ES2329656T3 - Sistema para la reutilizacion de aguas grises. - Google Patents
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Abstract
Instalación para la reutilización de agua usada, con un tanque de agua usada (1), hacia el cual es conducido el agua usada y del que es tomada este agua, un dispositivo de circulación para generar un flujo circulante en el tanque de agua usada (1), al menos un intercambiador de calor (7, 9, 11, 12, 17) expuesto a este agua usada, y presentando para el agua usada una superficie de intercambio (8, 10) plana, sin despullas y no perturbando el flujo circulante en el tanque de agua usada (1), caracterizada por el hecho de que al menos un intercambiador de calor (7, 17) está dispuesto directamente encima del dispositivo de circulación, de tal manera que el agua puesta en movimiento corre a lo largo de las dos superficies laterales opuestas (8) del intercambiador de calor (7, 17).
Description
Sistema para la reutilización de aguas
grises.
Es sabido desde hace mucho tiempo que se puede
aprovechar el agua ligeramente sucia para el uso doméstico. Es muy
posible reutilizar este agua para determinados objetivos, para
reducir el consumo de agua potable. Puesto que el agua ligeramente
sucia en muchos casos es agua caliente, es también posible
aprovechar el calor aún existente en este agua.
Ya se conoce una instalación para la
recuperación de calor de aguas residuales y su reutilización para
la descarga de la cisterna del inodoro (DE 2908679). En este caso
se usa un intercambiador de calor en forma de un tubo curvado
helicoidal para la recuperación de calor. Este intercambiador de
calor es utilizado en el tanque de agua usada. El intercambiador de
calor es atravesado por agua potable u otro agua que debe ser
calentada. Puesto que el agua usada presenta un cierto grado de
suciedad, el tubo curvado helicoidal tiende a ensuciarse, lo que
favorece por una parte la formación de gérmenes en el tanque de
agua usada y por otra parte empeora las características de
intercambio del intercambiador de calor.
En otra instalación de este tipo (AT 397114)
están conectados en serie dos intercambiadores de calor. También
aquí se usan tubos curvados helicoidales atravesados por el flujo
de agua, de modo que el problema del ensuciamiento del
intercambiador de calor también se presenta igualmente en el tanque
de agua usada.
En otra instalación de agua usada para usar
varias veces agua potable (DE 19606577) se incorpora igualmente un
intercambiador de calor en forma de un tubo curvado helicoidal en
un tanque de agua usada.
Ya se conoce un dispositivo para la recuperación
de calor de aguas residuales usadas (DE 4337744), en el cual el
fluido entra desde arriba en un colector. En el mismo está
dispuesta una pared conductora cónica que lleva un dispositivo
tubular del intercambiador de calor. El colector no contiene
dispositivo de circulación alguno.
Además es conocido un intercambiador de calor
para transmitir calor de aguas residuales (EP 174554), en el cual
unas placas planas del intercambiador de calor se encuentran
verticales en un receptáculo. En el lado inferior existe un
dispositivo de circulación que agita el agua en el receptáculo.
La utilización de dichos tubos del
intercambiador de calor parte de la idea de la disponibilidad de
una superficie lo más grande posible entre el agua usada caliente y
el agua potable fría y de que el período, durante el cual el calor
actúa sobre el agua fría, debe ser lo más grande posible. Por lo
tanto se prolonga el tiempo de permanencia del agua potable fría
debido a un tubo largo.
La invención se basa en la tarea de crear una
posibilidad de aprovechar el agua usada, en la cual se reduzca el
riesgo de ensuciamiento en el tanque de agua usada.
Para la solución de esta tarea la invención
propone una instalación con las características citadas en la
reivindicación 1. Los perfeccionamientos de la invención son objeto
de reivindicaciones secundarias.
Contrariamente al estado de la técnica, un
intercambiador de calor por lo tanto está dispuesto en el tanque de
agua usada estando expuesto por ello mejor al calor del agua usada,
de modo que el agua usada circule en el tanque. De este modo el
agua fluye en el tanque continuamente sobre la superficie del
intercambiador de calor, para permitir de esta manera un intercambio
de calor mejor.
Por lo tanto ya no es necesario configurar los
intercambiadores de calor de manera que estén realizados como tubos
en forma de espiral o helicoidal. Con ello se reduce la posibilidad
de que se sedimenten las suciedades en el tanque de agua usada, que
pueden dar lugar a un empeoramiento de las características del
intercambiador de calor de la instalación.
En un perfeccionamiento de la invención por lo
tanto está previsto que el intercambiador de calor presente una
superficie plana, sin despullas en dirección de flujo para el agua
usada para que no perturbe el flujo en el tanque de agua usada. Se
puede tratar por ejemplo de una superficie plana o también
cilíndrica, que forme por lo tanto una superficie relativamente
grande, en la que el agua pueda fluir en un flujo no perturbado en
el tanque de agua usada. También, cuando la superficie total del
intercambiador de calor, que está asignada al agua usada, se hace
más pequeña, se logra un buen aprovechamiento del calor por el
pasaje continuo del agua caliente. Es posible aumentar más la
superficie siendo la superficie de intercambio ondulada o nervada,
por lo cual la dirección longitudinal de los nervios u ondas
discurre desde abajo hacia arriba, es decir en dirección de la
corriente del agua. Gracias a este agrandamiento de la superficie
se logra una transmisión térmica aún mejor entre el calor del agua
usada y el interior del intercambiador de calor.
Según la invención puede preverse en un
perfeccionamiento disponer centralmente un intercambiador de calor
en el tanque de agua usada. Por ejemplo puede preverse un
dispositivo central en forma de un disco plano eventualmente en
forma de paralelepípedo, que se dispone en un plano vertical. En
ambos lados, el flujo de agua puede pasar por ejemplo desde abajo
hacia arriba.
Es igualmente posible, y lo propone la
invención, que se disponga al menos un intercambiador de calor en
la pared del tanque de agua usada. En el caso de que el tanque de
agua usada sea un receptáculo en forma de paralelepípedo, los
intercambiadores de calor pueden estar dispuestos por ejemplo en
todas las paredes exteriores. Según el tipo de intercambiador de
calor, este puede ser dispuesto directamente delante de la pared del
tanque de agua usada, cuando se trate por ejemplo de un
intercambiador de calor atravesado por el flujo de agua o de otro
refrigerante.
Es sin embargo igualmente posible, y está dentro
del marco de la invención, que una parte de la pared del tanque de
agua usada forme la superficie de un intercambiador de calor, que
emite entonces su calor al lado exterior del tanque de agua usada,
por ejemplo a una circulación de aire. Cuando el intercambiador de
calor es dispuesto completamente en el interior del tanque, por
ejemplo también directamente delante de la pared, entonces es
razonable aislar térmicamente las paredes del tanque de agua
usada.
En tanques de agua usada que sirven para
reciclar y reservar agua usada para su reutilización como aguas
grises, es conocido prever un dispositivo de circulación para el
agua usada, que sirve para ventilar el agua usada. Existe por
ejemplo la posibilidad de suministrar aire en un punto inferior del
tanque de agua usada, que sirve para un arremolinamiento y la
generación de un flujo en el tanque de agua usada. Es por lo tanto
posible configurar un tal dispositivo de ventilación de tal manera
que provoque por una parte una ventilación del agua usada y
produzca por otra parte un flujo apropiado, para pasar el agua
usada por las superficies del intercambiador de calor. Dichos
dispositivos de circulación son conocidos igualmente para poner en
circulación por el agua usada los flotadores provistos de
bacterias. Aquí se crea por lo tanto la posibilidad de utilizar un
dispositivo existente para mejorar simultáneamente también las
características del intercambiador de calor.
La invención propone utilizar flotadores
especiales, es decir relativamente duros. Mientras que en el
procedimiento conocido los flotadores no tienen otra misión que
crear soportes para bacterias, estos reciben en este caso una
misión adicional. Ellos deben servir para eliminar suciedades al
pasar sobre superficies del intercambiador de calor expuestas a la
corriente de agua. Por lo tanto es razonable, según la teoría de la
invención, utilizar en este caso flotadores duros dotados
eventualmente de cantos, que incluso pueden realizar una limpieza
de la superficie.
Se deducirán otras características, detalles y
ventajas de la invención de la siguiente descripción de dos formas
de realización preferidas de la invención así como con ayuda del
dibujo. Aquí ilustran:
Figura 1 esquemáticamente la disposición de una
primera instalación para aprovechar el calor residual del agua
usada;
Figura 2 igualmente esquemáticamente una segunda
instalación para aprovechar el calor de agua usada.
La Figura 1 muestra de manera muy simplificada
un tanque de agua usada 1 en forma de un receptáculo de forma
paralelepípeda. El receptáculo contiene cuatro paredes laterales 2,
un fondo 3 y una tapa 4. Todas las paredes del tanque 1 son
térmicamente aisladas. En el tanque penetra, a través de las
tuberías no representadas, el agua usada que proviene por ejemplo
de una bañera, un plato de ducha, un lavabo, posiblemente también de
una lavadora. Los dispositivos para alimentar, descargar y evacuar
el tanque de agua usada 1 no están representados, puesto que son
conocidos en sí.
En el tanque de agua usada 1, en la zona
directamente encima del fondo 3, está dispuesto un tubo 5 que se
extiende horizontalmente, es decir verticalmente al plano del
dibujo. El tubo está comunicado con una fuente de aire comprimido
en el exterior del tanque. Aquel atraviesa una pared del tanque de
agua usada en al menos un punto, eventualmente también en dos
puntos.
El tubo 5 presenta, en la zona de la mitad
superior de su circunferencia, una multitud de orificios, a través
de los cuales sale el aire para ventilar el agua usada, lo que está
señalado mediante las flechas 6 en el dibujo. Por la entrada del
aire, el agua usada entra en un flujo de circulación que hace fluir
el agua directamente por encima del tubo 5 hacia arriba, de modo
que fluya en las paredes laterales 2 de nuevo hacia abajo. Este
flujo es producido por el dispositivo de ventilación y está
destinado a circular y ventilar el agua en sí. Estas medidas están
pensadas para la reutilización del agua usada.
Directamente encima del tubo 5, a una cierta
distancia del mismo, está dispuesto un primer intercambiador de
calor 7 que presenta la forma de un disco plano eventualmente de
forma paralelepípeda. El disco del intercambiador de calor 7 se
extiende por encima del tubo, es decir en un plano vertical,
precisamente desde la parte frontal en dirección al lado trasero del
tanque de agua usada. El agua puesta en movimiento por la
ventilación pasa por lo tanto por ambas superficies laterales
opuestas 8 del intercambiador de calor 7. Durante este tiempo el
agua puede emitir su calor al refrigerante existente en el interior
del intercambiador de calor 7, por ejemplo agua del grifo,
refrigerantes o aire ambiental. A causa de la superficie plana y
lisa del intercambiador de calor 7 no existe riesgo alguno de un
ensuciamiento de esta superficie.
Cuando el agua ha fluido hacia arriba, se da
lugar a que fluya de nuevo hacia abajo en la zona de las dos
paredes laterales 2 a causa de la circulación. Este agua también
sigue estando caliente. Delante de las dos paredes laterales 2
representadas está dispuesto por lo tanto respectivamente otro
intercambiador de calor 9 que presenta igualmente una superficie de
intercambiador de calor 10 expuesta al agua usada. También esta
superficie 10 es plana y lisa, por lo que tampoco ofrece la
posibilidad de ensuciamiento. El agua puesta en movimiento por el
dispositivo de ventilación forma en ambos lados del intercambiador
de calor central 7 una especie de cilindro, de modo que pase
continuamente por las superficies del intercambiador de calor 8,
10.
Ahora pasamos a la figura 2. Aquí está
representado igualmente muy simplificado un tanque de agua usada 1,
estando dispuesto un tubo de ventilación 5 por encima de su fondo
3. En la zona de las dos paredes laterales 2 opuestas están
dispuestos unos intercambiadores de calor 11, 12. En el lado
izquierdo hay un intercambiador de calor 11 que posee una superficie
de intercambiador de calor que pasa a través de la pared lateral 2
en el lado interior. En el lado exterior de la correspondiente pared
lateral 2 el intercambiador de calor 11 presenta una multitud de
nervios 14 que están dispuestos en el interior de un canal para
pasar el aire. A causa de la multitud de nervios 14 aumenta la
superficie de intercambio de calor entre el intercambiador de calor
y el aire circulante en el canal 15.
En el lado derecho en la figura 2 la pared
lateral 2 forma directamente la superficie del intercambiador de
calor 12 existente, que presenta igualmente una multitud de nervios
14 en el lado dispuesto en el exterior del tanque de agua
usada.
En el centro del tanque de agua usada 1 a su vez
está dispuesto un intercambiador de calor 17 que presenta
aproximadamente la misma función que el intercambiador de calor 7
de la figura 1. Aquel pasa en este caso a través de la parte
superior del tanque al interior de una cámara de intercambio 18,
donde sus dos lados están provistos de una multitud de nervios 14. A
través de la cámara de intercambio 18 fluye el aire introducido por
ejemplo desde la izquierda a través de un canal y sale de nuevo
hacia la derecha al exterior. Aquí por lo tanto tiene lugar un
calentamiento de aire, por ejemplo para calentar espacios, mientras
que en la instalación de la figura 1 se calienta un refrigerante,
por ejemplo agua del grifo que puede ser utilizada como agua de
ducha. Los intercambiadores de calor según la figura 2 pueden ser
conectados naturalmente bien en un sistema de aire o en un sistema
de fluido para la utilización ulterior de la energía.
Naturalmente en las dos instalaciones se
reutiliza el agua usada misma, sin que esto se represente con más
detalle, por ejemplo para una descarga de la cisterna del inodoro.
Para ello sin embargo no tiene que ser caliente.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de documentos citados por el
solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información
del lector y no forma parte del documento de patente europea. La
misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin
embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u
omisiones.
\bullet DE 2908679 [0002]
\bullet AT 397114 [0003]
\bullet DE 19606577 [0004]
\bullet DE 4337744 [0005]
\bullet EP 174554 A [0006]
Claims (9)
1. Instalación para la reutilización de agua
usada, con un tanque de agua usada (1), hacia el cual es conducido
el agua usada y del que es tomada este agua, un dispositivo de
circulación para generar un flujo circulante en el tanque de agua
usada (1), al menos un intercambiador de calor (7, 9, 11, 12, 17)
expuesto a este agua usada, y presentando para el agua usada una
superficie de intercambio (8, 10) plana, sin despullas y no
perturbando el flujo circulante en el tanque de agua usada (1),
caracterizada por el hecho de que al menos un intercambiador
de calor (7, 17) está dispuesto directamente encima del dispositivo
de circulación, de tal manera que el agua puesta en movimiento
corre a lo largo de las dos superficies laterales opuestas (8) del
intercambiador de calor (7, 17).
2. Instalación según la reivindicación 1, en la
que al menos un intercambiador de calor (7, 17) está dispuesto en
el tanque de agua usada (1), preferiblemente de manera central y
simétrica.
3. Instalación según una de las reivindicaciones
anteriores, en la que al menos un intercambiador de calor adicional
(9, 11, 12) está dispuesto en la pared (2) del tanque de agua usada
(1).
4. Instalación según una de las reivindicaciones
anteriores, en la que al menos el lado interior de una pared
exterior del tanque de agua usada (1) forma una superficie de
intercambio de al menos un intercambiador de calor adicional
(12).
5. Instalación según una de las reivindicaciones
anteriores, en la que el lado exterior de al menos una pared
exterior (2) del tanque de agua usada (1) forma una superficie de
intercambio de al menos un intercambiador de calor adicional
(12).
6. Instalación según una de las
reivindicaciones anteriores, en la que fluye aire alrededor del
lado de salida de al menos un intercambiador de calor (11, 12).
7. Instalación según una de las
reivindicaciones anteriores, en la que fluye agua a través del lado
de salida de al menos un intercambiador de calor (7, 9, 17).
8. Instalación según una de las
reivindicaciones anteriores, en la que las paredes (2), el fondo
(3) y la parte superior del tanque de agua usada (1) están
aislados.
9. Instalación según una de las
reivindicaciones anteriores, en la que el dispositivo de
circulación está formado por un dispositivo de ventilación.
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