Procedimiento y dispositivo de determinación de una capacidad de agua mezclada.
Procedimiento de determinación de una capacidad de agua mezclada a una temperatura de utilización predeterminada,
en el que el agua contenida en un calentador de agua es calentada a una temperatura de consigna seleccionada, que incluye las operaciones siguientes:
a) medir (101) al menos una temperatura de agua recalentada con la ayuda de al menos un medio de medición correspondiente;
b) estimar (106) la capacidad de agua mezclada en función de una temperatura llamada temperatura medida en la operación a);
c) utilizar una temperatura (103, 104) de agua fría que entra en el calentador de agua, para configurar (105) una función de cálculo de dicha capacidad de agua mezclada en función de una temperatura de agua recalentada, y previendo la utilización de la temperatura de consigna (100) seleccionada, para configurar (105) una función de cálculo de dicha capacidad de agua mezclada en función de una temperatura de agua recalentada;
caracterizado por el hecho de que la temperatura de agua fría que entra en el calentador de agua utilizada en la estimación de la capacidad de agua mezclada es una temperatura memorizada (103) en un medio de memorización y reemplazada (104) por una temperatura medida de agua fría cuando la temperatura de agua recalentada medida por dicho medio de medición de agua recalentada más baja está próxima a la temperatura medida de agua fría.
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11169069.
Solicitante: ATLANTIC INDUSTRIE.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: ZONE INDUSTRIELLE NORD, RUE MONGE 85000 LA ROCHE SUR YON FRANCIA.
Inventor/es: MERLET,CHRISTIAN, PENISSON,PIERRE.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F24H9/20 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION. › F24H CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA O DE AIRE, QUE TIENEN MEDIOS PARA PRODUCIR CALOR, EN GENERAL (sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor C09K 5/00; hornos de cracking térmico no catalítico C10G 9/20; dispositivos, p. ej. válvulas, para ventilación o aireación de recintos F16K 24/00; purgadores de agua de condensación o dispositivos análogos F16T; producción de vapor F22; aparatos de combustión F23; estufas domésticas u hornillas F24B, F24C; sistemas de calefacción doméstica o de otros lugares F24D; hornos, hornos de cuba, retortas F27; cambiadores de calor F28; dispositivos o elementos de calentamiento eléctrico H05B). › F24H 9/00 Partes constitutivas. › Disposición o montaje de dispositivos de control o de seguridad (válvulas de control F16K; dispositivos de seguridad para quemadores F23D; dispositivos para control de la combustión F23N; de sistemas que comprenden un calentador, véanse las subclases apropiadas, p. ej. de sistemas para control de la calefacción F24D 19/10; interruptores automáticos para aparatos de calefacción eléctrica H05B 1/02).
- G01F23/24 FISICA. › G01 METROLOGIA; ENSAYOS. › G01F MEDIDA DEL VOLUMEN, FLUJO VOLUMETRICO, FLUJO MASICO O NIVEL DE LIQUIDOS; DOSIFICACION VOLUMETRICA. › G01F 23/00 Indicación o medida del nivel de líquidos o materiales sólidos fluyentes, p. ej. indicación en términos de volumen, indicación por medio de una señal de alarma. › mediante la medida de variaciones de la resistencia de resistores debidas al contacto con un fluido conductor.
PDF original: ES-2541626_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Procedimiento y dispositivo de determinación de una capacidad de agua mezclada El invento se refiere a un procedimiento de determinación de una capacidad de agua mezclada (agua caliente y agua fría) a una temperatura de utilización predeterminada.
El invento se refiere igualmente a un dispositivo de determinación de una capacidad de agua mezclada a una temperatura de utilización predeterminada.
El invento es particularmente útil para los usuarios de acumuladores de agua caliente, en particular, para usuarios de calentadores de agua eléctricos, térmicos, termodinámicos o de calentadores de agua solares de acumulación.
La estimación precisa del volumen de agua caliente contenida en un calentador de agua es obtenida de una manera conocida por un sensor longitudinal único de temperatura fijado sobre toda la altura de la cuba. Este sensor longitudinal único proporciona la temperatura media del conjunto de la cuba y suministra datos a un programa de estimación de un volumen de agua mezclada disponible.
Los documentos WO 00/58668 A1, US 2005/022542 A1, DE 4401539, JP 8178424, FR 2.919.048, GB 588729 y JP 60223959 describen dispositivos que permiten estimar el agua caliente contenida en una cuba de acumulador de agua caliente, en particular, en una cuba de calentador de agua.
Un primer propósito del invento es proporcionar a un usuario una estimación de una capacidad de agua mezclada a una temperatura de utilización predeterminada, generalmente a una temperatura de 40º C.
Un segundo objeto del invento es proporcionar al usuario un procedimiento de determinación de una capacidad de agua mezclada a una temperatura de utilización predeterminada, mejorando la precisión de la estimación con respecto a la técnica anterior.
El invento tiene por objeto un procedimiento de determinación de una capacidad de agua mezclada a una temperatura de utilización predeterminada, en el que el agua contenida en un calentador de agua es calentada a una temperatura de consigna seleccionada, que incluye las operaciones siguientes:
a) medir al menos una temperatura de agua recalentada con la ayuda de al menos un medio de medición correspondiente;
b) estimar la capacidad de agua mezclada en función de una temperatura medida en la operación a) , c) utilizar una temperatura de agua fría que entra en el calentador de agua, para configurar o "parametrizar" una función de cálculo de dicha capacidad de agua mezclada en función de una temperatura de agua recalentada, y previendo la utilización de la temperatura de consigna elegida, para configurar una función de cálculo de dicha capacidad de agua mezclada en función de una temperatura de agua recalentada, caracterizado por el hecho de que la temperatura de agua fría que entra en el calentador de agua es una temperatura memorizada en un medio de memorización y reemplazada por una temperatura medida de agua fría cuando la temperatura de agua medida por dicho medio de medición de agua recalentada más cercana es contigua a una temperatura de agua fría.
Según otras características alternativas del invento:
la temperatura de agua recalentada de la operación c) es una media de varias temperaturas de agua recalentada medidas por medios de medición correspondientes;
las funciones de cálculo de capacidad de agua mezclada son funciones que corresponden a segmentos de haces de rectas, cuyas ecuaciones están definidas por temperaturas de agua fría;
las funciones de cálculo de capacidad de agua mezclada son funciones que corresponden a segmentos de haces de rectas, cuyas ecuaciones están definidas por las diferencias de temperatura entre la temperatura de consigna y la temperatura de agua fría.
El invento tiene igualmente por objeto un dispositivo de determinación de una capacidad de agua mezclada a una temperatura de utilización predeterminada según la presente reivindicación 5.
Según otras características alternativas del invento:
las funciones de cálculo de capacidad de agua mezclada son funciones que corresponden a segmentos de haces de rectas, cuyas ecuaciones están definidas por temperaturas de agua fría;
las funciones de cálculo de capacidad de agua mezclada son funciones que corresponden a segmentos de haces de rectas, cuyas ecuaciones están definidas por las diferencias de temperatura entre la temperatura de
consigna y la temperatura de agua fría;
el dispositivo incluye un microcontrolador unido a medios de medición de temperatura de agua fría, de medición de temperatura de agua caliente y de regulación de temperatura de agua recalentada, que actúan sobre los medio de calentamiento de agua.
El invento será mejor comprendido gracias a la siguiente descripción siguiente dada a título de ejemplos no limitativos con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
La fig. 1 representa esquemáticamente un calentador de agua de acumulación equipado con un dispositivo según el invento;
La fig. 2 representa esquemáticamente un organigrama de un procedimiento de determinación según el invento;
La fig. 3 representa esquemáticamente una gráfica que ilustra la configuración de funciones de cálculo de un procedimiento de determinación según el invento para el seguimiento de la posición del espejo con las sondas de agua caliente.
En la fig. 1, un dispositivo de determinación de una capacidad de agua mezclada está asociado a un calentador de agua que comprende una cuba C y medios de calentamiento 1.
El dispositivo incluye un termostato T que permite fijar una consigna de temperatura por medio de una rueda de ajuste o de otro botón no representado y que coopera con un medio de potencia eléctrica para mandar el medio de calentamiento 1.
El dispositivo incluye igualmente al menos una sonda 2 de temperatura de agua recalentada, por ejemplo dos sondas 2a, 2b, así como una zona 3 de medición de temperatura de agua fría que llega a la cuba C del calentador de agua caliente.
El dispositivo incluye igualmente un medio de cálculo y de memorización de datos para la estimación de una capacidad de agua mezclada. Este medio de memorización de datos y de cálculo está constituido de preferencia por un microcontrolador MC unido a las sondas de temperatura 2a, 2b y 3 y unido al termostato T para tener en cuenta temperaturas de agua fría que entran en el calentador de agua, temperaturas de agua calentada medidas y la consigna de temperatura presentada por el termostato T.
Las sondas 2a, 2b y 3 son de preferencia elementos sensibles conectables a un circuito eléctrico o electrónico, por ejemplo resistencias CTN con coeficiente de temperatura negativo.
El número de sondas de temperatura 2a, 2b está definido en función de la altura de la cuba C y de la región de estimación deseada.
A título de ejemplo, dos sondas 2a, 2b permiten obtener una región de medición de 160 litros para un calentador de agua que posee una cuba de 200 litros, a una temperatura de agua mezclada predeterminada de 40º C.
La sonda de temperatura 3 permite medir, esencialmente, la temperatura del agua fría que entra en la cuba del agua caliente, a condición de que el agua contenida en la cuba del calentador de agua esté a una temperatura cercana a la temperatura del agua fría.
El microcontrolador MC incluye un medio de memorización que permite memorizar una temperatura de agua fría por defecto a partir de la primera medición de temperatura del agua fría en el arranque del calentador, y luego corregir el valor de temperatura del agua fría en el caso en que el agua contenida en la parte baja del calentador de agua esté lo bastante cercana a esta temperatura del agua fría.
A título de ejemplo, cuando la sonda 2b detecta una temperatura del agua inferior a 30º C y cuando la desviación entre el valor medido por la sonda 2b y el valor medido por la sonda 3 es inferior a 5º C, se asigna a la variable «temperatura del agua fría» el valor medido por la sonda 3.
El microcontrolador MC memoriza una ecuación que permite calcular el volumen de agua disponible a partir de la temperatura de agua fría memorizada, de las temperaturas de agua recalentada.
Las sondas 2a, 2b puede estar montadas en una funda metálica, por ejemplo, un tubo cuadrado fijado a lo largo de la cuba por un medio mecánico, por ejemplo, por abrazaderas, por pegado o por soldadura.
De preferencia, las sondas 2a, 2b están montadas sobre un haz flexible que se inserta en la funda constituida por dicho tubo de sección cuadrada.
Para tener en cuenta pérdidas de transmisión a través de la pared de la cuba del calentador de agua, se pueden corregir los valores dados por las... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Procedimiento de determinación de una capacidad de agua mezclada a una temperatura de utilización predeterminada, en el que el agua contenida en un calentador de agua es calentada a una temperatura de consigna seleccionada, que incluye las operaciones siguientes:
a) medir (101) al menos una temperatura de agua recalentada con la ayuda de al menos un medio de medición correspondiente;
b) estimar (106) la capacidad de agua mezclada en función de una temperatura llamada temperatura medida en la operación a) ;
c) utilizar una temperatura (103, 104) de agua fría que entra en el calentador de agua, para configurar (105) una función de cálculo de dicha capacidad de agua mezclada en función de una temperatura de agua recalentada, y previendo la utilización de la temperatura de consigna (100) seleccionada, para configurar (105) una función de cálculo de dicha capacidad de agua mezclada en función de una temperatura de agua recalentada;
caracterizado por el hecho de que la temperatura de agua fría que entra en el calentador de agua utilizada en la estimación de la capacidad de agua mezclada es una temperatura memorizada (103) en un medio de memorización y reemplazada (104) por una temperatura medida de agua fría cuando la temperatura de agua recalentada medida por dicho medio de medición de agua recalentada más baja está próxima a la temperatura medida de agua fría.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la temperatura del agua recalentada de la operación c) es una media (102) de varias temperaturas de agua recalentada medidas por medios de medición correspondientes.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que las funciones de cálculo de capacidad de agua mezclada son funciones que corresponden a segmentos de haces de rectas, cuyos puntos (OA, OB) de intersección están definidos por temperaturas de agua fría.
4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que las funciones de cálculo de capacidad de agua mezclada son funciones lineales o afines de la media de las temperaturas de agua recalentada que corresponden a segmentos de haces de rectas, definidas por la temperatura de agua fría.
5. Dispositivo de determinación de una capacidad de agua mezclada a una temperatura de utilización predeterminada, que tiene un medio (T) de fijación de una consigna de temperatura de agua caliente, al menos un medio de medición (2, 2a, 2b) de temperatura de agua recalentada, un medio (MC) de cálculo y de memorización de datos para la estimación de una capacidad de agua mezclada, en el que el dispositivo incluye un programa o un medio de configuración de una función de cálculo de dicha capacidad de agua mezclada en función de una temperatura de agua recalentada, utilizando una temperatura de agua fría que entra en el calentador de agua, utilizando una temperatura de agua fría que entra en el calentador de agua, en el que el medio de configuración de una función de cálculo de dicha capacidad de agua mezclada utiliza además la temperatura de consigna elegida, para configurar una función de cálculo de dicha capacidad de agua mezclada en función de una temperatura de agua recalentada,
caracterizado por el hecho de que el medio (MC) de cálculo y de memorización de datos memoriza una temperatura de agua fría y la sustituye por una medición de temperatura de agua fría cuando la temperatura de agua recalentada medida por dicho medio (2, 2b) de medición de agua recalentada, la más baja, está próxima a la temperatura medida de agua fría.
6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que las funciones de cálculo de capacidad de agua mezclada son funciones correspondientes a segmentos de haces de rectas, cuyos puntos (OA, OB) de intersección están definidos por temperaturas de agua fría.
7. Dispositivo según la reivindicación 5 o la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que las funciones de cálculo de las capacidades de agua mezclada son funciones lineales o afines de la media de las temperaturas de agua recalentada correspondientes a segmentos de haces de rectas, definidos por la temperatura de agua fría.
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