BR102013000487A2 - Fast Recovery Type Passage Water Heater - Google Patents

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BR102013000487A2
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BR
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burner
water heater
signal
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BRBR102013000487-1A
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Portuguese (pt)
Inventor
Gilberto Sánchex Villalobos
Epigmenio Guzman Cabrera
Flavio Saúl Gocobachi
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Calentadores De América S A De C V
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Abstract

Aquecedor de água de passagem do tipo de rápida recuperação. O aquecedor de água de passagem de rápida recuperação da presente invenção funciona através de cartão ou controlador eletrônico, eliminando a necessidade de detector de fluxo de água do eletromecânico. Dito controlador eletrônico administra a operação de cada um dos componentes do sistema otimizando o consumo de gás combustível e minimizando a emissão de gases contaminantes, pois não conta com piloto e o queimador de vários corpos acende unicamente quando cumpridas certas condições ou requisitos pré-estabelecidos na lógica do controlador eletrônico que se mantém apagada a maior parte do tempo. Outros fatores que contribuem para melhorar a eficiência do aquecedor de água são: o desenho do depósito de água que na sua parte inferior compreenda uma câmara de água que rodeia a câmara de combustão, minimizando perdas térmicas nesta zona e o uso de um trocador de calor ramificado que na combinação com um núcleo aproveita a mairo parte da energia térmica contida nos gases de combustão. Outra característica da presente invenção é um dispositivo defletor de ar que impede a entrada das correntes de ar pela parte superior do aquecedor, evitando desta forma os possíveis retrocessos de chama, e a extinção da chama no queimador de vários corpos.Fast recovery type through water heater. The rapid recovery bypass water heater of the present invention works by card or electronic controller, eliminating the need for electromechanical water flow detector. This electronic controller manages the operation of each of the components of the system optimizing the fuel gas consumption and minimizing the emission of contaminating gases, since it does not have pilot and the multibody burner lights only when certain conditions or requirements pre-established in the logic of the electronic controller that stays off most of the time. Other factors that contribute to improving the efficiency of the water heater are: the design of the water tank which at its bottom comprises a water chamber surrounding the combustion chamber, minimizing thermal losses in this zone and the use of a heat exchanger. It is branched that in combination with a core, most of the thermal energy contained in the flue gas is used. Another feature of the present invention is an air deflector device which prevents air currents from entering the upper part of the heater, thereby preventing possible flame setbacks, and extinguishing the flame in the multi-body burner.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção AQUECEDOR DE ÁGUA DE PASSAGEM DO TIPO DE RÁPIDAReport of the Invention Patent QUICK TYPE PASSWATER HEATER

RECUPERAÇÃORECOVERY

Campo da Invenção A presente invenção refere-se geralmente a um equipamento de aquecimento de água que maximiza sua eficiência ao reduzir as perdas térmicas por meio da utilização de um trocador de calor do tipo ramificado e de uma câmara de água que rodeia a câmara de combustão. Este aquecedor de água é capaz de proporcionar de forma permanente um fornecimento de água quente e conta com um sistema de controle eletrônico que administra o seu funcionamento.Field of the Invention The present invention generally relates to water heating equipment that maximizes its efficiency by reducing thermal losses by using a branched type heat exchanger and a water chamber surrounding the combustion chamber. . This water heater is capable of permanently providing a hot water supply and has an electronic control system that manages its operation.

Antecedentes da Invenção Para satisfazer uma demanda constante de água quente com a maior economia possível de gás combustível, existem atualmente no mercado os aquecedores de água de passagem, sejam eles instantâneos ou de rápida recuperação. No caso dos primeiros, no entanto, apresenta-se o problema de que devem cumprir com uma pressão hidráulica mínima de operação; além disso, em regiões cuja temperatura ambiente possa ser inferior a zero grau Celsius, a água contida na serpentina deste tipo de aquecedores pode se congelar e com a sua respectiva expansão volumétrica provoca a ruptura da serpentina em questão e consequentemente a inutilização do equipamento. A patente PCT WO/2007/057864 oferece uma alternativa para resolver o problema relacionado com o congelamento da água neste tipo de aquecedores, no entanto, ainda não soluciona o problema da pressão hidráulica mínima de operação, então os aquecedores do tipo instantâneo continuam sendo inadequados para utilização na maior parte das instalações hidráulicas existentes, forçando em muitos casos a necessidade de adaptação ou integração de outros elementos ao sistema para o seu correto funcionamento, aumentando o custo do equipamento.BACKGROUND OF THE INVENTION In order to satisfy a constant demand for hot water with the highest possible fuel gas economy, the instantaneous or fast-recovering bypass water heaters are currently on the market. In the case of the former, however, there is the problem that they must comply with a minimum hydraulic operating pressure; In addition, in regions where the ambient temperature may be below zero degrees Celsius, the water contained in the coil of this type of heater may freeze and its volumetric expansion causes the coil to rupture and consequently render the equipment unusable. PCT patent WO / 2007/057864 offers an alternative to solve the problem of freezing water in this type of heater, however, it still does not solve the problem of minimum hydraulic operating pressure, so instant type heaters remain inadequate. for use in most existing hydraulic installations, in many cases forcing the need to adapt or integrate other elements into the system for their proper operation, increasing the cost of equipment.

Devido ao fato de que a pressão não é constante nas instalações hidráulicas, acontece a necessidade de se criar um aquecedor de água conforme o descrito no parágrafo anterior buscando uma economia de gás combustível, e que seja adequado para as diversas instalações hidráulicas para satisfazer uma demanda constante de água quente.Due to the fact that the pressure is not constant in the hydraulic installations, there is a need to create a water heater as described in the previous paragraph seeking a fuel gas economy, and that is suitable for the various hydraulic installations to meet a demand. constant hot water.

Os equipamentos mencionados nas patentes norte-americanas US 7.982.164 B2 e US 7.985.943 B2, por serem do tipo de passagem de rápida recuperação, não instantâneos, não exigem uma pressão hidráulica mínima de operação para o seu correto funcionamento. ISIo entanto, os aquecedores descritos em ambas as patentes fazem uso de um detector de fluxo eletromecânico para enviar o sinal de demanda de água quente para um controlador eletrônico. Este detector de fluxo apresenta um ponto de nucleação para a precipitação de sedimentos, então, no caso de ser utilizado em regiões onde a água da rede hidráulica contém alta concentração salina, o funcionamento do detector de fluxo poderia ser afetado, alterando a operação do equipamento.The equipment mentioned in US patents US 7,982,164 B2 and US 7,985,943 B2, because they are non-instantaneous, quick-recovery type pass-throughs, do not require minimum hydraulic operating pressure for their proper operation. However, the heaters described in both patents make use of an electromechanical flow detector to send the hot water demand signal to an electronic controller. This flow detector has a nucleation point for sediment precipitation, so if it is used in regions where water from the mains contains high saline concentration, the operation of the flow detector could be affected by changing the operation of the equipment. .

No aquecedor de água da presente invenção elimina-se a necessidade de contar com um detector de fluxo de água do tipo eletromecânico, sendo substituído por um sistema composto de dois sensores de temperatura colocados um na entrada da água fria e o outro na saída da água quente de forma tal que nos permitem deduzir que seja apresentada a condição de fluxo ao se registrar uma diferença de 4°C entre os dois sensores de temperatura. Este aquecedor de água conta com um sistema de ignição ionizado e com um controlador eletrônico que manda a ordem de ignição por meio das seguintes condições: a) Quando existe um sinal de fluxo e o sensor de temperatura colocado na saída da água quente detecta uma temperatura inferior à temperatura máxima de corte predeterminada no controlador eletrônico. b) Também será ligado quando a temperatura detectada por ambos os sensores seja menor a um valor pré-estabelecido no controlador eletrônico como a temperatura mínima de ignição.The water heater of the present invention eliminates the need for an electromechanical water flow detector and is replaced by a system composed of two temperature sensors placed at the cold water inlet and the other at the water outlet. in such a way as to allow us to deduce that the flow condition is displayed by recording a 4 ° C difference between the two temperature sensors. This water heater has an ionized ignition system and an electronic controller that sends the ignition order under the following conditions: a) When there is a flow signal and the temperature sensor at the outlet of the hot water detects a temperature lower than the predetermined maximum cutting temperature on the electronic controller. b) It will also be switched on when the temperature detected by both sensors is lower than a preset value in the electronic controller as the minimum ignition temperature.

Desta forma o aquecedor de água unicamente será aceso quando a água quente for necessária, por meio das programações inseridas no controlador eletrônico.In this way the water heater will only be lit when hot water is required by the settings entered in the electronic controller.

Sumário da Invenção O aquecedor de água da presente invenção foi desenhado de tal forma que conta com os seguintes elementos: Um depósito de água resistente à corrosão, que na sua parte inferior se prolonga o suficiente até constituir uma câmara de água que rodeia a câmara de combustão localizada sobre um queimador de vários corpos de forma que a perda de calor para o exterior desta região seja minimizada, e na sua parte superior conta com um trocador de calor do tipo ramificado, permitindo a captação da maior parte da energia térmica contida nos gases de combustão e transferência até a água contida no depósito; um queimador com uma potência entre 8.7 e 13.0 kW onde é provido gás combustível a partir de um sistema de eletroválvulas, um detector de temperatura bimetálico cuja função é evitar o superaquecimento da água no interior do equipamento; dois sensores de temperatura respectivamente localizados na entrada da água fria e na saída da água quente, um primeiro eletrodo que gera uma faísca para a chama do queimador e um segundo eletrodo que detecta a mudança de corrente produzida no primeiro eletrodo através de ionização após o acendimento do queimador; um controlador eletrônico que, ao se atenderem as condições de demanda de água quente e/ou uma temperatura de água no aquecedor menor àquela pré-estabelecida, envia uma corrente ao primeiro eletrodo de tal forma que permite gerar uma faísca de acendimento do queimador; um sistema de eletroválvulas que permitem a passagem do gás até o queimador de forma segura uma vez que o controlador eletrônico enviou a corrente para a geração da faísca no primeiro eletrodo; uma tela de comunicação direta com o controlador eletrônico onde o usuário pode observar o estado do aquecedor de água em um momento determinado.SUMMARY OF THE INVENTION The water heater of the present invention has been designed in such a way as to have the following elements: A corrosion resistant water tank which at its bottom extends long enough to form a water chamber surrounding the water chamber. combustion located on a multibody burner so that heat loss to the outside of this region is minimized, and at its top has a branched type heat exchanger, allowing the capture of most of the thermal energy contained in the gases from combustion and transfer to the water contained in the tank; a burner with a power output between 8.7 and 13.0 kW where fuel gas is supplied from a solenoid valve system, a bimetallic temperature detector whose function is to prevent water overheating inside the equipment; two temperature sensors respectively located at the cold water inlet and hot water outlet, a first electrode that generates a spark to the burner flame and a second electrode that detects the change in current produced on the first electrode by ionization after ignition of the burner; an electronic controller which, when meeting the hot water demand conditions and / or a heater water temperature lower than the pre-set, sends a current to the first electrode in such a way as to generate a burner spark; a system of solenoid valves that allow the gas to pass safely to the burner once the electronic controller has sent the current to generate the spark on the first electrode; a direct communication screen with the electronic controller where the user can observe the state of the water heater at a given time.

Todo o conjunto de componentes da presente invenção faz o aquecedor de água funcionar privilegiando a segurança do usuário e do próprio aquecedor de água e maximizando a economia de gás combustível sem um piloto que se encontre aceso permanentemente.The entire assembly of components of the present invention makes the water heater operate by privileging the safety of the user and the water heater itself and maximizing fuel gas economy without a permanently lit pilot.

Breve Descrição das Figuras A Figura 1 é uma vista geral do aquecedor de água da presente invenção. A Figura 2 mostra os principais componentes, que são: depósito de água, válvula de drenagem, corpo exterior, sistema de eletroválvulas, controlador eletrônico e dispositivo de dispensação de ar, mediante uma vista tipo explosão. A Figura 3 é uma vista de corte transversal da parte superior do aquecedor. A Figura 4 é uma vista de corte transversal da parte inferior do aquecedor. A Figura 5 é uma vista do cartão ou controlador eletrônico..Brief Description of the Figures Figure 1 is an overview of the water heater of the present invention. Figure 2 shows the main components, which are: water tank, drain valve, outer body, solenoid valve system, electronic controller and air dispensing device, through an explosion view. Figure 3 is a cross-sectional view of the top of the heater. Figure 4 is a cross-sectional view of the bottom of the heater. Figure 5 is a view of the card or electronic controller.

Descrição Detalhada da Invenção O aquecedor de água (1) da presente invenção ilustrado na Figura 1 está desenhado para suportar uma pressão superior a 1,0 MPa. O depósito de água (2) é fabricado em aço e as áreas que estão em contado com a água são revestidas de porcelana para prevenir corrosão. A entrada fria (3) é localizada na parte superior direita do depósito de água (2), da mesma forma a saída de água quente (4) é localizada na parte superior esquerda de tal depósito (2). Adicionalmente na parte inferior do depósito de água (2) se tem uma conexão (5) que comunica o depósito de água (2) com o exterior, de forma que permita a drenagem e limpeza do depósito de água (2) por meio da colocação de uma válvula (6). O gás combustível é provido a um queimador de vários corpos (7) por meio de um sistema de eletroválvulas (8), proporcionando desta forma a energia exigida para o aquecimento da água. A potência do queimador de vários corpos (7) dependerá do tamanho do equipamento, que por sua vez dependerá das necessidades do usuário. O queimador de vários corpos (7) e um sistema de eletroválvulas (8) regulam a passagem de gás de forma segura. Este sistema de eletroválvulas (8) está protegido da radiação térmica por meio de um divisor (9). O sistema de eletroválvulas (8) se conecta ao queimador de vários corpos (7) de forma que seja possível a transferência de gás combustível entre ambos os componentes. O sistema de eletroválvulas está normalmente fechado até que o controlador eletrônico (10) envie o sinal de abertura ao se cumprir as seguintes condições de demanda de água quente e/ou temperatura da água:. a) Quando existe um sinal de fluxo e o sensor de temperatura colocado na saída da água quente (12) detecta uma temperatura menor que a temperatura máxima de corte predeterminada no controlador eletrônico (10); ou b) Quando a temperatura detectada por ambos os sensores de temperatura (11) e (12) seja menor que um valor pré-estabelecido no controlador eletrônico como a temperatura mínima de aquecimento. O controlador eletrônico (10) envia o sinal para fechar o sistema de eletroválvulas (8) evitando a passagem de gás combustível até o queimador quando não são cumpridas ambas as condições anteriormente mencionadas.Detailed Description of the Invention The water heater (1) of the present invention illustrated in Figure 1 is designed to withstand a pressure greater than 1.0 MPa. The water tank (2) is made of steel and the areas in contact with the water are porcelain coated to prevent corrosion. The cold inlet (3) is located in the upper right part of the water tank (2), in the same way the hot water outlet (4) is located in the upper left part of such a tank (2). Additionally at the bottom of the water tank (2) there is a connection (5) which communicates the water tank (2) with the outside, so that the water tank (2) can be drained and cleaned by placing of a valve (6). Fuel gas is supplied to a multibody burner (7) by means of a solenoid valve system (8), thereby providing the energy required for water heating. The power of the multibody burner (7) will depend on the size of the equipment, which in turn will depend on the user's needs. The multibody burner (7) and solenoid valve system (8) regulate the gas flow safely. This solenoid valve system (8) is protected from thermal radiation by means of a divider (9). The solenoid valve system (8) connects to the multibody burner (7) so that fuel gas transfer between both components is possible. The solenoid valve system is normally closed until the electronic controller (10) sends the opening signal when the following conditions of hot water demand and / or water temperature are met. a) When there is a flow signal and the temperature sensor placed at the hot water outlet (12) detects a temperature lower than the predetermined maximum cut-off temperature in the electronic controller (10); or (b) when the temperature detected by both temperature sensors (11) and (12) is less than a preset value in the electronic controller as the minimum heating temperature. The electronic controller (10) sends the signal to close the solenoid valve system (8) preventing the passage of combustible gas to the burner when both conditions mentioned above are not met.

Os sensores de temperatura colocados na entrada da água fria (11) e a saída da água quente (12) são introduzidos em uma conexão de latão, bronze ou outro material resistente à corrosão, e estes, por sua vez, são montados no depósito de água na entrada da água fria e na saída da água quente, respectivamente.The temperature sensors placed at the cold water inlet (11) and the hot water outlet (12) are inserted into a brass, bronze or other corrosion resistant material connection, and these, in turn, are mounted in the storage tank. water at the cold water inlet and the hot water outlet respectively.

Os dois cabos que compõem cada um dos sensores de temperatura (11) e (12) devem estar em contato entre eles na extremidade que está no interior do depósito de água, a extremidade oposta se conecta ao controlador eletrônico (10) igualmente que no sistema de eletroválvulas (8) de alimentação de gás combustível. Ao lado do sensor de temperatura na saída da água quente (12) se localiza um dispositivo bimetálico de segurança (13), o mesmo que funcionará no caso de existência de um superaquecimento na água do depósito (2) interrompendo a passagem de corrente para o controlador eletrônico (10). Este dispositivo bimetálico de segurança permite suspender a operação do sistema no caso de a temperatura da água ultrapasse um valor pré-determinado. Graças a sua configuração, os sensores de temperatura (11) e (12) permitem ao controlador eletrônico (10) identificar a condição de demanda de água ao se apresentar uma diferença de 4 °C entre tais sensores de temperatura (11) e (12). Portanto (Por tanto), o aquecedor de água (1) reiniciará o seu funcionamento somente quando a temperatura no dispositivo bimetálico de segurança (13) for menor em, por exemplo, 4 °C, no que se refere à temperatura de segurança específica. O controlador eletrônico (10) administra a operação dos diferentes componentes que formam o aquecedor de água, então, ao receber um sinal de diferença de temperaturas superior a, por exemplo, 4°C, entre o sensor de temperatura de saída da água quente (12) (Ts) e o sensor de temperatura de entrada da água fria (11) (Te) (Ts-Te > 4 °C), envia um sinal de corrente direta para o eletrodo de ignição (14) ilustrado na Figura 4 para gerar a faísca elétrica que acende o queimador de vários corpos (7). O eletrodo de ignição (14) está colocado a uma distância não superior a 4 mm sobre um dos corpos que compõem o queimador de vários corpos (7). Após 3 segundos e com a faísca elétrica em operação, o controlador eletrônico (10) envia um sinal ao sistema de eletroválvulas (8) para a abertura sequencial das eletroválvulas que compõem o sistema em questão (8) de forma que se permite a passagem de gás combustível para o queimador de vários corpos (7). Uma vez aceso o queimador de vários corpos (7), o eletrodo de ionização (15) (ilustrado na Figura 4), colocado a uma distância não superior a 4 mm sobre um dos corpos do queimador de vários corpos (7), detectará a chama por meio de um processo de ionização e enviará o sinal ao controlador eletrônico (10).The two cables that make up each of the temperature sensors (11) and (12) must be in contact with each other at the inside end of the water tank, the opposite end connects to the electronic controller (10) just like in the system. of fuel gas supply solenoid valves (8). Next to the temperature sensor at the hot water outlet (12) is a bimetallic safety device (13), which will work if there is overheating in the tank water (2) interrupting the current flow to the electronic controller (10). This bimetallic safety device allows system operation to be suspended if the water temperature exceeds a predetermined value. Thanks to their configuration, temperature sensors (11) and (12) allow the electronic controller (10) to identify the water demand condition by presenting a 4 ° C difference between such temperature sensors (11) and (12). ). Therefore (Therefore), the water heater (1) will restart its operation only when the temperature in the bimetallic safety device (13) is lower by, for example, 4 ° C with respect to the specific safety temperature. The electronic controller (10) manages the operation of the different components forming the water heater, then, upon receiving a temperature difference signal greater than, for example, 4 ° C, between the hot water outlet temperature sensor ( 12) (Ts) and the cold water inlet temperature sensor (11) (Te) (Ts-Te> 4 ° C) sends a direct current signal to the ignition electrode (14) shown in Figure 4 to generate the electric spark that ignites the multibody burner (7). The ignition electrode (14) is placed at a distance of not more than 4 mm above one of the bodies that make up the multibody burner (7). After 3 seconds and with the electric spark in operation, the electronic controller (10) sends a signal to the solenoid valve system (8) for the sequential opening of the solenoid valves that make up the system in question (8) so that a fuel gas for the multibody burner (7). Once the multibody burner (7) is lit, the ionization electrode (15) (shown in Figure 4), placed no more than 4 mm above one of the multibody burner bodies (7), will detect the calls through an ionization process and will send the signal to the electronic controller (10).

Caso o sinal de chama não seja recebido pelo controlador eletrônico (10) em um período de 5 segundos, ou caso o sinal seja apresentado de forma intermitente no mesmo lapso, ou caso o queimador de vários corpos (7) se apague em qualquer momento, o controlador eletrônico (10) envia um sinal ao sistema de eletroválvulas (8) de alimentação de gás combustível para o seu fechamento imediato e bloqueia o funcionamento do aquecedor de água (1) durante um lapso de 10 a 15 segundos com o propósito de permitir a dissipação do gás na câmara de combustão (16) e de realizar uma revisão eletrônica dos componentes conectados ao controlador eletrônico (10).If the flame signal is not received by the electronic controller (10) within 5 seconds, or if the signal flashes intermittently in the same lapse, or if the multi-body burner (7) goes out at any time, the electronic controller (10) sends a signal to the fuel gas supply solenoid system (8) for immediate shutdown and blocks the operation of the water heater (1) for a lapse of 10 to 15 seconds for the purpose of allowing gas dissipation in the combustion chamber (16) and perform an electronic overhaul of the components connected to the electronic controller (10).

Uma vez transcorridos os 10 a 15 segundos antes mencionados, é realizada uma nova tentativa de acendimento do aquecedor de água (1) até a obtenção de um sinal contínuo da presença da chama no queimador de vários corpos (7). Caso não seja detectado este sinal após um total de três tentativas, o controlador eletrônico (10) enviará um sinal para que na tela (17) seja apresentada uma mensagem de erro, o que indicará que, como medida de segurança, o sistema foi bloqueado temporariamente.Once the 10 to 15 seconds mentioned above have elapsed, a further attempt is made to ignite the water heater (1) until a continuous signal of the presence of the flame in the multibody burner (7) is obtained. If this signal is not detected after a total of three attempts, the electronic controller (10) will send a signal so that an error message will be displayed on screen (17), which indicates that as a safety precaution the system has been locked. temporarily.

Uma vez detectado o sinal da presença da chama pelo controlador eletrônico (10), a água dentro do depósito de água (2) será aquecida até que os sensores de temperatura de entrada de água fria (11), Te, e de saída de água quente (12), Ts, enviem um sinal ao controlador eletrônico (10) onde se indica que foi atingida a temperatura especificada. Por sua vez o controlador eletrônico (10) envia um sinal para fechar o sistema de eletroválvulas (8) de alimentação de gás combustível. O ciclo de acendimento será reativado até que se cumpra novamente alguma das condições mencionadas anteriormente. O controlador eletrônico (10) é alimentado de forma elétrica por meio de uma fonte de energia (18) que funciona por meio de qualquer combinação de baterias substituíveis, baterias recarregáveis ou conexão direta à rede elétrica, e que seja ilustrada na Figura 2. Por sua vez, o controlador eletrônico (10) distribuirá a alimentação elétrica aos diferentes componentes aos quais se conecta. A câmara de água (19) ilustrada na Figura 4 rodeia a câmara de combustão (16) minimizando as perdas de energia térmica até as partes laterais da câmara de combustão (19), e sob ela se localiza o queimador de vários corpos (7) e seu suporte (20). O depósito de água (2) na sua face interior conta com um trocador de calor (21) apresentado na Figura 3, o qual está formado por um conjunto de ramificações que permitem captar a maior parte da energia térmica contida nos gases de combustão para posteriormente ceder esta energia à água contida no depósito de água (2), conseguindo transferir a água no depósito entre 80% e 95% da energia térmica contida nos gases de combustão.Once the flame presence signal is detected by the electronic controller (10), the water inside the water tank (2) will be heated until the cold water inlet (11), Te, and water outlet temperature sensors (12) Ts send a signal to the electronic controller (10) indicating that the specified temperature has been reached. In turn the electronic controller (10) sends a signal to close the fuel gas supply solenoid valve system (8). The ignition cycle will be reactivated until any of the above conditions are met again. The electronic controller (10) is electrically powered from a power source (18) that operates through any combination of replaceable batteries, rechargeable batteries, or direct mains connection, as illustrated in Figure 2. By In turn, the electronic controller (10) will distribute the power supply to the different components to which it connects. The water chamber (19) shown in Figure 4 surrounds the combustion chamber (16) minimizing thermal energy losses to the sides of the combustion chamber (19), and beneath it is the multi-body burner (7). and its support (20). The water tank (2) on its inner face has a heat exchanger (21) shown in Figure 3, which is formed by a set of branches that allow the capture of most of the thermal energy contained in the flue gases later on. transfer this energy to the water contained in the water tank (2), being able to transfer the water in the tank between 80% and 95% of the thermal energy contained in the flue gases.

Na parte central do trocador de calor (21), se encontra um núcleo (22) em forma de um vaso cilíndrico (veja a Figura 3), cuja função é retardar e redirecionar os gases de combustão na sua trajetória de saída, forçando-os a passar através das ramificações que conformam o trocador(21).In the central part of the heat exchanger (21) there is a core (22) in the form of a cylindrical vessel (see Figure 3), whose function is to retard and redirect the combustion gases in their outlet path, forcing them passing through the branches forming the exchanger (21).

Conforme observado na Figura 3, a parte externa do depósito de água (2) encontra-se isolada termicamente a aplicação de um isolante (23) ou recobertura de um material de baixa condutividade térmica, que podem ser o poliuretano, lã mineral, fibra cerâmica, fibra de vidro ou qualquer outro conhecido no meio. O aquecedor de água (1) conta com um corpo exterior de lâmina (24) ilustrado na Figura 2, o qual está recoberto de uma pintura eletrostática resistente à corrosão para melhorar a estética do produto, além de garantir que o isolante (23) se mantém posicionado ao redor do depósito de água (2) e proteger tanto o isolante (23) como o próprio depósito de água (2) dos efeitos do meio ambiente. O corpo exterior da lâmina (24) ilustrado na Figura 2, possui um alojamento para o controlador eletrônico (10) e na sua base possui aberturas, localizadas na zona onde se localiza o queimador de vários corpos (7) para permitir a entrada do ar necessário para a combustão.As seen in Figure 3, the outside of the water tank (2) is thermally insulated by applying an insulator (23) or covering a low thermal conductivity material, which may be polyurethane, mineral wool, ceramic fiber. , fiberglass or any other known in the art. The water heater (1) has an outer blade body (24) illustrated in Figure 2, which is coated with a corrosion resistant electrostatic paint to improve the aesthetics of the product, and ensures that the insulator (23) is Keep it positioned around the water tank (2) and protect both the insulator (23) and the water tank itself (2) from environmental effects. The outer body of the blade (24) shown in Figure 2 has a housing for the electronic controller (10) and at its base has openings located in the area where the multi-body burner (7) is located to allow air to enter. necessary for combustion.

Na parte lateral esquerda do corpo exterior da lâmina (24) se localiza o sistema de eletroválvulas (8) junto à fonte de energia (18). Tanto o sistema de eletroválvulas (8) como a fonte de energia (18), se protege da radiação térmica proveniente do queimador de vários corpos (7) por meio de um par de divisores (9) .On the left side of the outer body of the blade (24) is located the solenoid valve system (8) near the power source (18). Both the solenoid valve system (8) and the power source (18) are protected from thermal radiation from the multibody burner (7) by means of a pair of dividers (9).

Por outro lado, conforme observado na Figura 5, o controlador eletrônico (10) contém uma série de botões com os quais o usuário pode operar o aquecedor. A válvula (6) que se localiza na parte inferior lateral direita do equipamento permite a drenagem e a limpeza do depósito de água (2). O defletor de ar (25) mostrado na Figura 2 impede a entrada das correntes de ar pela parte superior do aquecedor, evitando desta forma possíveis retrocessos de chama, e inclusive a extinção da chama no queimador de vários corpos.. O aquecedor de água (1) não opera durante a maior parte do tempo, a menos que se cumpra alguma das condições de acendimento anteriormente mencionadas. O acima exposto leva a uma redução no consumo de gás combustível e como consequência na emissão de gases contaminantes ao meio ambiente.On the other hand, as noted in Figure 5, the electronic controller (10) contains a series of buttons with which the user can operate the heater. The valve (6) located on the lower right side of the equipment allows drainage and cleaning of the water tank (2). The air deflector (25) shown in Figure 2 prevents air currents from entering the top of the heater, thereby preventing possible flame setbacks, and even extinguishing the flame in the multi-body burner. The water heater ( 1) does not operate most of the time unless any of the above lighting conditions are met. The above leads to a reduction in fuel gas consumption and as a consequence in the emission of contaminating gases into the environment.

Reivindicações AQUECEDOR DE ÁGUA DE PASSAGEM DO TIPO DE RÁPIDAClaims QUICK TYPE PASS WATER HEATER

RECUPERAÇÃORECOVERY

Claims (5)

1. Aquecedor de água de passagem do tipo de rápida recuperação, compreendendo: um queimador de vários corpos e um sistema de eletroválvulas que regulam a passagem de gás até o dito queimador de forma segura; um controlador eletrônico que administra a operação dos diferentes componentes que formam o aquecedor de água; um dispositivo bimetálico de segurança que permite suspender a operação do sistema em caso de a temperatura da água no depósito exceda um valor pré-determinado; um eletrodo de ignição que gera uma faísca para o acendimento do queimador de vários corpos e um eletrodo de ionização que detecta o acendimento do queimador por meio de um fenômeno de ionização; uma fonte de energia que funciona por meio de qualquer combinação de baterias substituíveis, baterias recarregáveis ou conexão direta com uma rede elétrica; caracterizado por compreender: um depósito de água resistente à corrosão que conta com um trocador de calor ramificado e com um núcleo suportado na parte superior central do dito trocador, de forma que a configuração conjunta destes três componentes permita retardar a saída e redirecionar os gases de combustão para aproveitar entre 80% e 95% de sua energia térmica; dois sensores de temperatura colocados um na entrada da água fria e outro na saída da água quente em uma configuração tal que permitem ao controlador eletrônico identificar a condição de demanda da água ao ser apresentada uma diferença de 4°C entre tais sensores de temperatura; uma câmara de água que rodeia a câmara de combustão minimizando as perdas de energia térmica até as partes laterais da câmara de combustão; um dispositivo defletor de ar, cuja configuração impede o ingresso de correntes de ar pela parte superior do aquecedor e evita possíveis retrocessos de chama e inclusive a extinção da chama no queimador de vários corpos.A fast recovery type through-water heater, comprising: a multi-body burner and a solenoid valve system that regulates the gas passage to said burner safely; an electronic controller that manages the operation of the different components that make up the water heater; a bimetallic safety device to suspend system operation if the water temperature in the tank exceeds a predetermined value; an ignition electrode that generates a spark for ignition of the multibody burner and an ionization electrode that detects the ignition of the burner by means of an ionization phenomenon; a power source that works through any combination of replaceable batteries, rechargeable batteries or direct connection to a mains power supply; characterized by: a corrosion resistant water tank having a branched heat exchanger and a core supported in the central upper part of said exchanger, so that the joint configuration of these three components allows to delay the outlet and redirect the exhaust gases. combustion to take advantage of between 80% and 95% of its thermal energy; two temperature sensors placed one at the cold water inlet and one at the hot water outlet in such a configuration that allow the electronic controller to identify the water demand condition by presenting a 4 ° C difference between such temperature sensors; a water chamber surrounding the combustion chamber minimizing thermal energy losses to the sides of the combustion chamber; an air deflector device, the configuration of which prevents drafts from entering the upper part of the heater and prevents possible flame setbacks and even extinguishing the flame in the multi-body burner. 2. Aquecedor de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo controlador eletrônico enviar o sinal de acendimento por meio das seguintes condições: a) quando existe um sinal de fluxo e o sensor de temperatura colocado na saída da água quente detecta uma temperatura menor que a temperatura máxima de corte predeterminada no controlador eletrônico; b) também será aceso quando a temperatura detectada por ambos os sensores for menor que um valor pré-estabelecido no controlador eletrônico como a temperatura mínima de acendimento.Water heater according to claim 1, characterized in that the electronic controller sends the ignition signal under the following conditions: a) when there is a flow signal and the temperature sensor at the outlet of the hot water detects a temperature lower than the predetermined maximum cutting temperature on the electronic controller; b) will also be lit when the temperature detected by both sensors is lower than a preset value in the electronic controller as the minimum ignition temperature. 3. Aquecedor de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo controlador eletrônico enviar o sinal para fechar o sistema de eletroválvulas evitando a passagem de gás combustível até o queimador quando deixam de serem cumpridas ambas as condições conforme definidas na reivindicação 2.Water heater according to claim 1, characterized in that the electronic controller sends the signal to close the solenoid valve system preventing the passage of combustible gas to the burner when both conditions as defined in claim 2 are no longer met. 4. Aquecedor de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo controlador eletrônico enviar um sinal para o sistema de eletroválvulas para permitir a passagem de gás combustível para o queimador de vários corpos após 3 segundos do início do envio do sinal de faísca elétrica e com dita faísca ainda em operação.Water heater according to claim 1, characterized in that the electronic controller sends a signal to the solenoid valve system to allow fuel gas to pass to the multibody burner within 3 seconds of the start of the electric spark signal. and with that spark still in operation. 5. Aquecedor de água, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo controlador eletrônico enviar um sinal ao sistema de eletroválvulas de alimentação de gás combustível para o seu fechamento imediato e bloquear o funcionamento do aquecedor de água se o sinal da chama não for recebido pelo controlador eletrônico em um período de 5 segundos ou, se o sinal se apresentar de forma intermitente no mesmo lapso, ou se o queimador de vários corpos se apagar em qualquer momento.Water heater according to Claim 4, characterized in that the electronic controller sends a signal to the fuel gas supply solenoid system for immediate shutdown and blocks the operation of the water heater if the flame signal is not received. by the electronic controller within 5 seconds or, if the signal flashes intermittently within the same lapse, or if the multi-body burner goes out at any time.
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