La presente invención pertenece al campo de la climatización y el acondicionamiento de agua, y más concretamente a intercambiadores de calor para el calentamiento de agua en piscinas, spas o similares.

El objeto de la presente invención es un intercambiador de calor para calentar agua, en especial para instalaciones tales como piscinas, spas o similares.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad son ampliamente conocidos los intercambiadores de calor eléctricos, bombas de calor o calentadores, destinados a calentar el agua de piscinas, jacuzzis, spas, etc., permitiendo alcanzar y mantener el agua a una temperatura determinada, previamente seleccionada.

Generalmente, el modo de trabajar de dichos intercambiadores de calor se basa en el calentamiento del agua mediante la activación y/o desactivación de unas resistencias eléctricas presentes en el interior del intercambiador. Tradicionalmente, dicha activación/desactivación de resistencias se viene realizando mediante unos "contactores" o relés, los cuales constituyen unos dispositivos electro-mecánicos encargados de permitir el paso, o no, de electricidad a las resistencias, calentándose éstas y en consecuencia calentando el agua que circula a través del intercambiador. Así, se ha detectado que dichos contactores o relés que activan y desactivan las resistencias eléctricas presentan varios inconvenientes, entre los que destacan: - Los contactores presentan un tamaño considerable, lo que supone un sobredimensionamiento de todo el conjunto intercambiador, y por tanto un incremento de los costes de fabricación, montaje e instalación.

- Presentan fallos en su funcionamiento, y su vida útil de trabajo es claramente optimizable, además de ser influidos por el polvo, la humedad del ambiente y entornos corrosivos, donde debido a que dichos contactores poseen partes móviles, se producen a menudo averías y fallos que requieren de la intervención de personal cualificado para la reparación, sustitución y/o mantenimiento de piezas, elevando considerablemente los costes.

- Al ser dispositivos electro-mecánicos, producen ruidos continuos con cada activación/desactivación de las resistencias, resultando dichos ruidos molestos para los usuarios, sobre todo teniendo en cuenta que en instalaciones como spas, jacuzzis y piscinas de relajación lo que se busca es el confort, silencio y comodidad de las personas.

Además, cabe señalar que los actuales sistemas de calentamiento de agua que incorporan intercambiadores de calor adolecen asimismo de al menos uno de los siguientes inconvenientes:

- Presentan una baja protección y seguridad, ya que disponen de varios componentes instalados de forma externa al intercambiador, tales como el flujostato, quedando éste totalmente desprotegido.

- La instalación presenta multitud de cables sueltos y conexiones con el intercambiador de calor, aumentando la probabilidad de fallos y averías.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Mediante la presente invención se solucionan los inconvenientes anteriormente citados proporcionando un intercambiador de calor para calentar agua, en especial de piscinas, spas o similares, que permite alcanzar con precisión la temperatura deseada, siendo en todo momento dicho intercambiador consciente de la temperatura real del agua y reaccionando al instante gracias a una electrónica de control que permite una mayor eficiencia y precisión que los actuales sistemas electro-mecánicos basados en contactores o relés.

Más en particular, el intercambiador de calor aquí descrito comprende un conducto principal hueco que dispone de al menos una vía de entrada y una vía de salida para la circulación de agua; unas resistencias eléctricas de inmersión para el calentamiento de agua, dispuestas en el interior de dicho conducto principal; y unos medios de conexión/desconexión de dichas resistencias eléctricas que permiten, o impiden, el paso de corriente eléctrica hacia las resistencias eléctricas, de tal modo que en estado de conexión, dichas resistencias eléctricas se calientan, produciendo en consecuencia el calentamiento del agua que circula a través del conducto principal. Así, el intercambiador de calor objeto de invención se caracteriza por que dichos medios de conexión/desconexión de las resistencias eléctricas comprenden al menos un dispositivo semiconductor TRIAC.

Estos dispositivos TRIAC permiten obtener importantes ventajas con respecto de los actuales contactores o relés, como son: pequeño tamaño, alta Habilidad, larga vida útil de trabajo, ausencia de ruidos y no existencia de partes móviles.

Además, se ha previsto que dicho al menos un dispositivo TRIAC se encuentre instalado sobre un soporte metálico, preferentemente de aluminio, acoplado a su vez exteriormente al conducto principal hueco. De esta manera se logran dos objetivos simultáneos: por un lado se consigue disipar el calor generado por los TRIACs durante su funcionamiento, evitando así su sobrecalentamiento y posible destrucción; y por otro lado se aprovecha dicho calor generado por los TRIACs para transferirlo al conducto principal hueco, y éste a su vez al agua que circula por su interior y que se desea calentar, obteniendo así una mayor eficiencia energética. De esta manera se consigue un óptimo intercambio térmico entre ambos elementos, conducto principal y soporte metálico.

Por otro lado, se ha previsto que el intercambiador de calor de la invención comprenda adicionalmente un flujostato, acoplado al propio conducto principal, estando ambos, flujostato y conducto principal ubicados dentro de una misma carcasa exterior común. Esto favorece una mayor protección y seguridad del flujostato, sin cables de conexión externos, aportando así robustez al conjunto.

Asimismo, cabe indicar que el intercambiador de calor objeto de invención incorpora electrónica de control de alta precisión, que permite conocer en todo momento en qué estado de funcionamiento se encuentran los TRIACs (circuito cerrado ON, o circuito abierto OFF), de manera que se evitan posibles fallos o situaciones en las que no es necesario calentar agua, pero por un defecto o rotura del TRIAC en circuito cerrado, éste sigue suministrando corriente eléctrica a las resistencias.

Además, dicha electrónica de control permite conectar y desconectar las resistencias eléctricas (elementos calefactores) de forma individual dependiendo de las necesidades reales de calentamiento de agua en cada instante. Así, cuando se necesite calentar el agua rápidamente, el intercambiador de calor se conectará a plena potencia, esto es, con todas sus resistencias eléctricas conectadas; mientras que una vez se haya alcanzado la temperatura de consigna deseada, dicha electrónica de control gestionará la activación de las mismas, para desconectar alguna de ellas en caso de no ser necesario su aporte calorífico.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva frontal del intercambiador de calor objeto de invención.

Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva trasera del intercambiador de calor.

Figura 3.- Muestra una vista explosionada de los elementos componentes existentes en el interior del intercambiador de calor.

Figura 4.- Muestra una vista detallada donde se aprecian tres dispositivos semiconductores TRIACs acoplados a través de un soporte metálico al conducto principal, por cuyo interior circula el agua a calentar.

Figura 5.- Muestra un diagrama eléctrico del intercambiador de calor.

Figura 6.- Muestra una vista lateral donde se aprecia la capacidad de giro del intercambiador en un ángulo de ± 20°.

Figura 7.- Muestra una vista esquemática de una instalación de calentamiento de agua que incorpora el intercambiador de calor de la invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Se describe a continuación un ejemplo de realización preferente haciendo mención a las figuras arriba citadas, sin que ello limite o reduzca el ámbito de protección de la presente invención.

En las figuras 1 a 3 se puede apreciar el intercambiador de calor (1 ) de la invención, el cual comprende:

- un conducto principal (10) hueco de acero inoxidable 316L, mostrado en la figura 3, de configuración cilindrica y alargada, que dispone de al menos una vía de entrada (11 ) y una vía de salida (12) para la circulación de agua;

- unas resistencias eléctricas (20) dispuestas en el interior del conducto principal (10);

- unos medios de conexión/desconexión (30) de dichas resistencias eléctricas (20), constituidos en la presente realización por tres dispositivos semiconductores TRIAC (31), mostrados en las figuras 3 y 4, permitiendo, o impidiendo, dichos TRIACs (31 ) el paso de corriente eléctrica a las resistencias eléctricas (20), de manera que en estado de conexión, circuito cerrado, dichas resistencias eléctricas (20) se calientan, produciendo el calentamiento del agua que circula a través del conducto principal (10). En la figura 3 se muestra además que el intercambiador de calor (1 ) comprende además:

- un flujostato (40) acoplado al conducto principal (10), estando ambos, flujostato (40) y conducto principal (10) ubicados dentro de una misma carcasa exterior (2), ésta última mostrada en las figuras 1 y 2, y

- al menos un primer sensor de temperatura (13) ubicado en las proximidades de la vía de entrada (1 1) del conducto principal (10), y al menos un segundo sensor de temperatura (14) ubicado en las proximidades de la vía de salida (12), permitiendo dichos sensores (13, 14) tomar la temperatura del agua a la entrada y la salida respectivamente del conducto principal (10). Más concretamente, en las figuras 3 y 4 se puede observar que los dispositivos TRIAC (31 ) se encuentran instalados sobre un soporte metálico (32), en este ejemplo de aluminio, acoplado a su vez a la superficie exterior del conducto principal (10), favoreciendo así la disipación del calor generado por los TRIACs (31 ) a la vez que se transfiere dicho calor al conducto principal

(10), con lo que se consigue una mayor eficiencia energética. Además, tal y como se observa en la figura 4 el soporte metálico (32) presenta en su superficie inferior una curvatura (C), en correspondencia con la superficie exterior del conducto principal (10), lo cual permite maximizar aún más si cabe la transferencia de calor entre el soporte metálico (32) y el conducto principal

(10).

Además, tal y como muestra el esquema eléctrico de la figura 5, el intercambiador de calor (1 ) comprende una tarjeta lógica (T1 ) configurada para recibir señales de entrada procedentes del flujostato (40) y los sensores de temperatura (13, 14), y adaptada para controlar una interfaz de usuario (IU); y una tarjeta de potencia (T2) configurada para conectar o desconectar los dispositivos TRIAC (31 ) en función de las señales de entrada recibidas desde la tarjeta lógica (T1 ).

En la figura 1 se puede apreciar que dicha interfaz de usuario (IU) comprende una pantalla (50) y unas zonas táctiles (60) para la selección de la temperatura del agua deseada en la piscina, spa o similar. En la presente realización se trata de una pantalla (50) OLED que permite mostrar la siguiente información:

- estado del intercambiador de calor (1 ), ON/OFF,

- temperatura del agua a la entrada y a la salida, tomadas por los respectivos sensores de temperatura (13, 14),

- temperatura del agua deseada, seleccionada por el usuario,

- unidad de medida de las temperaturas, Celsius (°C) o Fahrenheit (°F), - existencia, o no, de flujo de agua a través del intercambiador de calor

(1 ),

- nivel de potencia con que está trabajando el intercambiador de calor

(1 ).

Asimismo, se ha previsto que la pantalla (40) muestre también información adicional mediante "parpadeos", de manera que si el icono de la pantalla que muestra si existe flujo de agua empieza a parpadear, significa que el caudal de agua que recibe el intercambiador de calor (1 ) está justo en el límite y debe aumentarse.

Por su parte, en la presente realización se han previsto cuatro zonas táctiles (60) constituidas por sensores capacitivos que permiten al usuario seleccionar de forma sencilla, rápida e intuitiva distintos parámetros:

- una zona táctil de encendido y apagado del intercambiador (1),

- una zona táctil para elegir la escala de temperaturas, (°C) o (°F), y

- dos zonas táctiles para incrementar o reducir la temperatura de consigna del agua deseada.

Tal y como representan las figuras 1 y 2, el intercambiador de calor (1) está provisto de unos medios de sujeción (70) que permiten la fijación del mismo tanto en superficies horizontales como en superficies verticales, comprendiendo en la presente realización unas grapas de sujeción. Además, el intercambiador de calor (1) comprende unos medios de giro (80) regulables que permiten la instalación del mismo con cierto ángulo, en la presente realización en un ángulo de inclinación de ±20° con respecto a su eje vertical imaginario, tal y como representa la figura 6, permitiendo así al usuario una óptima visualización de la pantalla (50) desde distintos ángulos. Cabe indicar, que un mayor grado de inclinación podría afectar al correcto funcionamiento de los componentes internos del intercambiador de calor (1 ). Dichos medios de giro (80) regulables comprenden en el presente ejemplo unas tuercas partidas, unos racores y unas juntas de estanqueidad.

Por otra parte, en la figura 7, se puede apreciar la vista esquemática de una instalación (100) de calentamiento de agua, que incorpora el intercambiador de calor (1) de la presente invención. Dicha instalación (100) comprende:

- al menos un conducto de entrada (11 1) del agua a calentar, procedente de una piscina (1 10), spa o similar, y al menos un conducto de salida (1 12) de agua ya calentada para su retorno de vuelta hacia la piscina (1 10),

- una bomba (120) de succión y filtración que comunica con el conducto de entrada (11 1) de agua,

- un filtro (130) ubicado entre la bomba (120) y el intercambiador de calor (1), para la filtración y limpieza del agua, y

- un dispositivo dosificador (140) de líquido desinfectante, vinculado por un lado al intercambiador de calor (1) y por otro lado al conducto de salida (1 12) de agua.

Además, en dicha figura 7 se observa que la instalación (100) comprende válvulas de by-pass (150) y válvulas antirretorno (160) para un óptimo control y seguridad de del flujo de agua a través del intercambiador de calor (1).

Cabe listar por último algunas de las principales ventajas conseguidas mediante el intercambiador de calor objeto de invención:

- Eliminación de sistemas electro-mecánicos (contactores o relés) para la activación de resistencias eléctricas.

- Disipación del calor generado por los TRIACs.

- Conocimiento en todo momento del estado de funcionamiento de los TRIAC (circuito cerrado/circuito abierto). - Configuración lineal que permite una gran facilidad de instalación.

- Robustez y protección, sin cables "al aire", presentando un diseño "a//- in" que incorpora todos sus componentes dentro de una misma carcasa exterior, incluyendo el flujostato.

- Interfaz de usuario clara y sencilla con mayor aportación de información útil para el usuario.

- Conexionado eléctrico sencillo y rápido.