ES2303735T3 - Sistema de control para dispositivos de baño. - Google Patents

Abstract

Un sistema de calentamiento y control (2) para dispositivos de baño, que comprende: un controlador electrónico que incluye un microprocesador (35) sensible a señales de temperatura eléctricas desde al menos dos detectores de temperatura (133, 134); un ensamblaje del calentador eléctrico (3) conectado en una trayectoria de flujo de agua en circulación para calentar el agua que pasa su través que comprende una carcasa del calentador (3A/50) y un elemento calentador eléctrico (42), estando dispuesto el controlador para controlar el funcionamiento del elemento calentador (42) caracterizado por que en o dentro de la carcasa del calentador (3A/50) se proporciona un componente detector de un aparato detector de presencia de agua en estado sólido para determinar la presencia o ausencia de agua dentro de dicha carcasa del calentador (3A/50), estando adaptado dicho controlador para inhabilitar el funcionamiento de dicho ensamblaje calentador (3) en ausencia de agua o de flujo de agua dentro de dicha carcasa del calentador (3A/50) y el aparato detector de temperatura de agua en o dentro de la carcasa del calentador (3A/50) proporciona señales de temperatura eléctricas al controlador indicativas de la temperatura del agua y localizaciones primera y segunda separadas o dentro de dicha carcasa del calentador (3A/50) o una combinación de las mismas.

Description

Sistema de control para dispositivos de baño.

Campo técnico de la invención

Esta invención se refiere a sistemas de control para sistemas de baño tales como spas portátiles.

Antecedentes de la invención

Un sistema de baño tal como un spa típicamente incluye un recipiente para contener agua, bombas, una soplante, una luz, un calentador y un control para gestionar estas características. El control normalmente incluye un panel de control y una serie de interruptores que conectan los diversos componentes con el cable eléctrico. Los detectores detectan entonces la temperatura del agua y los parámetros de flujo del agua y suministran esta información a un microprocesador que hace funcionar las bombas y el calentador de acuerdo con un programa. Las patentes de Estados Unidos Nº 5.361.215, 5.559.720 y 5.550.753 muestran diversos métodos para implementar un sistema de control de spa basado en un microprocesador.

Para un sistema diseñado apropiadamente, la seguridad del usuario y el equipo es importante, y típicamente está relacionada con la eliminación de peligro descarga mediante un aislamiento eficaz y un circuito aislado, que evita que la tensión de suministro normal alcance al usuario. Los ejemplos de sistemas de aislamiento para paneles de control electrónicos laterales de spa se describen en las patentes de Estados Unidos Nº 4.618.797 y 5.332.944.

El documento WO96/13963 (Watkins Manufacturing Corporation) describe un calentador de cartucho lineal adecuado para incorporación en un sistema de spa portátil.

Entendemos que sería beneficioso proporcionar un sistema de control para spas que incluya flexibilidad del sistema y resuelva los problemas de fiabilidad encontrados en muchos sistemas conocidos.

Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, se describe un sistema de calentamiento y control para dispositivos de baño. El sistema comprende un controlador electrónico que incluye un microprocesador (35) sensible a señales de temperatura eléctricas desde al menos dos detectores de temperatura (133, 134); un ensamblaje del calentador eléctrico (3) conectado en una trayectoria de flujo de agua en circulación para calentar el agua que pasa a su través, que comprende una carcasa del calentador (3A/50) y un elemento calentador eléctrico (42), estando dispuesto el controlador para controlar el funcionamiento del elemento calentador (42) caracterizado por que en o dentro de la carcasa del calentador (3A/50), se proporciona un componente detector de un aparato detector de presencia de agua en estado sólido para determinar la presencia o ausencia de agua dentro de dicha carcasa del calentador (3A/50), estando adaptado dicho controlador para inhabilitar el funcionamiento de dicho ensamblaje calentador (3) en ausencia de agua o flujo de agua dentro de dicha carcasa del calentador (3A/50) y el aparato detector de la temperatura del agua en o dentro de la carcasa del calentador (3A/50) proporciona señales de temperatura eléctrica al controlador indicativas de la temperatura del agua en localizaciones primera y segunda separadas en o dentro de dicha carcasa del calentador (3A/50) o una combinación de los mismos.

Breve descripción de los dibujos

Estas y otras características y ventajas de la presente invención resultarán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de una realización ejemplar de la misma, como se ilustra en los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema para dispositivos de baño que incluye un recipiente para contener el agua del baño, un sistema de control y un equipo de gestión de agua asociado.

La Figura 2A es un diagrama de bloques esquemático de una realización de un control para un sistema de baño con diversas características de gestión de agua y seguridad.

La Figura 2B es una vista isométrica de una realización ejemplar del ensamblaje del recinto de la placa de circuito de control y el ensamblaje del calentador unido.

La Figura 3 es un diagrama esquemático eléctrico que muestra una realización de los circuitos eléctricos de seguridad detección de agua y de gestión de agua asociados con un sistema para dispositivos de baño.

La Figura 4 es un diagrama esquemático eléctrico de una realización de un circuito interruptor del circuito de fallo de tierra integrado en un sistema para dispositivos de baño.

La Figura 5 muestra un circuito detector de la integridad de tierra para detectar e identificar una toma de tierra desconectada.

La Figura 6 es un diagrama esquemático de un circuito detector de corriente de tierra para identificar y detectar cuándo la corriente está fluyendo a través del circuito de toma de tierra del cable del spa.

La Figura 7A es un diagrama de sección transversal de un ensamblaje detector de temperatura que muestra una cubierta conductora y los componentes de la misma.

La Figura 7B es un diagrama de flujo simplificado que ilustra una técnica para detectar la presencia de agua en la carcasa del calentador.

La Figura 8 ilustra una estructura de programa parcial que muestra la relación pertinente de un bloque de programa principal.

La Figura 9 es un diagrama de flujo ilustrativo de un programa de servicio de panel que responde a la activación del botón para cambiar los modos operativos del spa.

Las Figuras 10A-10B representan un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento de un circuito de seguridad, medida de temperatura y un método detección de agua.

La Figura 11 es un diagrama de flujo que ilustra una técnica para autocalibrado de los detectores de temperatura y muestra un mensaje de error.

Las Figuras 12A-12B representan un diagrama de flujo ilustrativo de un programa para controlar un circuito de seguridad, velocidad de elevación de temperatura, GFCI y detección corto/abierto del detector de temperatura.

Las Figuras 13A-13B representan un diagrama de flujo de un modo de funcionamiento convencional y un programa para mantenimiento inteligente de temperatura usando la tasa de pérdida de calor para dirigir el programa de frecuencia de muestreo.

La Figura 14 es un diagrama de flujo de un modo económico de funcionamiento de un programa para gestión de temperatura.

La Figura 15 es un diagrama de flujo en un modo de espera de funcionamiento de un programa para gestión de temperatura.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La Figura 1 ilustra un diagrama de bloques global de un sistema de spa con equipo típico y fontanería instalada. El sistema incluye un spa 1 para dispositivos de baño con agua, y un sistema de control 2 para activar y gestionar los diversos parámetros del spa. Conectadas al spa 1 a través de una serie de tuberías 13 están las bombas 4 y 5 para bombear agua, un succionador 12 para limpiar la superficie del spa, un filtro 20 para retirar impurezas particuladas en el agua, una soplante de aire 6 para suministrar burbujas terapéuticas al spa a través de una tubería de aire 19, y un calentador eléctrico 3 para mantener la temperatura del spa a una temperatura establecida por el usuario. El calentador 3 en esta realización es un calentador eléctrico, aunque puede usarse también un calentador de gas para este fin. Generalmente, se proporciona una luz 7 para iluminación interna del agua.

La potencia de la tensión de servicio se suministra al sistema de control del spa en un cable de servicio eléctrico 15, que puede ser de 120 V o de 240 V de 60 ciclos de una sola fase, 220 V de 50 ciclos de una sola fase, o cualquier otra potencia de servicio aceptada generalmente adecuada para servicio comercial o residencial. Una toma de tierra 16 se conecta al sistema de control y mediante la misma todos los componentes eléctricos que llevan potencia o energía desde servicio y todas las partes metálicas. Conectados eléctricamente al sistema de control mediante los cables respectivos 9 y 11 están los paneles de control 8 y 10. Todos los componentes accionados por el sistema de control están conectados mediante cables 14 adecuados para realizar niveles apropiados de tensión y corriente para hacer funcionar apropiadamente el spa.

El agua se extrae al sistema de tuberías generalmente a través del succionador 12 o elementos de succión 17, y se descarga dentro al spa mediante chorros terapéuticos 18.

Una realización ejemplar del sistema de control electrónico se ilustra en forma esquemática en la Figura 2A. La placa del ensamblaje del circuito del sistema de control se aloja en un recinto metálico protector 200, como se ilustra en la Figura 2B. El ensamblaje calentador 3 se une al recinto 200, e incluye puertos de entrada/salida 3A, 3B con acoplamientos para conexión al sistema de tuberías de agua del spa.

Como se muestra en la Figura 2A, el sistema de control electrónico 2, incluye diversos componentes eléctricos dispuestos generalmente en una placa de circuito 23 y conectados a la conexión de energía de tensión de servicio 15. La toma de tierra 16 se lleva al recinto 200 del sistema de control electrónico y se une a un punto de recogida común.

Adyacente a la placa de circuito 23 y conectado mediante un enchufe eléctrico, se proporciona un transformador de potencia y aislamiento 24. Este transformador convierte la energía de servicio de alta tensión con respecto a la toma de tierra a baja tensión totalmente aislado de la energía de la línea de servicio por diversos métodos bien en conocidos en la técnica.

Se proporciona también en la placa del circuito 23, en esta realización ejemplar, un ordenador del sistema de control 35, por ejemplo, un microordenador tal como un microordenador Pic 16C65A CMOS comercializado por Microchip, que acepta información de diversos detectores y actúa sobre la información operando de esta manera de acuerdo con las instrucciones descritas más completamente en la Figura 14. La invención no se limita al uso de un controlador que incluye un ordenador o un microprocesador cuyas funciones, en lugar de ello, pueden realizarlas otros circuitos incluyendo a modo de ejemplo únicamente un ASIC, o un circuito lógico discreto.

Una salida del ordenador 35 se presenta en el panel de control 8 a través de un sistema de presentación de caracteres que sea ópticamente visible mediante una tecnología generalmente conocida en la técnica. Se proporcionan detectores táctiles 22 para convertir las instrucciones del usuario en un formato legible por ordenador que se devuelve al ordenador del sistema de control 35 mediante el cable 9.

El equipo necesario para calentar y gestionar la calidad del agua, es decir, el sistema calentador 3, bombas 5 y 6, soplante 4 y luz 7, se conectan mediante cables eléctricos 14 a los relés 36, 126, 129 y 130 en la placa de circuito 23, que funciona bajo el control de accionadores de relés 34, accionados selectivamente por el microordenador 35. Estos relés y los accionadores de relé funcionan como interruptores controlados eléctricamente para hacer funcionar los dispositivos accionados y se consiguen por métodos bien conocidos en la técnica y proporcionan aislamiento eléctrico de la energía de tensión de servicio para el circuito de control de baja tensión. Por supuesto, pueden emplearse alternativamente otros tipos de dispositivos interruptores, tales como SCR y triacs.

Haciendo referencia ahora a la Figura 3, en la placa de circuito e integrales en la misma en esta realización ejemplar, se disponen también diversos circuitos de seguridad, que protegen el sistema en caso de error o fallo de los componentes. En el diagrama esquemático funcional de la Figura 3 se muestra el sistema calentador 3 que incluye una carcasa metálica generalmente tubular 3A, construida de un material resistente a corrosión tal como acero inoxidable 316, un elemento calentador 42 para calentar el agua, una conexión eléctrica de calentamiento 37 desde los relés de calentamiento al terminal del elemento calentador y los detectores 31 y 32 conectados a través de líneas 40 al circuito apropiado en la placa de circuito. Estos detectores están conectados en la placa de circuito tanto a un circuito límite alto de hardware 33 (Figura 2A) como al circuito de control del ordenador 35.

Se proporciona un toroide 30, construido de acuerdo con técnicas bien conocidas en la técnica, a través del cual pasa la conexión de toma de tierra 16 desde la carcasa del calentador y cualquier otra conexión a tierra en el sistema. Este toroide está conectado mediante el cable 41 al circuito detector de corriente de tierra 29 que se describe más concretamente en la Figura 6. La salida del detector de corriente de tierra (GCD) se proporciona al sistema de ordenador 35 mediante una conexión eléctrica a través del circuito de acondicionamiento de señales.

La energía de tensión de servicio se proporciona al sistema a través del centro de un par de toroides convencionales 25 y 26. Las salidas eléctricas de estos toroides se conectan a un circuito interruptor del circuito de fallo de tierra 27 mediante conexiones eléctricas mostradas como 38 y 39. El interruptor del circuito de fallo de tierra se describe más concretamente en la Figura 4. El interruptor de fallo de tierra suministra una señal al ordenador 35, que comunica al ordenador la existencia de un fallo de tierra. El ensayo del interruptor de circuito de fallo de tierra lo gestiona el ordenador en una base irregular y un algoritmo de programa ejemplar de esta actividad se ilustra en la Figura 11.

Se proporciona un detector de integrad de tierra 28 que se describe más completamente en la Figura 5. El detector de integridad de tierra se une a la toma de tierra 16 y proporciona una señal al control del ordenador 35. Si se usa más de una toma de tierra en una aplicación particular, otro detector de integridad de tierra podría usarse de acuerdo con la invención para verificar la continuidad de la toma de tierra.

La Figura 3 es un diagrama esquemático de un sistema detector de temperatura para un spa y comprende el sistema de control. El ensamblaje del calentador 3 tiene una carcasa del calentador 3A, hecha más normalmente de metal, aunque también puede construirse de plástico conductor o de plástico con una placa de tierra metálica interna. Confinado dentro de la carcasa del calentador hay un elemento calentador 43, construido para proporcionar aislamiento del agua, como se sabe de forma general en la técnica. Se proporciona energía al elemento calentador desde los puntos de conexión 124 y 127. Esta potencia se proporciona como respuesta a la temperatura programada proporcionada al microordenador 35 a través del panel del control 22 como se sabe generalmente en la técnica anterior.

En esta realización ejemplar, la carcasa del calentador 50 es de forma tubular. Sin embargo, otras formas entran dentro del alcance de esta invención con la condición de que tengan una entrada y una salida. Localizados cerca de cada extremo del elemento calentador hay ensamblajes detector de temperatura. Estos ensamblajes incluyen termistores 133 y 134, que normalmente son de un coeficiente de temperatura negativo (d). Sin embargo, pueden ser termistores de coeficientes de temperatura positivo, termopares o cualquier otro medio sensible a temperatura. El detector de temperatura generalmente se embebe en epoxi o similar, en carcasas de acero inoxidable 31 y 32. Las carcasas de acero inoxidable se montan en el lado del ensamblaje del calentador con casquillos aislantes que proporcionan un sellado de presión para el agua y una barrera aislante de la carcasa del calentador. Sin embargo, cuando está presente el agua, hay una ruta conductora que puede detectarse mediante el circuito asociado. Esta ruta conductora se extiende desde la carcasa del detector 32 a la carcasa del detector 31 a través del agua en la carcasa. Cuando el microordenador 35 ajusta la salida alta a través del par resistor 78, 79, la corriente se desplaza a través de los cables de conexión 141, 143 y las carcasas del detector 31A, 32A, el agua entre las carcasas del detector y la red divisora de tensión creada por el par resistor 80, 81, el resistor 80, el par resistor 82, 83 y el resistor 91. La tensión resultante se dirige al microordenador mediante el op amp 90, que se acciona e instala de acuerdo con técnicas conocidas.

La Figura 7A ilustra en sección transversal un ensamblaje desde el detector de temperatura ejemplar 31, 33. El ensamblaje 31 incluye una carcasa de acero inoxidable u otro elemento resistente a corrosión 31A, que se monta en la carcasa del calentador usando un manguito aislante 31B. El manguito se fabrica de un material dieléctrico, por ejemplo, KYNAR (TM) o polipropileno aislando eléctricamente de esta manera la carcasa 31A de la carcasa del calentador. El manguito 31B puede tener una superficie periférica roscada (como se muestra) que está roscada en una apertura roscada correspondientemente en la carcasa del calentador. Como alternativa o además, el manguito puede sellarse en la apertura con un adhesivo no conductor. El termistor 133 se monta en un extremo distal de la carcasa 31A para situar dentro de la carcasa del calentador en proximidad cercana al flujo de agua a través de una carcasa del calentador. Los cables 144 proporcionan una conexión eléctrica al termistor desde el circuito 2. Un tercer cable 143 se hace pasar a la carcasa 31A desde el circuito 2, y está conectado eléctricamente a la carcasa 31A, por ejemplo, mediante una conexión soldada. Esta conexión (cable 143) se usa en el proceso detección de presencia de agua. Los elementos 133 y 143-144 se embeben con un compuesto de embebido tal como epoxi.

En la operación descrita anteriormente, el sistema detección de agua normalmente se mantiene en un estado bajo mediante la salida del microordenador, que está desconectado. Cuando el programa del microordenador conecta la salida, o los interruptores a un estado alto, si no hay agua presente para formar una trayectoria conductora, no se detecta cambio en la salida del op amp 90. Sin embargo, si hay agua presente entonces la salida de 90 cambia de estado en respuesta al cambio de estado de la salida debido a las características conductoras del agua bajo corriente eléctrica. Este circuito se activa durante períodos de tiempo muy cortos y después se devuelve a un estado inactivo o conectado a tierra. Un ciclo eficaz ejemplar podría ser durante 5 milisegundos cada 100 milisegundos. Además, puede ser aconsejable cambiar la polaridad de cada detector para evitar daño por corrosión en el detector hasta el punto destrucción.

Las Figuras 3 y 7A ilustran de esta manera un detector de combinación que usa la carcasa del detector de temperatura para el detector de presencia de agua. Un par separado de electrodos distintos del detector de temperatura están también dentro del alcance de esta invención, y también el concepto de usar la carcasa del calentador para un electrodo, y una sonda conductora aislada, enganchadas ambas a una red divisora del resistor, como se ha descrito anteriormente.

Como el detector de presencia de agua no tiene partes móviles, el agua puede entrar en la carcasa del calentador desde cualquier extremo y subir hacia el otro extremo. Generalmente, una bomba tiene una entrada, o lado de succión, y una salida, o lado de presión. El ensamblaje del calentador equipado con el detector de presencia de agua, por lo tanto, puede instalarse en el lado de succión o salida de la bomba con resultados igualmente satisfactorios. Esta flexibilidad es extremadamente valiosa, ya que permite una libertad excepcional en la configuración de distribución principal de la bomba y componentes calentadores para ensamblaje en el spa.

La información de temperatura con respecto al calentador se obtiene a través de termistores detectores 134 y 133, formados y situados generalmente adyacentes al elemento calentador, y en cualquier extremo del elemento calentador. Como los termistores cambian de resistencia como respuesta a la temperatura inmediata circundante, se genera una señal eléctrica de los op amps 97 y 89, a través del circuito eléctrico asociado. Los resistores 88, 85 y condensadores 87 y 86 se configuran para proporcionar la corriente desde la entrada eléctrica para proporcionar una tensión sensible a través del op amp. Cada detector de temperatura se configura de una manera similar cuando el agua se hace fluir en el ensamblaje del calentador, ambos detectores de temperatura alcanzarán el equilibrio proporcionando una tensión proporcionalmente igual si el elemento calentador 42 no está activado.

Bajo control del microordenador, si el elemento calentador se activa, la localización física de los detectores de temperatura puede detectar entonces una temperatura diferente del aguante en la entrada y en la salida de la carcasa del calentador. Dependiendo de la temperatura real ajustada del controlador, el microordenador elegirá usar la temperatura del detector inferior o lado interno, como temperatura real del spa, y desconectará el calentador cuando la temperatura del spa sea igual a la temperatura deseada del spa.

Si el agua fluye lentamente hasta un punto donde hay una diferencia sustancial entre la temperatura de la entrada y la salida, entonces el microordenador puede interpretar esto como una señal de problema y desactivar el calentador. Adicionalmente, si hay un bloqueo en el bombeo, o la bomba falla para hacer circular el agua, la temperatura en la carcasa del calentador puede subir a límites inaceptables. Por consiguiente, los op amps 105 y 104, que no suministran al microordenador, sino que tienen un circuito totalmente independiente, tienen una red de referencia de resistores que proporciona una tensión de referencia de precisión. Cuando la entrada a cualquiera de los op amps 104, 105 supera la tensión de referencia de precisión, las salidas de los op amps cambia apropiadamente para desactivar el transistor 133 provocando que de esta manera que la puerta de cambio 118 cambie de estado y provocando que el accionador del relé 131 desconecte los relés del calentador 130 y 129. El calentador, de esta manera, se cierra y sólo puede reactivarse mediante una señal de reinicilización manual desde el panel de control 22, a través del microordenador, que cambia el estado de la puerta 118. Sin embargo, siempre y cuando el detector de temperatura permanezca por encima de una temperatura establecida por las redes de tensión de referencia, la señal de reinicialización manual no puede funcionar. Una temperatura apropiada ejemplar para el límite alto del circuito desactivación es de 47,5ºC (47,8ºC (118ºF)) y 50ºC (122ºF) para proteger de un daño. Cuando no se dé una señal de reinicialización manual, el circuito permanecerá en un estado desconectado.

Cada circuito descrito se conecta de forma sensible al microordenador 35, que tiene entradas eléctricas sensibles al cambio de nivel de la tensión desde un lógico alto a un lógico bajo. Una realización ejemplar emplea un microordenador relativamente sofisticado, y pueden emplearse microordenadores de 8 bits y microordenadores más potentes. Típicamente una realización de esta invención emplea un CMOS o una versión de óxido metálico complementario de un microordenador.

Debido a que los detectores de temperatura 31 y 32 generan una tensión proporcional a la temperatura, se usa un dispositivo tal como un convertidor de analógico a digital 99 para convertir la tensión analógica a un valor digital fácilmente utilizable que se proporciona al microordenador mediante un medio habitual. En una realización preferida, los componentes de medida de temperatura son termistores cuya resistencia se ajusta frente a valores de temperatura. Típicamente, están disponibles precisiones de 0,2ºC de precisión, lo que significa que dos termistores que mantienen a un valor de resistencia preciso variando la temperatura de cada uno independientemente se ajustarán dentro de 0,2ºC de una temperatura igual. Usando termistores de no más de 1ºC de precisión, el sistema no requerirá calibrado de la interfaz del hardware de la señal eléctrica de la salida de temperatura del termistor. Además, si el ordenador puede hacer circular agua a través del sistema sin activar el calentador, los detectores de temperatura estarán en el mismo entorno de temperatura. Por lo tanto, el ordenador podrá comparar las lecturas de los detectores para determinar si están dentro de la precisión especificada anteriormente, 1ºC, y proporcionar un calibrado del software para una corrección final.

Una técnica adicional o alternativa para detectar la presencia de agua en la carcasa del calentador se ilustra en el diagrama de flujo de la Figura 7B. Esta realización detecta el flujo de agua, que tenderá a enfriar el calentador y los ensamblajes del detector de temperatura. En ausencia de agua o flujo de agua, con el calentador activado, los detectores de temperatura detectarán una tasa de aumento significativo de subida de temperatura. Esto puede usarse para determinar que no hay agua presente o que los componentes han fallado (por ejemplo, fallo de la bomba de agua). Mientras que la bomba de agua 1 esté activada, el procesador 35 puede activar el calentador 3 durante un tiempo seleccionado, es decir, 4 segundos, desactivar el calentador durante un período de tiempo seleccionado, es decir un minuto, comparar las lecturas de temperatura antes de que comience la activación con las lecturas después de un intervalo de tiempo seleccionado. Si la diferencia de temperatura supera una cantidad predeterminada, es decir, 10 grados, entonces puede determinarse mediante el microprocesador que el calentador no tiene agua presente en la carcasa. Esta técnica se ilustra en la Figura 7B con una subrutina operativa ejecutada por el microprocesador. La bomba de agua se activa durante las etapas 350-356. En la etapa 350, se toma una primera lectura en ambos detectores de temperatura con el calentador desconectado. Después, el calentador se conecta durante un intervalo de tiempo predeterminado (etapa 353) y después se desconecta. Después de que haya transcurrido otro intervalo de tiempo (etapa 354), se toma una segunda lectura de temperatura (etapa 356). Después se toma la diferencia entre las dos lecturas para cada detector de temperatura, y se compara con un umbral (etapa 358). Si la diferencia para cada detector es mayor que este umbral, entonces el microprocesador declara que no hay agua presente o que hay un fallo de componentes (etapa 360). Si la diferencia no es mayor que la del umbral, el microprocesador determina (etapa 362) si se han detectado otros fallos, tal como una diferencia demasiado grande entre las lecturas de temperatura tomadas en los dos detectores 31, 33 (descrito más completamente a continuación). Si es así, la operación se ramifica a la etapa 360. De lo contrario, el microprocesador determinará que hay agua presente en la carcasa del calentador (etapa 364).

En la Figura 4 se muestra el Interruptor del Circuito de Fallo de Tierra (GFCI). Este circuito eléctrico está configurado para estar en relación próxima con el sistema eléctrico para controlar el equipo del spa. El suministro de energía principal que suministra corriente al equipo del spa se muestra como 15, y pasa a través de dos toroides, mostrados como 25 y 26. Siempre y cuando la corriente neta que fluye a través de los torro sea igual, los toroides no son un flujo magnético. Sin embargo, si falla un dispositivo, tal como un elemento calentador, algo de corriente escapa a través de la toma de tierra, como en 16.

Cuando ocurre un desequilibrio, tiene lugar un acoplamiento electromagnético que se ajusta una corriente eléctrica en el circuito detector 150 asociado con los toroides detección. El circuito 150 saca una señal de fallo o señal de error proporcional al flujo de corriente que se proporciona al microordenador (a través de una conversión analógico a digital, no mostrada en la Figura 4). El microordenador entonces responde con un mensaje de error que se presenta en el panel de control 22. Además, un fallo crea un cambio de estado de la conexión de salida 116, que conecta a 117 en la Figura 3. Esta conexión activa los circuitos que empiezan generalmente en el diodo 109. Esto a su vez activa el transistor 133. La puerta 118 cambia de estado como respuesta, desactivando el accionador del relé 131 y abriendo los relés 129 y 130d. El microordenador 35 también abre los demás relés 36, desconectando cualquier otro componente, tal como bombas, soplantes y luces.

El microordenador 35 puede ensayar la funcionalidad del circuito GFCI sacando una señal a través del resistor 56, que activa el transistor 54, cerrando el relé 52. La corriente pasa a través del resistor 23, circunvalando los toroides 25 y 26, desequilibrando la corriente que fluye a través de los toroides. Esto provoca que el circuito GFCI se active, proporcionando una señal al microordenador 35 de que el circuito se ha activado apropiadamente. Cuando el microordenador detecta una señal de activación, inicializa el relé de ensayo 52 restaurando el estado del resistor 56. Debido a que el fallo de GFCI activa los relés de alto límite 129 y 130, abriéndolos, el microordenador genera también una señal de reinicialización del sistema en la línea 198 que vuelve a posibilitar que los accionadores activen los relés 129 y 130. Esta secuencia de eventos se realiza periódicamente, tal como la vez al día, para verificar la funcionalidad del circuito GFCI. Generalmente, un reloj de tiempo real, que funciona como un cronómetro maestro, proporcionaría una señal de referencia y un intervalo programado entre ensayos, tal como 24 horas y podría ajustarse usando técnicas conocidas por los especialistas en la técnica de la programación de microordenador.

La Figura 5 ilustra un dispositivo Detector de Integridad de Toma de Tierra (GID). El Detector de Integridad de Toma de Tierra incluye un bulbo de neón 20 conectado en serie con un resistor limitante 43 desde la tensión de servicio de energía al sistema de toma de tierra 16. Si la toma de tierra está conectada apropiadamente, la corriente fluirá desde el suministro, a través del resistor limitante. El flujo de corriente puede limitarse a menos de un miliamperio (ma). La luz de bulbo de neón está contenida en un recinto hermético a la luz 28, que contiene también un dispositivo opto-resistente que desminuye de resistencia en presencia de luz. Conectando este dispositivo opto-resistente en un circuito divisor resistor, mostrado de forma general como 46, una señal que indica la presencia de luz y, de esta manera, de una buena toma de tierra, puede presentarse al sistema de control del ordenador. El sistema de control del ordenador gestiona entonces esta información de acuerdo con las funciones que se describirán más completamente en la
Figura 11.

En la Figura 6 se muestra un Detector de Corriente de Tierra (GCD). El detector de corriente de tierra se muestra capaz detectar corrientes que pueden fluir en una toma de tierra unida a un colector de corriente del calentador o carcasa 50 que es parte del ensamblaje del calentador 3, incluyendo un elemento calentador 42, y cualquier otro dispositivo accionado o que contiene una línea de tensión, tal como luces, soplantes y bombas, y el propio recinto.

Como ejemplo, durante el servicio normal, los elementos calentadores 42 pueden fallar y romperse debido a fallo mecánico, corrosión, o avería eléctrica. La carcasa del calentador 50 recoge entonces la corriente y la dirige a través de la línea de tierra, protegiendo de esta manera tanto al ocupante del spa como al equipo. Sin embargo, si se permite que la corriente fluya indefinidamente, hay posibilidad de peligro para la salud o que ocurran desperfectos en el equipo. Cuando la corriente fluye a través de la línea de tierra 16, ocurre un acoplamiento electromagnético entre la corriente y el toroide 30 a través del que pasa. Este acoplamiento crea una tensión proporcional a la corriente, y si la corriente es una corriente AC, se inducirá una tensión AC en el toroide. Cuando esta tensión se proporciona a un rectificador de onda completa que comprende circuito detector 52, se crea una señal DC rectificada. Después de acondicionar esta señal DC rectificada con un condensador 48 sin resistor 49, éste genera una señal DC proporcional al flujo de corriente. (Como alternativa, el circuito 152 con su rectificador de onda completa puede sustituirse con un circuito detector similar al circuito 150 (Figura 4), produciendo una señal de error proporcional al flujo de corriente. Cuando no hay corriente fluyendo, el resistor de purga 50 aísla el circuito del fluido eléctrico. El control del ordenador 35 controla consistentemente el estado de la línea de señal de entrada desde el circuito GCD. Si se detecta una corriente de tierra, como el ordenador responde acuerdo con instrucciones que se explican más completamente en la Figura 11 para cerrar los relés 36 a través de los accionadores de relé 34 para reducir los peligros para el equipo y el
personal.

Haciendo referencia ahora a diagramas de flujo del ordenador en las Figuras 8-13, se describe la interrelación funcional de los diversos componentes descritos anteriormente. Estos diagramas de flujo ilustran la acción que se dirige a través del ordenador 35, como se muestra la Figura 2A, respondiendo a señales generadas desde el panel de control 22, a través del cable de interconexión 9. El microprocesador se programa para conseguir las funciones ilustradas en la misma.

Como se muestra la Figura 8 en forma de bloques, y se describe más ampliamente en las Figuras 9-14, el ordenador del sistema de control del spa está ejecutando constantemente un programa detección de error y seguridad. En cualquier momento en este programa una señal de control puede interrumpir el programa, ramificándolo en el programa de servicio del panel. Cuando se pulsa el botón de modo, el programa se ramifica hacia la rutina "selección de modo", mostrada en las Figuras 10A-10B. En la rutina de selección de modo, uno de estos tres modo se selecciona, convencional, economía o en espera. Una vez que ha transcurrido un intervalo de tiempo sin pulsar ningún botón, típicamente 3 segundos, el programa vuelve al programa de seguridad, ejecutando un bucle también a través del programa de "modo" apropiado. Cuando el sistema de control se activa por primera vez, se programa por defecto para comenzar en modo económico (econ).

Para describir más ampliamente el proceso en forma de diagrama, se describen las etapas para continuación.

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Figuras 10A-10B

Etapa 225.

Punto de partida del programa para los propósitos del diagrama de flujo. El programa normalmente se inicia por medios conocidos para clarificar y reinicializar todos los registros después de conectarlo.

Etapa 226.

Comprobar la presencia de agua en el calentador. Si no hay, ramificación a 227, de lo contrario ramificación a 228.

Etapa 227.

Inhabilitar calentador y bucle de retroceso 226.

Etapa 228.

Comprobar si el software está ajustado a alto límite de 47,8ºC (118ºF). Si la temperatura supera este valor el calentador se desconecta. Si es menor de 47,8ºC (118ºF), el programa ejecuta un bucle hasta 232.

Etapa 229.

Desconectar el calentador.

Etapa 230.

Mostrar un mensaje de error en el panel de control 8 de OH2 para indicar sobrecalentamiento - al menos 47,8ºC (118ºF).

Etapa 231.

Volver a medir el detector de temperatura. Si la temperatura supera los 46,7ºC (116ºF), programar un bucle de retroceso a la Etapa 229. Si es menor de 46,7ºC (116ºF), programar un bucle a la Etapa 228.

Etapa 232.

Comprobar alto límite de hardware, si está desconectado, ramificación a 233, de lo contrario 237.

Etapa 233.

Cerrar el sistema.

Etapa 234.

Presentar condición de error "OH3" para sobrecalentamiento de hardware de límite alto.

Etapa 235.

Medir la temperatura del agua. Si es menor de 46,7ºC (116ºF), entonces ramificación a 236, de lo contrario ramificación a 233.

Etapa 236.

Comprobar la entrada al panel de control Si se pulsa cualquier botón, el sistema se reiniciará.

Etapa 237.

Si la temperatura del agua está por encima de 44,4ºC (112ºF), ramificación a 238, de lo contrario ir a 241.

Etapa 238.

Desconectar todo - ramificación a 239.

Etapa 239.

Presentar mensaje de error del sistema "OH1" para sobrecalentamiento de al menos 44,4ºC (112ºF).

Etapa 240.

Volver a medir la temperatura del agua, si es menor de 43,3ºC (110ºF), ramificación a 240, de lo contrario ramificación a 241.

Etapa 241.

Comprobar el equilibrio entre los detectores de temperatura del agua. Si existe una diferencia mayor de -15ºC (5ºF), ramificación a 242, de lo contrario ramificación a 244.

Etapa 242.

Desconectar el calentador. Ramificación a 243.

Etapa 243.

Presentar mensaje de error HFL, que significa que el flujo de agua en el calentador es demasiado bajo. Ramificación a 241.

Etapa 244.

Seguir a 273.

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Figura 11

Etapa 273.

Si el calentador está conectado, seguir a 274. Si no lo está, seguir a 340.

Etapa 340.

Medir la salida detector de temperatura 1.

Etapa 341.

Medir la salida detector de temperatura 2.

Etapa 342.

Restar el valor menor del valor mayor.

Etapa 343.

Si el resultado es menor que o igual a -17,2ºC (1ºF), entonces seguir a 345, de lo contrario seguir a 344.

Etapa 344.

Enviar mensaje de error "CAL" a presentar en el panel de control. Seguir a 274.

Etapa 345.

Almacenar el resultado en el registro de valor detector menor.

Etapa 346.

Añadir contenidos de registro de calibrado a toda las operaciones de media de temperatura. Seguir a 274.

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Figuras 12A-12B

Etapa 250.

¿Se ha detectado un cambio de temperatura de más de -16,7ºC (2ºF)/segundo? Si es así, seguir a 251, de lo contrario seguir a 253.

Etapa 251.

Desconectar el calentador, seguir a 252.

Etapa 252.

Presentar mensaje de error "HTH1" por desequilibrio del calentador. Seguir a 250.

Etapa 253.

Comprobar entrada apropiada para integridad de toma de tierra, es decir, si la toma de tierra está conectada apropiadamente. Si no lo está, seguir a 254, de lo contrario ramificación a 256.

Etapa 254.

Desconectar el sistema, seguir a 255.

Etapa 255.

Presentar mensaje de error GR para toma de tierra desconectada o no enganchada apropiadamente. Seguir a 253.

Etapa 256.

Comprobar si hay fuga de corriente en la toma de tierra, si no la hay, seguir a 245. Si la hay, ramificación a 257.

Etapa 245.

¿Está GFCI desconectado? No, ramificación a 250. Sí, ramificación a 246.

Etapa 246.

Cerrar el sistema y abrir todos los relés. Seguir a 247.

Etapa 247.

Presentar mensaje de error GFCI que indica que hay un fallo en el circuito de tierra. Seguir a 248.

Etapa 248.

¿Se ha pulsado la reinicialización del sistema desde el panel de control? Sí, bucle a 245, de lo contrario bucle a 247.

Etapa 257.

Desconectar todo. Seguir a 258.

Etapa 258.

Presentar mensaje de error GRL para indicar una fuga de toma de tierra detectada, seguir a 256.

Etapa 259.

Comprobar reloj en tiempo real. Si el tiempo es igual a 2:00 am, ramificación a 260, de lo contrario seguir a 266.

Etapa 260.

Ensayar circuito del interruptor de fallo de tierra cerrando el relé para desequilibrar la corriente en el suministro de energía.

Etapa 261.

Comprobar el desplazamiento del sistema GFCI. Sí, seguir a 263, si no, ramificación a 262.

Etapa 262.

Desconectar el sistema, seguir a 265.

Etapa 265.

Presentar mensaje de error GFCF para fallo del circuito del interruptor de toma de tierra, seguir a 261.

Etapa 263.

Reinicializar el circuito GFCI reinicializando el microprocesador, seguir a 264.

Etapa 264.

Reinicializar el circuito de alto límite mediante la salida del microprocesador. Ramificación a 266.

Etapa 266.

¿Está desconectado el detector de temperatura? Sí, 267. No, 269.

Etapa 267.

Desconectar todo, seguir a 268.

Etapa 268.

Presentar SND, bucle a 266.

Etapa 269.

¿Está cortocircuitado el detector de temperatura? Sí, seguir a 270. No, 275.

Etapa 270.

Desconectar el sistema, seguir a 271.

Etapa 271.

Presentar el mensaje de error SNS. Bucle a 269.

Etapa 275.

Seguir a modo seleccionado por el programa de servicio del panel.

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Figuras 13A-13B

Etapa 276.

El programa comprueba el funcionamiento de la bomba 1 que hace circular agua a través del calentador. Si la bomba ya está conectada, el programa sigue a 282, de lo contrario el programa sigue a 277.

Etapa 277.

Comprobar durante 30 minutos de tiempo transcurrido. Si la bomba ha estado desconectada durante menos de 30 minutos, ramificar de retroceso al programa de seguridad principal en 225. Si la bomba se ha desconectado durante 30 minutos, seguir a 227.

Etapa 278.

Si la temperatura del agua ha caído más de -17,2ºC (1ºF) por debajo de la temperatura establecida en la última hora, seguir a 281, si no, seguir a 279.

Etapa 279.

Reinicializar el recuento de iteración a cero y seguir a 280.

Etapa 280.

Reinicializar el temporizador de bomba 30 minutos y seguir a 225 del programa de seguridad principal.

Etapa 281.

Conectar la bomba, seguir a 282.

Etapa 282.

Permitir que la bomba funcione durante 30 segundos. Si no, volver de nuevo al programa de seguridad principal 225. Si es así, seguir a 283.

Etapa 283.

Leer la temperatura del agua, seguir a 284.

Etapa 284.

Comprobar si han pasado5 segundos del comienzo de la lectura de temperatura del agua. Si es así, seguir a 285, de lo contrario bucle de retroceso a 283.

Etapa 285.

Comparar la temperatura del agua con la temperatura establecida. Si la temperatura del agua es mayor que la temperatura establecida seguir a 286. Si no lo es, seguir a 287.

Etapa 286.

Aumentar el recuento de iteración, seguir a 290.

Etapa 287.

Si la temperatura del agua es mayor de -17,2ºC (1ºF) por debajo de la temperatura establecida, seguir a 288, de lo contrario seguir a 286.

Etapa 288.

Reinicializar los contadores de iteración. Seguir a 289.

Etapa 289.

Conectar el calentador, seguir a 225.

Etapa 290.

Desconectar el calentador, seguir a 291.

Etapa 291.

Desconectar la bomba, seguir a 294.

Etapa 294.

Presentar la última temperatura válida. Seguir a 280.

Etapa 280.

Reinicializar el temporizador de bomba 30 minutos. Seguir a 292.

Etapa 292.

¿Se ha pulsado un botón en el panel de control en las últimas 24 horas? Sí, ramificación a 225. No, ramificación a 293.

Etapa 293.

Desplazar al modo economía. Seguir a 225.

Etapa 225.

Seguir a Diagrama de Circuito de Seguridad A.

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Figura 14

Etapa 275.

Una vez seleccionado la selección de "modo", el programa de seguridad se ramifica a modo economía y sigue a 300.

Etapa 300.

El programa comprueba el ciclo de filtro. Si la bomba de filtro está conectada, el programa se ramifica a 301, de lo contrario a 225.

Etapa 301.

Leer temperatura 1 y almacenar.

Etapa 302.

Leer temperatura 2 y almacenar.

Etapa 303.

Seleccionar la menor de las dos lecturas de temperatura.

Etapa 304.

Si la temperatura del agua del spa es igual a o mayor que la temperatura establecida, ramificación a 305; de lo contrario, ramificación a 306.

Etapa 305.

Desconectar el calentador, seguir a 310.

Etapa 310.

Presentar la última temperatura válida. Seguir a 308.

Etapa 306.

¿Está el spa más de 0,1 grados por debajo de la temperatura establecida? Sí, ramificación a 307, de lo contrario ramificación a 310.

Etapa 307.

Conectar el calentador. Seguir a 310.

Etapa 308.

¿Se ha pulsado un botón del panel de control en las últimas 24 horas? Sí, ramificación a 225. Si no, ramificación a 309.

Etapa 309.

Cambiar a modo en espera y seguir a 225.

\vskip1.000000\baselineskip

Figura 15

Etapa 275.

Una vez seleccionada la selección de "modo", el programa de seguridad se ramifica a modo en espera y sigue a 325.

Etapa 325.

El programa comprueba el ciclo del filtro. Si la bomba de filtro está conectada, el programa se ramifica a 326, de lo contrario a 225.

Etapa 326.

Leer la temperatura del agua 1 y seguir a 327.

Etapa 327.

Leer la temperatura del agua 2 y seguir a 328.

Etapa 329.

Comparar la temperatura del agua del spa con 15 grados por debajo de la temperatura establecida. Si la temperatura del spa es menor de 15 grados por debajo de la temperatura establecida seguir a 328, de lo contrario 329.

Etapa 332.

Conectar el calentador y seguir a 225.

Etapa 328.

Seleccionar la menor de las dos lecturas de temperatura y seguir a 329.

\vskip1.000000\baselineskip

Como puede observarse a partir de la memoria descriptiva y dibujos anteriores, se describe un sistema de control de spa que está autocontenido con una pluralidad detectores localizados adyacentes al elemento calentador tanto para regulación como para limitación de temperatura. En la realización preferida, el calentador y el sistema de control están unidos juntos en proximidad adyacente, como se ilustra en la Figura 1 y en la Figura 2B. Esto proporciona la mayor protección frente a peligros mecánicos y facilita la detección de parámetros críticos, tal como temperatura de agua y presencia de agua. En esta realización preferida también, un microordenador es la unidad procesadora central, que recibe datos desde una pluralidad detectores en y adyacentes al calentador, que proporciona datos para la gestión inteligente de los deseos del usuario. Estos deseos del usuario se proporcionan al microordenador de control mediante paneles de control que proporcionan una pluralidad de accesos fáciles para activar funciones y características del spa.

Adicionalmente, integrado como parte del sistema interconectado con el sistema de control de la placa, no sólo está el microordenador, sino también el circuito de seguridad que detecta y controla la integridad de la toma de tierra del sistema. Además, como se muestra en la Figura 2A, hay un circuito interruptor del circuito de fallo de tierra que desconecta el sistema cuando ocurre un fallo de aislamiento y hay un cortocircuito en la tensión en el agua del dispositivo de baño. Todas estas funciones están autocontenidas dentro del circuito del sistema de control y calentador, y no requieren otra conexión de bombeo desde o hacia una bomba, energía conectada con una toma de tierra, y una conexión de panel de control.

En la instalación de dicha realización preferida en la fábrica, la facilidad de montaje en el spa se facilita eliminando los detectores de temperatura externos empleados en sistemas conocidos anteriormente, ya que los detectores están contenidos dentro recinto del sistema y ensamblaje del calentador (Figura 2B). Se elimina también cualquier requisito de calibrado para interruptores mecánicos y detectores que puedan necesitar ajustes. Las bombas, soplantes y luces están conectadas de forma conectable al sistema de control. El usuario se protege de la conexión al suministro de tensión conteniendo todos los componentes eléctricos dentro de la carcasa del calentador y estructura del recinto, que está enganchado a la toma de tierra.

Cuando el sistema de control se activa inicialmente, el microprocesador comprueba la presencia de agua, y si está presente, inicia la bomba. Como se ha descrito anteriormente, la presencia de agua puede detectarse de acuerdo con aspectos de la invención usando el agua como conductor, y detectando el flujo de corriente eléctrica a través del agua y/o usando la técnica descrita con respecto a la Figura 7B. (Por supuesto, podrían emplearse también otras técnicas detección de agua en el sistema de la Figura 1, incluyendo detectores de flujo convencionales, mecánicos, ópticos o ultrasónicos). Si la rutina de la Figura 7B se repite a una velocidad de ciclo suficientemente lenta, el sistema no se sobrecalentará. Si los bucles repetidos a través de esta rutina de software se ejecutan a intervalos frecuentes y no hay agua presente, la temperatura de uno de los detectores de temperatura superará finalmente los 47,5ºC (117,5ºF), y el alto límite del circuito de hardware cerrará ciertos aspectos del controlador, incluyendo el calentador como en la etapa 228. Como alternativa a la espera que el circuito de alto límite de hardware cierre los elementos de potencia, la primera detección de una diferencia de temperatura que supera una cantidad predeterminada, o la aparición de otros fallos, puede tratarse mediante el controlador 35 como un estado de fallo grave, provocando el controlador el cierre de todos los relés de salida (por ejemplo, etapa 362 de la Figura 7B). El sistema puede configurarse para requerir un reinicialización manual para volver al funcionamiento normal.

Después de que el ensayo de presencia de agua haya determinado si el agua está presente en la carcasa del calentador, el microprocesador lee los detectores de temperatura, los calibra, y tras determinar todos los subsistemas del sistema de control dentro de la tolerancia, inicia o conecta el calentador, si fuera necesario. Cuando el agua del spa alcanza la temperatura establecida, el calentador se desconecta, y una vez que el elemento calentador se ha enfriado, la bomba se desconecta. Cada periodo de tiempo seleccionado, la bomba se inicia, extrayendo agua a través del calentador y la serie detectores de temperatura. Si se necesita calor para mantener el agua del spa a la temperatura deseada, el calentador se conecta. Si no, entonces la bomba se cierra durante un intervalo de tiempo. Este intervalo de tiempo se ajusta basándose en la velocidad de pérdida de calor desde el spa. Si la velocidad de pérdida es baja, el intervalo de tiempo puede prolongarse para reducir el desgaste de la bomba.

El spa generalmente se inicia en modo convencional, donde la temperatura establecida la mantiene el controlador como se ha descrito. Cuando la bomba no está funcionando, las temperaturas de los detectores leídas no reflejan necesariamente la temperatura real del spa, debido a cambios de temperatura en el entorno del equipo del spa. Por lo tanto, la última temperatura válida conocida se presenta en el panel de control y no cambia hasta que la bomba se conecta y funciona de nuevo su circulación en un intervalo de tiempo para comprobar la temperatura del spa.

Si el usuario del spa no ha activado una característica del spa durante un periodo de tiempo, mediante el panel de control, es decir 12 horas, el spa puede cambiar automáticamente a un estado de menor consumo de energía, mostrado como "economía", donde la temperatura establecida sólo se alcanza cuando el spa está filtrando. De nuevo, si no se experimenta actividad en el panel de control, el spa puede cambiar automáticamente a un estado de consumo de energía aún menor, el modo "en espera". En el modo "economía", se muestra la última temperatura válida conocida mientras que la bomba de filtro está funcionando, y se muestra una temperatura real cuando la bomba está funcionando. Para advertir al usuario del modo de selección, la presentación de temperatura se alterna con el mensaje "econ".

Cuando está en modo en espera, no se muestra temperatura, sólo el mensaje "stby", y la bomba del spa se filtra en ciclos ajustados por el usuario o por defecto. El calentador se activa sólo para mantener la temperatura del spa a 8,5ºC-11,1ºC (15 a 20ºF) por debajo de la temperatura establecida para reducir el consumo de energía y la necesidad de productos químicos higiénicos.

En cualquier momento, si la toma de tierra apropiada se daña o se retira del spa, el microprocesador desconecta el equipo periférico, incluyendo el calentador, y proporciona un mensaje de error al panel de control para advertir a los usuarios, y proporcionar un mensaje de diagnóstico para ayudar a resolver el problema. Esto se consigue mediante el GID, Figura 5. Si hay un cortocircuito real de la toma de tierra a través del cable de tierra, el sistema puede desconectarse mediante un detector de corriente de tierra como en la Figura 6, o un interruptor del circuito de fallo de tierra, como en la Figura 4.

Si hay un estado de sobrecalentamiento, los diversos métodos detección de software desconectan el calentador, pero si hay un valor de alto límite de más de 47,5-50ºC (118-122ºF), el sistema desplaza el gancho electrónico de alto límite asociado con cada detector de temperatura. Esto abre un conjunto diferente de relés, desde los relés de regulación de temperatura, cerrando el calentador hasta que la temperatura cae por debajo de una temperatura segura, y el sistema se reinicializa desde el panel de control.

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Un resumen de referencia detallado para elementos ejemplares mostrados en las figuras para la realización ejemplar es el siguiente:

Figura 1

Referencia

\hskip3cm

Descripción

1

Spa con agua

2

Sistema de control electrónico

3

Ensamblaje de calentador

4

Bomba 1

5

Bomba 2

6

Soplante de aire

7

Luz

8

Panel de control

9

Cable de conexión al panel de control

10

Panel de control auxiliar

11

Cable del panel de control auxiliar

12

Succionador del spa

13

Bombeo de agua del spa

14

Interconexión del cable eléctrico

15

Cables de suministro de servicio eléctrico

16

Toma de tierra

17

Elementos de succión

18

Elementos de terapia de chorro

19

Tubería de suministro de soplante de aire

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Figura 2A

Referencia

\hskip3cm

Descripción

21

Pantalla informativa

22

Panel táctil

23

Placa del circuito principal

24

Transformador de aislamiento

25

Toroide 1 de GFCI

26

Toroide 2 de GFCI

27

Circuito GFCI

28

Integridad de la toma de tierra

29

Detector de corriente de tierra

30

Toroide GCD

31

Ensamblaje detector 1, detector de temperatura y H_{2}O

32

Ensamblaje detector 2, detector de temperatura y H_{2}O

33

Circuito de alto límite

34

Accionadores de relé

35

Microordenador

36

Relés

37

Interconexión de energía del calentador

38

Interconexión del Toroide 1 de GFCI

39

Interconexión del Toroide 2 de GFCI

40

Interconexión del detector de temperatura

41

Interconexión del Toroide GCD

42

Elemento calentador

\vskip1.000000\baselineskip

Figura 3

Referencia

\hskip3cm

Descripción

22

Panel de control

3

Ensamblaje del calentador

16

Toma de tierra

31, 32

Ensamblaje del detector de temperatura

44, 77

Conexiones eléctricas

78, 79, 82, 83

Resistor de 430 kohm

80, 81

Resistor de 820 kohm

84, 115

Resistor de 10 kohm

113, 112, 85, 94, 98, 107

Resistor de 20 kohm

86, 92

Condensador de 0,1 microfaradios

87, 93

Condensador de 22 microfaradios

88, 95

Resistor de 2 kohm

122, 89, 97, 104, 105

Op Amp LM324

90

Op Amp LM662

91

Resistor de 68 kohm

96, 103

Resistor de 1 kohm

99

Convertidor A/D MC145041

110, 118

Puerta 4081 B

101, 108

Resistor de 12-7 kohm

102, 106

1 meg ohm

109, 110, 111

Diodo 1N4003

114

Condensador de 1,0 microfaradios

140

Diodo 1N4754

117

Circuito de conexión a la Figura 4

119

Resistor de 4-99 kohm

120

Resistor de 6 kohm

121

Límite térmico

123

LED rojo

124

Salida del calentador

125

Energía al calentador

126

Relé del calentador

127

Salida del calentador

128

Energía al calentador

129, 130

Relé de alto límite

131, 132

Accionadores de relé Darlington

133

Transistor 2N2222

\vskip1.000000\baselineskip

Figura 4

Referencia

\hskip3cm

Descripción

25

Toroide 1/200

26

Toroide 1/1000

35

Ordenador

52

Relé D y B T90

53, 76

Diodo 1N4003

54

Transistor 2N2222

55

Resistor de 20K

56

Resistor de 2K

57

Resistor de 200 ohm

58

Condensador de 22 uf

59, 72

Condensador de 0,001 uf

60

Resistor de 100 kohm

61

Resistor de 220 kohm

62, 67

Resistor de 260 kohm

63, 64, 69, 70

Diodo 1N914

65

Amplificador operativo 4M324

66

Condensador de 33 pf

68

Resistor de 3,3 mega ohm

71

Condensador de 1,0 uf

73

Resistor de 15K

74

Resistor de 470 ohm

75

Condensador de 0,01 uf

150

Circuito detector

\vskip1.000000\baselineskip

Figura 5

Referencia

\hskip3cm

Descripción

43

Resistor limitante de bulbo de neón

44

Foto resistor

45

Circuito de tierra

46

+5 voltios

42

Elemento calentador

3

Ensamblaje del calentador

50

Carcasa del calentador

38

Relés

16

Toma de tierra

28

Carcasa del detector de integridad de tierra

35

Microordenador

20

Bulbo de neón

\vskip1.000000\baselineskip

Figura 6

Referencia

\hskip3cm

Descripción

47

Puente rectificador, 1 amperio

48

Condensador 22 uf

49

Resistor de, 10 kohm

50

Carcasa de calentador

51

Resistor de purga, 100 kohm

42

Elemento calentador

3

Carcasa de calentador

36

Relé

30

Toroide 1/1000 vueltas

16

Toma de tierra

34

Accionadores de relé

45

Circuito de tierra

35

Microordenador

152

Circuito detector

\vskip1.000000\baselineskip

Figura 7A

Referencia

\hskip3cm

Descripción

31

Ensamblaje del detector de temperatura

31A

Carcasa del detector

31B

Manguito aislante

142

Compuesto de embebido

143

Cable

144

Cables

Claims (25)

1. Un sistema de calentamiento y control (2) para dispositivos de baño, que comprende:

un controlador electrónico que incluye un microprocesador (35) sensible a señales de temperatura eléctricas desde al menos dos detectores de temperatura (133, 134);

un ensamblaje del calentador eléctrico (3) conectado en una trayectoria de flujo de agua en circulación para calentar el agua que pasa su través que comprende una carcasa del calentador (3A/50) y un elemento calentador eléctrico (42), estando dispuesto el controlador para controlar el funcionamiento del elemento calentador (42) caracterizado porque en o dentro de la carcasa del calentador (3A/50) se proporciona un componente detector de un aparato detector de presencia de agua en estado sólido para determinar la presencia o ausencia de agua dentro de dicha carcasa del calentador (3A/50), estando adaptado dicho controlador para inhabilitar el funcionamiento de dicho ensamblaje calentador (3) en ausencia de agua o de flujo de agua dentro de dicha carcasa del calentador (3A/50) y el aparato detector de temperatura de agua en o dentro de la carcasa del calentador (3A/50) proporciona señales de temperatura eléctricas al controlador indicativas de la temperatura del agua y localizaciones primera y segunda separadas o dentro de dicha carcasa del calentador (3A/50) o una combinación de las mismas.

2. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho aparato detector de presencia de agua está adaptado para proporcionar señales de presencia de agua al controlador indicativo de la presencia o ausencia de un cuerpo de agua dentro de la carcasa del calentador.

3. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el dispositivo detector de estado sólido comprende una señal de detección eléctrica a través del cuerpo de agua si está presente dentro de la carcasa del calentador, y un circuito detector para detectar dicha señal de detección eléctrica.

4. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el circuito detector genera dichas señales de presencia de agua eléctrica indicativas de la presencia o ausencia de un cuerpo de agua dentro de la carcasa del calentador.

5. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato detector de presencia de agua está adaptado para emplear la conductividad eléctrica de un cuerpo de agua dentro de la carcasa del calentador para detectar la presencia o ausencia del cuerpo de agua en su interior.

6. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato detector de temperatura de agua está libre de cualquier parte móvil.

7. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el aparato detector de presencia de agua comprende el controlador y en el que controlador está adaptado para recoger valores de temperatura antes y después de hacer funcionar el ensamblaje calentador durante un intervalo de tiempo dado y determinar si el agua está presente como resultado de la diferencia en los valores de temperatura antes y después.

8. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aparato detector de temperatura de agua, comprende una pluralidad de sondas de temperatura en estado sólido.

9. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye además un recinto controlador, y en el que el controlador incluye una placa de circuito del controlador dentro del recinto controlador y en el que el ensamblaje del calentador se adhiere al recinto controlador.

10. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera localización está en o adyacente a una entrada de agua del ensamblaje del calentador, y la segunda localización está en o adyacente a una salida de agua del ensamblaje del calentador.

11. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho controlador está adaptado para activar el ensamblaje del calentador cuando la temperatura detectada en dicha primera localización y la temperatura detectada en dicha segunda localización de temperatura están dentro de límites predeterminados.

12. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el controlador está adaptado adicionalmente para desactivar el funcionamiento de dicho ensamblaje del calentador si dicho aparato detector de temperatura del agua detecta una velocidad aumento de temperatura en dicha primera localización o en dicha segunda localización que supera un cierto valor especificado.

13. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el controlador está adaptado para comparar las temperaturas respectivas detectadas en dichas primera y segunda localizaciones y para usar el menor de dichas temperaturas para controlar la activación y desactivación del calentador.

14. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente una bomba para hacer circular agua través del ensamblaje del calentador, estando la bomba controlada por el controlador.

15. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 14 en el que la bomba tiene una entrada de agua y una salida de agua, y en el que la salida de agua de dicha bomba se dirige a dicho ensamblaje del calentador.

16. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 14 en el que la entrada de agua de dicha bomba es a través del ensamblaje del calentador.

17. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14-16, en el que detector de presencia de agua comprende el controlador, y en el que controlador está adaptado para recoger valores de temperatura antes y después de hacer funcionar el ensamblaje del calentador durante un intervalo de tiempo dado, mientras que dicha bomba se activa, y determinar si el agua está presente o hay un fallo de componente como resultado de diferencias en los valores de temperatura antes y después.

18. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que:

el controlador electrónico incluye un ensamblaje de placa del circuito de control que comprende al menos un dispositivo interruptor de potencia, y un microprocesador adaptado para procesar señales desde una pluralidad de dispositivos de entrada que proporciona información respecto a parámetros del agua y a activar dicho calentador de acuerdo con las preferencias del usuario;

un suministro de energía de alta tensión está conectado al ensamblaje de placa del circuito de control;

dicho elemento calentador está conectada a dicho ensamblaje de placa del circuito de control;

y en el que sistema incluye finalmente aparatos de circuito independientes separados de dicho microprocesador y conectados al aparato detector de temperatura de agua conectados a al menos un dispositivo interruptor de energía en el ensamblaje de la placa del circuito de control;

provocando dicho aparato de circuito independiente que automáticamente el alto suministro de energía se desconecte del ensamblaje del calentador cuando la temperatura supera una temperatura predeterminada, requiriendo dicho aparato de circuito una reinicialización manual una vez que la temperatura ha caído por debajo de un nivel predeterminado.

19. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 18, en el que el aparato detector de temperatura incluye un primer detector para detectar una primera temperatura de agua en dicha primera localización y un segundo detector de temperatura para detectar una segunda temperatura de agua en dicha segunda localización y en el que el aparato del circuito independiente incluye un primer circuito separado sensible al primer detector de temperatura para desconectar el calentador cuando la primera temperatura supera dicha temperatura predeterminada, y dicho segundo circuito separado sensible al segundo detector de temperatura para desconectar el calentador cuando la segunda temperatura supera dicha temperatura predeterminada.

20. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 18 o reivindicación 19, que incluye adicionalmente un panel de control montado dentro del acceso del usuario en un spa, conteniendo dicho panel de control un dispositivo activado por el usuario para activar una reinicialización de dicho aparato de circuito independiente.

21. Un sistema acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la bomba tiene un lado de entrada y un lado de salida y el sistema está adaptado para funcionar con el ensamblaje del calentador equipado en el lado de entrada o en el lado de salida de la bomba.

22. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-21, en el que dicho al menos dos detectores de temperatura incluyen primer y segundo transductores de temperatura.

23. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 22 en el que dicho primer y segundo transductores de temperatura están en contacto térmico con dicha carcasa del calentador.

24. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 22 ó 23, en el que al menos dos detectores de temperatura están en contacto térmico con la carcasa del calentador.

25. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el microprocesador comprueba la presencia de agua en el calentador y si el agua no está presente el calentador se inhabilita y el sistema realiza una comprobación adicional de presencia de agua.