ES2247208T3 - Control autonomo de intercambiadores de calor. - Google Patents
Control autonomo de intercambiadores de calor.Info
- Publication number
- ES2247208T3 ES2247208T3 ES02002456T ES02002456T ES2247208T3 ES 2247208 T3 ES2247208 T3 ES 2247208T3 ES 02002456 T ES02002456 T ES 02002456T ES 02002456 T ES02002456 T ES 02002456T ES 2247208 T3 ES2247208 T3 ES 2247208T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- block
- logic
- pump
- heat
- primary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 27
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 23
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 128
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 4
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 2
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004540 pour-on Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G13/00—Other offensive or defensive arrangements on vessels; Vessels characterised thereby
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Flow Control (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
Procedimiento para el control de una pluralidad de montajes de bomba de calor (1161), comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes: - bombear calor, por medio de una bomba de calor accionada (1116), desde un entorno controlado y un disipador de calor (HS) hacia otro entorno controlado y un disipador de calor (HS), y - controlar la energía para dicha bomba de calor accionada (1116) en respuesta a una señal de control (1117); caracterizado porque, - en la presencia de una red (70) que enlaza dichos montajes de bomba de calor (1161) y un controlador (1161c) unívoco para cada montaje de bomba de calor (1161), se determina un estado primario o secundario del montaje de bomba de calor asociado (1161) mediante la evaluación de un indicador de memoria (920, 1320) y, - si dicho estado es primario, la bomba de calor accionada asociada (1116) es puesta en marcha en respuesta a una comparación de una de (a) una señal de temperatura (1150) de dicho entorno controlado y (b) una señal de humedad (1150) de dicho entorno controlado y un punto establecido predeterminado recibido a través de un puerto de comunicación (1161cp), y, - si dicho estado es secundario, la bomba de calor accionada asociada (1116) es puesta en marcha en respuesta a una comparación de dicha una (a) de dicha señal de temperatura (1150) de dicho entorno controlado y (b) dicha señal de humedad (1150) de dicho entorno controlado con otro punto establecido predeterminado recibido a través de dicho puerto de comunicación (1161cp), en el que los valores del primero y segundo puntos establecidos de temperatura y humedad pueden ser iguales.
Description
Control autónomo de intercambiadores de
calor.
La presente invención se refiere a un control
local autónomo de unos equipos de intercambio de calor que son
utilizables y/o utilizados en el contexto de una red de
interconexión que proporciona un intercambio de datos en relación al
estado de los equipos y de un entorno controlado. Especialmente, se
refiere a un procedimiento para controlar una serie de montajes de
bomba de calor.
En el documento
US-A-6.026.652 se describe un
procedimiento para controlar una serie de montajes de bomba de calor
en las cuales se dan a conocer todas las características de la parte
pre-caracterizante de la reivindicación 1.
Las embarcaciones marinas, a pesar de que estén
previstas para deporte, comercio o guerra, tienen en común la
necesidad de mantener su flotabilidad y control, frente a
potenciales condiciones violentas que incluyen tormentas, varamiento
y/o acciones hostiles. Mantener el control y la flotabilidad frente
a daños debidos a tales condiciones violentas puede requerir una
mejoría rápida de dichos daños o adaptación a los mismos. En un
buque grande, pueden haber muchos compartimentos, las entradas a los
cuales están separadas por una distancia suficiente entre sí de
manera que se puede requerir un tiempo considerable para moverse de
un compartimento a otro. La existencia de tales compartimentos ha
originado en el pasado la necesidad de un observador asignado a cada
compartimento o conjunto de compartimentos para supervisar unas
condiciones. Sin embargo, podría ser que unos tubos para hablar o
unos teléfonos serían adecuados para la comunicación entre cada uno
de los diferentes compartimentos y un centro o puente de control,
pero existe la posibilidad real de que unos daños sobre un
compartimento pueda dañar además el equipo de comunicaciones. Por
consiguiente, los buques de guerra nombran a miembros de la
tripulación como mensajeros, cuya tarea es transportar información
desde los compartimentos hacia el centro o puente de control en el
caso de una inhabilitación de las comunicaciones. Los daños sobre un
compartimento de un buque pueden requerir unos ajustes en muchos
compartimentos, como por ejemplo cuando la inundación de un
compartimento requiere la redistribución de la carga del buque o de
las reservas dispuestas para contrarrestar el exceso de tripulación.
Los ajustes pueden incluir operar válvulas y conmutadores dentro de
los compartimentos, según se requiera, por ejemplo, para poner en
marcha unas bombas y abrir unas válvulas para verter por un lado del
buque el agua de las sentinas, o para redistribuir el líquido
combustible desde unos tanques en un lado del buque hacia unos
tanques al otro lado. Debido a que el tiempo es muy importante
cuando se intenta hacer frente a unos daños, los buques de guerra en
el pasado han dispuesto tripulaciones en diferentes ubicaciones en
el buque. A estas tripulaciones se les asigna las tareas de operar
las válvulas y los conmutadores tal como han sido entrenadas o se ha
ordenado. Además de este tipo de ajustes, se deben disponer
tripulaciones adicionales para que permanezcan a la espera para la
extinción de incendios, para reparar los daños y para atender a los
heridos. En el caso de un buque de guerra, una parte de la
tripulación debe ser utilizada además para dotar de armas y
contramedidas. Debido a que la atención a los heridos presupone que
parte de la tripulación no es capaz de realizar sus tareas, la
tripulación debe ser, incluso cuando sea reducida debido a bajas,
suficientemente grande para realizar todas las tareas asociadas con
atender a un buque que está en peligro. Todas estas consideraciones
resultan en la dotación de buques con tripulaciones suficientemente
grandes como para proporcionar capacidad de reacción para la gestión
de cualquier emergencia. Un buque de guerra de la época de la
Segunda Guerra Mundial tenía una tripulación supernumeraria de 3.000
hombres, y un portaaviones de 5.000 aproximadamente. Incluso los
modernos destructores armados con misiles requieren unas
tripulaciones que superen las 300 personas.
La presencia de unas tripulaciones tan grandes
tiene inevitablemente efectos en el diseño del buque. Será evidente
que los requisitos de mantenimiento y soporte tienden a crecer de
manera desproporcionada a medida que la tripulación se hace mayor.
El buque en sí mismo debe ser grande para albergar la tripulación
sobredimensionada, y debe transportar aprovisionamientos adicionales
tales como comida, lo que lo hace aún más grande. Las zonas de
preparación de comida deben ser más grandes con una tripulación
grande, y el personal adicional para la preparación de la comida
requiere a su vez su propio equipo de soporte e instalaciones en el
barco. El coste de los buques se ve afectado negativamente por la
necesidad de una tripulación de un tamaño que proporcione capacidad
de reacción, y el coste de operar tales buques se ve aumentado
directamente debido a los miembros supernumerarios de la
tripulación. El coste de operación es aumentado adicionalmente por
la necesidad de mantener a los miembros supernumerarios. Por lo
tanto, es de gran importancia en el diseño de buques tener en cuenta
los requisitos para el personal del barco, y mejorar el diseño del
barco de manera tal que se minimice la dimensión de la
tripulación.
Una solución para una parte del diseño del buque
es un sistema de gestión de fluidos descrito en el contexto de una
disposición refrigerante de a bordo en la cual una serie de válvulas
controladas de manera autónoma, unos detectores de caudal y
posiblemente unos detectores de presión, están interconectados
mediante una red de datos, y cada control autónomo decide por sí
mismo, en base a una información almacenada previamente en relación
a su "ubicación" en la red de fluido, a un "contexto"
medioambiental, y además, en base a las condiciones declaradas en la
red, al estado de funcionamiento que debería asumir, como por
ejemplo "abierto" o "cerrado".
En la figura 1, un sistema de circulación 10
incluye una fuente 12 de fluido presurizado, tal como agua. Tal como
se ilustra, la fuente 12 puede incluir una bomba 12p acoplada
mediante un tubo 12t a una fuente de agua, el cual puede ser un tubo
que se extiende a través del casco de un buque para permitir a la
bomba 12p obtener agua salada del océano. La bomba 12p está
controlada por un controlador 12c tal como se describe a
continuación. La bomba 12p suministra el fluido presurizado a través
de un detector de caudal de fluido 56 hacia una conexión de tubos en
T o bifurcación 32, que suministra el fluido presurizado hacia una
vía de circulación o tubería 21 a través de una válvula controlada
por programa 41 y de un detector de caudal 51. La válvula controlada
por programa 41 está controlada por un programa independiente
asociado con un controlador de válvula 41c. La bifurcación 32
suministra además el fluido presurizado hacia una segunda vía de
circulación 22 a través de una válvula controlada por programa 42 y
de un detector de caudal 52. La válvula controlada por programa 42
está controlada por un programa independiente asociado con un
controlador de válvula 42c. Cuando la válvula 41 está abierta
(permite la circulación de un fluido) y una bomba 12p está
funcionando, el fluido presurizado es acoplado a una conexión en T o
bifurcación 33, y el fluido circula a través de uno de un conjunto 1
de dos intercambiadores de calor, y más especialmente, desde el
puerto de entrada del intercambiador de calor 61i a través del
intercambiador de calor 61 hacia un puerto de salida del
intercambiador de calor 61o, a través de un detector de caudal 54
hacia una conexión en T o bifurcación 31 adicional, y hacia un dren
designado como 9. Debe hacerse notar que esta descripción supone la
presencia de una vía de circulación desde el puerto de entrada del
intercambiador de calor hacia el puerto de salida, y esta vía no
está ilustrada explícitamente. Cuando la válvula 42 está abierta y
la bomba 12p está funcionando, el fluido presurizado es acoplado a
una conexión en T o bifurcación 34, y como resultado el fluido
circula desde el puerto de entrada del intercambiador de calor 62i a
través del intercambiador de calor 62 hacia un puerto de salida 62o,
a través de un detector de caudal 55 hacia una conexión en T o
bifurcación 31, y hacia un dren 9.
Aunque los medidores de caudal de la figura 1
están ilustrados como separados de las válvulas controlables, pueden
estar físicamente integrados dentro del mismo dispositivo o
alojamiento, y utilizar unas fuentes de energía, unos equipos
lógicos y unas conexiones de red comunes.
Las válvulas controlables 41, 42 y 43 de la
figura 1 pueden estar ubicadas en un buque y conectadas para la
circulación de un fluido. Las válvulas controlables pueden ser de
cualquier tipo. Los detectores de caudal pueden ser de cualquier
tipo, pero son preferentemente del tipo de detección de caudal
unidireccional o bidireccional.
La disposición 10 de la figura 1 incluye además
una vía de circulación 23 adicional acoplada entre las conexiones en
T 33 y 34. La vía de circulación 23 incluye unas vías de circulación
23a y 23b, un detector de caudal 53, e incluye además una válvula
controlada por programa 43 controlada por un controlador 43c.
En la figura 1, una red de comunicación,
ilustrada como un bloque 70, acopla los controladores de válvula
41c, 42c y 43c con los detectores de caudal 51, 52, 53, 54, 55 y 56,
y con un controlador de bomba (CNTL) 12c. Cada controlador de
válvula 41c, 42c y 43c está asociado con, un sistema de lógica
independiente o contiene el mismo, que puede tener la forma de
equipos dedicados, o preferentemente de un programa, que actúa, en
cooperación con la red de comunicación 70, como un sistema de
control distribuido para controlar el sistema de circulación de
fluido 10 bajo una variedad de condiciones. La ventaja de un sistema
de control distribuido es que es robusto, en el que cualquier
subparte no dañada del sistema 10 continua funcionando de manera
apropiada a pesar de la presencia de daños en, o fallo de, otras
partes del sistema 10. De esta manera, las partes no dañadas del
sistema de control distribuido continúan funcionando a pesar de la
presencia de daños en una parte de la globalidad del sistema de
control, muy al igual como los miembros no heridos de una
tripulación pueden continuar realizando sus tareas a pesar de la
incapacidad de algunos miembros de la tripulación.
La figura 2 es un diagrama de bloques
simplificado de un sistema de distribución de fluido 210 más
complejo que, pero de manera general similar en efecto, a la
disposición 10 de la figura 1. En la figura 2, la fuente 12 de
fluido presurizado incluye un tubo de suministro de fluido 12t que
suministra un fluido a un conjunto 202 de tres bombas 12p,
212p_{1}, y 212p_{2} que están controladas por unos
controladores 12pc, 212p_{1}c, y 212p_{2}c, respectivamente.
Cuando están funcionando, cada bomba 12p, 212p_{1}, y 212p_{2}
produce un fluido presurizado en una conexión en T o bifurcación
asociada 32, 232_{1} y 232_{2}. Un detector de caudal 56 mide el
caudal de fluido a través de la bomba 12p, un detector de caudal
256_{1} mide el caudal de fluido a través de la bomba 212p_{1},
y un detector de caudal 256_{2} mide el caudal de fluido a
través de la bomba 212p_{2}. Una válvula controlada por programa
241_{1} con un controlador 241_{1}c está acoplada en serie con
un detector de caudal 251_{1} para proporcionar una vía para la
circulación de fluido entre las T o bifurcaciones 32 y 232_{1}. De
manera similar, una válvula controlada por programa 241_{2} con un
controlador 241_{2}c está acoplada en serie con un detector de
caudal 251_{2} para proporcionar una vía para la circulación de
fluido entre la T o bifurcación 232_{1} y la vía de circulación
221. Una válvula controlada por programa 242_{1} con un
controlador 242_{1}c está acoplada en serie con un detector de
caudal 252_{1} para proporcionar una vía para la circulación de
fluido entre las T o bifurcaciones 32 y 232_{2}. Una válvula
controlada por programa 242_{2} con un controlador 242_{2}c está
acoplada en serie con un detector de caudal 251_{2} para
proporcionar una vía para la circulación de fluido entre las T o
bifurcación 232_{2} y la vía de circulación o tubería 222. De esta
manera, las bombas tres veces redundantes 12p, 212p_{1} y
212p_{2}, cuando son activadas, proporcionan un fluido presurizado
hacia las T o bifurcaciones asociadas 32, 232_{1} y 232_{2}, y
dependiendo de los estados de las válvulas, el fluido presurizado
puede ser suministrado hacia la vía 221, 222 o ambas 221 y 222.
La disposición de la figura 2 incluye un conjunto
201 que incluye una serie igual a cinco de los intercambiadores de
calor, descrito a continuación. En la figura 2, un par de
intercambiadores de calor 261_{1} y 261_{2} son operados en
paralelo presentando sus puertos de entrada 261_{1}i y 261_{2}i
acoplados a una T o bifurcación 233 a través de unas vías de
circulación de fluido 224_{1} y 224_{2}, respectivamente, y
presentando sus puertos de salida 261_{1}o y 261_{2}o acoplados
a la T o bifurcación 231_{1}. De manera similar, un par de
intercambiadores de calor 262_{1} y 262_{2} son operados en
paralelo presentando sus puertos de entrada 262_{1}i y 262_{2}i,
respectivamente, acoplados a una T o bifurcación 234, y presentando
sus puertos de salida 262_{1}o y 262_{2}o, respectivamente,
acoplados a la T o bifurcación 231_{2}. Los conjuntos de
intercambiadores de calor 261_{1}, 261_{2} y 262_{1},
262_{2}, están conectados a unas tuberías de la fuente de fluido
221 y 222, por medio de unas válvulas controladas por programa: una
válvula controlada por programa 243, que está controlada por un
controlador 243c, está acoplada en serie con un detector de caudal
253 en una vía 223 que se extiende desde una T o bifurcación 233
hacia una T o bifurcación 234, una válvula controlada por programa
243_{1}, que está controlada por un controlador 243_{1}c, está
acoplada en serie con un detector de caudal 253_{1} en una vía
223_{1} que se extiende desde la T o bifurcación 233 hacia la T o
bifurcación 235, y una válvula controlada por programa 243_{2},
que está controlada por un controlador 243_{2}c, está acoplada en
serie con un detector de caudal 253_{2} en una vía 223_{2} que
se extiende desde la T o bifurcación 234 hacia una T o bifurcación
236. Los conjuntos de intercambiadores de calor 261_{1}, 261_{2}
y 262_{1}, 262_{2}, están conectados a unas tuberías de drenaje
de fluido 221_{1} y 222_{1} por medio de unas válvulas
controladas por programa: una válvula controlada por programa
248_{1}, que está controlada por un controlador 248_{1}c, está
acoplada en serie con un detector de caudal 258_{1} en una vía
249_{1} que se extiende desde la T o bifurcación 231_{1} hacia
una T o bifurcación 231_{2}, una válvula controlada por programa
248_{2}, que está controlada por un controlador 248_{2}c, está
acoplada en serie con un detector de caudal 258_{2} en una vía
249_{2} que se extiende desde la T o bifurcación 231_{1} hacia
una T o bifurcación 231_{3}, y una válvula controlada por programa
248_{3}, que está controlada por un controlador 248_{3}c, está
acoplada en serie con un detector de caudal 258_{3} en una vía
249_{3} que se extiende desde la T o bifurcación 231_{2} hacia
una T o bifurcación 231_{4}.
Además en la figura 2, un intercambiador de calor
271 adicional presenta un puerto (nominalmente de entrada) 271i
conectado para la circulación de un fluido hacia una T o bifurcación
237, y presenta además un puerto (nominalmente de salida) 271o
conectado a una T o bifurcación 231_{5}. La bifurcación 237 está
acoplada a las vías de fluido de la fuente 221 y 222 a través de
unas válvulas controladas por programa 244_{1} (controladas por un
controlador 244_{1}c) y 244_{2} (controladas por un controlador
244_{2}c). Las válvulas 244_{1} y 244_{2} están acopladas en
serie con los detectores de caudal 257_{1} y 257_{2},
respectivamente. El intercambiador de calor 271 presenta su puerto
(nominalmente) de salida 271o y una T o bifurcación 231_{5}
acoplados a unas vías de drenaje de la fuente 221_{1} y 222_{1}
a través de unas válvulas controladas por programa 248_{4}
(controladas por un controlador 248_{4}c) y 248_{5}
(controladas por un controlador 248_{5}c). Las válvulas 248_{4}
y 248_{5} están acopladas en serie con unos detectores de caudal
258_{4} y 258_{5}, respectivamente.
Durante el funcionamiento de la disposición de la
figura 2, cada una o ambas vías de drenaje de la fuente 221_{1} ó
222_{1} pueden ser presurizadas mediante el funcionamiento de
cualquiera de las bombas 12p, 212p_{1} y/o 212p_{2}, disponiendo
las válvulas 241_{1}, 241_{2}, 242_{1} y 242_{2} en una
posición de funcionamiento adecuada. Por ejemplo, la bomba 12p puede
presurizar la vía 221 mediante la apertura de las válvulas 241_{1}
y 241_{2}, mientras que la vía 222 puede ser presurizada
adicionalmente mediante la apertura de las válvulas 242_{1} y
242_{2}. Si, por otro lado, sólo se activa la bomba 212p_{1}, la
vía 221 puede ser presurizada mediante la apertura sólo de la
válvula 241_{2}, mientras que la vía 222 puede ser presurizada
adicionalmente mediante la apertura de las válvulas 241_{1},
242_{1} y 242_{2}. Con las tuberías 221 y 222 presurizadas
mediante la operación de la bomba 212p_{1}, la tubería 221 puede
ser "despresurizada" mediante el cierre de la válvula
241_{2}, suponiendo que ninguna otra vía proporciona la
presurización. Otras combinaciones de los estados de abierto
(circulación permitida) y cerrado (circulación impedida) de las
diferentes válvulas 241_{1}, 241_{2}, 242_{1} y 242_{2},
permiten a cualquiera o a todas las bombas 12p, 212p_{1}, y/o
212p_{2} presurizar cualquiera o ambas de las vías 221 y 222.
La bifurcación 235 de la figura 2 permite que la
presión de fluido en la vía 221 sea comunicada a las válvulas
243_{1} y 244_{1}, mientras que la bifurcación 236 permite que
la presión de fluido en la vía 222 sea comunicada a las válvulas
243_{2} y 244_{2}. La apertura de cualquiera de estas válvulas
permite la aplicación de un fluido bajo presión en el puerto de
entrada de, al menos, uno de los intercambiadores de calor. Más
particularmente, si la vía 221 está presurizada, la válvula de
apertura 243_{1} permite al fluido presurizado alcanzar los
puertos de entrada 261_{1}i y 261_{2}i de los conjuntos de
intercambiadores de calor 261_{1} y 261_{2}, y la válvula de
apertura 244_{1} permite al fluido presurizado alcanzar los
puertos de entrada 271_{1}i del intercambiador de calor 271. Si la
vía 222 está presurizada, la válvula de apertura 243_{2} permite
al fluido presurizado alcanzar los puertos de entrada 262_{1}i y
262_{2}i de los conjuntos de intercambiadores de calor 262_{1} y
262_{2}, y la válvula de apertura 244_{2} permite al fluido
presurizado alcanzar los puertos de entrada 271_{1}i del
intercambiador de calor 271. De esta manera, el fluido presurizado
puede alcanzar el puerto de entrada 271i del intercambiador de calor
271 a través de cualquiera de las válvulas 244_{1} ó 244_{2}, o
a través de ambas si ambas válvulas están en el estado abierto.
Al igual que el fluido presurizado puede ser
acoplado hacia el puerto de entrada 271i del intercambiador de calor
271 mediante cualquiera o ambas de las dos vías incluyendo las vías
221 y 222, el fluido presurizado puede ser acoplado mediante
cualquiera o ambas de las dos vías incluyendo las vías 221 y 222,
hacia los puertos de entrada 261_{1}i, 261_{2}i, 262_{1}i,
262_{2}i de los intercambiadores de calor 261_{1}, 261_{2},
262_{1} y 262_{2}, mediante la válvula de apertura 243 en
cooperación con la apertura de, al menos, una de las válvulas
243_{1} y 243_{2}.
A diferencia de la disposición de la figura 1, la
disposición de la figura 2 incluye unas válvulas en las vías de
drenaje. Las válvulas en las vías de drenaje pueden ser deseables
para impedir el reflujo y para permitir el mantenimiento y/o la
substitución de unidades particulares. Las vías de drenaje
principales están designadas mediante 221_{1} y 222_{1} en la
figura 2. Las vías de drenaje 221_{1} y 222_{1} se unen en una T
o bifurcación 31, y el puerto común de la T está acoplado al dren 9.
El fluido que ha circulado a través del intercambiador de calor 271
sale a través del puerto 271o y llega a la T o bifurcación
231_{5}. Si la válvula 248_{4} está abierta, el fluido
procedente del puerto de salida 271o circula desde la T o
bifurcación 231_{5} hacia la vía de drenaje 221_{1} y de ahí
hacia el dren 9.
Por otro lado, si la válvula 248_{5} está
abierta, el fluido procedente del puerto de salida 271o circula
desde la T o bifurcación 231_{5} hacia la vía de drenaje 221_{1}
y de ahí hacia el dren 9. Si ambas válvulas 248_{4} y 248_{5}
están abiertas, el fluido puede circular desde el puerto de drenaje
271o hacia el dren 9 a través de dos vías. De manera similar,
existen múltiples vías para la circulación de fluido desde los
puertos de drenaje 261_{1}o, 261_{2}o, 262_{1}o, 262_{2}o de
los intercambiadores de calor 261_{1}, 261_{2}, 262_{1} y
262_{2}, respectivamente, hacia el dren 9. La válvula de apertura
248_{2} permite al fluido de drenaje circular desde la T o
bifurcación 231_{1} hacia el dren 9 a través de la vía de drenaje
221_{1}, y la válvula de apertura 248_{3} permite al fluido de
drenaje circular desde la T o bifurcación 231_{2} hacia el dren 9
a través de la vía de drenaje 221_{1}. La válvula de apertura
248_{1} permite al fluido de drenaje circular entre las T o
bifurcaciones 231_{1} y 231_{2}, permitiendo de esta manera que
el fluido de drenaje procedente de los puertos de drenaje del
intercambiador de calor 261_{1}o, 261_{2}o, 262_{1}o,
262_{1}o de los intercambiadores de calor 261_{1}, 261_{2},
262_{1} y 262_{2}, respectivamente, circular a través de una de
las vías 221_{1} ó 222_{1}, o ambas, tal sea permitido por los
estados de las válvulas 248_{2} y 248_{3}. Como en el caso de la
disposición de la figura 1, una red 70 interconecta los diferentes
controladores de válvula, válvulas de circulación, y controladores
de bomba, de manera que una información referida a los estados de
las válvulas y de las velocidades de circulación puede ser recibida
por cada uno de los controladores de válvula y de bomba.
La figura 3 es un diagrama de bloques
extremadamente simplificado que representa una parte 301 de los
programas que residen en cada uno de los controladores de válvula de
las disposiciones de las figuras 1 y 2 o están asociados con los
mismos. Además de los programas representados, cada válvula
dispondrá de unos equipos y unos programas residentes o asociados
(no representados) para la comunicación sobre la red 70 de las
figuras 1 y 2, y unos equipos de operación de válvulas (no
representados) para controlar realmente el estado de la válvula de
fluido. Los equipos de operación de válvulas pueden incluir unos
motores o actuadores accionados de modo eléctrico, neumático y/o
hidráulico. Algunas válvulas pueden ser accionadas mediante energía
mecánica almacenada, como por ejemplo mediante un muelle arrollado o
una disposición de pesa y polea.
Los bloques de programas 310 o programas 301 de
la figura 3 representan el flujo de tratamiento principal para
determinar o controlar el estado de la válvula asociada. El bloque
310 recibe una información desde un bloque de tratamiento auxiliar
312 a través de unas vías designadas como B y D. El bloque 310
produce unas instrucciones que avanzan a través de una vía designada
como A hacia una detección de fuga y un bloque de supervisión de
estado 312. El bloque 314 representa una disposición de una lógica
para recoger información de estado desde los medidores de caudal,
detectores de presión y del estado de las válvulas, determinando los
tiempos en los cuales se realizan diferentes cálculos. La
temporización de los cálculos es importante, debido a que la
información sobre la que se basan los cálculos puede ser detectada
en diferentes tiempos, tendiendo así a reducir la relación entre las
diferentes cantidades. Por ejemplo, si el caudal a través del
detector de caudal de la figura 1 es medido o detectado como de
valor cero en el tiempo t1, y la presión en la tubería asociada es
medida como de valor pequeño en un tiempo posterior, el cálculo
puede conducir a la conclusión errónea de que la bomba no está
bombeando con suficiente intensidad, cuando sin embargo unas
mediciones simultáneas pueden demostrar que la presión en la tubería
es baja, pero que además existe una elevado caudal de fluido a
través del detector. Una condición de este tipo puede conducir a una
conclusión correcta (para algunas situaciones) de que se ha
producido una rotura en la tubería aguas abajo del detector. La
temporización proporcionada por el bloque 314 de la figura 3 alinea
los tiempos de medición de modo que los cálculos son
significativos.
La figura 4 es un esquema o diagrama de flujo
simplificado que ilustra la secuencia de una lógica principal del
bloque 310 de la figura 3. En la figura 4, la lógica puede
entenderse como iniciada en un bloque 410, el cual representa una
puesta en marcha o reinicio. La lógica pasa por diferentes caminos
de la lógica de forma continua en el funcionamiento normal. Desde el
bloque 410, la lógica pasa hacia un bloque 412, el cual representa
el reinicio de los temporizadores del sistema. Los valores por
defecto de los programas son utilizados para establecer la posición
inicial correcta de la válvula. Con los temporizadores del sistema
reiniciados, la lógica se ramifica sobre el camino o nodo A hacia el
bloque de detección de fuga y supervisión de estado 312 de la figura
3. Desde el bloque 412, la lógica pasa hacia un bloque 414, el cual
representa la determinación del estado o posición actual de la
válvula asociada como nominalmente abierta (circulación de fluido
permitida), cerrada (no hay circulación de fluido) o (en algunas
formas de realización) en posiciones entre abierta y cerrada. Desde
el bloque 414, la lógica de la figura 4 pasa hacia el bloque 416. El
bloque 416 recibe una información en relación al contexto del
sistema desde la red 70 de las figuras 1 y 2. La información del
contexto del sistema instruye a la válvula de las condiciones bajo
las cuales está funcionando el buque, la cual puede incluir
condiciones del tipo "atracado", "normal" y
"batalla". Esto es tan solo un almacén de memoria que almacena
información procedente de una fuente remota para ser utilizada por
el flujo de la lógica. Desde el bloque 416, la lógica pasa hacia el
bloque 418, el cual combina la información del bloque 416 con la
información que instruye a la válvula "de donde está" en el
contexto del sistema, de manera que la lógica autónoma de la figura
4 para cada válvula puede interactuar, a través de la red, con los
detectores y con otras válvulas del sistema de un modo casi
inteligente para conseguir el resultado deseado. La información de
la configuración del sistema es mantenida en una memoria designada
como 420. La información de la configuración del sistema es una
disposición para cada válvula que la describe en términos
funcionales, tal como una válvula "raíz" que permite la
circulación, o una válvula de conexión cruzada que permite la
selección entre múltiples vías. En general, la información de la
configuración o de la ubicación del sistema contenida en el bloque
420 no cambia con el paso del tiempo, debido a que la válvula
permanece de manera ordinaria en la misma ubicación en el mismo
sistema de tuberías. Las únicas situaciones en las cuales la
información de configuración memorizada puede ser cambiada incluyen
la reconfiguración del sistema de tuberías o la extracción de una
válvula (con sus programas) hacia otra ubicación en el mismo en un
sistema de tuberías diferente.
Desde el bloque 418 de la figura 4, la lógica
pasa hacia un bloque de accionamiento 422, el cual representa el
establecimiento de la válvula asociada a la posición determinada en
el bloque 418.
Desde el bloque 422 de la figura 4, la lógica
pasa hacia un bloque de decisión 424. El bloque 424 responde a la
orden dada desde el bloque de accionamiento 422 o a la orden de
estado de error o de fuga desde el nodo B, generadas en el flujo de
la lógica de la figura 5. El bloque 424 de la figura 4 compara el
estado mandado de la válvula con la posición actual de la válvula.
Si no se requiere ningún cambio en la posición de la válvula para
coincidir con la posición ordenada, la lógica abandona el bloque de
decisión 424 mediante la salida NO, y llega al bloque 426. Si se
requiere un cambio en la posición de la válvula, la lógica abandona
el bloque de decisión 424 mediante la salida SÍ y efectúa el cambio
de la posición, y la lógica llega a continuación al bloque 426. El
bloque 424 debe solucionar la presencia de órdenes de estado de
válvula conflictivas en algunos casos. Por ejemplo, si se produce la
orden de configuración normal en el bloque 422 y se recibe una orden
de "cerrar válvula" a través del nodo B, el bloque 424 utiliza
una lógica que puede depender de las propiedades de configuración
para resolver el conflicto. Normalmente, la orden de estado de
emergencia que llega a través del nodo B se superpondrá a las
órdenes de modalidad normal del bloque 422.
El bloque 426 de la figura 4 actualiza la
variable de la posición de la válvula, y la pone a disposición de
otras válvulas controlables del sistema a través de la red de
interconexión 70 de las figuras 1 y 2. Desde el bloque 426, la
lógica pasa hacia un bloque de FIN o Pausa 428, en el cual la lógica
se detiene hasta que se inicia el siguiente ciclo de la lógica.
La figura 5 es una representación simplificada de
la lógica del bloque 312 de la figura 3. En la figura 5, la lógica
incluye una serie de temporizadores que de manera recurrente
realizan una cuenta atrás desde un tiempo predeterminado, como por
ejemplo 30 segundos. En la figura 5, el bloque 510 es un
temporizador de comprobación de circulación, el bloque 512 es un
temporizador que informa acerca de un estado, y el bloque 514 es un
temporizador de pérdida de comunicación que busca una entrada desde
la red de interconexión de válvulas, y el cual considera la
interconexión con la válvula con la que está asociado como
inhabilitada si no se recibe ninguna entrada dentro de un intervalo
particular. Cada uno del temporizador de comprobación de circulación
510, del temporizador que informa acerca de un estado 512 y del
temporizador de pérdida de comunicación 514 están conectados a unos
bloques de reinicio de temporizador 516, 518 y 520, respectivamente.
Estos bloques de reinicio de temporizador hacen que unos contadores
asociados sean reiniciados a sus valores iniciales después de
producirse una cuenta completa. El bloque de reinicio de
temporizador que informa acerca de un estado 518 está conectado al
bloque 522, el cual representa el envío o la acción de informar
desde la válvula controlable asociada hacia el sistema de
interconexión 70 (figuras 1 y 2) del estado o situación actual de la
válvula, y de la circulación a través de cualquier medidor de caudal
asociado. De esta manera, la acción de informar acerca de una
información de este tipo desde la válvula asociada hacia la red 70
está bajo el control del temporizador 512.
Desde el bloque de reinicio de temporizador 516
de la figura 5, la lógica pasa hacia un bloque 524 y a través de un
camino 525 hacia un bloque 526. El bloque 526 es el primer bloque de
una lógica que determina la dirección de la circulación a través de
la válvula asociada. Si el medidor de caudal asociado resulta ser
bidireccional, entonces la determinación del flujo de la lógica que
comienza en el bloque 526 puede ser reducida a un único bloque de
decisión. Si el medidor de caudal asociado no es bidireccional, el
bloque 526 representa la determinación de las presiones relativas en
cada lado de la válvula asociada, y la determinación de aquella de
las presiones que es la mayor. El bloque 528 representa la selección
de la configuración del sistema utilizada en la válvula asociada en
base a la dirección de la circulación. Esta es una determinación de
o-exclusiva. Desde el bloque 528, la lógica pasa
hacia un bloque 530, el cual representa la selección de la
configuración del sistema, seleccionada de entre las configuraciones
almacenadas en el bloque 420 de la figura 4. Desde el bloque 530, la
lógica pasa hacia el bloque de fin o pausa 428.
Desde el bloque de reinicio de temporizador 516
de la figura 5, el flujo de la lógica hacia el bloque 524 inicia la
detección de fuga o de tubería rota para la válvula asociada. El
bloque 524 suma los caudales de fluido de la vecina más cercana de
la configuración del sistema almacenada en el bloque 530 de la
figura 5. Por ejemplo, si la válvula asociada de la lógica de las
figuras 4 y 5 resulta ser la válvula 244_{2} de la figura 2,
entonces la información de configuración o la tabla almacenada en el
bloque 530 incluye una información para hacer que el caudal de
fluido de entrada de la válvula asociada 244_{2} se iguale al
caudal de fluido a través de la válvula 241_{2}, y el caudal de
fluido de salida se iguala a la suma de los caudales de fluido a
través de las válvulas 244_{1}, 248_{4} y 248_{5}. Se plantea
la suposición de que el caudal de fluido a través de cualquier
válvula es el mismo que el del detector de caudal asociado,
independientemente de si el detector de caudal está integrado en la
válvula o de si es un elemento separado ubicado cerca de la válvula.
El bloque 524 de la figura 5 suma los caudales, y la suma resultante
debería estar equilibrada. La información de la suma del bloque 524
es evaluada por un bloque de decisión 532, el cual compara el
desequilibrio con una tolerancia que está determinada por las
tolerancias de los dispositivos de medición de caudal. Sólo aquellas
condiciones de desequilibrio que superen las tolerancias son
consideradas como importantes. Debido a que pueden haber
desequilibrios transitorios, no se confía en ninguna medición única
del desequilibrio, sino que el criterio para declarar una fuga o
rotura es una secuencia de varios desequilibrios. Con ese fin, las
condiciones de error significativas que pasan desde la salida ERROR
del bloque 532 son aplicadas a un puerto de entrada de INCREMENTO de
un contador de error 534, el cual es incrementado. Si el bloque de
decisión 532 detecta una condición libre de error durante un ciclo
de reloj, el contador de error 534 es restablecido a cero mediante
una señal aplicada sobre el puerto de entrada de REINICIO. Mientras
no se produzca un número particular de condiciones de error
consecutivas, el contador de error 534 no produce ninguna salida
sobre el camino de la lógica de NO FUGA 536, y la lógica pasa hacia
el bloque de FIN o PAUSA 428. Después de producirse un número
escogido de errores, el contador 534 produce una señal de error de
fuga y la aplica sobre un bloque 538, el cual declara una fuga. El
bloque 540 representa el establecimiento de la posición de la
válvula asociada en la posición establecida por la información de
configuración para unas condiciones de fuga. La mayoría de las
válvulas serían dispuestas en estado de cierre en el caso de una
fuga, pero podrían darse unas circunstancias inusuales en las cuales
la válvula no está cerrada, pero se declara una fuga. Desde el
bloque 540 la lógica pasa hacia el nodo de la lógica B.
Desde el bloque de reinicio de temporizador 520
de la figura 5, la lógica pasa hacia un bloque 550 el cual
representa la determinación de la existencia de señales de
actualización desde las vecinas durante el intervalo de
actualización. De esta manera, si la válvula asociada es la válvula
244_{2}, y sus vecinas son la 242_{2}, 244_{1}, 248_{4} y
248_{5}, el bloque 550 determina que las señales han llegado desde
estas cuatro vecinas. El bloque 552 determina si la información de
circulación de fluido no está siendo actualizada, y genera unas
señales de la lógica que son pasadas a un bloque 554. El bloque 554
representa el establecimiento de la válvula asociada en la posición
basada en la configuración (la cual depende de la modalidad de
funcionamiento). Desde el bloque 554, la lógica pasa hacia el nodo
B, el cual vuelve al bloque 424 de la figura 4. Si la información de
la presión desde las vecinas no ha sido actualizada, el bloque 556
responde, y la lógica vuelve hacia el bloque 426 de la figura 4 a
través del nodo D.
El bloque de recogida de información de estado
314 de la figura 6 recoge una información que llega desde unas
válvulas controlables mutuamente desincronizadas. La información es
capturada y almacenada temporalmente en una memoria hasta que es
requerida por otras partes de la lógica. En la figura 6, los bloques
610_{1}, ..., 610_{n} representan unos mensajes de entrada que
se producen en diferentes tiempos, llegando a través de la red desde
unos medidores de caudal vecinos asociados con unas vías de
circulación que proporcionan un caudal de fluido hacia la válvula
asociada, los bloques 612_{1}, ..., 612_{n} representan unos
mensajes de entrada que se producen en diferentes tiempos, llegando
a través de la red desde unos medidores de caudal vecinos asociados
con unos caudales de salida de fluido, y los bloques 614_{1}, ...,
614_{n} representan unos mensajes que se producen en diferentes
tiempos, llegando a través de la red desde unos medidores de
presión. Todos los mensajes llegan al bloque 616, el cual representa
el almacenamiento de los mensajes en los tiempos en que llegan,
junto con una cabecera de mensaje que indica la fuente de la
información y el tiempo de llegada. El bloque 618 distribuye la
información en las ubicaciones apropiadas en una matriz 620 que
facilita el tratamiento de la detección de fuga. La matriz 620
incluye unas ubicaciones para cada elemento de información de caudal
de entrada, junto con un tiempo de llegada, ubicaciones para cada
elemento de información de caudal de salida, junto con un tiempo de
llegada, y ubicaciones para cada elemento de información de la
presión, junto con un tiempo de llegada. La información de la matriz
se pone a la disposición de otras partes de la lógica, bajo una
orden a través del nodo C desde el temporizador de actualización 514
de la figura 5. Desde la matriz 620 de la figura 6, la lógica pasa
hacia el bloque de FIN o PAUSA 428.
Una forma de realización de un sistema de
válvulas controlables de forma independiente o autónoma
substancialmente según la descripción anterior fue producida y
probada conjuntamente con unos sistemas de circulación más complejos
que aquellos de las figuras 1 y 2, y se determinó que funcionaba
satisfactoriamente. Una observación que fue obtenida
experimentalmente fue que es deseable asociar un detector de caudal
con cada una de las válvulas controlables. Se determinó que los
sistemas que contienen menos determinaciones de caudal que válvulas
eran difíciles de estabilizar bajo ciertas condiciones. Se cree que
la utilización de unos detectores de caudal más precisos puede
permitir una adecuada estabilidad del sistema con menos detectores
de caudal que válvulas controlables.
Una solución a otra parte del diseño del buque
implica la utilización de una serie de bombas controladas de forma
autónoma en un sistema de distribución de fluido con las válvulas
controladas de manera autónoma interconectadas mediante una red de
comunicación de datos. Las acciones realizadas por las bombas son
establecidas por los controladores autónomos sin tener en cuenta la
existencia de una conexión a la red, de manera que incluso si la
conexión a la red falla o es dañada, la válvula o la bomba puede aún
responder con unas acciones "inteligentes" predeterminadas.
Más específicamente, un sistema de circulación de
fluido 700 de la figura 7 incluye un dispositivo que actúa sobre un
fluido, el cual está ilustrado como un bloque 61, correspondiendo
con un intercambiador de calor de la figura 1, pero que podría ser
cualquier otro dispositivo que utiliza un fluido y que tenga
cualquier efecto sobre el fluido, como por ejemplo elevando o
reduciendo su temperatura. El dispositivo que actúa sobre un fluido
61 de la figura 7 tienen un puerto de entrada de fluido 61i y un
puerto de salida de fluido 61o acoplados a través de una tubería 54p
a un dren 9. Un detector 754 está asociado con un dispositivo que
actúa sobre un fluido 61. El detector 754 puede ser un detector de
presión acoplado para detectar la presión de fluido en el puerto de
entrada o de salida del dispositivo que actúa sobre un fluido 61, o
puede ser un detector de caudal acoplado para detectar el caudal a
través del dispositivo que actúa sobre un fluido. El detector 754
está acoplado mediante una ruta de comunicación 754c a una red de
comunicación
70.
70.
Una fuente 710 de fluido presurizado en la figura
7 suministra un fluido presurizado a través de una tubería 710p
hacia un puerto de entrada de fluido 61i del dispositivo que actúa
sobre un fluido 61. La fuente 710 incluye un conjunto 702 de bombas
que incluyen una primera bomba controlable 12 y una segunda bomba
controlable 712. La bomba 12 incluye la bomba real (motor y
propulsor, por ejemplo) 12p, y además incluye una válvula de
comprobación 12pck para reducir el reflujo de fluido dentro del
puerto de presión 12p_{p} de la bomba 12, si la bomba 12p es del
tipo, tal como un tipo centrífugo, que permite dicha circulación
cuando es desactivada. La válvula de comprobación 12pck puede ser
proporcionada si la bomba 12p es del tipo que, tal como del tipo de
desplazamiento positivo, no permite el reflujo cuando no está
funcionando. La bomba 12 incluye además un controlador (CNTL) 12pc,
que está conectado a una fuente de energía, y está conectada además
a la red 70. El controlador 12pc incluye un programa independiente
(equipos físico, programa o microprograma) que detecta el estado de
la bomba 12, e informa acerca del estado a la red 70, y además
incluye unas partes de control, descritas a continuación, de manera
que (a) si el parámetro detectado es tal que se requiere circulación
de fluido, determinar si una de las primera y segunda bombas con las
que no está asociada está bombeando, y (b) activar la bomba asociada
si el parámetro detectado es tal que se requiere circulación de
fluido y una de las primera y segunda bombas con las que no está
asociada no está bombeando. Dicho de otro modo, el programa asociado
con la bomba 12 determina a partir de la información recibida desde
la red 70: (a) si el detector 754 está solicitando fluido, (b) si la
bomba 712 está funcionando o bombeando, y a continuación pone en
marcha la bomba 12p si la bomba 712 no está bombeando.
De manera similar, la fuente 710 de la figura 7
incluye una segunda bomba 712. La bomba 712 de la figura 7 incluye
la bomba real 712p, e incluye además una válvula de comprobación
712pck, si fuera necesario, acoplada entre la bomba real 712p y el
puerto de presión 712pp de la bomba 712. La bomba 712 incluye además
un controlador (CNTL) 712pc, que está conectado a una fuente de
energía, y que está conectado además a la red 70. El controlador
712pc incluye un programa independiente que detecta el estado de la
bomba 712, e informa acerca del estado a la red 70, e incluye además
unas partes de control, descritas a continuación, de manera que (a)
si el parámetro detectado es tal que se requiere circulación de
fluido, determinar si una de las primera y segunda bombas con las
que no está asociado (es decir, la bomba 12) está bombeando, y (b)
activar la bomba asociada (es decir, la bomba 712) si el parámetro
detectado es tal que se requiere circulación de fluido y una de las
primera y segunda bombas con las que no está asociado (bomba 12) no
está bombeando. Dicho de otro modo, el programa asociado con la
bomba 712 determina a partir de la información recibida desde la red
70 si el detector 754 está solicitando fluido, determina si la bomba
12 está funcionando o bombeando, y pone en marcha la bomba 712p si
la bomba 12 no está bombeando. De esta manera, dos bombas
substancialmente idénticas, cada una presentando un programa
asociado independiente a ella, actúan en conjunto de una manera
"inteligente" para asegurar un suministro de fluido hacia el
dispositivo actuador cuando el dispositivo actuador solicita fluido.
Unos daños sobre, o la destrucción de una de las dos bombas no
impide, en principio, que las otras funcionen, consiguiendo de esta
manera una redundancia substancial y una consiguiente fiabilidad. De
manera similar, una inhabilitación en la ruta de comunicación entre
la red y una de las bombas será tratada como un fallo de la bomba de
ese modo desconectada.
La figura 8 es un diagrama o esquema de flujo
global de los programas asociados con cada una de las bombas 12 y
712 de la figura 7. En la figura 8, la lógica comienza en el bloque
de inicio 810 y avanza hacia un bloque de decisión 812. El bloque de
decisión 812 busca en una memoria interna, que es preferentemente
del tipo no volátil, para determinar si la bomba asociada es
considerada como una bomba primaria o una bomba secundaria. Esta es
una información inicial que puede ser almacenada previamente en la
memoria para cada bomba en el sistema de fluido. Si la bomba
asociada es considerada como secundaria, la lógica pasa desde la
salida NO del bloque de decisión 812 hacia un bloque adicional 814,
el cual representa la espera o la búsqueda de un mensaje de estado
desde la bomba primaria. Desde el bloque 814, la lógica pasa hacia
un nodo de la lógica A. Si la bomba asociada es considerada como
primaria, la lógica abandona el bloque de decisión 812 mediante la
salida SÍ, y avanza hacia un bloque de decisión adicional 816, el
cual representa una determinación acerca de si el estado de la bomba
primaria tal como está registrado en la memoria interna es
"FALLIDA". Si el estado es FALLIDA, la lógica abandona el
bloque de decisión 816 mediante la salida SÍ, y avanza directamente
hacia un bloque 818, el cual representa una transmisión inmediata
sobre la red del mensaje "PRIMARIA FALLIDA". Si el estado
almacenado en la memoria no es FALLIDA, la lógica abandona el bloque
de decisión 816 mediante la salida NO, y avanza hacia el bloque de
decisión 820.
El bloque de decisión 820 determina si el
objetivo del sistema ha sido alcanzado o satisfecho. En el contexto
de un intercambiador de calor tal como el dispositivo que actúa
sobre un fluido o lo utiliza, el objetivo puede ser, por ejemplo, la
existencia de un caudal mínimo de fluido en cualquiera de los
puertos del dispositivo que actúa sobre un fluido, o una temperatura
por debajo de un valor de umbral dado, el cual a su vez puede
depender de una velocidad de circulación de fluido. Si el objetivo
ha sido o está siendo alcanzado, la lógica abandona el bloque de
decisión 820 mediante la salida SÍ, y avanza hacia un bloque 822. El
bloque 822 representa el establecimiento del estado de la bomba
asociada a APAGADA, lo que se consigue desactivando la bomba. Esto
tiene sentido ya que la bomba primaria no debería estar funcionando
si no hay demanda de fluido. Desde el bloque 822, la lógica avanza
hacia un bloque 824, el cual representa el envío de un mensaje de
estado PRIMARIA APAGADA a través de la red. La lógica avanzará a
través de los bloques de decisión 816 y 820, y de los bloques 822 y
824, durante cada iteración a través de la lógica de la figura 8,
siempre que la bomba sea primaria y el estado sea NO FALLIDA.
También sería posible disponer estos bloques en un bucle de la
lógica distinto, independiente del resto de la lógica, para
proporcionar una supervisión continua del estado de la bomba.
En la figura 8, la lógica abandona el bloque de
decisión 820 mediante la salida NO si el objetivo no ha sido
alcanzado (es decir, existe una demanda de circulación de fluido o
de presión), y la lógica llega a continuación a un bloque 826. El
bloque 826 representa el establecimiento del estado de la bomba
asociada a ENCENDIDA, lo que simplemente significa aplicar energía
al motor de la bomba asociada. Esto tiene sentido, ya que la bomba
primaria no debería estar funcionando si la demanda no ha sido aún
satisfecha. El bloque 828 representa el envío del mensaje PRIMARIA
ENCENDIDA a través de la red hacia otros equipos, incluyendo las
otras bombas (secundarias).
Una vez que la bomba primaria está funcionando,
la lógica de la figura 8 pasa desde el bloque 828 hacia un bloque de
decisión 830. El bloque de decisión 830 determina el estado de
funcionamiento actual de la bomba asociada. Aunque la bomba debería
estar funcionando si ha sido activada tal como ha ordenado el bloque
826, debería presentar arrollamientos abiertos, un cojinete
agarrotado, u otros funcionamientos incorrectos que resultan en la
falta de bombeo real de fluido. El hecho del funcionamiento puede
ser determinado fácilmente mediante un detector de caudal de salida
o un detector de presión, o ambos. Estos pueden estar integrados en
la bomba asociada, de manera que la red no necesita comunicarse con
los detectores, o pueden ser unidades distintas que se comunican con
el controlador de la bomba asociada a través de la red 70. Si no se
confirma que la bomba asociada está funcionando mediante una toma de
decisión tan convencional, la lógica abandona el bloque de decisión
830 mediante la salida NO, y pasa hacia un bloque 832. El bloque 832
representa el establecimiento del estado de la memoria asociada como
FALLIDA, y la lógica alcanza a continuación el bloque 818, el cual
envía el mensaje de estado PRIMARIA FALLIDA. Existen varias formas
de gestionar la lógica después del bloque 818. Una forma es apagar
la lógica del controlador de la bomba excepto para aquellas partes
que proporcionan respuestas a unas peticiones. Cuando el dispositivo
es reparado, el indicador de estado tendría que ser restablecido a
NO FALLIDA, y la bomba podría ser reasignada a la serie de bombas
secundarias.
Si se determina que la bomba asociada está
bombeando, en respuesta a las pruebas convencionales de la figura 8,
la lógica abandona el bloque de decisión 830 mediante la salida SÍ.
Desde la salida SÍ del bloque de decisión 830, la lógica llega a un
bloque de decisión 834. El bloque 834 determina si la bomba asociada
y el programa están conectados a la red. Esta determinación se
realiza mediante unas técnicas simples tales como considerar que el
estado es CONECTADA si se reciben unas señales en el puerto de
entrada de red del procesador que ejecuta el programa de la figura
8. Se pueden utilizar técnicas más sofisticadas, tales como enviar
mensajes a otras unidades de la red solicitando respuestas. Si el
bloque 834 determina que la bomba y el programa están conectados a
la red, la lógica lo abandona mediante la salida SÍ, y vuelve a
través de un camino 835 hacia el bloque de decisión 812. Por otro
lado, si el bloque de decisión 834 determina que se ha perdido la
conexión a la red o que al menos no se establece su presencia, la
lógica abandona el bloque de decisión 834 mediante la salida NO. La
falta de señales en el puerto de red no indica necesariamente que la
red no está conectada, ya que las señales pueden no ser recibidas
durante la primera iteración de la lógica del programa de la figura
8, debido a que todos los otros dispositivos pueden estar en una
fase de puesta en marcha del funcionamiento y no están enviando
señales. De esta manera, el programa de la figura 8 debe funcionar
de alguna forma diferente durante la fase inicial o de puesta en
marcha del funcionamiento. Desde la salida NO del bloque de decisión
834, la lógica pasa hacia un bloque de decisión 836. El bloque 836
determina si la iteración actual es la primera iteración,
realizándolo de una manera bien conocida, mediante la evaluación del
establecimiento de un indicador de inicio. Si la iteración actual es
la primera iteración, la lógica abandona el bloque de decisión 836
mediante la salida sí, y avanza a través de un bloque de
restablecimiento de indicador 838 y mediante el camino 835 de vuelta
hacia el bloque de decisión 812. Por otro lado, si la iteración
actual es la segunda iteración o posterior, la lógica abandona el
bloque de decisión 836 mediante la salida NO, y llega a un bloque de
decisión 840. Los bloques de decisión 840, ..., 842 representan
conjuntamente la evaluación del último contexto conocido en el cual
el sistema estaba funcionando en su totalidad. Por ejemplo, si se
pierden las comunicaciones a través de la red durante un tiempo en
el cual el buque está atracado durante tiempo de paz, no tendría
sentido hacer absolutamente nada sobre la bomba asociada durante la
pérdida de la comunicación. El estado o el contexto es determinado
mediante una evaluación de una memoria de contexto (no ilustrada de
forma explícita) por parte del bloque de decisión 840. Si se
determina que el estado es de atracado en tiempo de paz, el bloque
de decisión 840 conduce la lógica a través de su salida SÍ hacia un
bloque 844, el cual representa el establecimiento del estado de la
bomba asociada a APAGADA si es que no está ya apagada. Una acción de
este tipo puede impedir la inundación comparado con una situación en
la cual se proporciona un soporte para la circulación de fluido para
un sistema que no está activado (siendo el contexto de atraque y
tiempo de paz). Si el contexto es otro que no sea atraque en tiempo
de paz, otros bloques de decisión (no ilustrados) pueden resultar en
otras acciones. El último bloque de decisión en la cadena,
especialmente el bloque de decisión 842, representa un último
contexto conocido de BATALLA. En el caso en el que la lógica alcanza
el bloque de decisión 842 bajo una condición de BATALLA, la lógica
es conducida hacia su salida SÍ y hacia un bloque 846. El bloque 846
puede representar, por ejemplo, el ENCENDIDO de la válvula asociada
bajo el supuesto de que los equipos críticos para la batalla
requieren el reabastecimiento, incluso aunque la comunicación con la
red se haya perdido. Desde cualquiera de los bloques 844, 846, o
cualquier otro bloque similar, la lógica pasa hacia un bloque 848,
el cual representa el envío (posiblemente sólo intentado) del
mensaje de estado a través de la red. La lógica vuelve a
continuación hacia el bloque 810 a través de un camino de vuelta de
la lógica 849.
La figura 9 representa otra parte de la lógica o
una continuación de la lógica de la figura 8, y de esta manera,
ambos flujos de la lógica de las figuras 8 y 9 funcionan en
cooperación con sólo una bomba asociada. Tal como se ha descrito
anteriormente, la lógica asociada con la figura 8 alcanza el nodo A
al inicio si la bomba asociada no es considerada como la bomba
primaria. El flujo de la lógica entra en el diagrama de flujo de la
figura 9 desde el nodo A, lo que representa el inicio del flujo de
la lógica para una bomba secundaria, es decir una bomba en la que la
memoria interna del programa o controlador asociado la considera
como secundaria (o al menos no primaria). Desde el nodo A de la
figura 9, la lógica avanza hacia el bloque de decisión 910. El
bloque de decisión 910 determina si se ha recibido un mensaje de
PRIMARIA FALLIDA. Esto se realiza simplemente disponiendo un mensaje
de este tipo dentro de la memoria cuando es recibido, y recuperando
el mensaje desde la memoria, si está presente, en respuesta a la
llegada de la lógica al bloque de decisión 910. Si la bomba primaria
no ha fallado tal como es indicado por una falta del mensaje
PRIMARIA FALLIDA, la lógica abandona el bloque de decisión 910
mediante la salida NO, y vuelve a través de un nodo C hacia el
bloque 812 de la figura 8. Por otro lado, si se informa acerca de
que la bomba primaria ha fallado, la lógica abandona el bloque de
decisión 910 mediante la salida SÍ, y la lógica pasa hacia un bloque
912. El bloque 912 representa el inicio de un temporizador de
intervalos aleatorios. El propósito del temporizador aleatorio es
diferenciar entre las muchas combinaciones actuales de
programa/bomba secundaria que podrían asumir potencialmente un
estado de primaria si la bomba primaria ha fallado. Para impedir que
todas las bombas secundarias potenciales intenten convertirse en
primaria, sólo a aquella de las bombas secundarias en la cual el
contador del temporizador aleatorio finalice o alcance cero primero
se le permite convertirse en primaria. Esto se realiza mediante la
lógica de los bloques de decisión 914 y 916. Más particularmente,
durante el intervalo en el cual el contador 912 está contando hacia
atrás, el bloque de decisión 914 busca un mensaje "YO SOY
PRIMARIA" desde la red. Si se recibe un mensaje de este tipo
antes de que expire la cuenta del contador 912, esto significa que
alguna otra bomba en el sistema de fluido ha asumido el estado de
primaria, y la bomba asociada con esta versión de la lógica no
necesita asumir tal estado. La lógica abandona el bloque de decisión
914 mediante la salida SÍ en tal situación, y avanza hacia el nodo
C. Mediante la vuelta al nodo C y volviendo al bloque de decisión
812 de la figura 8, la bomba asociada permanece en el estado o
condición "SECUNDARIA". Por otro lado, si no se recibe un
mensaje "YO SOY PRIMARIA" antes de que expire la cuenta del
contador 912, la lógica abandona el bloque de decisión 914 mediante
la salida NO, y avanza hacia el bloque de decisión 916. Desde el
bloque de decisión 916, la lógica pasa hacia el bloque 918, el cual
considera que la bomba asociada ha de ser primaria, y establece el
estado asociado en una memoria local como PRIMARIA. Desde el bloque
918, la lógica pasa hacia un bloque 920, el cual envía un mensaje YO
SOY PRIMARIA a través de la red, para mantener así todas las otras
bombas de estado secundario en estado secundario. Desde el bloque
920, la lógica vuelve a través del nodo B hacia el bloque de
decisión 820 de la figura 8.
En el contexto del sistema de fluido de la figura
7, sólo hay una única bomba secundaria, y la lógica de la figura 9
debe pasar hacia el bloque 918, debido a que la falta de otras
bombas secundarias significa que no habrá otro mensaje YO SOY
PRIMARIA antes de que expire la cuenta del contador 912. De esta
manera, el esquema de números aleatorios de la figura 9 no es
particularmente útil donde sólo hay una única bomba secundaria.
Debe tenerse en cuenta que el esquema de
intervalos aleatorios de la figura 9 para la selección de la
siguiente bomba que va a ser la bomba primaria nueva no es
necesario, sino que es más bien tan solo una posible sofisticación.
Otros esquemas pueden ser utilizados para seleccionar aquella de las
bombas secundarias que va a ser la bomba primaria nueva si la bomba
primaria falla, y uno de los criterios debería ser la selección de
la bomba más utilizada, o la bomba menos utilizada, en base a unos
registros históricos de tiempo en el servicio de bombeo real, y
dependiendo también de la teoría mediante la que se realizan tales
determinaciones. La figura 10 representa un flujo alternativo de la
lógica que puede reemplazar al de la figura 9. En la figura 10, la
lógica llega desde el nodo A al bloque de decisión 910, el cual
realiza la misma función que en la figura 9. Si la primaria no ha
fallado, la lógica abandona el bloque de decisión 910 mediante el
camino NO, y avanza hacia el nodo C, tal como se ha descrito en
relación a la figura 9. Si la bomba primaria está en estado fallido,
la lógica abandona el bloque de decisión 910 mediante la salida SÍ,
y llega a un bloque de decisión adicional 1010, el cual determina si
la bomba asociada es una de las que presenta menor (o mayor, si se
desea) número de horas. Esto se realiza simplemente clasificando la
información almacenada acerca de las horas de utilización de las
diferentes bombas en orden ascendente o descendente. Si la bomba
asociada es la clasificada como mayor o menor de modo que la bomba
asociada ha de ser seleccionada para ser la primaria, la lógica
abandona el bloque de decisión 1010 mediante la salida SÍ, y avanza
hacia los bloques 918 y 920, correspondientes a aquellos de la
figura 9, y de ahí hacia el nodo B, habiendo declarado la bomba
asociada como primaria. Si la bomba asociada no es la clasificada
como mayor, alguna otra está clasificada como mayor, y debería
enviar su propio mensaje YO SOY PRIMARIA. Podría pasar que la
siguiente bomba clasificada podría estar totalmente destruida, lo
que puede dar como resultado que la lógica espere a que se produzca
un mensaje YO SOY PRIMARIA que nunca llegaría. Si el bloque de
decisión 1010 determina que la bomba asociada no es la clasificada
como mayor o menor, la lógica abandona mediante la salida NO, y
llega al bloque 1012, el cual determina la clasificación (x) de la
bomba asociada de entre todas las otras bombas secundarias (Y)
disponibles. Esto establece la forma en que muchas bombas
secundarias potenciales intentarían convertirse secuencialmente en
primaria antes de que la actual debiera imponerse ella misma como
primaria. Con ese fin, un temporizador interno 1014 es establecido a
un intervalo de tiempo x(t), donde t es algún intervalo
considerado como suficiente para que una bomba secundaria imponga su
naturaleza primaria. De esta manera, si la bomba asociada fuese la
tercera clasificada de cuatro bombas secundarias, el intervalo de
tiempo establecido en el temporizador asociado sería 3t, donde t
debería ser 1 milisegundo. Desde el bloque 1014, la lógica avanza a
continuación hacia un bloque 1016, lo cual inicia el temporizador.
Cuando el periodo de tiempo expira, la lógica entra en los bloques
de decisión 914 y 916, que actúan en conjunto mediante un camino 917
tal como se ha descrito en relación a la figura 9, para conducir la
lógica hacia el nodo C si se recibe un mensaje YO SOY PRIMARIA antes
de que la cuenta del temporizador haya expirado, y para conducir la
lógica hacia los bloques 918 y 919 si la cuenta expira antes de
recibir un mensaje de ese tipo.
De esta manera, las diferentes bombas secundarias
pueden intentar secuencialmente imponerse a ellas mismas como
primarias si la bomba primaria actual falla.
Las bombas no necesitan estar en los mismos
alojamientos que los medidores de caudal, o pueden estar en los
mismos alojamientos. Los medidores de presión pueden ser utilizados
o no, tal como se desee. Se pueden utilizar diferentes tipos de
redes de interconexión, incluyendo las de par trenzado, cable, fibra
óptica, o incluso inalámbrica. La implementación particular de las
unidades experimentales utilizaron hilos de cobre trenzados en pares
ejecutando el protocolo LonWorks. Los procesadores lógicos
particulares eran procesadores Neuron, una tecnología de Echelon
Corporation de Palo Alto, CA, pero se pueden utilizar otros
procesadores. Mientras que en las formas de realización descritas
los dispositivos que actúan sobre un fluido son intercambiadores de
calor, podrían ser dispositivos de reacción química, siempre que las
velocidades de circulación de los reactivos y los productos de las
reacciones son conocidas y tenidas en cuenta. Mientras que las redes
están ilustradas como bloques discretos, se reconocerá que esto es
tan solo una convención para ilustrar un sistema distribuido sin
ningún tratamiento central, al menos en cuanto al control de bombas
o válvulas, aunque por supuesto una red de comunicaciones a bordo de
un buque puede estar asociada con, o "presentar" un control
centralizado de muchos aspectos del funcionamiento del buque que no
sean acerca de los detalles de funcionamiento de cada válvula o
bomba individual. Aunque las descripciones están formuladas en
términos de la creación, por parte de las bombas, de una presión
positiva en el dispositivo que actúa sobre un fluido, se puede
utilizar también una presión negativa (vacío parcial), con lo cual
la circulación de fluido es de retroceso. Las bombas pueden ser de
etapa sencilla o multietapa, y los controladores de bomba pueden
cambiar la velocidad de bombeado de una forma gradual o
continuamente variable en lugar de simplemente una activación para
funcionamiento a máxima velocidad y una desactivación para velocidad
cero. Como alternativa adicional para la selección de la bomba
secundaria que ha de convertirse en primaria, la lógica de control
de bomba puede estar dispuesta para seleccionar una bomba primaria
nueva cuando la bomba primaria actual ha funcionado durante un
número predeterminado de horas, tendiendo a igualar de esta manera
la utilización entre las bombas disponibles.
Un objetivo de la presente invención es dar a
conocer un procedimiento de control que mejora el control autónomo
de sistemas de fluido.
Este objetivo es alcanzado mediante un
procedimiento de control de una serie de montajes de bomba de calor
según la reivindicación independiente adjunta. Unas características
ventajosas de la presente invención están definidas en las
reivindicaciones subordinadas correspondientes.
En la presente invención, un montaje de bomba de
calor incluye un controlador independiente asociado con un montaje
de bomba de calor, el cual es capaz de funcionar en cooperación con
una serie de montajes de bomba de calor de este tipo y en la
presencia de una red que enlaza los montajes de bomba de calor. Cada
montaje de bomba de calor incluye una bomba de calor accionada para
bombear calor desde un entorno controlado y un disipador de calor
hacia otro entorno controlado y un disipador de calor. De esta
manera, la bomba de calor accionada puede ser un aparato de aire
acondicionado, por ejemplo, que bombea calor desde una habitación
hacia el entorno exterior, para mantener refrigerado el entorno
controlado, o puede ser una bomba de calor que funciona para bombear
calor desde el entorno exterior para calentar la habitación. En
cualquier caso, la habitación es el entorno controlado. Por
supuesto, en lugar de una habitación, se podría utilizar un
intercambiador de calor para calentar o refrigerar una cabina de
equipos o una parte particular de unos equipos, mediante la
utilización de aire, agua, o cualquier medio de fluido de
intercambio de calor. La energía para la bomba de calor accionada
puede ser eléctrica o mecánica, como por ejemplo la energía puede
provenir de un motor eléctrico controlable en respuesta a una señal
de control eléctrica, o desde una rueda hidráulica que incluye un
embrague controlable que responde a una señal de control. El montaje
de bomba de calor incluye además un controlador unívoco para el
montaje de bomba de calor, para generar la señal de control para
controlar la bomba de calor accionada. El controlador incluye un
indicador de memoria (y por lo tanto necesariamente una memoria para
tal información) indicativa del estado de primario y secundario del
montaje de bomba de calor con la cual está asociado. El controlador
incluye además un puerto de comunicación y una memoria (o una parte
de memoria adicional) para recibir y almacenar al menos
temporalmente por lo menos una de (a) una señal de indicación de
temperatura indicativa de la temperatura del entorno controlado y
(b) una señal de indicación de humedad indicativa de la humedad del
entorno controlado. De esta manera, está contemplado que el
intercambiador de calor puede estar para controlar la temperatura
del entorno controlado o la humedad del mismo, o posiblemente ambas.
El controlador determina el estado de primario o secundario del
montaje de bomba de calor asociado mediante la evaluación del
indicador de memoria y, si el estado es primario, pone en marcha la
bomba de calor accionada asociada en respuesta a una comparación de
una de (a) la temperatura del entorno controlado tal como está
representada por la señal de indicación de temperatura y (b) la
humedad del entorno controlado con un punto establecido
predeterminado almacenado en memoria. El punto establecido puede ser
recibido a través del puerto de comunicación, o posiblemente, a
través de un controlador local, tal como un teclado o un botón. Por
otro lado, si el estado es secundario, la bomba de calor accionada
asociada es puesta en marcha en respuesta a una comparación de una
de (a) la temperatura del entorno controlado tal como está
representada por la señal de indicación de temperatura y (b) la
humedad del entorno controlado tal como está representada por la
señal de indicación de humedad, con otro punto establecido (también
preferentemente recibido a través del puerto de comunicación), donde
los valores del primero y segundo puntos establecidos pueden ser
iguales. De esta manera, en estas expresiones de la invención, los
controladores controlan de forma independiente sus intercambiadores
de calor de forma substancialmente independiente
entre sí.
entre sí.
En otra forma de realización de la invención, un
montaje de bomba de calor incluye un controlador independiente capaz
de funcionar en cooperación con una serie montajes de bomba de calor
de este tipo y en presencia de una red que enlaza los montajes de
bomba de calor. El o cada uno de los montajes de bomba de calor
incluye una bomba de calor accionada para bombear calor desde un
entorno controlado y un disipador de calor hacia otro entorno
controlado y un disipador de calor. La energía para la bomba de
calor accionada, ya sea eléctrica o mecánica, es controlable en
respuesta a una señal de control. El montaje de bomba de calor
incluye un controlador unívoco para el montaje de bomba de calor,
para generar la señal de control para controlar la bomba de calor
accionada asociada. El controlador incluye un indicador de memoria
indicativo del estado de primario y secundario del montaje de bomba
de calor con la cual está asociado. El controlador incluye además un
puerto de comunicación para recibir y almacenar al menos una de una
señal de indicación de temperatura y una señal de indicación de
humedad indicativas de la temperatura o de la humedad,
respectivamente, del entorno controlado. Durante el funcionamiento,
el controlador determina el estado de primario o secundario del
montaje de bomba de calor asociado mediante la evaluación del
indicador de memoria y, si el estado es primario, pone en marcha la
bomba de calor accionada asociada en respuesta a una comparación de
la temperatura del entorno controlado tal como está representada por
la señal de indicación de temperatura y (o con) un punto establecido
predeterminado, que puede ser recibido a través del puerto de
comunicación. Si el estado es secundario, la bomba de calor
accionada asociada es puesta en marcha en respuesta a la velocidad
de cambio de la temperatura del entorno controlado tal como está
representada por la señal de indicación de temperatura y por la
señal de indicación de humedad, respectivamente, o posiblemente
ambas de las señales del entorno controlado, siendo realizada la
determinación después de recibir una señal indicativa del
funcionamiento de al menos otro montaje de bomba de calor. En
general, esto permite que el funcionamiento de uno(s)
intercambiador(es) de calor secundario(s)
particular(es) sea retardado o impedido durante cualquier
ciclo si la velocidad de cambio de la variable controlada
(temperatura o humedad), en respuesta a ese (o aquellos)
intercambiador(es) de calor que ya están funcionando, es
suficiente.
La figura 1 es un diagrama de bloques
simplificado de un sistema de distribución o de circulación de
fluido para distribuir un fluido desde una fuente hacia uno o ambos
de un par de dispositivos de utilización de un caudal;
la figura 2 es un diagrama de bloques
simplificado de un sistema de distribución o de circulación de
fluido para distribuir un fluido desde una serie de fuentes hacia
una serie de dispositivos de utilización de un caudal, también
substancialmente tal como se ha descrito en la solicitud de patente
citada anteriormente;
la figura 3 es una representación de bloques
simplificada de diferentes partes de programas o de lógica que están
asociadas con cada válvula de la disposición de las figuras 1 ó 2
para controlar la válvula de manera autónoma;
la figura 4 es una representación de bloques
simplificada de un diagrama o esquema de flujo de la lógica de una
parte de la figura 3;
la figura 5 es una representación de bloques
simplificada de un diagrama o esquema de flujo de la lógica de otra
parte de la figura 3;
la figura 6 es una representación de bloques
simplificada de un diagrama o esquema de flujo de la lógica de otra
parte de la figura 3;
la figura 7 es un diagrama de bloques
simplificado de una disposición en la que un par de bombas
controlables suministran fluido a un dispositivo que actúa sobre un
fluido; y
las figuras 8 y 9 constituyen conjuntamente un
diagrama o esquema de flujo simplificado de la lógica independiente
asociada con cada bomba de un sistema de fluido;
la figura 10 es un diagrama o esquema de flujo
simplificado de la lógica que ha de ser reemplazada por la lógica de
la figura 9 para proporcionar unos medios alternativos para realizar
la selección entre las bombas secundarias;
la figura 11 es una representación simplificada
de un montaje de intercambiador de calor según un aspecto de la
invención, que puede ser utilizado como uno o más de los
intercambiadores de calor u otros dispositivos que actúan sobre un
fluido de las figuras 1, 2 ó 7;
la figura 12 es un diagrama o esquema de flujo de
la lógica simplificado, que ilustra los fundamentos del control
según un aspecto de la invención en una disposición similar a la de
la figura 11;
la figura 13 es un diagrama o esquema de flujo
simplificado, similar a la figura 9, que ilustra la lógica para
determinar si el intercambiador de calor asociado debería conmutar
desde el estado SECUNDARIO al PRIMARIO;
la figura 14 es un diagrama o esquema de flujo de
la lógica simplificado que ilustra una disposición alternativa a la
de la figura 13 para cambiar el estado del intercambiador de calor
asociado de SECUNDARIO a PRIMARIO;
la figura 15 es un diagrama o esquema de la
lógica simplificado que ilustra el flujo de la lógica de una parte
de la lógica de control asociada con la de la figura 12 y con la de
cualquiera de las figuras 13 ó 14.
En la figura 11, el montaje de intercambiador de
calor 1161 incluye un puerto de entrada de fluido 1161i y un puerto
de salida de fluido 1161o. El montaje de intercambiador de calor
incluye además un controlador asociado (CONT) ilustrado como un
bloque 1161c, el cual controla la aplicación de energía desde un
puerto de entrada de energía 1161p sobre un intercambiador de calor
ya accionado 1116, como por ejemplo, a través de un contactor
eléctrico o de un embrague mecánico ilustrado como un bloque 1118.
El controlador 1161c incluye un puerto de red 1161cp mediante el
cual se puede realizar una conexión con la red 70 de las figuras 1,
2 ó 7. La figura 11 ilustra además un detector de temperatura de la
red 1150 que está acoplado a la red 70 para enviar señales a través
de la red que son representativas de la temperatura (o posible
humedad) del entorno controlado por el intercambiador de calor 1161
y posiblemente otros montajes de intercambiador de calor de este
tipo. Debe hacerse notar que la temperatura por si misma es
distribuida a través de la red, no como una señal binaria (de dos
niveles o de encendido-apagado), que representa la
diferencia entre una temperatura establecida y una temperatura
ambiental, sino como un termostato convencional. En general, el
controlador 1161c, durante su funcionamiento en una red de fluido
tal como la de las figuras 1, 2 ó 7, recibe en diferentes tiempos,
desde la red 70, una información en relación al contexto (atracado,
batalla, etc. o su equivalente en otros contextos), su ubicación en
la red de fluido, su estado inicial asignado como primario o
secundario, y otra información similar programada previamente para
su almacenamiento en una memoria interna tal como la memoria 1161cm.
El funcionamiento normal del montaje de intercambiador de calor
incluye unas condiciones o tiempos en los cuales el intercambiador
de calor accionado 1116, bajo el control del controlador 1116c, está
tanto funcionando como no funcionando. El funcionamiento de cada
montaje de intercambiador de calor 1161 incluye el bombeado de calor
entre un disipador de calor HS y un medio de intercambio de calor
tal como un fluido circulando en una vía entre los puertos 1161i y
1161o. Cuando son operados en una modalidad de refrigeración, el
calor es bombeado desde el fluido hacia el disipador de calor, y en
una dirección de retroceso para el de calentamiento. El entorno
controlado está acoplado al caudal de fluido o al disipador de
calor. Durante su funcionamiento en un sistema que incluye varios
montajes de intercambiador de calor, en un sistema en el que varios
montajes de intercambiador de calor similares al 1116 de la figura
11 están proporcionando un intercambio de calor para un entorno
controlado particular, un montaje de intercambiador de calor puede
estar funcionando, y otro puede estar inactivo en cualquier momento
particular, dependiendo de la temperatura del entorno controlado tal
como es detectada por uno o más detectores de temperatura que están
midiendo sobre el entorno. Cada montaje de intercambiador de calor
1161 en un sistema de este tipo determina por sí mismo, en base a su
controlador autónomo 1161c, si funcionar o no en la modalidad de
intercambio de calor. De esta manera, el fallo de un montaje de
intercambiador de calor "primario" puede hacer que uno o más
montajes de intercambiador de calor "secundarios" inicien el
intercambio de calor, incluso aunque la temperatura detectada no
haya cambiado, debido a que la red distribuye el estado de
"fallido" del montaje de intercambiador de calor primario hacia
todos los montajes de intercambiador de calor secundarios, cada uno
de los cuales decide a continuación si funcionar o no. De forma
alternativa, las bombas de calor secundarias pueden decidir de forma
autónoma encenderse a pesar de que la bomba de calor primaria está
funcionando, como por ejemplo si la temperatura debería desviarse de
un punto establecido del punto de calor primario, o si la velocidad
de cambio de la característica controlada debería desplazar la
característica hacia un segundo punto establecido. En el momento del
encendido, si la velocidad de cambio de la temperatura hacia la
temperatura establecida es considerada como suficiente con el número
actual de montajes de intercambiador de calor en funcionamiento, un
montaje de intercambiador de calor adicional puede decidir
permanecer en reposo, mientras que una velocidad de cambio
insuficiente puede resultar en una decisión diferente. Si la
velocidad de cambio de la temperatura del entorno controlado alejado
más allá de la temperatura establecida supera una velocidad
particular, uno o más de los montajes de intercambiador de calor
controlados de forma autónoma pueden ser operados para reducir o
invertir la velocidad de cambio.
Más particularmente, las figuras 12, 13 y 14
ilustran partes de la lógica autónoma asociada con el montaje de
intercambiador de calor de la figura 11, para interactuar en un
contexto de red con otros montajes de intercambiador de calor de
este tipo. La figura 12 es un diagrama o esquema de flujo de la
lógica simplificado, que ilustra algunos fundamentos del control
según un aspecto de la invención. En la figura 12, la lógica
comienza en un bloque de INICIO 1210, avanza hacia un bloque de
decisión 1212, el cual evalúa un indicador de memoria interno para
determinar si el intercambiador de calor asociado es primario. Si el
indicador indica que el intercambiador de calor asociado no es
primario, la lógica abandona el bloque de decisión 1212 mediante la
salida NO y, a través de un bloque 1214, pasa hacia un nodo de la
lógica A. Si el intercambiador de calor es primario, la lógica
abandona el bloque de decisión 1212 mediante la salida SÍ, y llega
aun bloque de decisión adicional 1216, el cual determina si el
estado del intercambiador de calor asociado es FALLIDO. Si es
FALLIDO, la lógica abandona el bloque de decisión 1216 mediante la
salida SÍ, y pasa directamente hacia un bloque 1218, el cual
representa el envío de un mensaje de estado de PRIMARIO FALLIDO a
través de la red.
Si la lógica llega a un bloque 1218 de la figura
12, la bomba de calor sería considerada como inoperativa, y
requeriría algún tipo de reparación. Sería deseable disponer todos
los mensajes de "fallido" y ponerlos en una cola de
mantenimiento. Parte de la reparación de la bomba de calor fallida
sería reiniciar o comenzar de nuevo la lógica. Es posible que puedan
haber diferentes tipos de fallos. Si el fallo fuese una
característica de funcionamiento, por ejemplo un elevado consumo de
corriente por parte del motor o una delta de T pequeña a lo largo
del intercambiador de calor, la unidad podría ser dispuesta en un
estado de reserva de emergencia donde podría ser utilizada si el
contexto garantizase el funcionamiento de una bomba de calor fuera
de especificaciones. En este caso, la lógica podría volver al bloque
de inicio. La lógica para gestionar el estado de reserva de
emergencia no está ilustrada. Si el fallo fuese debilitante, como
por ejemplo, si el motor del compresor no funcionase, entonces no
sería útil para la lógica continuar funcionando, debido a que no se
espera que la unidad funcione.
Si el bloque de decisión 1216 de la figura 12
determina que el intercambiador de calor asociado está funcionando
adecuadamente, la lógica abandona mediante la salida NO, y llega a
un bloque de decisión 1220. El bloque de decisión 1220 compara la
señal detectada que representa la variable controlada (la
temperatura o la humedad, por ejemplo) que llega (o se recibe) a
través de la red, con el valor establecido almacenado en la memoria.
Este valor establecido puede estar programado de forma local dentro
de la memoria, o más deseablemente es establecible de forma remota
mediante unas instrucciones recibidas a través de la red. Si el
objetivo ha sido alcanzado, la lógica abandona el bloque de decisión
1220 mediante la salida SÍ, y llega a un bloque 1222. El bloque 1222
representa el APAGADO del intercambiador de calor accionado 1116 de
la figura 11. Desde el bloque 1222 de la figura 12, la lógica pasa
hacia un bloque adicional 1224, el cual representa el envío de un
mensaje de PRIMARIO APAGADO a través de la red.
Si se determina que el objetivo no ha sido
alcanzado en un bloque de decisión 1220 de la figura 12, la lógica
abandona el bloque de decisión mediante la salida NO, y llega a un
bloque de decisión 1226, el cual representa una determinación de la
disponibilidad de un intercambiador de calor primario en
funcionamiento mediante la evaluación del fluido del intercambio de
calor primario (de calefacción o de refrigeración). Esto se puede
realizar de diferentes maneras, dependiendo por lo tanto de la
configuración del (de los) intercambiador(es) de calor y del
(de los) disipador(es)
de calor. Por ejemplo, si el intercambiador de calor primario es una sencilla tubería estrecha a través de la cual circula agua de mar, la determinación de la presencia de fluido de intercambio de calor podría realizarse mediante la supervisión de la presencia de un caudal de agua de mar en la salida de la tubería para verificar que la bomba de fluido apropiada está funcionando. Si el intercambiador de calor primario estuviese refrigerado o calentado por aire, el caudal de aire podría ser supervisado, o la rotación de un motor de un ventilador propulsor de aire particular sería el criterio. Un buen criterio podría ser una corriente de carga del motor de una bomba que se encuentra dentro de un margen particular de valores. Debe tenerse en cuenta que esta prueba particular puede introducir algo de retardo en el sistema, ya que puede que se tenga que proporcionar una compensación en la lógica para tener en cuenta el tiempo finito que puede llevarle al fluido de intercambio de calor alcanzar el valor deseado después del inicio. Si no existe disponibilidad de fluido de intercambio de calor, la lógica abandona el bloque de decisión 1226 mediante la salida NO, y llega a un bloque 1228. El bloque 1228 es una representación de la consideración de que la bomba primaria ha fallado. Desde el bloque 1228, la lógica pasa hacia el bloque 1218, para enviar un mensaje indicativo del fallo del intercambiador de calor primario. En este caso, la lógica podría volver al bloque de inicio 1210, debido a que la pérdida de agua refrigerante podría haber sido causada por un fallo en un sistema de servicio de agua de mar. Debido a que la bomba de calor no era realmente la causa del fallo, y a que está informando acerca del fallo tan solo con fines de autoprotección, tan pronto como el sistema de servicio de agua de mar es restablecido, el intercambiador de calor está plenamente disponible para ser conectado. Se puede imaginar un fallo en cadena a través del sistema de las secundarias adicionales, cada una intentando convertirse en primaria, y cada una determinando que no existe el medio refrigerante. Esta eventualidad puede ser contenida mediante el establecimiento de una parada que permitiría el reinicio del sistema cuando la circulación es restablecida. Sin embargo, este tipo de consideraciones están más dirigidas a cómo un sistema específico sería diseñado en cuanto a su deterioro.
de calor. Por ejemplo, si el intercambiador de calor primario es una sencilla tubería estrecha a través de la cual circula agua de mar, la determinación de la presencia de fluido de intercambio de calor podría realizarse mediante la supervisión de la presencia de un caudal de agua de mar en la salida de la tubería para verificar que la bomba de fluido apropiada está funcionando. Si el intercambiador de calor primario estuviese refrigerado o calentado por aire, el caudal de aire podría ser supervisado, o la rotación de un motor de un ventilador propulsor de aire particular sería el criterio. Un buen criterio podría ser una corriente de carga del motor de una bomba que se encuentra dentro de un margen particular de valores. Debe tenerse en cuenta que esta prueba particular puede introducir algo de retardo en el sistema, ya que puede que se tenga que proporcionar una compensación en la lógica para tener en cuenta el tiempo finito que puede llevarle al fluido de intercambio de calor alcanzar el valor deseado después del inicio. Si no existe disponibilidad de fluido de intercambio de calor, la lógica abandona el bloque de decisión 1226 mediante la salida NO, y llega a un bloque 1228. El bloque 1228 es una representación de la consideración de que la bomba primaria ha fallado. Desde el bloque 1228, la lógica pasa hacia el bloque 1218, para enviar un mensaje indicativo del fallo del intercambiador de calor primario. En este caso, la lógica podría volver al bloque de inicio 1210, debido a que la pérdida de agua refrigerante podría haber sido causada por un fallo en un sistema de servicio de agua de mar. Debido a que la bomba de calor no era realmente la causa del fallo, y a que está informando acerca del fallo tan solo con fines de autoprotección, tan pronto como el sistema de servicio de agua de mar es restablecido, el intercambiador de calor está plenamente disponible para ser conectado. Se puede imaginar un fallo en cadena a través del sistema de las secundarias adicionales, cada una intentando convertirse en primaria, y cada una determinando que no existe el medio refrigerante. Esta eventualidad puede ser contenida mediante el establecimiento de una parada que permitiría el reinicio del sistema cuando la circulación es restablecida. Sin embargo, este tipo de consideraciones están más dirigidas a cómo un sistema específico sería diseñado en cuanto a su deterioro.
Suponiendo que el bloque de decisión 1226 de la
figura 12 determina que el fluido de intercambio de calor está
disponible, la lógica pasa a través de su salida SÍ hacia un bloque
1230, el cual representa la activación de la bomba de calor asociada
con la lógica. En algunos casos, la bomba de calor proporcionará
sólo refrigeración o sólo calefacción, de modo que no existe la
necesidad de especificar que es lo que se ha de realizar. Por otro
lado, puede haber situaciones en las cuales la temperatura puede
tender por encima o por debajo del punto establecido, y en esta
situación debe realizarse una determinación adicional (no
ilustrada), para determinar la dirección del flujo de calor a través
del intercambiador de calor. Desde el bloque 1230, la lógica pasa
hacia un bloque 1232, el cual representa el envío de un mensaje a
través de la red como consecuencia de que la bomba primaria está
ENCENDIDA y, si es necesario, la dirección del bombeado de calor.
Desde el bloque 1232, la lógica pasa hacia un bloque de decisión
1234, el cual evalúa algunos criterios para determinar si la bomba
de calor está funcionando. Si la bomba de calor no está funcionando
a pesar de la señal o el estado de ENCENDIDA establecido en el
bloque 1230, la lógica abandona el bloque de decisión 1234 mediante
la salida NO, y pasa hacia un bloque 1228 para considerar al
intercambiador de calor asociado como fallido, y para iniciar el
informe acerca de este estado. Este caso no sería probablemente
corregido hasta que un miembro del servicio de mantenimiento hubiera
comprobado la unidad, y reiniciado el indicador fallido como una
última etapa de la reparación.
Suponiendo que el intercambiador de calor comenzó
a funcionar adecuadamente después del encendido dictado por el
bloque 1230 de la figura 12, la lógica abandona el bloque de
decisión 1234 mediante la salida SÍ, y llega a un bloque de decisión
adicional 1236, el cual evalúa o comprueba la conexión a la red. Una
comprobación de este tipo puede ser realizada enviando un mensaje a
la red solicitando un mensaje de respuesta, y considerando la
conexión como inhabilitada si no se recibe una respuesta oportuna, o
se puede realizar simplemente anotando la recepción de un tráfico
normal de red. Si una conexión a la red es considerada en su lugar,
la lógica abandona el bloque de decisión 1236 mediante la salida SÍ,
y se propaga a través de un camino de la lógica 1238 de vuelta hacia
una entrada de un bloque de decisión 1212 para iniciar otra
iteración de la lógica. Si la conexión a la red es considerada como
que ha fallado, la lógica abandona el bloque de decisión 1236
mediante la salida NO, y pasa hacia un bloque de decisión adicional
1240. El bloque de decisión 1240 determina si la iteración actual es
la primera iteración después de la puesta en marcha del sistema
mediante la evaluación de un indicador de inicio o de iteración. En
la puesta en marcha, se establece el indicador. Si el indicador está
establecido, la lógica abandona el bloque de decisión 1240 mediante
la salida SÍ, y llega a un bloque 1242 el cual representa el
restablecimiento del indicador, de manera que el indicador será
NO_PRIMERA_ITERACIÓN en la próxima iteración siguiente. Desde el
bloque 1242, la lógica vuelve a través de un camino 1238 hacia un
bloque de decisión 1212. Si la lógica está en su segunda iteración o
posterior, el indicador del bloque 1242 habrá sido reiniciado, y la
lógica abandonará el bloque de decisión 1240 mediante la salida NO.
Desde la salida NO del bloque de decisión 1240, la lógica pasa hacia
un primer bloque de decisión 1244 de una cadena 1243 de bloques de
decisión. La cadena 1243 compara el contexto actual almacenado en la
memoria con una serie de contextos diferentes, para determinar cual
es la acción que debe ser realizada si la bomba de calor asociada
falla o si la conexión a la red falla. Tal como se ilustra, la
cadena 1243 incluye al menos unos bloques de decisión 1244 y 1246.
El bloque de decisión 1244 compara el indicador de estado actual con
el estado "atracado", y el bloque de decisión 1246 compara el
indicador de estado actual con el estado "batalla". La lógica
pasa a través de la cadena 1243, y abandona la cadena cuando el
estado actual coincide con el estado al cual responde un bloque de
decisión. Bajo las condiciones de atracado, la lógica abandona el
bloque de decisión 1244 mediante la salida SÍ, y pasa hacia un
bloque 1248, el cual establece la bomba de calor asociada a un
estado de APAGADO. Bajo las condiciones de batalla, la lógica
abandona el bloque de decisión 1246 mediante su salida SÍ, y pasa
hacia un bloque 1250, el cual establece la bomba de calor a
ENCENDIDA a uno u otra modalidad de "frío" o "calor" que
pueda ser apropiada para las condiciones de batalla. Desde
cualquiera de los bloques 1248 ó 1250, o cualquier bloque
intermedio, la lógica pasa hacia un bloque 1252, el cual representa
el envío de un mensaje de estado a través de la red. Desde el bloque
1252, la lógica vuelve a través de un camino de la lógica 1254 hacia
el bloque de INICIO 1210. El mensaje de estado es enviado, a pesar
de la declaración de fallo de la red, por la posibilidad de que sólo
estén bloqueados los mensajes entrantes, y no los mensajes
salientes.
La figura 13 es un diagrama o esquema de flujo
simplificado que ilustra la lógica para determinar si el
intercambiador de calor asociado debería ser conmutado desde el
estado SECUNDARIO a estado PRIMARIO. La lógica de la figura 13 es
similar de forma general a la de la figura 9, y los elementos que
corresponden a aquellos de la figura 13 están designados mediante
los números de referencia tanto en la serie 1300 como en la serie
900. La figura 13 representa otra parte de la lógica o una
continuación de la lógica de la figura 12, y de esta manera ambos
flujos de la lógica de las figuras 12 y 13 funcionan en cooperación
con sólo un intercambiador de calor asociado. Tal como se ha
descrito anteriormente, la lógica asociada con la figura 12 alcanza
el nodo A en la puesta en marcha si el intercambiador de calor
asociado no es considerado como el intercambiador de calor primario.
El flujo de la lógica entra en el diagrama de flujo de la figura 13
desde el nodo A, lo que representa el inicio del flujo de la lógica
para un intercambiador de calor secundario, es decir un
intercambiador de calor en el cual la memoria interna del programa o
controlador asociado lo considera secundario (o al menos no
primario). Desde el nodo A de la figura 13, la lógica avanza hacia
el bloque de decisión 1310. El bloque de decisión 1310 determina si
se ha recibido un mensaje de PRIMARIO
FALLIDO. Esto se realiza simplemente mediante la disposición de un mensaje de este tipo dentro de la memoria cuando es recibido, y recuperando el mensaje desde la memoria, si está presente, en respuesta a la llegada de la lógica al bloque de decisión 1310. Si el intercambiador de calor primario no ha fallado tal como indicado por la falta del mensaje PRIMARIO FALLIDO, la lógica abandona el bloque de decisión 1310 mediante la salida NO, y pasa hacia el nodo C. Por otro lado, si se informa acerca de que el intercambiador de calor primario ha fallado, la lógica abandona el bloque de decisión 1310 mediante la salida SÍ, y la lógica pasa hacia un bloque 1312. El bloque 1312 representa el inicio de un temporizador de intervalos aleatorios. El propósito del temporizador aleatorio es diferenciar entre las muchas combinaciones actuales de programa/intercambiador de calor secundario, una de las cuales es la combinación que se está describiendo, que podrían asumir potencialmente un estado de primario si el intercambiador de calor primario ha fallado. Para impedir que todos los intercambiadores de calor secundarios potenciales intenten convertirse en primario, sólo a aquel de los intercambiadores de calor secundarios en el cual el contador del temporizador aleatorio finalice o alcance cero primero, se le permite convertirse en primario. Esto se realiza mediante la lógica de los bloques de decisión 1314 y 1316 conjuntamente con un camino desde la salida NO del bloque de decisión 1316 hacia una entrada del bloque de decisión 1314. Más particularmente, durante el intervalo en el cual el contador 1312 está contando hacia atrás, el bloque de decisión 1314 busca un mensaje "YO SOY PRIMARIO" desde la red. Si se recibe un mensaje de este tipo antes de que expire la cuenta del contador 1312, esto significa que algún otro intercambiador de calor en el sistema de fluido ha asumido el estado de primario, y el intercambiador de calor asociado con esta versión de la lógica no necesita asumir tal estado. La lógica abandona el bloque de decisión 1314 mediante la salida SÍ en tal situación, y avanza hacia el nodo B. Mediante el paso hacia el nodo B, el intercambiador de calor asociado permanece en el estado o condición de "SECUNDARIO". Por otro lado, si no se recibe un mensaje "YO SOY PRIMARIO" antes de que expire la cuenta del contador 1312, la lógica abandona el bloque de decisión 1314 mediante la salida NO, y avanza hacia el bloque de decisión 1316. Desde el bloque de decisión 1316, la lógica pasa hacia el bloque 1318, el cual considera el intercambiador de calor asociado como primario, y establece el estado asociado en una memoria local como PRIMARIO. Desde el bloque 1318, la lógica pasa hacia un bloque 1320, el cual envía un mensaje YO SOY PRIMARIO a través de la red, para mantener así todos los otros intercambiadores de calor de estado secundario en su estado secundario. Desde el bloque 1320, la lógica pasa hacia el nodo B.
FALLIDO. Esto se realiza simplemente mediante la disposición de un mensaje de este tipo dentro de la memoria cuando es recibido, y recuperando el mensaje desde la memoria, si está presente, en respuesta a la llegada de la lógica al bloque de decisión 1310. Si el intercambiador de calor primario no ha fallado tal como indicado por la falta del mensaje PRIMARIO FALLIDO, la lógica abandona el bloque de decisión 1310 mediante la salida NO, y pasa hacia el nodo C. Por otro lado, si se informa acerca de que el intercambiador de calor primario ha fallado, la lógica abandona el bloque de decisión 1310 mediante la salida SÍ, y la lógica pasa hacia un bloque 1312. El bloque 1312 representa el inicio de un temporizador de intervalos aleatorios. El propósito del temporizador aleatorio es diferenciar entre las muchas combinaciones actuales de programa/intercambiador de calor secundario, una de las cuales es la combinación que se está describiendo, que podrían asumir potencialmente un estado de primario si el intercambiador de calor primario ha fallado. Para impedir que todos los intercambiadores de calor secundarios potenciales intenten convertirse en primario, sólo a aquel de los intercambiadores de calor secundarios en el cual el contador del temporizador aleatorio finalice o alcance cero primero, se le permite convertirse en primario. Esto se realiza mediante la lógica de los bloques de decisión 1314 y 1316 conjuntamente con un camino desde la salida NO del bloque de decisión 1316 hacia una entrada del bloque de decisión 1314. Más particularmente, durante el intervalo en el cual el contador 1312 está contando hacia atrás, el bloque de decisión 1314 busca un mensaje "YO SOY PRIMARIO" desde la red. Si se recibe un mensaje de este tipo antes de que expire la cuenta del contador 1312, esto significa que algún otro intercambiador de calor en el sistema de fluido ha asumido el estado de primario, y el intercambiador de calor asociado con esta versión de la lógica no necesita asumir tal estado. La lógica abandona el bloque de decisión 1314 mediante la salida SÍ en tal situación, y avanza hacia el nodo B. Mediante el paso hacia el nodo B, el intercambiador de calor asociado permanece en el estado o condición de "SECUNDARIO". Por otro lado, si no se recibe un mensaje "YO SOY PRIMARIO" antes de que expire la cuenta del contador 1312, la lógica abandona el bloque de decisión 1314 mediante la salida NO, y avanza hacia el bloque de decisión 1316. Desde el bloque de decisión 1316, la lógica pasa hacia el bloque 1318, el cual considera el intercambiador de calor asociado como primario, y establece el estado asociado en una memoria local como PRIMARIO. Desde el bloque 1318, la lógica pasa hacia un bloque 1320, el cual envía un mensaje YO SOY PRIMARIO a través de la red, para mantener así todos los otros intercambiadores de calor de estado secundario en su estado secundario. Desde el bloque 1320, la lógica pasa hacia el nodo B.
La figura 14 es un diagrama o esquema de flujo de
la lógica simplificado que ilustra una disposición alternativa para
cambiar el estado del intercambiador de calor asociado de SECUNDARIO
a PRIMARIO. La figura 14 es similar a la figura 10, y los elementos
correspondientes están designados mediante los mismos numerales de
referencia tanto en la serie 1400 como en la serie 1000. En la
figura 14, la lógica llega a un bloque de decisión 1310 desde el
nodo A. El bloque de decisión 1310 realiza la misma función que en
la figura 13. Si el intercambiador de calor primario no ha fallado,
la lógica abandona el bloque 1310 mediante el camino NO, y avanza
hacia el nodo C, tal como se ha descrito en relación a la figura 13.
Si el intercambiador de calor primario no ha fallado, la lógica
abandona el bloque de decisión 1310 mediante la salida SÍ, y llega a
un bloque de decisión adicional 1410, el cual determina si el
intercambiador de calor asociado es uno de los que presenta menor (o
mayor) número de horas. Esto se realiza simplemente clasificando la
información almacenada acerca de las horas de utilización de los
diferentes intercambiadores de calor (información que se recibe a
través de la red) en orden ascendente o descendente. Si el
intercambiador de calor asociado es el clasificado como mayor o
menor, tal y como puede escogerse, la lógica abandona el bloque de
decisión 1410 mediante la salida SÍ, y avanza hacia los bloques 1318
y 1320, correspondientes a aquellos de la figura 13, y de ahí hacia
el nodo B, habiendo declarado el intercambiador de calor asociado
como primario. Si el intercambiador de calor asociado no es el
clasificado como mayor (es decir, que presenta el mayor o menor
número de horas), algún otro intercambiador de calor está
clasificado como mayor, y debería enviar su propio mensaje YO SOY
PRIMARIO. Podría ocurrir que el siguiente intercambiador de calor
clasificado podría estar totalmente destruido, lo que puede dar como
resultado que la lógica de la figura 14 se pare y espere a que se
produzca un mensaje YO SOY PRIMARIO desde otro intercambiador de
calor, mensaje que nunca llegaría. Si el bloque de decisión 1410
determina que el intercambiador de calor asociado no es el que está
clasificado como mayor o menor, la lógica abandona mediante la
salida NO, y llega al bloque 1412, el cual determina la
clasificación (x) del intercambiador de calor asociado de entre
todos los otros intercambiadores de calor secundarios disponibles
(Y). Esto establece la forma en la que muchos intercambiadores de
calor secundarios potenciales intentarían convertirse
secuencialmente en primario antes de que el actual debiera imponerse
él mismo como primario. Con ese fin, un temporizador interno 1414 es
establecido a un intervalo de tiempo x(t), donde t es algún
intervalo considerado como suficiente para que cualquier
intercambiador de calor secundario imponga su o sus naturalezas
primarias. De esta manera, si el intercambiador de calor asociado
fuese el tercer clasificado de cuatro intercambiadores de calor
secundarios, el intervalo de tiempo establecido en el temporizador
asociado sería 3t, donde t debería ser 1 milisegundo, aunque puede
ser deseable utilizar 1 segundo cuando se trata con procesadores y
redes bastante lentas, el cual representa el tiempo estimado
requerido para que un único intercambiador de calor secundario
imponga su primacía. Desde el bloque 1414, la lógica avanza a
continuación hacia un bloque 1416, el cual inicia el temporizador.
Cuando el periodo de tiempo expira, la lógica entra en un circuito
de lógica que incluye unos bloques de decisión 1314 y 1316, que
actúan en conjunto mediante un camino 1317 tal como se ha descrito
en relación a la figura 13, para conducir la lógica hacia el nodo B
si se recibe un mensaje YO SOY PRIMARIO antes de que la cuenta del
temporizador haya expirado, y para conducir la lógica hacia los
bloques 1318 y 1320 si la cuenta expira antes de recibir un mensaje
de ese tipo. De esta manera, los diferentes intercambiadores de
calor secundarios pueden intentar imponerse secuencialmente a ellos
mismos como primarios si el intercambiador de calor primario actual
falla.
La figura 15 es un diagrama o esquema de la
lógica simplificado que ilustra el flujo de la lógica de una parte
de la lógica de control asociada con la de la figura 12 y con la de
cualquiera de las figuras 13 ó 14. El tratamiento puede llegar a la
red de lógica de la figura 15 sólo desde un nodo C de la figura 13 ó
14, lo que se produce sólo si el intercambiador de calor asociado es
secundario. En el caso en el que sólo hay dos intercambiadores de
calor sirviendo a un entorno controlado particular, es suficiente
identificar los dos intercambiadores de calor como "primario" y
"secundario", donde el intercambiador de calor primario es
utilizado para controlar el entorno, y el intercambiador de calor
secundario suplementa al primario si se requiere, o lo reemplaza si
el intercambiador de calor primario deja de funcionar. Allí donde
hay más de dos intercambiadores de calor sirviendo a un entorno
controlado dado, debe haber una diferenciación adicional entre los
varios intercambiadores de calor secundarios, de manera que, a
medida que la carga de control del entorno se hace más severa, los
varios intercambiadores de calor pasan a estar en línea
secuencialmente, en lugar de todos a la vez. Si pasaran a estar en
línea todos a la vez, entonces podrían, o más apropiadamente
deberían, ser considerados como un único intercambiador de calor
secundario compuesto de varias unidades en paralelo.
Cuando el intercambiador de calor asociado es
secundario, la lógica llega a un bloque de temporizador aleatorio
1510 de la figura 15 y dispara el temporizador aleatorio. El bloque
de decisión 1512 en cooperación con un bloque de decisión 1514
determina si ha llegado un mensaje de YO SOY SECUNDARIO a través de
la red desde otro intercambiador de calor en el intervalo desde que
el temporizador 1510 fue iniciado. Si algún otro intercambiador de
calor se ha declarado a sí mismo como secundario, la lógica abandona
el bloque de decisión 1512 mediante la salida SÍ, y vuelve a través
del nodo B para iniciar otra iteración. En este estado, el
intercambiador de calor asociado es NO PRIMARIO y NO SECUNDARIO. Si
ningún otro intercambiador de calor se ha declarado a sí mismo
como
SECUNDARIO mientras el temporizador 1510 estaba contando, la lógica abandona el bloque de decisión 1514 mediante la salida SÍ, y llega a un bloque 1516. El bloque 1516 representa el establecimiento del estado del intercambiador de calor asociado a SECUNDARIO mediante el establecimiento de un indicador de memoria. Desde el bloque 1516, la lógica pasa hacia un bloque 1518, el cual representa la distribución de un mensaje "YO SOY SECUNDARIO" a través de la red. Desde el bloque 1518, la lógica avanza hacia un bloque de decisión 1520. El bloque de decisión 1520 determina si el intercambiador de calor asociado es secundario, lo cual según hasta el punto que se ha descrito será siempre el caso, debido a que el estado fue establecido en el bloque 1516. El estado del intercambiador de calor asociado puede, sin embargo, ser diferente de secundario cuando la lógica llega al bloque 1520 desde el camino de bucle de regreso de la lógica 1522. Si el estado actual es NO SECUNDARIO, la lógica abandona el bloque de decisión 1520 mediante el camino NO, y avanza hacia el nodo B, desde el cual abandona la lógica de la figura 15. Por otro lado, si el estado actual es SECUNDARIO, la lógica abandona el bloque de decisión 1520 mediante la salida SÍ, y llega a un bloque de decisión 1524. El bloque de decisión 1524 compara la señal de entorno detectada (temperatura, humedad o similares, recibida a través de la red) con el punto establecido para determinar si se ha alcanzado el objetivo. Si se ha alcanzado el objetivo, la lógica avanza mediante la salida SÍ del bloque 1524 hacia un bloque adicional 1526, el cual representa el establecimiento a APAGADA de la bomba de calor asociada, y la lógica avanza a continuación hacia un bloque 1528, el cual representa el envío de un mensaje de red que indica que el intercambiador de calor secundario está APAGADO. Por otro lado, si no se ha alcanzado el objetivo, la lógica abandona el bloque de decisión 1524 mediante la salida NO, y avanza hacia un bloque de decisión 1530, el cual procura observar si la red ha informado acerca de que el intercambiador de calor primario está ENCENDIDO, y si no se ha recibido un mensaje de este tipo, la lógica abandona el bloque de decisión 1530 a través de la salida NO. Desde la salida NO del bloque de decisión 1530, la lógica llega a un bloque de decisión 1532. Cuando la lógica alcanza el bloque de decisión 1532, el objetivo no ha sido logrado todavía, y el intercambiador de calor primario no ha sido declarado como en estado de ENCENDIDO. El bloque de decisión 1532 procura observar si la bomba de calor y el controlador asociados están conectados a la red, los cuales, si no lo están, deben informar de que no se ha recibido un mensaje que indica que la bomba de calor primaria está ENCENDIDA. Una comprobación de este tipo debe ser realizada enviando un mensaje a la red solicitando un mensaje de respuesta, y considerando la conexión como inhabilitada si no se recibe una respuesta oportuna, o se puede realizar simplemente anotando la recepción de tráfico normal de red. Si el bloque de decisión 1532 determina que el controlador asociado está conectado a la red, a continuación la bomba primaria debe realmente estar APAGADA, o puede estar desconectada de la red. La lógica abandona el bloque de decisión 1532 mediante la salida SÍ y pasa hacia un bloque 1534, el cual representa el envío de un mensaje de red de "primaria fallida". Desde el bloque 1534, la lógica pasa hacia un bloque 1536, el cual establece el estado del intercambiador de calor asociado a PRIMARIO. Desde el bloque 1536, la lógica pasa hacia un bloque 1538, el cual representa el envío del mensaje de red "YO SOY PRIMARIO". Desde el bloque 1538, la lógica pasa hacia el nodo B para iniciar otra iteración de la lógica de la figura 12.
SECUNDARIO mientras el temporizador 1510 estaba contando, la lógica abandona el bloque de decisión 1514 mediante la salida SÍ, y llega a un bloque 1516. El bloque 1516 representa el establecimiento del estado del intercambiador de calor asociado a SECUNDARIO mediante el establecimiento de un indicador de memoria. Desde el bloque 1516, la lógica pasa hacia un bloque 1518, el cual representa la distribución de un mensaje "YO SOY SECUNDARIO" a través de la red. Desde el bloque 1518, la lógica avanza hacia un bloque de decisión 1520. El bloque de decisión 1520 determina si el intercambiador de calor asociado es secundario, lo cual según hasta el punto que se ha descrito será siempre el caso, debido a que el estado fue establecido en el bloque 1516. El estado del intercambiador de calor asociado puede, sin embargo, ser diferente de secundario cuando la lógica llega al bloque 1520 desde el camino de bucle de regreso de la lógica 1522. Si el estado actual es NO SECUNDARIO, la lógica abandona el bloque de decisión 1520 mediante el camino NO, y avanza hacia el nodo B, desde el cual abandona la lógica de la figura 15. Por otro lado, si el estado actual es SECUNDARIO, la lógica abandona el bloque de decisión 1520 mediante la salida SÍ, y llega a un bloque de decisión 1524. El bloque de decisión 1524 compara la señal de entorno detectada (temperatura, humedad o similares, recibida a través de la red) con el punto establecido para determinar si se ha alcanzado el objetivo. Si se ha alcanzado el objetivo, la lógica avanza mediante la salida SÍ del bloque 1524 hacia un bloque adicional 1526, el cual representa el establecimiento a APAGADA de la bomba de calor asociada, y la lógica avanza a continuación hacia un bloque 1528, el cual representa el envío de un mensaje de red que indica que el intercambiador de calor secundario está APAGADO. Por otro lado, si no se ha alcanzado el objetivo, la lógica abandona el bloque de decisión 1524 mediante la salida NO, y avanza hacia un bloque de decisión 1530, el cual procura observar si la red ha informado acerca de que el intercambiador de calor primario está ENCENDIDO, y si no se ha recibido un mensaje de este tipo, la lógica abandona el bloque de decisión 1530 a través de la salida NO. Desde la salida NO del bloque de decisión 1530, la lógica llega a un bloque de decisión 1532. Cuando la lógica alcanza el bloque de decisión 1532, el objetivo no ha sido logrado todavía, y el intercambiador de calor primario no ha sido declarado como en estado de ENCENDIDO. El bloque de decisión 1532 procura observar si la bomba de calor y el controlador asociados están conectados a la red, los cuales, si no lo están, deben informar de que no se ha recibido un mensaje que indica que la bomba de calor primaria está ENCENDIDA. Una comprobación de este tipo debe ser realizada enviando un mensaje a la red solicitando un mensaje de respuesta, y considerando la conexión como inhabilitada si no se recibe una respuesta oportuna, o se puede realizar simplemente anotando la recepción de tráfico normal de red. Si el bloque de decisión 1532 determina que el controlador asociado está conectado a la red, a continuación la bomba primaria debe realmente estar APAGADA, o puede estar desconectada de la red. La lógica abandona el bloque de decisión 1532 mediante la salida SÍ y pasa hacia un bloque 1534, el cual representa el envío de un mensaje de red de "primaria fallida". Desde el bloque 1534, la lógica pasa hacia un bloque 1536, el cual establece el estado del intercambiador de calor asociado a PRIMARIO. Desde el bloque 1536, la lógica pasa hacia un bloque 1538, el cual representa el envío del mensaje de red "YO SOY PRIMARIO". Desde el bloque 1538, la lógica pasa hacia el nodo B para iniciar otra iteración de la lógica de la figura 12.
Si el bloque de decisión 1530 de la figura 15 ha
recibido un mensaje de que la bomba primaria está ENCENDIDA, el
fracaso en el logro del objetivo debe ser atribuible a una capacidad
de bombeo de calor insuficiente, o posiblemente a un retardo normal
mientras la bomba de calor primaria extrae o añade calor para
alcanzar la temperatura establecida. Desde el bloque 1530, la lógica
abandona mediante la salida SÍ, y llega a un bloque de decisión
1540. El bloque 1540 evalúa un registro almacenado o memorizado a lo
largo del tiempo de valores de la variable controlada, y
posiblemente del punto establecido, para determinar de cualquiera de
un número de formas si el funcionamiento de la bomba de calor
primaria es satisfactorio. Una forma posible para hacer una
determinación de este tipo es determinar la velocidad de cambio de
la temperatura o de la humedad, y comparar la velocidad de cambio
con una velocidad de cambio del valor del punto establecido. De esta
manera, si la velocidad de cambio de la temperatura es, por ejemplo,
1 E por hora, la carga sobre la primaria puede ser considerada como
no excesiva, pero cualquier velocidad de cambio inferior requeriría
una capacidad adicional. Si la velocidad de cambio es considerada
como suficiente, la lógica abandona el bloque de decisión 1540
mediante la salida SÍ, y avanza hacia el bloque 1526, el cual APAGA
el intercambiador de calor secundario asociado. Si, por otro lado,
la velocidad de cambio con el intercambiador de calor primario
ENCENDIDO es insuficiente, la lógica abandona el bloque de decisión
1540 mediante la salida NO, y llega a un bloque de decisión 1542, el
cual comprueba la idoneidad para la tarea del intercambiador de
calor asociado. Esto se puede realizar comprobando la presencia del
medio de intercambio de calor. Si el medio de intercambio de calor
primario para la bomba de calor asociada está disponible, como por
ejemplo la circulación de agua o la operación de un ventilador, el
bloque de decisión 1542 considera al intercambiador de calor
asociado como idóneo para el funcionamiento, y la lógica abandona
mediante la salida SÍ. Desde la salida SÍ del bloque de decisión
1542, la lógica pasa hacia un bloque 1544, el cual representa el
ENCENDIDO o la activación del intercambiador de calor asociado para
calentar o refrigerar, según corresponda, para ayudar en la gestión
de la carga del entorno. Desde el bloque 1544, la lógica pasa hacia
un bloque de la lógica 1546, el cual representa el envío de un
mensaje de red "secundaria encendida". Desde el bloque 1546, la
lógica pasa hacia un bloque de decisión 1548, el cual utiliza algún
criterio para verificar que el intercambiador de calor asociado está
ENCENDIDO, como por ejemplo mediante la utilización de un detector
de temperatura a la salida del intercambiador de calor. Si el
intercambiador de calor no está ENCENDIDO, tal como se determina
mediante el detector, la lógica abandona el bloque de decisión 1548
mediante la salida NO, y llega a un bloque 1550. El bloque 1550
representa el establecimiento del estado de la bomba de calor
secundaria asociada a FALLIDA. El bloque 1552 representa el envío
del mensaje de estado de SECUNDARIA FALLIDA. La lógica no pasa a
ninguna parte a partir del bloque 1552, debido a que el
intercambiador de calor asociado no está funcionando, y
presumiblemente necesita de atención por parte de una persona. Otros
planteamientos pueden requerir un encaminamiento adicional de la
lógica.
En la figura 15, la lógica abandona el bloque de
decisión 1548 mediante la salida SÍ si la bomba de calor secundaria
asociada está funcionando, tal como es indicado por el detector.
Desde la salida SÍ del bloque 1548, la lógica llega a un bloque de
decisión de "¿Red Conectada?" 1554. Si el intercambiador de
calor asociado está conectado a la red, la lógica abandona el bloque
de decisión 1554 mediante la salida SÍ, y pasa a través del camino
de la lógica 1522 de vuelta hacia el bloque 1520. Si la bomba de
calor asociada no está conectada a la red, la lógica abandona el
bloque de decisión 1554 mediante la salida NO, y avanza hacia una
cadena 1555 de bloques de decisión 1556, ..., 1558, cada uno de los
cuales compara la modalidad de funcionamiento actual con unas
modalidades de funcionamiento previamente asignadas, tal como se ha
descrito de manera general en relación a la cadena similar 1243 de
la figura 12. En la figura 15, la cadena 1555 selecciona la
modalidad de funcionamiento actual (la última recibida a través de
la red) con las diferentes opciones proporcionadas por la cadena, y
conduce la lógica hacia uno de los bloques 1560, ..., 1562 de un
conjunto 1559 de bloques. Cada bloque del conjunto 1559 representa
el establecimiento del estado de funcionamiento del intercambiador
de calor asociado a aquel previamente considerado como apropiado
para una desconexión de red en la última modalidad de funcionamiento
conocida. Desde el conjunto 1559 de los bloques 1560, ..., 1562, la
lógica pasa hacia un bloque 1564, el cual representa la transmisión
a través de la red del estado actual. Este mensaje puede ser
recibido posiblemente mediante otros intercambiadores de calor de la
red, a pesar de que la conexión a la red se ha perdido aparentemente
por parte del controlador del intercambiador de calor asociado.
Otras formas de realización de la invención
resultarán evidentes para los expertos en la materia. Por ejemplo,
mientras los sistemas descritos son capaces de responder a señales
de temperatura, los intercambiadores de calor operados en una
modalidad de funcionamiento de humidificación o deshumidificación
pueden ser capaces de responder a señales que representan la
humedad; un sistema de este tipo puede ser utilizado para controlar
la humedad en un secadero de tabaco donde la temperatura no es
particularmente relevante. Aunque sólo se ha descrito el
accionamiento eléctrico y mecánico del refrigerador accionado, se
puede concebir que podrían ser utilizados intercambiadores de calor
accionados químicamente, térmicamente o incluso nuclearmente,
siempre que la fuente de energía, o el acoplamiento de la energía al
intercambiador de calor pueda ser controlado por una señal de
control. Aunque los intercambiadores de calor y los montajes de
intercambiador de calor han sido descritos como que utilizan un
fluido a modo de un medio de acoplamiento o de transferencia de
calor, puede ser utilizada una simple conducción térmica a través de
sólidos.
De esta manera, una bomba de calor o un montaje
de intercambiador de calor (1161) según un aspecto de la invención
incluye un controlador independiente (1161c) asociado con una bomba
de calor accionada (1116). Cada uno de los montajes de
intercambiador de calor (1161) es capaz de funcionar en cooperación
con una serie de otros montajes de bomba de calor (1161) de este
tipo y en presencia de una red (70) que enlaza los montajes de
intercambiador de calor (1161). Cada montaje de intercambiador de
calor (1161) incluye una bomba de calor accionada o un
intercambiador de calor accionado (1161) para bombear calor desde un
entorno controlado y un disipador de calor (HS) hacia otro entorno
controlado y un disipador de calor (HS). De esta manera, la bomba de
calor accionada (1116) puede ser un aparato de aire acondicionado,
por ejemplo, que bombea calor desde una habitación hacia el entorno
exterior, para mantener refrigerado el entorno controlado, o puede
ser una bomba de calor que funciona para bombear calor desde el
entorno exterior para calentar la habitación. En cualquier caso, la
habitación es el entorno controlado. Por supuesto, en lugar de una
habitación, se podría utilizar un intercambiador de calor para
calentar o refrigerar una cabina de equipos o una parte particular
de unos equipos, mediante la utilización de aire, agua, o cualquier
medio de intercambio de calor. La energía para la bomba de calor
accionada puede ser eléctrica o mecánica, como por ejemplo la
energía puede provenir de un motor eléctrico controlable en
respuesta a una señal de control eléctrica, o desde una rueda
hidráulica que incluye un embrague controlable que responde a una
señal de control. El montaje de bomba de calor (1161) incluye además
un controlador (1161c) unívoco, para el montaje de bomba de calor
(1161), para generar la señal de control (en el camino 1117) para
controlar la bomba de calor accionada (1116). El controlador (1161c)
incluye un indicador de memoria (y por lo tanto necesariamente una
memoria para tal información) indicativa del estado de primario y
secundario del montaje de bomba de calor (1161) con la cual está
asociado. El controlador (1161c) incluye además un puerto de
comunicación (1161cp) y una memoria o una parte de memoria adicional
(1161cm) para recibir (a través de la red 70 desde el detector 1150)
y almacenar al menos temporalmente por lo menos una de (a) una señal
de indicación de temperatura indicativa de la temperatura del
entorno controlado y (b) una señal de indicación de humedad
indicativa de la humedad del entorno controlado. De esta manera,
está contemplado que el intercambiador de calor (1161) puede estar
para controlar la temperatura del entorno controlado o la humedad
del mismo, o posiblemente ambas. El controlador (1161c) determina el
estado de primario o secundario del montaje de bomba de calor
asociado (1161) mediante evaluación del indicador de memoria y, si
el estado es primario, pone en marcha la bomba de calor accionada
asociada (1116) en respuesta a una comparación de una de (a) la
temperatura del entorno controlado tal como está representada por la
señal de indicación de temperatura y (b) la humedad del entorno
controlado con un punto establecido predeterminado almacenado en una
memoria. El punto establecido puede ser recibido a través del puerto
de comunicación (1161cp), o posiblemente, a través de un controlador
local, tal como un teclado (KB) y/o un botón. Por otro lado, si el
estado es secundario, la bomba de calor accionada asociada (1116) es
puesta en marcha en respuesta a una comparación de una de (a) la
temperatura del entorno controlado tal como está representada por la
señal de indicación de temperatura y (b) la humedad del entorno
controlado tal como está representada por la señal de indicación de
humedad, con otro punto establecido (también preferentemente
recibido a través del puerto de comunicación), donde los valores del
primero y segundo puntos, es decir, los valores de los puntos
establecidos de la humedad de los intercambiadores de calor primario
y secundario, pueden ser iguales. De esta manera, en estas
expresiones de la invención, los controladores (1161c) de los
diferentes montajes de intercambiador de calor (1161) controlan de
forma independiente sus intercambiadores de calor (1116) de forma
substancialmente independiente entre sí.
En otra forma de realización de la invención, un
montaje de bomba de calor (1161) incluye un controlador
independiente (1161c) capaz de funcionar en cooperación con una
serie montajes de bomba de calor (1161) de este tipo y en presencia
de una red (70) que enlaza los montajes de bomba de calor (1161). El
o cada uno de los montajes de bomba de calor (1161) incluye una
bomba de calor accionada (1116) para bombear calor desde un entorno
controlado y un disipador de calor (HS) hacia otro entorno
controlado y un disipador de calor (HS). La energía para la bomba de
calor accionada, ya sea eléctrica o mecánica, es controlable (como
mediante el conmutador 1118) en respuesta a una señal de control
(sobre el camino 1117). El montaje de bomba de calor (1161) incluye
un controlador (1161c) unívoco para el montaje de bomba de calor
(1161), para generar la señal de control para controlar la bomba de
calor accionada asociada. El controlador (1161c) incluye o trata un
indicador de memoria indicativo del estado de primario y secundario
del montaje de bomba de calor (1161) con la cual está asociado. El
controlador (1161c) incluye además un puerto de comunicación
(1161cp) para recibir al menos una de una señal de indicación de
temperatura y una señal de indicación de humedad indicativas de la
temperatura o de la humedad, respectivamente, del entorno
controlado. Durante el funcionamiento, el controlador (1161c)
determina (1212) el estado primario o secundario del montaje de
bomba de calor asociado (1161) mediante la evaluación del indicador
de memoria y, si el estado es primario, pone en marcha la bomba de
calor accionada asociada (1230) en respuesta a una comparación
(1220) de la temperatura del entorno controlado tal como está
representada por la señal de indicación de temperatura y (o con) un
punto establecido predeterminado, que puede ser recibido a través
del puerto de comunicación (1161cp). Si el estado es secundario, la
bomba de calor accionada asociada (1116) es puesta en marcha (1540,
1544) en respuesta a la velocidad de cambio de la temperatura del
entorno controlado tal como está representada por la señal de
indicación de temperatura y por señal de indicación de humedad,
respectivamente, o posiblemente ambas de las señales del entorno
controlado, siendo realizada la determinación (1542) después de
recibir (puerto 1161cp) una señal indicativa del funcionamiento de
al menos otro montaje (PRIMARIO) de bomba de calor (1161). En
general, esto permite que el funcionamiento de uno(s)
intercambiador(es) de calor secundario(s)
particular(es) sea retardado o impedido durante cualquier
ciclo si la velocidad de cambio de la variable controlada
(temperatura o humedad), en respuesta a ese (o aquellos)
intercambiador(es) de calor que ya están funcionando, es
suficiente.
Claims (5)
1. Procedimiento para el control de una
pluralidad de montajes de bomba de calor (1161), comprendiendo dicho
procedimiento las etapas siguientes:
- -
- bombear calor, por medio de una bomba de calor accionada (1116), desde un entorno controlado y un disipador de calor (HS) hacia otro entorno controlado y un disipador de calor (HS), y
- -
- controlar la energía para dicha bomba de calor accionada (1116) en respuesta a una señal de control (1117);
- caracterizado porque,
- -
- en la presencia de una red (70) que enlaza dichos montajes de bomba de calor (1161) y un controlador (1161c) unívoco para cada montaje de bomba de calor (1161), se determina un estado primario o secundario del montaje de bomba de calor asociado (1161) mediante la evaluación de un indicador de memoria (920, 1320) y,
- -
- si dicho estado es primario, la bomba de calor accionada asociada (1116) es puesta en marcha en respuesta a una comparación de una de (a) una señal de temperatura (1150) de dicho entorno controlado y (b) una señal de humedad (1150) de dicho entorno controlado y un punto establecido predeterminado recibido a través de un puerto de comunicación (1161cp), y,
- -
- si dicho estado es secundario, la bomba de calor accionada asociada (1116) es puesta en marcha en respuesta a una comparación de dicha una (a) de dicha señal de temperatura (1150) de dicho entorno controlado y (b) dicha señal de humedad (1150) de dicho entorno controlado con otro punto establecido predeterminado recibido a través de dicho puerto de comunicación (1161cp), en el que los valores del primero y segundo puntos establecidos de temperatura y humedad pueden ser iguales.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, que
comprende además la etapa de establecer el estado como primario o
secundario (812, 816, 1212, 1216) de la bomba de calor asociada
(1116) en respuesta al tiempo de expiración de la cuenta de un
temporizador aleatorio (912) en relación a un mensaje (920)
indicativo de que otro montaje (1161) se ha considerado a sí mismo
como el otro de entre dichos estados primario y secundario.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
que comprende además la etapa de mandar (1210) el envío de un
mensaje (522) indicativo del estado de dicho montaje (1161) a través
de dicho puerto de comunicación (1161cp).
4. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, que comprende además la etapa de, en al
menos una modalidad de funcionamiento, determinar de forma
autónoma, por medio de dicho controlador (1161c), la acción que ha
de ser realizada cuando dicho puerto de comunicación (1161cp) no
está recibiendo mensajes, en respuesta a un conjunto de acciones
predeterminadas seleccionado en respuesta a la última modalidad de
funcionamiento recibida en dicho puerto de comunicación
(1161cp).
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 4, que comprende además la etapa de, en el caso
de dicha modalidad secundaria, accionar sobre dicha bomba de calor
accionada (1116) por medio de dicho controlador (1161c), en
respuesta a la velocidad de cambio de dicha una de (a) dicha señal
de temperatura (1150) de dicho entorno controlado y (b) una señal de
humedad (1150) de dicho entorno controlado.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US818717 | 2001-03-27 | ||
| US09/818,717 US6401468B1 (en) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | Autonomous control of heat exchangers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2247208T3 true ES2247208T3 (es) | 2006-03-01 |
Family
ID=25226236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES02002456T Expired - Lifetime ES2247208T3 (es) | 2001-03-27 | 2002-02-01 | Control autonomo de intercambiadores de calor. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6401468B1 (es) |
| EP (1) | EP1245911B1 (es) |
| AT (1) | ATE306059T1 (es) |
| AU (1) | AU784802B2 (es) |
| CA (1) | CA2366891C (es) |
| DE (1) | DE60206437T2 (es) |
| ES (1) | ES2247208T3 (es) |
| NO (1) | NO20021327L (es) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6874693B2 (en) * | 2002-12-20 | 2005-04-05 | Honeywell International Inc. | Method and apparatus for controlling a multi-source heating system |
| US6892547B2 (en) * | 2003-02-07 | 2005-05-17 | Honeywell International Inc. | Cooling set point control |
| US20090114733A1 (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-07 | Matusinec Robert D | Hydrogen fired heat exchanger |
| EP2151578B1 (de) * | 2008-08-04 | 2019-09-18 | Grundfos Management A/S | Umwälzpumpenaggregat |
| CN102213465A (zh) * | 2010-04-07 | 2011-10-12 | 北京水木泽清能源科技有限公司 | 一种船舶用水源热泵温湿分控中央空调 |
| CN105135871B (zh) | 2012-02-20 | 2018-06-01 | 艾默生电气公司 | 提供用于在结构中使用的热量 |
| TW202006506A (zh) * | 2018-07-10 | 2020-02-01 | 寶創企業股份有限公司 | 電源分配器及其設定方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2845298A1 (de) * | 1978-10-18 | 1980-04-30 | Marinetechnik Planungsges | Modifizierte kaelte- und heizungs- anlage fuer lueftungstechnische anlagen auf schiffen |
| JPS6334459A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-15 | 株式会社東芝 | 空気調和機 |
| JP2799809B2 (ja) * | 1993-02-16 | 1998-09-21 | 株式会社日立製作所 | 空調管理システム |
| JP2667950B2 (ja) * | 1993-09-20 | 1997-10-27 | 株式会社日立製作所 | 空気調和機及びそのアドレス設定方法 |
| US5853123A (en) * | 1994-10-19 | 1998-12-29 | Daikin Industries, Ltd. | Signal transmission/reception device of air conditioner |
| JP2948502B2 (ja) * | 1995-03-30 | 1999-09-13 | 三菱電機株式会社 | マルチ式空気調和機の運転制御装置 |
| JPH09236297A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 分散配置型空調装置 |
| US6026652A (en) * | 1996-10-18 | 2000-02-22 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Air conditioning system having single bus line |
-
2001
- 2001-03-27 US US09/818,717 patent/US6401468B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-01-07 CA CA2366891A patent/CA2366891C/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-01 ES ES02002456T patent/ES2247208T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-01 DE DE60206437T patent/DE60206437T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-01 AT AT02002456T patent/ATE306059T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-02-01 EP EP02002456A patent/EP1245911B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-22 AU AU18036/02A patent/AU784802B2/en not_active Ceased
- 2002-03-18 NO NO20021327A patent/NO20021327L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2366891A1 (en) | 2002-09-27 |
| CA2366891C (en) | 2012-06-19 |
| NO20021327D0 (no) | 2002-03-18 |
| US6401468B1 (en) | 2002-06-11 |
| ATE306059T1 (de) | 2005-10-15 |
| EP1245911B1 (en) | 2005-10-05 |
| DE60206437T2 (de) | 2006-06-29 |
| DE60206437D1 (de) | 2006-02-16 |
| NO20021327L (no) | 2002-09-30 |
| EP1245911A1 (en) | 2002-10-02 |
| AU1803602A (en) | 2002-10-03 |
| AU784802B2 (en) | 2006-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6516249B1 (en) | Fluid control system with autonomously controlled pump | |
| AU783006B2 (en) | Fluid control system with autonomously controlled valves | |
| ES2247208T3 (es) | Control autonomo de intercambiadores de calor. | |
| ES2683837T3 (es) | Sistema de acondicionamiento de aire y método para controlar para el mismo | |
| US5465588A (en) | Multi-function self-contained heat pump system with microprocessor control | |
| ES2828689T3 (es) | Sistema de bomba de calor y un método para controlar un sistema de bomba de calor | |
| ES2618927T3 (es) | Procedimiento de control de instalación para el mantenimiento de la presión para un sistema de refrigeración y de calefacción provisto de pluralidad de sensores | |
| US10386098B2 (en) | Heating and cooling network for buildings | |
| NO163465B (no) | Utvidbart kjoelesystem. | |
| ES2359706T3 (es) | Sistema de transferencia de calor. | |
| ES2510640T3 (es) | Acondicionador de aire y procedimiento de control de un acondicionador de aire | |
| US11725875B1 (en) | Modular refrigeration system | |
| KR102918929B1 (ko) | 히트펌프 및 그 동작방법 | |
| EP4118384B1 (en) | Freecooling unit for temperature management system | |
| JP2005076960A (ja) | 給湯システム | |
| GB2148552A (en) | Central heating control system | |
| RU2179688C1 (ru) | Система водяного отопления | |
| CN119108707B (zh) | 一种独立控温和流量控制的多包智慧热管理系统 | |
| ES2974982T3 (es) | Instalación de calefacción de un local que comprende un dispositivo de protección contra la congelación en caso de ausencia de alimentación eléctrica | |
| JPH0476341A (ja) | 空気調和機 | |
| EP4616122A1 (en) | An arrangement for domestic heating and a method for controlling an arrangement | |
| TWI744969B (zh) | 資料中心冷卻系統及控制該系統的冷卻方法 | |
| WO2024177550A1 (en) | An arrangement for heating a building and a method for controlling the same | |
| JP2002277150A (ja) | 遠隔監視システム | |
| CN120027554A (zh) | 热泵系统及其控制方法 |