BRPI0909367B1

BRPI0909367B1 - calçado e método de fabricação do mesmo

Info

Publication number: BRPI0909367B1
Authority: BR
Inventors: Sato Natsuki; kishimoto Satoshi; Yamamoto Tetsuo; Watanabe Yoshinobu
Original assignee: Mizuno Kk
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2019-11-26
Also published as: JPWO2009122821A1; JP5033878B2; US8296972B2; BRPI0909367A2; US20090241374A1; EP2236051A1; EP2236051B1; EP2236051A4; WO2009122821A1

Abstract

calçado e método de fabricação do mesmo a presente invenção refere-se a um calçado (1) da presente invenção inclui uma parte superior (2) feita de um tecido capaz de ser esticado. o tecido capaz de ser esticado é integrado com uma sola (3) em um estado de ser esticado. adicionalmente, um método de fabricação do calçado (1) da presente invenção é um método de fabricação de um calçado (1) utilizando um tecido capaz de ser esticado para a parte superior (2). o método inclui as etapas de: produção de um padrão superior utilizando uma forma possuindo um tamanho menor do que o da sola (3) como uma base; produção da parte superior (2) com o tecido capaz de ser esticado sendo esticado pelo estiramento do padrão superior e encaixe do padrão superior em uma forma possuindo um tamanho que combina com a sola (3); e integração da parte superior (2) com o tecido capaz de ser esticado sendo esticado com a sola (3).

Description

MÉTODO E APARELHO PARA AQUECER FLUIDO

Referência aos pedidos relacionados

O presente pedido reivindica a prioridade do Pedido de Patente Provisório Australiano N°. 2008900634 depositado em 11 de fevereiro de 2 008, o conteúdo do qual é incorporado aqui por referência.

Campo técnico

A presente invenção relaciona-se a um aparelho, um sistema e método para o aquecimento rápido de fluido e mais particularmente, a um aparelho, sistema e método para rapidamente aquecer o fluido usando energia elétrica.

Fundamento da invenção

Os sistemas de água quente de uma forma ou outra são instalados na maioria vasta de premissas residenciais e de negócio em países desenvolvidos. Em alguns países, a fonte de energia mais comum para o aquecimento de água é eletricidade.

Naturalmente, como é geralmente conhecido, a geração de eletricidade pela queima de combustíveis fósseis contribui significativamente para poluição e aquecimento global. Por exemplo, em 1996, os maiores setores de consumo de eletricidade nos Estados Unidos eram agregados residenciais, que eram responsáveis por 20% de todas as emissões de carbono produzidas. Das emissões de carbono totais deste setor de consumo de eletricidade, 63% eram diretamente atribuíveis à queima de combustíveis fósseis usados para gerar eletricidade para esse setor.

Em nações desenvolvidas, a eletricidade é considerada agora uma necessidade prática para premissas residenciais e com consumo de eletricidade por agregado familiar crescendo

Petição 870190080450, de 19/08/2019, pág. 8/15

2/33 em aproximadamente 1,5% por ano desde 1990 o aumento projetado no consumo de eletricidade para o setor residencial transformou-se um problema central no debate com relação à estabilização de emissão de carbono e cumprir os objetivos do protocolo de Kyoto.

De 1982 a 1996 o número de agregados familiares nos Estados Unidos aumentou em uma taxa de 1,4% por ano e o consumo de eletricidade residencial aumentou em uma taxa de 2,6% por ano para o mesmo período. Consequentemente, o número de agregados familiares nos Estados Unidos é projetado aumentar em 1,1% por ano através do ano 2010 e o consumo de eletricidade residencial é esperado aumentar em uma taxa de 1,6% por ano para o mesmo período.

Estimou-se em 1995 que aproximadamente 40 milhões de agregados familiares no mundo inteiro usaram sistemas de aquecimento elétricos de água. A forma mais comum de sistema de aquecimento elétrico de água quente envolve um tanque de armazenamento em que a água é aquecida lentamente durante o tempo a uma temperatura predeterminada. A água no tanque de armazenamento é mantida na temperatura predeterminada enquanto água é trazida do tanque de armazenamento e reabastecida com água de entrada fria. Geralmente, os tanques de armazenamento incluem um elemento de resistência ao aquecimento elétrico submerso conectado ao fornecimento de eletricidade principal cuja operação é controlada por um termostato ou dispositivo de monitoramento de temperatura.

Os sistemas de armazenamento de água quente elétricos são geralmente considerados serem ineficientes com relação à energia enquanto operam no princípio de armazenar e

3/33 aquecer água a uma temperatura predeterminada maior do que a temperatura exigida para uso, mesmo que o consumidor possa não exigir água quente até alguma hora futura. Enquanto a energia térmica é perdida da água quente no tanque de armazenamento, um consumo adicional de energia elétrica pode ser exigido para reaquecer essa água à temperatura predeterminada. Finalmente, um consumidor pode não exigir água quente por algum período considerável de tempo. Entretanto, durante esse tempo, alguns sistemas elétricos de armazenamento de água quente continuam a consumir energia para aquecer a água em preparação para um consumidor exigir água quente a qualquer momento.

O aquecimento rápido de água tal que a temperatura da água alcança um nível predeterminado dentro de um curto período de tempo permite um sistema evitar as ineficiências que necessariamente ocorrem como resultado de armazenar água quente. O aquecimento rápido ou sistemas de água quente instantâneos estão atualmente disponível onde ambos gás, tal como gás natural ou GPL (gás de petróleo liquefeito) e eletricidade são usados como fonte de energia. No caso de gás natural e GPL, estas são fontes de combustível que são particularmente bem apropriadas ao aquecimento rápido de fluido, pois a ignição destes combustíveis pode dar suficiente transferência de energia térmica ao fluido e elevar a temperatura desse fluido a um nível satisfatório dentro relativamente de um curto período de tempo sob condições controladas.

Entretanto, enquanto é possível usar fontes de combustível de gás natural para o aquecimento rápido de água, estas fontes não estão sempre prontamente

4/33 disponíveis. Ao contrário, um fornecimento de eletricidade está prontamente disponível na maioria de agregados familiares em nações desenvolvidas.

Há outros sistemas de água quente instantâneos elétricos existentes. Um método de aquecimento é conhecido como sistema de fio quente onde um fio está localizado em um ambiente ou alojamento eletricamente não condutivo. Em operação, a água passa através do ambiente ou sobre o alojamento de fio em contato com e em muito grande proximidade ao fio ou alojamento de fio. O fio sendo energizado aquecerá como resultado e desse modo transferirá a energia térmica à água. O controle é geralmente efetuado monitorando a temperatura de saída de água e comparando-a com um ajuste de temperatura predeterminado. Dependendo da temperatura de saída monitorada da água, uma voltagem controlada é aplicada ao fio até que a temperatura da água alcance o ajuste de temperatura predeterminado desejado.

Enquanto o tipo de fio quente de sistema evita as ineficiências de energia envolvidas com o armazenamento de água quente, infelizmente sofre várias outras desvantagens. Em particular, é necessário aquecer o fio às temperaturas muito maiores do que da água circundante. Isto tem o efeito desvantajoso de causar a formação de cristais de sais dissolvidos normalmente presentes em concentrações variantes na água, tal como carbonato de cálcio e sulfato de cálcio. As áreas quentes do fio ou alojamento em contato direto com água fornecem um ambiente excelente para a formação destes tipos de cristais que no fio ou alojamento se tornando incrustado e assim reduzindo a eficiência de transferência térmica do fio à água circundante. Enquanto o

5/33 tubo é geralmente relativamente pequeno em diâmetro, a formação de cristais pode também reduzir o fluxo de água através do tubo. Além disso, os sistemas de fio tipo quente exigem pressões de água relativamente altas para a operação eficaz e assim estes sistemas não são eficazes para uso em regiões que tem a pressão de água relativamente baixa ou quedas frequentes na pressão de água que podem ocorrer durante tempos de pico de uso de água.

Contudo outro sistema de água quente instantâneo proposto é o sistema de indução eletromagnética, que

funciona	como	um	transformador. Neste caso	as	correntes
induzidas	em	um	enrolamento	secundário	do	transformador
fazem com	que	o	enrolamento	secundário	aqueça.	0 calor

gerado aqui é dissipado circulando a água através de uma camisa de água que envolve o enrolamento secundário. A água aquecida é então passada do sistema para uso. O controle é geralmente efetuado monitorando a temperatura de saída de água da camisa de água e comparando com um ajuste de temperatura predeterminado. Dependendo da temperatura de saída monitorada da água, a voltagem aplicada ao enrolamento primário pode ser variada, o que varia as correntes elétricas induzidas no enrolamento secundário, até a temperatura da água alcançar o ajuste de temperatura predeterminado desejado.

Enquanto o tipo de indução eletromagnética de sistema evita as ineficiências de energia envolvidas com o armazenamento de água quente, também sofre várias outras desvantagens. Em particular, é necessário aquecer o enrolamento secundário às temperaturas maiores do que aquela da água circundante. Isto tem o mesmo efeito de

6/33 causar a formação de cristais de sais dissolvidos como discutido acima. Como o espaço entre o enrolamento secundário e a camisa de água circundante é geralmente relativamente estreito, a formação de cristais pode também reduzir o fluxo de água através da camisa. Além disso, os campos magnéticos desenvolvidos e altas correntes induzidas no enrolamento secundário podem resultar em níveis inaceitáveis de ruído RF ou elétrico. Este ruído RF ou elétrico pode ser difícil de suprimir ou proteger, e afeta outros dispositivos eletromagnéticos suscetíveis dentro da faixa dos campos eletromagnéticos.

Qualquer discussão de documentos, atos, materiais, dispositivos, artigos ou similares que foi incluída no presente relatório descritivo é unicamente para a finalidade de fornecer um contexto para a presente invenção. Não deve ser tomado como uma admissão que qualquer ou todas estas matérias façam parte da base da técnica anterior ou eram conhecimento geral comum no campo relevante à presente invenção como existiu antes da data de prioridade de cada reivindicação deste pedido.

Durante todo este relatório descritivo a palavra compreende, ou variações, tais como compreendem ou compreendendo, será compreendido implicar a inclusão de um elemento estabelecido, inteiro ou etapa, ou grupo de elementos, inteiros ou etapas, mas não a exclusão de qualquer outro elemento, inteiro ou etapa, ou grupo de elementos, inteiros ou etapas.

Sumário da invenção

De acordo com um primeiro aspecto a presente invenção fornece um método para aquecer o fluido, o método

7/33 compreendendo:

passar o fluido ao longo de um trajeto de fluxo de uma entrada a uma saída, o trajeto de fluxo compreendendo pelo menos a primeira e segunda seções de aquecimento posicionadas ao longo do trajeto de fluxo tal que o fluido passando a primeira seção de aquecimento subsequentemente passa a segunda seção de aquecimento, cada seção de aquecimento compreendendo pelo menos um par de eletrodos entre as quais uma corrente elétrica é passada através do fluido para resistivamente aquecer o fluido durante sua passagem ao longo do trajeto de fluxo, e em que pelo menos uma das referidas seções de aquecimento compreende pelo menos um eletrodo segmentado, o eletrodo segmentado compreendendo uma pluralidade de segmentos eletricamente separáveis permitindo uma área ativa eficaz do eletrodo segmentado ser controlada ao seletivamente ativar os segmentos tal que sob aplicação de uma voltagem ao eletrodo segmentado, a corrente extraída dependerá da área ativa eficaz ;

medir a condutividade de fluido na entrada;

determinar a partir da condutividade de fluido medida uma voltagem e corrente exigidas para serem liberadas ao fluido pela primeira seção de aquecimento para elevar a temperatura de fluido por um primeiro valor desejado;

determinar uma condutividade de fluido alterada resultando da operação da primeira seção de aquecimento;

determinar a partir da condutividade de fluido alterada uma voltagem e corrente exigidas para serem liberadas ao fluido pela segunda seção de aquecimento para elevar a temperatura de fluido por um segundo valor

8/33 desejado; e ativar os segmentos do eletrodo segmentado em uma maneira para efetuar a liberação da corrente e voltagem desejadas pelo eletrodo segmentado.

De acordo com um segundo aspecto a presente invenção fornece um aparelho para o fluido de aquecimento, o aparelho compreendendo:

um trajeto de fluxo de fluido de uma entrada para uma saída;

pelo menos a primeira e segunda seções de aquecimento posicionadas ao longo do trajeto de fluxo tal que o fluido passando a primeira seção de aquecimento subsequentemente passa a segunda seção de aquecimento, cada seção de aquecimento compreendendo pelo menos um par de eletrodos entre o qual uma corrente elétrica é passada através do fluido para resistivamente aquecer o fluido durante sua passagem ao longo do trajeto de fluxo, e em que pelo menos uma das referidas seções de aquecimento compreende pelo menos um eletrodo segmentado, o eletrodo segmentado compreendendo uma pluralidade de segmentos eletricamente separáveis permitindo uma área ativa eficaz do eletrodo segmentado ser controlada seletivamente ativando os segmentos tal que sob aplicação de uma voltagem à corrente de eletrodo segmentada extraída dependerá da área ativa eficaz;

um sensor de condutividade para medir a condutividade de fluido na entrada; e um controlador para determinar a partir da condutividade de fluido medida uma voltagem e corrente exigidas para serem liberadas ao fluido pela primeira seção

9/33 de aquecimento para elevar a temperatura de fluido por um primeiro valor desejado, para determinar uma condutividade de fluido alterada resultando da operação da primeira seção de aquecimento, para determinar a partir da condutividade de fluido alterada uma voltagem e corrente exigidas para serem liberadas ao fluido pela segunda seção de aquecimento para elevar a temperatura de fluido por um segundo valor desejado, e para ativar segmentos do eletrodo segmentado em uma maneira para efetuar a liberação da corrente desejada e a voltagem pela combinação de eletrodo segmentada selecionada.

Ao fornecer um eletrodo segmentado e seletivamente ativar segmentos do eletrodo segmentado, a presente invenção fornece o controle sobre uma voltagem/regime de corrente em que essa seção de aquecimento operará. Isto permite as modalidades da invenção oferecer melhor adaptação à variabilidade de condutividade elétrica de fluido entre posições diferentes e/ou tempos diferentes ao permanecer dentro da voltagem e limites de corrente.

Em modalidades preferidas da invenção, as variações na condutividade de fluido são substancialmente continuamente acomodadas em resposta às medidas de condutividade de fluido entrante. A condutividade de fluido pode também ser determinada pela referência à corrente extraída sob aplicação de uma voltagem através de um ou mais eletrodos de uma ou mais seções de aquecimento.

As variações na condutividade de fluido causarão mudanças na quantidade de corrente elétrica extraída pelo sistema. As modalidades preferidas da invenção previnem tais variações de causar a corrente de pico exceder valores

10/33 graduados, usando o valor de condutividade medido para inicialmente selecionar uma combinação proporcional estabelecida de segmentos do eletrodo antes de permitir o sistema operar. Em tais modalidades a área de superfície combinada dos segmentos de eletrodo selecionados é especificamente calculada para assegurar que os valores de corrente elétrica máximos avaliados do sistema não sejam excedidos.

As modalidades preferidas adicionais da invenção utilizam a condutividade de fluido medida para assegurar que nenhuma violação ocorra de uma faixa predeterminada de condutividade de fluido aceitável dentro do qual o sistema é projetado para operar.

Em modalidades preferidas da invenção, cada seção de aquecimento compreende um eletrodo segmentado. Tais modalidades permitem a área de eletrodo eficaz de cada seção de aquecimento ser controlada por seletivamente ativar os segmentos do eletrodo segmentado dessa seção de aquecimento.

O ou cada eletrodo segmentado é preferivelmente dividido em segmentos de tamanho variantes, para permitir combinações de segmentos serem selecionados para fornecer uma exatidão aumentada de seleção da área eficaz desejada. Por exemplo, onde o eletrodo segmentado é dividido em três segmentos, os segmentos preferivelmente tem áreas eficazes relativas em uma razão de 1:2:4, isto é, os segmentos preferivelmente constituem quatro sétimos, dois sétimos e um sétimo de área de eletrodo eficaz total, respectivamente. Em tais modalidades de ativação apropriadas dos três segmentos de eletrodo permite a

11/33 seleção de qualquer de sete áreas eficazes disponíveis. As razões de área de segmento e números alternativos de segmentos podem ser fornecidos.

Em uma modalidade preferida, cada segmento de eletrodo do eletrodo segmentado se estende substancialmente perpendicular a uma direção de fluxo de fluido, para submeter o fluido substancialmente através do trajeto inteiro de fluxo de fluido para aquecimento resistivo.

Além disso, a seleção de segmento de eletrodo é preferivelmente realizada em uma maneira para assegurar que os limites de corrente máxima não sejam excedidos. Em tais modalidades, a medida de condutividade de entrada permite a operação do dispositivo ser prevenida se tais limites de corrente não serão seguramente cumpridos.

Em modalidades em que a taxa de fluxo de fluido não é substancialmente constante ou é desconhecida, um medidor de taxa de fluxo de fluido é preferivelmente fornecido para assistir em determinar o controle apropriado de corrente, voltagem e ativação de segmento de eletrodo sob taxas de fluxo de fluido variantes.

Além disso, fornecendo uma pluralidade de seções de aquecimento, a presente invenção permite cada seção de aquecimento ser operada em uma maneira que permite mudanças na condutividade elétrica do fluido com temperatura de fluido crescente. Por exemplo, a condutividade de água aumenta com a temperatura, em média ao redor de 2% por grau Celsius. Onde o fluido deve ser aquecido por contagens de graus Celsius, por exemplo da temperatura ambiente à 60 graus Celsius ou 90 graus Celsius, a condutividade de fluido de entrada pode ser substancialmente diferente da

12/33 condutividade de fluido de saída. Sequencialmente submeter o fluido ao aquecimento resistivo em seções de aquecimento sucessivas ao longo do trajeto de fluxo permite cada seção de aquecimento operar dentro de uma faixa de temperatura restringida. Assim cada seção de aquecimento pode aplicar a voltagem e a corrente que é aplicável à condutividade de fluido dentro dessa faixa de temperatura limitada ao invés de tentar aplicar a voltagem e a corrente em relação a um valor de condutividade único ou médio através da faixa de temperatura inteira.

As modalidades da invenção preferivelmente adicionalmente compreendem um termômetro de fluido a jusante para medir a temperatura de fluido na saída, para permitir o controle de retorno do aquecimento de fluido.

Preferivelmente, cada seção de aquecimento compreende substancialmente eletrodos planares entre os quais o trajeto de fluxo de fluido passa. Alternativamente, cada seção de aquecimento pode compreender substancialmente eletrodos cilíndricos ou chatos coaxiais com o trajeto de fluxo de fluido compreendendo um espaço de secção transversal anular. O trajeto de fluxo de fluido pode definir uma pluralidade de trajetos de fluxo paralelos para o fluido.

Em uma modalidade, um segundo meio de medição de temperatura mede a temperatura do fluido entre a primeira e segunda seções de aquecimento, e o meio de controle controla a potência à primeira e segunda seções de aquecimento de acordo com as temperaturas medidas e um aumento de temperatura de fluido desejado em cada seção de aquecimento respectiva.

13/33

Outras modalidades da invenção podem compreender três ou mais seções de aquecimento, cada seção tendo uma entrada e uma saída, as seções estando conectadas em série e o meio de controle inicialmente seleciona os segmentos de eletrodo de acordo com a condutividade de fluido entrante medida e a potência de controle a um par de eletrodo de cada seção de acordo com temperaturas de entrada e de saída medidas de cada seção e uma diferença de temperatura desejada predeterminada para cada seção.

Em modalidades preferidas da invenção o meio de controle fornece uma voltagem variante ao par de eletrodo de cada seção de aquecimento, liberando ciclos de onda completa selecionados da voltagem de fonte principais AC. Por exemplo, os ciclos de onda completa podem ser liberados em uma frequência de ciclo determinada por um sistema de controle de pulso e sendo uma fração de inteiro de frequência de voltagem de fonte principais AC, de modo que o controle da potência fornecida à combinação selecionada de segmentos de eletrodo inclui variação do número de pulsos de controle por unidade de tempo.

A temperatura desejada do fluido de saída pode ser ajustada por um usuário através de um meio de controle ajustável.

O volume de fluido passando entre qualquer conjunto de eletrodos é preferivelmente determinado medindo as dimensões da passagem dentro das quais o fluido é exposto aos eletrodos em conjunção com fluxo de fluido.

Similarmente, o momento para o qual um volume dado de fluido receberá a potência elétrica dos eletrodos pode ser determinada pela referência à taxa de fluxo de fluido

14/33 através do trajeto de fluxo de fluido. O aumento de temperatura do fluido é proporcional à quantidadede potência elétrica aplicada ao fluido. A quantidadede corrente elétrica exigida para elevar a temperaturado fluido uma quantidade conhecida, é proporcional à massa (volume) do fluido sendo aquecida e a taxa de fluxode fluido através de passagem. A medida de corrente elétrica fluindo através do fluido pode ser usada como uma medida da condutividade elétrica, ou condutância específica desse fluido, e portanto permite a seleção de segmentos serem ativados juntos com o controle e gerência da mudança exigida na voltagem aplicada exigida para manter a potência elétrica aplicada constante ou em um nível desejado. A condutividade elétrica, e portanto a condutância específica do fluido sendo aquecida mudará com o aumento da temperatura, assim causando um gradiente de condutância específico ao longo do trajeto de fluxo de fluido.

A energia exigida para aumentar a temperatura de um corpo de fluido pode ser determinada ao combinar duas relações:

Relação (1)

Energia = Capacidade de Calor Específico x Densidade x Volume x Mudança de Temperatura ou

A energia por unidade de tempo exigida para aumentar a temperatura de um corpo de fluido pode ser determinada pela relação:

Potência (p) =Cápacidade de Calor Específico (SHC)x Densidade x Volume (V)x Mudança de Temperatura (Dt)

Tempo (T)

Para finalidades de análise, a capacidade de calor

15/33 específico de água, por exemplo, pode ser considerada como uma constante entre as temperaturas de 0°C e 100°C. A densidade de água sendo igual a 1, pode também ser considerada constante. Portanto, a quantidade de energia exigida para mudar a temperatura de uma unidade massa de água, 1°C em 1 segundo é considerada como uma constante e pode ser marcada k. 0 volume/tempo é o equivalente da taxa de fluxo (Fr) . Assim a energia por unidade de tempo exigida para aumentar a temperatura de um corpo de fluido pode ser determinada pela relação:

Potência (P) = k x Taxa de fluxo (Fr) x Mudança de Temperatura (Dt)

Tempo (T)

Assim se a mudança de temperatura exigida é conhecida, a taxa de fluxo pode ser determinada e a potência exigida pode ser calculada.

Tipicamente, quando um usuário exige água aquecida, uma torneira é operada fazendo assim a água fluir através do trajeto de fluxo de fluido. Este fluxo de água pode ser detectado por um medidor de taxa de fluxo e causar a iniciação de uma sequência de aquecimento. A temperatura da água de entrada pode ser medida e comparada com uma temperatura desejada pré-ajustada para a saída de água do sistema. Destes dois valores, a mudança exigida na temperatura de água da entrada à saída pode ser determinada.

Naturalmente, a temperatura da água de entrada às seções segmentadas de eletrodo pode repetidamente ser medida sobre o tempo e como o valor para as mudanças de temperatura de água de entrada medidas, o valor calculado para a mudança de temperatura exigida da entrada à saída

16/33 das seções de eletrodo segmentadas pode ser ajustado consequentemente. Similarmente, com temperatura em mudança, o teor de mineral e similar, as mudanças na condutividade elétrica e portanto na condutância específica do fluido podem ocorrer com o tempo. Consequentemente, a corrente passando através do fluido mudará fazendo a potência resultante aplicada à água mudar, e esta pode ser controlada seletivamente ativando ou desativando os segmentos dos eletrodos segmentados dentro da seção. Repetidamente medir as saídas de temperatura das seções de aquecimento com o tempo e comparar estas com os valores de temperatura de saída calculados permitirá cálculos repetidos continuamente otimizar a voltagem aplicada aos eletrodos.

Em uma modalidade preferida, um meio de computação fornecido pelo sistema de gestão controlado de microcomputador é usado para determinar a potência elétrica que deve ser aplicada ao fluido passando entre os eletrodos, determinando o valor de potência elétrica que efetuará a mudança de temperatura desejada entre a seção de aquecimento de entrada e saída, medindo o efeito de mudanças à condutância específica da água e desse modo selecionar a ativação apropriada de segmentos e calcular a voltagem que precisa ser aplicada para uma taxa de fluxo dada.

Relação (2) Controle de Potência Elétrica

Em modalidades preferidas da presente invenção, a corrente elétrica fluindo entre os eletrodos dentro de cada seção de aquecimento, e portanto pelo fluido, é medida. As temperaturas de entrada e saída da seção de aquecimento são

17/33 também medidas. A medida da corrente elétrica e temperatura permite o meio de computação do sistema de gestão controlado pelo microcomputador determinar a potência exigida para ser aplicada ao fluido em cada seção de aquecimento para aumentar a temperatura do fluido por uma quantidade desejada.

Em uma modalidade, o meio de computação fornecido pelo sistema de gestão controlado pelo microcomputador determina a potência elétrica que deve ser aplicada ao fluido passando entre os eletrodos segmentados de cada seção de aquecimento, seleciona quais segmentos devem ser ativados em cada eletrodo segmentado, e calcula a voltagem média que precisa ser aplicada para efetuar a mudança de temperatura desejada.

A relação (2) abaixo, facilita o cálculo da potência elétrica a ser aplicada tão exatamente quanto possível, quase instantaneamente. Quando aplicada aos sistemas de aquecimento de água, isto elimina a necessidade para uso de água desnecessário de outra maneira exigido para passar inicialmente através do sistema antes de facilitar a liberação de água na temperatura exigida. Isto fornece o potencial para economizar água ou outro fluido.

Nas modalidades preferidas, tendo determinada a potência elétrica que deveria ser fornecida ao fluido passando entre os eletrodos, o meio de computação pode então calcular a voltagem que deveria ser aplicada a cada seção de eletrodo (ES) como segue. Uma vez que a potência exigida para a seção de eletrodo foi calculada, e a corrente extraída pelo eletrodo (n) foi medida (a qual para eletrodos segmentados compreende a corrente total extraída

18/33 pelos segmentos ativados da seção de eletrodo segmentada) , então:

Relação (2)

Voltagem ES_n (V_api_icn) = Potência ES_n (Pexign) /Corrente ES_n(I_sn) Vaplicn ⁼ Pexign/lsn

Como parte da sequência de aquecimento inicial, a voltagem aplicada pode ser ajustada a um valor relativamente baixo a fim de determinar a condutância específica inicial do fluido passando entre os eletrodos. A aplicação de voltagem aos eletrodos fará a corrente ser extraída através da passagem de fluido entre os mesmos assim permitindo a determinação da condutância específica do fluido, sendo diretamente proporcional à corrente extraída através do mesmo. Consequentemente, tendo determinada a potência elétrica que deve ser fornecida ao fluido fluindo entre os eletrodos em cada seção de aquecimento, é possível determinar a voltagem exigida que deve ser aplicada aos eletrodos a fim de aumentar a temperatura do fluido fluindo entre os eletrodos em cada seção de aquecimento pela quantidade exigida. A corrente instantânea sendo extraída pelo fluido é preferivelmente continuamente monitorada para mudança ao longo do comprimento do trajeto de fluxo de fluido. Qualquer mudança na corrente instantânea extraída em qualquer posição ao longo da passagem é indicativa de uma mudança na condutividade elétrica ou condutância específica do fluido. Os valores variantes de condutância específica aparente no fluido passando entre os eletrodos nas seções de eletrodo, eficazmente definem o gradiente de condutividade específico ao longo do trajeto de aquecimento.

19/33

Preferivelmente, vários parâmetros são continuamente monitorados e cálculos continuamente realizados para determinar a potência elétrica que deve ser fornecida ao fluido e a voltagem que deve ser aplicada aos eletrodos a fim de elevar a temperatura do fluido para uma temperatura desejada pré-ajustada em um dado período.

Breve Descrição dos Desenhos

Um exemplo da invenção será descrito agora em referência aos desenhos acompanhantes, em que:

A Figura 1 é um diagrama de bloco esquemático de um sistema de aquecimento de fluido de acordo com uma modalidade da presente invenção;

A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um eletrodo segmentado compreendendo três segmentos; e

A Figura 3 é um esquema de um trajeto de fluxo de fluido passando três seções de aquecimento, cada seção de aquecimento compreendendo um eletrodo segmentado em três segmentos.

Descrição das modalidades preferidas

A Figura 1 é um diagrama de bloco esquemático de um sistema de aquecimento fluido 100 de acordo com uma modalidade da presente invenção, em que a água é colocada para fluir através de um corpo 112. O corpo 112 é preferivelmente feito de um material que é eletricamente não condutivo, tais como material plástico sintético. Entretanto, o corpo 112 é provavelmente conectado à tubulação de água metálica, tal como a tubulação de cobre, que é eletricamente condutiva. Consequentemente, as grades de tela de aterramento 114 mostradas na Figura 1 são incluídas na entrada e saída do corpo 112 para

20/33 eletricamente aterrar qualquer tubulação de metal conectada ao aparelho 100. As grades de aterramento 114 seriam idealmente conectadas a um aterramento elétrico da instalação elétrica em que o sistema de aquecimento da modalidade foi instalado. Como as grades de tela de aterramento 114 podem retirar a corrente de um eletrodo através da água passando através do aparelho 100, a ativação de uma proteção de escapamento de aterramento dentro do sistema de controle e/ou disjuntor ou dispositivo de corrente residual (RCD) podem ser efetuados. Em uma forma preferida particular desta modalidade, o sistema inclui dispositivos protetores de circuito de escapamento de aterramento.

Quando uma torneira de saída (não mostrada) é aberta, a água flui através do corpo 112 como indicado pelas setas de trajeto de fluxo 102.

O tubo 112, que define o trajeto de fluxo de fluido, é fornecido com as três seções de aquecimento compreendendo respectivos conjuntos de eletrodos 116, 117 e 118. O material de eletrodo pode ser qualquer metal apropriado ou um material condutor não metálico, tal como material de plásticos condutivos, o material impregnado de carbono ou similar. Ê importante que os eletrodos são selecionados de um material para minimizar a reação química e/ou eletrólise.

O eletrodo segmentado de cada par de eletrodo, sendo eletrodos segmentados 116a, 117a e 118a, é conectado a um trajeto de retorno comutado comum 119 através de dispositivos de controle de potência de fonte de voltagem separados QI, Q2, ..., Q9, enquanto o outro de cada par de

21/33 eletrodo 116b, 117b e 118b estão conectados à fonte de voltagem de única fase ou trifásica entrante 121, 122 e 123, respectivamente. Os dispositivos de controle de potência de fonte de voltagem separados QI, Q2, ..., Q9, comutam o retorno comum de acordo com o controle de gerência de potência fornecido pelo sistema de controle de microprocessador 141. A corrente elétrica total fornecida a cada seção de aquecimento individual 116, 117 e 118 é medida pelos dispositivos de medição de corrente 127, 128 e 129, respectivamente. As medidas de corrente são fornecidas como um sinal de entrada através da interface de entrada 133 ao sistema de controle de microprocessador 141 que atua como um controlador de fonte de alimentação.

O sistema de controle de microprocessador 141 também recebe sinais através da interface de entrada 133 de um dispositivo de medida de taxa de fluxo 104 situado no tubo 112 e um dispositivo de ajuste de temperatura (não mostrado) pelo qual um usuário pode ajustar uma temperatura de fluido de saída desejada. O volume de fluido passando entre qualquer conjunto de eletrodos pode ser exatamente determinado medindo antes do tempo as dimensões da passagem dentro das quais o fluido é exposto aos eletrodos em conjunção com o fluxo de fluido. Similarmente, o tempo para o qual um dado volume de fluido receberá a potência elétrica dos eletrodos pode ser determinado medindo a taxa de fluxo de fluido através da passagem. O aumento de temperatura do fluido é proporcional à quantidade de potência elétrica aplicada ao fluido. A quantidade de potência elétrica exigida para elevar a temperatura do fluido a uma quantidade conhecida, é proporcional à massa

22/33 (volume) do fluido sendo aquecida e a taxa de fluxo de fluido através da passagem. A medida de corrente elétrica fluindo através do fluido pode ser usada como uma medida da condutividade elétrica, ou a condutância específica desse fluido e portanto permite a determinação da mudança exigida na voltagem aplicada exigida para manter a constante de potência elétrica aplicada. A condutividade elétrica, e portanto a condutância específica do fluido sendo aquecido, mudarão com a elevação de temperatura, assim causando um gradiente de condutância específico ao longo do trajeto de fluxo de fluido.

O sistema de controle de microprocessador 141 também recebe sinais através de interface de entrada de sinal 133 de um dispositivo de medição de temperatura de entrada 135 para medir a temperatura de fluido de entrada ao tubo 112, um dispositivo de medição de temperatura de saída 136 medindo a temperatura de fluido saindo do tubo 112, um primeiro dispositivo de medida de temperatura intermediário 138 para medir a temperatura de fluido entre as seções de aquecimento 116 e 117, e um segundo dispositivo de medição de temperatura intermediário 139 para medir a temperatura de fluido entre as seções de aquecimento 117 e 118.

dispositivo 100 da presente modalidade é adicionalmente capaz de adaptar às variações na condutividade de fluido, surgindo da posição particular em que o dispositivo é instalado ou ocorrendo de tempo em tempo em uma única posição. Nesta consideração um sensor de condutividade de fluido de entrada 106 continuamente mede a condutividade de fluido na entrada ao trajeto de fluxo de fluido 112. As variações na condutividade de fluido

23/33 causarão mudanças na quantidade de potência elétrica extraída por cada eletrodo para uma voltagem aplicada dada. Esta modalidade monitora tais variações e assegura que o dispositivo extraia um nível desejado de corrente usando o valor de condutividade medido para inicialmente selecionar uma combinação proporcional de segmentos de eletrodo antes de permitir o sistema operar. Cada eletrodo 116a, 117a, 118a é segmentado em três segmentos de eletrodo, 116ai, 116aii, 116aiii, 117ai, 117aii, 117aiii, 118ai, 118aii e 118aiii. Para cada eletrodo respectivo, o segmento ai é fabricado para tipicamente formar aproximadamente um sétimo da área ativa dp eletrodo, o segmento aii é fabricado para tipicamente formar aproximadamente dois sétimos da área ativa do eletrodo, e o segmento aiii é fabricado para tipicamente formar aproximadamente quatro sétimos da área ativa do eletrodo. A seleção de segmentos apropriados ou combinações apropriadas de segmentos permite assim a área eficaz do eletrodo ser qualquer de sete valores disponíveis para área de eletrodo. Consequentemente para o fluido altamente condutivo uma área de eletrodo menor pode ser selecionada de modo que para uma dada voltagem a corrente extraída pelo eletrodo é prevenida de aumentar acima dos níveis desejados ou seguros. Inversamente, para fluido mal condutor uma área de eletrodo maior pode ser selecionada de modo que para a mesma voltagem dada a corrente adequada será extraída para efetuar transferência de potência desejada ao fluido. A seleção de segmentos pode ser simplesmente efetuada ativando ou desativando os dispositivos de comutação de potência QI, ..., Q9 como apropriado.

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Em particular a área de superfície combinada dos segmentos de eletrodo selecionados é especificamente calculada para assegurar que os valores de corrente elétricos máximos avaliados do sistema não sejam excedidos.

O sistema de controle de microprocessador 141 recebe várias entradas monitoradas e executa cálculos necessários com relação à seleção de área ativa de eletrodo, as voltagens de par de eletrodo desejadas e as correntes para fornecer uma potência calculada para ser fornecida ao fluido fluindo através da passagem 112. O sistema de controle de microprocessador 141 controla a fonte pulsada de voltagem de cada uma das três fases separadas conectadas a cada um dos pares de eletrodo 116, 117, 118. Cada fonte de voltagem pulsada é separadamente controlada pelos sinais de controle separados do sistema de controle de microprocessador 141 aos dispositivos de comutação de potência QI, ..., Q9.

Portanto será visto que, baseado nos vários parâmetros para os quais o sistema de controle de microprocessador 141 recebe sinais de entrada representativos, um meio de computação sob o controle de um programa de software dentro do sistema de controle de microprocessador 141 calcula os pulsos de controle exigidos pelos dispositivos de comutação de potência a fim de fornecer uma potência elétrica exigida para dar a mudança de temperatura exigida na água fluindo através da passagem 112 de modo que a água aquecida é emitida da passagem 112 na temperatura desejada ajustada pelo dispositivo de temperatura controlado pelo usuário.

Quando um usuário estabelece a temperatura de água de saída desejada usando o dispositivo de temperatura

25/33 estabelecido, o valor ajustado é capturado pelo sistema de controle de microprocessador 141 e armazenado em uma memória de sistema até ser mudado ou reiniciado. Preferivelmente, um valor padrão predeterminado de 50 graus Celsius é retido na memória, e o dispositivo de temperatura estabelecido pode fornecer uma indicação visual da temperatura estabelecida. O sistema de controle de microprocessador 141 pode ter um pré-ajuste máximo para o dispositivo de temperatura estabelecido que representa o valor de temperatura máximo acima do qual a água não pode ser aquecida. Assim, o valor do dispositivo de temperatura estabelecido não pode ser maior do que o valor ajustado máximo. O sistema pode ser projetado de modo que, se por qualquer razão, a temperatura detectada pelo dispositivo de temperatura de saída 136 é maior do que a temperatura máxima estabelecida, o sistema seria imediatamente desligado e desativado.

O sistema de controle de microprocessador 141 repetidamente realiza uma série de verificações para assegurar que:

(a) a temperatura da água na saída não excede a temperatura máxima permissível;

(b) o escapamento de corrente ao aterramento não excedeu um valor ajustado predeterminado; e (c) a corrente de sistema não excede um limite de corrente pré-ajustado do sistema.

Estas verificações estão repetidamente realizadas enquanto a unidade é operacional e se qualquer das verificações revelam uma ruptura dos limites de controle, o sistema é imediatamente desativado. Quando a verificação de

26/33 sistema inicial é satisfatoriamente terminada, um cálculo é realizado para determinar a voltagem exigida que deve ser aplicada à água fluindo através da passagem 112 a fim de mudar sua temperatura pela quantidade desejada. A voltagem calculada é então aplicada aos pares de eletrodos 116, 117, 118 para rapidamente aumentar a temperatura de água enquanto flui através da passagem 112.

Enquanto a água fluindo através da passagem 112 aumenta na temperatura da extremidade de entrada da passagem, a condutividade muda em resposta à temperatura aumentada. Os dispositivos de medição de temperatura intermediários 138 e 13 9 e o dispositivo de medição de temperatura de saída 136 mediram a aumentos de temperatura incrementais nas três seções de aquecimento da passagem 112 contendo os conjuntos de eletrodo 116, 117, 118, respectivamente. A voltagem aplicada através dos pares respectivos de eletrodos 116, 117, 118 pode então ser variada para considerar mudanças na condutividade da água para assegurar que mesmo que uma elevação de temperatura ocorra ao longo de comprimento da passagem 112, para manter uma entrada de potência substancialmente constante por cada um dos conjuntos de eletrodos 116, 117, 118 e para assegurar maior eficiência e estabilidade no aquecimento de água entre a medida de temperatura de entrada em 135 e a medida de temperatura de saída em 136. A potência fornecida à água de fluxo é mudada controlando os pulsos de controle fornecidos pelos dispositivos de comutação de potência ativados Ql, ... Q9 proporcional com a potência exigida. Isto serve para aumentar ou diminuir a potência fornecida pelos pares de eletrodo individuais 116, 117, 118 à água.

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O sistema 100 repetidamente monitora a água para mudanças na condutividade continuamente receber o sensor de condutividade 106, e também referindo aos dispositivos de medição de corrente 127, 128 e 129, e os dispositivos de medição de temperatura 135, 13 6, 138 e 139. Quaisquer mudanças nos valores para condutividade de água dentro do sistema resultando de mudanças em aumentos de temperatura de água, mudanças em temperaturas de água como detectadas ao longo do comprimento de tubo 112 ou mudanças nas correntes detectadas extraídas pela água fazem o meio de computação calcular os valores de voltagem médios revisados para serem aplicados através dos pares de eletrodo. As mudanças na condutividade de água entrante fazem com que o sistema de controle de microprocessador 141 seletivamente ative combinações mudadas de segmentos de eletrodo 116ai, 116aii, 116aiii, 117ai, 117aii, 117aiii, 118ai, 118aii, 118aii tal que os valores de corrente máximos estabelecidos não sejam excedidos. 0 monitoramento de circuito fechado constante de tais mudanças ao sistema de corrente, correntes de eletrodo individuais, seleção de segmento de eletrodo e temperatura de água faz o recálculo da voltagem a ser aplicada aos segmentos de eletrodo individuais para permitir o sistema fornecer potência estável e relativamente constante à água fluindo através do sistema de aquecimento 100. As mudanças na condutância específica do fluido ou água passando através das seções de eletrodo segmentadas separadas podem ser controladas individualmente desse modo. Portanto o sistema pode eficazmente controlar e gerenciar o gradiente de condutância específico resultante através do sistema inteiro. Esta modalidade fornece assim a

28/33 compensação para uma mudança na condutância elétrica do fluido ou água causado pelas temperaturas variantes e concentrações variantes de produtos químicos e sais dissolvidos, e através do aquecimento do fluido ou água, alterando a voltagem elétrica variável para acomodar mudanças na condutância específica ao aumentar a temperatura de fluido ou água pela quantidade desejada.

A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um eletrodo segmentado 216a de uma seção de aquecimento 216. O eletrodo segmentado 216a compreende três segmentos 216ai, 216aii e 216aiii. A comutação elétrica apropriada permite qualquer combinação dos três segmentos a serem seletivamente ativados em qualquer momento determinado. O eletrodo 216b é o retorno comum do fornecimento de eletricidade.

A Figura 3 é um esquema de um trajeto de fluxo de fluido 302 passando três seções de aquecimento 316, 317, 318. Cada seção de aquecimento compreende uma seção de eletrodo segmentada em três segmentos.

Os ensinamentos da Patente US N°. 7.050.706, o teor da qual é incorporado aqui por referência, podem ser aplicados à operação de controle de aspectos do presente aparelho e sistema.

Os eletrodos segmentados da presente invenção podem ser aplicados em um dispositivo de aquecimento fr fluido compreendendo um reservatório pré-aquecido em que o fluido é aquecido a uma temperatura de pré-aquecimento desejada e mantido em um reservatório, com eletrodos segmentados sendo usados para o aquecimento de fluido em uma passagem de saída através da qual os fluxos de fluido do reservatório sob demanda. Nesta consideração os teores de Publicação de

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Patente Internacional N°. WO 2008/116247 pelo presente Requerente são incorporados aqui por referência.

Será apreciado que qualquer número apropriado de seções de aquecimento de eletrodo pode ser usado no desempenho da presente invenção. Assim, enquanto as modalidades descritas mostram três seções de aquecimento para aquecer a água fluindo através da passagem 112, o número de seções de aquecimento na passagem pode ser alterado de acordo com exigências individuais ou especificações de aplicação para o aquecimento de fluido. Se o número de eletrodos é aumentado a, por exemplo, seis pares, cada par individual pode ser individualmente controlado com consideração à voltagem de eletrodo na mesma maneira que é descrita em relação às modalidades aqui. Similarmente, o número de segmentos em que um único eletrodo é segmentado pode ser diferente de três. Por exemplo, a segmentação de um eletrodo em quatro segmentos tendo áreas ativas em uma razão de 1:2:4:8 fornece 15 valores de área eficaz que podem ser selecionados pelo sistema de controle de microprocessador 141.

Onde o aquecimento de água é referido, deve ser apreciado que utilizando pares de eletrodo o que causa a corrente fluir através da própria água tal que o calor é gerado da resistividade da própria água, a presente invenção previne a necessidade para elementos de resistência elétrica convencionais, assim melhorando os problemas associados com elemento de escamação ou incrustação.

Deve ser adicionalmente apreciado que a invenção pode ser aplicada em aplicações que incluem, mas não são

30/33 limitadas a, sistemas de água quente domésticos e distribuidores de água em quase ebulição domésticos. Com relação a tais aplicações, que são frequentemente usadas para exigências de água quente de agregado familiar, a invenção pode facilitar economias de energia e água. Deve ser adicionalmente apreciado que a provisão de eletrodos segmentados compreendendo segmentos separadamente ativos permite a instalação de tal dispositivo em posições de condutividade de fluido extensamente diferentes em que o sistema de controle de microprocessador 141 pode adaptar a operação de dispositivo à condutividade particular encontrada sem exigir mudanças laboriosas e caras à configuração de dispositivo física. Adicionalmente os princípios de sistema permitem a facilidade de fabricação, facilidade de instalação no ponto de uso, estética agradável, e acomodam fatores de conforto estabelecidos mercado. Ao descrever os modos de operação de tais aplicações mais detalhadamente, primeiramente consideramos o sistema de água quente.

Um sistema de água quente de acordo com uma modalidade da invenção fornece um fluxo, o sistema de água quente em demanda instantâneo que libera a água quente na temperatura pré-estabelecida ou fixada a uma ou mais de cozinha, banheiro e lavanderia em um ajuste doméstico. A temperatura de saída pode ser exatamente controlada e mantida estável apesar de condições de fonte de água adversas que podem prevalecer. As exigências de potência elétrica para este tipo de aplicação geralmente variam entre 3,0 kW e 33 kW e exigirá uma fonte de energia elétrica de corrente alternada de única fase ou multifase. As exigências de fonte de

31/33 energia elétrica podem variar dependendo da natureza específica da aplicação. O sistema é projetado para liberar água quente ao usuário em taxas de fluxo que tipicamente variam entre 0,5 litros/min e 15 litros/min. Novamente isto depende da aplicação específica. As temperaturas de água de saída podem ser fixas ou pré-estabelecidas entre 2 °C e 60°C, que novamente dependem da aplicação e regulamentos domésticos. A capacidade de incremento de temperatura será nominalmente 50°C em 10 litros/min, mas novamente depende da aplicação.

Observamos agora para um distribuidor de água em ebulição de acordo com outra modalidade da presente invenção. O distribuidor de água em ebulição nesta modalidade da invenção fornece um fluxo, o distribuidor de água em ebulição instantâneo projetado para liberar a água quente em uma temperatura de saída fixa, até um máximo de 98°C. Esta unidade será mais frequentemente instalada no ponto de uso em um ambiente tipo cozinha. A temperatura de saída é exatamente controlada e mantida estável apesar de condições de fonte de água adversas que podem prevalecer. As exigências de potência elétrica para este tipo de aplicação geralmente variam entre 1,2 kW e 6 kW. A taxa de fluxo deste distribuidor é fixada. Isto seria nominalmente fixo em uma taxa entre 0,5 litros/min ou 1,2 litros/min, mas novamente isto depende da aplicação. A exigência de potência é dependente das exigências de aplicação.

Observamos agora um distribuidor de água em ebulição de fluxo de acordo com uma modalidade adicional da presente invenção. Se tal sistema é exigido para liberar instantaneamente água em ebulição e continuamente entre 0,5

32/33 litros/min e 1,2 litros/min sem armazenamento ou préaquecimento, a seguir tipicamente 6,6 kW de potência elétrica é exigida e um circuito de fornecimento elétrico proporcional precisa ser instalado. Esta modalidade é capaz de liberar água quase em ebulição praticamente continuamente sem interrupção quanto tempo for exigido. Perdas extremamente baixas de espera de 2W por dia serão experimentadas. Previamente, a liberação de água em ebulição instantânea, em demanda contínua não poderíam ser acomodada pela tecnologia de sistema de água quente instantânea disponível competitiva devido à exigência para pressões de linha elevadas que necessariamente resultam em taxas de fluxo maiores do que 2 litros/min. Não é prática usar as taxas de fluxo muito maiores do que 1,2 litros/min para distribuidores de água em ebulição.

Em outra modalidade da presente invenção, um distribuidor de água em ebulição de dois estágios é fornecido. Se as saídas de potência de fase monofásica normais devem ser usadas, a exigência de potência pode ser mantida entre 1,8 kW e 2,5 kW que é aceitável para pontos de potência domésticos padrões, e não exigem circuitos de potência adicionais ou especiais. Esta modalidade exige um sistema distribuidor de água em ebulição de dois estágios que inclui um componente de armazenamento de água assim como um componente de fluxo dinâmico. Nesta consideração, a água é primeiramente aquecida a 65 °C em um sistema de armazenamento projetado para manter nominalmente 1,8 litros a 2,0 litros de água. Uma vez aquecido a 65°C, o distribuidor de água em ebulição torna-se operável, por sua vez quando ligada a água em 65°C é liberada através da

33/33 seção dinâmica na saída de liberação. Este setor dinâmico aquece a água fluindo em 0,8 litros/min a 1,2 litros/min em demanda por 30°C adicionais, a uma temperatura de saída de 95°C.

Será apreciado por pessoas hábeis na técnica que numerosas variações e/ou modificações podem ser feitas à invenção como mostrado nas modalidades específicas sem sair do escopo da invenção como amplamente descrito. As presentes modalidades são, portanto, consideradas em todos 10 os respeitos como ilustrativas e não restritivas.

Claims

1. Método para aquecer fluido, o método caracterizado pelo fato de que compreende:

passar o fluido ao longo de um trajeto de fluxo (102) de uma entrada para uma saída, o trajeto de fluxo compreendendo pelo menos primeira e segunda seções de aquecimento (116, 117, 118) posicionadas ao longo do trajeto de fluxo tal que o fluido passando a primeira seção de aquecimento (116) subsequentemente passa à segunda seção de aquecimento (117, 118), cada seção de aquecimento compreendendo pelo menos um par de eletrodos (116a, 116b; 117a, 117b; 118a, 118b) entre o qual uma corrente elétrica é passada através do fluido para resistivamente aquecer o fluido durante sua passagem ao longo do trajeto de fluxo, e em que pelo menos uma das referidas seções de aquecimento compreende pelo menos um eletrodo segmentado (116ai, 116aii, 116aiii; 117ai, 117aii, 117aiii; 118ai, 118aii, 118aiii), o eletrodo segmentado compreendendo uma pluralidade de segmentos eletricamente separáveis permitindo que uma área ativa eficaz do eletrodo segmentado seja controlada seletivamente ativando os segmentos tal que sob aplicação de uma voltagem aos segmentos de eletrodo ativados, a corrente extraída dependerá da área ativa eficaz;

medir condutividade de fluido na entrada;

determinar uma condutividade de fluido alterada

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2/6 resultando da operação da primeira seção de aquecimento;

determinar a partir da condutividade de fluido alterada uma voltagem e corrente exigidas para serem liberadas ao fluido pela segunda seção de aquecimento para elevar a temperatura de fluido por um segundo valor desejado; e ativar segmentos do eletrodo segmentado em uma maneira para efetuar a liberação de corrente e voltagem desejadas pelo eletrodo segmentado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as variações na condutividade de fluido são continuamente acomodadas em resposta às medidas de condutividade de fluido entrante.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que condutividade de fluido é determinada por referência à corrente extraída sob aplicação de uma voltagem através de um ou mais eletrodos (116a, 116b; 117a, 117b; 118a, 118b) de uma ou mais seções de aquecimento (116, 117, 118).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que ainda compreende usar o valor de condutividade medido para inicialmente selecionar uma combinação proporcional estabelecida de segmentos de eletrodo (116ai, 116aii, 116aiii; 117ai, 117aii, 117aiii; 118ai, 118aii, 118aiii) antes de permitir que o sistema opere a fim de prevenir que

as variações na condutividade de fluido façam com que a corrente máxima exceda um valor estabelecido. 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracteri zado pelo fato de que ainda

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3/6 compreende desativar os eletrodos (116a, 116b; 117a, 117b; 118a, 118b) se a condutividade de fluido medida cai fora de uma faixa predeterminada de condutividade de fluido aceitável.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que ainda compreende medir uma taxa de fluxo de fluido para ajudar na determinação de corrente, voltagem e ativação de segmento eletrodo apropriados sob taxas de fluxo de fluido variantes, ou medir temperatura de fluido na saída para permitir o controle de retorno do aquecimento de fluido.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que ainda compreende medir a temperatura do fluido entre a primeira e segunda seções de aquecimento e controlar a potência para a primeira e segunda seções de aquecimento de acordo com as temperaturas medidas e um aumento de temperatura de fluido desejado em cada seção de aquecimento respectiva.

8. Aparelho (100) para aquecimento de fluido, o aparelho caracterizado pelo fato de que compreende:

um trajeto de fluxo de fluido (102) de uma entrada a uma saída;

pelo menos a primeira e segunda seções de aquecimento (116, 117, 118) posicionadas ao longo do trajeto de fluxo tal que o fluido passando na primeira seção de aquecimento (116) subsequentemente passa na segunda seção de aquecimento (117, 118), cada seção de aquecimento compreendendo pelo menos um par de eletrodos (116a, 116b; 117a, 117b; 118a, 118b) entre o qual uma corrente elétrica é passada através do fluido para resistivamente aquecer o

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4/6 fluido durante sua passagem ao longo do trajeto de fluxo, e em que pelo menos uma das referidas seções de aquecimento compreende pelo menos um eletrodo segmentado, o eletrodo segmentado compreendendo uma pluralidade de segmentos eletricamente separáveis (116ai, 116aii, 116aiii; 117ai, 117aii, 117aiii; 118ai, 118aii, 118aiii) permitindo que uma área ativa eficaz do eletrodo segmentado seja controlada pela ativação seletiva dos segmentos tal que a aplicação de uma voltagem à corrente de eletrodo segmentada extraída dependerá da área ativa eficaz;

um sensor de condutividade (106) para medir a condutividade de fluido na entrada; e um controlador (141) para determinar a partir da condutividade de fluido medida uma voltagem e corrente exigidas para serem liberadas ao fluido pela primeira seção de aquecimento para elevar a temperatura de fluido por um primeiro valor desejado, para determinar uma condutividade de fluido alterada resultando da operação da primeira seção de aquecimento, para determinar a partir da condutividade de fluido alterada uma voltagem e corrente exigidas para serem liberadas ao fluido pela segunda seção de aquecimento para elevar a temperatura de fluido por um segundo valor desejado, e para segmentos de ativação do eletrodo segmentado em uma maneira para efetuar a liberação de corrente e voltagem desejadas pelo eletrodo segmentado.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que cada seção de aquecimento (116, 117, 118) compreende um eletrodo segmentado (116a, 116b; 117a, 117b; 118a, 118b).

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8 ou 9,

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5/6 caracterizado pelo fato de que cada eletrodo segmentado é dividido em segmentos (116ai, 116aii, 116aiii; 117ai, 117aii, 117aiii; 118ai, 118aii, 118aiii) de tamanho variável, para permitir combinações de segmentos serem selecionadas para fornecer uma exatidão aumentada de seleção de área eficaz desejada.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o eletrodo segmentado (116a, 116b; 117a, 117b; 118a, 118b) é dividido em n segmentos tendo áreas eficazes relativas em uma razão de 1:2: ...

:2 «Η¹» .

12. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que cada segmento de eletrodo (116ai, 116aii, 116aiii; 117ai, 117aii, 117aiii; 118ai, 118aii, 118aiii) do eletrodo segmentado (116a, 116b; 117a, 117b; 118a, 118b) se estende substancialmente perpendicular a uma direção de fluxo de fluido, de forma a submeter o fluido ao longo do trajeto de fluxo de fluido substancialmente inteiro ao aquecimento resistivo.

13. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que ainda compreende meios de medição de taxa de fluxo (104) para medir uma taxa de fluxo de fluido para assistir na determinação de corrente, voltagem e ativação de segmento de eletrodo apropriadas sob taxas de fluxo de fluido variantes.

14. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizado pelo fato de que ainda compreende meio de medição de temperatura de fluido de

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6/6 saída (136) para medir a temperatura de fluido na saída para permitir o controle de retorno do aquecimento de fluido.

15. Aparelho, de acordo com qualquer uma das

5 reivindicações 8 a 14, caracterizado pelo fato de que ainda compreende meio de medição de temperatura de fluido (138, 139) para medir a temperatura do fluido entre a primeira e segunda seções de aquecimento (116, 117, 118) e controlar a potência para primeira e segunda seções de aquecimento de 10 acordo com as temperaturas medidas e um aumento de temperatura de fluido desejado em cada seção de aquecimento respectiva.