Procedimiento y dispositivo de regulación de suministro de potencia.

Procedimiento de regulación de suministro de potencia, particularmente de un calentador de agua eléctrico de acumulación,

que comprende una etapa (100) de inicialización de parámetros variables, una etapa (101) de medición de temperatura del agua contenida en el calentador de agua eléctrico, etapas (101, 108-116) de regulación, etapas de aprendizaje (102-107, 117-124, 126, 128) y etapas de corrección (125, 127, 129, 130, 132) de los parámetros o valores de consigna de regulación en función del aprendizaje realizado, caracterizado por : una etapa (102) de ensayo para comparar el número de ciclos realizados en un primer tiempo predeterminado, una etapa (103) de reinicialización del número de ciclos en el caso en que el número de ciclos haya sobrepasado el primer tiempo predeterminado y, en el caso en que el número de ciclos sea inferior al primer tiempo predeterminado, correspondiendo una etapa (104)a un ensayo para comparar el número de ciclos con un segundo tiempo predeterminado, una etapa (105) de inicialización de una variable de aprendizaje en caso de sobrepase del segundo tiempo predeterminado, y una etapa (106) de ensayo de valor de una variable de puesta en funcionamiento y de una variable de estado, así como de una variable del estado precedente, una etapa (107) de borrado de la memoria, de inicialización de la variable de puesta en funcionamiento y de inicialización del número de ciclos, una etapa (108) de división del número de ciclos por un número entero con el fin de limitar el almacenado en memoria registrando únicamente un valor sobre un número entero de mediciones de temperatura realizadas, permitiendo así utilizar una memoria de tamaño pequeño; y por una etapa (122)que corresponde a un primer cálculo de energía consumida en una primera ventana deslizante de aprendizaje, un segundo cálculo de energía consumida en una segunda ventana deslizante de aprendizaje, y un tercer cálculo de energía consumida en una tercera ventana deslizante de aprendizaje, con miras a la asignación de valores particulares de consigna y de autorización o de prohibición de desfase o de retraso en la suministro para adaptar la regulación del calentador de agua eléctrico a la utilización eficaz de éste calentador de agua.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10191545.

Solicitante: S.A.T.E.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: Société d'Applications Thermiques Européenne Zone d'Activité de l'Aéroparc 90150 Fontaine FRANCIA.

Inventor/es: OBRIST,STÉPHANE, MARTEL,JÉROME.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24H1/18 SECCION F — 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 1/00 Calentadores de agua que tienen medios para producir calor, p. ej. caldera, calentador de agua instantáneo, calentador de agua por acumulación térmica (F24H 7/00, F24H 8/00 tienen prioridad; partes constitutivas F24H 9/00; calderas de vapor F22B; estufas u hornillas de uso doméstico con medios adicionales para calentar agua F24B 9/00, F24C 13/00). › Calentadores de agua por acumulación térmica (F24H 1/50 tiene prioridad; combinados con cocinas u hornos que calientan agua para calefacción central F24H 1/22).
  • F24H9/20 F24H […] › 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).
  • G05B13/02 SECCION G — FISICA.G05 CONTROL; REGULACION.G05B SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION EN GENERAL; ELEMENTOS FUNCIONALES DE TALES SISTEMAS; DISPOSITIVOS DE MONITORIZACION O ENSAYOS DE TALES SISTEMAS O ELEMENTOS (dispositivos de maniobra por presión de fluido o sistemas que funcionan por medio de fluidos en general F15B; dispositivos obturadores en sí F16K; caracterizados por particularidades mecánicas solamente G05G; elementos sensibles, ver las subclases apropiadas, p. ej. G12B, las subclases de G01, H01; elementos de corrección, ver las subclases apropiadas, p. ej. H02K). › G05B 13/00 Sistemas de control adaptativos, es decir, sistemas que se regulan a sí mismos para obtener un rendimiento óptimo siguiendo un criterio predeterminado (G05B 19/00 tiene prioridad; detalles del computador G06F 15/18). › eléctricos.
  • G05D23/19 G05 […] › G05D SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION DE VARIABLES NO ELECTRICAS (para la colada continua de metales B22D 11/16; dispositivos obturadores en sí F16K; evaluación de variables no eléctricas, ver las subclases apropiadas de G01; para la regulación de variables eléctricas o magnéticas G05F). › G05D 23/00 Control de la temperatura (disposiciones de conmutación automática para los aparatos de calefacción eléctricos H05B 1/02). › caracterizado por la utilización de medios eléctricos.

PDF original: ES-2534639_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo de regulación de suministro de potencia La invención se refiere a un procedimiento de regulación de suministro de potencia, particularmente de un calentador de agua eléctrico de acumulación.

La invención se refiere igualmente a un dispositivo de regulación de suministro de potencia, particularmente de un calentador de agua eléctrico de acumulación.

La invención es particularmente útil para asegurar la regulación en temperatura de un calentador de agua eléctrico de acumulación, adaptando particularmente el consumo energético del calentador de agua a la utilización particular de este calentador de agua.

Para realizar la regulación de un calentador de agua eléctrico, se utilizan termostatos de regulación que actúan sobre el suministro de potencia para realizar un ciclo de suministro entre dos valores, uno de enclavamiento correspondiente a una temperatura baja del calentador de agua y el otro de desenclavamiento correspondiente a una temperatura elevada o consigna de funcionamiento del calentador de agua.

De forma ventajosa, los termostatos utilizados para la regulación de los calentadores de agua eléctricos aseguran igualmente la seguridad eléctrica, produciendo un cortocircuito térmico al sobrepasar una temperatura predeterminada.

La temperatura de consigna del calentador de agua puede ser regulada por una acción de un usuario que actúe sobre una moleta de regulación, o por una electrónica de control que reaccione a informaciones de temperatura.

Se conocen, por una parte, termostatos mecánicos que generalmente son satisfactorios, pero que no permiten una regulación precisa de una temperatura de consigna. Se conocen, por otra parte, termostatos electrónicos que son igualmente satisfactorios permitiendo una programación del suministro de potencia y admitiendo una regulación más fina de la temperatura de consigna.

Un primer objetivo de la invención es permitir una disminución del consumo energético de un calentador de agua eléctrico de acumulación, modificando el funcionamiento de la regulación y modificando los parámetros de suministro de potencia del calentador de agua eléctrico de acumulación.

Un segundo fin de la invención es proporcionar un nuevo procedimiento de regulación de suministro de potencia de un calentador de agua eléctrico compatible con las nuevas reglamentaciones térmicas que produce una disminución del consumo energético de los calentadores de agua eléctricos.

Un tercer fin de la invención es proporcionar un nuevo dispositivo de regulación de calentamiento de un calentador de agua eléctrico de acumulación, económico de fabricar y sencillo de instalar y de utilizar.

Un cuarto fin de la invención es la asociación en un mismo dispositivo robusto y compacto de una seguridad mecánica y de una regulación electrónica.

La invención tiene por objeto un procedimiento de regulación de suministro de potencia, particularmente de un calentador de agua eléctrico de acumulación, según la reivindicación 1 principal.

Según otras características alternativas de la invención:

las etapas de regulación corresponden a un ciclo temporal independiente del ciclo temporal de las etapas de aprendizaje y de las etapas de corrección, las etapas de regulación, las etapas de aprendizaje y las etapas de corrección de los parámetros o consignas de regulación en función del aprendizaje realizado corresponden al mismo ciclo temporal.

La invención tiene igualmente por objeto un dispositivo de regulación de suministro de potencia, particularmente de un calentador de agua eléctrico de acumulación, según la reivindicación 4, que comprende medios para la realización de un procedimiento de regulación según la invención. El dispositivo comprende un microcontrolador programable que contiene un programa de ejecución de las etapas de un procedimiento según la invención y comprende una memoria de almacenado de los parámetros o consignas de regulación, antes y después de la corrección eventual en función de un aprendizaje realizado.

Según otras características alternativas de la invención:

El dispositivo comprende un medio mecánico de seguridad térmica conectado entre el suministro eléctrico y un conjunto que lleva los medios de regulación, los medios de aprendizaje y los medios de corrección de los parámetros o consignas de regulación en función del aprendizaje realizado.

El conjunto que lleva los medios de regulación, los medios de aprendizaje y los medios de corrección de los parámetros o consignas de regulación presenta una conformación de tarjeta electrónica provista de al menos un sistema que genera una base de tiempos de ciclo temporal.

El dispositivo comprende medios de interfaz con un usuario y al menos un medio de medición de temperatura conectado con los medios de regulación, con los medios de aprendizaje y con los medios de corrección de parámetros o valores de consigna de regulación.

La invención se comprenderá mejor gracias a la descripción que sigue dada a título de ejemplo no limitativo haciendo referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:

La figura 1 representa esquemáticamente un organigrama representativo de las etapas de un procedimiento de regulación de suministro de potencia según la invención;

La figura 2 representa esquemáticamente un dispositivo de suministro de potencia según la invención, apto para realizar las etapas del procedimiento descrito con referencia a la figura 1.

En la figura 1, un procedimiento de regulación de suministro de potencia empieza por una etapa 100 de inicialización de parámetros variables utilizados en la secuencia de etapas del procedimiento según la invención.

En la etapa 101, se realiza la medición de la temperatura del agua contenida en el calentador de agua eléctrico con la ayuda de un medio de medición de temperatura, por ejemplo con la ayuda de una sonda de temperatura de tipo CTN.

En la etapa 102, se realiza una prueba para comparar el número de ciclos realizados en un tiempo predeterminado, por ejemplo tres semanas.

En el caso en que el número de ciclos haya sobrepasado el tiempo predeterminado, se pasa a la etapa 103 de reinicialización del número de ciclos a 1.

En el caso en que el número de ciclos sea inferior al tiempo predeterminado, se pasa a la etapa 104 correspondiente a una nueva prueba.

En la etapa 104, se realiza una prueba para comparar el número de ciclos con otro de tiempo predeterminado, por ejemplo una semana.

En caso de sobrepase del otro tiempo predeterminado, se pasa a la etapa 105 de puesta en funcionamiento a 1 de una variable de aprendizaje.

En el caso en que el número de ciclos sea inferior al otro tiempo predeterminado, se pasa a la etapa 106 de ensayo de valor de una variable de puesta en funcionamiento y de una variable de estado, así como de una variable de estado anterior.

Si la variable de puesta en funcionamiento y la variable de estado son iguales a 0 mientras la variable de estado precedente es igual a 1, se pasa a la etapa 107 de borrado de la memoria, de inicialización de la variable de puesta en funcionamiento a 1 y de inicialización del número de ciclos a 1.

Si la variable de puesta en funcionamiento no es igual a 0, o si la variable de estado no es igual a 0, o si la variable de estado precedente no es igual a 1, se pasa directamente a la etapa 108 de división del número de ciclos por 5, con el fin de limitar el almacenado en memoria.

En la etapa 109, se comprueba si la variable de ciclo es divisible por 5. En el caso en que la variable de ciclos sea divisible por 5, se pasa a la etapa 110 de registro del valor de temperatura en la memoria de temperatura precedente. De hecho, se registra únicamente un valor sobre 5 de las mediciones de temperatura realizadas, lo cual permite utilizar una memoria de pequeño tamaño.

Si el número del ciclo no es divisible por 5, se pasa a la etapa 111 del ensayo.

En la etapa 111, se comprueba si una condición de desfase se ha cumplido y si el valor de temperatura medido es inferior a un valor de consigna restado de un valor diferencial, o si el valor de temperatura es inferior al valor de consigna mientras que el calentador de agua es alimentado. En el caso en que el resultado del ensayo sea

positivo, se pasa a la etapa 112 de activación del suministro de potencia y de paso a 1 de la variable de estado. En el caso en que el ensayo de la etapa 111 sea negativo, se pasa a la etapa 115.

Después de la etapa 112 de puesta en calentamiento y de paso a 1 de la variable de estado, se somete a ensayo en la etapa 113 si el estado precedente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de regulación de suministro de potencia, particularmente de un calentador de agua eléctrico de acumulación, que comprende una etapa (100) de inicialización de parámetros variables, una etapa (101) de medición de temperatura del agua contenida en el calentador de agua eléctrico, etapas (101.

10. 116) de regulación, etapas de aprendizaje (102-107.

11. 124, 126, 128) y etapas de corrección (125, 127, 129, 130, 132) de los parámetros o valores de consigna de regulación en función del aprendizaje realizado, caracterizado por : una etapa (102) de ensayo para comparar el número de ciclos realizados en un primer tiempo predeterminado, una etapa (103) de reinicialización del número de ciclos en el caso en que el número de ciclos haya sobrepasado el primer tiempo predeterminado y, en el caso en que el número de ciclos sea inferior al primer tiempo predeterminado, correspondiendo una etapa (104) a un ensayo para comparar el número de ciclos con un segundo tiempo predeterminado, una etapa (105) de inicialización de una variable de aprendizaje en caso de sobrepase del segundo tiempo predeterminado, y una etapa (106) de ensayo de valor de una variable de puesta en funcionamiento y de una variable de estado, así como de una variable del estado precedente, una etapa (107) de borrado de la memoria, de inicialización de la variable de puesta en funcionamiento y de inicialización del número de ciclos, una etapa (108) de división del número de ciclos por un número entero con el fin de limitar el almacenado en memoria registrando únicamente un valor sobre un número entero de mediciones de temperatura realizadas, permitiendo así utilizar una memoria de tamaño pequeño; y por una etapa (122) que corresponde a un primer cálculo de energía consumida en una primera ventana deslizante de aprendizaje, un segundo cálculo de energía consumida en una segunda ventana deslizante de aprendizaje, y un tercer cálculo de energía consumida en una tercera ventana deslizante de aprendizaje, con miras a la asignación de valores particulares de consigna y de autorización o de prohibición de desfase o de retraso en la suministro para adaptar la regulación del calentador de agua eléctrico a la utilización eficaz de éste calentador de agua.

2.Procedimiento de regulación según la reivindicación 1, en el cual las etapas de regulación (101.

10. 116) corresponden a un ciclo temporal independiente del ciclo de tiempo de las etapas de aprendizaje (102-107.

11. 124, 126, 128) y de las etapas de corrección (125, 127, 129, 130, 132) .

3. Procedimiento de regulación según la reivindicación 1, en el cual las etapas (101.

10. 116) de regulación las etapas (102-107.

11. 124, 126, 128) de aprendizaje y las etapas (125, 127, 129, 130, 132) de corrección de los parámetros o valores de consigna de regulación en función del aprendizaje realizado corresponden al mismo ciclo temporal.

4. Dispositivo de regulación de suministro de potencia, particularmente de un calentador de agua eléctrico de acumulación, para la realización de un procedimiento de regulación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende medios de regulación, medios de aprendizaje, y medios de corrección de los parámetros o valores de consigna de regulación en función del aprendizaje realizado, comprendiendo el dispositivo una memoria de almacenado de los parámetros o valores de consigna de regulación, antes y después de la corrección eventual en función de un aprendizaje realizado, y que comprende un microcontrolador (5) programable que contiene un programa de ejecución de las etapas de un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que el dispositivo comprende un conjunto compuesto por un medio (1) mecánico de seguridad térmica y por un conjunto (2) que lleva los medios de regulación, los medios de aprendizaje y los medios de corrección de los parámetros o valores de consigna de regulación en función del aprendizaje realizado.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el conjunto (2) que lleva los medios de regulación, los medios de aprendizaje y los medios de corrección de los parámetros o valores de consigna de regulación presenta una conformación de tarjeta electrónica provista de al menos un sistema (5) que genera una base de tiempos de ciclo temporal.

7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por el hecho de que el dispositivo comprende medios de interfaz (10) con un usuario y al menos un medio (11) de medición de temperatura conectado con los medios de regulación, con los medios de aprendizaje y con los medios de corrección de parámetros o valores de consigna de regulación.

 

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