ES2941309T3 - Calentador de agua provisto de un sistema de seguridad anti-calentamiento en seco - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un calentador de agua (1) que comprende un depósito (2) destinado a contener agua y un medio (5) para calentar el agua almacenada en dicho depósito (2). , el calentador de agua (1) comprende un dispositivo de seguridad (20, 30) capaz de detectar la presencia de agua en el tanque (2), comprendiendo dicho dispositivo (20, 30) un circuito eléctrico (21, 31) equipado con una fuente de energía (22, 32) y un elemento (23, 33) para detectar la presencia de agua en el tanque (2), cerrando eléctricamente el agua presente en el tanque (2) dicho circuito (21, 31) y activando dicho elemento de detección (23, 33). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Calentador de agua provisto de un sistema de seguridad anti-calentamiento en seco
La invención se refiere a un calentador de agua provisto con un sistema de seguridad de anti-calentamiento en seco según el preámbulo de la reivindicación 1. El documento DE 10145575 A1 describe un calentador de agua de este tipo.
Por lo general, un calentador de agua contiene un depósito y un elemento calefactor destinado a calentar el agua que se almacena en dicho depósito. Por diversos motivos, puede ocurrir que no quede más agua en dicho depósito, tal como, por ejemplo, cuando se pone en servicio, tras vaciarlo o durante una fuga. En esta situación, no existe información disponible desde el exterior del calentador de agua que indique que el depósito está vacío o que ningún sistema automático está bloqueando la operación. Entonces, es posible activar una fase de calentamiento en el depósito, cuando no existe agua en el mismo. Las consecuencias de dicho evento son que el elemento calefactor puede deteriorarse o incluso destruirse por completo o incluso dañar el calentador de agua con mayor gravedad.
Actualmente, las principales soluciones puesta en prácticas para evitar una degradación del elemento calefactor en dichas circunstancias, son las siguientes:
- Activación de un fusible o cortocircuito térmico de seguridad,
- Medida de la ausencia de corriente entre un ánodo y un cátodo,
- Puesta en práctica de un detector de flujo de agua.
Sin embargo, estas soluciones tienen una serie de inconvenientes, que incluyen:
- Costes adicionales significativos,
- Funcionamiento no adaptable a todos los tipos de elementos calefactores,
- Resultados aleatorios para algunas soluciones.
Un calentador de agua, según la invención, está provisto con un sistema de seguridad de anti-calentamiento en seco que permite impedir la activación del elemento calefactor en ausencia de agua en el depósito.
La invención se refiere a un calentador de agua que comprende un depósito destinado a contener agua y un medio para calentar el agua almacenada en dicho depósito.
Según la invención, el calentador de agua comprende un dispositivo de seguridad capaz de detectar la presencia de agua en el depósito, y caracterizado porque dicho dispositivo comprende un circuito eléctrico provisto de una fuente energética y de un elemento para detectar la presencia de agua en el depósito, cerrando el agua presente en el depósito dicho circuito y activando dicho elemento. De esta forma, el agua presente en el depósito del calentador de agua permite cerrar, de forma directa o indirecta, un circuito eléctrico que comprende un elemento de detección capaz de atestiguar la presencia de agua en dicho depósito. La expresión "de forma directa" significa que el agua se introducirá en el circuito eléctrico para participar de forma directa en la circulación eléctrica gracias a sus propiedades de conducción eléctrica. La expresión “de forma indirecta” significa que el agua actuará, por ejemplo, por gravedad, sobre un componente del circuito eléctrico con el fin de cerrar dicho circuito y permitir la circulación eléctrica por el mismo. El elemento de detección del circuito que permite detectar la presencia de agua en el depósito puede estar constituido, por ejemplo, por un indicador luminoso o un dispositivo sonoro para la información del usuario que puede proceder entonces a una parada manual del calentamiento. También puede consistir en un relé en conexión con el elemento calefactor, y capaz de activar o cerrar el suministro de energía al elemento calefactor para permitir el calentamiento del agua en el depósito, o no, dentro del marco de un sistema automático. El dispositivo de seguridad tiene por objeto garantizar la presencia de agua en el depósito y evitar que el elemento calefactor no sea activado en seco, es decir, en ausencia de agua en el depósito. De manera preferente, el circuito eléctrico utilizado para detectar la presencia de agua en el depósito es compacto y está situado en contacto o en las inmediaciones, preferentemente a unos pocos centímetros, del depósito de agua. Puesto que el agua participa en el dispositivo de seguridad, la ausencia de agua en el depósito inactiva dicho circuito.
Según una forma de realización preferida de un calentador de agua, según la invención, el agua se introduce en el circuito eléctrico y permite el paso de la corriente gracias a sus propiedades de conducción eléctrica. El término "se introduce" significa que el agua constituirá un elemento del circuito eléctrico. Por esta configuración, el agua constituye un elemento de conducción de la corriente eléctrica y forma parte integrante del circuito eléctrico.
Según otra forma de realización preferida de un calentador de agua, según la invención, el circuito comprende un contactor, accionando el agua presente en el depósito dicho contactor por gravedad. Para esta configuración, el agua actuará por gravedad sobre un contactor, que es parte integrante del circuito eléctrico, para cerrar dicho circuito eléctrico.
De manera ventajosa, el elemento de detección es un elemento de aviso detectable desde el exterior de dicho calentador de agua. De manera preferible, este elemento de aviso se activa tan pronto como se activa el elemento de calefacción y permite saber de manera inmediata si existe agua, o no, en el depósito.
De manera preferible, el elemento de detección es una fuente luminosa. Esta fuente luminosa puede ser de cualquier tipo y puede consistir, por ejemplo, en una ventanilla luminosa.
Según otra forma de realización preferida de un calentador de agua, según la invención, el elemento de detección es una fuente de sonido.
De manera ventajosa, el elemento de detección controla un relé que permite alimentar el medio de calentamiento. Para esta configuración, cuando se intenta activar el elemento calefactor para calentar el agua que estaría presente en el interior del depósito, o bien no pasa nada porque no existe agua en dicho depósito, o bien el elemento calefactor reacciona elevando la temperatura del agua presente en el depósito.
De manera ventajosa, el medio de calentamiento es una resistencia calefactora.
Un calentador de agua, según la invención, comprende un tubo interior que sale del depósito, estando colocado el dispositivo de seguridad fuera del depósito. De este modo, dicho tubo permite conducir el agua presente en el depósito hasta el dispositivo de seguridad. Es el agua presente en el tubo la que interactuará con el dispositivo de seguridad. Según la invención, el tubo es un tubo interior al depósito que permite detectar un llenado completo de agua de dicho depósito, estando colocado el dispositivo de seguridad bajo el depósito a la altura de una salida de dicho tubo interior. La parte que emerge del tubo fuera del depósito puede ser rectilínea, o comprender una pluralidad de segmentos rectilíneos que forman ángulos entre sí.
De manera preferible, el dispositivo de seguridad anti-calentamiento en seco se inserta en un soporte a elegir entre un manguito o una conexión dieléctrica. Dicho soporte permite aislar el circuito eléctrico del exterior y, por lo tanto, protegerlo de cualquier evento externo que pueda degradarlo o dañarlo, protegiendo al usuario de un contacto eléctrico. Por lo general, dicho manguito o dicho accesorio dieléctrico ya está presente en los calentadores de agua existentes.
Un calentador de agua de conformidad con la invención tiene la ventaja de tener un dispositivo de seguridad de anti calentamiento en seco gracias a la puesta en práctica de un circuito eléctrico, que es seguro y fiable, a la vez que compacto. De hecho, las fuentes de error a nivel de dicho dispositivo de seguridad son casi inexistentes, y el elemento calefactor solamente puede activarse en presencia de agua en el depósito. También tiene la ventaja de tener un dispositivo de seguridad anti-calentamiento en seco que implica, de forma directa, el agua en el depósito, lo que reduce en gran medida el riesgo de activación del elemento de calentamiento en ausencia de agua en el depósito.
A continuación, se proporciona una descripción detallada de una forma de realización preferida de un calentador de agua según la invención, con referencia a las siguientes figuras:
- Las Figuras 1A, 1B y 1C son tres vistas laterales de un calentador de agua según la invención, respectivamente, antes de calentar el agua, en uso y al final del calentamiento del agua.
- Las Figuras 2A y 2B son dos vistas esquemáticas de una primera forma de realización preferida de un circuito de seguridad anti-calentamiento en seco de un calentador de agua según la invención, respectivamente, en ausencia y en presencia de agua (sistema manual),
- Las Figuras 3A y 3B son dos vistas esquemáticas de una segunda forma de realización preferente de un circuito de seguridad anti-calentamiento en seco de un calentador de agua según la invención, respectivamente, en ausencia y en presencia de agua (sistema automático),
- Las Figuras 4A y 4B son dos vistas esquemáticas de una tercera forma de realización preferente de un circuito de seguridad anti-calentamiento en seco de un calentador de agua según la invención que implica un contactor, respectivamente, en ausencia y en presencia de agua (sistema manual),
- Las Figuras 5A y 5B son dos vistas esquemáticas de una cuarta forma de realización preferente de un circuito de seguridad anti-calentamiento en seco de un calentador de agua según la invención que implica un contactor, respectivamente, en ausencia y en presencia de agua (sistema automático).
Las Figuras 1A, 1B y 1C describen el uso normal de un calentador de agua 1. Haciendo referencia a estas figuras, el calentador de agua 1 comprende, de manera esquemática, un depósito 2, un tubo interno 3, una entrada 4 de agua fría, un medio de calentamiento 5, una conexión dieléctrica o un manguito estándar 6 que comprende el sistema de seguridad anti-calentamiento en seco, y una salida de agua caliente 7. El depósito 2 es alargado y se extiende de manera preferente según una dirección vertical. La entrada de agua fría 4 desemboca al nivel de una pared inferior 10 de dicho depósito 2. El tubo interior 3 tiene un diámetro mucho menor que las dimensiones del depósito 2, y tiene un segmento principal inferior 11 que se prolonga por un segmento secundario 12 superior inclinado. El segmento principal 11 tiene un extremo inferior
que atraviesa la pared inferior 10 del depósito 2 y que desemboca en la conexión dieléctrica o en el manguito 6 colocado debajo del depósito 2, teniendo dicho segmento principal 11 un extremo superior, prolongado por el segmento secundario 12. La salida de agua caliente 7 está situada al nivel de la conexión dieléctrica o del manguito 6. El depósito 2 se alimenta de agua fría por la llegada 4 de agua fría, hasta llenarlo por completo, tal como se muestra en la Figura 1A. Una vez que el depósito 2 está lleno, el medio de calentamiento 5, que de manera ventajosa puede estar representado por una resistencia calefactora, se activa para calentar el agua presente en el depósito 2. En uso, el agua tiene una zona fría 8 y una zona caliente 9, tal como se muestra en la Figura 1B. Cuando el calentamiento continúa el tiempo suficiente, el agua presente en el depósito 2 está uniformemente caliente, tal como se ilustra en la Figura 1C. La salida de agua caliente 7 puede entonces abrirse según las necesidades de suministro de agua caliente de diferentes equipos externos al calentador de agua 1, tal como, por ejemplo, el equipo de una cocina o de un baño.
Un problema que se encuentra a menudo con este tipo de calentador de agua 1 es que el depósito 2 puede terminar vacío, en el arranque, después de un vaciado intencional o de una fuga, o por cualquier otra razón, y que no existe una manera fácil para conocer el estado del depósito 2, vacío o lleno. El medio de calentamiento 5 pueden entonces activarse cuando ya no queda agua en el depósito 2, con la consecuencia de un deterioro del calentador de agua 1 o de su medio de calentamiento 5.
Con el fin de evitar que se produzca dicha situación, un calentador de agua 1, según la invención, está provisto con un dispositivo de seguridad anti-calentamiento en seco que permite detectar la presencia de agua en el depósito 2. Dicho dispositivo de seguridad anti-calentamiento en seco es de manera ventajosa alojado en la conexión dieléctrica o en el manguito 6, colocado debajo del depósito 2 del calentador de agua 1.
Con referencia a las Figuras 2A y 2B, una primera forma de realización preferida de un dispositivo de seguridad 20 anti calentamiento en seco de un calentador de agua 1, según la invención, es manual y comprende un circuito eléctrico 21 provisto de una fuente de alimentación 22 de corriente eléctrica que puede ser, de manera preferible, un batería, una luz de advertencia 23 y dos terminales separados 24, 25, colocando el circuito eléctrico 21 en una configuración abierta por defecto. El término "separado" significa que no existe conexión eléctrica entre dichos dos terminales 24, 25. El tubo interior 3 desemboca en la conexión dieléctrica o en el manguito 6, al nivel de los dos terminales 24, 25 separados del circuito eléctrico 21. El término "manual" significa que el usuario, al darse cuenta de que no existe agua en el depósito 2, no activará el elemento calefactor 5. Conviene señalar que la ventanilla luminosa 23 podría ser sustituida por un medio de advertencia audible, informando al usuario que el depósito está lleno de agua.
De este modo, con referencia a la Figura 2A, en ausencia de agua en el tubo interior 3, el circuito eléctrico 21 del dispositivo de seguridad está abierto y no circula corriente eléctrica por el mismo. La ventanilla luminosa 23 indica que no existe agua en el depósito 2 del calentador de agua 1. El usuario será advertido de la ausencia de agua.
Por el contrario, con referencia a la Figura 2B, si existe agua presente en el tubo interior 3, se colocará entre los dos terminales 24, 25 separados del circuito eléctrico 21, que luego se sumergirá en dicha agua. Puesto que el agua tiene propiedades de conducción eléctrica, entonces conectará eléctricamente los dos terminales 24, 25 de dicho circuito eléctrico 21, que por lo tanto estará en una configuración cerrada. La fuente de alimentación eléctrica 22 es entonces capaz de suministrar corriente eléctrica a la ventanilla luminosa 23 que se encenderá de manera instantánea, indicando así la presencia de agua en el depósito 2 del calentador de agua 1. El medio de calentamiento 5 pueden entonces ser activado a sabiendas, con el fin de calentar el agua presente en dicho calentador de agua 1.
Con referencia a las Figuras 3A y 3B, una segunda forma de realización preferida de un dispositivo de seguridad 30 de un calentador de agua 1, según la invención, es automática y comprende un circuito eléctrico 31 provisto de una fuente de alimentación 32 de corriente eléctrica que puede ser de manera preferible una batería, un relé 33 que está conectado al medio de calentamiento 5, y dos terminales separados 34, 35, colocando el circuito eléctrico 31 en una configuración abierta por defecto. El término "separado" significa que no existe conexión eléctrica entre dichos dos terminales 34, 35. El tubo interior 3 desemboca en la conexión dieléctrica o en el manguito 6, al nivel de los dos terminales 34, 35 separados del circuito eléctrico 31.
De este modo, con referencia a la Figura 3A, en ausencia de agua en el tubo interior 3, el circuito eléctrico 31 del dispositivo de seguridad está abierto y no circula corriente eléctrica por el mismo. El relé 33 permanece inactivo y el medio de calentamiento 5 no puede activarse.
Por el contrario, con referencia a la Figura 3B, si existe agua presente en el tubo interior 3, se colocará entre los dos terminales 34, 35 separados del circuito eléctrico 31, que luego se sumergirán en dicha agua. Puesto que el agua tiene propiedades de conducción eléctrica, entonces conectará eléctricamente los dos terminales 34, 35 de dicho circuito eléctrico 21, que por lo tanto estará en una configuración cerrada. La fuente de alimentación eléctrica 32 es entonces capaz de suministrar corriente eléctrica al relé 33, que activará de manera instantánea el medio de calentamiento 5 para elevar la temperatura del agua presente en el depósito 2 del calentador de agua 1. El hecho de que el medio de calentamiento 5 se puede activar, atestigua la presencia de agua en el depósito 2 del calentador de agua 1.
Con referencia a las Figuras 4A y 4B, una tercera forma de realización preferida de un dispositivo de seguridad 40 anti calentamiento en seco de un calentador de agua 1, según la invención, es manual y comprende un circuito eléctrico 41
provisto de una fuente de alimentación 42 de corriente eléctrica que puede ser, de manera preferible, un batería, una luz de advertencia 43 y un contactor eléctrico móvil 44. Por defecto, el contactor eléctrico 44 está separado del circuito eléctrico 41, colocando dicho circuito eléctrico 41 en una configuración abierta. El tubo interior 3 desemboca en la conexión dieléctrica o en el manguito 6, quedando separado del circuito eléctrico 41 por el contactor 44. El término "manual" significa que el usuario, al darse cuenta de que no existe agua en el depósito 2, no activará el elemento de calentamiento 5. Para esta forma de realización, conviene señalar que la ventanilla luminosa 43 también podría ser sustituida por un medio de advertencia audible, informando a un usuario que el depósito está lleno de agua.
De este modo, con referencia a la Figura 4A, en ausencia de agua en el tubo interior 3, el circuito eléctrico 41 del dispositivo de seguridad está abierto y no circula corriente eléctrica por el mismo. La ventanilla luminosa 43 indica que no existe agua en el depósito 2 del calentador de agua 1. El usuario será advertido de la ausencia de agua.
Por el contrario, con referencia a la Figura 4B, si existe agua presente en el tubo interior 3, desplazará el contactor eléctrico 44 por gravedad tal como lo indican las flechas 45, hasta que dicho contactor 44 cierre el circuito eléctrico 41. La fuente de alimentación eléctrica 42 es entonces capaz de suministrar corriente eléctrica a la ventanilla luminosa 43 que se encenderá de manera instantánea, indicando así la presencia de agua en el depósito 2 del calentador de agua 1. El medio de calentamiento 5 puede entonces ser activado a sabiendas, con el fin de calentar el agua presente en dicho calentador de agua 1. El contactor eléctrico 44 es una pieza capaz de conducir corriente eléctrica y es preferentemente de metal.
Con referencia a las Figuras 5A y 5B, una cuarta forma de realización preferida de un dispositivo de seguridad 50, de un calentador de agua 1, según la invención, es automática y comprende un circuito eléctrico 51 provisto de una fuente de suministro 52 de corriente eléctrica que puede ser de manera preferible una batería, un relé 53 que está conectado al medio de calentamiento 5 y un contactor eléctrico móvil 54. Por defecto, el contactor eléctrico 54 está separado del circuito eléctrico 51, colocando dicho circuito eléctrico 51 en una configuración abierta. El tubo interior 3 desemboca en la conexión dieléctrica o en el manguito 6, estando separado del circuito eléctrico 51 por el contactor 54.
De este modo, con referencia a la Figura 5A, en ausencia de agua en el tubo interior 3, el circuito eléctrico 51 del dispositivo de seguridad está abierto y no circula corriente eléctrica por el mismo. El relé 53 permanece inactivo y el medio de calentamiento 5 no pueden activarse.
Por el contrario, con referencia a la Figura 5B, si existe agua presente en el tubo interior 3, entonces desplazará el contactor eléctrico 54 por gravedad tal como lo indican las flechas 55, hasta que dicho contactor 54 cierre el circuito eléctrico 51. La fuente de alimentación eléctrica 52 entonces es capaz de suministrar corriente eléctrica al relé 53, que activará de manera instantánea el medio de calentamiento 5 para elevar la temperatura del agua presente en el depósito 2 del calentador de agua 1. El hecho de que el medio de calentamiento 5 pueda activarse atestigua la presencia de agua en el depósito 2 del calentador de agua 1.
Claims (9)
1. Calentador de agua (1) que comprende un depósito (2) destinado a contener el agua y un medio (5) para calentar el agua almacenada en dicho depósito (2), comprendiendo dicho calentador de agua (1) un dispositivo de seguridad (20, 30) anti-calentamiento en seco, capaz de detectar la presencia de agua en el depósito (2), incluyendo dicho dispositivo (20, 30) un circuito eléctrico (21,31) provisto de una fuente energética (22, 32) y de un elemento de detección (23, 33) de la presencia de agua en el depósito (2), cerrando eléctricamente el agua presente en el depósito (2) dicho circuito (21,31) y activando dicho elemento de detección (23, 33), caracterizado porque el depósito (2) comprende un tubo interior (3) que emerge hacia el exterior de dicho depósito (2) y que permite detectar un llenado completo de dicho depósito (2) en agua, y por qué el dispositivo de seguridad (20, 30) está colocado bajo el depósito (2) al nivel de una salida de dicho tubo interno (3).
2. Calentador de agua según la reivindicación 1, caracterizado porque el agua se introduce en el circuito eléctrico (21, 31) y permite el paso de la corriente gracias a sus propiedades de conducción eléctrica.
3. Calentador de agua según la reivindicación 1, caracterizado porque el circuito eléctrico comprende un contactor, y porque el agua presente en el depósito (2) activa dicho contactor por gravedad.
4. Calentador de agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento de detección es un elemento de aviso (23) detectable desde el exterior de dicho calentador de agua (1).
5. Calentador de agua según la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento de detección es una fuente luminosa (23).
6. Calentador de agua según la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento de detección (23) es una fuente sonora.
7. Calentador de agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el elemento de detección (33) controla un relé que permite alimentar los medios de calentamiento (5).
8. Calentador de agua según la reivindicación 7, caracterizado porque el medio de calentamiento (5) es una resistencia calefactora.
9. Calentador de agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el dispositivo de seguridad (20, 30) se inserta en un soporte (6) a elegir entre un manguito y una conexión dieléctrica.
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