BR102013012288A2 - Sistema de controle da temperatura da água, aquecedor de água sem soprador de ar, e método de controlar a temperatura da água fornecida por um aquecedor de água sem soprador de ar - Google Patents

Abstract

Sistema de controle da temperatura daágua, aquecedor de acua sem soprador de ar, e método de controlar a temperatura da água fornecida por um aquecedor de água sem soprador de ar. Compreende um sistema de controle da temperatura da água, que é incorporado a um aquecedor de água sem soprador de ar, incluindo uma válvula de gás (10), um sensor de resistência (20), um sensor de temperatura, um sensor de fluxo de água (40) e um controlador (50); a válvula de gás (10) é controlada por sinais elétricos, para fornecer gás a um combustor (200) ; o sensor de resistência (20) detecta a resistência de um resistor variável (310), que é operado pelo usuário; o sensor de temperatura é provido para detectar a temperatura da água que entra no tubo de água (100) ; o sensor de fluxo de água (40) detecta uma descarga do fluxo de água no tubo de água (100) ; o controlador (50) é eletricamente conectado à válvula de gás (10) , ao sensor de resistência (20), ao sensor de temperatura e ao sensorde fluxo de água (40), respectivamente, para controlar a válvula de gás (10), de forma que esta forneça uma quantidade predeterminada de gás para o combustor (200) , de acordo com os resultados detectados pelos sensores.

Description

"SISTEMA DE CONTROLE DA TEMPERATURA DA ÁGUA, AQUECEDOR DE ÁGUA SEM SOPRADOR DE AR, E MÉTODO DE CONTROLAR A TEMPERATURA DA ÁGUA FORNECIDA PÔR UM AQUECEDOR DE ÁGUA SEM SOPRADOR DE AR" Campo de aplicação O presente pedido de patente de invenção refere-se, no geral, a um aquecedor de água, e mais particularmente, a um sistema de controle da temperatura da-água- -e um método de controlar a temperatura da água.

Descrição da técnica relacionada Geralmente, os aquecedores de água modernos são equipados com um soprador de ar para suprir ar para um queimador, de forma que a temperatura da água seja controlável por meio do soprador de ar ou de uma válvula de gás, que fornece gás para o queimador. Alguns aquecedores de água proporcionam um modo especifico de controlar o soprador de ar e a válvula de gás, a fim de aquecer a água, de uma forma precisa, à temperatura desejada.

Contudo, em um aquecedor de água sem o sopro de ar, o usuário só controla a válvula de gás para mudar a temperatura da água. Em um aquecedor de água convencional, a válvula de gás é equipada com um resistor variável, a ser controlado pelo usuário para controlar o fluxo de gás por meio da válvula de gás. Mas este não proporcionará um controle preciso da temperatura da água, visto que a temperatura será diferente no verão e no inverno.

Desta forma, a maneira de fazer com que um aquecedor de água sem soprador controle precisamente a temperatura da água é uma questão importante, para a fabricação de um aquecedor de água.

SUMÁRIO O principal objetivo do presente pedido de patente de invenção é prover um sistema de controle da temperatura da água para um aquecedor de água sem soprador de ar e ummétodo de controlar a temperatura da água de tal aquecedor de água, de forma a controlar com precisão a temperatura da água-.

De acordo com o objetivo do presente pedido de patente de invenção, o presente pedido de patente de invenção proporciona um sistema de controle da temperatura da água, que é incorporado a um aquecedor de água sem soprador de ar. O aquecedor de água possui um tubo de água com uma entrada e uma saida, um combustor para queima do gás que irá aquecer a água no tubo de água, e um resistor variável para ser operado pelo usuário. 0 sistema de controle da temperatura da água inclui uma válvula de gás, um sensor de resistência, um sensor de temperatura, um sensor de fluxo de água e um controlador . A válvula de gás é controlada por sinais elétricos para fornecer gás para o combustor . O sensor de resistência detecta a resistência do resistor variável. Um sensor de temperatura é provido na entrada do tubo de água para detectar a temperatura da água que entra no tubo de água. 0 sensor de fluxo de água detecta uma descarga do fluxo de água no tubo de água. O controlador é eletricamente conectado à válvula de gás, ao sensor de resistência, ao sensor de temperatura e ao sensor de fluxo de água, respectivamente, para controlar a válvula de gás para que esta forneça uma quantidade predeterminada de gás para o combustor, de acordo com os resultados detectados destes sensores, de forma a aquecer a água no tubo de água a uma temperatura pré-configurada.

Um método de controlar a temperatura da água inclui as seguintes etapas: A. Dividir uma faixa de resistência do resistor variável em uma pluralidade de seções de resistência. B. Designar uma temperatura pré-configurada para cada uma das seções de resistência”.’ C. Detectar a resistência do resistor variável, a temperatura da água que entra no tubo de água, e a descarga do fluxo de água no tubo de água, e então determinar a que seção de resistência pertence a resistência, e obter a temperatura pré-configurada designada à seção de resistência. D. Calcular um aquecimento para a água a ser aquecida à temperatura pré-configurada, e então fornecer uma quantidade previamente determinada de gás para o combustor, da forma adequada.

Desta forma, com o desenho acima, será possível adicionar um preciso controle da temperatura da água ao aquecedor de água tradicional.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 é um diagrama de bloco de uma primeira configuração preferida do presente pedido de patente de invenção; e A figura 2 é um diagrama de bloco parcial de uma segunda configuração preferida do presente pedido de patente de invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA A descrição detalhada e o conteúdo técnico do presente pedido de patente de invenção serão explicados com referência aos desenhos anexos. Contudo, os desenhos são ilustrativos apenas, sem limitar ao presente pedido de patente de invenção.

Como mostrado na Figura 1, o aquecedor de água sem soprador de ar da primeira configuração preferida do presente pedido de patente de invenção inclui um tubo de água 100 com uma entrada TIO e uma saidâ 1207 um combustor 200 sob o tubo de água 100 para aquecer a água no tubo de água 100, e um controlador de temperatura 300. O controlador de temperatura 300 possui um resistor variável 310 a ser operado pelo usuário para controlar a temperatura da água que sai do tubo de água 100.

Um sistema de controle da temperatura da água é adaptado ao referido aquecedor de água. 0 sistema de controle da temperatura da água inclui uma válvula de gás 10, um sensor de resistência 20, um sensor de temperatura 30, um sensor de fluxo de água 40 e um controlador 50. A válvula de gás 10 é provida em um tubo de gás 400, que é conectado ao combustor 200. A válvula de gás 10 é controlável por sinais elétricos para mudar um fluxo de gás para o combustor 200. A válvula de gás 10 é um dispositivo convencional, e pode ser a válvula de gás demonstrada no Pedido de Patente dos EUA 20090206291A1, um motor de passo, ou outros dispositivos equivalentes. O sensor de resistência 20 detecta a resistência do resistor variável 310. Em uma configuração, o sensor de resistência 20 é um ohmimetro, que pode obter diretamente a resistência do resistor variável 310, podendo ser também um voltímetro ou um amperimetro, que possam obter indiretamente a resistência. O sensor de temperatura 30 é provido na entrada 110 do tubo de água 100 para detectar a temperatura da água que entra no tubo de água 100. 0 sensor de fluxo de água 40 também é provido na entrada 110 dc tubo de água ΓΟ0 para detectar a taxa ■ - de volume (descarga) da água que entra no tubo de água 100. O sensor de resistência 20, o sensor de temperatura 30, e o sensor de fluxo de água 40 são conectados ao controlador 50, respectivamente, para receber os resultados detectados destes sensores 20, 30, 40, de modo a controlar a válvula de gás da forma adequada.

Um método de controlar a temperatura da água pelo sistema acima descrito inclui as seguintes etapas: A. Dividir a faixa de resistência do resistor variável 310 em duas seções de resistência. Por exemplo, se a faixa de resistência do resistor variável 310 for 0-10kQ, a mesma será dividida de forma a obter uma primeira seção de resistência, onde a resistência ficará entre 0 e 5kQ, e uma segunda seção de resistência, onde a resistência ficará entre 5kQ e lOkQ. B. Designar uma temperatura pré-configurada para cada seção de resistência. Por exemplo, a primeira seção de resistência é designada a uma primeira temperatura (65 °C) , e a segunda seção de resistência é designada a uma segunda temperatura (70 °C) . C. Detectar uma resistência do resistor variável 310 por meio do sensor de resistência 20, e detectar uma temperatura da água e um fluxo de água por meio do sensor de temperatura 30 e do sensor de fluxo de água 40, e então determinar a que seção de resistência pertence a resistência detectada, e obter a temperatura pré-configurada designada à seção de resistência. D. Calcular ura aquecimentcTpara áágua a“ser aquécidãá temperatura pré-configurada, e então controlar a válvula de gás 10 para prover uma quantidade predeterminada de gás para o combustor 200, da forma adequada. Como resultado, o aquecedor de água pode fornecer água quente com a temperatura pré-configurada (a primeira temperatura ou a segunda temperatura), e manter a temperatura da água em uma faixa pré-configurada.

Com o design descrito acima, o sistema de controle da temperatura da água do presente pedido de patente de invenção pode fazer um aquecedor de água sem soprador de ar controlar com precisão a temperatura da água quente, e manter uma temperatura constante, tanto no verão quanto no inverno.

Contudo, a eficiência do aquecedor de água pode cair após um longo tempo de operação. Para corrigir este problema, como mostrado na Figura 2, o sistema de controle da temperatura da água da segunda configuração preferida do presente pedido de patente de invenção é provido ainda com um sensor de temperatura 60 na saida 120 do tubo de água 100 para detectar a temperatura da água que sai do tubo de água 100. O resultado detectado pelo sensor de temperatura 60 é enviado para o controlador 50, também para controlar a válvula de gás 10 da forma adequada. O controlador 50 controla a válvula de gás 10 para aumentar o gás fornecido para o combustor 200, enquanto a temperatura detectada pelo sensor de temperatura 60 e a temperatura da água que sai do tubo de água 100 forem inferiores à temperatura pré-configurada, e também para reduzir o gás fornecido para o combustor 200 enquanto a temperatura detectada pelo sensor de temperatura 60 for maior do que a temperatura pré-configurada. É fácil entender que a faixa de resistência pode ser dividida em três, quatro, cinco ou mais seções de resistência, para obtenção de um controle de temperatura mais preciso. Qualquer aquecedor de água que não possua soprador de ar e use o resistor variável para mudar a temperatura da água deve ser incorporado no presente pedido de patente de invenção. As descrições acima representam umas poucas configurações preferidas do presente pedido de patente de invenção, e a equivalência do presente pedido de patente de invenção encontra-se ainda no escopo da construção de reivindicações do presente pedido de patente de invenção.

Claims (7)

1. "SISTEMA DE CONTROLE DA TEMPERATURA DA ÁGUA", que seja incorporado a um aquecedor de água sem soprador de ar, e o aquecedor de água possuindo um tubo de água (100) com uma entrada (110) e uma sarda (120) , um combustor (200) para queima do gás que irá aquecer a água no tubo de água (100) e um resistor variável (310) para ser operado pelo usuário, o sistema de controle da temperatura da água caracterizado por compreender: válvula de gás (10) controlada por sinais elétricos, para fornecer gás para o combustor (200); sensor de resistência (20) para detectar a resistência do resistor variável (310); sensor de temperatura provido na entrada (110) do tubo de água (100) para detectar a temperatura da água que entra no tubo de água (100 ) ; sensor de fluxo de água ( 40 ) para detectar uma descarga do fluxo de água no tubo de água (100); e controlador (50) eletricamente conectado à válvula de gás (10), ao sensor de resistência (20), ao sensor de temperatura e ao sensor de fluxo de água (40), respectivamente, para controlar a válvula de gás (10) , para que esta forneça uma quantidade predeterminada de gás para o combustor (200), de acordo com resultados detectados pelo sensor de resistência (20), pelo sensor de temperatura e pelo sensor de fluxo de água (40), de forma a aquecer a água no tubo de água (100) a uma temperatura pré-configurada.

2. "SISTEMA DE CONTROLE DA TEMPERATURA DA ÁGUA", de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda um sensor de temperatura equipado na saída (120) do tubo de água (100) , para detectar a temperatura da água que sai do tubo de água (100), caracterizado em que o sensor de temperatura seja eletricamente conectado ao controlador (50), para que o controlador (50) possa controlar a válvula de gás (10) , da forma adequada.

3. "AQUECEDOR DE ÁGUA SEM SOPRADOR DE AR", caracterizado por compreender: tubo de água (100) com uma entrada (110) e uma saida (120) ; combustor (200) para queima do gás que irá aquecer a água no tubo de água (100); resistor variável (310) para ser operado pelo usuário-; válvula de gás (10) controlada por sinais elétricos para fornecer gás para o combustor (200); sensor de resistência (20) para detectar a resistência do resistor variável (310); sensor de temperatura provido na entrada (110) do tubo de água (100) para detectar a temperatura da água que entra no tubo de água (100) ; sensor de fluxo de água (40) para detectar uma descarga do fluxo de água no tubo de água (100); e controlador (50) eletricamente conectado à válvula de gás (10) , ao sensor de resistência (20) , ao sensor de temperatura e ao sensor de fluxo de água (40) , respectivamente, para controlar a válvula de gás (10), de forma que esta forneça uma quantidade predeterminada de gás para o combustor (200) , de acordo com resultados detectados pelo sensor de resistência (20) , pelo sensor de temperatura e pelo sensor de fluxo de água (40), de forma a aquecer a água no tubo de água (100) a uma temperatura pré-configurada.

4. "AQUECEDOR DE ÁGUA SEM SOPRADOR DE AR", de acordo com a reivindicação 3, compreendendo ainda um sensor de temperatura provido na saida (120) do tubo de água (100) para detectar a temperatura da água que sai do tubo de água (100) , caracterizado em que o sensor de temperatura é eletricamente conectado ao controlador (50) , para que o controlador (50) possa controlar a válvula de gás (10) da forma adequada.

5 . "MÉTODO DE CONTROLAR A TEMPERATURA DA ÁGUA FORNECIDA POR UM AQUECEDOR DE ÁGUA SEM SOPRADOR DE AR", caracterizado em que o aquecedor de água inclua um tubo de água (100) com uma entrada (110) e uma sarda (120), um combustor (200) para queima do gás que irá aquecer a água no tubo de água (100) e um resistor variável (310) para ser operado pele usuário, o método compreendendo as seguintes etapas: A. dividir a escala de resistência do resistor variável (310) em uma pluralidade de seções de resistência; B. determinar uma temperatura pré-configurada para cada uma das seções de resistência; C. detectar a resistência do resistor variável (310) , a temperatura da água que entra no tubo de água (100) e a descarga do fluxo de água no tubo de água (100), e então determinar a que seção de resistência pertence a resistência, e obter a temperatura pré-configurada que é designada à seção de resistência; D. calcular um aquecimento para a água a ser aquecida à temperatura pré-conf igurada, e então fornecer uma quantidade predeterminada de gás para o combustor (200), da forma adequada.

6. "MÉTODO DE CONTROLAR A TEMPERATURA DA ÁGUA FORNECIDA POR UM AQUECEDOR DE ÁGUA SEM SOPRADOR DE AR", de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender ainda a etapa de detectar a temperatura da água que sai do tubo de água (100) , eajustarogás fornecido para o combustor (200), da forma adequada.

7 . "MÉTODO DE CONTROLAR A TEMPERATURA DA ÁGUA FORNECIDA POR UM AQUECEDOR DE ÁGUA SEM SOPRADOR DE AR", de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender ainda a etapa de aumentar o gás fornecido para o combustor (200) , enquanto a temperatura da água que sai do tubo de água (100) for mais baixa do que a temperatura pré-configurada, e reduzir o gás fornecido para o combustor (200), enquanto a temperatura da água que sai do tubo for mais alta do que a temperatura pré-configurada.