ES2609769T3 - Procedure to minimize the energy consumption of an accumulation water heater - Google Patents

Procedure to minimize the energy consumption of an accumulation water heater Download PDF

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ES2609769T3 ES09774713.3T ES09774713T ES2609769T3 ES 2609769 T3 ES2609769 T3 ES 2609769T3 ES 09774713 T ES09774713 T ES 09774713T ES 2609769 T3 ES2609769 T3 ES 2609769T3
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Ariston SpA
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Thermowatt SpA
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Abstract

Procedimiento para gestionar un calentador de agua de acumulación (1) en el que el agua de almacenamiento se calienta mediante un elemento calefactor (3) gobernado por un regulador (4) apto para regular la temperatura del agua (Tm) hasta una temperatura objetivo variable(Ttarget) y en el que dicho procedimiento comprende, - una primera etapa en la que se capta información - en relación con el perfil de extracción (P1, ..., Pk, ..., Pn) que se repite sustancialmente invariable durante los ciclos de extracción posteriores - y la velocidad de calentamiento (VTh) característica de dicho calentador de agua de acumulación (1) - una segunda etapa en la que, antes del instante (tk) de inicio de cada extracción (Pk) de todas las n extracciones (Pn) comprendidas en cada uno de dichos ciclos de extracción, - la temperatura del agua (Tm) se lleva a por lo menos el valor de la temperatura de extracción (Tset.k; T'set.i) suficiente para garantizar que dicha extracción a la temperatura de uso (Tu) inicie el calentamiento en un instante de inicio del calentamiento (tONk; t'ONi) - con la condición de que, en cualquier caso, dicha temperatura del agua (Tm) se mantenga inferior o igual a la temperatura de ajuste máxima (Tset.max), inferior a los valores peligrosos, - deduciéndose dicho valor de temperatura de extracción (Tset.k; T'set.i) y dicho instante de inicio del calentamiento (tONk; t'ONi) a partir de la información captada anteriormente caracterizado porque dicha captación de información sobre el perfil de extracción - tiene lugar por lo menos durante un ciclo de extracción para la captación - y consiste en calcular, para cada una de dichas n extracciones (Pk), - el instante de inicio de extracción (tk), - la temperatura de extracción (Tset.k) realizándose dicho cálculo únicamente mediante el procesamiento de los datos obtenidos a partir del análisis de la temperatura del agua (Tm) obtenida a partir de la media de una o más temperaturas (T; T1, T2) medidas a distintas alturas (S; S1, S2) del depósito (2) a intervalos de tiempo (δtc) y caracterizado porque la determinación de dicho instante de inicio del calentamiento (tONk; t'ONi) para garantizar dichas extracciones (Pk; Pi) tiene en cuenta las etapas siguientes: - con unos intervalos breves (δw), todas las w extracciones (P1, ..., Pi, ..., Pw), se tiene en cuenta el instante de inicio de extracción cuyo (ti) se encuentra dentro de un intervalo fijo y predeterminado (Δtw) inmediatamente posterior al instante actual. - en el que dicha ventana de tiempo (Δtw) se selecciona basándose en el tipo de usuarios para el que está destinado dicho calentador de agua de acumulación (1) y es suficientemente amplia para que comprenda el instante de inicio de extracción (ti) de todas las extracciones (Pi) en los que se espera que los instantes de inicio del calentamiento falsos (t'ONi) sean anteriores a los instantes de inicio del calentamiento falso (t'ON) correspondientes a las extracciones i-1 previas (P1, ..., Pi-1), - en dicho instante de inicio de extracción (ti) comprendido dentro de dicha ventana de tiempo (Δtw), se crean las extracciones falsas correspondientes (P'1, ..., P'i, ..., P'w) que presentan cada una, - un instante de inicio de extracción (tw) igual a la extracción real correspondiente (Pi), - una temperatura de inicio de la extracción falsa (T'set.i) obtenida añadiendo las temperaturas de inicio de las extracciones (Tset1, Tset2, ..., Tset(i-1)) de todas las extracciones comprendidas en dicha ventana de tiempo (Δtw) y previas a la extracción Pi propia a la temperatura de inicio real (Tset.i) correspondiente, de donde cada una de las temperaturas de inicio (Tset1, Tset2, ..., Tset(i-1)) se ha deducido de la temperatura óptima de vaciado Topt según la fórmula [T'set.i>=Tset.i++(Tset1-Topt)+(Tset2- Topt)+...+(Tset(i-1)-Topt)] - para cada una de dichas extracciones falsas (P'1, ..., P'i, ..., P'w), se calcula el instante de inicio del calentamiento falso t'ONi según la fórmula [t'ONi>=ti - (Tset.i-Tm)/VTh],Procedure for managing an accumulation water heater (1) in which the storage water is heated by means of a heating element (3) governed by a regulator (4) capable of regulating the water temperature (Tm) up to a variable target temperature (Ttarget) and in which said procedure comprises, - a first stage in which information is captured - in relation to the extraction profile (P1, ..., Pk, ..., Pn) that is repeated substantially invariably during the subsequent extraction cycles - and the heating rate (VTh) characteristic of said storage water heater (1) - a second stage in which, before the start time (tk) of each extraction (Pk) of all the n extractions (Pn) included in each of said extraction cycles, - the water temperature (Tm) is brought to at least the value of the extraction temperature (Tset.k; T'set.i) sufficient to guarantee that said extraction at use temperature (Tu) starts heating at a heating start time (tONk; t'ONi) - provided that, in any case, said water temperature (Tm) remains less than or equal to the maximum set temperature (Tset.max), less than the dangerous values, - deducting said value from extraction temperature (Tset.k; T'set.i) and said heating start instant (tONk; t'ONi) based on the previously captured information, characterized in that said information capture on the extraction profile - takes place by during at least one extraction cycle for collection - and consists of calculating, for each of said n extractions (Pk), - the extraction start instant (tk), - the extraction temperature (Tset.k) performing said calculation solely by processing the data obtained from the analysis of the water temperature (Tm) obtained from the average of one or more temperatures (T; T1, T2) measured at different heights (S; S1, S2) of the tank (2) at time intervals (δtc) and characterized in that the determination of said heating start instant (tONk; t'ONi) to guarantee these extractions (Pk; Pi) takes into account the following steps: - with short intervals (δw), all w extractions (P1, ..., Pi, ..., Pw), are it takes into account the extraction start instant whose (ti) is within a fixed and predetermined interval (Δtw) immediately after the current instant. - wherein said time window (Δtw) is selected based on the type of users for which said storage water heater (1) is intended and is wide enough to include the extraction start instant (ti) of all draws (Pi) for which the false heating start times (t'ONi) are expected to be earlier than the false heat start times (t'ON) corresponding to the previous i-1 draws (P1, ..., Pi-1), - at said extraction start instant (ti) included within said time window (Δtw), the corresponding false extractions (P'1, ..., P'i, ..., P'w) that each present, - an extraction start instant (tw) equal to the corresponding real extraction (Pi), - a false extraction start temperature (T'set.i) obtained adding the starting temperatures of the extractions (Tset1, Tset2, ..., Tset(i-1)) of all the extractions included in said time window (Δtw) and prior to the extraction Pi itself to the actual starting temperature (Tset.i) corresponding, from where each one of the starting temperatures (Tset1, Tset2, ..., Tset(i-1)) has been deduced from the optimum emptying temperature Topt according to the formula [T'set. i>=Tset.i++(Tset1-Topt)+(Tset2-Topt)+...+(Tset(i-1)-Topt)] - for each of said false extractions (P'1, ..., P'i, ..., P'w), the false heating start instant t'ONi is calculated according to the formula [t'ONi>=ti - (Tset.i-Tm)/VTh],

Description

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5 5

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25 25

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una extracción de una masa de agua Qp a la temperatura de uso Tu y, por consiguiente, cuanto mayor sea el volumen Vp implicado en la mezcla y, por lo tanto, en la práctica menor es el descenso resultante ∆Tm. an extraction of a mass of water Qp at the temperature of use Tu and, consequently, the greater the volume Vp involved in the mixture and, therefore, in smaller practice is the resulting decrease ∆Tm.

Por tanto, en la práctica, el descenso ∆Tm detectado por los sensores S; S1, S2 desde el inicio hasta el final de la extracción no es constante con la propia extracción, sino que disminuye a medida que la temperatura media efectiva Tm.eff desciende al iniciarse la extracción, lo que sin embargo no se detecta si dichos sensores S; S1, S2 se disponen en un nivel bajo. Therefore, in practice, the decrease ∆Tm detected by the sensors S; S1, S2 from the beginning to the end of the extraction is not constant with the extraction itself, but decreases as the effective average temperature Tm.eff drops at the beginning of the extraction, which however is not detected if said sensors S ; S1, S2 are arranged at a low level.

Para finalizar, puesto que dicha relación entre el descenso ∆Tm y la temperatura media efectiva Tm.eff Finally, since this relationship between the decrease ∆Tm and the average effective temperature Tm.eff

- es realmente insignificante si la temperatura final de la extracción es relativamente elevada (lo que indica unas extracciones no muy grandes y/o una temperatura de inicio de la extracción Tmik elevada) - it is really insignificant if the final temperature of the extraction is relatively high (which indicates not very large extractions and / or a high starting temperature of the Tmik extraction)

- mientras que es más importante si la temperatura final de la extracción es bastante baja (lo que indica unas extracciones grandes y/o una temperatura de inicio de la extracción Tmik baja), lo que provoca una estimación errónea de la cantidad de la propia extracción, - while it is more important if the final temperature of the extraction is quite low (which indicates large extractions and / or a start temperature of the Tmik extraction low), which causes an erroneous estimate of the amount of the extraction itself ,

según la presente invención, dicha estimación errónea se corrige según una regla por la que cuando la temperatura final de la extracción Tmfk es inferior a un valor límite predeterminado T, se añade un término adicional ∆T*"k a dicho descenso de la temperatura ∆Tk=Tmik-Tmfk (fórmula 6). according to the present invention, said erroneous estimate is corrected according to a rule whereby when the final temperature of the extraction Tmfk is lower than a predetermined limit value T, an additional term ∆T * "is added to said temperature decrease ∆Tk = Tmik-Tmfk (formula 6).

Por supuesto, dicha regla y valor límite dependen del modelo del calentador de agua 1 y de las características del equipo, por lo que deben determinarse experimentalmente. Una regla general es que dicho valor límite predeterminado Ts se encuentra comprendido entre 20 y 30 °C y que dicho factor de corrección ∆T"k es como máximo un 50 % de dicho descenso de temperatura ∆Tk. Of course, said rule and limit value depend on the model of the water heater 1 and the characteristics of the equipment, so they must be determined experimentally. A general rule is that said predetermined limit value Ts is between 20 and 30 ° C and that said correction factor ∆T "k is at most 50% of said temperature decrease ∆Tk.

Un procedimiento de aplicación de dicha regla, preferido por su simplicidad y los buenos resultados que ha proporcionado experimentalmente, es el siguiente: A procedure for applying said rule, preferred for its simplicity and the good results it has provided experimentally, is as follows:

- si la temperatura final de extracción Tmfk es superior o igual a la temperatura óptima de vaciado Topt (una indicación, entre otras cosas, de que se ha realizado completamente la extracción), como ya se ha comentado, la temperatura de extracción Tset.k se fija igual a la temperatura óptima de vaciado Topt aumentada con el descenso de la temperatura anterior ∆Tk; es decir: - if the final extraction temperature Tmfk is greater than or equal to the optimum emptying temperature Topt (an indication, among other things, that the extraction has been completely carried out), as already mentioned, the extraction temperature Tset.k it is set equal to the optimum emptying temperature Topt increased with the decrease of the previous temperature ∆Tk; that is to say:

Tset.k = Topt + ∆Tk se Tmfk ≥Topt (fórmula 10) Tset.k = Topt + ∆Tk se Tmfk ≥Topt (formula 10)

- si, por otro lado, la temperatura final de extracción Tmfk es inferior a la temperatura óptima de vaciado Topt (una indicación, entre otras cosas, de que no se ha realizado completamente la extracción), se añade dicho factor de corrección ∆T"k, cuyo valor es igual a la diferencia entre dicha temperatura óptima de vaciado Topt y la temperatura final de extracción Tmfk, es decir: - if, on the other hand, the final extraction temperature Tmfk is lower than the optimum emptying temperature Topt (an indication, among other things, that the extraction has not been completely performed), said correction factor ∆T "is added k, whose value is equal to the difference between said optimal topt emptying temperature and the final extraction temperature Tmfk, that is:

∆T"k = + (Topt - Tmfk) if Tmfk< Topt (fórmula 11.a) ∆T "k = + (Topt - Tmfk) if Tmfk <Topt (formula 11.a)

Tset.k = Topt + ∆Tk + ∆T"k if Tmfk< Topt (fórmula 11.b) Tset.k = Topt + ∆Tk + ∆T "k if Tmfk <Topt (formula 11.b)

La etapa de registro del perfil de extracción continúa durante todo el ciclo, alternando dichas subetapas primera y segunda que, al terminar automáticamente al principio y al final de cada extracción, respectivamente, supondrán el mismo número que las extracciones. The registration stage of the extraction profile continues throughout the cycle, alternating said first and second sub-stages which, when automatically finished at the beginning and at the end of each extraction, respectively, will be the same number as the extractions.

De este modo se ha determinado y almacenado el perfil de las n extracciones, y cada extracción k se determina mediante dos parámetros característicos, el instante de inicio de extracción tk y el descenso de la temperatura ∆Tk producido por la misma. In this way the profile of the n extractions has been determined and stored, and each extraction k is determined by two characteristic parameters, the moment of start of extraction tk and the decrease in temperature ∆Tk produced by it.

Según una versión de la presente invención, durante la etapa de registro del perfil de extracción en el ciclo de captación, ya es posible un pequeño ajuste a las características reales de los equipos. According to a version of the present invention, during the registration stage of the extraction profile in the collection cycle, a small adjustment to the actual characteristics of the equipment is already possible.

De hecho, dicha versión prevé que si el ciclo es semanal, puede cambiarse el valor predeterminado inicial Tset, lo que lo iguala a la temperatura máxima de extracción Tset.g, valor almacenado el día anterior, siempre que ello no implique una modificación excesiva del valor predeterminado inicial Tset (por ejemplo, comprendido en Tset ± 3 °C). In fact, this version foresees that if the cycle is weekly, the initial default value Tset can be changed, which equals the maximum extraction temperature Tset.g, value stored the previous day, provided that this does not imply an excessive modification of the initial default value Tset (for example, included in Tset ± 3 ° C).

Como consecuencia de ello, si el valor predeterminado inicial Tset era excesivo para el uso efectivo, su reducción ya produce una limitación a las dispersiones. Por otra parte, si era insuficiente para las extracciones más grandes, el rendimiento ya se había mejorado. Por supuesto, dicha versión supone que la cantidad de las extracciones individuales (no necesariamente su número) no varía sustancialmente mucho cada día. As a consequence, if the initial default value Tset was excessive for effective use, its reduction already results in a limitation of dispersions. On the other hand, if it was insufficient for larger extractions, the performance had already been improved. Of course, this version assumes that the amount of individual extractions (not necessarily their number) does not vary substantially much each day.

Se describirán a continuación los procedimientos destinados a gestionar el calentador de agua 1 según la presente invención, una vez que se ha captado el perfil de extracción durante el ciclo de captación. The procedures for managing the water heater 1 according to the present invention will be described below, once the extraction profile has been captured during the collection cycle.

10 5 10 5

15 fifteen

25 25

35 35

45 Four. Five

55 55

65 65

Según la presente invención, la temperatura objetivo Ttarget According to the present invention, the Ttarget target temperature

-se puede mantener siempre igual a las temperaturas de mantenimiento Tstand-by alejadas de las extracciones -pero se lleva hasta una temperatura Tset.k no inferior a la temperatura de extracción Tset.k con un ∆tant relativo al -It can always remain the same as Tstand-by maintenance temperatures away from extractions -but it takes up to a temperature Tset.k not lower than the extraction temperature Tset.k with a relativotant relative to

instante de inicio de extracción tk suficiente para garantizar dicha extracción. Tk extraction start time sufficient to guarantee such extraction.

La figura 4.a muestra algunos puntos P1, ... P4 que representan las mismas extracciones caracterizadas por los instantes correspondientes t1, ... t4 de inicio de la extracción tk y por las temperaturas correspondientes Tset.l, .. Tset.4 de la extracción Tset.k. Figure 4.a shows some points P1, ... P4 that represent the same extractions characterized by the corresponding moments t1, ... t4 of the start of the extraction tk and the corresponding temperatures Tset.l, .. Tset.4 of the Tset.k.

La figura 4.b muestra, además, la evolución de la temperatura Tm con las pendientes ascendentes R1, ... R4 para alcanzar dichas temperaturas de extracción T1, .. T4. Figure 4.b also shows the evolution of the temperature Tm with the ascending slopes R1, ... R4 to reach said extraction temperatures T1, .. T4.

Dichas pendientes R1, ... R4 presentan una evolución que depende de la velocidad de calentamiento VTh. La evolución, tal como se conoce, es exponencial pero puede aproximarse por una parte rectilínea sin errores apreciables dado el orden de tamaño de la constante de tiempo de la temperatura del calentador de agua (por ejemplo, muy superior a los 106 s para un calentador de agua estándar 1). Said slopes R1, ... R4 have an evolution that depends on the heating rate VTh. The evolution, as it is known, is exponential but can be approximated by a rectilinear part without appreciable errors given the order of size of the time constant of the water heater temperature (for example, much greater than 106 s for a heater of standard water 1).

Se supone que para cada extracción k, el instante de inicio del calentamiento tONk se puede calcular con la fórmula It is assumed that for each extraction k, the start time of heating tONk can be calculated with the formula

tONk = tk - (Tset.k - Tm)/ VTh (fórmula 12) tONk = tk - (Tset.k - Tm) / VTh (formula 12)

- en la que el término (Tset.k-Tm)/VTh expresa el intervalo de avance del calentamiento ∆tant con respecto al instante de inicio tk requerido para que la temperatura Tm pase del valor actual al valor de extracción Tset.k - in which the term (Tset.k-Tm) / VTh expresses the heating advance interval ∆tant with respect to the start time tk required for the temperature Tm to pass from the current value to the extraction value Tset.k

- y en la que dicho cálculo debe realizarse en intervalos breves, por ejemplo 60 segundos, teniendo en cuenta la extracción más próximo, es decir, con el instante de inicio de extracción tk más próximo en el tiempo. - and in which said calculation must be carried out in short intervals, for example 60 seconds, taking into account the closest extraction, that is, with the start time of extraction tk closest in time.

En realidad, dicho procedimiento resulta insatisfactorio. In reality, this procedure is unsatisfactory.

De hecho, en el ejemplo de la figura 4.b, debe observarse que procediendo en esta dirección, la extracción P1 se ha realizado pero al final no hay tiempo suficiente para que la temperatura alcance Tm que, siguiendo la extracción, ha descendido hasta la temperatura óptima de vaciado Topt, hasta la temperatura de extracción T2 requerida por la extracción P2. Por el mismo motivo, tampoco se realiza la extracción P3, aunque sí la extracción P4, pequeña y muy alejada de las anteriores. In fact, in the example of Figure 4.b, it should be noted that proceeding in this direction, the extraction P1 has been carried out but in the end there is not enough time for the temperature to reach Tm which, following the extraction, has decreased to Optimum topt emptying temperature, up to the T2 extraction temperature required by the P2 extraction. For the same reason, the P3 extraction is also not performed, although the P4 extraction, small and far from the previous ones, is carried out.

En la práctica, no resulta posible garantizar el servicio con un procedimiento que tenga en cuenta, una cada la vez, únicamente el más próxima de las extracciones. In practice, it is not possible to guarantee the service with a procedure that takes into account, one at a time, only the closest of the extractions.

Por otro lado, según la presente invención, se aplica el procedimiento siguiente denominado "extracciones falsas", que en realidad implica la creación de extracciones falsas. On the other hand, according to the present invention, the following procedure called "false extractions" is applied, which actually involves the creation of false extractions.

Con unos intervalos bastante breves δw, por ejemplo 60 segundos, todas las w extracciones P1, ..., Pi, ..., Pw, se tiene en cuenta el instante de inicio de extracción cuyo ti se encuentra dentro de un intervalo fijo y predeterminado (al que de ahora en adelante se hará referencia en la presente memoria como ventana de tiempo ∆tw) inmediatamente posterior al instante actual. With a fairly short intervals δw, for example 60 seconds, all w extractions P1, ..., Pi, ..., Pw, take into account the start time of extraction whose ti is within a fixed interval and default (referred to hereinafter as a ventanatw time window) immediately after the current instant.

En dicho instante de inicio de extracción tw comprendido dentro de dicha ventana de tiempo ∆tw, se crean las extracciones falsas correspondientes P'1, ..., P'i, ..., P'w caracterizadas cada una por: At said extraction start time tw within said time window ∆tw, the corresponding false extractions P'1, ..., P'i, ..., P'w each characterized by:

--
un instante de inicio de extracción tw igual a la extracción real correspondiente Pi  a start time of extraction tw equal to the corresponding actual extraction Pi

--
pero se ha deducido una temperatura de inicio de la extracción falsa T'set.i obtenida añadiendo las temperaturas de inicio de las extracciones Tset1, Tset2, ..., Tset(i-1) de todas las extracciones comprendidas en dicha ventana de tiempo ∆tw y previas a la propia extracción Pi a la temperatura de inicio real Tset.i correspondiente, de la que se ha deducido la temperatura óptima de vaciado Topt. Es decir, en fórmulas,  but a false start temperature of the extraction T'set.i obtained by adding the start temperatures of the extractions Tset1, Tset2, ..., Tset (i-1) of all the extractions included in said time window has been deduced ∆tw and prior to the actual extraction Pi at the corresponding actual start temperature Tset.i, from which the optimum emptying temperature Topt has been deduced. That is, in formulas,
T'set.i = Tset.i + (Tset.i - Topt) + (TSet2 - Topt) + ... + (Tset(i-1) - Topt) (fórmula 13) T'set.i = Tset.i + (Tset.i - Topt) + (TSet2 - Topt) + ... + (Tset (i-1) - Topt) (formula 13)

En las figuras 4.c y 4.d se presenta el resultado de dicha operación en las que las extracciones falsas P'1, P'2, P'3, P'4 se indican encima de las extracciones reales correspondientes P1, P2, P3, P4. La extracción falsa P'1 coincide con la extracción real P1 porque, puesto que fue la primera en la ventana de tiempo ∆tw, a su temperatura de inicio Tset.1, no se ha añadido otra temperatura. Figures 4.c and 4.d show the result of this operation in which the false extractions P'1, P'2, P'3, P'4 are indicated above the corresponding real extractions P1, P2, P3 , P4. The false extraction P'1 coincides with the real extraction P1 because, since it was the first in the time window ∆tw, at its starting temperature Tset.1, no other temperature has been added.

En este punto, para cada extracción Pi de las w extracciones comprendida en la ventana de tiempo ∆tw, se calcula el instante de inicio del calentamiento falso t'ONi según la fórmula At this point, for each extraction Pi of the w extractions included in the time window ∆tw, the start time of the false heating t'ONi is calculated according to the formula

11 eleven

imagen9image9

Esto se consigue gracias a que el procedimiento calcula el instante de inicio del calentamiento falso t'ONi de la extracción Pi teniendo asimismo en cuenta el instante del calentamiento que se ha de asignar a todas las extracciones anteriores. This is achieved thanks to the fact that the procedure calculates the start time of the false heating t'ONi of the Pi extraction, also taking into account the instant of heating to be assigned to all the previous extractions.

5 Cabe señalar que casi nunca se alcanza la temperatura de inicio de la extracción falsa T'set.i ya que a medida que tiene lugar el calentamiento, las extracciones intermedias disminuyen la temperatura del agua Tm. 5 It should be noted that the start temperature of the false extraction T'set.i is almost never reached since as the heating takes place, the intermediate extractions decrease the temperature of the water Tm.

En la práctica, el procedimiento de las "extracciones falsas" permite suministrar la energía térmica estrictamente necesaria para garantizar las extracciones, manteniendo la temperatura del agua Tm, en cada instante, al valor In practice, the "false extractions" procedure allows to supply the thermal energy strictly necessary to guarantee the extractions, maintaining the temperature of the water Tm, at every moment, at the value

10 mínimo requerido para dicho servicio y calculando la duración de los períodos de accionamiento del elemento calefactor 3 sin necesidad de conocer explícitamente la potencia térmica del mismo. 10 minimum required for said service and calculating the duration of the operating periods of the heating element 3 without explicitly knowing the thermal power thereof.

No hace falta inútil decir que, con el inconveniente del máximo ahorro energético que se pueda obtener pero con la ventaja de la seguridad de servicio, dichos instantes de inicio del calentamiento t'Oni se pueden avanzar un poco (un Needless to say, with the inconvenience of the maximum energy savings that can be obtained but with the advantage of service safety, these instants of t'Oni heating start can be advanced a little (a

15 avance de tolerancia ∆tol para tener en cuenta las desviaciones de los instantes efectivos de inicio de extracción (ti) con respecto a los registrados durante la captación del ciclo de extracción). De hecho, si el registro del perfil de extracción continúa en los ciclos de extracción posteriores al primer ciclo de captación, el regulador puede captar qué valor asignar a dicho avance de tolerancia ∆toll. 15 tolerance advance ∆tol to take into account the deviations of the effective moments of start of extraction (ti) with respect to those registered during the extraction of the extraction cycle). In fact, if the registration of the extraction profile continues in the extraction cycles after the first collection cycle, the regulator can capture what value to assign to said tolerance advance ∆toll.

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010024100A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg Method for controlling the temperature of a hot water tank and hot water tank
ES2469946B1 (en) * 2012-12-18 2015-03-31 Fagor, S.Coop. Hot water tank
WO2016189416A1 (en) * 2015-05-27 2016-12-01 Stellenbosch University System and method for determining a customised heating schedule for a water heater
RU2643945C1 (en) * 2016-11-02 2018-02-06 Олег Владимирович Кабанов Method of determining the optimal object heating time
CN112856570B (en) * 2021-01-18 2022-04-15 中电惠特热力设计技术服务邯郸有限公司 Terminal-based dynamic heating method and heating system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2132791A (en) * 1982-12-23 1984-07-11 Colin Baker Apparatus for and a method of controlling a hot water system
US4522333A (en) * 1983-09-16 1985-06-11 Fluidmaster, Inc. Scheduled hot water heating based on automatically periodically adjusted historical data
DE58903512D1 (en) * 1988-08-31 1993-03-25 Landis & Gyr Betriebs Ag SETPOINT VALUE FOR A HOT WATER TANK REGULATOR.
DE19710772A1 (en) * 1997-03-17 1998-09-24 Bosch Gmbh Robert Control device for domestic water heating
DE19734361A1 (en) * 1997-08-08 1999-03-04 Bosch Gmbh Robert Control of water heating system
US6375087B1 (en) * 2000-06-14 2002-04-23 International Business Machines Corporation Method and apparatus for self-programmable temperature and usage control for hot water heaters
GB2387671A (en) * 2002-04-19 2003-10-22 Gasforce Ltd A water-heating system controller

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