ES2909798T3

ES2909798T3 - Calentador híbrido

Info

Publication number: ES2909798T3
Application number: ES15809345T
Authority: ES
Inventors: Azur Dzindo
Original assignee: Pentair Water Pool and Spa Inc
Current assignee: Pentair Water Pool and Spa Inc
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2015-06-22
Publication date: 2022-05-10
Anticipated expiration: 2035-06-22
Also published as: BR112016029957A2; US20150368921A1; US20190360225A1; US10400466B2; US20170342732A1; EP3158273A4; US11142923B2; US20220025666A1; MX2016017194A; CA2952964A1; MX386760B; AU2015276777A1; EP3158273A1; US11686118B2; US9732536B2; WO2015196198A1; EP3158273B1

Abstract

Un calentador (108, 208), que comprende: una carcasa (110, 210); un primer calentador sin tanque (118, 218); un segundo calentador sin tanque (122, 222); y un controlador (136, 236) configurado para activar solo el primer calentador sin tanque cuando se cumple una primera condición, activar solo el segundo calentador sin tanque cuando se cumple una segunda condición, y activar el primer y el segundo calentador sin tanque simultáneamente cuando se cumple una tercera condición.

Description

DESCRIPCIÓN

Calentador híbrido

Referencia cruzada a las solicitudes relacionadas

La presente solicitud revindica el beneficio de la Solicitud Provisional de los Estados Unidos con Número de Serie 62/015, 106.

Antecedentes

Las piscinas y los spas son populares entre los consumidores en una amplia variedad de ambientes. El tipo de piscina o spa y el ambiente en el que funciona la piscina o spa cambia los requisitos del usuario para mantener una experiencia agradable. La temperatura del agua en la piscina o spa es un parámetro que puede controlarse y que impacta en la experiencia del usuario al nadar en una piscina o al relajarse en un spa.

Los calentadores de agua para todo tipo de aplicaciones son bien conocidos en la técnica. Con la amplia variedad de condiciones, se han desarrollado muchos tipos diferentes de calentadores de piscina que usan diferentes fuentes de energía para calentar el agua de la piscina. Los diferentes tipos de calentadores que consumen electricidad o gas tienen ciertas ventajas y desventajas en función de las condiciones ambientales. Por ejemplo, los calentadores de gas tradicionales pueden responder rápidamente para cambiar la temperatura del agua, pero requieren un suministro de gas dedicado que puede no estar presente en muchas regiones de clima más cálido. Por el contrario, las bombas de calor eléctricas pueden configurarse para ser muy eficientes en climas más cálidos. Sin embargo, el tiempo de respuesta para calentar el agua de la piscina o del spa puede ser más lento y, en condiciones frías, la eficiencia se reduce drásticamente. Muchos operadores de piscinas que se enfrentan a una variedad de condiciones ambientales han optado por instalar calentadores de fuente de energía separadas para proporcionar una unidad de calentamiento apropiada para diferentes condiciones. Esta solución no es la ideal. Se requiere más espacio para instalar dos o más calentadores y cada uno generalmente tiene un controlador separado. Con controladores separados, el usuario u operador debe tomar la decisión de qué sistema usar y debe determinar manualmente el programa de funcionamiento más eficiente.

Por lo tanto, existe la necesidad en la técnica de una sola unidad autónoma que se adapte para controlarse por un solo controlador programable para funcionar múltiples calentadores de fuente de energía en una sola carcasa para proporcionar flexibilidad y calentamiento rentable.

El documento US2013/0312671 divulga un sistema de calentador de agua sin tanque bajo demanda para suministrar agua dentro de un rango de temperatura deseado. El calentador de agua sin tanque proporciona un procedimiento de calentamiento híbrido que contiene un sistema de calentamiento principal y un sistema de calentamiento secundario dispuesto en un tanque intermedio que coopera para facilitar el control de la temperatura del agua de salida durante el uso del agua. Un interruptor diferencial de presión detecta una demanda de bajo flujo y permite que el sistema de calentamiento secundario proporcione calentamiento inmediato al agua.

El documento US8,280,236 divulga un sistema para calentar un líquido, como el agua, que comprende una pluralidad de calentadores de líquido, cuyas entradas y salidas se conectan respectivamente en una relación de flujo paralelo por colectores respectivos, y configurados para proporcionar líquido que tiene una temperatura mayor que aproximadamente 32,22 grados Celsius (90 grados Fahrenheit) a un caudal mayor que aproximadamente 37,85 litros por minuto (10 galones por minuto). En varios ejemplos, el sistema proporciona un sistema eléctrico de calentamiento de líquidos sin tanque capaz de suministrar líquidos calientes, y en particular agua, a caudales y/o temperaturas más altas, incluidas caudales mayores que aproximadamente: (1) 45,42 lpm (12 gpm); (2) 68,14 lpm (18 gpm); (3) 75,71 lpm (20 gpm); (4) 87,07 lpm (23 gpm); y/o temperaturas mayores que aproximadamente: (1) 37,78 °C (100 °F); (2) 48,89 °C (120 °F); (3) 60 °C (140 °F); (4) 82,22 °C (180 °F).

Sumario

Algunas realizaciones de la invención proporcionan un calentador que incluye una carcasa, un primer calentador sin tanque, un segundo calentador sin tanque y un controlador. El controlador se configura para activar solo el primer calentador sin tanque cuando se cumple una primera condición, activar solo el segundo calentador sin tanque cuando se cumple una segunda condición y activar el primer y el segundo calentador sin tanque simultáneamente cuando se cumple una tercera condición.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan el primer calentador sin tanque montado en la carcasa y el segundo calentador sin tanque montado dentro de la carcasa.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan el primer y segundo calentador sin tanque montados dentro de la carcasa.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan el primer calentador sin tanque en forma de intercambiador de calor a gas y el segundo calentador sin tanque en forma de bomba de calor eléctrica.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan un controlador que monitorea la temperatura de un ambiente que rodea al calentador.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan un controlador que monitorea la temperatura del agua que entra a una entrada del calentador.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan que la primera condición se cumple cuando la temperatura es menor que una primera temperatura, la segunda condición se cumple cuando la temperatura es menor que una segunda temperatura, y la tercera condición se cumple cuando la temperatura es menor que una tercera temperatura.

Algunas realizaciones proporcionan que la primera, segunda y tercera temperaturas son diferentes.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan una primera y segunda válvula que proporcionan al menos un flujo mínimo de agua a los primero y segundo calentador sin tanque, respectivamente.

Algunas realizaciones proporcionan que la primera y la segunda válvula son válvulas de retención con resorte. Algunas realizaciones proporcionan que la primera y la segunda válvula son válvulas de tres vías.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan una sola entrada que entra en la carcasa y en comunicación con el primer y segundo calentador sin tanque y una sola salida que sale de la carcasa y en comunicación con el primer y segundo calentador sin tanque.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan un procedimiento para calentar agua de acuerdo con la reivindicación adjunta 10.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan un paso de desactivación al usar el controlador tanto el primer como el segundo calentador sin tanque si el controlador determina que la primera temperatura no es menor que la primera o la segunda temperatura predeterminada.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan el paso de entrada, al usar el controlador, un modo de derivación en el que el agua pasa por alto tanto el primer como el segundo calentador sin tanque si el controlador determina que la primera temperatura no es menor que la primera o segunda temperatura predeterminada.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan que, si el controlador determina que la primera temperatura es menor que la primera temperatura predeterminada y el primer y el segundo calentador sin tanque están funcionando, los pasos para determinar, al usar el controlador, una segunda temperatura del agua calentada por el primero y segundo calentador sin tanque, al continuar la operación del primer y segundo calentador sin tanque si el controlador determina que la segunda temperatura es menor que la segunda temperatura predeterminada, y al repetir los pasos de determinación y funcionamiento hasta que el controlador determine que la segunda temperatura no es menor que la segunda temperatura predeterminada.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan los pasos para determinar, al usar el controlador, una tercera temperatura del agua calentada por el primer calentador sin tanque y comparar, al usar el controlador, la tercera temperatura con una tercera temperatura predeterminada, que es menor que la segunda temperatura predeterminada, si el controlador determina que la primera temperatura es menor que el segundo nivel de temperatura predeterminado y solo el primer calentador sin tanque está funcionando. Si la tercera temperatura es menor que la tercera temperatura predeterminada, el procedimiento puede incluir el paso de determinación, al usar el controlador, si una vez que el primer calentador sin tanque ha sido operado es mayor que un primer período de tiempo predeterminado. Si el controlador determina que el tiempo es mayor o igual que el primer período de tiempo predeterminado, el procedimiento puede incluir el paso de funcionar simultáneamente, al usar el controlador, tanto el primer como el segundo calentador sin tanque. Alternativamente, si el controlador determina que el tiempo es menor que el primer período de tiempo predeterminado, el procedimiento puede incluir el paso de continuar funcionando solo el primer calentador sin tanque si el controlador determina que la tercera temperatura es menor que la segunda temperatura predeterminada.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan los pasos para continuar el funcionamiento del primer calentador sin tanque y la repetir los pasos de determinación y comparación hasta que el controlador determina que la tercera temperatura no es menor que la segunda o tercera temperatura predeterminada, si el controlador determina que la tercera temperatura no es inferior a la tercera temperatura predeterminada y la tercera temperatura es menor que la segunda temperatura predeterminada. Algunas realizaciones de la invención proporcionan el paso de entrada, al usar el controlador, un modo de derivación en el que el agua pasa por alto tanto el primer como el segundo calentador sin tanque si el controlador determina que la tercera temperatura no es menor que la segunda o tercera temperatura predeterminada.

Algunas realizaciones de la invención proporcionan la primera y tercera temperatura predeterminada que son menores que la segunda temperatura predeterminada.

Descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista esquemática de un sistema acuático que tiene un calentador híbrido de acuerdo con una realización de la invención;

La Figura 2 es una vista isométrica de una realización de un calentador híbrido;

La Figura 3 es una vista isométrica diferente del calentador híbrido de la Figura 2;

La Figura 4 es otra vista isométrica del calentador híbrido de la Figura 2 con porciones eliminadas para mayor claridad;

La Figura 5 es una vista isométrica de algunos de los componentes de una bomba de calor del calentador híbrido de la Figura 2;

La Figura 6 es una vista isométrica diferente de los componentes de la bomba de calor representada en la Figura 5;

La Figura 7 es una vista isométrica de un calentador de gas del calentador híbrido de la Figura 2;

La Figura 8 es una vista isométrica diferente del calentador de gas de la Figura 7;

La Figura 9 es otra vista isométrica de algunos de los componentes del calentador híbrido de la Figura 2;

La Figura 10 es una vista isométrica diferente de los componentes del calentador híbrido de la Figura 9;

La Figura 11 es una vista isométrica de una realización adicional de un calentador híbrido con porciones eliminadas del mismo para mayor claridad;

La Figura 12 es una vista isométrica de un primer lado de otra realización de un calentador híbrido con porciones eliminadas del mismo para mayor claridad;

La Figura 13 es una vista isométrica de un segundo lado del calentador híbrido de la Figura 12 con porciones eliminadas para mayor claridad;

La Figura 14 es una vista isométrica de un primer lado de aún otra realización de un calentador híbrido con porciones eliminadas del mismo para mayor claridad;

La Figura 15 es una vista isométrica de un segundo lado del calentador híbrido de la Figura 14 con porciones eliminadas para mayor claridad;

La Figura 16 es un diagrama de flujo de un primer modo de funcionamiento de cualquiera de los calentadores híbridos divulgados en la presente memoria;

La Figura 17 es un diagrama de flujo de un segundo modo de funcionamiento de cualquiera de los calentadores híbridos divulgados en la presente memoria;

La Figura 18 es un diagrama de flujo de un tercer modo de funcionamiento de cualquiera de los calentadores híbridos divulgados en la presente memoria; y

La Figura 19 es un diagrama de flujo de un cuarto modo de funcionamiento de cualquiera de los calentadores híbridos divulgados en la presente memoria.

Descripción detallada

Antes de que cualquiera de las realizaciones de la invención se explique en detalle, debe entenderse que la invención no se limita en su aplicación a los detalles de construcción y la disposición de los componentes que se exponen en la siguiente descripción o se ilustran en los dibujos siguientes. La invención es capaz de otras realizaciones y de practicarse o de llevarse a cabo de varias maneras. Además, debe entenderse que la fraseología y terminología usadas en la presente memoria es para el propósito de descripción y no debe considerarse como limitante. El uso de "que incluye," "que comprende," o "que tiene" y variaciones de estos en la presente memoria abarcan los elementos enumerados después de estos y los equivalentes de estos, así como también elementos adicionales. A menos que se especifique o se limite de cualquier otra manera, los términos "montado", "conectado", "soportado" y "acoplado" y sus variaciones se usan ampliamente y abarcan tanto montajes, conexiones, soportes y acoplamientos directos como indirectos. Además, "conectado" y "acoplado" no se restringen a conexiones o acoplamientos físicos o mecánicos.

La siguiente discusión se presenta para permitir que un experto en la técnica haga y use realizaciones de la invención. Varias modificaciones a las realizaciones serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica, y los principios genéricos en la presente memoria pueden aplicarse a otras realizaciones sin apartarse del ámbito de la invención como se define en las reivindicaciones adjuntas. Por lo tanto, las realizaciones de la invención no están destinadas a limitarse a las realizaciones mostradas, sino que se les debe conceder el ámbito más amplio compatible con las reivindicaciones adjuntas. La siguiente descripción detallada debe leerse con referencia a las Figuras, en las que elementos similares en diferentes Figuras tienen números de referencia similares. Las figuras, que no son necesariamente a escala, representan realizaciones seleccionadas y no pretenden limitar el ámbito de las realizaciones de la invención. Los expertos en la técnica reconocerán que los ejemplos proporcionados en la presente memoria tienen muchas alternativas útiles y caen dentro del ámbito de las realizaciones de la invención.

Las realizaciones que se describen a continuación pertenecen a un calentador de agua híbrido sin tanque. Específicamente, el calentador sin tanque incluye un primer calentador de gas y una segunda bomba de calor eléctrica que puede usarse para calentar agua para una piscina, spa u otra solicitud acuática. El calentador de agua híbrido sin tanque emplea una sola carcasa con dos tipos diferentes de calentadores e incluye un controlador programable.

Las realizaciones de la presente divulgación incluyen numerosas ventajas sobre la técnica anterior. Por ejemplo, una ventaja es que se proporcionan dos tipos diferentes de calentadores en una sola carcasa. Al proporcionar dos tipos diferentes de calentadores en un dispositivo, el espacio requerido para la instalación puede reducirse significativamente en comparación con la instalación de dos calentadores separados. Otra ventaja es el uso de un solo controlador programable que puede usar los diferentes calentadores en una variedad de modos de funcionamiento. Por lo tanto, las realizaciones de la presente divulgación son capaces de proporcionar un rendimiento significativamente mejorado con respecto al consumo de energía y el tiempo de respuesta deseado por el operador del calentador de agua híbrido sin tanque.

Con referencia a la Figura 1, se representa un diagrama esquemático de un sistema acuático 100. Una piscina, spa u otra solicitud acuática 102 se conecta a una bomba 104 (PI), que está en comunicación de fluido con un filtro 106 (F1) y un calentador híbrido sin tanque 108. La solicitud acuática 102, la bomba 104, el filtro 106 y el calentador híbrido 108 se conectan por una serie de tuberías representadas por flechas en la Figura 1. Se contempla que un experto en la técnica entendería que la realización del sistema acuático 100, y todos los componentes descritos en el mismo, proporcionados en la presente divulgación, pueden configurarse de muchas maneras diferentes no específicamente divulgadas en la presente memoria.

Todavía con referencia a la Figura 1, el calentador híbrido 108 incluye una carcasa 110, que además incluye una entrada 112 y una salida 114. La entrada 112 está en comunicación de fluido con el filtro 106 y la salida 114 está en comunicación de fluido con la solicitud acuática 102. El calentador híbrido 108 también incluye una primera válvula 116 (VI) que está en comunicación de fluido con la entrada 112. La primera válvula 116 también está en comunicación de fluido con un calentador de gas sin tanque 118 (TGH) y/o una segunda válvula 120 (V2). La segunda válvula 120 está además en comunicación de fluido con una bomba de calor eléctrica sin tanque 122 (THP) y/o una tubería de derivación 124. El calentador de gas sin tanque 118 incluye una tubería de entrada del calentador de gas 126 y una tubería de salida del calentador de gas 128. La tubería de entrada del calentador de gas 126 está en comunicación de fluido con la primera válvula 116. La tubería de salida del calentador de gas 128 está en comunicación de fluido con la salida 114. La primera válvula 116 está en comunicación de fluido con la segunda válvula 120 a través de una tubería de transferencia 130. La bomba de calor sin tanque 122 incluye una tubería de entrada de bomba de calor 132, que está en comunicación de fluido con la segunda válvula 120, y una tubería de salida de bomba de calor 134, que está en comunicación de fluido con la salida 114.

Como puede observarse en la Figura 1, el calentador híbrido 108 incluye una sola entrada 112 y una sola salida 114 que transportan agua tanto al calentador de gas sin tanque 118 como a la bomba de calor sin tanque 122. La primera y segunda válvula 116, 120 controlan el flujo de agua en uno o ambos calentadores de gas sin tanque 118 y bomba de calor sin tanque 122 a través de las tuberías 130, 132 y/o la tubería de derivación 124.

El calentador híbrido 108 también incluye un controlador 136 que puede programarse y puede comunicarse con una o más de las primeras válvulas 116, el calentador de gas 118, la segunda válvula 120 y la bomba de calor 122 (que se muestra a través de flechas discontinuas en la Figura 1). El controlador 136 también puede configurarse para comunicarse con todos o algunos de los componentes del sistema acuático 100 externos al calentador híbrido 108, como el filtro 106 y/o la bomba 104. En una realización alternativa, el calentador híbrido 108 y el controlador 136 pueden configurarse para estar en comunicación y controlados por un controlador externo (no mostrado) que puede estar en comunicación y controlar algunos o todos los demás componentes del sistema acuático 100. Además, el controlador 136 puede configurarse para recibir muchos tipos diferentes de señales de entrada en relación con las condiciones ambientales alrededor del calentador híbrido 108 y la solicitud acuática 102 mediante cualquier variedad de sensores y medidores conocidos por los expertos en la técnica. También se contempla que, en otra realización alternativa, el controlador 136 puede incluir la capacidad de comunicación para enviar y recibir información a través de tecnologías inalámbricas a diferentes componentes del sistema acuático 100 o interfaz con un usuario remoto. En otra realización alternativa, la programación del controlador 136 puede realizarse de forma remota o local por el usuario a través de una interfaz de usuario (no se muestra).

Volviendo ahora a las Figuras 2 y 3, se representa una realización de un calentador híbrido sin tanque 208. El calentador híbrido 208 incluye una carcasa 210, que además incluye una entrada 212 y una salida 214. Una primera válvula 216 está en comunicación de fluido con la entrada 212 y un calentador de gas sin tanque 218, y/o una segunda válvula 220 (ver Figura 5). La segunda válvula 220 está en comunicación de fluido con una bomba de calor sin tanque 222 (ver las Figuras 5 y 6) y/o una tubería de derivación 224 (ver la Figura 6). El calentador de gas sin tanque 218 incluye una tubería de entrada del calentador de gas 226, que está en comunicación de fluido con la primera válvula 216, y una tubería de salida del calentador de gas 228, que está en comunicación de fluido con la salida 214. La primera válvula 216 está en comunicación de fluido con la segunda válvula 220 a través de una tubería de transferencia 230. La bomba de calor sin tanque 222 incluye una tubería de entrada de bomba de calor 232 (ver la Figura 5), que está en comunicación de fluido con la segunda válvula 220, y una tubería de salida de bomba de calor 234 (ver la Figura 6), que está en comunicación de fluido con la salida 214. El calentador híbrido 208 también incluye un controlador 236 que puede programarse y puede comunicarse con una o más de las primeras válvulas 216, el calentador de gas sin tanque 218, la segunda válvula 220 y/o la bomba de calor sin tanque 222.

Mientras que la segunda válvula 220 se describe como una válvula, la segunda válvula 220 puede ser cualquier componente que dirija el flujo a la tubería de derivación 224, la tubería de entrada de la bomba de calor 232, o la tubería de derivación 224 y la tubería de entrada de la bomba de calor 232 simultáneamente. En una realización, la segunda válvula 220 puede ser un codo en T. En otra realización, la segunda válvula 220 puede ser una válvula solenoide.

Todavía con referencia a las Figuras 2 y 3, la carcasa 210 incluye una porción superior de la carcasa 240 y una porción inferior de la carcasa 242. La porción superior de la carcasa 240 se conecta a la porción inferior de la carcasa 242 por dos soportes verticales 244 (ver la figura 4). La porción superior de la carcasa 240 define una abertura 246 para permitir el flujo de aire a través de la carcasa 210. Un protector de ventilador 248 se dispone en la porción superior de la carcasa 240 a través de la abertura 246. Un ventilador 250 (ver Figura 4) de la bomba de calor 222 se soporta en la abertura 246 por el protector del ventilador 248. El calentador de gas 218 se soporta en la carcasa 210 por soportes horizontales 252. Una pantalla de malla 254 cubre un intercambiador de calor de refrigerante a aire 256 (ver la Figura 4) y se extiende desde la porción superior de la carcasa 240 hasta la porción inferior de la carcasa 242. Se contempla que, en algunas realizaciones, el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222 pueden contenerse dentro de la carcasa 210. Además, en algunas realizaciones, la carcasa puede tomar diferentes configuraciones para incluir el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222 en diferentes configuraciones como entenderá un experto en la técnica.

Con referencia ahora a la Figura 4, el calentador híbrido 208 representado tiene la porción superior de la carcasa 240, el protector del ventilador 248 y la pantalla de malla 254 eliminados para revelar el intercambiador de calor de refrigerante a aire 256 y el ventilador 250 de la bomba de calor 222.

Las Figuras 5 y 6 representan varios componentes de la bomba de calor 222 del calentador híbrido 208 con el intercambiador de calor de refrigerante a aire 256 y el ventilador 250 eliminado para mayor claridad. La bomba de calor 222 incluye un compresor 260, un intercambiador de calor de refrigerante a agua 262, el ventilador 250, el intercambiador de calor de refrigerante a aire 256 y las líneas asociadas (sin etiquetar) para permitir que el refrigerante fluya entre los componentes de la bomba de calor 222 durante el funcionamiento.

Volviendo ahora a las Figuras 7 y 8, se representa una realización del calentador de gas 218 del calentador híbrido 208. El calentador de gas 218 incluye una carcasa del calentador 264 y un ventilador 266, que incluye un motor de ventilador eléctrico 268 y una entrada de aire del ventilador 270. La carcasa del calentador 264 incluye un puerto de escape 272, un puerto de entrada de agua 274 y un puerto de salida de agua 276. Dentro de la carcasa del calentador hay un intercambiador de calor de agua sin tanque de combustión de gas (no se muestra).

En la realización representada en las Figuras 2-4, el controlador 236 controla el funcionamiento de la bomba de calor 222. El agua entra en la bomba de calor 222 después de pasar a través de la segunda válvula 220 y fluir hacia la tubería de entrada de la bomba de calor 232. Luego el agua fluye hacia el intercambiador de calor de refrigerante a agua 262 donde el calor del refrigerante comprimido vaporizado se transfiere al agua y el refrigerante se condensa en un líquido. El agua caliente luego sale de la bomba de calor 222 a través de la tubería de salida de la bomba de calor 234 y entra en la salida 214. El refrigerante condensado fluye hacia el intercambiador de calor de refrigerante a aire 256 para absorber el calor del aire empujado a través de la carcasa 210 por el ventilador 250. La absorción de calor vaporiza el refrigerante líquido antes de fluir hacia el compresor 260. El compresor 260 comprime el refrigerante vaporizado para aumentar la temperatura y la presión del refrigerante vaporizado antes de bombearse de nuevo al intercambiador de calor de refrigerante a agua 262 para repetir el proceso. Se contempla además que pueden usarse diferentes tipos de refrigerante y diferentes tipos de bombas de calor conocidas por los expertos en la técnica en lugar de la realización descrita anteriormente.

Todavía con referencia a la realización representada en las Figuras 2-4, el controlador 236 controla el funcionamiento del calentador de gas 218. El agua fluye desde la primera válvula 216 a través de la tubería de entrada del calentador de gas 226 y hacia el puerto de entrada de agua del calentador de gas 274. El agua fluye desde el puerto de entrada de agua 274 hacia el intercambiador de calor de combustión de gas (no se muestra). Durante el funcionamiento del calentador 218, el motor del ventilador 268 gira un aspa del ventilador (no se muestra) dentro del ventilador 266 al tirar el aire fresco a través de la entrada de aire del ventilador 270. El aire fresco se mezcla con gas dentro de la carcasa del calentador 264 y la mezcla de gas/aire se quema para proporcionar calor. El agua caliente luego sale de la carcasa del calentador 264 a través del puerto de salida de agua 276 en la tubería de salida del calentador de gas 228 para fluir hacia la salida 214. Los gases de escape del calentador salen a través del puerto de escape 272 hacia una tubería de escape (no se muestra) que transporta los gases de escape a una distancia segura del calentador híbrido 208 en función del tipo de instalación. Se contempla que otros estilos y tipos de calentadores de gas sin tanque conocidos por alguien que tiene experiencia en la técnica pueden sustituirse por la realización descrita anteriormente.

Con referencia ahora a las Figuras 9 y 10, se representan los componentes del calentador híbrido 208 que pueden contener agua corriente. El operador y/o el controlador 236 pueden determinar la trayectoria del flujo de agua durante el funcionamiento del calentador híbrido 208. La primera válvula 216 puede configurarse para dirigir el flujo de agua de tres maneras diferentes. En una primera configuración, la primera válvula 216 puede dirigir el agua solo al calentador de gas 218 a través de la tubería de entrada del calentador de gas 226. El agua fluye desde el calentador de gas 218 a través de la tubería de salida del calentador de gas 228 hacia la salida 214 para regresar a la solicitud acuática 102. En una segunda configuración, la primera válvula 216 puede dirigir el agua solo a la segunda válvula 220 a través de la tubería de transferencia 230 y evitar que el agua fluya hacia el calentador de gas 218. En una tercera configuración, la primera válvula 216 puede dirigir el agua para que fluya tanto al calentador de gas 218 como a la segunda válvula 220 simultáneamente.

La segunda válvula 220 puede configurarse para dirigir el flujo de agua de dos maneras diferentes. En una primera configuración, la segunda válvula 220 puede dirigir el flujo de agua solo a la bomba de calor 222 a través de la tubería de entrada de la bomba de calor 232. El agua fluye desde la bomba de calor 222 a través de la tubería de salida de la bomba de calor 234 hacia la salida 214 para regresar a la solicitud acuática 102. En una segunda configuración, la segunda válvula 220 puede dirigir el agua solo a la tubería de derivación 224. El agua que fluye a través de la tubería de derivación solo puede ingresar en la salida 214 para regresar a la solicitud acuática 102. Se contempla que, en algunas realizaciones, la primera válvula 216 y la segunda válvula 220 están en comunicación y controladas por el controlador 236 automáticamente. Alternativamente, en algunas realizaciones, la primera válvula 216 y la segunda válvula 220 pueden accionarse manualmente por el usuario y/o pueden accionarse automáticamente por el controlador 236. Las diferentes configuraciones de la primera válvula 216 y la segunda válvula 220 son independientes entre sí y permiten múltiples modos de funcionamiento del calentador híbrido 208.

Con referencia ahora a la Figura 11, se representa otra realización adicional de un calentador híbrido 208. El calentador híbrido 208 incluye los mismos componentes iguales o similares que el calentador híbrido de las Figuras 1-10 en una disposición diferente dentro de la carcasa 210 y, por lo tanto, se usarán los mismos números de referencia. Similar a la realización de las Figuras 1-10, el calentador híbrido 208 incluye una carcasa 210, que incluye una entrada 212 y una salida 214. Una primera válvula 216 está en comunicación de fluido con la entrada 212 y un calentador de gas sin tanque 218, y/o una segunda válvula 220. La segunda válvula 220 está en comunicación de fluido con una bomba de calor sin tanque 222 y/o una tubería de derivación 224. El calentador de gas sin tanque 218 incluye una tubería de entrada del calentador de gas 226, que está en comunicación de fluido con la primera válvula 216, y una tubería de salida del calentador de gas 228, que está en comunicación de fluido con la salida 214. La primera válvula 216 está en comunicación de fluido con la segunda válvula 220 a través de una tubería de transferencia 230. La bomba de calor sin tanque 222 incluye una tubería de entrada de bomba de calor 232, que está en comunicación de fluido con la segunda válvula 220, y una tubería de salida de bomba de calor 234, que está en comunicación de fluido con la salida 214. El calentador híbrido 208 también incluye un controlador (no se muestra) que puede programarse y puede estar en comunicación con una o más de las primeras válvulas 216, el calentador de gas sin tanque 218, la segunda válvula 220 y/o la bomba de calor sin tanque 222.

El calentador híbrido 208 puede funcionar de la misma manera y/o incluir cualquiera de los mismos componentes que el calentador híbrido divulgado en relación con las Figuras 1-10. Una de las principales diferencias entre las dos realizaciones es la ubicación y orientación de la entrada y salida 212, 214 y varias tuberías 226, 228, 230, 232, 234. Además, para reducir el tamaño total de la carcasa 210, el compresor 260 de la bomba de calor se dispone dentro del intercambiador de calor 262.

Una realización adicional de un calentador híbrido 208 se representa en la Figura 12 y 13. Al igual que con la realización de la Figura 11, el calentador híbrido 208 incluye los mismos componentes o similares que el calentador híbrido de las Figuras 1-10 en una disposición diferente dentro de la carcasa 210 y, por lo tanto, se usarán los mismos números de referencia. Similar a las realizaciones de las Figuras 1-10 y 11, el calentador híbrido 208 incluye una carcasa 210, que incluye una entrada 212 y una salida 214. Una primera válvula 216 está en comunicación de fluido con la entrada 212 y un calentador de gas sin tanque 218, y/o una segunda válvula 220. La segunda válvula 220 está en comunicación de fluido con una bomba de calor sin tanque 222 y/o una tubería de derivación 224. El calentador de gas sin tanque 218 incluye una tubería de entrada del calentador de gas 226, que está en comunicación de fluido con la primera válvula 216, y una tubería de salida del calentador de gas 228, que está en comunicación de fluido con la salida 214. La primera válvula 216 está en comunicación de fluido con la segunda válvula 220 a través de una tubería de transferencia 230. La bomba de calor sin tanque 222 incluye una tubería de entrada de bomba de calor 232, que está en comunicación de fluido con la segunda válvula 220, y una tubería de salida de bomba de calor 234, que está en comunicación de fluido con la salida 214. El calentador híbrido 208 también incluye un controlador (no se muestra) que puede programarse y puede estar en comunicación con una o más de las primeras válvulas 216, el calentador de gas sin tanque 218, la segunda válvula 220 y/o la bomba de calor sin tanque 222.

El calentador híbrido 208 puede funcionar de la misma manera y/o incluir cualquiera de los mismos componentes que los calentadores híbridos divulgados en relación con las Figuras 1-10 y 11. Una de las principales diferencias entre las realizaciones actuales y las otras realizaciones divulgadas en la presente memoria es la ubicación y orientación de la entrada y la salida 212, 214 y varias tuberías 226, 228, 230, 232, 234. Además, similar a la realización de la Figura 11, con el fin de reducir el tamaño total de la carcasa 210, el compresor 260 de la bomba de calor se dispone dentro del intercambiador de calor 262.

Otra realización de un calentador híbrido 208 se representa en las Figuras 14 y 15. Similar a las realizaciones anteriores, el calentador híbrido 208 incluye los mismos componentes o similares que el calentador híbrido de las Figuras 1-10 en una disposición diferente dentro de la carcasa 210 y, por lo tanto, se usarán los mismos números de referencia. Similar a las realizaciones anteriores, el calentador híbrido 208 incluye una carcasa 210, que incluye una entrada 212 y una salida 214. Una primera válvula 216 está en comunicación de fluido con la entrada 212 y un calentador de gas sin tanque 218, y/o una segunda válvula 220. La segunda válvula 220 está en comunicación de fluido con una bomba de calor sin tanque 222 y las válvulas 216 y 220 controlan el flujo a través de una tubería de derivación 224. El calentador de gas sin tanque 218 incluye una tubería de entrada del calentador de gas 226, que ^{está en comunicación de fluido con la primera válvula}216, y una tubería de salida del calentador de gas 228, que está en comunicación de fluido con la salida 214. La primera válvula 216 está en comunicación de fluido con la segunda válvula 220 a través de una tubería de transferencia 230. La bomba de calor sin tanque 222 incluye una tubería de entrada de bomba de calor 232, que está en comunicación de fluido con la segunda válvula 220, y una tubería de salida de bomba de calor 234, que está en comunicación de fluido con la salida 214. El calentador híbrido 208 también incluye un controlador (no se muestra) que puede programarse y puede estar en comunicación con una o más de las primeras válvulas 216, el calentador de gas sin tanque 218, la segunda válvula 220 y/o la bomba de calor sin tanque 222.

El calentador híbrido 208 puede funcionar de la misma manera y/o incluir cualquiera de los mismos componentes que los calentadores híbridos divulgados en relación con las Figuras 1-10, 11, y 12-13. Una de las principales diferencias entre las realizaciones actuales y las otras realizaciones divulgadas en la presente memoria es la ubicación y orientación de la entrada y la salida 212, 214 y varias tuberías 226, 228, 230, 232, 234. Además, similar a las realizaciones de las Figuras 11 y 12-13, con el fin de reducir el tamaño total de la carcasa 210, el compresor 260 de la bomba de calor se dispone dentro del intercambiador de calor 262.

Se contempla que en cualquiera de las realizaciones divulgadas puedan emplearse tipos de válvulas diferentes a los tipos divulgados. Por ejemplo, pueden usarse válvulas de retención con resorte en lugar de la primera válvula 216 y/o la segunda válvula 220. Una ventaja de usar una combinación de válvulas de retención puede ser proporcionar un flujo mínimo en todo momento a través del calentador de gas 218 y/o la bomba de calor 222. También se contempla que pueden usarse múltiples tipos de válvulas en diferentes combinaciones para proporcionar diferentes configuraciones de flujo de agua en función de las capacidades del sistema.

Cualquiera de los calentadores híbridos 208 divulgados en la presente memoria puede permitir diferentes modos de funcionamiento que beneficien al usuario/operador. El controlador 236 puede monitorear al menos la temperatura del agua en la entrada 212 mediante varios sensores, indicadores y similares. Puede almacenarse una temperatura del punto de ajuste 280 en la memoria del controlador 236. Durante el funcionamiento del calentador híbrido 208, el controlador 236 puede comparar la temperatura del punto de ajuste 280 con al menos la temperatura del agua en la entrada 212. Se contempla que durante la operación del calentador híbrido 208, el controlador 236 puede incluir una programación para permitir una operación similar al termostato durante los diferentes modos de funcionamiento como lo entiende un experto en la técnica para evitar la activación y/o desactivación innecesaria del calentador hibrido 208. En algunas realizaciones, un termostato físico (no se muestra) puede estar en comunicación de señal con el controlador 236. En otras realizaciones, la programación del controlador puede incluir uno o más temporizadores, retrasos u otras técnicas o tecnologías para evitar ciclos indeseables del calentador híbrido 208.

Un primer modo de funcionamiento o modo de solo calentador de gas 290, usa solamente el calentador de gas 218 para calentar agua. Un segundo modo de funcionamiento o modo de solo bomba de calor 292, usa solo la bomba de calor 222 para calentar agua. Un tercer modo de funcionamiento o modo de impulso 294 incluye el uso simultáneo del calentador de gas 218 y la bomba de calor 222. En el modo de impulso 294, el agua fluye a través de la bomba de calor 222 y el calentador de gas 218 en una configuración paralela. Un cuarto modo de funcionamiento o modo híbrido 296 incluye el uso de la bomba de calor 222 como calentador primario y el calentador de gas 218 como calentador secundario. El controlador 236 puede configurar la primera válvula 216 y la segunda válvula 220 para que fluya agua a través de la bomba de calor 222 para calentamiento primaria y flujo de agua a través del calentador de gas 218 según sea necesario. Un quinto modo de funcionamiento o modo de derivación incluye la primera válvula 216 y la segunda válvula 220 configuradas para que solo fluya agua a través de la tubería de derivación 224 cuando no sea necesario calentar el agua. En cualquiera de los modos de funcionamiento, el controlador 236 puede activar el calentador de gas 218 y/o la bomba de calor 222 en consecuencia y/o puede configurar la primera válvula 216 y/o la segunda válvula 220 en consecuencia. Todos los modos de funcionamiento se discutirán en detalle a continuación.

Durante el primer modo de funcionamiento o modo de solo calentador de gas 290, el controlador 236 (ver las Figuras 2-4) o el usuario puede activar el calentador de gas 218. Un diagrama de flujo que representa el modo de solo calentador de gas 290 se representa en la Figura 16. Después del bloque de inicio 320 del modo de solo calentador de gas 290, con el primer bloque 322, el controlador 236 compara la temperatura (T) del agua en la entrada 212 con la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset). Si la temperatura (T) está por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el calentador de gas 218 se activa por el controlador 236 en el bloque 324. La diferencia entre la temperatura (T) de entrada 212 y la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset) suficiente para activar el controlador 236 para activar el calentador de gas 218 puede configurarse por el usuario o puede ser una configuración predeterminada en la programación del controlador 236. Mientras el calentador de gas 218 funciona, el controlador 236 monitoreará la temperatura (T) de entrada 212 y la comparará con la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset) en el bloque 326. Si la temperatura (T) de la entrada 212 está por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el controlador 236 continúa el monitoreo de la temperatura (T) de la entrada 212 mientras funciona el calentador de gas 218. Si la temperatura (T) de la entrada 212 es igual o superior a la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el controlador 236 procede al bloque 328 y desactiva el calentador de gas 218. El controlador 236 esperará un período de tiempo específico o volverá al bloque 322 hasta que la temperatura (T) de entrada 212 caiga por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset) como se describió anteriormente o el modo de solo calentador de gas 290 finalice con el bloque 330.

Todavía con referencia a la Figura 16, después del bloque de inicio 320, la temperatura (T) de entrada 212 puede estar en o por encima de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset). El controlador 236 procederá entonces directamente al bloque 328. Se contempla que, en algunas realizaciones, el agua fluya de forma continua a través del calentador de gas 218 mientras que el calentador híbrido 208 está en el modo de solo calentador de gas 290. En una realización alternativa, cuando el controlador 236 alcanza el bloque 328, el controlador 236 puede configurar la primera válvula 216 y la segunda válvula 220 para dirigir el agua a fluir a través de la tubería de derivación 224 durante los períodos en que el calentador de gas 218 está desactivado. También se contempla que el inicio 320 y el final 330 del modo 290 de solo calentador de gas 218 pueden activarse por el usuario o el controlador 236 en diversas circunstancias.

Durante el segundo modo de funcionamiento o modo de solo bomba de calor 292, el controlador 236 o el usuario pueden activar solo la bomba de calor 222. Un diagrama de flujo que representa el modo de solo bomba de calor 292 se representa en la Figura 17. Después del bloque de inicio 332 del modo de solo bomba de calor 292, con el primer bloque 334, el controlador 236 compara la temperatura (T) del agua en la entrada 212 con la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset). Si la temperatura (T) está por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), la bomba de calor 222 se activa por el controlador 236 en el bloque 336. La diferencia entre la temperatura (T) de entrada 212 y la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset) suficiente para accionar el controlador 236 para activar la bomba de calor 222 puede configurarse por el usuario o puede ser una configuración predeterminada en la programación del controlador 236. Mientras la bomba de calor 222 funciona, el controlador 236 monitoreará la temperatura (T) de entrada 212 y la comparará con la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset) en el bloque 338. Si la temperatura (T) de la entrada 212 está por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el controlador 236 continúa el monitoreo de la temperatura (T) de la entrada 212 mientras funciona la bomba de calor 222. Si la temperatura (T) de la entrada 212 es igual o superior a la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el controlador 236 procede al bloque 340 y desactiva la bomba de calor 222. El controlador 236 esperará un período de tiempo específico o volverá al bloque 334 hasta que la temperatura (T) de entrada 212 caiga por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset) como se describió anteriormente o el modo de solo bomba de calor 292 finalice con el bloque 342.

Todavía con referencia a la Figura 17, después del bloque de inicio 332, la temperatura (T) de entrada 212 puede estar en o por encima de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset). El controlador 236 procederá entonces directamente al bloque 340. Se contempla que, en algunas realizaciones, el agua fluya de forma continua a través de la bomba de calor 222 mientras que el calentador híbrido 208 está en el modo de solo bomba de calor 292. En una realización alternativa, cuando el controlador 236 alcanza el bloque 340, el controlador 236 puede configurar la primera válvula 216 y la segunda válvula 220 para dirigir el agua a fluir a través de la tubería de derivación 224 durante los períodos en que la bomba de calor 222 está desactivada. También se contempla que el inicio 332 y el final 342 del modo de solo bomba de calor 292 pueden activarse por el usuario o el controlador 236 en diversas circunstancias.

Durante el tercer modo de funcionamiento o modo de impulso 294, el controlador 236 o el usuario pueden activar el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222 al mismo tiempo. Un diagrama de flujo que representa el modo de impulso 294 se representa en la Figura. 18. Después del bloque de inicio 344 del modo de solo calentador de gas 290, en el primer bloque 346, el controlador 236 compara la temperatura (T) del agua en la entrada 212 con la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset). Si la temperatura (T) está por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222 son activados por el controlador 236 en el bloque 348. La diferencia entre la temperatura (T) de entrada 212 y la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset) suficiente para accionar el controlador 236 para activar el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222 puede configurarse por el usuario o puede ser una configuración predeterminada en la programación del controlador 236. Mientras el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222 funcionan, el controlador 236 monitoreará la temperatura (T) de entrada 212 y la comparará con la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset) en el bloque 350. Si la temperatura (T) de la entrada 212 está por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el controlador 236 continúa el monitoreo de la temperatura (T) de la entrada 212 mientras funcionan el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222. Si la temperatura (T) de la entrada 212 es igual o superior a la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el controlador 236 procede al bloque 352 y desactiva el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222. El controlador 236 esperará un período de tiempo específico o volverá al bloque 346 hasta que la temperatura (T) de entrada 212 caiga por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset) como se describió anteriormente o el modo de impulso 294 finalice con el bloque 354.

Todavía con referencia a la Figura 18, después del bloque de inicio 344, la temperatura (T) de entrada 212 puede estar en o por encima de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset). El controlador 236 procederá entonces directamente al bloque 352. Se contempla que, en algunas realizaciones, el agua fluya de forma continua a través del calentador de gas 218 y la bomba de calor 222 mientras que el calentador híbrido 208 está en el modo de impulso 294. En una realización alternativa, cuando el controlador 236 alcanza el bloque 352, el controlador 236 puede configurar la primera válvula 216 y la segunda válvula 220 para dirigir el agua a fluir a través de la tubería de derivación 224 durante los períodos en que el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222 están desactivados. También se contempla que el inicio 344 y el final 354 del modo de impulso 294 pueden activarse por el usuario o el controlador 236 en diversas circunstancias. Además, se contempla que el modo de impulso 294 proporcionara la máxima salida de calor del calentador híbrido 208 y por lo tanto alcanzaría la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset) la más rápida de todos los modos de funcionamiento.

La Figura 19 representa un diagrama de flujo para un cuarto modo de funcionamiento o modo híbrido 296. Después del bloque de inicio 356 del modo híbrido 296, con el primer bloque 358, el controlador 236 compara la temperatura (T) del agua en la entrada 212 con la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset). Si la temperatura (T) es 10 grados o más por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222 son activados por el controlador 236 en el bloque 360. Mientras el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222 funcionan, el controlador 236 monitoreará la temperatura (T) de entrada 212 y la comparará con la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset) en el bloque 362. Si la temperatura (T) de la entrada 212 está por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el controlador 236 continúa el monitoreo de la temperatura (T) de la entrada 212 mientras funcionan el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222. Si la temperatura (T) de la entrada 212 es igual o superior a la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el controlador 236 procede al bloque 364 y desactiva el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222. Si la temperatura (T) de entrada 212 no está 10 grados o más por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el controlador procede al bloque 366. A continuación, el controlador 236 compara la temperatura (T) de entrada 212 con la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset). Si la temperatura (T) está por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), la bomba de calor 222 se activa por el controlador 236 en el bloque 368. Durante el modo híbrido 296, cuando la bomba de calor 222 se activa en el bloque 368, el controlador 236 monitorea la temperatura (T) en el bloque 370 de manera diferente que en los otros modos de funcionamiento. Si la temperatura (T) está más de un valor X grados por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el controlador procede al bloque 372, donde el tiempo que se ha activado la bomba de calor 222 se compara con un valor Y. Si la bomba de calor 222 ha estado funcionando durante un período de tiempo igual o superior al valor Y, el controlador 236 procede al bloque 360 y enciende también el calentador de gas 218. A continuación, el controlador 236 procede como se describió anteriormente. Si en el bloque 372, el tiempo que la bomba de calor 222 ha estado funcionando es menor que el valor Y, el controlador procede al bloque 374, donde si la temperatura (T) de la entrada 212 está por debajo de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset), el controlador 236 procede de nuevo al bloque 370. Cuando la temperatura (T) es igual o superior a la temperatura del punto de ajuste (Tset) en el bloque 374, el controlador 236 procede al bloque 364 y desactiva la bomba de calor 222. El controlador 236 esperará un período de tiempo específico o volverá al bloque 358. El modo híbrido 296 puede continuar hasta que el usuario o controlador 236 finalice el modo y el controlador proceda al bloque final 376.

Todavía con referencia a la Figura 19, después del bloque de inicio 356, la temperatura (T) de entrada 212 puede estar en o por encima de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset). El controlador 236 procedería entonces al bloque 364. Se contempla que, en algunas realizaciones, el agua solo fluye a través de la bomba de calor 222 y el calentador de gas 218 cuando se activan las respectivas unidades. Cuando el controlador 236 alcanza el bloque 364, el controlador 236 puede configurar la primera válvula 216 y la segunda válvula 220 para dirigir el agua a fluir a través de la tubería de derivación 224 durante los períodos en que el calentador de gas 218 y la bomba de calor 222 están desactivados.

En algunas realizaciones, el valor X y el valor Y pueden programarse o seleccionarse por un usuario. Alternativamente, el valor X y el valor Y pueden programarse previamente en el controlador 236. En realizaciones adicionales, el valor X y el valor Y pueden ajustarse por el controlador 236 a partir de los valores programados o seleccionados en función de las condiciones ambientales y/o de otro tipo. Una ventaja del modo híbrido 296 es que el calentador híbrido 208 mantendrá la temperatura del agua de la solicitud acuática 102 incluso si las condiciones ambientales resultan en condiciones funcionamiento menos que las óptimas para la bomba de calor 222, mientras intenta maximizar la eficiencia de la electricidad consumida por la bomba de calor 222 y minimizar el gas consumido por el calentador de gas 218.

Durante un quinto modo de funcionamiento o modo de derivación, el controlador 236 u operador configura la primera válvula 216 y la segunda válvula 220 para que el agua solo fluya a través de la tubería de derivación 224. Durante este modo de funcionamiento, la bomba de calor 222 y el calentador de gas 218 se desactivan y tampoco fluye agua. En una realización, el modo de derivación 298 puede ser una subrutina de los otros modos de funcionamiento del calentador híbrido 208. Una vez que se alcanza la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset) en cualquiera de los otros modos, el controlador 236 puede ingresar al calentador híbrido 208 en el modo de derivación 298. El calentador híbrido 208 puede permanecer en el modo de derivación 298 hasta que el controlador 236 determine que la temperatura (T) de entrada 212 ya no está en o por encima de la temperatura del punto de ajuste 280 (Tset). El controlador 236 puede entonces ingresar el calentador híbrido 208 en el modo de funcionamiento previamente seleccionado u otro modo de funcionamiento en función de las condiciones ambientales u otros factores. Alternativamente, durante el quinto modo de funcionamiento o modo de derivación, el controlador 236 puede desactivar tanto el calentador de gas 218 como la bomba de calor 222 y las válvulas 216, 220 proporcionarían al menos un flujo mínimo de agua al calentador de gas 218 y la bomba de calor 222, respectivamente.

Como se señaló anteriormente, las válvulas 216, 220 regulan una cantidad de agua que se transfiere a cada uno de los calentadores de gas 218 y la bomba de calor 222, respectivamente. En algunas realizaciones, cuando el calentador de gas 218 y/o la bomba de calor 222 se desactivan, las válvulas 216, 220, respectivamente, pueden proporcionar un flujo mínimo al calentador de gas 218 y/o la bomba de calor 222. En un escenario en el que se necesita menos de un flujo completo para la bomba de calor 222, la válvula 220 dirige adicionalmente cualquier exceso de flujo de agua a través de la tubería de derivación 224 hacia la salida 214.

Se contempla además que el modo de funcionamiento puede elegirse por el usuario o el controlador 236. El controlador 236 puede configurarse para recibir señales de entrada de una variedad de sensores y fuentes. Las señales de entrada pueden caracterizar toda la información y datos relevantes relativos al sistema acuático 100. El controlador 236 puede configurarse para recibir también información relativa a los costos de los servicios públicos de gas y electricidad, ya sea ingresado manualmente por un usuario o a través de una conexión a Internet. El controlador 236 también puede configurarse para recibir información meteorológica y de temperatura de los sensores en comunicación con el controlador 236 o a través de una conexión a Internet. Además, se contempla que el controlador 236 puede configurarse para procesar algunos o todos los datos recibidos para elegir el modo de funcionamiento más apropiado del calentador híbrido 208. El modo de funcionamiento puede seleccionarse por el controlador 236 en función de los factores elegidos por el usuario como, por ejemplo, minimizar el costo de funcionamiento o mantener una tolerancia estricta en la temperatura del punto de ajuste 280.

Los expertos en la técnica apreciarán que, si bien la invención se ha descrito anteriormente en relación con realizaciones y ejemplos particulares, la invención no es necesariamente tan limitada, y que muchas otras realizaciones, ejemplos, usos, modificaciones y desviaciones de las realizaciones, ejemplos y usos están destinados a ser abarcados por las reivindicaciones adjuntas al presente. Varias características y ventajas de la invención se establecen en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un calentador (108, 208), que comprende:

una carcasa (110, 210);

un primer calentador sin tanque (118, 218);

un segundo calentador sin tanque (122, 222); y

un controlador (136, 236) configurado para activar solo el primer calentador sin tanque cuando se cumple una primera condición, activar solo el segundo calentador sin tanque cuando se cumple una segunda condición, y activar el primer y el segundo calentador sin tanque simultáneamente cuando se cumple una tercera condición.

2. El calentador de la reivindicación 1, en el que el primer calentador sin tanque se monta en la carcasa y el segundo calentador sin tanque se monta dentro de la carcasa, o

en el que tanto el primer calentador sin tanque como el segundo calentador sin tanque se montan dentro de la carcasa.

3. El calentador de la reivindicación 1 o 2, en el que el primer calentador sin tanque es una bomba de calor eléctrica y el segundo calentador sin tanque es un intercambiador de calor a gas.

4. El calentador de la reivindicación 1, o de la reivindicación 2 o 3, en el que el controlador monitorea la temperatura de un ambiente que rodea al calentador.

5. El calentador de la reivindicación 1, o de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el que:

(i) el controlador monitorea la temperatura del agua que entra a la entrada del calentador, y preferentemente,

(ii) en el que la primera condición se cumple cuando la temperatura es inferior a una primera temperatura, la segunda condición se cumple cuando la temperatura es inferior a una segunda temperatura y la tercera condición se cumple cuando la temperatura es inferior a una tercera temperatura.

6. El calentador de la reivindicación 5, parte (ii), en el que cada una de las temperaturas primera, segunda y tercera es diferente.

7. El calentador de la reivindicación 1 o de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, que incluye además las primera y segunda válvulas (116, 216; 120, 220) que proporcionan al menos un flujo mínimo de agua a los primer y segundo calentadores sin tanque, respectivamente.

8. El calentador de la reivindicación 7, en el que la primera y la segunda válvula son válvulas de retención cargadas por resorte, o en el que la primera y la segunda válvula son válvulas de tres vías.

9. El calentador de la reivindicación 1 o de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, que incluye además una sola entrada (112, 212) que entra a la carcasa y en comunicación con el primer y segundo calentador sin tanque y una sola salida (114, 214) que sale de la carcasa y en comunicación con el primer y segundo calentador sin tanque.

10. Un procedimiento de calentamiento agua para un sistema acuático que usa el sistema calentador (108, 208) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, comprendiendo el procedimiento los pasos de:

determinar, al usar el controlador (136, 236), una primera temperatura del agua que entra al sistema calentador; y si el controlador determina que la primera temperatura es menor que una primera temperatura predeterminada, hacer funcionar, al usar el controlador, tanto el primer (118, 218) como el segundo (122, 222) calentador sin tanque para aumentar la primera temperatura; o

si el controlador determina que la primera temperatura es menor que una segunda temperatura predeterminada y mayor que la primera temperatura predeterminada, hacer funcionar, al usar el controlador, solo el segundo calentador sin tanque para aumentar la primera temperatura.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, que incluye además el paso de:

desactivar, al usar el controlador, tanto el primer como el segundo calentador sin tanque si el controlador determina que la primera temperatura no es menor que la primera o la segunda temperatura predeterminada.

12. El procedimiento de la reivindicación 10, que incluye además el paso de:

entrar, al usar el controlador, en un modo de derivación en el que el agua pasa por alto tanto el primer como el segundo calentador sin tanque si el controlador determina que la primera temperatura no es menor que la primera o la segunda temperatura predeterminada.

13. El procedimiento de la reivindicación 10, que incluye además los pasos de:

si el controlador determina que la primera temperatura es menor que la primera temperatura predeterminada y tanto el primer como el segundo calentador sin tanque están funcionando,

determinar, al usar el controlador, una segunda temperatura del agua calentada por el primer y el segundo calentador sin tanque;

continuar el funcionamiento del primer y segundo calentador sin tanque si el controlador determina que la segunda temperatura es menor que la segunda temperatura predeterminada; y

repetir los pasos de determinación y funcionamiento hasta que el controlador determine que la segunda temperatura no es menor a la segunda temperatura predeterminada.

14. El procedimiento de la reivindicación 10, que comprende además los pasos de: si el controlador determina que la primera temperatura es menor que el segundo nivel de temperatura predeterminado y solo el primer calentador sin tanque está funcionando,

determinar, al usar el controlador, una tercera temperatura del agua calentada por el primer calentador sin tanque; comparar, al usar el controlador, la tercera temperatura con una tercera temperatura predeterminada, que es menor que la segunda temperatura predeterminada, y

si el controlador determina que la tercera temperatura es menor que la tercera temperatura predeterminada, determinar, al usar el controlador, si un tiempo en el que funciona el primer calentador sin tanque es mayor que un primer período de tiempo predeterminado, y

si el controlador determina que el tiempo es mayor o igual que el primer período de tiempo predeterminado, hacer funcionar simultáneamente, al usar el controlador, tanto el primer como el segundo calentador sin tanque, o si el controlador determina que el tiempo es menor que el primer período de tiempo predeterminado, continuar el funcionamiento de solo el primer calentador sin tanque si el controlador determina que la tercera temperatura es menor que la segunda temperatura predeterminada.

15. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que después del paso de comparación:

si el controlador determina que la tercera temperatura no es menor que la tercera temperatura predeterminada y la tercera temperatura es menor que la segunda temperatura predeterminada, seguir los pasos de:

continuar el funcionamiento de solo el primer calentador sin tanque; y

repetir los pasos de determinación y comparación hasta que el controlador determine que la tercera temperatura no es menor que la segunda o tercera temperatura predeterminada y, preferentemente, incluir además el paso de: entrar, al usar el controlador, en un modo de derivación en el que el agua pasa por alto tanto el primer como el segundo calentador sin tanque si el controlador determina que la tercera temperatura no es menor que la segunda o la tercera temperatura predeterminada.

16. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que la primera y la tercera temperatura predeterminada son menores que la segunda temperatura predeterminada