ES2281257B1 - Dispositivo y metodo para mantener la temperatura constante en un calentador de agua. - Google Patents

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Abstract

Dispositivo y método para mantener la temperatura constante en un calentador de agua, que controla la cantidad de gas para ajustar la temperatura del agua, consiguiendo una temperatura constante. Un tubo de salida de agua del calentador tiene un sensor de temperatura. El tubo de entrada de agua en el calentador tiene un controlador de caudal. Un controlador de temperatura del agua está eléctricamente conectado entre el sensor de temperatura y el controlador de caudal de agua. El controlador de la temperatura del agua puede comparar la medición del sensor de temperatura con un valor determinado o de ajuste para obtener un resultado de la comparación. El controlador de flujo del agua es capaz de ajustar el caudal de entrada de agua del calentador de acuerdo con el resultado de la comparación.

Description

Dispositivo y método para mantener la temperatura constante en un calentador de agua.
Antecedentes de la invención 1. Sector técnico al que pertenece la invención
La presente invención se refiere a un dispositivo y método para mantener la temperatura constante en un calentador de agua, y más particularmente, a un dispositivo de temperatura constante y su método aplicados a un calentador de agua.
2. Técnicas relacionadas
Los calentadores de gas para agua queman gas y calientan el agua a una temperatura adecuada para su utilización humana. Hay muchos factores externos que hacen variar la temperatura del agua, tales como la variación estacional de la temperatura, presión del agua, y presión del gas, resultando todo ello en agua demasiado fría o demasiado caliente.
Un dispositivo para controlar de modo constante la temperatura de un calentador de agua se describe en la Patente R.O.C. Nº TW292744, de 1 de diciembre de 1996. La figura 1 es un diagrama que muestra este dispositivo en el que un tubo (71) de entrada de agua de un calentador de agua (70) suministra agua fría a un depósito de agua (no mostrado) del calentador de agua (70). Una tubería (73) de entrada de gas del calentador de agua (70) suministra gas para calentamiento del agua en el depósito de agua a una temperatura más elevada. El agua caliente sale por el tubo de salida de agua (72). Un sensor de temperatura (74) está dispuesto en el tubo (72) de salida del agua para medir la temperatura del agua de salida. Un controlador (76) de flujo de gas está dispuesto en el tubo (73) de entrada de gas. Un controlador (75) de la temperatura del agua está conectado eléctricamente entre el sensor de temperatura (74) y el controlador de flujo de gas (76). El controlador (75) de la temperatura del agua compara la temperatura medida por el sensor de temperatura (74) con un valor determinado para obtener el resultado de la comparación, y el controlador (76) de flujo de gas cambia la salida de gas para incrementar o reducir la temperatura de acuerdo con el resultado de la comparación. La temperatura del agua de salida en el calentador de agua (70) se mantiene, por lo tanto, en un valor determinado, de manera que el valor de ajuste es el valor de ajuste de la temperatura del agua.
Por lo tanto, el dispositivo de control constante de un calentador de gas para agua tiene algunos problemas con respecto al método de temperatura constante:
1. Para conseguir una temperatura constante en el agua de salida mediante el control de flujo de gas, cuando la temperatura del agua de salida se debe incrementar, el flujo de gas debe también ser incrementado provocando un rápido consumo de gas.
2. Cuando se calienta el depósito de agua del calentador, éste se encuentra habitualmente lleno, de manera que el conseguir el valor de ajuste requiere un tiempo más prolongado, y el calentamiento a la temperatura de agua más elevada está limitado por el suministro del gas.
Características de la invención
Un objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer un dispositivo de temperatura constante y su método para un calentador de agua destinado a controlar la temperatura de salida del agua, consiguiendo de esta manera una situación de temperatura constante sin ajuste del flujo de gas.
El objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer un dispositivo de temperatura constante para el calentador de agua. Para conseguir una temperatura constante se controla el flujo del agua de salida del calentador. Un controlador del flujo del agua controla el flujo de entrada de agua del calentador. Un sensor de temperatura mide el valor de la temperatura del agua cuando el calentador efectúa el calentamiento del agua. Un controlador de temperatura del agua está acoplado eléctricamente entre el controlador del flujo del agua y el sensor de temperatura. El valor de la temperatura del agua es comparado con un valor predeterminado para obtener un resultado de la comparación, de manera que el controlador del flujo del agua es capaz de ajustar el flujo de agua de entrada del calentador de agua según el resultado de la comparación. Cuando la temperatura del agua de salida del calentador es menor que el valor de ajuste, el controlador de la temperatura del agua es controlado por el controlador de flujo del agua para reducir el caudal de entrada de agua. Cuando la temperatura del agua de salida es más elevada que el valor de ajuste, el controlador de temperatura ordena al controlador de flujo de agua el incrementar el flujo de agua de entrada.
El controlador de flujo de agua está dispuesto en un tubo de entrada de agua del calentador. El sensor de temperatura está dispuesto en un tubo de salida de agua del calentador.
Otro objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer un método para conseguir una temperatura constante en un calentador de agua, consiguiendo de esta manera una temperatura constante del flujo de agua de salida del calentador de agua. La temperatura del agua de salida del calentador de agua se mide para conseguir un valor de temperatura del agua cuando ésta es calentada por el calentador. Se determina la diferencia entre el valor de la temperatura del agua y un valor predeterminado o de ajuste. El caudal de entrada de agua en el calentador se gradúa de acuerdo con la diferencia. Cuando el valor de la temperatura el agua es menor que el valor de ajuste, el caudal de entrada del calentador se reduce. Cuando el valor de la temperatura del agua es más elevado que el valor de ajuste, el flujo de entrada de agua en el calentador se incrementa.
El dispositivo de temperatura constante del calentador de agua determina si la temperatura del agua es menor que el valor de ajuste durante un período de tiempo más largo que un tiempo predeterminado. En caso de que lo sea, se reduce el caudal de entrada de agua del calentador. Si el valor de la temperatura del agua es superior al valor de ajuste durante un período de tiempo mayor que un tiempo predeterminado, se incrementa el flujo de entrada de agua del calentador.
Cuando el calentador de agua calienta el agua al fijar la cantidad de gas, la temperatura del agua de salida del calentador se controla por ajuste del flujo de agua de entrada en el calentador. La temperatura del agua de salida del calentador es, por lo tanto, constante y se eleva con rapidez. El consumo de gas se reduce.
Breve descripción de los dibujos
Los aspectos anteriores y muchas de las ventajas correspondientes de la presente invención se apreciarán más fácilmente siendo ésta mejor comprendida haciendo referencia a la descripción detallada siguiente en relación con los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es un diagrama que muestra un calentador de agua según la técnica anterior;
la figura 2 es un diagrama que muestra un dispositivo de temperatura constante para un calentador de agua según la presente invención; y
la figura 3 es un diagrama de flujo que muestra un método de temperatura constante para un calentador de agua según la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 2, la presente invención da a conocer un dispositivo de temperatura constante para un calentador de agua, proporcionando una temperatura constante en el agua de salida. El calentador de agua (10) comprende un tubo de entrada de agua destinado a suministrar agua fría al depósito de agua (no mostrado) del interior del calentador de agua (10) y presenta además un tubo de entrada de gas (12) para suministrar gas a efectos de calentar el depósito de agua. El agua caliente sale mediante el tubo de salida de agua (13). El depósito de agua tiene habitualmente una capacidad fija, y el depósito de agua se encuentra lleno cuando el calentador efectúa el calentamiento del agua.
El principio de control de temperatura constante determina si la temperatura del agua de salida del calentador (10) tiene temperatura constante. El caudal de entrada de agua del calentador (10) es controlado de acuerdo con el resultado de la determinación para ajustar la cantidad de agua en el depósito de agua. Por lo tanto, el calentador de agua (10) quema una cantidad fija de gas, y la temperatura del agua de salida se incrementa cuando se reduce la cantidad de agua en el depósito para la misma. Como contraste, el valor de la temperatura de salida se reduce cuando se incrementa la cantidad de agua en el depósito de agua.
El dispositivo de temperatura constante del calentador de agua según la presente invención comprende un controlador de flujo de agua (14), un sensor de temperatura (15) y un controlador de temperatura de agua (16). El controlador de flujo de agua (14) está dispuesto en el tubo (11) de entrada de agua del calentador de agua (10), y el controlador de flujo de agua (14) es una compuerta para el agua o una bomba para controlar el caudal de entrada de agua para ajustar la cantidad de agua del depósito del interior del calentador de agua (10). El sensor de temperatura (15) está dispuesto en el tubo (13) de salida de agua del calentador (10) para detectar la temperatura del agua en el tubo de salida de agua (13).
Un controlador de temperatura del agua (16) está acoplado eléctricamente entre el sensor de temperatura (15) y el controlador de flujo de agua (14). El controlador de temperatura de agua (16) puede comparar el resultado detectado del sensor de temperatura (15) con un valor determinado para obtener el resultado de la comparación. El valor de ajuste es un valor de la temperatura del agua de ajuste, y el controlador de temperatura del agua (16) transmite una señal de mando al controlador de flujo de agua (14). Para controlar el flujo del agua, el controlador (14) puede aumentar o reducir el flujo del agua del calentador (10). Cuando la temperatura del agua de salida del calentador de agua (10) es menor que el valor de ajuste, el controlador de temperatura de agua (16) hace que el controlador (14) del caudal de agua reduzca el caudal de entrada de agua del calentador (10) y que se incremente la temperatura del agua de salida. Por el contrario, cuando la temperatura del agua de salida es mayor que el valor de ajuste, el controlador (16) de temperatura del agua hace que el controlador (14) del caudal de agua incremente la entrada de agua en el calentador (10) y reduzca la temperatura del agua de salida.
Haciendo referencia a la figura 3, ésta muestra un diagrama de flujo de la presente invención para proporcionar un método de temperatura constante, incluyendo las etapas que se indican. El usuario acciona la válvula de agua caliente del calentador de agua (10) (no mostrada) (-S301-). Después de que el calentador de agua (10) detecta que se ha abierto el grifo de agua caliente, se inicia un proceso de ignición, y el calentador de agua (10) entra en ignición (-S303-). El calentador de agua (10) quema una cantidad fija de gas para calentar el agua, y a continuación determina si el usuario ha cerrado o no el grifo de agua caliente del calentador (10) (-S305-). Si se ha cerrado el agua caliente, el calentador (10) cesa el calentamiento (-S319-). Si el agua caliente se está utilizando todavía, la temperatura de salida del agua del calentador (10) es objeto de medición (-S307-) con intermedio del sensor de temperatura (15). Se determina con intermedio del controlador de temperatura de agua (16) si la temperatura de salida del agua es inferior al valor de ajuste (-S309-).
Cuando la temperatura del agua de salida del calentador (10) es menor que el valor de ajuste, se determina si el valor de la temperatura del agua ha sido menor que el valor de ajuste durante un período más largo de T segundos (-S311-). Si la temperatura del agua ha sido inferior al valor de ajuste durante un período mayor de T segundos, se reduce el caudal de entrada de agua del calentador (10) (-S313-) con intermedio del controlador de flujo de agua (14), y el proceso vuelve a la etapa de determinación (-S305-). En caso contrario, el proceso vuelve a la etapa de determinación (-S305-) de modo inmediato. Cuando la temperatura del agua de salida del calentador de agua (10) es superior al valor de ajuste, se determina si el valor de la temperatura del agua ha sido superior al valor determinado durante un período mayor de T segundos (-S315-). Si el valor de la temperatura del agua ha sido superior al valor de ajuste durante un período superior a T segundos, se incrementa el caudal de entrada de agua del calentador de agua (10) (-S317-) por el controlador (14) de caudal de agua, y el proceso vuelve a la etapa de determinación (-S305-). En caso contrario, el proceso vuelve a la etapa de determinación (-S305-) inmediatamente.
La etapa de reducción del caudal de agua de entrada (-S313-) puede incrementar la temperatura del agua de salida del calentador (10); además, se quema una mayor cantidad de gas para incrementar rápidamente la temperatura del agua de salida. La etapa de incrementar el caudal de agua de entrada (-S317-) puede reducir la temperatura del agua de salida del calentador (10); además, la reducción de la cantidad de gas que se quema reduce con rapidez la temperatura del agua de salida.
La presente invención da a conocer por lo tanto un dispositivo de temperatura constante y correspondiente método para un calentador de agua, haciendo que la temperatura del agua de salida consiga un valor determinado y mantenga una temperatura constante, de manera que el usuario no deba preocuparse de la inestabilidad de la temperatura del agua.
A continuación se indicarán las leyendas de la figura 3, en la que partiendo de una fase de inicio, las diferentes casillas tienen los significados siguientes:
S301
El usuario abre el grifo de agua caliente del calentador
S303
El calentador es encendido normalmente
S305
Se determina si el usuario ha cerrado o no el grifo de agua caliente del calentador - S/N
S307
Se mide la temperatura del agua de salida del calentador
S309
¿Es la temperatura del agua de salida menor que el valor de ajuste? - S/N
S315
Se determina si la temperatura del agua ha sido superior al valor de ajuste durante un período de tiempo A mayor de T segundos - S
S317
Se aumenta el caudal de agua del calentador (10)
S319
El calentador de agua (10) deja de calentar
S311
Se determina si la temperatura del agua ha sido inferior al valor de ajuste durante un período de tiempo superior a T segundos - S
S313
Se reduce el caudal de entrada del calentador de agua

Claims (13)

1. Dispositivo de temperatura constante para un calentador de agua, para mantener constante la temperatura de salida del agua, que comprende:
un controlador del caudal de agua, para controlar el caudal de agua de entrada del calentador;
un sensor de la temperatura, para detectar la temperatura del agua de salida, después del calentamiento; y
un controlador de la temperatura del agua, acoplado eléctricamente entre el controlador de caudal del agua y el sensor de la temperatura, para comparar la medición del sensor de la temperatura con un valor de ajuste para obtener un resultado de comparación, de manera que el controlador del caudal de entrada ajusta el caudal de entrada de agua en el calentador de acuerdo con el resultado de la comparación;
caracterizado porque cuando la temperatura del agua de salida del calentador es inferior al valor de ajuste, el controlador de temperatura del agua hace que el controlador del caudal de agua reduzca la entrada de agua en el calentador, y cuando la temperatura del agua de salida es superior al valor de ajuste, el controlador de temperatura del agua hace que el controlador de caudal del agua incremente el caudal de agua de entrada.
2. Dispositivo de temperatura constante para un calentador de agua, según la reivindicación 1, en el que el controlador de caudal de agua está dispuesto en una tubería de entrada de agua del calentador.
3. Dispositivo de temperatura constante para un calentador de agua, según la reivindicación 1, en el que el controlador de caudal de agua es una compuerta de agua o una bomba.
4. Dispositivo de temperatura constante para un calentador de agua, según la reivindicación 1, en el que el sensor de temperatura está dispuesto en un tubo de salida de agua del calentador de agua.
5. Método para conseguir temperatura constante del agua de un calentador, para mantener constante la temperatura de agua de salida, que comprende:
detectar la temperatura del agua de salida del calentador para obtener un valor de la temperatura del agua cuando ésta es calentada por el calentador;
determinar la diferencia entre el valor de la temperatura del agua y un valor de ajuste; y
ajustar el caudal de entrada de agua en el calentador de acuerdo con la diferencia,
caracterizándose porque cuando el valor de la temperatura del agua es inferior al valor de ajuste, el caudal de agua de entrada en el calentador se reduce, y cuando el valor de la temperatura del agua es superior al valor de ajuste, el caudal de entrada de agua del calentador se incrementa.
6. Método para conseguir temperatura constante del agua de un calentador, según la reivindicación 5, en el que la temperatura del agua de salida del calentador de agua es detectada por un controlador de temperatura del agua situado en el tubo de salida del agua.
7. Método para conseguir temperatura constante del agua de un calentador, según la reivindicación 5, en el que la etapa de ajuste del caudal de entrada de agua del calentador tiene lugar con intermedio del tubo de entrada de agua que tiene un controlador de caudal de agua.
8. Método para conseguir temperatura constante del agua de un calentador, según la reivindicación 7, en el que el controlador de caudal de agua es una compuerta de agua o una bomba.
9. Método para conseguir temperatura constante del agua de un calentador, según la reivindicación 5, en el que el calentador de agua utiliza una cantidad fija de gas para calentar el agua.
10. Método para conseguir temperatura constante del agua de un calentador, según la reivindicación 5, que comprende además:
determinar si el valor de la temperatura del agua es inferior al valor de ajuste durante un período de tiempo mayor que un tiempo predeterminado, de manera que, en caso positivo, el caudal de agua de entrada del calentador se
reduce.
11. Método para conseguir temperatura constante del agua de un calentador, según la reivindicación 5, que comprende además:
determinar si la duración de dicho valor de la temperatura del agua es superior o no al valor de ajuste durante un período de tiempo más largo que un tiempo predeterminado, de manera que, en caso positivo, el caudal de agua de entrada del calentador se incrementa.
12. Método para conseguir temperatura constante del agua de un calentador, según la reivindicación 5, que comprende además:
cuando el valor de la temperatura del agua es inferior al valor de ajuste, se reduce el flujo del agua de entrada del calentador, y además, se incrementa la cantidad de gas quemado para incrementar la temperatura del agua de salida del calentador de agua de manera rápida.
13. Método para conseguir temperatura constante del agua de un calentador, según la reivindicación 5, que comprende además:
cuando el valor de la temperatura del agua es superior al valor de ajuste, se reduce el caudal de entrada de agua en el calentador, y además, se reduce la cantidad de gas quemado para reducir la temperatura del agua de salida del calentador con rapidez.
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