ES2363287B1 - Sistema de monitorización de una instalación de calefacción - Google Patents
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Abstract
Sistema de monitorización de una instalación de calefacción, formado por sensores térmicos que miden la temperatura ambiente de los lugares relacionados con la instalación de calefacción, sensores térmicos que miden la temperatura del agua de la calefacción en distintos puntos de la instalación, sensores que miden el consumo de combustible que se suministra a la caldera (1) de la instalación y los inquemados que se producen en la caldera (1) y un temporizador (9) que establece los tiempos de marcha y paro de la caldera (1), yendo todos esos elementos de monitorización relacionados con una electrónica (12), la cual recibe y gestiona los datos que recibe, para determinar en función de dichos datos los tiempos de funcionamiento y parada de la instalación.
Description
nera directa con dicha electrónica, pero los sensores
Sistema de monitorización de una instalación de calefacción. Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con las instalaciones de calefacción central que se disponen para el acondicionamiento térmico de las diferentes estancias o viviendas integradas en los edificios, proponiendo un sistema de monitorización que permite obtener datos del comportamiento de la calefacción en distintos puntos de su instalación, para determinar una adecuada regulación del funcionamiento y/o adaptar el aislamiento del edificio de aplicación. Estado de la técnica
El consumo y la efectividad de las instalaciones de calefacción que se disponen en los edificios, dependen de muchos factores, entre los que son de gran influencia, el cálculo de la instalación, la regulación del funcionamiento, el aislamiento de la obra de construcción y de los cierres del edificio, etc.
Dichos factores tienen en general una dependencia de diversas variables, como el lugar geográfico, orientación del edificio, climatología, etc., lo cual hace que los cálculos de las instalaciones de calefacción resulten muy complejos, teniendo unas particularidades distintas en cada caso, de modo que dichos cálculos se llevan a efecto convencionalmente sobre tablas elaboradas con carácter general en base a datos que puedan ser comunes para distintas instalaciones.
De este modo, el cálculo de las instalaciones de calefacción y su regulación de funcionamiento resultan generalmente poco precisos, por lo que el consumo y rendimiento de las mismas no se corresponden con los valores óptimos, pudiendo repercutir en significativas pérdidas económicas y en una sobrecarga innecesaria del funcionamiento de las calderas, con un consiguiente aumento de averías y reducción de la vida útil de las mismas. Objeto de la invención
De acuerdo con la invención se propone un sistema de monitorización, mediante el cual se obtienen datos del comportamiento funcional en distintos puntos de las instalaciones de calefacción, de manera que en base a dichos datos se pueden realizar cálculos de la instalación de calefacción y de su funcionamiento, así como de otros factores que guardan relación con el rendimiento de la calefacción, como el aislamiento térmico de los cierres y paredes en los habitáculos de aplicación.
El sistema objeto de la invención consta de unos sensores térmicos que miden la temperatura del agua en distintos puntos de la instalación de calefacción, otros sensores térmicos que miden la temperatura ambiente en los diferentes entornos de la instalación, un sensor de medida del nivel de inquemados en la caldera, un sensor del consumo de combustible que se suministra a la caldera, y un temporizador que determina los tiempos de funcionamiento y paro de la caldera, estando todos esos elementos relacionados con una electrónica que recibe y procesa los datos procedentes de todos los sensores, determinando en función de dichos datos el funcionamiento de la caldera.
La electrónica receptora de los datos procedentes de los diferentes sensores de monitorización de la calefacción, puede disponerse en una ubicación próxima a la caldera, de manera que los sensores relacionados que se disponen en otros lugares alejados de dicha ubicación, son de tipo inalámbrico, estableciéndose comunicación entre ellos y la electrónica receptora de los datos por medio de radiofrecuencia u otro tipo de ondas.
Se obtiene así un sistema de monitorización que permite disponer sensores en todos los puntos de la instalación de calefacción que sean necesarios para obtener datos del comportamiento y del efecto funcional de la calefacción, de modo que a partir de los datos que se obtienen puede realizarse el cálculo de la instalación y de su funcionamiento de forma precisa para conseguir el mayor rendimiento de la misma, lo cual permite conseguir resultados de efectividad y de consumo que repercuten en ventajas económicas.
Con los datos del sistema de monitorización pueden establecerse también comparaciones del comportamiento de la instalación de calefacción, con las instalaciones de otros edificios, para aplicar en cada instalación las condiciones particulares que proporcionen un mejor comportamiento en cualquiera de las otras instalaciones.
Por todo ello, el sistema de la invención resulta de unas características muy ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente para la función de monitorización de las instalaciones de calefacción a la que se halla destinado. Descripción de las figuras
La figura 1 muestra en esquema la distribución de la instalación de calefacción en un edificio de múltiples plantas, con el sistema de la invención incorporado.
La figura 2 es una gráfica del comportamiento de distintas variables relacionadas con una instalación de calefacción. Descripción detallada de la invención
El objeto de la invención se refiere a un sistema de monitorización de instalaciones de calefacción formadas por una caldera (1), desde la cual se extiende un circuito de circulación de agua que pasa por una distribución de radiadores (2) ubicados en los diferentes recintos para los que esté destinada la calefacción, para obtener, mediante dicho sistema, datos que permitan realizar un cálculo preciso de la instalación de aplicación y su funcionamiento.
El sistema consta, como se observa en la figura 1, de una serie de sensores térmicos (3) de ambiente que se disponen en el exterior del edificio de aplicación de la instalación de calefacción y en los distintos recintos para los que se aplica la calefacción.
El sistema comprende también otra serie de sensores térmicos (4) que se disponen en puntos localizados del circuito de la instalación de calefacción, por ejemplo en la entrada de los radiadores (2) que van dispuestos en los distintos recintos de aplicación de la calefacción.
En la entrada y en la salida de la caldera (1) respecto del circuito de la instalación se disponen a su vez sendos sensores térmicos (5 y 6) y en la chimenea
(7) de salida de humos otro sensor térmico (8).
En relación con la caldera (1) se dispone además un temporizador (9) que hace de interruptor de puesta en marcha y paro del funcionamiento en tiempos determinados, mientras que en la propia caldera (1) se dispone un sensor (10) que mide el nivel de inquemados, disponiéndose en la línea de alimentación de
combustible otro sensor (11) que mide el consumo del combustible que es suministrado.
Todos los elementos mencionados se incorporan como accesorios de monitorización, en la instalación de calefacción, estableciéndose relacionados con una electrónica (12) que recoge y procesa los datos que proporcionan cada uno de los mencionados elementos de monitorización.
Los elementos del sistema de monitorización que van ubicados cerca de la caldera (1), pueden conectarse directamente a la electrónica (12), cuya ubicación puede estar en la propia sala de máquinas o en un recinto adyacente; en tanto que los elementos del sistema de monitorización que se disponen en otros puntos alejados, como los sensores térmicos (3 y 4) que se disponen en los recintos de aplicación de la calefacción y en el exterior del edificio, se establecen con relación de comunicación inalámbrica respecto de la electrónica (12), permitiendo así disponer tantos puntos de monitorización como se desee.
Con ello así, en función de los datos que recibe de los distintos elementos de monitorización, la electrónica (12) gestiona los tiempos de arranque y parada de la caldera (1), para optimizar el rendimiento de la calefacción.
Con los datos que recibe la electrónica (12), se pueden además determinar gráficas como la de la figura 2, por ejemplo para comprobar la evolución de variables, como la temperatura en los recintos de aplicación de la calefacción (gráfica A), en relación con los tiempos de arranque y parada del funcionamiento (gráfica (B) y con la variación de la temperatura ambiente en el exterior del edificio (gráfica C).
De este modo se puede determinar, por ejemplo, la calidad térmica de la construcción del edificio, pudiendo marcarse unos mínimos por debajo de los cuales seria conveniente proceder a una reestructuración del aislamiento térmico, por el ahorro energético que seria posible conseguir.
Con los datos proporcionados por los elementos de monitorización componentes del sistema preconizado, puede determinarse asimismo la distribución idónea de los radiadores (2) de la instalación de calefacción, así como la inercia del calentamiento y enfriamiento de los recintos de aplicación de la calefacción, para establecer, en función de ello, los tiempos óptimos de funcionamiento de la caldera (1).
Con los datos de consumo y de inquemados en la cadera (1), se puede establecer también medidas de corrección, para mejorar el rendimiento y reducir la emisión de gases, lo cual repercute en beneficio económico y aumento de la seguridad.
Además, la electrónica (12) receptora de los datos que proporcionan los elementos de monitorización puede establecerse a su vez en comunicación inalámbrica con un sistema centralizado que recoja la información de las instalaciones de calefacción de distintos edificios, con lo cual en el sistema centralizado se obtienen informaciones que permiten hacer comparaciones del comportamiento de las diferentes instalaciones de calefacción, para aplicar en cada una de ellas las características que permitan obtener mejoras, en función de las condiciones particulares que proporcionan un mejor comportamiento en cualquiera de las otras instalaciones.
Claims (4)
- REIVINDICACIONES1. Sistema de monitorización de una instalación de calefacción, destinado para obtener datos aplicables para el cálculo estructural y funcional de una instalación de calefacción formada por una caldera (1) desde la que se extiende un circuito de circulación de agua que pasa por una distribución de radiadores (2) dispuestos en los recintos para los que se destina la calefacción, caracterizado porque consta de una serie de sensores térmicos (3) que miden la temperatura ambiente de los recintos de aplicación de la calefacción y del exterior del edificio correspondiente, una serie de sensores térmicos (4) que miden la temperatura del agua que llega a los radiadores (2), unos sensores térmicos (5 y 6) que miden la temperatura del agua en la entrada y en la salida de la caldera (1), un sensor térmico (8) que mide la temperatura en la chimenea(7) de evacuación de humos, un temporizador (9) que establece los tiempos de marcha y paro de la caldera (1), un sensor (10) que mide los inquemados en la caldera (1) y un sensor (11) que mide el consumo de combustible que se suministra a la caldera (1), yendo todos los elementos de monitorización mencionados en relación con una electrónica (12), la cual recibe y gestiona los datos que proporcionan dichos elementos de monitorización.
-
- 2.
- Sistema de monitorización de una instalación de calefacción, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque los sensores térmicos (5 y 6) de la temperatura del agua en la entrada y en la salida de la caldera (1), el sensor térmico (8) de la temperatura en la chimenea (7), el temporizador (9), el sensor (10) de consumo de combustible, se disponen en conexión directa con la electrónica (12).
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- 3.
- Sistema de monitorización de una instalación de calefacción, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque los sensores térmicos (3) de la temperatura ambiente y los sensores térmicos (4) del agua de los radiadores (2) se establecen relacionados con la electrónica (12) mediante comunicación inalámbrica.
ES 2 363 287 A1ES 2 363 287 A1OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCASN.º solicitud: 201000044ESPAÑAFecha de presentación de la solicitud: 15.01.2010Fecha de prioridad:INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA51 Int. Cl. : F24D19/10 (2006.01) G05D23/19 (2006.01)DOCUMENTOS RELEVANTES- Categoría
- Documentos citados Reivindicaciones afectadas
- X
- FR 2451604 A1 (CAPITANT JEAN MARIE) 10.10.1980, página 3, línea 5 – página 5, línea 25; figura. 1-3
- A
- AT 401694 B (WINDHAGER ZENTRALHEIZUNG GMBH) 25.11.1996, resumen; figuras. Recuperado de World Patent Index en Epoque Database. 1-3
- A
- GB 2188453 A (BRITISH GAS PLC) 30.09.1987, columna 1, líneas 95-124; figura 1. 1-3
- A
- GB 2195475 A (IMI PACTROL) 07.04.1988, página 1, línea 118 – página 2, línea 11; figura. 1-3
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
- Fecha de realización del informe 20.05.2011
- Examinador M. Lloris Meseguer Página 1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICANº de solicitud: 201000044Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) F24D, G05D Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos debúsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPIInforme del Estado de la Técnica Página 2/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 201000044Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 20.05.2011Declaración- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-3 SI NO
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-3 SI NO
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).Base de la Opinión.-La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.Informe del Estado de la Técnica Página 3/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 2010000441. Documentos considerados.-A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.- Documento
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
- D01
- FR 2451604 A1 (CAPITANT JEAN MARIE ) 10.10.1980
- D02
- AT 401694 B (WINDHAGER ZENTRALHEIZUNG GMBH ) 25.11.1996
- D03
- GB 2188453 A (BRITISH GAS PLC ) 30.09.1987
- D04
- GB 2195475 A (IMI PACTROL ) 07.04.1988
- 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaraciónDe todos los documentos recuperados del estado de la técnica, se considera que el documento D01 es el más próximo a la solicitud que se analiza. A continuación se comparan las reivindicaciones de la solicitud con el documento D01.Reivindicación 1 El documento D01 describe un sistema de monitorización de una instalación de calefacción formada por una caldera (10) desde la que se extiende un circuito de circulación de agua que pasa por una distribución de radiadores dispuestos en los recintos para los que se destina la calefacción, que comprende un sensor (220) que mide la temperatura del agua en la salida de la caldera (l0), un sensor térmico (210) que mide la temperatura en la chimenea de evacuación de humos, un sensor (200) que mide los inquemados en la caldera (10) y un sensor (230) que mide el nivel de combustible, yendo todos los elementos de monitorización mencionados en relación con una electrónica (20-25), la cual recibe y gestiona los datos que proporcionan dichos elementos de monitorización.La invención definida en la reivindicación independiente 1 difiere del documento D01 en la captación, por medio de sensores, de valores de temperatura en un mayor número de sitios de la instalación de calefacción, para realizar la monitorización, correspondientes a la temperatura ambiente de los recintos de aplicación de la calefacción y del exterior del edificio, del agua que llega a los radiadores y del agua en la entrada de la caldera. Se considera que la solución de colocar sensores para captar valores de temperatura en un mayor número de sitios de la instalación de calefacción no presenta actividad inventiva para el experto en la materia, tal y como por ejemplo ilustran los documentos D02 y D03. Por otra parte, el empleo de temporizadores para establecer los tiempos de marcha y paro de la caldera en una instalación de calefacción es una técnica conocida, tal y como por ejemplo ilustra el documento D04, por lo que se considera obvia para el experto en la materia. Por consiguiente, la reivindicación 1 se considera que no cumple el requisito de actividad inventiva conforme el artículo 8.1 LP.Reivindicaciones 2 y 3 Las reivindicaciones 2 y 3 hacen referencia a la forma de conexión, inalámbrica o por cableado, de los elementos de monitorización con la electrónica. El modo de conexión particular, inalámbrica o por cableado, de cada elemento de monitorización con la electrónica se considera una opción de diseño obvia para el experto en la materia a la hora de determinar las posibilidades de conexión de los elementos del sistema. Por tanto, estas reivindicaciones carecen de actividad inventiva conforme el artículo 8.1 LP.Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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