UN APARATO QUE INTEGRA CALEFACCION ELECTRICA DIRECTA Y POR ACUMULACION Y SU METODO DE CONTROL.

Un aparato que integra calefacción eléctrica directa y por acumulación, constituido por un núcleo de retención del calor

, que se calienta exclusivamente durante el horario de tarifa reducida, complementado con al menos una resistencia eléctrica directa, que puede funcionar tanto dentro como fuera del horario de tarifa reducida y que cede calor por convección natural, cuyo método de control, después de un ciclo de funcionamiento, prevé modificar el tiempo de carga del acumulador y, por lo tanto su nivel de carga para el siguiente ciclo en función del tiempo que ha estado en funcionamiento el convector en el ciclo anterior, aumentándolo o disminuyéndolo en relación directa al aumento o disminución del tiempo de funcionamiento durante el ciclo anterior

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200602840.

Solicitante: ELNUR , S.A.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: MADRID.

Inventor/es: .

Fecha de Solicitud: 8 de Noviembre de 2006.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 21 de Diciembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24H9/20B2B
  • G05D23/19E6
  • H05B1/02B2D4

Clasificación PCT:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA... > Partes constitutivas > F24H9/20 (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))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA... > Calentadores por acumulación térmica, es decir,... > F24H7/06 (siendo el calor liberado radiado)
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UN APARATO QUE INTEGRA CALEFACCION ELECTRICA DIRECTA Y POR ACUMULACION Y SU METODO DE CONTROL.

Fragmento de la descripción:

Un aparato que integra calefacción eléctrica directa y por acumulación, y su método de control.

Objeto de la invención

La invención se refiere a un aparato electrodoméstico de calefacción de locales concebido como un sistema que integra la calefacción directa y la calefacción por acumulación y el método de control.

Antecedentes de la invención

Los aparatos electrodomésticos para la calefacción directa de locales son bien conocidos y de muy distintas realizaciones, teniendo todos ellos en común que proporcionan energía mediante efecto Joule calentando el local donde se encuentran por conducción, convección y radiación.

Los aparatos electrodomésticos para la calefacción de locales por acumulación son conocidos como acumuladores de calor. Un acumulador de calor típico consta de un núcleo de retención de calor a base de bloques refractarios de alta densidad, de una resistencia o grupo de resistencias eléctricas que calientan el núcleo, rodeado todo ello por una envoltura aislante eventualmente reforzada por una armadura metálica. Estos aparatos consumen energía por efecto Joule durante el horario de tarifa reducida pero, a diferencia de los aparatos de calefacción directa, mantienen gran parte de esa energía en su interior restituyéndola a lo largo del día, cuando ya no se está en horario de tarifa reducida, logrando, de esta forma, un ahorro económico.

Descripción de la invención

La invención prevé un aparato que integra en un solo sistema de calefacción de un acumulador de calor y un aparato de calefacción directa por convección, que está constituido por un núcleo de retención del calor a base de bloques refractarios de alta densidad, de al menos dos resistencias eléctricas que calientan el núcleo exclusivamente durante el horario de tarifa reducida, rodeado todo ello por una envoltura aislante eventualmente reforzada por una armadura metálica y complementado con al menos una resistencia eléctrica directa, que puede funcionar tanto dentro como fuera del horario de tarifa reducida y que cede calor por convección natural, para procurar un 80% del calor, como mínimo, del acumulador de calor y un 20% del calor, como máximo, proviene del convector.

Así mismo, la invención prevé un método de control de este aparato en el que, después de un ciclo de funcionamiento, prevé modificar el tiempo de carga del acumulador y, por lo tanto su nivel de carga para el siguiente ciclo en función del tiempo que ha estado en funcionamiento el convector en el ciclo anterior, aumentándolo o disminuyéndolo en relación directa al aumento o disminución del tiempo de funcionamiento durante el ciclo anterior.

En concreto, el método de control efectúa la comparación entre el índice de funcionamiento del convector, definido como la relación entre el acumulado de tiempo de funcionamiento efectivo del convector y el intervalo de tiempo de funcionamiento permitido del convector, con un valor preestablecido en la memoria del medio de control existente en dicho aparato, para dicho índice preestablecido, determinando si en el siguiente ciclo hay que incrementar o disminuir el tiempo de carga del acumulador.

Según otra característica de la invención, este aparato prevé un método de control del mismo que difiere el inicio de la carga del acumulador de calor hasta que el tiempo restante del horario de tarifa reducida coincida con el tiempo de carga del acumulador.

El aparato de calefacción eléctrica aquí preconizado dispone así mismo de medios de desconexión de al menos una de las resistencias de acumulación, cuya potencia es superior a la potencia de calefacción directa del sistema, permitiendo, en funcionamiento simultaneo de la acumulación y de la calefacción directa, que la potencia conjunta no supere la potencia total de acumulación.

Descripción de las figuras

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 representa de forma esquemática y en sección transversal, los principales elementos que constituyen el aparato de la invención.

En la figura 2 se representan los distintos componentes que constituyen el sistema de control de esta aparato.

En la figura 3 se muestra un diagrama de flujo del método de control de este aparato.

La figura 4 muestra un diagrama del comportamiento de un acumulador tradicional, durante dos ciclos de funcionamiento.

La figura 5 muestra un diagrama del comportamiento de un aparato de realización preferente según la invención, durante dos ciclos de funcionamiento.

Realización preferente de la invención

Como se puede observar en la figura 1 la parte más voluminosa del aparato es el acumulador de calor. El núcleo donde se acumula el calor (1) es de un material capaz de soportar temperaturas que pueden alcanzar los 700ºC y de materiales de alta densidad, refractarios, basados en magnetita, magnesita o incluso hierro fundido pueden ser considerados válidos.

Para generar calor y aumentar la temperatura del núcleo de acumulación se utilizarán al menos dos resistencias calefactora eléctricas (2) y (3) que están colocadas en el interior del núcleo y en contacto con el mismo para una mejor transmisión del calor. Una envoltura (4) de material térmicamente aislante rodea al núcleo para retener el calor. El núcleo, preferentemente, tiene forma prismática rectangular, y la envoltura presenta seis caras en contacto con él. El espesor y la naturaleza del material aislante de cada una de la seis caras de la envoltura dependerá de las solicitaciones térmicas y mecánicas en cada caso. Una eventual armadura metálica podrá ser utilizada para reforzar la envoltura aislante.

A continuación de la envoltura aislante y en una de las caras frontales se coloca una resistencia calefactora eléctrica (6) que genera calor que se transmitirá por convección libre.

Una carcasa exterior (7) protegerá todo el sistema. La forma de la carcasa y el acabado superficial definirán el aspecto estético de todo el conjunto y no son objeto de esta invención.

Las resistencias calefactoras del acumulador, al menos (2) y (3), y la resistencia del convector (6) están conexionadas mediante los terminales, conectores y cables eléctricos necesarios a los dispositivos de control representados por (5) en la figura 1 y cuyo detalle se representa en la figura 2.

Las resistencias del acumulador (2), (3), (3') y (3'') están conectadas al medio de control (8). De ellas al menos (2) y (3) estarán siempre presentes, utilizándose las restantes (3'), (3'') y sucesivas para realizar sistemas mayores, de naturaleza modular.

La resistencia del convector (6) también está conectada al medio de control (8).

El medio de control (8) dispone de entradas y salidas. Dispone como salidas, de los medios de conexión adecuados para poner bajo tensión a la resistencia (2), al grupo de resistencias (3), (3') y (3'') y a la resistencia (6). El funcionamiento de estos tres medios de conexión es independiente entre sí.

Las resistencias del acumulador están controladas, además, por un limitador térmico (9) que captando una temperatura proporcional a la del núcleo impide que la temperatura del mismo supere el valor máximo de diseño.

De la misma manera, un limitador térmico adicional (10), de rearme...

 


Reivindicaciones:

1. Un aparato que integra calefacción eléctrica directa y por acumulación, constituido por un núcleo de retención del calor a base de bloques refractarios de alta densidad, de al menos dos resistencias eléctricas que calientan el núcleo exclusivamente durante el horario de tarifa reducida, rodeado todo ello por una envoltura aislante eventualmente reforzada por una armadura metálica y complementado con al menos una resistencia eléctrica directa, que puede funcionar tanto dentro como fuera del horario de tarifa reducida y que cede calor por convección natural, para procurar un 80% del calor, como mínimo, del acumulador de calor y un 20% del calor, como máximo, proviene del convector, caracterizado porque su método de control, después de un ciclo de funcionamiento, prevé modificar el tiempo de carga del acumulador y, por lo tanto su nivel de carga para el siguiente ciclo en función del tiempo que ha estado en funcionamiento el convector en el ciclo anterior, aumentándolo o disminuyéndolo en relación directa al aumento o disminución del tiempo de funcionamiento durante el ciclo anterior.

2. Un aparato que integra calefacción eléctrica directa y por acumulación, de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado su método de control efectúa la comparación entre el índice de funcionamiento del convector (IFC), definido como la relación entre el acumulado de tiempo de funcionamiento efectivo del convector (T'convector) y el intervalo de tiempo de funcionamiento permitido del convector (Tconvector), con un valor preestablecido en la memoria del medio de control (8) para dicho índice IFC0, determinando si en el siguiente ciclo hay que incrementar o disminuir el tiempo de carga del acumulador.

3. Un aparato que integra calefacción eléctrica directa y por acumulación, de acuerdo a las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el método de control del mismo difiere el inicio de la carga del acumulador de calor hasta que el tiempo restante del horario de tarifa reducida coincida con el tiempo de carga del acumulador (Tcarga).

4. Un aparato que integra calefacción eléctrica directa y por acumulación, de acuerdo a las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dispone de medios de desconexión de al menos una de las resistencias de acumulación, cuya potencia es superior a la potencia de calefacción directa del sistema, permitiendo, en funcionamiento simultaneo de la acumulación y de la calefacción directa, que la potencia conjunta no supere la potencia total de acumulación.