Método para controlar una bomba de caudal variable montada en un sistema de calefacción.

Método para con trolar una bomba (2) de caudal varlabte montada en un sistema (1, 11 ) de calefaccíón que comprende: • un intercambiador

(3) de calor conectado a dos circuitos (4 , 14) Y (5) de fluidos, y en el que un primer fluido procedente de un circuito (4 , 14) primario trans ite energla catorlfica a un segundo fluido procedente de un circuito (5) secundario, Haciendo posible dicha bomba (2) de caudal variable variar la velocidad de flujo del primer fluido dentro del lntercambiador (3) de calor;

• un bucle (6) de retorno en el circuito (4, 14) primario que permite que el primer fIuido que llega a la entrada (7) del intercamblador (3) del calor se mezcle con una parte del primer fluido proceden te de la salida (8) del Intercambiador (3);

• un primer sensor Sl de temperatura previsto en la salida (16) del intercambiador (3) de calor y que mide una primera temperatura T1 del segundo fluido procedente del circuito (5) secundario;

• un segundo sensor S3 de temperatura dispuesto en la salida (8) del Intercambiador (3) de calor y Que mide una segunda temperatura T3 del primer ruido procedente de un circuito (4 , 14) primario;

• una unidad (9) de control conectada eléctricamente a dichos sensores S1, S3 de tempera tura primero y segundo, generando dichos sensores 5.1, S3 señales electricas como funciones de las lemperaturas TI y T3 Y constituyendo senales de entrada eléctricas de la unidad (9) de control pudiendo dicha unidad (9) de control generar en la salida una instrucclón para controlar la bomba (2) de caudal variable:

caracterizado porque la instrucción I, hará conlrolar la bomba (2) de caudal variable se genera comparando cada temperatura T1 y T3 primera y segunda respectivamente con respecto a llt1 valor Tu, 1 y Tm3 umbral de función primero y segundo, y porque:

• cuando dichas temperaturas TI y T3 primera y segunda están simultaneamente por debajo de los valores Tlo 1 Y T'h3 umbral primero y segundo respectivamente, ta tensión Nominal de la senal de Instrucción de control aumenta para elevar el caudal de la bomba (2) , y;

* cuando las lemperaturas T 1 y T3 primera y segunda son slmu l t ~ n eame nl e mayores que los valores TIh 1 Y T",3 umbral primero y segundo respectlvamente. la tensión nominal de la señal de instrucción de control disminuye para reducir el caudal del bomba (2).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11306397.

Solicitante: ALFA LAVAL CORPORATE AB.

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: PO Box 73 221 00 Lund SUECIA.

Inventor/es: PERRIN,MATTHIEU, THOMAZIC,STÉPHANE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > SISTEMAS DE CALEFACCION DOMESTICA O PARA OTROS LUGARES,... > Detalles (de calentadores de aire o de agua F24H... > F24D19/10 (Dispositivos o montaje de dispositivos de control o de seguridad (válvulas de control F16K; siendo controlado solamente el calor F24H 9/20))

PDF original: ES-2459121_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método para controlar una bomba de caudal varitlble montada en un sistema de calefncdon Campo técnico La Invención se refiere al campo de sistemas de calefacción usados en particular para producir agua caliente domestica o c (llefacción para un edificio, un bloque de ap (lrtamentos o una pluralidad de unidades de vivienda construidas en prolCimidad cercana unas de otras.

La invención tiene como objetivo mas especificamente un método para controlar una bomba de calldal variablo montada en un circuito primario en el que fluye un primer fluido que permila que un segundo fluido en un circuito secundario se caliente a través de un intercambiador de calor. Por tanto, el circuito primario comprende una fuenle de calor para sumInistrarle al primer fluido calorias que se trClnsmiten al segundo fluido por medio del intercambiador

de calor.

Tócnica Clntorior

En general se conocen sistemas de calefacción en los que las bombas de caudal variable se controlan mediante una unidad de control como una función de la temperatura de la segunda salida de fluido del intercambiador de calor. El documento DE 20316026 U se considera ta técnica anterior mas cercana V da a conocer un métOdo para controlar una bomba de caudal variable montada en un sistema de calefacción según el preambuto segun la reivindicación 1.

Cuando esta temperatura es baja, la unidad de control genera entonces una Instrucción a la bomba para aumenlar 25 su caudal. permitiendo de ese modo un aumento en la transferencia de calorlas entre el primer nuldo V el segundo nuido dentro del lntercmnbi (ldor de calor.

Sin embargo, dicho melodo para controlar la bomba de caudal variable puede generar un efecto de golpe de ariele, concretamente que la bomba se active y luego se detenga repetidamente, generando un allo consumo de energla y 30 un posible deterioro prematuro de lo;¡ bombOi,

Igualmente. un método de este tipo genera perdidas do onorgla significalivas en el circuito primario ya que la temperatura del primer fluido que fluye en el circuito primario tiene que aumentarse constantemente para cumplir con una demanda de energi<:t instant¡!lI1ea en el intercambiador de calor.

Por tanto, el propósito de la invención es ajustar et control de la bomb<l de caudal variable teniendo en cuenta la temperatura tanto del primer como del segundo nuido en las respectivas salidas del intercambiador de calor.

Otro objetivo es reducir las pérdidas de energla generadas por el circuilo primario.

Otro objetivo es reducir las obstrucciones del ¡nlercambiador.

Por ultimo, otro objetivo es hacer que el caudal de bomba máximo sea autorregul<lble sea cual sea el uso real det sistema de calefacción.

Descripción de la invención Por tanlo, ta invención se refiere a un método para controlar una bomba de c., udal variable montada en un sislema de calefClcción que comprende:

• un intercambiador de calor conectado a dos circuilos de fluidos. V en el que un primer fluido procedente de lJI' circuito primario Iransmite energla estorllice a un segundo nuido procedente de un circuito secundarlo, haciendo posible dicha bomba de caudal variable variar la velocidad de flujo del primer fluido dentro del Intercambiador de calor;

·lJI' bucle de relamo en el circuito primario que permite que el primer fluido que llega a la entrada del intercambia dar de calor se mezcle con una parte del primer fluido procedente de la salida del intercambiador;

· un primer sensor S1 de temperatura previsto en la salida del intercambiador de calor y que mide una temperalurn 60 T1 del segundo fluido procedente del circuito secundario:

• un segundo sensor S3 de temperatura previsto en la salida del intercamblador de C (llor V que mide una temperatura T3 del primer fluido procedente del circuito primario;

• un (l unidad de control conectada eléctricamente a dichos sensores S 1, S3 de temperCltura primero V segundo, generando dichos sensores señales eléctricas como una función de las temperaturas T1 y T3 Y constituyendo • E11 306397

(;::;~~.• ~ta lit. Mora Est:fWó1Azo14 , 'ete Jurado de Inglé.

Igoh ('rttl Menchu, 2 p.4 ¡6_A

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sei'lales eh~ctrlc.'s de entrada de unidad de control. pudiendo dicha unidad de control generar en la salida una Instrucción para controlar la bomba de cauo (ll variable:

caracterizado porque la instrucción de control de bomba de caudal variable se genera compara n do cada 5 temperatura T1 y T3 relJPectivamenle con respecto a un villar T" 1 Y T ", 3 umbral, y porque:

-cuando dichas temperaturas T1 y T3 están simultáneamente por debajo de los valores T 11\1 Y T1t13 umbral respectivamente, la tensión nominal de la sei\al de instrucción de control aumenta pi'lrtl elevar el caudal de bomba, y;

• cuando las temperaturas T1 y T3 están simultáneamente por encima de los vellores T~, 1 y T., 3 umbral respectivamente, la lensión nominal de la señal de Instrucción de control disminuye para reducir el caudal de bomba.

En alfas palabras. las lemperaturas T1 y T3 de los nuidos primero y segundo se miden en las sa lidos del

intorcambiador de calor, y los sensores Sl y S3 de temperatura lransmilen una señal eléctrica a la unidad de conlrol. Estas temperaturas T1 y T3 so comparan entonces con un valor umbral, T Ih1 Y T ., , 3, de manera que se genera la Instrucción de control de bomba.

Cuando hay una demanda de energla calorífica tanto en et circuito primario como en el circuito secundarlo. y por

tanto cuando las temperaturas T1 y T3 están simultáneamente por debajo de los valores Tth 1 y T 1h3 ulllbral, la tensión nominal de la Inslrtlcción de control de bomba se aumonta entonces elevando de eso modo el caudal de bomba.

A la inversa, si las temperaturas T1 y T3 están simultaneamente por encima de los valores Tm1 y T, n3 umbral. 25 significa que no hay necesidad de Iransmisión de calarlas en el Intercamblador de calor y, por consiguiente. la tensión nominal de la señal de inslrucció" de control de bombn se disminuye para reducir el caudal de bomba.

Ventajosamente, el valor T Ih1 umbr", 1 puede ser una función de las demandas térmicas de un usuario en el circuito secundano.

Expresado de otra manera. el valor umbrl, d de la temperatura T1 del segundo nuido en la salida del interCc'1mbiador de calor se determina como una funciÓn del uso que so hace del segundo fluido. De hecho, esta temperatura de T1h 1 no es la misma si es una cuestión de agua caliente doméstica o agua para calcfacciórl que puede usarso en particular en un sistema de calefacción de baja temperatura lal como calefacción por suelo radiante asimilar.

En la practica. el sistema de calefacción puede comprender un tercer sensor S2 de temperatura previsto en la entrada del intercambiador de calor y Que mide una temperatura T2 del segundo fluido procedente del circuito secundario, y el valor T, h3 umbral es una función de la temperatura T2 del segundo fll, ido Por tanto. la unidad de control genera la instrucción de control usando la señal proceden1e del tercer sensor 52 de temperatura situado en la entrada del Intercambiador en el circuito secundario AdemÓs. la temperatura T u, 3 umbral se adapta constantemente como una función de la temperatura T2 medida por el sensor 52 de tempemtura.

Según una realización parlicular, el valor umbral puede ser iguat a la stlma do la temperatura T2 y un valor T 1*1 predeterminado como una función del rendimiento de dicho Intercamblador de calor.

En otras palabras, p::lra determinar la temperatura Tm3 umbral, la temperatura T2 instantánea del segundo Ouido se 50 suma a un valor T 1*1 predeterminado que puede variar... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

Método para controlar una bomba (2) de caudal variable montada en un sistema (1, t i) de calefacción que comprende:

-un intercamblador (3) de calor conectado a dos errcullos (4, 14) Y (5) de fluidos, V en el que un primer fluido procedente de un circuito (4, 14) primario transmite energla calorlfico a un segundo fluido procedente da un circuito (5) secundario, haciendo posible dicha bomba (2) de caudal variable variar la velocidad de flujo del primer fluido dentro del lntercamblador (3) de calor;

-un bucle (6) de relorno en el circuito (4, 14) primario que permite que el primer fluido que llega a la entrada

(7) del Inlercambiador (3) de calor se mezcle con una parte del primer fluido procedente de la salida (8) del Intercamblador (3) ;

• un primer sensor S1 de tempcratura previsto en la salida (18) del hllercamblador (3) de calor y que mide una primera temperatura T1 del segundo fluido procedente del circuito (5) secundario;

• un segundo sensor $3 de tomperatura dispuesto en la salida (S) del intercambiador (3) de calor y que mide una segunda temperatura T3 del primer fluido procedenle de un clro.Jlto (4, 14) primario;

• una unidad (9) de control conectada eléctricamente a dichos sensores 81, 83 de temperatura primero y segundo. generando dichos sensores 81, 83 señales eléctricas como funciones de las temperaturas T1 V T3 Y constituyendo sei;;;¡les de IJntrada eléctricas de la unidad (9) de control, pudiendo dicha unidad (9) de control generar en la salida una instrucción p<lra controlm la bomba (2) de caudal variable:

caracterizado porque la instrucción para controlar la bomba (2) de caudal variable se genera comparando cada temperatura T1 y T3 primera y segunda respectivamente con respecto a un valor T", 1 Y T, n3 umbral primero y segundo, y porque:

-cuando dichas temperaturas T1 V T3 primera V segunda estan simultaneamente por debajo de 10l;) valores T'h1 Y Tm3 umbral primero y segundo respectivamente, la tensión nominal de la senal de Inslrucciórl de conlrol aumenta para elevar el caudal de la bombo (2) , y;

• cuando las temperaturas T1 y T3 primera y segunda son simultáneamente mayores que los valores T #11 '1

T~, 3 umbral primero y segundo I'espectivamellte, la tensión nominal de la senal de instrucción de control disminuye para reduerr el c<, udal del bomba (2)

2. Mélodo segun la reivindicación 1, caracterizado porque el primer valor Tu, 1 umbral es una función de las demandas térmicas de un usuClrio en el circuito (5) secundario.

3. Método según la reivindicación 1, c<'raclerizado porque el sistema de calefacción comprende un tercer sensor 52 de temperatura previsto en la entrada (17) tlel Intercamblador (3) de calor Vque mide una tercera temperatura T2 del segundo fluido procedente del clrcullo (5) secundario, y porque el segundo valor Tm3 umbml es una flmción de la tercera temperatura T2 del segundo fluido.

4. Método segun la reivindicación 3, caracterizado porque el segundo valor T 1113 umbral es iguQI a la suma de la tercera temperatura T2 V un valor Tnorl predeterminado que depende del rendimiento de dicho intercambiador (3) de calor.

5. Método según la reivindicación 4, camcterlz<ldo porque dicho valor T poIo1 predeterminado está entre 5°C y 25°C, Vmás especlficamente entre 10DC V 20°C.

6. Método segun la reivindicación 1, caracterizado porque ta tensión nominal de la senal de Instrucción para controlar la bomba (2) varia entre O y 10 voltios.

7. Método segun la reivindicación 1, caracterizado porque la tensión nominal de la señal de Instrucclón para controlar la bomba (2) es una función de la tensión nominal de al menos una de las dos señales procedentes de los sensores $1, S3 de temperatura primero Vsegundo.

8. Método segun la reivindicación 7, caracterizado porque la tensión nomillal de la señal procedente del primer sensor $1 de temperatura se compara con la tensión nominal de la señal procedente del segundo sensor S3 de temperatura y porquo la tensión nominal de la se~al de instrucció¡l para CMtrolar la bOlnba (2) se genera como una función de la menor tensiÓn nominal de las dos señales procedentes de los sensores 51, 83 de temperatura primero y segundO,

9. Método segun la reivindicación 1, CQlClclerizado porque la unidad (9) de control controla una válvula (12) de

tres vias prevista en el CIrcuito (4) primario en la ontrada (7) del intercambiador (3) , pUdiendo dicha válvula (12) de tres vias mezclar el primer Huido que llega a la enlrada (7) dellntercaml>iador (3) de calor con una parte del primer fluido procedente de la salida (8) dellntcrcambiador (3) por medio del bucle (6) de retomo.

10. Método sogun la reivindicación 9, caracterizado porque la tensión nominal de la senal de instrucción pétra controlar la válvula (12) de tres vías es una función de la tensión nominal de la seMI procedente del primer sensor S 1 de temperatura 11 . Método segun la reivindicaCión 10, caracterizado porque el sistema (1) de calefacciÓn comprende un cuarto sensor S4 do temperatura previsto en la entrada (7) del intercambiador (3) de calor y que mide una cuarla temperatura T4 del primer nuidp procedente del circuito (4) primario. y porque la tensión nominal de la sellal de instrucciÓn para control .. r I{I v<'tlvula (12) de tres vlas es una función de la tensión nominElI de la sel'al procedente del cuarto sensor S4 de temperalura_

12. Método segun 1<1 reivindicación 11. caracterizado porque la tensión nominal de la señal procedente del primer sensor 51 de tempera!ura se compar¡¡ con la tensión nominal de la sel"al proceden!e del cuarto sensor S4 de temperatura y porque la tensión nominal de la sel'ial de instrucción para controlar la válvula (12) de tres vias se genera como una runción de la menor tensión nominal de las dos señales procedentes de los sensores S1, S4 de !emperalura primero V cuarto.

13. Método segt'm ta reivindicación 1, caracterizado porque la unidad (9) de control conlrola una válvula (13) de dos vlas prevista en el circuito (14) primario ¡¡guas abajo del bucle (6) de relamo, pudiendo dichEl válvu la (13) de dos vras orientar el primer lIuido procedente de la salida (8) del intercambiador (3) en la dirección de la entrada (7) del inlercambiador (3) de calor por medio del bucle (6) de retorno.

14. Método segt'1/l ta reivindicación 13, caracterizado porque la tensión nominal de la seflal de instrucción para controlar la válvula (13) de dos vlas es una función de la tensión nominal de la señal procedente det primer sensor Sl de temperatura 15, Método segun la reivindicación 14. caracteriza do porque el sistema (11) de calefacción comprende un cuarto sensor 54 de temperatura previsto en la en!rada (7) del intercambiador (3) de calor y que mide una cuarta temperatura T4 del primer nuido procedente del circuito (14) primario. y porque la tensión nominal de la sel"lal de Instrucción para controlar la válvula (13) de dos vias es una runción de la tensión nominal de la señal procedente del cuano sensor 54 de temperatura.

16. MétOdo segun la reivindicación 15, caracterizado porque la tensión nominal de la soñal procedel\te del primer sensor S1 de temperatura se compara con la tensión nominal de la senal procedente del cuarto sensor S4 de temperatura y porque la tensión nominal de la sei'ial de instrucción para controlar IEl v<'tlvula (13) de dos vias se genera como una lunción de la menor !ensiÓn nominal de las dos señ .. les procedentes 40 de los sensores S 1, S4 de temperatura primero y cuarto Yo, Catalina Mmu ESlcvnn, Inlérprctc Jurado de inglés por el Ministerio de Asulltos Extcriores, l:crlili l:o por la Ilt'I.:setlte que lo que antccede es tina traducción fiel y complcté) al espuñol dd documcnto original cn ingles. Madrid, 2 ele , ) !) ri 1 dI.! 20 14

~~~~r¡-; C •• ~IID~ Mora EstevlIl'I

~ IIItérpret. Jurado de Inglé. e, Rigobcrtll Menchú. 2 pA tORA P'1rh. t Mili nn.rO) Tlf. ., 3"; 1f" 0'77