Sistema de control de flujo.

Un sistema de calefacción / refrigeración y/o un sistema sanitario central que comprende:

- una fuente de suministro común (15), proporcionada para aportar un medio líquido o gaseoso,

- una pluralidad de dispositivos consumidores (7), conectados a la fuente de suministro común a través de unsistema de tuberías por medio del cual se distribuye el medio,

- al menos un sistema de control de flujo asociado con al menos uno de una pluralidad de dispositivosconsumidores y proporcionado para controlar un flujo del medio que pasa a través de una parte de tuberíadel sistema de tuberías, de tal manera que el sistema de control de flujo comprende:

- un sensor (1) de flujo para detectar un flujo real de medio a través de la parte de tubería y suministrarcomo salida una señal eléctrica indicativa del flujo real de medio detectado,

- un controlador (2), en conexión de comunicación con el sensor (1) de flujo y que suministra comosalida una señal de control, y

- un sistema (3, 4) de ajuste de orificio, en conexión de comunicación con el controlador, de tal manera queel sistema de ajuste de orificio comprende una cámara de flujo con un orificio ajustable dentro de la partede tubería, de tal modo que el sistema de ajuste de orificio se proporciona para ajustar el orificio ajustableen respuesta a la señal de control del controlador,

de tal manera que el sensor de flujo se ha dispuesto fuera de la cámara de flujo y tiene un principio de mediciónestática basado en una onda que se propaga en el seno del medio,

caracterizado por que el controlador (2) tiene como entrada un valor que representa un flujo de medio establecido, yen el cual el controlador se ha proporcionado para evaluar la señal eléctrica indicativa del flujo real de mediodetectado, con el valor que representa el flujo de medio establecido, y para suministrar como salida la señal decontrol basándose en dicha evaluación.

Sistema de control de flujo La presente invención se refiere a un sistema de control de flujo para controlar un flujo de un medio que pasa a través de una parte de tubería de un sistema de tuberías a través del cual el medio es distribuido desde una fuente de suministro común a una pluralidad de dispositivos consumidores, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

En edificios residenciales y, en particular, en edificios no residenciales, se conocen diversas aplicaciones que hacen uso de un sistema de tuberías que distribuye un medio desde una fuente de suministro común a un cierto número de dispositivos consumidores repartidos por todo el edificio. Semejante sistema de tuberías puede ser un circuito cerrado, que comprende un cierto número de tuberías de suministro que conectan la fuente de suministro común con cada uno de los dispositivos consumidores, y un cierto número de tuberías de retorno, que conectan cada uno de los dispositivos consumidores de vuelta a la fuente de suministro común. Este es, por ejemplo, el caso en el que los dispositivos consumidores son sistemas intercambiadores de calor. El sistema de tuberías puede también consistir en un circuito abierto, que comprende un cierto número de tuberías de suministro que conectan la fuente de suministro común con cada uno de los dispositivos consumidores únicamente, sin tuberías de retorno que conecten cada uno de los dispositivos consumidores de vuelta a la fuente de suministro común. Este es, por ejemplo, el caso en las aplicaciones sanitarias. Semejante sistema de tuberías puede también ser una combinación de un circuito cerrado y un circuito abierto. Este es, por ejemplo, el caso cuando se aporta agua de calentamiento desde una fuente de suministro común a un cierto número de intercambiadores de calor, los cuales se han proporcionado para calentar las habitaciones o salas de un edificio, así como un cierto número de grifos de agua, que se han proporcionado para aportar agua calentada al consumidor.

El tales sistemas, es conocida la práctica de incluir válvulas de control con un orificio ajustable para controlar el flujo del medio hacia los dispositivos consumidores respectivos. La posición del orificio determina la cantidad de medio que pasa a través del dispositivo consumidor por unidad de tiempo. En las aplicaciones de intercambiador de calor, esto significa que la posición del orificio determina la cantidad de calor aportada desde el intercambiador de calor a la habitación o sala. Sin embargo, la cantidad de medio que pasa a través del dispositivo consumidor no viene solo determinada por la posición del orificio, sino también por la presión a la que el medio se hace pasar a través del dispositivo consumidor, así como otros factores de influencia. Esta presión difiere dependiendo, por ejemplo, de la distancia entre la fuente de suministro común y el dispositivo consumidor. Este es, en particular, el caso en los edificios no residenciales, en los que el sistema de tuberías y los dispositivos consumidores están, en la mayoría de los casos, repartidos por toda una pluralidad de diferentes plantas del edificio. La presión en un dispositivo consumidor específico puede incluso variar a lo largo del tiempo, por ejemplo, como resultado del cierre o la apertura de una válvula existente en una tubería, hacia uno o más dispositivos consumidores diferentes. En las aplicaciones de intercambio de calor, el cierre de semejante válvula puede conducir a un incremento de la presión del medio que fluye hacia uno o más de los otros intercambiadores de calor del circuito, y, por tanto, a un caudal de flujo más alto hacia estos intercambiadores de calor, así como a un incremento de la cantidad de energía / calor aportados por los intercambiadores de calor a la sala respectiva. Esto no es deseable.

El documento WO 2008/039065 A1 divulga un sistema para controlar un sistema de calentamiento o calefacción, de tal manera que dicho sistema controla la potencia del fluido de calefacción que pasa a través de la unidad de ajuste de flujo de fluido, al interior del sistema de calefacción. Un medidor de calor dispuesto en el sistema comprende un microcontrolador que computa la potencia instantánea (energía por unidad de tiempo) que fluye al interior del sistema de calefacción, utilizando las señales procedentes de un medidor de velocidad y de un sensor de temperatura emplazados en la tubería de alimentación. Este sistema resulta muy adecuado para conectarse a la calefacción centralizada o comunitaria, en la que, en la mayoría de los casos, está ya presente un medidor de calor del tipo de contador para facturación. La salida del medidor de calor, representativa de la potencia instantánea del agua que se está suministrando, se proporciona a una unidad de control para controlar la válvula de control que ajusta el flujo del líquido a través de todo el sistema de calefacción sometido a la potencia determinada por el medidor de calor. El sistema de calentamiento puede comprender diversos conductos de calentamiento de suelo o radiadores dispuestos en paralelo, y que pueden tener sus válvulas termostáticas respectivas. El sistema divulgado en el documento WO 2008/039065 A1 tiene la desventaja, cuando, por ejemplo, una de las válvulas termostáticas se abre o se cierra, de que ello conduce a un cambio en la presión del líquido que fluye a los demás radiadores y, por lo tanto, a un cambio en el flujo de potencia aportado a los demás radiadores, un cambio que pasa desapercibido para la unidad de control. El sistema tiene la desventaja añadida de que el lazo o bucle de control de la potencia del fluido de calefacción tiene una constante de tiempos relativamente alta debido a los retardos que son inherentes a las mediciones de la temperatura y al tiempo de computación adicional. Por otra parte, la relación existente entre una temperatura deseada para una sala y la potencia que es necesario suministrar al sistema, lo que constituye la base para el sistema del documento WO 2008/039065 A1, no puede, por lo común, ser determinada fácil y/o inequívocamente.

Se han desarrollado ya diversos sistemas para tratar de proporcionar un control independiente de la presión del flujo de medio a través de un sistema de tuberías.

El documento WO-A-9206422, por ejemplo, se refiere a un sistema para ajustar automáticamente el flujo de medio en un flujo de medio establecido, independiente de las variaciones de presión entre la entrada y la salida del intercambiador de calor. Para este fin, el sistema de control comprende una primera unidad de control de flujo de medio, ajustada en un valor predeterminado, y una segunda unidad de control de flujo de medio, que permite crear una pérdida de presión variable. El sistema de control comprende, de manera adicional, un mecanismo de accionamiento mecánico destinado a compensar automáticamente cada variación detectada de la pérdida de presión entre la entrada y la salida del intercambiador de calor mediante el cierre mayor o menor de la segunda unidad de control de flujo del medio que fluye. La diferencia de presiones entre la entrada y la salida, y, por tanto, el flujo medio establecido, tan solo se ajustan una vez. El sistema de control tiene la desventaja de que tan solo es posible compensar variaciones menores del flujo del medio, lo que limita el alcance de la aplicabilidad del sistema.

Otro tipo de sistema de control para sistemas de tuberías se conoce por el documento US-B-6.435.207. El documento US-B-6.435.207 describe una válvula de control de la regulación del flujo destinada a ajustar y medir flujos volumétricos en el interior de tuberías. La válvula de control de la regulación del flujo comprende un miembro de interrupción o corte dispuesto dentro de una cámara de flujo, a fin de ajustar un estado de flujo deseado, y un sensor dispuesto dentro de la cámara de flujo o adyacente a esta, para detectar un valor representativo de un flujo a través de la cámara de flujo. La válvula de control de la regulación del flujo comprende, de manera adicional, una unidad de evaluación que determina el flujo a partir del valor medido por el sensor y a partir de los valores característicos de la válvula de control de tramo o sección, que están almacenados en un dispositivo de almacenamiento de datos electrónico situado en el sensor. Estos valores característicos son específicos de la válvula. El ajuste del flujo que pasa por una sección o tramo del sistema de tuberías se realiza mediante un ajuste manual del miembro de corte de la válvula de control de la regulación del flujo, hasta que el flujo deseado es presentado visualmente en la unidad de evaluación. Semejante sistema de control tiene la desventaja de que los valores característicos del alojamiento se utilizan para determinar el caudal de... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de calefacción / refrigeración y/o un sistema sanitario central que comprende:

-una fuente de suministro común (15) , proporcionada para aportar un medio líquido o gaseoso,

-una pluralidad de dispositivos consumidores (7) , conectados a la fuente de suministro común a través de un 5 sistema de tuberías por medio del cual se distribuye el medio,

-al menos un sistema de control de flujo asociado con al menos uno de una pluralidad de dispositivos consumidores y proporcionado para controlar un flujo del medio que pasa a través de una parte de tubería del sistema de tuberías, de tal manera que el sistema de control de flujo comprende:

- un sensor (1) de flujo para detectar un flujo real de medio a través de la parte de tubería y suministrar 10 como salida una señal eléctrica indicativa del flujo real de medio detectado,

- un controlador (2) , en conexión de comunicación con el sensor (1) de flujo y que suministra como salida una señal de control, y

-un sistema (3, 4) de ajuste de orificio, en conexión de comunicación con el controlador, de tal manera que el sistema de ajuste de orificio comprende una cámara de flujo con un orificio ajustable dentro de la parte 15 de tubería, de tal modo que el sistema de ajuste de orificio se proporciona para ajustar el orificio ajustable

en respuesta a la señal de control del controlador,

de tal manera que el sensor de flujo se ha dispuesto fuera de la cámara de flujo y tiene un principio de medición estática basado en una onda que se propaga en el seno del medio,

caracterizado por que el controlador (2) tiene como entrada un valor que representa un flujo de medio establecido, y

en el cual el controlador se ha proporcionado para evaluar la señal eléctrica indicativa del flujo real de medio detectado, con el valor que representa el flujo de medio establecido, y para suministrar como salida la señal de control basándose en dicha evaluación.

2. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el sensor de flujo se escoge del grupo consistente en: sensor de flujo por ultrasonidos, sensor

de flujo por turbulencias, sensor de flujo electromagnético.

3. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el sistema (3, 4) de ajuste de orificio tiene una curva característica de igual porcentaje, o isoporcentual.

4. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que el sensor (1) se ha dispuesto en dicha parte de tubería, en una posición por delante del sistema de ajuste de orificio.

5. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que el sensor (1) se ha proporcionado en dicha parte de tubería, en una posición por detrás del sistema de ajuste de orificio, separada por al menos un tramo o sección de moderación para atenuar la turbulencia en el medio provocada por el sistema de ajuste de orificio.

6. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el sistema (3, 4) de ajuste de orificio comprende una válvula de dos vías.

7. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el sistema de ajuste de orificio comprende una válvula de tres vías (4) , situada en una intersección de una tubería de suministro del sistema de tuberías, que se ha proporcionado para suministrar el medio desde la fuente de suministro común hacia al menos uno de los dispositivos consumidores, y una tubería de paso en derivación, que salta en derivación el al menos un dispositivo consumidor.

8. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con la reivindicación 7,

caracterizado por que el sistema comprende adicionalmente un segundo sensor para detectar un segundo flujo real de medio procedente de la válvula de tres vías (4) , hacia el dispositivo de consumidor, y para suministrar como salida una segunda señal eléctrica indicativa del segundo flujo real de medio, de tal manera que el controlador está en conexión de comunicación con el segundo sensor de flujo y se ha proporcionado para evaluar también la segunda señal eléctrica.

9. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que el sistema comprende adicionalmente un segundo sensor para detectar un segundo flujo real de medio a través de la tubería de flujo en derivación, y suministrar como salida una segunda señal eléctrica

indicativa del segundo flujo real de medio, de tal modo que el controlador está en conexión de comunicación con el segundo sensor de flujo y se proporcionado para evaluar también la segunda señal eléctrica.

10. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con la reivindicación 8 o la reivindicación 9, caracterizado por que el primer sensor (1) de flujo se ha proporcionado a lo largo de una tubería de retorno que vuelve a unir el flujo que pasa por la tubería de salto en derivación y el flujo que pasa por el al menos un dispositivo consumidor.

11. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que el sensor de flujo se ha proporcionado entre la válvula de control de tres vías (4) y el dispositivo de consumidor.

12. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el sistema de control de flujo comprende, adicionalmente, un primer sensor (5) de temperatura dispuesto a lo largo del sistema de tuberías, en una posición situada por delante del dispositivo consumido, y dispuesto para medir una temperatura de suministro del medio que entra en el dispositivo consumidor.

13. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el sistema de control de flujo comprende un segundo sensor (6) de temperatura, dispuesto a lo largo del sistema de tuberías, por detrás del dispositivo consumidor, y dispuesto para medir una temperatura de salida del medio que sale del dispositivo consumidor.

14. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el sistema de control de flujo comprende adicionalmente un primer dispositivo de medición de presión, dispuesto a lo largo del sistema de tuberías, en una posición situada por delante del dispositivo consumidor, y dispuesto para medir una primera presión del medio que entra en el dispositivo consumidor.

15. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el sistema de control de flujo comprende un segundo dispositivo de medición de la presión, dispuesto a lo largo del sistema de tuberías, en una posición situada por detrás del dispositivo consumidor, y destinado a medir una segunda presión del medio que sale del dispositivo consumidor.

16. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que dicho sensor (1) de flujo es un dispositivo electrónico que suministra como salida un valor digital indicativo del flujo real de medio.

17. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que dicho sistema de control de flujo comprende adicionalmente un enlace de comunicación hacia una unidad central.

18. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el sistema de control de flujo se ha proporcionado para calcular el consumo del dispositivo consumidor.

19. El sistema de calefacción / refrigeración y/o el sistema sanitario central de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el sistema de ajuste de orificio comprende una unidad de accionamiento, la cual está en conexión de comunicación con el controlador y se ha proporcionado para accionar una parte movible con el fin de ajustar el orificio ajustable.

20. El uso del sistema sanitario de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende la etapa de hacer funcionar el sistema de control de flujo para lavar por circulación periódicamente dicha parte de tubería.