CALENTADOR DE FLUJO DE AGUA.

Calentador de flujo de agua para calentar agua, que comprende:

un canal (13),

un primer elemento (20) calentador eléctrico para calentar agua en una primera sección (21) de calentamiento del canal (13),

un segundo elemento (30) calentador eléctrico para calentar agua en una segunda sección (31) de calentamiento del canal (13) con una potencia de salida de calor controlada,

medios (40, 50) de medición para medir la temperatura del agua en el canal (13) en al menos una posición (41, 51) de medición aguas abajo de al menos una de dichas secciones de calentamiento del canal (13),

medios (64) de señal para hacer que se reciba una señal de flujo de agua según un flujo de agua a través del canal (13), y

un control (22, 32, 80) acoplado a dichos medios (40, 50) de medición y a al menos el segundo elemento (30) calentador para controlar la potencia de la salida de calor desde el segundo elemento (30) calentador según una temperatura detectada por dichos medios (40, 50) de medición,

en el que dichos elementos (20, 30) calentadores están conectados a dichos medios (64) de señal para activar dichos elementos (20, 30) calentadores en respuesta a una señal de flujo de agua, y

en el que el primer elemento (20) calentador está conectado para suministrar una potencia fija, sustancialmente constante,

caracterizado por una bomba (60) para generar un flujo de agua que tiene un caudal fijo a través de dicho canal (13) que en funcionamiento preferiblemente se desvía no más del 20%, y un elemento (63) de control para activar la bomba (60), mientras que los medios de señal están construidos como una conexión (64) a dicho elemento (63) de control para hacer que la señal de flujo de agua se reciba a través del mismo conjuntamente con un disparo activo de la bomba (60)

Calentador de flujo de agua.

La invención se refiere a un calentador de flujo de agua según se define en el preámbulo de la reivindicación 1.

Este tipo de calentador de flujo de agua se conoce de la solicitud de patente alemana DE 2 837 934. Este calentador de flujo de agua está diseñado para calentar agua que fluye a través del trayecto de calentamiento del calentador de flujo de agua. Un primer elemento calentador tiene una potencia mayor que un segundo elemento calentador y está situado aguas arriba de dicho segundo elemento calentador. Aguas abajo del segundo elemento calentador hay un tercer elemento calentador. El segundo elemento calentador, a su vez, tiene una mayor potencia que el tercer elemento calentador. Se colocan sensores de temperatura aguas abajo del segundo elemento calentador y del tercer elemento calentador para examinar la temperatura del agua calentada por los elementos calentadores.

El primer elemento calentador se enciende en respuesta al flujo a través del canal de una determinada cantidad mínima de agua y no se controla. El segundo elemento calentador se controla con una frecuencia de 10 min^-1 dependiendo de la temperatura del agua detectada por el sensor de temperatura directamente aguas abajo de dicho segundo elemento calentador en el canal. El tercer elemento calentador se controla con una frecuencia de 100 min^-1 dependiendo de la temperatura del agua detectada por el sensor de temperatura directamente aguas abajo de dicho tercer elemento calentador en el canal.

Puesto que los elementos calentadores se controlan con una frecuencia menor en proporción a medida que la potencia aumenta, y puesto que el elemento calentador con la potencia más alta se controla independientemente de la temperatura, se consigue una limitación de la interferencia con la red eléctrica pública. Tales interferencias son desagradables en particular porque provocan variaciones en la potencia luminosa de las bombillas, cuyas fluctuaciones son visibles para el ojo humano incluso con fluctuaciones de tensión muy pequeñas y se perciben como desagradables.

La solicitud de patente alemana 34 26 046 y la patente europea 0 630 463 también dan a conocer calentadores de flujo de agua para calentar agua con varias zonas de calentamiento sucesivas, en los que exclusivamente una parte de las zonas de calentamiento se controla dependiendo de la temperatura del agua suministrada por el calentador de flujo de agua, mientras que la otra parte de las zonas de calentamiento se activa exclusivamente en reacción a la detección de un determinado flujo de agua mínimo.

Una desventaja de este calentador de flujo de agua conocido es que la temperatura del agua a menudo no se acerca a las expectativas del usuario en el caso de un caudal bajo y apenas puede predecirse. La temperatura del agua se vuelve o bien demasiado alta, porque se suministra demasiada potencia para el caudal de agua, o bien demasiado baja, porque el caudal de agua se encuentra por debajo del límite inferior por debajo del cual la primera zona de calentamiento se apaga. Este problema se vuelve mayor en proporción cuando la primera zona de calentamiento tiene una potencia relativamente mayor, y el intervalo de control relativo del calentador de flujo de agua es menor. Una potencia alta de la zona de calentamiento no controlada en proporción a la potencia total es ventajosa, sin embargo, debido a que en ese caso sólo va a controlarse una potencia relativamente pequeña. Se sugiere en la solicitud de patente alemana 34 26 046 encender y apagar determinadas zonas de calentamiento dependiendo del caudal de agua, pero esto complica la construcción y aumenta el número de operaciones de encendido/apagado, tal como el control dependiente de la temperatura, con el resultado de que se producen fluctuaciones de tensión en la red eléctrica pública.

La invención tiene como objeto proporcionar una solución sencilla que haga posible implementar un control de este tipo con un coste bajo en, por ejemplo, pequeños electrodomésticos tales como cafeteras. Según la invención, este objeto se consigue porque se construye un calentador de flujo de agua según la reivindicación 1.

El uso de una bomba para generar el flujo de agua a través del canal y la activación de los elementos calentadores conjuntamente con la activación de la bomba consigue de manera sencilla que, si hay un flujo de agua a través del canal, el caudal de agua tendrá al menos un determinado valor y siempre se encontrará dentro de un ancho de banda predeterminado, relativamente estrecho, al menos tras una fase de inicio. Esto hace posible el uso de un elemento calentador no controlado, relativamente grande sin las consecuencias no deseadas de que se presente una temperatura del agua en ocasiones inesperadamente alta o baja.

La necesidad de detectores complicados y vulnerables para determinar el caudal de agua y de elementos calentadores independientes que se controlan dependiendo del caudal de agua, por tanto, también se evita.

Se describen realizaciones particularmente ventajosas de la invención en las reivindicaciones dependientes.

Se explicarán a continuación aspectos, efectos y ventajas adicionales de la invención en referencia a una realización de la invención, en la que se hace referencia al dibujo.

La figura 1 en el mismo muestra esquemáticamente un calentador de flujo de agua según la invención, y

la figura 2 muestra esquemáticamente una cafetera según la invención.

El calentador de flujo de agua en el ejemplo mostrado en el dibujo tiene un tubo 10 con una entrada 11 y una salida 12, tubo 10 a través del cual se extiende un canal 13. La entrada 11 está conectada a una bomba 60 que puede bombear agua, alojada por la bomba 60 a través de un suministro 61 de agua, al tubo 10. La bomba está diseñada preferiblemente para bombear agua con un caudal fijo, predeterminado que en funcionamiento preferiblemente se desvía no más del 20%, y preferiblemente menos del 5 al 10%, de un valor nominal predeterminado. El control de la bomba 60 con un caudal fijo durante un determinado tiempo hace posible bombear un determinado volumen de líquido. El agua bombeada por la bomba 60 al tubo 10 fluye entonces a través del tubo 10 en una dirección indicada con una flecha A y abandona el tubo 10 a través de la salida 12. El calentador de flujo de agua está dotado de un primer elemento 20 calentador, que rodea una primera sección 21 de calentamiento del tubo 10, para calentar el agua en el tubo 10, estando diseñada dicha sección para calentar el agua que fluye a través del tubo 10 en una primera etapa de calentamiento. El primer elemento 20 calentador está construido preferiblemente como una resistencia eléctrica de tipo película. El primer elemento 20 calentador forma parte de un circuito con un suministro 22 eléctrico. El primer elemento 20 calentador y el suministro 22 están construidos de modo que el primer elemento 20 calentador puede funcionar exclusivamente con una salida de calor sustancialmente fija. Esto no quiere decir que la potencia disipada por el primer elemento 20 calentador no pueda depender ligeramente de su temperatura de funcionamiento promedio. Sin embargo, no puede controlarse.

Aguas abajo de la primera sección 21 de calentamiento hay un primer sensor 40 de temperatura que puede medir la temperatura del agua que fluye a través del tubo 10 en una posición 41 de medición. Un segundo elemento 30 calentador diseñado para calentar agua que fluye a través del tubo 10 en una segunda sección 31 de calentamiento está situada aguas abajo de la primera sección 21 de calentamiento y del sensor 40 de temperatura. El suministro al elemento 30 es mediante un suministro 32 eléctrico. El suministro 32 eléctrico está acoplado a una unidad 80 de control y en conjunto con ésta forma un control para el segundo elemento 30 calentador, que está diseñado para adaptar la salida de calor del elemento calentador entre una potencia de reserva mínima hasta la potencia completa en hasta 32 etapas. Cada etapa de control representa preferiblemente en este caso un aumento o descenso de temperatura del agua que sale del tubo 10 de aproximadamente 2ºC. El segundo elemento 30 calentador también está construido preferiblemente como una resistencia eléctrica de tipo película. Aguas abajo del segundo elemento 30 calentador, cerca de la salida 12, hay un sensor 50 de temperatura que adopta la temperatura del agua que fluye a través del tubo 10 en el área de una segunda posición 51 de medición aguas abajo del segundo elemento 30 calentador y que suministra una señal que representa la temperatura del...

1. Calentador de flujo de agua para calentar agua, que comprende:

un canal (13),

un primer elemento (20) calentador eléctrico para calentar agua en una primera sección (21) de calentamiento del canal (13),

un segundo elemento (30) calentador eléctrico para calentar agua en una segunda sección (31) de calentamiento del canal (13) con una potencia de salida de calor controlada,

medios (40, 50) de medición para medir la temperatura del agua en el canal (13) en al menos una posición (41, 51) de medición aguas abajo de al menos una de dichas secciones de calentamiento del canal (13),

medios (64) de señal para hacer que se reciba una señal de flujo de agua según un flujo de agua a través del canal (13), y

un control (22, 32, 80) acoplado a dichos medios (40, 50) de medición y a al menos el segundo elemento (30) calentador para controlar la potencia de la salida de calor desde el segundo elemento (30) calentador según una temperatura detectada por dichos medios (40, 50) de medición,

en el que dichos elementos (20, 30) calentadores están conectados a dichos medios (64) de señal para activar dichos elementos (20, 30) calentadores en respuesta a una señal de flujo de agua, y

en el que el primer elemento (20) calentador está conectado para suministrar una potencia fija, sustancialmente constante,

caracterizado por una bomba (60) para generar un flujo de agua que tiene un caudal fijo a través de dicho canal (13) que en funcionamiento preferiblemente se desvía no más del 20%, y un elemento (63) de control para activar la bomba (60), mientras que los medios de señal están construidos como una conexión (64) a dicho elemento (63) de control para hacer que la señal de flujo de agua se reciba a través del mismo conjuntamente con un disparo activo de la bomba (60).

2. Calentador de flujo de agua según la reivindicación 1, en el que dichos medios comprenden al menos un sensor (40) de temperatura cuya posición de medición (41) está situada aguas abajo de al menos una parte de dicha primera sección (21) de calentamiento y aguas arriba de al menos una parte de dicha segunda sección (31) de calentamiento.

3. Calentador de flujo de agua según la reivindicación 2, en el que dichos medios de medición comprenden un segundo sensor (50) de temperatura que está situado para medir la temperatura del agua en el canal (13) en una posición (51) de medición aguas abajo de dicha segunda sección (31) de calentamiento del canal (13).

4. Calentador de flujo de agua según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el control (22, 32, 80) está diseñado para controlar la salida de calor desde el segundo elemento (30) calentador por etapas.

5. Calentador de flujo de agua según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el control (22, 32, 80) está diseñado para controlar la salida de calor desde el segundo elemento (30) calentador de modo que el agua se calienta hasta una temperatura de 75 a 100ºC.

6. Calentador de flujo de agua según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los elementos (20, 30) calentadores tienen una potencia máxima total, y en el que el primer elemento (20) calentador tiene una potencia que representa al menos dos tercios, y preferiblemente tres cuartos de la potencia máxima total de los elementos (20, 30) calentadores en conjunto.

7. Calentador de flujo de agua según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el control está diseñado para encender en primer lugar al menos un elemento calentador en respuesta a una señal de encendido de un usuario, y para encender la bomba (60) tras un periodo de calentamiento determinado del al menos un elemento calentador.

8. Dispositivo para preparar bebidas calientes en raciones individuales, dotado de un calentador de flujo de agua según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, siendo el dispositivo una cafetera (100).