SISTEMA. PARA INCREMENTO DEL RENDIMIENTO EN UN CIRCUITO MEDIANTE LA REUTILIZACIÓN DE LA ENERGÍA SYSTEM. FOR INCREASE IN PERFORMANCE IN A CIRCUIT THROUGH THE REUSE OF ENERGY
D E S C R I P C I Ó ND E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a un sistema con el que se consigue un notable incremento en el rendimiento de un circuito, incremento que viene derivado de la reutilización de la energía disipada en el normal funcionamiento de dicho circuito.The present invention relates to a system with which a significant increase in the performance of a circuit is achieved, which is derived from the reuse of the energy dissipated in the normal operation of said circuit.
De forma más concreta el sistema se basa en el efecto eléctrico que se produce como consecuencia de la conexión y desconexión de una carga eléctrica a una fuente de energía eléctrica, de manera que la energía térmica o cinemática que permanece con carácter remanente en la carga durante un determinado periodo de tiempo, es aprovechable si durante ese tiempo se desconecta la carga de la fuente de energía.More specifically, the system is based on the electrical effect that occurs as a result of the connection and disconnection of an electric charge to a source of electrical energy, so that the thermal or kinematic energy that remains remaining in the charge during a certain period of time is usable if during that time the load is disconnected from the power source.
Esto en la práctica supone un significativo incremento del rendimiento y en consecuencia un importante ahorro energético.This in practice means a significant increase in performance and consequently a significant energy saving.
La carga eléctrica puede estar materializada por un elemento calefactor aplicable a un calentador eléctrico, estufa eléctrica, horno eléctrico u otro aparato cualquiera, consiguiéndose un significativo incremento del rendimiento del aparato en cuestión, y en consecuencia un importante ahorro energético así como la obtención de una cantidad de agua caliente sin coste energético para el usuario, cuando la aplicación concreta
sea un calentador eléctrico.The electric charge can be materialized by a heating element applicable to an electric heater, electric stove, electric oven or any other device, achieving a significant increase in the performance of the device in question, and consequently a significant energy saving as well as obtaining a quantity of hot water without energy cost for the user, when the specific application Be an electric heater.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
De acuerdo con la ley física de la conservación de la energía, definida por Robert Mayer en 1842, la energía no puede desaparecer ni producirse por sí misma, tan solo puede cambiar la forma, es decir, la energía ni se crea ni se destruye, sólo se puede transformar. Durante la transformación se pierde una cantidad de energía, por lo que la energía transformada es siempre menor que la energía antes de la transformación. El cociente entre la energía después de la transformación y la energía antes de la transformación se denomina rendimiento. Debido a las pérdidas mencionadas dicho rendimiento nunca es igual a uno .According to the physical law of conservation of energy, defined by Robert Mayer in 1842, energy cannot disappear or produce itself, it can only change the form, that is, energy is neither created nor destroyed, It can only be transformed. An amount of energy is lost during the transformation, so that the transformed energy is always less than the energy before the transformation. The ratio between energy after transformation and energy before transformation is called performance. Due to the mentioned losses said performance is never equal to one.
Por otro lado, existen aparatos tales como termos o calentadores eléctricos de agua convencionales que se componen básicamente de un depósito metálico cubierto de un material de aislamiento térmico, así como de conductos para entrada y salida del agua, de manera que en el interior del depósito se sitúa una resistencia eléctrica blindada y aislada eléctricamente, que en contacto directo con el depósito transmite el calor al agua. Un termostato conectado en serie con la resistencia asegura la desconexión de la misma de la fuente de energía eléctrica, cuando la temperatura del agua alcanza el valor máximo seleccionado, mientras que una válvula de seguridad protege el calentador de sobrepresiones que pudieran producirse en caso de fallo del termostato.On the other hand, there are devices such as thermoses or conventional electric water heaters that are basically composed of a metallic tank covered with a thermal insulation material, as well as conduits for water inlet and outlet, so that inside the tank an armored and electrically insulated electrical resistance is placed, which in direct contact with the tank transmits the heat to the water. A thermostat connected in series with the resistor ensures that it is disconnected from the electric power source, when the water temperature reaches the maximum value selected, while a safety valve protects the heater from overpressures that could occur in case of failure of the thermostat.
Mediante el sistema de la invención es posible mejorar el rendimiento y conseguir un importante ahorro energético en el calentamiento de agua de calentadores
eléctricos o termos convencionales.Through the system of the invention it is possible to improve performance and achieve significant energy savings in heating water heaters electric or conventional thermos.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
El sistema que la invención propone permite elevar notablemente el citado rendimiento, mediante la reutilización de la energía que se consigue utilizando la energía térmica o cinemática remanente que se produce en una carga resistiva o inductiva, respectivamente, después de una corta conexión de varios milisegundos de duración a una fuente de energía eléctrica alterna o continua, permaneciendo dicha energía remanente durante un tiempo de desconexión equivalente a varios milisegundos de duración y permitiendo que a la energía producida durante el tiempo de desconexión se le sume dicha energía remanente, obteniéndose una energía resultante notablemente superior a la energía que se produce únicamente durante la conexión de la carga a la fuente de energía eléctrica. La razón de la existencia de esta energía remanente es debida a la tendencia de un cuerpo caliente a mantener su temperatura y la tendencia de una masa en movimiento a seguir dicho movimiento .The system proposed by the invention makes it possible to significantly increase said performance, by reusing the energy that is achieved using the remaining thermal or kinematic energy that is produced in a resistive or inductive load, respectively, after a short connection of several milliseconds of duration to an alternating or continuous source of electrical energy, said remaining energy remaining for a disconnection time equivalent to several milliseconds of duration and allowing said energy remaining to be added to the energy produced during the disconnection time, obtaining a remarkably resulting energy higher than the energy produced only during the connection of the load to the source of electrical energy. The reason for the existence of this remaining energy is due to the tendency of a hot body to maintain its temperature and the tendency of a moving mass to follow said movement.
De forma más concreta y en el caso de corriente alterna durante un tiempo equivalente a fracciones de Hertzio, uno o varios Hertzios, se conecta una primera carga resistiva o inductiva a una fuente de energía eléctrica, se posibilita que durante la desconexión de la citada primera carga se conecte una segunda carga igualmente durante un tiempo de fracciones de Hertzio, uno o varios Hertzios, produciéndose en consecuencia, durante la desconexión alternativa de ambas cargas, un par de energías remanentes que al sumarse supone un incremento del rendimiento.
Opcionalmente pueden ser conectadas tres o más cargas a la misma fuente de energía eléctrica alterna o continua, de modo que durante la desconexión de la primera carga se conecta la segunda, durante la desconexión de la primera y segunda se conecte la tercera y así sucesivamente, determinándose el número de cargas en función de la duración efectiva de la energía remanente que se produce en la primera carga, de tal forma que durante la desconexión de todas las cargas se producen unas energías remanentes que al sumarse suponen una ganancia de energía y, en consecuencia, un incremento del rendimiento.More specifically and in the case of alternating current for a time equivalent to fractions of Hertz, one or several Hertz, a first resistive or inductive load is connected to a source of electrical energy, it is possible that during the disconnection of said first a second load is also connected during a time of fractions of Hertz, one or several Hertz, consequently, during the alternative disconnection of both charges, a pair of remaining energies which, when added together, supposes an increase in performance. Optionally, three or more loads can be connected to the same source of alternating or continuous electric power, so that during the disconnection of the first load the second is connected, during the disconnection of the first and second the third is connected and so on, determining the number of charges based on the effective duration of the remaining energy that is produced in the first charge, so that during the disconnection of all charges there are some remaining energies that when added together suppose a gain of energy and, in Consequently, an increase in performance.
Para la puesta en práctica del sistema puede utilizarse un circuito electrónico que detecte el paso por cero de una primera fracción de Hertzio o un primer Hertzio de corriente alterna, transmitiendo señal de paso por cero a un sistema que conecta la carga a la fuente de energía eléctrica alterna, con la particularidad de que esta señal se repite al final de la primera fracción de Hertzio o del primer Hertzio proporcionando una orden al sistema que desconecta la carga de la fuente de energía eléctrica alterna, de modo que por la citada carga eléctrica circule la corriente únicamente durante la citada fracción de Hertzio o del citado Hertzio, estando las señales de conexión y desconexión gobernadas por un dispositivo electrónico programable, de tal manera que en el momento de la desconexión de esta primera fracción de Hertzio o primer Hertzio y en consecuencia de la primera carga, se produzcan las señales para ordenar la conexión y desconexión de la corriente eléctrica de la segunda carga durante una segunda fracción de Hertzio o segundo Hertzio, de manera que en todo momento permanezca conectada tan sólo una carga, siendo de señalar que durante la desconexión de la primera carga permanece una energía
remanente en la misma y que durante la desconexión de la segunda carga permanece igualmente una segunda energía remanente en ella, que sumándolas proporcionan una ganancia energética que a su vez sumada a la energía producida como consecuencia directa al paso de la corriente eléctrica por la carga durante el ciclo de conexión representa un notable incremento del rendimiento, pudiéndose conectar una tercera o más cargas, en función de la duración efectiva de la energía remanente que se produce en cada una de ellas, especialmente en la primera.For the implementation of the system, an electronic circuit can be used to detect the zero crossing of a first fraction of Hertz or a first Hertz of alternating current, transmitting a zero-crossing signal to a system that connects the load to the power source alternating electric, with the particularity that this signal is repeated at the end of the first fraction of Hertzio or the first Hertzio providing an order to the system that disconnects the load from the source of alternating electrical energy, so that through the said electric charge circulates the current only during said fraction of Hertz or of said Hertz, the connection and disconnection signals being governed by a programmable electronic device, such that at the time of disconnection of this first fraction of Hertz or first Hertz and consequently of the first load, the signals are produced to order the connection and disconnection of the electric current trica of the second load during a second fraction of Hertz or second Hertz, so that only one load remains connected at all times, it should be noted that during the disconnection of the first load an energy remains remaining in it and that during the disconnection of the second load also remains a second energy remaining in it, which by adding them provides an energy gain that in turn added to the energy produced as a direct consequence of the passage of electric current through the load during The connection cycle represents a significant increase in performance, being able to connect a third or more loads, depending on the effective duration of the remaining energy produced in each of them, especially in the first.
El sistema es aplicable igualmente en el caso de utilización de una fuente eléctrica de corriente continua, como por ejemplo una batería o acumulador.The system is also applicable in the case of using a direct current electrical source, such as a battery or accumulator.
Para la conexión y desconexión de las cargas puede utilizarse cualquier elemento mecánico, electromecánico, eléctrico, electrónico u otro, adecuado, que cumpla con las condiciones descritas anteriormente, con objeto de conseguir el incremento del rendimiento mediante la reutilización de la energía.For the connection and disconnection of the loads, any suitable mechanical, electromechanical, electrical, electronic or other element that meets the conditions described above can be used in order to achieve an increase in performance through the reuse of energy.
El sistema es aplicable a aparatos tales como calentadores eléctricos de agua, estufas eléctricas, hornos eléctricos o aparatos similares, en cuyo caso la carga o cargas que se conectan o desconectan secuencialmente se materializan en uno o más elementos calentadores metálicos que son calentados por respectivas resistencias eléctricas que son las que se conectan o desconectan, de manera que el calentamiento producido de ese elemento calefactor da lugar a que el calor se transmita a, por ejemplo, el agua de un calentador eléctrico .The system is applicable to devices such as electric water heaters, electric stoves, electric ovens or similar devices, in which case the load or loads that are connected or disconnected sequentially materialize in one or more metal heating elements that are heated by respective resistors electrical which are the ones that are connected or disconnected, so that the heating produced from that heating element causes the heat to be transmitted to, for example, the water of an electric heater.
Teniendo en cuenta que el elemento calentador es
de naturaleza metálica, preferentemente cobre, aluminio, hierro o cualquier otro material con un calor específico más bajo que el del agua, se tiene que tras un corto período de tiempo de conexión de la resistencia de ese elemento calentador a una fuente de energía eléctrica, se produce el rápido calentamiento del aludido elemento calentador, mientras que el agua se va calentando más paulatinamente, estableciéndose una diferencia de temperatura entre el propio elemento calentador y el agua, de modo que si se desconecta la resistencia del elemento calentador respecto de la fuente de energía eléctrica, en el elemento calentador permanece un calor residual que es lentamente absorbido por el agua contenida en el depósito del calentador eléctrico, dependiendo el tipo de absorción y, en consecuencia, del período de desconexión, de la diferencia de temperatura entre el elemento calentador y el agua, así como de la superficie del elemento calentador y de la superficie de la base del depósito, o lo que es lo mismo, de la naturaleza del material metálico en que esté constituido el elemento calentador y del volumen del agua contenida en el propio depósito.Given that the heating element is of a metallic nature, preferably copper, aluminum, iron or any other material with a specific heat lower than that of water, it is necessary after a short period of connection of the resistance of that heating element to a source of electrical energy, rapid heating of the aforementioned heating element occurs, while the water gradually warms up, establishing a temperature difference between the heating element itself and the water, so that if the resistance of the heating element with respect to the source of water is disconnected electrical energy, residual heat remains in the heating element that is slowly absorbed by the water contained in the electric heater tank, depending on the type of absorption and, consequently, on the period of disconnection, on the temperature difference between the heating element and water, as well as the surface of the heating element and the surface of the b The tank, or what is the same, of the nature of the metallic material in which the heating element is constituted and the volume of water contained in the tank itself.
Evidentemente, el calentador eléctrico podrá estar estructurado con cualquiera de los elementos apropiados para este tipo de aparatos con válvulas, conductos de entrada y salida del agua, etc., con la particularidad de que durante la desconexión de la resistencia correspondiente al elemento calentador se puede conectar un segundo módulo o calentador eléctrico, previéndose igualmente que en el período de desconexión de este segundo elemento calentador pueda efectuarse el conexionado de un tercer elemento calentador, significando que durante el tiempo de la desconexión del primer y segundo elemento calentador se pueden conectar sucesivamente un tercer o más elementos calentadores
pertenecientes a un único calentador eléctrico o módulos separados correspondientes a otros tantos calentadores, proporcionando al usuario la posibilidad de instalar el número de módulos con arreglo a sus necesidades de agua caliente, destacando que la conexión de un módulo a una fuente de energía eléctrica se produce cuando los demás módulos estén desconectados, por lo que la utilización de varios módulos no representa carga adicional alguna para la línea eléctrica, indicando que en el período de la desconexión de un módulo y antes de la conexión del siguiente módulo a la fuente de energía eléctrica se puede conectar a través del mismo dispositivo electrónico de conexión y desconexión a otro tipo de cargas, como por ejemplo estufas u hornos eléctricos.Obviously, the electric heater may be structured with any of the appropriate elements for this type of apparatus with valves, water inlet and outlet ducts, etc., with the particularity that during the disconnection of the resistance corresponding to the heating element it is possible to connect a second module or electric heater, also providing that in the period of disconnection of this second heating element the connection of a third heating element can be carried out, meaning that during the time of disconnection of the first and second heating element a successive connection can be made third or more heating elements belonging to a single electric heater or separate modules corresponding to as many heaters, providing the user with the possibility of installing the number of modules according to their hot water needs, highlighting that the connection of a module to an electric power source occurs when the other modules are disconnected, so the use of several modules does not represent any additional load for the power line, indicating that in the period of disconnection of one module and before the connection of the next module to the source of electrical energy It can be connected through the same electronic connection and disconnection device to other types of loads, such as electric stoves or ovens.
Evidentemente, los tiempos de conexión y desconexión se programarán de acuerdo con las características del aparato en el que se aplique el sistema, de manera que cuando se trate de varios módulos, durante el tiempo de desconexión de las resistencias del elemento calentador de cada módulo permanecerá un calor residual en el respectivo elemento calentador que es absorbido por el agua, representando con ello una ganancia de temperatura y en consecuencia un importante ahorro energético, todo ello de manera que el número de módulos estará en función del tiempo que tarde el agua en absorber la energía remanente de cada elemento calentador.Obviously, the connection and disconnection times will be programmed according to the characteristics of the device in which the system is applied, so that in the case of several modules, during the disconnection time of the heating element resistances of each module will remain a residual heat in the respective heating element that is absorbed by the water, thereby representing a temperature gain and consequently a significant energy saving, all so that the number of modules will be a function of the time it takes for the water to absorb the remaining energy of each heating element.
Debido a la despreciable pérdida de calor, en base a un buen aislamiento térmico del aparato, el tiempo de desconexión de cada módulo, independientemente del tiempo que tarde el agua en absorber el calor residual, se puede prolongar durante el tiempo que se precisen conectar otros módulos o cargas eléctricas, sin que esto represente un incremento del paso de la corriente eléctrica por la línea
de suministro eléctrico.Due to the negligible loss of heat, based on good thermal insulation of the device, the disconnection time of each module, regardless of the time it takes for the water to absorb the residual heat, can be prolonged for as long as it is necessary to connect other modules or electric charges, without this representing an increase in the passage of electric current through the line Power supply
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSDESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical implementation thereof, a set of drawings is attached as an integral part of said description. In an illustrative and non-limiting manner, the following has been represented:
La figura 1. - Muestra un esquema correspondiente al efecto eléctrico que produce una carga conectada a una fuente de energía alterna.Figure 1. - Shows a scheme corresponding to the electrical effect produced by a load connected to an alternating energy source.
La figura 2.- Muestra, según una representación similar a la de la figura anterior, el efecto que producen dos cargas conectadas a una fuente de energía eléctrica alterna.Figure 2.- Shows, according to a representation similar to that of the previous figure, the effect produced by two charges connected to a source of alternating electrical energy.
La figura 3.- Muestra, nuevamente según una representación similar a la de las figuras anteriores, el efecto que producen tres cargas conectadas a una fuente de energía eléctrica alterna.Figure 3.- Shows, again according to a representation similar to that of the previous figures, the effect produced by three charges connected to a source of alternating electrical energy.
Las figuras 4, 5 y 6.- Muestran representaciones equivalentes a las de las figuras 1, 2 y 3, pero en el caso en el que las cargas están conectadas a una fuente de energía eléctrica continua.Figures 4, 5 and 6. - They show representations equivalent to those of Figures 1, 2 and 3, but in the case in which the charges are connected to a source of continuous electrical energy.
La figura 7. - Muestra un esquema correspondiente a un dispositivo para la puesta en práctica del sistema según la realización de la figura 2.
La figura 8. - Muestra un circuito práctico correspondiente al esquema de la figura anterior.Figure 7. - Shows a diagram corresponding to a device for the implementation of the system according to the embodiment of Figure 2. Figure 8. - Shows a practical circuit corresponding to the scheme of the previous figure.
La figura 9.- Muestra, según una representación similar a la de la figura 7, un diagrama según el esquema de la figura 5.Figure 9.- Shows, according to a representation similar to that of Figure 7, a diagram according to the scheme of Figure 5.
La figura 10. - Muestra el circuito eléctrico práctico correspondiente al diagrama de la figura 9.Figure 10. - Shows the practical electrical circuit corresponding to the diagram of Figure 9.
La figura 11.- Muestra, finalmente, un esquema del sistema de la invención aplicado a un aparato eléctrico, tal como un calentador eléctrico de agua, incluyendo dos módulos conectados a una misma fuente de energía eléctrica de corriente alterna, cuyos módulos pueden materializarse en sendos aparatos o calentadores de las mismas características .Figure 11.- Shows, finally, a scheme of the system of the invention applied to an electrical apparatus, such as an electric water heater, including two modules connected to the same source of alternating current electrical energy, the modules of which can be embodied in two devices or heaters of the same characteristics.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
En el caso específico de aplicación de la invención a corrientes eléctricas alterna, a una carga resistiva (Rx) , o una carga inductiva (Lx) , se aplica una energía eléctrica alterna durante una fracción de Hertzio, un Hertzio o varios Hertzios. Durante esta primera fracción de Hertzio, primer Hertzio o primeros Hertzios en la carga resistiva (Rx) o inductiva (L se produce la transformación de la energía eléctrica en calor o en movimiento, respectivamente. Coincidiendo con la finalización de esta primera fracción de Hertzio, primer Hertzio o primeros Hertzios se interrumpe durante un tiempo equivalente a otra fracción de Hertzio, Hertzio o varios Hertzios el suministro de energía eléctrica en las cargas (Rx) o (Lx) . Sin embargo, y pese a esta interrupción, la energía térmica producida en la carta
resistiva (Rx) o el movimiento producido en la carga inductiva (Lx) permanecen durante esta corta ausencia de energía eléctrica. Esta permanencia de energía térmica en la carta resistiva (Rx) se debe a la tendencia de un cuerpo caliente a mantener su temperatura, mientras que la permanencia de la energía cinemática (movimiento) producida por una carga inductiva (Lx) se debe a la tendencia de una masa a seguir en movimiento. Por tanto, la pérdida de energía térmica o cinemática que se produce durante ese corto ciclo de interrupción de energía eléctrica equivalente a la duración de una fracción de Hertzio, un Hertzio o varios Hertzios no es significativa. A continuación y coincidiendo con la finalización de la interrupción del suministro de energía, se vuelve a conectar el suministro de energía a las cargas (R yIn the specific case of application of the invention to alternating electric currents, to a resistive load (R x ), or an inductive load (L x ), an alternating electrical energy is applied during a fraction of Hertz, one Hertz or several Hertz. During this first fraction of Hertz, first Hertz or first Hertz in the resistive (R x ) or inductive load (L, the transformation of electrical energy into heat or motion occurs, respectively. Coinciding with the completion of this first fraction of Hertz , first Hertz or first Hertz is interrupted for a time equivalent to another fraction of Hertz, Hertz or several Hertz the supply of electrical energy in the loads (R x ) or (L x ). However, and despite this interruption, the thermal energy produced on the chart resistive (R x ) or the movement produced in the inductive load (L x ) remain during this short absence of electrical energy. This permanence of thermal energy in the resistive chart (R x ) is due to the tendency of a hot body to maintain its temperature, while the permanence of the kinematic energy (movement) produced by an inductive load (L x ) is due to the tendency of a mass to keep moving. Therefore, the loss of thermal or kinematic energy that occurs during that short cycle of interruption of electrical energy equivalent to the duration of a fraction of Hertz, one Hertz or several Hertz is not significant. Then, coinciding with the end of the interruption of the power supply, the power supply is reconnected to the loads (R and
(Lx) durante una fracción de Hertzio, un Hertzio o varios(L x ) during a fraction of Hertz, one Hertz or several
Hertzios de la misma forma y tal y como anteriormente se ha dicho. Este proceso de suministro, corte, suministro, corte, suministro..., se repite durante el tiempo que se desee producir energía térmica o cinemática. Sumando la energía térmica o cinemática que se ha producido durante la conexión de las cargas a la fuente de energía eléctrica, a la energía remanente que permanece durante el tiempo de la desconexión de las cargas de la fuente, se obtiene un significativo aumento del rendimiento y en consecuencia un importante ahorro energético, como se desprende de la observación de la figura 1, donde los ciclos de energía durante la conexión de una carga a una fuente de energía eléctrica alterna aparecen referenciados con (1) , la energía térmica o cinemática producida durante la conexión de la carga a la fuente aparece referenciada con (2) y la energía remanente que permanece en la carga durante la desconexión de la fuente aparece referenciada con (3) .
El rendimiento viene dado por la siguiente expresión:Hertz in the same way and as previously said. This process of supply, cutting, supply, cutting, supply ..., is repeated for as long as it is desired to produce thermal or kinematic energy. Adding the thermal or kinematic energy that has occurred during the connection of the loads to the source of electrical energy, to the remaining energy that remains during the time of the disconnection of the loads of the source, a significant increase in performance is obtained and consequently an important energy saving, as can be seen from the observation in figure 1, where the energy cycles during the connection of a load to an alternating electric power source are referenced with (1), the thermal or kinematic energy produced during the connection of the load to the source is referenced with (2) and the remaining energy that remains in the load during the disconnection of the source is referenced with (3). Performance is given by the following expression:
Rendimiento = (Energía producida + Energía remanente) / Energía consumidaYield = (Energy produced + Energy remaining) / Energy consumed
Durante el tiempo de desconexión de la carga (Rx) o (Lx) de la fuente de energía eléctrica se conecta una segunda carga denominada (R2) o (L2) , tal como muestra la figura 2. En consecuencia, la corriente eléctrica circula durante una fracción de Hertzio, un Hertzio o varios Hertzios a través de la carga (R o (L . Debido a que en todo momento sólo hay carga (R2) o (L2) . Debido a que en todo momento sólo hay una carga conectada a la fuente de energía eléctrica, el consumo de energía corresponde siempre a una única carga. Sin embargo, existen en cada carga energías remanentes durante el período de desconexión de la fuente eléctrica, que son las que al sumarse presentan la ganancia energética y el considerable incremento del rendimiento.During the time of disconnection of the load (R x ) or (L x ) of the electric power source, a second load called (R 2 ) or (L 2 ) is connected, as shown in Figure 2. Consequently, the electric current circulates during a fraction of Hertz, one Hertz or several Hertz through the charge (R or (L. Because at all times there is only charge (R 2 ) or (L 2 ). Because at all times there is only one load connected to the electrical energy source, the energy consumption always corresponds to a single load, however, there are in each load remaining energies during the period of disconnection of the electrical source, which are the ones that when added present the energy gain and the considerable increase in performance.
Como anteriormente se ha dicho en lugar de una o dos cargas pueden utilizarse tres cargas, como en el caso de la figura 3, o más, siendo las referencias (4), (5) y (6) de las figuras 2 y 3 equivalentes a las referenciasAs stated above, instead of one or two charges, three charges may be used, as in the case of Figure 3, or more, the references (4), (5) and (6) of Figures 2 and 3 being equivalent to references
(1), (2) y (3), para la segunda carga, y las referencias (7) , (8) y (9) para la tercera.(1), (2) and (3), for the second load, and references (7), (8) and (9) for the third.
Las figuras 4, 5 y 6, como anteriormente se ha dicho, son equivalentes a las figuras 1, 2 y 3, pero aplicadas a cargas conectadas a una fuente de energía eléctrica continua, donde a su vez las referencias (1'), (2'), (3'), (4'), (6'), (7'), (8') y (9') se corresponden con los mismos parámetros que en los casos anteriores.
En la figura 7 se ha representado el esquema de conexión de un dispositivo según el diagrama de la figura 2, en el que dos cargas (Cx) y (C2) están conectadas a una fuente de energía eléctrica alternativa (Vx) a través de respectivos sistemas de conexión / desconexión (Qλ/Q2 ) con los que colabora un detector de Hertzios (Ix) asistido por un dispositivo electrónico programable (Ux) , circuito teórico que puede materializarse en el circuito práctico que aparece en la figura 8.Figures 4, 5 and 6, as mentioned above, are equivalent to Figures 1, 2 and 3, but applied to loads connected to a continuous power source, where in turn the references (1 '), ( 2 '), (3'), (4 '), (6'), (7 '), (8') and (9 ') correspond to the same parameters as in the previous cases. Figure 7 shows the connection scheme of a device according to the diagram in Figure 2, in which two charges (C x ) and (C 2 ) are connected to an alternative electric power source (V x ) a through respective connection / disconnection systems (Q λ / Q 2 ) with which a Hertz detector (I x ) collaborates assisted by a programmable electronic device (U x ), theoretical circuit that can be materialized in the practical circuit that appears in Figure 8
Por su parte, en la figura 9 se ha representado el sistema de conexión de dos motores a una fuente de energía eléctrica continua, para un caso como el mostrado en la figura 5. Concretamente en este caso los dos motores (Mx- M2) están conectados a la fuente de energía eléctrica continua (BT- a través de respectivos sistemas de conexión/desconexión (Q-L-ζλ,) , con la colaboración de un dispositivo electrónico programable (Ux) .On the other hand, in figure 9 the system of connection of two motors to a continuous power source has been represented, for a case like the one shown in figure 5. Specifically in this case the two motors (M x - M 2 ) are connected to the continuous power source (BT- through respective connection / disconnection systems (Q- L -ζλ,), with the collaboration of a programmable electronic device (U x ).
Este diagrama de bloques de la figura 9 puede materializarse en el circuito electrónico que muestra a su vez la figura 10.This block diagram of Figure 9 can be embodied in the electronic circuit which in turn shows Figure 10.
El sistema es aplicable a un calentador eléctrico como elemento único o bien formado por dos módulos como corresponde al esquema de la figura 11, incluso estar formado por tres o más módulos, teniendo que cada módulo contará con su correspondiente elemento calentador (C) o (C), en cuyo interior está establecida la correspondiente resistencia eléctrica que cuando se conecta a la fuente de energía eléctrica, en este caso a una fuente de energía alterna, como se representa en el esquema de la figura 11, produce el calentamiento del elemento calentador respectivo, que será de naturaleza metálica, ya sea cobre, hierro, aluminio u otro material apropiado y cuyo calor es
transmitido al agua del propio calentador, para producir el calentamiento de dicha agua, de manera que debido a la diferencia de calor específico entre el elemento calentador metálico y el agua, se producirá un inmediato calentamiento de aquél mientras que el agua se va calentando más paulatinamente.The system is applicable to an electric heater as a single element or formed by two modules as corresponds to the scheme of Figure 11, even being formed by three or more modules, each module having its corresponding heating element (C) or ( C), within which the corresponding electrical resistance is established that when connected to the source of electrical energy, in this case to an alternating energy source, as shown in the scheme of Figure 11, causes heating of the heating element respective, which will be metallic in nature, whether copper, iron, aluminum or other appropriate material and whose heat is transmitted to the water of the heater itself, to produce the heating of said water, so that due to the specific heat difference between the metallic heating element and the water, an immediate heating of the latter will occur while the water is gradually heating more .
Pues bien, realizando una desconexión de la resistencia correspondiente a cada elemento calentador (C) o (C) durante el período de tiempo en que el agua está recibiendo el calor residual correspondiente a ese elemento calentador (C) o (C), se producirá un ahorro energético si se lleva a cabo la conexión y desconexión reiterada de la resistencia eléctrica correspondiente a cada elemento calentador (C) o (C), con la particularidad de que cuando el calentador eléctrico incluya uno o más módulos, se efectuará el conexionado de la resistenciaWell, by disconnecting the resistance corresponding to each heating element (C) or (C) during the period of time when the water is receiving the residual heat corresponding to that heating element (C) or (C), it will occur an energy saving if the connection and repeated disconnection of the electrical resistance corresponding to each heating element (C) or (C) is carried out, with the particularity that when the electric heater includes one or more modules, the connection of the resistance
(C) correspondiente al segundo módulo, durante el período de desconexión de la resistencia correspondiente al elemento calentador (C) del primer módulo, y así sucesivamente, dando lugar a que exista una conexión continua de resistencias sobre la fuente de alimentación eléctrica, pero con aprovechamiento de la energía correspondiente al calor residual de cada uno de los elementos calentadores (C) o (C)... etc.(C) corresponding to the second module, during the period of disconnection of the resistance corresponding to the heating element (C) of the first module, and so on, resulting in a continuous connection of resistors on the power supply, but with use of the energy corresponding to the residual heat of each of the heating elements (C) or (C) ... etc.
De esta manera se obtiene un calentador eléctrico o cualquier otro tipo de aparato, como estufas eléctricas u hornos eléctricos, de alto rendimiento y ahorro energético, mediante la reutilización de la energía, de manera que mediante un detector de paso por cero (P) , se efectuará la activación de un circuito (Q) o (Q1) de conexión/desconexión de la resistencia correspondiente al elemento calentador (C) o (C) de los módulos, todo ello con el complemento de un circuito electrónico (U) mediante
el que se programa el tiempo de conexión y desconexión del correspondiente circuito (Q) o (Q1) que conecta o desconecta la resistencia eléctrica del elemento calentador (C) o (C), lo que significa que cada conexión y desconexión coincide con el paso por cero de la corriente eléctrica alterna detectada por el circuito que constituye el detector (P) .In this way an electric heater or any other type of apparatus, such as electric stoves or electric ovens, of high performance and energy saving is obtained, by means of the reuse of energy, so that by means of a zero-pass detector (P), the activation of a circuit (Q) or (Q 1 ) of connection / disconnection of the resistance corresponding to the heating element (C) or (C) of the modules, all with the complement of an electronic circuit (U) by means of which is programmed the time of connection and disconnection of the corresponding circuit (Q) or (Q 1 ) that connects or disconnects the electrical resistance of the heating element (C) or (C), which means that each connection and disconnection coincides with the Zero crossing of the alternating electric current detected by the circuit that constitutes the detector (P).
Como es evidente, el tiempo de conexión de las resistencias correspondientes a los distintos elementos calentadores de los módulos, dependerá del material en que esté constituido el respectivo elemento calentador, mientras que el tiempo o período de desconexión dependerá del volumen de agua contenida en el depósito correspondiente al calentador eléctrico o aparato de que se trate, así como de la superficie del propio elemento o elementos calentadores, y de la superficie del fondo del depósito en el que está aplicado precisamente ese elemento o elementos calentadores, pudiendo oscilar los tiempos de conexión entre fracciones de segundo y varios minutos.
As is evident, the connection time of the resistors corresponding to the different heating elements of the modules will depend on the material in which the respective heating element is constituted, while the time or period of disconnection will depend on the volume of water contained in the tank corresponding to the electric heater or apparatus in question, as well as the surface of the heating element or elements itself, and the surface of the bottom of the tank in which precisely that heating element or elements are applied, the connection times between fractions of a second and several minutes.