de paso de flujo de conexión 71 y 72, una especie de placa de tapa de paso de flujo, incluyen tapas de paso de flujo que tienen, entre la placa lateral general principal 511 y las tapas de paso de flujo, un espacio de conexión que rodea las aberturas.
Para conectar una salida del paso de flujo de calor latente que está expuesta fuera de una placa lateral de referencia, que es una de las dos placas laterales generales principales 5111 y 5112, y está formada por la tubería de intercambio de calor latente 42 y una entrada del paso de flujo de calor sensible que está expuesta fuera de la placa lateral de referencia y que introduce el agua de calentamiento en las tuberías de aislamiento de calor sensible 34, una de las placas de tapa de paso de flujo de conexión 71 y 72 que está ubicada en un lado a lo largo de la segunda dirección de referencia D2 incluye una tapa de paso de flujo de conexión que tiene, entre la placa lateral de referencia y la tapa de paso de flujo de conexión, un espacio de conexión que rodea la salida del paso de flujo de calor latente y la entrada del paso de flujo de calor sensible.
En el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción, la placa lateral de referencia es la segunda placa lateral general principal 5112, y la una placa de tapa de paso de flujo de conexión es la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72 que incluye la tapa de paso de flujo de conexión 722. Sin embargo, la posición donde se dispone la placa lateral de referencia no se limita a esto.
La tapa de paso de flujo de conexión 722 se extiende a lo largo de la primera dirección de referencia D1, que es la dirección de flujo del gas de combustión, para conectar el intercambiador de calor sensible 30 y el intercambiador de calor latente 40 apilados entre sí. Además, como la tapa de paso de flujo de conexión 722 conecta una pluralidad de porciones rectas incluidas en la tubería de intercambio de calor latente 42 y las tuberías de aislamiento térmico perceptible 34, la tapa de paso de flujo de conexión 722 puede extenderse hacia el intercambiador de calor latente 40 mientras se extiende a lo largo de la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. Por consiguiente, se puede formar la tapa de paso de flujo de conexión 722 que tiene una porción en una forma inclinada y que no es completamente paralela a la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión.
Una tapa de paso de flujo de entrada 721 que tiene un orificio de suministro de agua de calentamiento 7211 formado en la misma y la tapa de paso de flujo de salida 725 que tiene un orificio de descarga de agua de calentamiento 7251 que es la salida del paso de flujo de calor sensible se forman en la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72. La salida del paso de flujo de calor sensible se implementa mediante la salida de la segunda tubería de aislamiento térmico perceptible 342. En el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción, se supone que el agua de calentamiento se introduce en el intercambiador de calor latente 40 a través del orificio de suministro de agua de calentamiento 7211, el agua de calentamiento fluye al intercambiador de calor sensible 30 a través de la tapa de paso de flujo de conexión 722, y el agua de calentamiento se calienta y se descarga a través del orificio de descarga de agua de calentamiento 7251 desde el intercambiador de calor sensible 30. Sin embargo, la tapa del paso de flujo de entrada 721 y el orificio de suministro de agua de calentamiento 7211 pueden disponerse para conectarse con el intercambiador de calor sensible 30, la tapa del paso de flujo de salida 725 y el orificio de descarga de agua de calentamiento 7251 pueden disponerse para conectarse con el intercambiador de calor latente 40, y el paso de flujo de agua de calentamiento puede formarse en una dirección opuesta de modo que el agua de calentamiento que pasa a través del intercambiador de calor sensible 30 se oriente hacia el intercambiador de calor latente 40.
La pluralidad de porciones rectas incluidas en la tubería de intercambio de calor latente 42 puede conectarse a la tapa del paso de flujo de entrada 721 en paralelo, y el agua de calentamiento introducida a través del orificio de suministro de agua de calentamiento 7211 puede moverse a lo largo del paso de flujo paralelo. La salida de la segunda tubería de aislamiento térmico perceptible 342 puede estar conectada a la tapa de paso de flujo de salida 725, y la tapa de paso de flujo de salida 725 puede recibir, desde la segunda tubería de aislamiento térmico perceptible 342, el agua de calentamiento calentada a través del paso de flujo de calor sensible y puede descargar el agua de calentamiento.
Cuando se supone que un paralelepípedo rectangular virtual aloja tanto el intercambiador de calor latente 40 como el intercambiador de calor sensible 30, el orificio de suministro de agua de calentamiento 7211 que es la entrada del paso de flujo de calor latente y el orificio de descarga de agua de calentamiento 7251 que es la salida del paso de flujo de calor sensible pueden proporcionarse juntos en una superficie de referencia que es una de las seis superficies del paralelepípedo rectangular. En otras palabras, tanto el orificio de suministro de agua de calentamiento 7211 como el orificio de descarga de agua de calentamiento 7251 pueden proporcionarse en una placa de tapa de paso de flujo que cubre una de las placas laterales que constituyen la carcasa principal (51 de la FIG. 1). En el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción, la primera placa lateral puede ser la segunda placa lateral general principal 5111 que forma un espacio de conexión junto con las tapas de paso de flujo de la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72, y la placa de tapa de paso de flujo que cubre la primera placa lateral es la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72. Por consiguiente, el agua de calentamiento se introduce y se descarga de la unidad intercambiadora de calor a través de una superficie lateral en la que la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72 está dispuesta entre las superficies laterales de la unidad intercambiadora de calor. Sin embargo, la superficie de referencia puede disponerse de manera diferente sin limitarse a la misma.
Dado que el orificio de suministro de agua de calentamiento 7211 y el orificio de descarga de agua de calentamiento 7251 están dispuestos en la misma superficie lateral de la unidad intercambiadora de calor, la dirección en la que se introduce el agua de calentamiento a través del orificio de suministro de agua de calentamiento 7211 y la dirección en la que se descarga el agua de calentamiento a través del orificio de descarga de agua de calentamiento 7251 pueden ser opuestas entre sí. A medida que el agua de calentamiento se introduce y descarga a través de la misma superficie lateral, se puede ahorrar un espacio requerido para disponer una tubería de agua de calentamiento conectada al orificio de suministro de agua de calentamiento 7211 y al orificio de descarga de agua de calentamiento 7251. Sin embargo, el orificio de suministro de agua de calentamiento 7211 y el orificio de descarga de agua de calentamiento 7251 pueden estar dispuestos en superficies laterales opuestas.
Para ubicar el orificio de suministro de agua de calentamiento 7211 y el orificio de descarga de agua de calentamiento 7251 en la misma superficie lateral, el paso de flujo de agua de calentamiento puede incluir un número par de secciones en las que el agua de calentamiento mira desde un lado a un lado opuesto de la segunda dirección de referencia D2 o desde el lado opuesto a un lado. Es decir, el número de veces que el agua de calentamiento se enfrenta desde una superficie lateral a otra superficie lateral de la unidad intercambiadora de calor con base en la segunda dirección de referencia D2 puede ser un número par en todo el paso de flujo de agua de calentamiento. En otras palabras, cuando solo se cuenta un cambio en una dirección de progreso de un lado a un lado opuesto de la segunda dirección de referencia D2 o del lado opuesto a un lado, el paso de flujo de agua de calentamiento puede cambiar la dirección un número impar de veces. En el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción, todo el paso de flujo de agua de calentamiento cambia la dirección un total de siete veces, pero el número de veces no se limita a esto. En otras palabras, en el paso de flujo de calor latente y el paso de flujo de calor sensible, el número de secciones que conectan la superficie de referencia y la superficie opuesta a la superficie de referencia a lo largo de la segunda dirección de referencia D2 puede ser un número par de tal manera que el agua de calentamiento que fluye desde la superficie de referencia a la superficie ubicada en el lado opuesto a la superficie de referencia regresa a la superficie de referencia nuevamente.
La descripción de las posiciones del orificio de suministro de agua de calentamiento 7211 y el orificio de descarga de agua de calentamiento 7251 de la primera realización se puede aplicar a otras realizaciones de la presente descripción y ejemplos modificados de las mismas.
La segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72 incluye la segunda tapa de paso de flujo de calor sensible 723 y la cuarta tapa de paso de flujo de calor sensible 724 que conectan las porciones rectas 321, 322, 323 y 324 incluidas en la tubería de intercambio de calor sensible 32. La segunda tapa de paso de flujo de calor sensible 723 puede conectar la primera porción recta externa 321 y la porción recta intermedia 323 en serie, y la tercera tapa de paso de flujo de calor sensible 724 puede conectar la segunda porción recta externa 322 y la porción recta intermedia 324 en serie.
La primera placa de tapa de paso de flujo de conexión 71 está acoplada a la primera placa lateral general principal 5111 en el lado opuesto a la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72 basada en el intercambiador de calor sensible 30 y el intercambiador de calor latente 40. Por consiguiente, la tapa de paso de flujo de conexión 722 no está formada, y la primera placa de tapa de paso de flujo de conexión 71 incluye la tapa de paso de flujo de calor latente 722 que conecta las porciones rectas incluidas en la tubería de intercambio de calor latente 42, la primera tapa de paso de flujo de calor sensible 712 que conecta las porciones rectas incluidas en la tubería de intercambio de calor sensible 32, la tercera tapa de paso de flujo de calor sensible 713 y la quinta tapa de paso de flujo de calor sensible 714. En la FIG. 11, se forma una tapa de paso de flujo de calor latente 711. Sin embargo, el número de tapas de paso de flujo de calor latente 711 no se limita a esto, y se puede formar una pluralidad de tapas de paso de flujo de calor latente 711.
La tapa de paso de flujo de calor latente 711 puede estar conectada con los extremos de la pluralidad de porciones rectas incluidas en la tubería de intercambio de calor latente 42. Por consiguiente, la pluralidad de porciones rectas incluidas en la tubería de intercambio de calor latente 42 puede formar un paso de flujo paralelo. La primera tapa de paso de flujo de calor sensible 712 puede conectar la primera tubería de aislamiento térmico perceptible 341 y la primera porción recta externa 321, la tercera tapa de paso de flujo de calor sensible 713 puede conectar las porciones rectas intermedias 323 y 324, y la quinta tapa de paso de flujo de calor sensible 714 puede conectar la segunda porción recta externa 322 y la segunda tubería de aislamiento térmico perceptible 342.
La descripción de la configuración del paso de flujo de calor latente que incluye el paso de flujo paralelo de la primera realización se puede aplicar a otras realizaciones de la presente descripción y ejemplos modificados de esta.
El paso de flujo de agua de calentamiento formado por la primera placa de tapa de paso de flujo de conexión 71 y la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72 de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción se describirá a lo largo de un flujo de agua de calentamiento. El agua de calentamiento se introduce en el intercambiador de calor latente 40 a través del orificio de suministro de agua de calentamiento 7211 formado en la tapa de paso de flujo de entrada 721 de la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72. A medida que la tapa de paso de flujo de entrada 721 conecta la pluralidad de porciones rectas de la tubería de intercambio de calor latente 42 en paralelo, el agua de calentamiento se suministra a la tapa de paso de flujo de calor latente 711, que se forma en la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72, a lo largo del paso de flujo paralelo a través de la pluralidad de tuberías de intercambio de calor latente 42 conectadas a la tapa de paso de flujo de entrada 721.
A medida que la tapa de paso de flujo de calor latente 722 conecta las tuberías de intercambio de calor latente 42 en paralelo, el agua de calentamiento se suministra a la tapa de paso de flujo de conexión 713 a través de la pluralidad de tuberías de intercambio de calor latente 42 no conectadas con la tapa de paso de flujo de entrada 712 y conectadas con la tapa de paso de flujo de conexión 713 en paralelo. Es decir, el agua de calentamiento fluye en paralelo en el área del paso de flujo de agua de calentamiento que corresponde al intercambiador de calor latente 40.
La tapa de paso de flujo de conexión 722 está conectada con la primera tubería de aislamiento térmico perceptible 341. El agua de calentamiento fluye a través de la primera tubería de aislamiento térmico perceptible 341 y se suministra a la primera tapa de paso de flujo de calor sensible 712 de la primera placa de tapa de paso de flujo de conexión 71 y se interrumpe la pérdida de calor del intercambiador de calor sensible 30.
El agua de calentamiento se suministra a la primera porción recta externa 321 conectada a la primera tapa de paso de flujo de calor sensible 712. El agua de calentamiento se suministra a la segunda tapa de paso de flujo de calor sensible 723. A medida que la porción recta intermedia 323 se conecta a la segunda tapa de paso de flujo de calor sensible 723, el agua de calentamiento fluye a lo largo de la porción recta intermedia 323 y se suministra a la tercera tapa de paso de flujo de calor sensible 713. A medida que la porción recta intermedia 324 se conecta a la tercera tapa de paso de flujo de calor sensible 713, el agua de calentamiento fluye a lo largo de la porción recta intermedia 324 y se suministra a la cuarta tapa de paso de flujo de calor sensible 724. A medida que la segunda porción recta externa 322 se conecta a la cuarta tapa de paso de flujo de calor sensible 724, el agua de calentamiento fluye a lo largo de la segunda porción recta externa 322 y se suministra a la quinta tapa de paso de flujo de calor sensible 714. A medida que la segunda tubería de aislamiento térmico perceptible 342 se conecta a la quinta tapa de paso de flujo de calor sensible 714, el agua de calentamiento fluye a lo largo de la segunda tubería de aislamiento térmico perceptible 342 y se suministra a la tapa de paso de flujo de salida 725.
Es decir, el agua de calentamiento fluye a lo largo del paso de flujo de calor sensible en serie. El agua de calentamiento se calienta mediante calor sensible mientras alterna entre la primera placa de tapa de paso de flujo de conexión 71 y la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72 y se suministra a la segunda tubería de aislamiento térmico perceptible 342.
La segunda tubería de aislamiento térmico perceptible 342 interrumpe la pérdida de calor del intercambiador de calor sensible 30 mientras suministra el agua de calentamiento a la tapa de paso de flujo de salida 725, y el agua de calentamiento se descarga a través del orificio de descarga de agua de calentamiento 7251 y se utiliza para el calentamiento.
Paso de flujo principal
La caldera de condensación 1 que incluye el intercambiador de calor de acuerdo con la primera realización de la presente descripción incluye el paso de flujo principal. El paso de flujo principal es una tubería que está conectada directa o indirectamente a un paso de flujo de calentamiento para proporcionar calentamiento y que suministra el agua de calentamiento al paso de flujo de calentamiento. El paso de flujo principal está conectado directa o indirectamente al intercambiador de calor sensible 30 o al intercambiador de calor latente 40 y suministra el agua de calentamiento al intercambiador de calor para calentar el agua de calentamiento o suministra el agua de calentamiento calentada desde el intercambiador de calor al paso de flujo de calentamiento. Por consiguiente, la tubería de agua de calentamiento conectada con el intercambiador de calor sensible 30 y el intercambiador de calor latente 40 para suministrar o recibir el agua de calentamiento puede incluirse en el paso de flujo principal.
Segunda realización
La FIG. 15 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la segunda realización de la presente descripción.
Con referencia a la FIG. 15, la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la segunda realización de la presente descripción puede tener un intercambiador de calor sensible 81 y un intercambiador de calor latente 82 que tiene dos filas de intercambiadores de calor latentes. Un primer intercambiador de calor latente 821 ubicado en un lado aguas arriba basado en una dirección de flujo de gas de combustión puede tener un ancho mayor en una dirección ortogonal que un segundo intercambiador de calor latente 822.
Además, la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la segunda realización de la presente descripción puede tener una mayor cantidad de porciones rectas 8211 incluidas en una tubería de intercambio de calor latente y una mayor cantidad de porciones rectas 811 incluidas en una tubería de intercambio de calor sensible que las unidades de intercambiador de calor de acuerdo con la primera realización de la presente descripción y el ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción. El número de porciones rectas que tiene el primer intercambiador de calor latente 821 puede ser mayor que el número de porciones rectas que tiene el segundo intercambiador de calor latente 821.
La FIG. 16 es una vista frontal que ilustra una placa de tapa de paso de flujo 90 de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con un ejemplo modificado de la segunda realización de la presente descripción junto con tuberías. Las tuberías se ilustran con líneas de puntos.
Con referencia a la FIG. 16, la placa de tapa de paso de flujo 90 de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el ejemplo modificado de la segunda realización de la presente descripción incluye un orificio de descarga de agua de calentamiento 91 no formado a través de una tapa de paso de flujo y formado directamente a través de la placa de tapa de paso de flujo 90. El orificio de descarga de agua de calentamiento 91 puede no estar ubicado aguas abajo de una tubería de intercambio de calor sensible 95 a lo largo de una primera dirección de referencia D1 que es una dirección de flujo del gas de combustión y puede estar dispuesto en la misma línea a lo largo de una dirección ortogonal para quedar adyacente a la tubería de intercambio de calor sensible 95.
La placa de tapa de paso de flujo 90 de acuerdo con el ejemplo modificado de la segunda realización de la presente descripción puede incluir una tapa de paso de flujo de conexión modificada 92. Cuando la tapa de paso de flujo de conexión modificada 92 se compara con la tapa de paso de flujo de conexión (722 de la FIG. 10) de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción, la longitud de una porción inclinada 922 formada para inclinarse con respecto a la dirección ortogonal y la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión es menor que la longitud de una porción 923 que se extiende a lo largo de la primera dirección de referencia D1, que es la dirección de flujo del gas de combustión, y la longitud de una porción 921 que se extiende a lo largo de la dirección ortogonal. Además, cuando la tapa de paso de flujo de conexión modificada 92 se compara con la tapa de paso de flujo de conexión (722 de la FIG. 10) de acuerdo con el otro ejemplo modificado de la primera realización de la presente descripción, el ancho de la porción inclinada 922 es menor que el ancho de la porción 921 que se extiende a lo largo de la dirección ortogonal.
Debido a la posición del orificio de descarga de agua de calentamiento 912 y la forma de la tapa de paso de flujo de conexión 92, la placa de tapa de paso de flujo 90 puede tener una estructura asimétrica que no tiene simetría de línea con respecto a una línea paralela a la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. La placa de tapa de paso de flujo 90 puede tener una forma cónica que tiene un ancho decreciente a lo largo de la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. En la FIG. 16, una porción inclinada izquierda 93 y una porción inclinada derecha 94 pueden configurarse para tener superficies exteriores cónicas desde diferentes ubicaciones a otras ubicaciones diferentes con base en la primera dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo del gas de combustión. Esto es para reducir un desperdicio de material cortando una porción correspondiente a un área innecesaria.
Las formas del intercambiador de calor sensible 81 y el intercambiador de calor latente 82 de acuerdo con la segunda realización o la forma de la placa de tapa de paso de flujo 90 de acuerdo con el ejemplo modificado de la segunda realización se pueden aplicar a otras realizaciones de la presente descripción y ejemplos modificados de esta.
Tercera realización
La FIG. 17 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor y una caldera de condensación 2 que la usa de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción. La FIG. 18 es una vista lateral de la unidad intercambiadora de calor y la caldera de condensación 2 que la utiliza de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción.
Con referencia a los dibujos, la caldera de condensación 2 de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción incluye una cámara de combustión 20 y la unidad intercambiadora de calor.
Además, la caldera de condensación 2 que incluye la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción incluye un conjunto de quemador 10 que incluye un quemador 11. El conjunto de quemador 10 y la unidad intercambiadora de calor están dispuestos en secuencia a lo largo de una dirección de referencia D1, que es una dirección de flujo del gas de combustión, y los componentes están dispuestos en la unidad intercambiadora de calor a lo largo de la misma dirección en el orden de la cámara de combustión 20 y la unidad intercambiadora de calor. Por consiguiente, los componentes de la caldera de condensación 2 se describirán a continuación en el orden de disposición descrito anteriormente.
La unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción, y el conjunto de quemador 10, la cámara de combustión 20, un receptor de condensado 55, una salida de condensado 53 y un conducto de escape 52 incluidos en la caldera de condensación 2 que usa la unidad intercambiadora de calor son idénticos o muy similares a los componentes correspondientes de la primera realización. Por lo tanto, las descripciones de los mismos se reemplazan con el contenido descrito anteriormente de la primera realización.
Unidad intercambiadora de calor
La FIG. 19 es una vista en planta de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción. La FIG. 20 es una vista en sección vertical de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción.
Con referencia a los dibujos, la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción incluye una parte de intercambio de calor sensible 300 y una parte de intercambio de calor latente 400. Además, la unidad intercambiadora de calor de la presente descripción puede incluir un alojamiento 510 que define áreas de intercambio de calor en el interior rodeando un área de intercambio de calor sensible y un área de intercambio de calor latente en la que se disponen las partes de intercambio de calor 300 y 400.
La parte de intercambio de calor sensible 300 y la parte de intercambio de calor latente 400 pueden disponerse en el área de intercambio de calor sensible y el área de intercambio de calor latente, respectivamente. El área de intercambio de calor sensible y el área de intercambio de calor latente pueden estar conectados, y el gas de combustión suministrado desde la cámara de combustión 20 puede fluir en el área de intercambio de calor sensible y el área de intercambio de calor latente a lo largo de la dirección de referencia D1 que es la dirección de flujo.
Unidad intercambiadora de calor - Parte de intercambio de calor sensible 300
El área de intercambio de calor sensible es un área que se encuentra aguas abajo de la cámara de combustión 20 con base en la dirección de referencia D1 y que recibe el calor sensible generado en el lado aguas arriba y calienta el agua de calentamiento. El tamaño del área de intercambio de calor sensible está determinado por un espacio desde el lado más aguas arriba hasta el lado más aguas abajo de la parte de intercambio de calor sensible 300 a lo largo de la dirección de referencia D1 en el espacio rodeado por el alojamiento 510. Por consiguiente, el área de intercambio de calor sensible puede estar conectada con un espacio interior 22 de la cámara de combustión 20 y puede recibir calor radiante del quemador 11, y el gas de combustión puede fluir en el área de intercambio de calor sensible. Además, debido a que el área de intercambio de calor sensible tiene que ser capaz de transferir calor sensible al agua de calentamiento, la parte de intercambio de calor sensible 300 que incluye una tubería de intercambio de calor sensible 320 y una aleta de calor sensible 330 se dispone en el área de intercambio de calor sensible.
La tubería de intercambio de calor sensible 320 es un componente de tipo tubería a través del cual fluye el agua de calentamiento y alrededor del cual fluye el gas de combustión. La tubería de intercambio de calor sensible 320 se extiende a lo largo de una segunda dirección de referencia D2 en el área de intercambio de calor sensible 32. La segunda dirección de referencia D2 puede ser preferentemente una dirección perpendicular a la dirección de referencia D1. La tubería de intercambio de calor sensible 320 puede extenderse a lo largo de la segunda dirección de referencia D2 y puede acoplarse al alojamiento 510.
La tubería de intercambio de calor sensible 320 puede incluir una pluralidad de porciones rectas de calor sensible. Las porciones rectas de calor sensible pueden estar dispuestas para estar separadas entre sí a lo largo de una dirección ortogonal perpendicular a la segunda dirección de referencia D2. La pluralidad de porciones rectas de calor sensible de la tubería de intercambio de calor sensible 320 puede acoplarse a las placas de tapa de paso de flujo 363 y 364 del alojamiento 510, que se describirán a continuación, para formar un paso de flujo de calor sensible a través del cual fluye el agua de calentamiento.
La aleta de calor sensible 330 se forma con una conformación de placa a través de la dirección en la que se extiende la tubería de intercambio de calor sensible 320, y la tubería de intercambio de calor sensible 320 pasa a través de la aleta de calor sensible 330. Como la aleta de calor sensible 330 tiene una forma a través de la cual pasa la tubería de intercambio de calor sensible 320, la parte de intercambio de calor sensible 300 puede configurar un intercambiador de calor de tipo tubería de aleta.
Como la parte de intercambio de calor sensible 300 incluye la aleta de calor sensible 330, se puede aumentar la conductividad térmica de la tubería de intercambio de calor sensible 320. Se puede disponer una pluralidad de aletas de calor sensible 330 para que estén separadas entre sí a intervalos predeterminados a lo largo de la segunda dirección de referencia D2 en la que se extiende la tubería de intercambio de calor sensible 320. La aleta de calor sensible 330 puede transferir una mayor cantidad de calor sensible al agua de calentamiento al aumentar el área superficial de la tubería de intercambio de calor sensible 320 capaz de recibir calor sensible. Por consiguiente, para una transferencia de calor efectiva, la tubería de intercambio de calor sensible 320 y la aleta de calor sensible 330 pueden estar formadas de metal que tiene una alta conductividad térmica.
Una sección transversal obtenida al cortar la tubería de intercambio de calor sensible 320 con un plano perpendicular a la segunda dirección de referencia D2 en la que se extiende la tubería de intercambio de calor sensible 320 puede conformarse con la forma de un orificio largo que se extiende a lo largo de la dirección de referencia D1. Como se puede ver en los dibujos, la tubería de intercambio de calor sensible 320 de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción puede tener una forma plana formada de modo que un valor obtenido dividiendo la longitud del espacio interior en la sección transversal con base en la dirección de referencia D1 por el ancho de acuerdo con la dirección perpendicular a la dirección de referencia D1 sea igual a 2 o más. Cuando la tubería de tipo plano que tiene la forma descrita anteriormente se emplea para la tubería de intercambio de calor sensible 320, debido a un área de intercambio de calor más amplia en la relación con el gas de combustión, el agua de calentamiento puede recibir una mayor cantidad de calor y puede calentarse suficientemente aunque fluya a lo largo de la tubería de intercambio de calor sensible 320 que tiene la misma longitud, en comparación con cuando se emplea una tubería que tiene una forma diferente, tal como una forma circular o una forma ovalada, para la tubería de intercambio de calor sensible 320.
Un orificio pasante a través del cual pasa la tubería de intercambio de calor sensible 320 puede formarse en la aleta de calor sensible 330. El área del orificio pasante puede ser igual o menor que el área de la tubería de intercambio de calor sensible 320, y la tubería de intercambio de calor sensible 320 puede insertarse firmemente en el orificio pasante. Además, la aleta de calor sensible 330 puede acoplarse integralmente con la tubería de intercambio de calor sensible 320 a través de soldadura fuerte. Un método para acoplar la aleta de calor sensible 330 y la tubería de intercambio de calor sensible 320 a través de soldadura fuerte se describirá en detalle en las descripciones de las FIGS. 15 y 16.
Los orificios comunes de rejilla 3303 y 3304 pueden formarse adicionalmente en la aleta de calor sensible 330 a lo largo de la dirección en la que se extiende la tubería de intercambio de calor sensible 320. Los orificios de rejilla 3303 y 3304 pueden formarse mediante punzonado. Los orificios de rejilla 3303 y 3304 incluyen una protuberancia elevada a lo largo de la periferia de los mismos. Cuando el gas de combustión fluye, la protuberancia bloquea el gas de combustión para hacer que el gas de combustión fluya alrededor de la tubería de intercambio de calor sensible 320, facilitando así el intercambio de calor entre el gas de combustión y el agua de calentamiento. Se puede formar una pluralidad de orificios de rejilla 3303 y 3304. Los orificios de rejilla 3303 y 3304, como se ilustra en los dibujos, pueden incluir los primeros orificios de rejilla 3303 que se extienden en una dirección oblicua con respecto a la dirección de referencia D1 y los segundos orificios de rejilla 3304 que se forman entre las porciones rectas de calor sensible adyacentes del tubería de intercambio de calor sensible 320 y que se extienden en la dirección ortogonal perpendicular a la dirección de referencia D1. Los orificios de rejilla 3303 y 3304 pueden estar dispuestos para estar separados entre sí a intervalos predeterminados a lo largo de la dirección de referencia D1.
La aleta de calor sensible 330 puede incluir además valles 3302 y porciones salientes 3301. La aleta de calor sensible 330 puede formarse básicamente para rodear la tubería de intercambio de calor sensible 320. La aleta de calor sensible 33 puede rodear áreas correspondientes a un ancho predeterminado desde las periferias de las partes extremas del lado aguas arriba de la tubería de intercambio de calor sensible 320 con base en la dirección de referencia D1, de modo que las áreas se distingan de las áreas restantes de la tubería de intercambio de calor sensible 320. Por consiguiente, entre las porciones extremas adyacentes del lado aguas arriba de la tubería de intercambio de calor sensible 320, los valles 3302 pueden formarse de forma cóncava en la aleta de calor sensible 330 a lo largo de la dirección de referencia D1. Las áreas de la aleta de calor sensible 330 que son adyacentes a las porciones de extremo del lado aguas arriba de la tubería de intercambio de calor sensible 320 sobresalen relativamente para formar las porciones salientes 3301. Las áreas innecesarias se abren formando los valles 3302 y, por lo tanto, el gas de combustión puede fluir más libremente entre la aleta de calor sensible 330 y la tubería de intercambio de calor sensible 320.
Unidad intercambiadora de calor - Parte de intercambio de calor latente 400
El área de intercambio de calor latente es un área que se encuentra aguas abajo del área de intercambio de calor sensible con base en la dirección de referencia D1 y que recibe el calor latente generado durante un cambio de fase del gas de combustión y calienta el agua de calentamiento. El tamaño del área de intercambio de calor latente está determinado por un espacio desde el lado más aguas arriba hasta el lado más aguas abajo de la parte de intercambio de calor latente 400 a lo largo de la dirección de referencia D1 en el espacio rodeado por el alojamiento 510. La parte de intercambio de calor latente 400 que incluye una tubería de intercambio de calor latente 420 a través de la cual fluye el agua de calentamiento y alrededor de la cual fluye el gas de combustión y una aleta de calor latente 430 que se forma con una conformación de placa a través de la segunda dirección de referencia D2, en la cual se extiende la tubería de intercambio de calor latente 420 y a través de la cual pasa la tubería de intercambio de calor latente 420 se dispone en el área de intercambio de calor latente.
Las configuraciones de la tubería de intercambio de calor latente 420 y la aleta de calor latente 430 son similares a las configuraciones de la tubería de intercambio de calor sensible 320 y la aleta de calor sensible 330. Por lo tanto, las descripciones de las estructuras básicas de la tubería de intercambio de calor latente 420 y la aleta de calor latente 430 se reemplazan con las descripciones anteriores de las estructuras de la tubería de intercambio de calor sensible 320 y la aleta de calor sensible 330. Por consiguiente, la parte de intercambio de calor latente 400 también puede configurarse en un tipo de tubería de aleta.
La tubería de intercambio de calor latente 420 puede incluir una pluralidad de porciones rectas aguas arriba 421 y una pluralidad de porciones rectas aguas abajo 422 ubicadas aguas abajo de las porciones rectas aguas arriba 421 con base en la dirección de referencia D1. Una de la pluralidad de porciones rectas aguas abajo 422 puede estar conectada con una porción recta aguas arriba 421 entre la pluralidad de porciones rectas aguas arriba 421. Es decir, la tubería de intercambio de calor latente 420 puede disponerse en dos filas. La tubería de intercambio de calor latente 420 puede disponerse para tener más de dos filas. Como la tubería de intercambio de calor latente 420 tiene la pluralidad de filas de porciones rectas, la tubería de intercambio de calor latente 420 puede mejorar la eficiencia térmica que es probable que se degrade cuando se usa un tipo de tubería de aleta.
En la FIG. 20, se disponen cuatro porciones rectas aguas arriba 421 y tres porciones rectas aguas abajo 422. Esto se debe a que el área de sección transversal de referencia del área de intercambio de calor latente disminuye a lo largo de la dirección de referencia D1 como se describirá a continuación. Sin embargo, el número de porciones rectas de calor latente 421 y 422 que constituyen la tubería de intercambio de calor latente 420 y que se extienden en la segunda dirección de referencia D2 no se limita a esto.
Como la tubería de intercambio de calor latente 420 está dispuesta en dos filas, la aleta de calor latente 430 también puede disponerse para separarse dependiendo de la tubería de intercambio de calor latente 420. Es decir, una aleta aguas arriba 431 incluida en la aleta de calor latente 430 puede acoplarse a las porciones rectas aguas arriba 421, y una aleta aguas abajo 432 incluida en la aleta de calor latente 430 puede acoplarse a las porciones rectas aguas abajo 422.
Dado que la tubería de intercambio de calor latente 420 está dispuesta en dos filas, se puede evitar una situación en la que el gas de combustión no transfiere suficiente calor al agua de calentamiento debido a una deficiencia de un área de transferencia de calor en el área de intercambio de calor latente, y dado que se produce un intercambio de calor suficiente en un área amplia para todo el gas de combustión, se puede reducir una fracción en la que el gas de combustión se descarga sin experimentar un cambio de fase.
El área de sección transversal de los espacios interiores de las porciones rectas de calor latente 421 y 422 de la tubería de intercambio de calor latente 420 puede ser menor que el área de sección transversal de los espacios interiores de las porciones rectas de calor sensible de la tubería de intercambio de calor sensible 320. En lugar de hacer que el área de sección transversal de las porciones rectas de calor latente 421 y 422 sea más pequeña que el área de sección transversal de los espacios interiores de las porciones rectas de calor sensible, el número total de porciones rectas de calor sensible puede hacerse más pequeño que el número total de porciones rectas de calor latente 421 y 422 de manera que el producto del área de sección transversal de los espacios interiores de las porciones rectas de calor sensible y la longitud total de la tubería de intercambio de calor sensible 320 permanezca en un valor numérico correspondiente al producto del área de sección transversal de los espacios interiores de las porciones rectas de calor latente 421 y 422 y la longitud total de la tubería de intercambio de calor latente 420.
En otras palabras, la tubería de intercambio de calor latente 420 puede formarse de tal manera que en una sección transversal obtenida al cortar la tubería de intercambio de calor sensible 320 con un plano perpendicular a la dirección en la que se extiende la tubería de intercambio de calor sensible 320, el número de curvas cerradas formadas por las periferias de las porciones rectas de calor sensible es menor que el número de curvas cerradas formadas por las periferias de las porciones rectas de calor latente 421 y 422. En un caso en el que el mismo número o más de tuberías que tienen un área de sección transversal más grande que las porciones rectas de calor latente 421 y 422 están dispuestas en la parte de intercambio de calor sensible 300, cuando el agua de calentamiento se mueve a la tubería de intercambio de calor sensible adyacente 320 a través de las placas de tapa de paso de flujo 363 y 364, el agua de calentamiento puede no circular de manera eficiente debido a una rápida caída de presión en el agua de calentamiento que ocurre en una sección donde un paso de flujo se dobla bruscamente. Por consiguiente, las áreas de sección transversal y los números totales de las tuberías de intercambio de calor sensible 320 y las tuberías de intercambio de calor latente 420 se ajustan como se describió anteriormente. El contenido con respecto a las áreas de sección transversal y los números totales de las tuberías de intercambio de calor se puede aplicar a otras realizaciones y ejemplos modificados de las mismas. De manera similar a la aleta de calor sensible 330, una pluralidad de aletas de calor latente 430 están dispuestas para estar separadas entre sí a intervalos predeterminados a lo largo de la dirección en la que se extiende la tubería de intercambio de calor latente 420.
Se pueden formar una o más capas en las que se disponen las aletas de calor latente 430 ubicadas en la misma posición con base en la dirección de referencia D1. El número total de aletas de calor latente 430 dispuestas en la capa más adyacente a la aleta de calor sensible 330 entre las capas puede ser menor que el número total de aletas de calor sensible 330.
Con referencia a los dibujos, se puede disponer un total de dos capas que incluyen una capa formada por la aleta aguas arriba 431 y una capa formada por la aleta aguas abajo 432. La aleta aguas arriba 431 está dispuesta en la capa más adyacente a la aleta de calor sensible 330 entre las capas. El número total de aletas aguas arriba 431 puede ser menor que el número total de aletas de calor sensible 330.
La distancia por la cual las dos aletas de calor latente adyacentes 430 están separadas entre sí puede ser mayor que la distancia por la cual las dos aletas de calor sensible adyacentes 330 están separadas entre sí. Para evitar que el condensado se forme fácilmente entre las aletas de calor latente 430 y obstaculice el movimiento del gas de combustión, el intervalo entre las aletas de calor latente 430 es mayor que el intervalo entre las aletas de calor sensible 330. En la aleta de calor latente 430, la distancia por la cual las dos aletas adyacentes aguas abajo 432 están separadas entre sí puede ser más larga que la distancia por la cual las dos aletas adyacentes aguas arriba 431 están separadas entre sí.
Un intervalo predeterminado en el que las aletas de calor latente adyacentes 430 están separadas entre sí a lo largo de la segunda dirección de referencia D2 puede ser una distancia por la cual el condensado formado por la condensación del gas de combustión entre las aletas de calor latente adyacentes 430 no conecta las aletas de calor latente adyacentes 430. Es decir, la distancia entre las aletas de calor latente adyacentes 430 puede ser un intervalo por el cual el condensado se descarga fácilmente.
La FIG. 21 es una vista en perspectiva que ilustra una pluralidad de aletas aguas abajo 432 de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción y el condensado W ubicado entre ellas. La distancia entre las aletas de calor latente adyacentes 430 se describirá con referencia a la FIG. 21, con las aletas aguas abajo 432 entre las aletas de calor latente 430 como ejemplo.
Se pueden formar gotas de condensado y unirse a las superficies de las aletas aguas abajo 432. Las gotas de condensado formadas en las superficies de las aletas adyacentes aguas abajo 432 pueden combinarse para formar una gran gota de condensado W que bloquea el espacio entre las aletas de calor latente 430, y el gas de combustión puede no moverse suavemente a lo largo de la dirección de referencia D1 debido a la gran gota de condensado W. Por consiguiente, las aletas aguas abajo 432 están dispuestas para estar separadas entre sí en un intervalo predeterminado o más, de modo que las gotas de condensado no se combinen entre sí y el gas de combustión fluya entre las aletas adyacentes aguas abajo 432.
Específicamente, el intervalo por el cual el condensado W se descarga fácilmente se refiere al intervalo entre las aletas adyacentes aguas abajo 432 en un estado en el que el peso del condensado W formado entre las aletas aguas abajo 432 es mayor que la fuerza resultante vertical de las tensiones T que actúan entre las aletas aguas abajo 432 y el condensado W.
Con referencia al dibujo, el condensado W existe entre las aletas aguas abajo 432 que están separadas entre sí por una distancia de d y adyacentes entre sí y que tienen un ancho de b en la segunda dirección de referencia D2. En este momento, el peso (o, la fuerza corporal) del condensado W formado a una altura de h se representa por el producto del volumen del condensado W (la distancia d x el ancho b x la altura h) y la gravedad específica Y del condensado W. El peso actúa sobre el condensado en la dirección verticalmente hacia abajo.
Mientras tanto, la fuerza que actúa sobre el condensado W en la dirección vertical ascendente está formada por la fuerza resultante de las tensiones superficiales. La distancia d que satisface la siguiente Ecuación 1 es el intervalo por el cual el condensado W se descarga fácilmente, donde 0 es el ángulo que forma una línea que se extiende desde la superficie del condensado W con cada una de las aletas aguas abajo 432 y T es la tensión superficial por la cual el condensado W es arrastrado por la aleta aguas abajo 432.
Aquí, g es la aceleración de la gravedad. Cuando anterior la Ecuación 1 se equilibra bajo el supuesto de que otras condiciones son iguales, la altura h del condensado W y el intervalo d entre las aletas aguas abajo 432 mediante las cuales el condensado W se descarga fácilmente tienen una relación inversa. Por consiguiente, el intervalo por el cual el condensado se descarga fácilmente se puede determinar seleccionando una altura apropiada del condensado que se desea descargar del intercambiador de calor latente 40.
La tensión T medida en una situación es de 0,073 N/m. A temperatura ambiente, la gravedad específica del condensado es de 1000 kg/m3, 0 puede aproximarse a 0 grados y g puede aproximarse a 9,8 m/s2. Como la altura h del condensado varía principalmente de 5 mm a 8 mm, el intervalo predeterminado d de 1,9 mm a 3 mm se puede obtener en una situación sustituyendo los valores en la Ecuación 1. Las descripciones de la cantidad de aletas y el intervalo se pueden aplicar a otras realizaciones de la presente descripción y ejemplos modificados de esta.
Unidad intercambiadora de calor -Alojamiento 510 y placas de tapa de paso de flujo 363 y 364
El alojamiento 510 se describirá a continuación con referencia a las FIGS. 17 a 20. El alojamiento 510 es un componente que rodea y define el área de intercambio de calor sensible y el área de intercambio de calor latente y puede incluir una placa lateral de aislamiento térmico 5120 y una placa lateral general 5110. La placa lateral general 5110 puede incluir una primera placa lateral general 5113 y una segunda placa lateral general 5114 separadas entre sí a lo largo de la segunda dirección de referencia D2 y cubiertas por las placas de tapa de paso de flujo 363 y 364. La placa lateral de aislamiento térmico 5120 es un componente en forma de placa que se extiende a lo largo de la dirección de referencia D1 y la segunda dirección de referencia D2. Dos placas laterales de aislamiento térmico 5120 pueden estar dispuestas para estar separadas entre sí en la dirección ortogonal. Por consiguiente, las placas laterales de aislamiento térmico 5120 forman dos superficies laterales de la unidad intercambiadora de calor. Las formas laterales del área de intercambio de calor sensible y el área de intercambio de calor latente se determinan dependiendo de la forma de las superficies internas de las placas laterales de aislamiento térmico 5120.
Aquí, las placas laterales de aislamiento térmico 5120 se utilizan con el significado de placas laterales a las que las tuberías de aislamiento térmico perceptible 340 están dispuestas para ser adyacentes, en lugar del significado de placas laterales que reducen la cantidad de calor transferido al exterior, logrando así el aislamiento térmico. Las tuberías de aislamiento térmico perceptible 340 pueden disponerse adicionalmente adyacentes a las placas laterales de aislamiento térmico 5120. Las tuberías de aislamiento térmico perceptible 34 son componentes de tipo tubería que están dispuestos adyacentes al alojamiento 510 que rodea el área de intercambio de calor sensible y que permiten que el agua de calentamiento fluya a través de ella para reducir la cantidad por la cual el calor del área de intercambio de calor sensible se libera fuera del alojamiento 510. Como se ilustra, dos tuberías de aislamiento térmico perceptible 340 pueden extenderse en la segunda dirección de referencia D2 que es la misma que la dirección en la que se extiende la tubería de intercambio de calor sensible 320.
Como se ilustra en los dibujos, las tuberías de aislamiento térmico perceptible 340 pueden formarse en una forma ovalada en una sección transversal obtenida al cortar las tuberías de aislamiento térmico perceptible 340 con un plano perpendicular a la dirección en la que se extienden las tuberías de aislamiento térmico perceptible 340. Específicamente, las tuberías de aislamiento térmico perceptible 340 pueden formarse en una forma ovalada que tiene un eje largo paralelo a la dirección de referencia D1. La descripción de las tuberías de aislamiento térmico perceptible (34 de la FIG. 2) de la primera realización se puede aplicar de manera idéntica a las tuberías de aislamiento térmico perceptible 340 de la tercera realización.
Las placas laterales generales 51110 y las placas de tapa de paso de flujo 363 y 364 son componentes en forma de placa que se extienden a lo largo de la dirección de referencia D1 y la dirección ortogonal. Las dos placas laterales generales 5110 pueden estar dispuestas para estar separadas entre sí en la segunda dirección de referencia D2 en la que se extiende la tubería de intercambio de calor sensible 320 o la tubería de intercambio de calor latente 420. Las dos placas laterales generales 5110, cuando se disponen, pueden disponerse en extremos opuestos de las porciones rectas de calor sensible y las porciones rectas de calor latente 421 y 422. Los extremos opuestos de las porciones rectas de calor sensible y las porciones rectas de calor latente 421 y 422 pueden acoplarse a través de las dos placas laterales generales 5113 y 5114. Del mismo modo, las dos placas de tapa de paso de flujo 363 y 364 pueden acoplarse mientras cubren las placas laterales generales 5110 desde el exterior. Por consiguiente, las placas laterales generales 5110 y las placas de tapa de paso de flujo 363 y 364 pueden formar las dos superficies laterales restantes de la unidad intercambiadora de calor que las placas laterales de aislamiento térmico 512 no cubren. Otras formas laterales del área de intercambio de calor sensible y el área de intercambio de calor latente se determinan dependiendo de la forma de las superficies internas de las placas laterales generales 5110.
Las placas de tapa de paso de flujo 312 y 313 pueden incluir la segunda placa de tapa de paso de flujo 364 y la primera placa de tapa de paso de flujo 363 en las que se forman una pluralidad de tapas de paso de flujo. La segunda placa de tapa de paso de flujo 364 y la primera placa de tapa de paso de flujo 363 pueden cubrir la segunda placa lateral general 5114 y la primera placa lateral general 5113 y pueden disponerse adyacentes a los extremos opuestos de las porciones rectas de calor sensible o las porciones rectas de calor latente 421 y 422. Un orificio de suministro de agua de calentamiento 3710 y un orificio de descarga de agua de calentamiento 3720 pueden estar dispuestos en la segunda placa de tapa de paso de flujo 364. El orificio de suministro de agua de calentamiento 3710 puede ser una abertura a través de la cual el agua de calentamiento se suministra desde el exterior a un extremo de un paso de flujo de calor latente integrado formado por la tubería de intercambio de calor latente 420 y puede ser una entrada del paso de flujo de calor latente, y el orificio de descarga de agua de calentamiento 3720 puede ser una abertura a través de la cual el agua de calentamiento se descarga al exterior desde un extremo de un paso de flujo de calor sensible integrado formado por la tubería de intercambio de calor sensible 320 y puede ser una salida del paso de flujo de calor sensible.
El agua de calentamiento puede introducirse desde el exterior a través del orificio de suministro de agua de calentamiento 3710 ubicado en un lado relativamente aguas abajo con base en la dirección de referencia D1 y puede suministrarse a la tubería de intercambio de calor latente 420. El agua de calentamiento calentada en la tubería de intercambio de calor sensible 320 puede descargarse al exterior a través del orificio de descarga de agua de calentamiento 3720 ubicado en un lado relativamente aguas arriba con base en la dirección de referencia D1. Sin embargo, las posiciones del orificio de suministro de agua de calentamiento 3710 y el orificio de descarga de agua de calentamiento 3720 no se limitan a estos.
Para conectar la salida del paso de flujo de calor latente expuesta fuera de una de las placas laterales que constituyen el alojamiento 510 y la entrada del paso de flujo de calor sensible expuesta fuera de la placa lateral, una de las placas de tapa de paso de flujo 363 y 364 puede incluir, entre la placa lateral y la placa de tapa de paso de flujo, una tapa de paso de flujo que tiene un espacio de conexión que rodea la salida del paso de flujo de calor latente y la entrada del paso de flujo de calor sensible. En la tercera realización de la presente descripción, la tapa de paso de flujo puede ser una segunda tapa de paso de flujo 3642 proporcionada en la segunda placa de tapa de paso de flujo 364. Por consiguiente, una de las placas laterales es la segunda placa lateral general 5112 que forma el espacio de conexión junto con la segunda placa de tapa de paso de flujo 364. Sin embargo, la placa lateral y la placa de tapa del paso de flujo que conectan la entrada del paso de flujo de calor sensible y la salida del paso de flujo de calor latente no se limitan a esto.
Las descripciones de la tubería de agua de calentamiento y el paso de flujo principal de la primera realización se pueden aplicar a una tubería de agua de calentamiento y un paso de flujo principal que están conectados al orificio de suministro de agua de calentamiento 3710 y al orificio de descarga de agua de calentamiento 3720 de la tercera realización de la presente descripción.
Forma del área de intercambio de calor formada por el alojamiento 510
El área de sección transversal de cada área de intercambio de calor definida en un plano perpendicular a la dirección de referencia D1 se denomina área de sección transversal de referencia. El alojamiento 510 puede proporcionarse de modo que el área de sección transversal de referencia en el lado más aguas abajo sea menor que el área de sección transversal de referencia en el lado más aguas arriba con base en la dirección de referencia D1. El alojamiento 510 puede proporcionarse de modo que al menos una sección en la que el área de sección transversal de referencia del área de intercambio de calor disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 se forme para permitir que el gas de combustión fluya a mayor velocidad en el área de intercambio de calor latente que en el área de intercambio de calor sensible.
El alojamiento 510 puede estar formado para incluir al menos una sección en la que el área transversal de referencia disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1. Por consiguiente, el área de intercambio de calor puede tener una forma cónica a lo largo de la dirección de referencia D1 en su conjunto. A medida que el alojamiento 510 se forma de tal manera que el área transversal de referencia del área de intercambio de calor disminuye, la aparición de una zona muerta donde la eficiencia de transferencia de calor se deteriora debido a una fuerte reducción en la velocidad de flujo en una posición específica cuando el gas de combustión fluye en el área de intercambio de calor latente puede evitarse mediante el principio de Bernoulli. En particular, en un caso en el que la tubería de intercambio de calor latente 420 está formada por dos o más capas como en la tercera realización de la presente descripción, el condensado puede bloquear el espacio entre las aletas de calor latente 430, o la longitud del área de intercambio de calor latente a lo largo de la dirección de referencia D1 puede volverse más larga y, por lo tanto, la eficiencia térmica puede deteriorarse. Sin embargo, el problema puede superarse porque el área de intercambio de calor tiene una forma cónica debido al alojamiento. Específicamente, el alojamiento 510 puede formarse para incluir al menos una sección en la que el ancho del área de intercambio de calor en la dirección ortogonal disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1, y el ancho del área de intercambio de calor en la segunda dirección de referencia D2 puede formarse para permanecer constante a lo largo de la dirección de referencia D1. Es decir, el área transversal de referencia disminuye al reducir solo el ancho en la dirección ortogonal en un estado en el que el ancho en la segunda dirección de referencia D2 se mantiene a lo largo de la dirección de referencia D1. Para formar la forma descrita anteriormente, las placas laterales generales 5110 pueden formarse en una forma de placa general, y las placas laterales de aislamiento térmico 5120 pueden formarse para doblarse como se ilustra.
Específicamente, en relación con la FIG. 20, una sección correspondiente al área de intercambio de calor latente es una sección desde un segundo punto A2 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta aguas arriba 431 hasta un punto en el que se encuentra el extremo de salida de la aleta aguas abajo 432. Una sección en la que el área transversal de referencia disminuye a lo largo de la dirección de referencia D1 en el área de intercambio de calor latente se forma entre el segundo punto A2 y un tercer punto A3 y entre un cuarto punto A4 y un sexto punto A6. Una sección en la que se mantiene el área de sección transversal de referencia se forma entre el tercer punto A3 y el cuarto punto A4 y entre el sexto punto A6 y el extremo de salida de la aleta aguas abajo 432. Además, una sección entre un primer punto A1 y el segundo punto A2 que no corresponde al área de intercambio de calor latente, pero que forma parte del área de intercambio de calor también es una sección en la que el área de sección transversal de referencia disminuye a lo largo de la dirección de referencia D1.
En la FIG. 20, se puede ver que el área de intercambio de calor está formada para incluir al menos una sección en la que el ancho en la dirección ortogonal disminuye a lo largo de la dirección de referencia D1 y al menos una sección en la que el ancho en la dirección ortogonal permanece constante.
Específicamente, se puede observar que el ancho del área de intercambio de calor latente en la dirección ortogonal disminuye a lo largo de la dirección de referencia D1 en la sección desde el segundo punto A2 hasta el tercer punto A3 y en la sección desde el cuarto punto A4 hasta el sexto punto A6. Por el contrario, se puede observar que el ancho en la dirección ortogonal permanece constante en la sección desde el tercer punto A3 hasta el cuarto punto A4 y en la sección desde el sexto punto A6 hasta el lado más aguas abajo del alojamiento 510.
Se puede observar que en la sección en la que se ubican las porciones rectas 421 y 422 de la tubería de intercambio de calor latente 420, el ancho en la dirección ortogonal permanece aproximadamente constante y el intercambio de calor se realiza suficientemente, y en la sección ubicada entre las porciones rectas, el área de sección transversal de referencia disminuye a lo largo de la dirección de referencia D1 para aumentar la velocidad de flujo.
La forma del área de intercambio de calor se puede describir definiendo el lado más aguas arriba de cada aleta 330, 432 o 432 con base en la dirección de referencia D1 como un extremo de entrada y definiendo el lado más aguas abajo como un extremo de salida. El alojamiento 510 puede proporcionarse de manera que el área de sección transversal de referencia disminuya gradualmente desde el extremo de salida de la aleta de calor sensible 330 hasta el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430 a lo largo de la dirección de referencia D1. Es decir, en la FIG. 20, el alojamiento 510 puede formarse de manera que el área de sección transversal de referencia disminuya gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 en la sección desde el primer punto A1 en el que se encuentra el extremo de salida de la aleta de calor sensible 330 hasta el segundo punto A2 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430.
El alojamiento 510 puede proporcionarse de manera que el área de sección transversal de referencia del extremo de entrada de la aleta aguas abajo 432 sea menor que el área de sección transversal de referencia del extremo de entrada de la aleta aguas arriba 431. Es decir, la sección entre el segundo punto A2 y un quinto punto A5 incluye al menos una sección en la que el área de sección transversal de referencia disminuye a lo largo de la dirección de referencia D1, de modo que el área de sección transversal de referencia en el quinto punto A5 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta aguas abajo 432 es menor que el área de sección transversal de referencia en el segundo punto A2 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta aguas arriba 431.
Con referencia a la FIG. 20, el alojamiento 510 puede formarse de manera que el área de sección transversal de referencia de una sección parcial del área de intercambio de calor sensible también disminuya a lo largo de la dirección de referencia D1.
A medida que el ancho del área de intercambio de calor se cambia como se describió anteriormente, cada aleta puede tener una sección en la que el ancho en la dirección ortogonal disminuye a lo largo de la dirección de referencia D1.
El área de la aleta de calor sensible 330 o la aleta de calor latente 430 en el área de intercambio de calor que hace contacto con la superficie interna del alojamiento 510 puede proporcionarse de manera que el ancho disminuya gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 para corresponder a una reducción gradual en el área de sección transversal de referencia con base en el ancho de una aleta definida en una dirección perpendicular a la dirección de referencia D1. Con referencia a la FIG. 20, se puede ver que el área adyacente al extremo de salida de la aleta de calor sensible 330 y el ancho de la aleta aguas arriba 431 ubicada en la sección desde el cuarto punto A4 hasta el extremo de salida de la aleta aguas arriba 431 disminuyen a lo largo de la dirección de referencia D1 dependiendo de la forma de la superficie interna del alojamiento 510.
La FIG. 22 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con un primer ejemplo modificado de la tercera realización de la presente descripción.
En la FIG. 22, se puede identificar la forma de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el primer ejemplo modificado de la tercera realización que tiene una fila de tuberías de intercambio de calor sensible 320 y dos filas de tuberías de intercambio de calor latente 420 como en la tercera realización de la presente descripción.
También se puede proporcionar un alojamiento 510b de acuerdo con el primer ejemplo modificado de la tercera realización, de modo que el área de sección transversal de referencia en el lado más aguas abajo sea menor que el área de sección transversal de referencia en el lado más aguas arriba con base en la una dirección de referencia D1.
El alojamiento 510b puede proporcionarse de modo que al menos una sección en la que el área de sección transversal de referencia disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 se forme para permitir que el gas de combustión fluya a mayor velocidad en un área de intercambio de calor latente que en un área de intercambio de calor sensible. Las descripciones de los efectos obtenidos por la unidad intercambiadora de calor a medida que se dispone la sección en la que disminuye el área de sección transversal de referencia se reemplazan con el contenido descrito anteriormente con referencia a la FIG. 20.
El alojamiento 510b puede proporcionarse de manera que el área de sección transversal de referencia disminuya gradualmente desde el extremo de salida de una aleta de calor sensible 330b hasta el extremo de entrada de una aleta de calor latente 430b. El alojamiento 510b puede formarse de manera que el área de sección transversal de referencia disminuya gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 en la sección desde un primer punto B1 en el que se encuentra el extremo de salida de la aleta de calor sensible 330b hasta un segundo punto B2 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430b.
En la sección desde el segundo punto B2 en el que el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430b está ubicado hasta el extremo de salida de una aleta aguas abajo 432b, un área de intercambio de calor puede tener solo una sección en la que el área de sección transversal de referencia disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 y una sección en la que se mantiene el área de sección transversal de referencia. Por consiguiente, el área de sección transversal de referencia en el extremo de salida de la aleta aguas abajo 432b puede ser menor que el área de sección transversal de referencia en el segundo punto B2.
El alojamiento 510b puede proporcionarse de manera que el área de sección transversal de referencia disminuya gradualmente desde el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430b hasta el extremo de salida de la aleta de calor latente 430b. El alojamiento 510b puede formarse de manera que el área de sección transversal de referencia de la sección desde el segundo punto B2 en el que el extremo de entrada de una aleta aguas arriba 431b, que es una especie de aleta de calor latente 430b, se ubica hasta un tercer punto b3 en el que el extremo de salida de la aleta aguas arriba 431b se ubica disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1.
El alojamiento 510b puede proporcionarse de manera que el área de sección transversal de referencia en el extremo de entrada de la aleta aguas abajo 432b sea menor que el área de sección transversal de referencia en el extremo de entrada de la aleta aguas arriba 431b. El alojamiento 510b puede proporcionarse de manera que el área de sección transversal de referencia disminuya gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 en la sección desde el segundo punto B2 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta aguas arriba 431b hasta un cuarto punto B4 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta aguas abajo 432b, y la condición puede cumplirse.
Con referencia al dibujo, el área de intercambio de calor latente puede tener una sección desde el segundo punto B2 hasta un quinto punto B5 en el que el área de sección transversal de referencia disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 y una sección desde el quinto punto B5 hasta el extremo de salida de la aleta aguas abajo 432b en la que el área de sección transversal de referencia permanece constante.
El área de la aleta de calor latente 430b que hace contacto con la superficie interna del alojamiento 510b puede proporcionarse de manera que el ancho disminuya gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 para corresponder a una reducción gradual en el área de sección transversal de referencia con base en el ancho de la aleta definida en una dirección ortogonal. Con referencia al dibujo, el alojamiento 510b se proporciona de tal manera que el área de sección transversal de referencia de la sección desde el segundo punto B2 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta aguas arriba 431b hasta el tercer punto B3 en el que se encuentra el extremo de salida disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1. Por consiguiente, se puede formar una forma cónica de modo que el ancho de la aleta aguas arriba 431b definida en la dirección ortogonal disminuya gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1.
La FIG. 23 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con un segundo ejemplo modificado de la tercera realización de la presente descripción.
En la FIG. 23, se puede identificar la forma de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el segundo ejemplo modificado de la tercera realización que tiene una fila de tuberías de intercambio de calor sensible 320c y dos filas de tuberías de intercambio de calor latente 420c como en la tercera realización de la presente descripción. Las tuberías de intercambio de calor del segundo ejemplo modificado difieren de las tuberías de intercambio de calor de la tercera realización en que en este ejemplo modificado, las tuberías de intercambio de calor sensible 320c incluyen un total de cinco porciones rectas y se disponen un total de seis porciones rectas aguas arriba 421c.
También se puede proporcionar un alojamiento 510c de acuerdo con el segundo ejemplo modificado de la tercera realización, de modo que el área de sección transversal de referencia en el lado más aguas abajo sea menor que el área de sección transversal de referencia en el lado más aguas arriba con base en la una dirección de referencia D1.
El alojamiento 510c puede proporcionarse de modo que al menos una sección en la que el área de sección transversal de referencia disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 se forme para permitir que el gas de combustión fluya a mayor velocidad en un área de intercambio de calor latente que en un área de intercambio de calor sensible. Las descripciones de los efectos obtenidos por la unidad intercambiadora de calor a medida que se dispone la sección en la que disminuye el área de sección transversal de referencia se reemplazan con el contenido descrito anteriormente con referencia a la FIG. 20.
El alojamiento 510c puede proporcionarse de manera que el área de sección transversal de referencia disminuya gradualmente desde el extremo de salida de una aleta de calor sensible 330c hasta el extremo de entrada de una aleta de calor latente 430c. El alojamiento 510c puede formarse de manera que el área de sección transversal de referencia de la sección desde un primer punto C1 en el que se encuentra el extremo de salida de la aleta de calor sensible 330c hasta un segundo punto C2 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430c disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1.
El alojamiento 510c puede proporcionarse de manera que en la sección desde el segundo punto C2 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430c hasta el extremo de salida de una aleta aguas abajo 432c, un área de intercambio de calor tenga solo una sección en la que el área de sección transversal de referencia disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D 1 y una sección en la que se mantiene el área de sección transversal de referencia. Por consiguiente, el área de sección transversal de referencia en el extremo de salida de la aleta aguas abajo 432c puede ser menor que el área de sección transversal de referencia en el segundo punto C2.
Al limitar más específicamente la forma del área de intercambio de calor latente, el alojamiento 510c puede proporcionarse de manera que el área de sección transversal de referencia en el extremo de entrada de la aleta aguas abajo 432c sea más pequeña que el área de sección transversal de referencia en el extremo de entrada de una aleta aguas arriba 431c. El alojamiento 510c puede proporcionarse de manera que el área de sección transversal de referencia disminuya gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 en la sección desde el segundo punto C2 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta aguas arriba 431c hasta un quinto punto C5 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta aguas abajo 432c y la condición puede cumplirse.
Con referencia al dibujo, el área de intercambio de calor latente puede tener una sección desde el segundo punto C2 hasta un tercer punto C3 y una sección desde el quinto punto C5 hasta un sexto punto C6, que son secciones en las que el área transversal de referencia disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1, y una sección desde el tercer punto C3 hasta un cuarto punto C4 y una sección desde el sexto punto C6 hasta el extremo de salida de la aleta aguas abajo 432c, que son secciones en las que el área transversal de referencia permanece constante.
De acuerdo con el segundo ejemplo modificado de la tercera realización de la presente descripción, el extremo de entrada de una de las aletas de calor latente 430c puede formarse para ser plano sin tener una pluralidad de valles y porciones salientes, como otra aleta.
La FIG. 24 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con un tercer ejemplo modificado de la tercera realización de la presente descripción.
Con referencia a la FIG. 24, la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el tercer ejemplo modificado de la tercera realización de la presente descripción incluye una fila de tuberías de intercambio de calor sensible 320e y una fila de tuberías de intercambio de calor latente 420e. Las tuberías de intercambio de calor sensible 320e incluyen cuatro porciones rectas, y las tuberías de intercambio de calor latente 420e incluyen seis porciones rectas. Sin embargo, el número de porciones rectas no se limita a esto.
También se puede proporcionar un alojamiento 510e de acuerdo con el tercer ejemplo modificado de la tercera realización, de modo que el área de sección transversal de referencia en el lado más aguas abajo sea menor que el área de sección transversal de referencia en el lado más aguas arriba con base en la una dirección de referencia D1.
El alojamiento 510e puede proporcionarse de manera que al menos una sección en la que el área transversal de referencia disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 se forme para permitir que el gas de combustión fluya a mayor velocidad en un área de intercambio de calor latente que en un área de intercambio de calor sensible. Las descripciones de los efectos obtenidos por la unidad intercambiadora de calor a medida que se dispone la sección en la que disminuye el área de sección transversal de referencia se reemplazan con el contenido descrito anteriormente con referencia a la FIG. 20.
El alojamiento 510e puede proporcionarse de manera que el área de sección transversal de referencia disminuya gradualmente desde el extremo de salida de una aleta de calor sensible 330e hasta el extremo de entrada de una aleta de calor latente 430e. El alojamiento 510e puede formarse de manera que el área de sección transversal de referencia se mantenga en la sección desde un primer punto E1 en el que se encuentra el extremo de salida de la aleta de calor sensible 330e hasta un segundo punto E2 ubicado aguas abajo del primer punto E1 y el área de sección transversal de referencia de la sección desde el segundo punto E2 hasta un tercer punto E3 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430e disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1. Por consiguiente, el área de sección transversal de referencia no aumenta desde el extremo de salida de la aleta de calor sensible 330e hasta el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430e.
El alojamiento 510e puede proporcionarse de manera que en la sección desde el tercer punto E3 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430e hasta un quinto punto E5 en el que se encuentra el extremo de salida de la aleta de calor latente 430e, un área de intercambio de calor tiene solo una sección en la que el área de sección transversal de referencia disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 y una sección en la que se mantiene el área de sección transversal de referencia. En la sección desde el tercer punto E3 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430e hasta un cuarto punto E4 ubicado aguas abajo del tercer punto E3, el área de la sección transversal de referencia puede disminuir gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1, y en la sección desde el cuarto punto e4 hasta el quinto punto E5, el área de la sección transversal de referencia permanece constante. Por consiguiente, el área de sección transversal de referencia en el quinto punto E5 en el que se encuentra el extremo de salida de la aleta de calor latente 430e puede ser menor que el área de sección transversal de referencia en el tercer punto E3 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430e.
El alojamiento 510e puede proporcionarse de manera que se formen una primera sección en la que el área de sección transversal de referencia disminuye gradualmente desde el extremo de salida de la aleta de calor sensible 330e hasta el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430e y una segunda sección en la que el área de sección transversal de referencia se mantiene entre el lado más aguas arriba y el extremo de salida de la aleta de calor latente 430e con base en la dirección de referencia D1 en el área donde la aleta de calor latente 430e hace contacto con el alojamiento 510e. La primera sección es una sección desde el segundo punto E2 adyacente al extremo de salida de la aleta de calor sensible 330e hasta el tercer punto E3 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430e, y la segunda sección es una sección desde el cuarto punto E4 hasta el quinto punto E5. El área de la aleta de calor latente 430e que hace contacto con la superficie interna del alojamiento 510e puede proporcionarse de manera que el ancho de una porción correspondiente a la segunda sección permanezca constante con base en el ancho de una aleta definida en una dirección ortogonal perpendicular a la dirección de referencia D1.
Con referencia al dibujo, el área de intercambio de calor latente puede tener una sección desde el segundo punto E2 hasta el cuarto punto E4, que es una sección en la que el área transversal de referencia disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1, y una sección desde el primer punto E1 hasta el segundo punto E2 y una sección desde el cuarto punto E4 hasta el quinto punto E5, que son secciones en las que el área transversal de referencia permanece constante.
La FIG. 25 es una vista en sección vertical de una unidad intercambiadora de calor de acuerdo con un cuarto ejemplo modificado de la tercera realización de la presente descripción.
Con referencia a la FIG. 25, la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con el cuarto ejemplo modificado de la tercera realización de la presente descripción incluye una fila de tuberías de intercambio de calor sensible 320f y una fila de tuberías de intercambio de calor latente 420f. Las tuberías de intercambio de calor sensible 320f incluyen seis porciones rectas, y las tuberías de intercambio de calor latente 420f incluyen seis porciones rectas. Sin embargo, el número de porciones rectas no se limita a esto.
También se puede proporcionar un alojamiento 510f de acuerdo con el cuarto ejemplo modificado de la tercera realización, de modo que el área de sección transversal de referencia en el lado más aguas abajo sea menor que el área de sección transversal de referencia en el lado más aguas arriba con base en la una dirección de referencia D1.
El alojamiento 510f puede proporcionarse de modo que al menos una sección en la que el área de sección transversal de referencia disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 se forme para permitir que el gas de combustión fluya a mayor velocidad en un área de intercambio de calor latente que en un área de intercambio de calor sensible. Las descripciones de los efectos obtenidos por la unidad intercambiadora de calor a medida que se dispone la sección en la que disminuye el área de sección transversal de referencia se reemplazan con el contenido descrito anteriormente con referencia a la FIG. 20.
El alojamiento 510f puede proporcionarse de manera que el área de sección transversal de referencia disminuya gradualmente desde el extremo de salida de una aleta de calor sensible 330f hasta el extremo de entrada de una aleta de calor latente 430f. El alojamiento 510f puede formarse de manera que el área de sección transversal de referencia de la sección desde un primer punto F1 en el que se encuentra el extremo de salida de la aleta de calor sensible 330f hasta un segundo punto F2 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430f disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1. Por consiguiente, el área de sección transversal de referencia no aumenta desde el extremo de salida de la aleta de calor sensible 330f hasta el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430f.
El alojamiento 510f puede proporcionarse de modo que en la sección desde el segundo punto F2 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430f hasta el extremo de salida de la aleta de calor latente 430f, un área de intercambio de calor tenga solo una sección en la que el área de sección transversal de referencia disminuye gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1 y una sección en la que se mantiene el área de sección transversal de referencia. En la sección desde el segundo punto F2 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430f hasta un tercer punto F3 ubicado aguas abajo del segundo punto F2, el área de la sección transversal de referencia puede disminuir gradualmente a lo largo de la dirección de referencia D1, y en la sección desde el tercer punto F3 hasta el extremo de salida de la aleta de calor latente 430f, el área de la sección transversal de referencia puede permanecer constante. Por consiguiente, el área de sección transversal de referencia en el extremo de salida de la aleta de calor latente 430f puede ser menor que el área de sección transversal de referencia en el segundo punto F2 en el que se encuentra el extremo de entrada de la aleta de calor latente 430f.
Con referencia al dibujo, la aleta de calor latente 430f de acuerdo con el cuarto ejemplo modificado de la tercera realización de la presente descripción puede incluir una porción puntiaguda 4210f en el extremo del lado más aguas abajo de la misma. La parte puntiaguda 4210f es una parte en la que el ancho en una dirección ortogonal perpendicular a la dirección de referencia D1 disminuye a lo largo de la dirección de referencia D1, y se puede proporcionar una pluralidad de porciones puntiagudas 4210f a lo largo de la dirección ortogonal. La porción puntiaguda puede tener la forma descrita anteriormente de modo que se recoja el condensado formado en la aleta de calor latente 430f por un cambio de fase del gas de combustión.
Las descripciones de las configuraciones de los alojamientos de acuerdo con los ejemplos modificados de la tercera realización se pueden aplicar a otras realizaciones de la presente descripción y ejemplos modificados de las mismas.
La FIG. 26 es una vista que ilustra la segunda placa lateral general 5114 de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción junto con las tapas de paso de flujo incluidas en la segunda placa de tapa de paso de flujo 364. La FIG. 27 es una vista que ilustra la primera placa lateral general 5113 de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción junto con las tapas de paso de flujo incluidas en la primera placa de tapa de paso de flujo 363. La FIG. 28 es una vista en perspectiva que ilustra todos los pasos de flujo incluidos en la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción.
Los pasos de flujo formados por la tubería de intercambio de calor sensible 320, la tubería de intercambio de calor latente 420 y las placas de tapa de paso de flujo 363 y 364 de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la tercera realización de la presente descripción se describirán a continuación con referencia a las FIGS. 26 a 28. Para una mejor comprensión de las áreas a través de las cuales pasan los pasos de flujo, las tapas de paso de flujo de las placas de tapa de paso de flujo 363 y 364 no se ilustran en la FIG. 28 en un estado en el que se retiran las placas laterales generales 5110, las placas laterales de aislamiento térmico 5120 y las aletas de la unidad intercambiadora de calor.
Con referencia al otro ejemplo modificado de la primera realización de la FIG. 29, la FIG. 26 es una vista en la que las tapas de paso de flujo 3641, 3642, 3643, 3644 y 3645 de la segunda placa de tapa de paso de flujo 364 se ilustran mediante líneas de puntos en una vista de la segunda placa lateral general 5114, la tubería de intercambio de calor sensible 320, la tubería de intercambio de calor latente 420 y las tuberías de aislamiento térmico perceptible 3410 y 3420 de la tercera realización de la presente descripción que corresponde a una vista de la unidad intercambiadora de calor cuando se ve desde la segunda placa de tapa de paso de flujo de conexión 72 de la FIG. 29 a lo largo de la línea H-H'. La FIG. 27 es una vista en la que las tapas de paso de flujo 3631, 3632, 3633 y 3634 de la primera placa de tapa de paso de flujo 363 se ilustran mediante líneas de puntos en una vista de la primera placa lateral de calor sensible general 5111, la tubería de intercambio de calor sensible 320, la tubería de intercambio de calor latente 420 y las tuberías de aislamiento de calor sensible 3410 y 3420 de la tercera realización de la presente descripción que corresponde a una vista de la primera placa lateral general principal 5111, en la que se inserta la primera placa de tapa de paso de flujo de conexión 71, cuando se ve a lo largo de la línea G-G' de la FIG. 29.
Las porciones rectas de calor sensible pueden formar un paso de flujo perceptible a través del cual fluye el agua de calentamiento, y las porciones rectas de calor latente 421 y 422 pueden formar un paso de flujo de calor latente a través del cual fluye el agua de calentamiento y que está conectado al paso de flujo de calor sensible. El paso de flujo de calor sensible puede incluir un paso de flujo en serie en al menos una sección parcial, y el paso de flujo de calor latente puede incluir un paso de flujo paralelo en al menos una sección parcial.
Como se describió anteriormente, las placas de tapa de paso de flujo 363 y 364 pueden incluir la primera placa de tapa de paso de flujo 363 y la segunda placa de tapa de paso de flujo 364. La segunda placa de tapa de paso de flujo 364 puede tener la primera tapa de paso de flujo 3641, la segunda tapa de paso de flujo 3642, la tercera tapa de paso de flujo 3643, la cuarta tapa de paso de flujo 3644 y la quinta tapa de paso de flujo 3645 formadas en la misma, y la primera placa de tapa de paso de flujo 363 puede tener la sexta tapa de paso de flujo 3631, la séptima tapa de paso de flujo 3632, la octava tapa de paso de flujo 3633 y la novena tapa de paso de flujo 3634 formadas en la misma. Las tapas de paso de flujo formadas en las placas de tapa de paso de flujo 363 y 364 están formadas en una forma convexa hacia el exterior de la unidad intercambiadora de calor y están conectadas con los extremos de las porciones rectas incluidas en la tubería de intercambio de calor sensible 320 o los extremos de las porciones rectas 421 y 422 incluidas en la tubería de intercambio de calor latente 420 para permitir que el agua de calentamiento fluya hacia el interior. Cuando las tapas de paso de flujo de las placas de tapa de paso de flujo 363 y 364 cubren las placas laterales generales (5110 de la FIG. 17), el agua de calentamiento fluye en el espacio formado por las placas laterales generales y las tapas de paso de flujo.
El orificio de suministro de agua de calentamiento 3710 se forma en la primera tapa de paso de flujo 3641 ubicada en el lado más aguas abajo de la segunda placa de tapa de paso de flujo 364 con base en la dirección de referencia D1. El agua de calentamiento se introduce en la unidad intercambiadora de calor a través del orificio de suministro de agua de calentamiento 3710. El agua de calentamiento introducida fluye a través de las porciones rectas aguas abajo 422, cada una con un extremo conectado a la primera tapa de paso de flujo 3641. Por consiguiente, las porciones rectas aguas abajo 422 pueden formar un paso de flujo paralelo.
El agua de calentamiento alcanza la sexta tapa de paso de flujo 3631, a la que se conecta un extremo opuesto de cada porción recta aguas abajo 422, a través de la porción recta aguas abajo 422. El extremo opuesto de la porción recta aguas abajo 422 y un extremo de cada porción recta aguas arriba 421 están conectados a la sexta tapa de paso de flujo 3631. Por consiguiente, el agua de calentamiento se introduce en las porciones rectas aguas arriba 421 desde la sexta tapa de paso de flujo 3631 y fluye a lo largo de las porciones rectas aguas arriba 421. Por consiguiente, las porciones rectas aguas arriba 421 pueden formar un paso de flujo paralelo.
Un extremo opuesto de cada porción recta aguas arriba 421 está conectado a la segunda tapa de paso de flujo 3642, y el agua de calentamiento que fluye a lo largo de la porción recta aguas arriba 421 se suministra a la segunda tapa de paso de flujo 3642. La segunda tapa de paso de flujo 3642 está conectada con la primera tubería de aislamiento térmico perceptible 3410 y suministra el agua de calentamiento a la primera tubería de aislamiento térmico perceptible 3410.
El agua de calentamiento que se mueve a lo largo de la primera tubería de aislamiento térmico perceptible 3410 alcanza la séptima tapa de paso de flujo 3632 a la que se conecta la primera tubería de aislamiento térmico perceptible 3410. Un paso de flujo de calor sensible en forma de zigzag se forma a lo largo de las porciones rectas de calor sensible dispuestas en secuencia desde la séptima tapa de paso de flujo 3632 y conectadas en serie, y el agua de calentamiento fluye a lo largo del paso de flujo de calor sensible desde la séptima tapa de paso de flujo 3632 a la tercera tapa de paso de flujo 3643, desde la tercera tapa de paso de flujo 3643 a la octava tapa de paso de flujo 3633, desde la octava tapa de paso de flujo 3633 a la cuarta tapa de paso de flujo 3644, y desde la cuarta tapa de paso de flujo 3644 a la novena tapa de paso de flujo 3634. En un caso en el que las tuberías de aislamiento térmico perceptible 3410 y 3420 están dispuestas como en la tercera realización de la presente descripción, el paso de flujo de calor sensible puede implementarse mediante la conexión de las porciones rectas incluidas en las tuberías de aislamiento térmico perceptible 3410 y 3420 y la tubería de intercambio de calor sensible 32.
La novena tapa de paso de flujo 3634 también está conectada con la segunda tubería de aislamiento térmico perceptible 3420, y el agua de calentamiento fluye a lo largo de la segunda tubería de aislamiento térmico perceptible 3420 y alcanza la quinta tapa de paso de flujo 3645. La quinta tapa de paso de flujo 3645 está conectada con el orificio de descarga de agua de calentamiento 3720, y el agua de calentamiento suministrada a través de la segunda tubería de aislamiento térmico perceptible 3420 se descarga en un estado calentado a través del orificio de descarga de agua de calentamiento 3720. Todo el paso de flujo en el que el agua de calentamiento se suministra entre las porciones rectas aguas abajo 422 y las porciones rectas aguas arriba 421 conectadas entre sí y el agua de calentamiento se suministra entre las porciones rectas aguas arriba 421 y el paso de flujo de calor latente conectado entre sí se ilustra mediante flechas en la FIG. 28. El agua de calentamiento se calienta y descarga mientras fluye a lo largo de todo el paso de flujo.
Cuarta realización
La FIG. 30 es una vista en perspectiva de un dispositivo de calentamiento de agua 3 de acuerdo con la cuarta realización de la presente descripción. La FIG. 31 es una vista en perspectiva de una unidad dispositivo de calentamiento de agua 3 de acuerdo con la cuarta realización de la presente descripción.
Con referencia a los dibujos, el dispositivo de calentamiento de agua 3 de acuerdo con la cuarta realización de la presente descripción incluye un conjunto de quemador 10, una cámara de combustión 20 y la unidad intercambiadora de calor. En la cuarta realización de la presente descripción, la descripción del dispositivo de calentamiento de agua 3 se centrará en una caldera en la forma ilustrada en la FIG. 30. De manera similar a las calderas de condensación 1 y 2 descritas en las realizaciones primera a tercera, el dispositivo de calentamiento de agua 3 puede ser una caldera de condensación 1 o 2. El conjunto de quemador 10 y la cámara de combustión 20 del dispositivo de calentamiento de agua 3 de acuerdo con la cuarta realización de la presente descripción pueden ser idénticos o similares a los montajes de quemador 10 y las cámaras de combustión 20 de las calderas de condensación 1 y 2 descritas en la primera a tercera realizaciones. Por consiguiente, se omitirán descripciones idénticas a los contenidos descritos anteriormente, y la siguiente descripción se centrará en una diferencia.
Unidad intercambiadora de calor
La FIG. 32 es una vista en sección vertical de la unidad intercambiadora de calor de acuerdo con la cuarta realización de la presente descripción. La FIG. 33 es una vista en sección vertical de un tubería de intercambio de calor latente 420g de acuerdo con la cuarta realización de la presente descripción. La FIG. 34 es una vista en sección vertical de un tubería de intercambio de calor sensible 320g de acuerdo con la cuarta realización de la presente descripción.
La unidad intercambiadora de calor es un componente que calienta el agua utilizando un producto de una reacción de combustión. Por consiguiente, la unidad intercambiadora de calor está configurada para recibir calor al mismo tiempo que un flujo de agua.
La unidad intercambiadora de calor puede incluir una parte de intercambio de calor sensible 300g y una parte de intercambio de calor latente 400g y puede incluir además un alojamiento 510g. La parte de intercambio de calor sensible 300g es un componente que transfiere el calor sensible generado por una reacción de combustión al agua y calienta el agua, y la parte de intercambio de calor latente 400g es un componente que transfiere el calor latente generado durante un cambio de fase del gas de combustión generado por la reacción de combustión al agua y calienta el agua.
El alojamiento 510g es un componente que rodea las áreas de intercambio de calor, que se describirán a continuación, para definir las áreas de intercambio de calor en la misma. Por consiguiente, la parte de intercambio de calor sensible 300g y la parte de intercambio de calor latente 400g, que se describirán a continuación, pueden acomodarse en el alojamiento 510g.
El alojamiento 510g puede estar constituida por dos porciones de placa lateral generales separadas entre sí en una segunda dirección de referencia D2 y paralelas entre sí y dos porciones de placa lateral de aislamiento térmico separadas entre sí en una tercera dirección de referencia D3 perpendicular a una primera dirección de referencia D1 y la segunda dirección de referencia D2 y paralelas entre sí y pueden formarse en una forma de paralelepípedo rectangular. Las porciones de placa lateral general y las porciones de placa lateral de aislamiento térmico pueden ser placas laterales generales 5110g y placas laterales de aislamiento térmico 5120g que están separadas entre sí, y pueden ser áreas parciales de placas laterales del alojamiento integrado 510g. En esta descripción, se ejemplificará que las porciones de placa lateral general y las porciones de placa lateral de aislamiento térmico están formadas por las placas laterales generales 5110g y las placas laterales de aislamiento térmico 5120g que están separadas entre sí. Las placas laterales de aislamiento térmico 5120g se utilizan con el significado de placas laterales a las que se disponen las tuberías de aislamiento térmico 340g a través de las cuales fluye el agua para aislar térmicamente la unidad intercambiadora de calor, en lugar del significado de placas laterales que reducen la cantidad de calor transferido al exterior, logrando así el aislamiento térmico.
Las placas de tapa de paso de flujo 363g se pueden acoplar a las placas laterales generales 5110g para cubrir las placas laterales generales 5110g. Las porciones rectas 3200g y 4200g de las tuberías de intercambio de calor 320g y 420g, que se describirán a continuación, pueden acoplarse a las placas laterales generales 5110g mientras pasan a través de las placas laterales generales S 110g, y las placas de tapa de paso de flujo 363 que incluyen tapas de paso de flujo que forman, entre las tapas de paso de flujo y las placas laterales generales 5110g, espacios de flujo en los que los flujos de agua pueden acoplarse a las placas laterales generales 5110g. Por consiguiente, las porciones rectas 3200g y 4200g dispuestas para separarse entre sí pueden conectarse mediante las tapas de paso de flujo para formar un paso de flujo de calor sensible integrado o paso de flujo de calor latente, que se describirá a continuación, y el paso de flujo de calor sensible y el paso de flujo de calor latente pueden conectarse entre sí.
Las tapas de paso de flujo pueden formar un paso de flujo en serie en el que una entrada de una porción recta 3200g o 4200g y una salida de otra porción recta 3200g o 4200g están conectadas, o pueden formar un paso de flujo paralelo en el que las entradas y salidas de las porciones rectas conectadas 3200g y 4200g son comunes. Aquí, las entradas se refieren a las aberturas de las porciones rectas 3200g y 4200g a través de las cuales se introduce el agua en las porciones rectas 3200g y 4200g. Las salidas se refieren a las aberturas de las porciones rectas 3200g y 4200g a través de las cuales se libera el agua de las porciones rectas 3200g y 4200g.
Cuando el área de sección transversal de un área de intercambio de calor definida en un plano perpendicular a la primera dirección de referencia D1 se denomina área de sección transversal de referencia, el alojamiento 510g puede proporcionarse de modo que el área de sección transversal de referencia en el lado más aguas abajo sea menor que el área de sección transversal de referencia en el lado más aguas arriba con base en la primera dirección de referencia D1. Por consiguiente, el alojamiento 510g puede formarse de manera que el área de sección transversal de referencia disminuya gradualmente a lo largo de la primera dirección de referencia D1, o puede incluir al menos una sección en la que el área de sección transversal de referencia disminuya gradualmente a lo largo de la primera dirección de referencia D1.
A medida que el área transversal de referencia disminuye a lo largo de la primera dirección de referencia D1, se puede reducir el grado en que la velocidad de flujo del gas de combustión aumenta o disminuye y, por lo tanto, se puede evitar la inhibición del flujo por el condensado que es probable que se genere en la parte de intercambio de calor latente 400g. A medida que el condensado se libera suavemente, se puede mejorar la eficiencia de intercambio de calor de la parte de intercambio de calor latente 400g. El condensado puede descargarse a través de un receptor de condensado incluido en el dispositivo de calentamiento de agua 3, y el gas de combustión restante puede descargarse después del procesamiento posterior a través de un conducto.
La tubería de intercambio de calor sensible 320g puede pasar a través de aletas de calor sensible 330g, y la tubería de calor latente 420g puede pasar a través de aletas de calor latente 430g. Las aletas de calor sensible 330g y las aletas de calor latente 430g son componentes que sirven para aumentar las áreas de contacto del gas de combustión o el calor radiante para permitir que las tuberías de intercambio de calor 320g y 420g realicen un intercambio de calor más eficiente. Las aletas de calor sensible 330g y las aletas de calor latente 430g pueden estar formadas por placas que son perpendiculares a la segunda dirección de referencia D2. Cada aleta puede tener una rejilla formada en la misma para cambiar la dirección y la posición en la que fluye el gas de combustión.
Se puede proporcionar una pluralidad de aletas de calor sensible 330g. En la FIG. 31, las aletas de calor sensible 330g se ilustran dispuestas adyacentes a los extremos opuestos de las porciones rectas de calor sensible 3200g, que están incluidas en la tubería de intercambio de calor sensible 320g, con base en la segunda dirección de referencia D2. Sin embargo, las aletas de calor sensible 330g pueden disponerse en áreas distintas de las áreas adyacentes a los extremos opuestos de las porciones rectas de calor sensible 3200g. La descripción anterior se puede aplicar de manera idéntica a las aletas de calor latente 430g y la tubería de intercambio de calor latente 420g.
La parte de intercambio de calor sensible 300g está dispuesta en un área de intercambio de calor sensible para recibir el calor sensible generado por la reacción de combustión y calentar el agua. La parte de intercambio de calor sensible 300g incluye la tubería de intercambio de calor sensible 320g que recibe el agua y permite que el agua fluya a través de ella para formar el paso de flujo de calor sensible a través del cual fluye el agua. La tubería de intercambio de calor sensible 320g puede proporcionarse de manera que el exterior de la tubería de intercambio de calor sensible 320g esté expuesto al calor sensible generado por la reacción de combustión en el conjunto de quemador 10 y el agua fluya a través de la tubería de intercambio de calor sensible 320g y se caliente.
La parte de intercambio de calor latente 400g se dispone en un área de intercambio de calor latente para recibir el calor latente generado durante un cambio de fase del gas de combustión y calentar el agua. El área de intercambio de calor latente se encuentra aguas abajo del área de intercambio de calor sensible con base en la primera dirección de referencia D 1 que es una dirección de flujo del gas de combustión generado durante la reacción de combustión. La parte de intercambio de calor latente 400g incluye la tubería de intercambio de calor latente 420g que recibe el agua y permite que el agua fluya a través de ella.
La tubería de intercambio de calor latente 420g incluye la pluralidad de porciones rectas de calor latente 4200g que están dispuestas para estar separadas entre sí a lo largo de la tercera dirección de referencia D3 y que se extienden a lo largo de la segunda dirección de referencia D2 y forman el paso de flujo de calor latente a través del cual fluye el agua y que está conectado al paso de flujo de calor sensible. Las porciones rectas de calor latente 4200g pueden conectarse mediante las tapas de paso de flujo descritas anteriormente para formar el paso de flujo de calor latente a través del cual fluye el agua. El paso de flujo de calor latente puede incluir un paso de flujo paralelo en al menos una sección parcial.
La tubería de intercambio de calor sensible 320g puede incluir la pluralidad de porciones rectas de calor sensible 3200g que están dispuestas para estar separadas entre sí a lo largo de la tercera dirección de referencia D3 y que se extienden a lo largo de la segunda dirección de referencia D2 y forman el paso de flujo de calor sensible a través del cual fluye el agua. Las porciones rectas de calor sensible 3200g pueden conectarse mediante las tapas de paso de flujo descritas anteriormente para formar el paso de flujo de calor sensible a través del cual fluye el agua. El paso de flujo de calor sensible puede incluir un paso de flujo en serie en al menos una sección parcial.
En el área de intercambio de calor latente, se puede formar una pluralidad de capas en las que se disponen las porciones rectas de calor latente 4200g ubicadas en la misma posición con base en la primera dirección de referencia D1. En el dibujo, la parte de intercambio de calor latente 400g se ilustra incluyendo dos capas. Sin embargo, el número de capas no se limita a esto. A medida que la tubería de intercambio de calor latente 420g se forma en la pluralidad de capas, se puede maximizar el área total de transferencia de calor de la tubería de intercambio de calor latente 420g y, por lo tanto, el intercambio de calor puede ocurrir de manera eficiente en la parte de intercambio de calor latente 400g. Aquí, el área de transferencia de calor se refiere al área de superficie de cada una de las tuberías de intercambio de calor 320g y 420g mediante la cual se produce el intercambio de calor.
Las porciones rectas 3200g y 4200g se forman en un tipo de carcasa y tubería e incluyen espacios interiores 3210g y 4210g que están definidos por las superficies internas 3220g y 4220g y a través de los cuales fluye el agua y las superficies externas 3230g y 4230g hacen contacto con el gas de combustión. Las superficies internas 3220g y 4220g y las superficies externas 3230g y 4230g de las porciones rectas 3200g y 4200g pueden formarse en diferentes formas. Sin embargo, al describir las porciones rectas 3200g y 4200g de acuerdo con la cuarta realización de la presente descripción, se supone que las formas de las superficies internas 3220g y 4220g y las superficies externas 3230g y 4230g se forman para corresponderse entre sí de modo que los espesores sean sustancialmente uniformes en las secciones transversales obtenidas al cortar las porciones rectas 3200g y 4200g con un plano perpendicular a la segunda dirección de referencia D2. En lo sucesivo, las secciones transversales obtenidas al cortar las porciones rectas 3200g y 4200g con el plano perpendicular a la segunda dirección de referencia D2 se denominan secciones transversales de referencia.
Los espacios interiores 4210g de las porciones rectas de calor latente 4200g están formados para ser largos y estrechos de modo que el ancho W1 en la tercera dirección de referencia D3 sea menor que la longitud L1 en la primera dirección de referencia D1. Cuando las porciones rectas de calor latente 4200g se forman para ser largas y estrechas, significa que la relación de aspecto de las porciones rectas de calor latente 4200g es menor que 1, donde la relación de aspecto es un valor obtenido dividiendo el ancho en la tercera dirección de referencia D3 por la longitud en la primera dirección de referencia D1 para los espacios interiores 3210g y 4210g de las porciones rectas 3200g y 4200g. Además, los espacios interiores 3210g de las porciones rectas de calor sensible 3200g están formados para ser largos y estrechos de modo que el ancho W2 en la tercera dirección de referencia D3 sea menor que la longitud L2 en la primera dirección de referencia D1.
La relación de aspecto de las porciones rectas de calor latente 4200g puede ser menor que la relación de aspecto de las porciones rectas de calor sensible 3200g. Por consiguiente, las porciones rectas de calor latente 4200g pueden formarse para ser más estrechas que las porciones rectas de calor sensible 3200g. Específicamente, la relación de aspecto de las porciones rectas de calor latente 4200g puede variar de 0,05 a 0,3. La relación de aspecto de las porciones rectas de calor sensible 3200g puede variar de 0,15 a 0,5.
Cuando los perímetros de los espacios interiores 3210g y 4210g de las porciones rectas 3200g y 4200g en las secciones transversales de referencia se denominan dimensiones internas de las porciones rectas 3200g y 4200g, la dimensión interna de las porciones rectas de calor latente 4200g puede ser menor que la dimensión interna de las porciones rectas de calor sensible 3200g. Las áreas totales de transferencia de calor de las tuberías de intercambio de calor correspondientes 320g y 420g se pueden obtener multiplicando las longitudes totales de las porciones rectas 3200g y 4200g correspondientes a las dimensiones internas. Por la relación entre la relación de aspecto y la dimensión interna, se produce una caída de presión más pequeña en la tubería de intercambio de calor sensible 320g, y disminuyen los problemas de ruido de ebullición acústica y precipitación de cal. Por el contrario, incluso si el área de intercambio de calor latente tiene un tamaño más pequeño que el área de intercambio de calor sensible, la tubería de intercambio de calor latente 420g tiene las porciones rectas de calor latente 4200g que tienen una dimensión interna más pequeña que las porciones rectas de calor sensible 3200g, y por lo tanto la pluralidad de porciones rectas de calor latente 4200g puede disponerse incluso cuando el área de intercambio de calor latente no se forma en un tamaño suficiente. Por consiguiente, la parte de intercambio de calor latente 400g puede asegurar la longitud total suficiente de las porciones rectas de calor latente 4200g, asegurando así un área de transferencia de calor total suficiente para intercambiar calor.
En las secciones transversales de referencia, los perímetros de las superficies externas 3230g y 4230g de las porciones rectas 3200g y 4200g se denominan dimensiones externas de las porciones rectas 3200g y 4200g, y los perímetros de las superficies externas 3230g y 4230g de las porciones rectas 3200g y 4200g desde los lados más aguas arriba 214 y 314 de las porciones rectas 3200g y 4200g hasta los puntos de separación 3250g y 4250g del gas de combustión para las porciones rectas 3200g y 4200g con base en la primera dirección de referencia D1 se denominan longitudes de contacto.
Aquí, los puntos de separación 3250g y 4250g son puntos en los que la velocidad de cambio de velocidad del gas de combustión a lo largo de la tercera dirección de referencia D3 en las superficies externas 3230g y 4230g de las porciones rectas 3200g y 4200g es 0. Es decir, los puntos de separación 3250g y 4250g son puntos en los que el gas de combustión que causa tensión de cizallamiento en las superficies externas 3230g y 4230g de las porciones rectas 3200g y 4200g mientras fluye a lo largo de las superficies externas 3230g y 4230g de las porciones rectas 3200g y 4200g se separa de las superficies externas 3230g y 4230g de las porciones rectas 3200g y 4200g.
El gas de combustión que fluye a lo largo de las superficies externas 3230g y 4230g de las porciones rectas 3200g y 4200g forma una estela en forma de vórtice después de los puntos de separación 3250g y 4250g y no logra transferir calor de manera efectiva a las porciones rectas 3200g y 4200g. Esto se debe a que el gas de combustión se separa de las superficies externas 3230g y 4230g de las porciones rectas 3200g y 4200g. Por consiguiente, las longitudes de contacto se refieren a los perímetros de las superficies externas 3230g y 4230g de las porciones rectas 3200g y 4200g mediante las cuales el calor se transfiere efectivamente desde el gas de combustión.
El valor obtenido dividiendo la longitud de contacto de las porciones rectas de calor latente 4200g por la dimensión externa de las porciones rectas de calor latente 4200g puede ser mayor que el valor obtenido dividiendo la longitud de contacto de las porciones rectas de calor sensible 3200g por la dimensión externa de las porciones rectas de calor sensible 3200g. Cuando las porciones rectas de calor latente 4200g y las porciones rectas de calor sensible 3200g tienen la misma dimensión externa, las porciones rectas de calor latente 4200g se forman para tener una mayor longitud de contacto que las porciones rectas de calor sensible 3200g. Como las porciones rectas de calor latente 4200g tienen la forma descrita anteriormente, se puede maximizar la cantidad de calor que las porciones rectas de calor latente 4200g reciben del gas de combustión.
En las secciones transversales de referencia, las porciones internas aguas arriba 3211g y 4211g y las porciones internas aguas abajo 3213g y 4213g adyacentes a los lados aguas arriba y los lados aguas abajo de los espacios interiores 3210g y 4210g de las porciones 3200g y 4200g con base en la primera dirección de referencia D1 pueden formarse en la forma de al menos parte de un sector que tiene un radio de curvatura predeterminado. Los pares de porciones laterales internas 3212g y 4212g que son lados opuestos de los espacios interiores 3210g y 4210g de las porciones rectas 3200g y 4200g con base en la tercera dirección de referencia D3 pueden formarse en la forma de al menos parte de un sector que tiene un radio de curvatura diferente del radio de curvatura predeterminado de las porciones internas aguas arriba 3211g y 4211g y las porciones internas aguas abajo 3213g y 4213g. El par de porciones laterales internas 3212g de las porciones rectas de calor sensible 3200g puede tener la misma forma y puede formarse en una forma en la que las porciones laterales internas 3212g tienen simetría de línea con respecto a una línea paralela a la primera dirección de referencia D1. El par de porciones laterales internas 4212g de las porciones rectas de calor latente 4200g puede tener la misma forma y puede formarse en una forma en la que las porciones laterales internas 4212g tienen simetría de línea con respecto a una línea paralela a la primera dirección de referencia D1.
Es decir, los perfiles de las superficies curvas 3221g, 3223g, 4212g y 4223g entre las superficies internas de las porciones rectas 3200g y 4200g que definen las porciones internas aguas arriba 3211g y 4211g y las porciones internas aguas abajo 3213g y 4213g pueden conformarse con la forma de un arco que tiene un radio de curvatura predeterminado en las secciones transversales de referencia. En la cuarta realización de la presente descripción, las formas de las porciones internas aguas arriba 3211g y 4211g y las porciones internas aguas abajo 3213g y 4213g se ilustran como idénticas entre sí pero con simetría lineal. Sin embargo, las formas de las porciones internas aguas arriba 3211g y 4211g y las porciones internas aguas abajo 3213g y 4213g pueden diferir entre sí. Los perfiles de las superficies curvas 3222g y 4222g entre las superficies internas de las porciones rectas 3200g y 4200g que forman las porciones laterales internas 3212g y 4212g pueden conformarse con la forma de un arco que tiene un radio de curvatura diferente del radio de curvatura predeterminado de las porciones internas aguas arriba 3211g y 4211g y las porciones internas aguas abajo 3213g y 4213g en las secciones transversales de referencia.
Los radios de curvaturas de las porciones laterales internas 3212g y 4212g pueden ser mayores que los radios de curvaturas de las porciones internas aguas arriba 3211g y 4211g y las porciones internas aguas abajo 3213g y 4213g. Las porciones laterales internas 3212g y 4212g pueden tener radios infinitos de curvaturas, y en las secciones transversales de referencia, los perfiles de las partes 3222g y 4222g de las superficies internas de las porciones rectas 3200g y 4200g que constituyen las porciones laterales internas 3212g y 4212g pueden conformarse con la forma de una línea paralela a la primera dirección de referencia D1.
En las secciones transversales de referencia, las longitudes desde los lados más aguas arriba 2114 y 3114 de las porciones internas aguas arriba 3211g y 4211g hasta los lugares 3215g y 4215g donde las porciones internas aguas abajo 3213g y 4213g y las porciones laterales internas 3212g y 4212g se encuentran con base en la primera dirección de referencia D1 se denominan longitudes de transferencia de calor efectivas. Es decir, los perímetros de las superficies internas 3220g y 4220g desde los lados más aguas arriba 3214g y 4214g de las porciones internas aguas arriba 3211g y 4211g a las posiciones correspondientes a los puntos de inflexión entre las áreas del lado aguas abajo de las superficies internas 3220g y 4220g de las porciones rectas 3200g y 4200g pueden ser las longitudes efectivas de transferencia de calor. Los puntos de inflexión pueden estar de acuerdo, pero ser diferentes de los puntos de separación 3250g y 4250g.
El valor obtenido dividiendo la longitud de transferencia de calor efectiva de las porciones rectas de calor latente 4200g por la dimensión interna de las porciones rectas de calor latente 4200g puede ser mayor que el valor obtenido dividiendo la longitud de transferencia de calor efectiva de las porciones rectas de calor sensible 3200g por la dimensión interna de las porciones rectas de calor sensible 3200g. Cuando las porciones rectas de calor latente 4200g y las porciones rectas de calor sensible 3200g tienen la misma dimensión interna, las porciones rectas de calor latente 4200g se forman para tener una mayor longitud de transferencia de calor efectiva que las porciones rectas de calor sensible 3200g. Como las porciones rectas de calor latente 4200g tienen la forma descrita anteriormente, se puede maximizar la cantidad de calor que las porciones rectas de calor latente 4200g reciben del gas de combustión.
Las formas de las porciones rectas 3200g y 4200g descritas en la cuarta realización de la presente descripción pueden usarse de manera idéntica en otras realizaciones de la presente descripción y ejemplos modificados de esta.
Anteriormente, aunque todos los componentes están acoplados en un cuerpo u operan en un estado combinado en la descripción de las realizaciones mencionadas anteriormente de la presente descripción, la presente descripción no se limita a estas realizaciones. Es decir, todos los componentes pueden funcionar en una o más combinaciones selectivas dentro del alcance del propósito de la presente descripción. También debe entenderse que los términos "incluir", "comprender" o "tener" en la memoria descriptiva son expresiones de "tipo abierto" solo para decir que existen los componentes correspondientes y, a menos que se describa específicamente lo contrario, no excluyen sino que pueden incluir componentes adicionales. A menos que se defina lo contrario, todos los términos utilizados en la presente, incluidos los términos técnicos y científicos, tienen el mismo significado que los entendidos generalmente por los expertos en la técnica a la que pertenece la presente descripción. Tales términos como los definidos en un diccionario de uso general deben interpretarse como que tienen significados iguales a los significados contextuales en el campo relevante del arte, y no deben interpretarse como que tienen significados ideales o excesivamente formales a menos que se defina claramente que los tienen en la presente solicitud.
Anteriormente, aunque la presente descripción se ha descrito con referencia a realizaciones ejemplares y los dibujos adjuntos, la presente descripción no se limita a estos, sino que puede ser modificada y alterada de diversas maneras por los expertos en la técnica a la que pertenece la presente descripción sin apartarse del alcance de la presente descripción reivindicada en las siguientes reivindicaciones. Por lo tanto, las realizaciones ejemplares de la presente descripción se proporcionan para explicar el alcance de la presente descripción, pero no para limitarlas, de modo que el alcance de la presente descripción no esté limitado por las realizaciones. El alcance de la presente descripción debe interpretarse sobre la base de las reivindicaciones adjuntas, y todas las ideas técnicas dentro del alcance equivalente a las reivindicaciones deben incluirse en el alcance de la presente descripción.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Una unidad intercambiadora de calor que comprende:
una parte de intercambio de calor sensible (103; 30; 81; 300) dispuesta en un área de intercambio de calor sensible configurada para recibir calor sensible generado por una reacción de combustión y para calentar agua, la parte de intercambio de calor sensible incluye una tubería de intercambio de calor sensible (32; 320) configurada para recibir el agua y permitir que el agua fluya a través de la misma para formar un paso de flujo de calor sensible a través del cual fluye el agua; y
una parte de intercambio de calor latente (40; 82; 400) dispuesta en un área de intercambio de calor latente, la parte de intercambio de calor latente incluye una tubería de intercambio de calor latente (42; 420) configurada para recibir el agua y permitir que el agua fluya a través de la misma, en donde el área de intercambio de calor latente se encuentra aguas abajo del área de intercambio de calor sensible con base en la una primera dirección de referencia (D1) que es una dirección de flujo del gas de combustión generado durante la reacción de combustión, el área de intercambio de calor latente está configurada para recibir calor latente generado durante un cambio de fase del gas de combustión y para calentar el agua,
en donde la tubería de intercambio de calor latente incluye una pluralidad de porciones rectas de calor latente que se extienden a lo largo de una segunda dirección de referencia (D2) perpendicular a la primera dirección de referencia, la pluralidad de porciones rectas de calor latente (8211; 421, 422) están dispuestas para estar separadas entre sí a lo largo de una tercera dirección de referencia (D3) perpendicular a la primera dirección de referencia y la segunda dirección de referencia y configuradas para formar un paso de flujo de calor latente a través del cual fluye el agua y que está conectado al paso de flujo de calor sensible,
en donde los espacios interiores de las porciones rectas de calor sensible (321-323; 811) y las porciones rectas de calor latente se forman para ser largos y estrechos de modo que las anchuras en la tercera dirección de referencia sean más pequeñas que las longitudes en la primera dirección de referencia,caracterizada porque
la tubería de intercambio de calor sensible incluye una pluralidad de porciones rectas de calor sensible que se extienden a lo largo de la segunda dirección de referencia, la pluralidad de porciones rectas de calor sensible están dispuestas para estar separadas entre sí a lo largo de la tercera dirección y configuradas para formar el paso de flujo de calor sensible a través del cual fluye el agua,
en donde para los espacios interiores de las porciones rectas, los valores obtenidos al dividir las anchuras en la tercera dirección de referencia por las longitudes en la primera dirección de referencia se denominan relaciones de aspecto, y
en donde las relaciones de aspecto de las porciones rectas de calor latente son más pequeñas que las relaciones de aspecto de las porciones rectas de calor sensible.
2. La unidad intercambiadora de calor de la reivindicación 1, en donde en las secciones transversales obtenidas al cortar las porciones rectas con un plano perpendicular a la segunda dirección de referencia (D2), los perímetros de los espacios interiores de las porciones rectas (321-323; 421, 422; 811; 8211) se denominan dimensiones internas de las porciones rectas, y en donde las dimensiones internas de las porciones rectas de calor latente (421, 422; 8211) son más pequeñas que las dimensiones internas de las porciones rectas de calor sensible (321-323; 811).
3. La unidad intercambiadora de calor de la reivindicación 1, en donde en secciones transversales obtenidas al cortar las porciones rectas (321-323; 421, 422; 811; 8211) con un plano perpendicular a la segunda dirección de referencia (D2), los perímetros de las porciones rectas se denominan dimensiones externas de las porciones rectas,
en donde en las secciones transversales obtenidas al cortar las porciones rectas con el plano perpendicular a la segunda dirección de referencia, los perímetros de las porciones rectas desde los lados más aguas arriba de las porciones rectas hasta los puntos de separación del gas de combustión para las porciones rectas con base en la primera dirección de referencia (D1) se denominan longitudes de contacto,
en donde los valores obtenidos dividiendo las longitudes de contacto de las porciones rectas de calor latente (421, 422; 8211) por las dimensiones externas de las porciones rectas de calor latente son mayores que los valores obtenidos al dividir las longitudes de contacto de las porciones rectas de calor sensible (321-323; 811) por las dimensiones externas de las porciones rectas de calor sensible, y
en donde los puntos de separación son puntos en los que una tasa de cambio de velocidad del gas de combustión a lo largo de la tercera dirección de referencia (D3) en las superficies de las porciones rectas es 0.
4. La unidad intercambiadora de calor de la reivindicación 1, en donde en secciones transversales obtenidas al cortar las porciones rectas con un plano perpendicular a la segunda dirección de referencia (D2), los perímetros de los espacios interiores de las porciones rectas se denominan dimensiones internas de las porciones rectas,
en donde en las secciones transversales obtenidas al cortar las porciones rectas con el plano perpendicular a la segunda dirección de referencia, las porciones internas aguas arriba y las porciones internas aguas abajo adyacentes a los lados más aguas arriba y los lados más aguas abajo de los espacios interiores de las porciones rectas con base en la primera dirección de referencia se forman en una forma de al menos parte de un sector que tiene un radio de curvatura predeterminado, y los pares de porciones laterales internas que son lados opuestos de los espacios interiores de las porciones rectas con base en la tercera dirección de referencia (D3) se forman en una forma de al menos parte de un sector que tiene un radio de curvatura diferente del radio de curvatura predeterminado,
en donde en las secciones transversales, las longitudes desde los lados más aguas arriba de las porciones internas aguas arriba hasta los lugares donde las porciones internas aguas abajo y las porciones laterales internas se encuentran con base en la primera dirección de referencia se denominan longitudes efectivas de transferencia de calor, y
en donde los valores obtenidos dividiendo las longitudes de transferencia de calor efectivas de las porciones rectas de calor latente (421, 422; 8211) por las dimensiones internas de las porciones rectas de calor latente son mayores que los valores obtenidos dividiendo las longitudes de transferencia de calor efectivas de las porciones rectas de calor sensible (321-324; 811) por las dimensiones internas de las porciones rectas de calor sensible.
5. La unidad intercambiadora de calor de la reivindicación 4, en donde las porciones laterales internas de las porciones rectas de calor latente (421, 422; 8211) tienen un radio de curvatura infinito.
6. La unidad intercambiadora de calor de la reivindicación 1, en donde para los espacios interiores de las porciones rectas de calor latente (421, 422; 8211), los valores obtenidos al dividir las anchuras en la tercera dirección de referencia por las longitudes en la primera dirección de referencia se denominan relaciones de aspecto, y en donde las relaciones de aspecto de las porciones rectas de calor latente varían de 0,05 a 0,3.
7. La unidad intercambiadora de calor 1, además comprende:
un alojamiento (510) configurado para rodear las áreas de intercambio de calor para definir las áreas de intercambio de calor en la misma,
en donde las áreas de sección transversal de las áreas de intercambio de calor definida en un plano perpendicular a la primera dirección de referencia (D1) se denominan áreas de sección transversal, y en donde el alojamiento se proporciona de tal manera que, con base en la primera dirección de referencia, un área de sección transversal de referencia en el lado más aguas abajo es menor que un área de sección transversal de referencia en el lado más aguas arriba.
8. La unidad intercambiadora de calor de la reivindicación 7, en donde la pluralidad de porciones rectas de calor latente (421, 422; 8211) forman una pluralidad de capas en las que se disponen las porciones rectas de calor latente ubicadas en la misma posición con base en la primera dirección de referencia (D1).
9. La unidad intercambiadora de calor de la reivindicación 1, en donde el paso de flujo de calor latente incluye un paso de flujo paralelo en al menos una sección parcial.
10. Una caldera de condensación (1; 2) que comprende:
un conjunto de quemador configurado para causar una reacción de combustión;
una cámara de combustión (102; 20) ubicada aguas abajo del conjunto de quemador con base en la una primera dirección de referencia que es una dirección de flujo del gas de combustión generado durante la reacción de combustión, la llama por la reacción de combustión está ubicada en la cámara de combustión; y una unidad intercambiadora de calor configurada para recibir calor sensible generado por la reacción de combustión y el gas de combustión y para calentar agua,
en donde la unidad intercambiadora de calor incluye:
una parte de intercambio de calor sensible dispuesta en un área de intercambio de calor sensible (103; 30; 81; 300) configurada para recibir el calor sensible generado por la reacción de combustión y para calentar el agua, la parte de intercambio de calor sensible incluye una tubería de intercambio de calor sensible (32; 320) configurada para recibir el agua y permitir que el agua fluya a través de la misma; y
una parte de intercambio de calor latente (40; 82; 400) dispuesta en un área de intercambio de calor latente, la parte de intercambio de calor latente incluye una tubería de intercambio de calor latente (42; 420) configurada para recibir el agua y permitir que el agua fluya a través de la misma, en donde el área de intercambio de calor latente se encuentra aguas abajo del área de intercambio de calor sensible con base en la primera dirección de referencia (D1) y está configurada para recibir el calor latente generado durante un cambio de fase del gas de combustión y para calentar el agua,
en donde la tubería de intercambio de calor latente incluye una pluralidad de porciones rectas de calor latente (8211; 421; 422) que se extienden a lo largo de una segunda dirección de referencia (D2) perpendicular a la primera dirección de referencia, la pluralidad de porciones rectas de calor latente están dispuestas para estar separadas entre sí a lo largo de una tercera dirección de referencia (D3) perpendicular a la primera dirección de referencia y la segunda dirección de referencia y configuradas para formar un paso de flujo de calor latente a través del cual fluye el agua y que está conectado a la tubería de intercambio de calor sensible,
en donde los espacios interiores de las porciones rectas de calor sensible (321-324; 811) y las porciones rectas de calor latente se forman para ser largos y estrechos de modo que las anchuras en la tercera dirección de referencia sean más pequeñas que las longitudes en la primera dirección de referencia,caracterizada porque
la tubería de intercambio de calor sensible incluye una pluralidad de porciones rectas de calor sensible que se extienden a lo largo de la segunda dirección de referencia, la pluralidad de porciones rectas de calor sensible están dispuestas para estar separadas entre sí a lo largo de la tercera dirección y configuradas para formar el paso de flujo de calor sensible a través del cual fluye el agua,
en donde para los espacios interiores de las porciones rectas, los valores obtenidos al dividir las anchuras en la tercera dirección de referencia por las longitudes en la primera dirección de referencia se denominan relaciones de aspecto, y
en donde las relaciones de aspecto de las porciones rectas de calor latente son más pequeñas que las relaciones de aspecto de las porciones rectas de calor sensible.
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