VERDAGUER I VILLACAMPA, Jordi (C/ Manuel Fernández Márquez, 26 Badalona, Barcelona, E-08918, ES)
CARBONNIER, Jean-Louis (Rue Charles de Gaulle, Les Brouzils, FR)
MARTINEZ, Thierry M. (C/Enric Prat de la Riba, 6 Blanes, Girona, E-17300, ES)
VERDAGUER I VILLACAMPA, Jordi (C/ Manuel Fernández Márquez, 26 Badalona, Barcelona, E-08918, ES)
R E I V I N D I C A C I Q N E S
1.- Sistema de calefacción mediante radiadores, que comprende al menos una caldera (1) de calentamiento del fluido caloportador, al menos un cuerpo de radiador (2, 2'), en el cual entra el fluido caloportador a una temperatura de entrada (Te) por un tubo de entrada (3), y del cual sale a una temperatura de salida (Ts) por un tubo de salida (4), una bomba (5) de impulsión del fluido caloportador, y medios de control de Ia temperatura ambiente (Ta) a través del control de Ia temperatura y caudal del fluido caloportador, caracterizado porque Ia caldera (1) comprende un intercambiador (6) de calor compuesto por al menos un bloque (9) de un material paramagnético dentro del cual circula el fluido caloportador y que comprende resistencias eléctricas (10) que actúan como fuente calorífica; los medios de control de Ia temperatura ambiente comprenden un sensor de Ia temperatura ambiente, al menos un sensor de Ia temperatura del fluido caloportador, y un controlador (15) mediante al menos un control Proporcional Integral Derivativo Adaptativo (PIDA) cuya variable de salida es Ia temperatura ambiente (Ta) y con acción sobre el caudal de fluido caloportador y Ia temperatura de entrada de éste (Te) a través de Ia potencia calorífica aportada por Ia resistencia eléctrica (10); y el intercambiador de calor (6) y Ia bomba (5) están dispuestos en el interior de un cajeado, o cuerpo de caldera (7), provisto de un acoplamiento complementario de los tubos de entrada y de salida del al menos un cuerpo de radiador (2, 2').
2.- Sistema de calefacción según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque el tubo de entrada (3) y el tubo de salida (4) del fluido caloportador están dispuestos el uno dentro del otro, y encerrados en una única envolvente "monotubular" (22).
3.- Sistema de calefacción según Ia reivindicación 2, caracterizado porque el tubo de entrada (3) y el tubo de salida (4) del fluido caloportador están dispuestos el uno dentro del otro, y encerrados en una única envolvente "monotubular", de forma complementaria a los tubos de salida y de entrada en el cuerpo de caldera.
4.- Sistema de calefacción según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque dicho intercambiador (6) comprende al menos un tubo de intercambiador (11) para Ia circulación del fluido caloportador por el interior de dicho bloque (9) de material paramagnético.
5.- Sistema de calefacción según Ia reivindicación 4, caracterizado porque comprende una pluralidad de tubos intercambiadores en flujo paralelo.
6.- Sistema de calefacción según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque comprende medios de montaje del cuerpo de caldera al cuerpo de radiador, para Ia instalación en mutua contigüidad.
7.- Sistema de calefacción según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque el material paramagnético del bloque (9) del intercambiador (6) es aluminio o una aleación de aluminio.
8.- Sistema de calefacción según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque dicho controlador (15) comprende un primer control PID (16), cuya entrada es una señal de error e a = | Tc - Ta | , diferencia entre Ia temperatura de consigna (Tc) y Ia temperatura ambiente Ta, y cuya salida es una temperatura de consigna (Tr) de los radiadores (2, 2'); y un control PIDA (17) , en cascada con el PID (16), cuya entrada es Ia diferencia entre dicha temperatura de consigna (Tr) de los radiadores (2, 2') y Ia temperatura de salida (Ts) de los radiadores, y que actúa sobre los radiadores (2, 2') para obtener Ia temperatura final de control, o temperatura ambiente (Ta).
9.- Sistema de calefacción según Ia reivindicación 8, caracterizado porque dicho controlador (15) comprende unos medios para que, cuando el error e a es superior a un valor prefijado, el primer regulador PID (16) regule Ia temperatura del cuerpo o cuerpos de radiador (2, 2') para que Ia misma no sobrepase una tempera- tura máxima predeterminada, suministrando en tanto que esto no suceda al cuerpo o cuerpos de radiador (2, 2') el 100% de Ia potencia calorífica de; y para que, cuando se alcance Ia temperatura máxima predeterminada, hacer decrecer Ia potencia calorífica progresivamente para mantener el cuerpo o cuerpos de radiador (2, 2') a esta temperatura máxima predeterminada hasta que e a alcance dicho valor prefija- do.
10.- Sistema de calefacción según Ia reivindicación 9, caracterizado porque dicho controlador (15) comprende unos medios para que, cuando el error e a es infe- rior a dicho valor prefijado, ajustar Ia temperatura del radiador a Ia temperatura necesaria para conseguir Ia temperatura ambiente deseada.
11.- Sistema de calefacción según una cualquiera de las reivindicaciones 1 , 8, 9 ó 10, caracterizado porque el controlador (15) está adaptado para ser instalado en el interior del cuerpo de caldera (7).
12.- Sistema de calefacción según una cualquiera de las reivindicaciones 1 , 8, 9 ó 10, caracterizado porque el controlador (15) está adaptado para ser instalado remotamente al cajeado (7), comprendiendo medios de transmisión de Ia señal de control a los medios de actuación de Ia bomba (5) y del intercambiador (6).
13.- Sistema de calefacción según Ia reivindicación 12, caracterizado porque comprende una pluralidad de cuerpos de radiador (2, 2'), adaptados para ser instalados en emplazamientos distintos, y cada uno de los cuales tiene asociada una respectiva temperatura ambiente (Ta), estando los medios de control (15) de Ia temperatura dispuestos en al menos un dispositivo de control y gestión remoto centralizado.
14.- Sistema de calefacción según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos un sistema de regulación de potencia mediante un transistor bipolar de puerta aislada IGBT (25) para Ia regulación "por tensión" de los cuerpos de radiación (2; 2').
15.- Sistema de calefacción según Ia reivindicación 14, caracterizado porque el cuerpo de radiación (2; 2') es alimentado por Ia corriente del emisor (E) del IGBT (25), cuya puerta (G) es alimentada por Ia salida de un "driver" (27), en serie con Ia salida del PIDA (17), comprendiendo un rectificador (26), de salida en continua, uno de cuyos bornes está conectado al colector (C) del IGBT (25), y estando su otro borne conectado a Ia salida del cuerpo de radiación (2; 2).
16.- Sistema de calefacción según Ia reivindicación 14 ó 15, caracterizado porque dicho sistema de regulación comprende unos medios para controlar Ia potencia suministrada al cuerpo de radiación (2; 2') según un ciclo de trabajo que va desde el 0% hasta el 100% de Ia potencia en saltos de 1%. |
"Sistema de calefacción mediante radiadores"
Sector técnico de Ia invención
La invención se refiere a un sistema de calefacción mediante radiadores, que comprende al menos una caldera de calentamiento del fluido caloportador que, al menos un cuerpo de radiador, en el cual entra el fluido caloportador a una temperatura de entrada por un tubo de entrada, y del cual sale a una temperatura de sali- da por un tubo de salida, una bomba de impulsión del fluido caloportador, y medios de control de Ia temperatura ambiente a través del control de Ia temperatura y caudal del fluido caloportador.
Antecedentes de Ia invención La patente GB730976 describe un radiador de calefacción domestico del tipo en que el agua se enfría cediendo el calor al ambiente, que aumenta de temperatura. El calentamiento del agua Io produce una resistencia eléctrica en paralelo con el flujo fluido, el cual cierra un circuito sobre los elementos del radiador. La resistencia está dispuesta en un lateral del radiador, el cual puede ser así una unidad de calefacción autónoma e independiente por sí sola, con su propia "caldera" o calentador y desvinculado de una red centralizada de distribución de agua y de una caldera única. Todo ello permite un sistema de calefacción versátil y fácilmente con- figurable, exento de las restricciones que impone un sistema a base de tuberías, y con un rendimiento energético que puede ser muy superior en relación con este caso más convencional en que hay presentes tuberías de circulación a y desde una caldera remota.
Las patentes GB2174798, GB2270370, GB2298265 y FR2832212 dan a conocer unidades de calefacción y radiadores que poseen calentadores similares y que perfeccionan el radiador de Ia GB730976.
En los documentos anteriormente citados del estado de Ia técnica se establece un flujo fluido del agua, o del fluido caloportador de que se trate, en circuito cerrado, que comporta una entrada de agua caliente por Ia parte superior del radia-
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dor y una salida de agua fría por Ia parte inferior el mismo. Por fuera del radiador se produce el calentamiento del agua (o fluido caloportador) mediante las resistencias eléctricas, en el "calentador". Ello obliga a tener que realizar un doble empalme del calentador al radiador, por arriba y por abajo y, dadas las diferentes dimensiones entre los empalmes de los distintos fabricantes, así como los diferentes tipos de racores, instalar este tipo de calentadores a radiadores convencionales cuando se desea un cierto grado de autonomía, puede ser complicad y costoso.
Además, el control de este tipo de calentadores se efectúa termostáticamen- te, mediante activaciones todo o nada de Ia potencia eléctrica de las resistencias, según Ia temperatura ambiente sea inferior o superior a Ia temperatura de comanda, Io cual comporta un control típicamente lento y energéticamente poco eficaz. Adicionalmente, gran parte de Ia potencia calorífica de Ia resistencia se disipa al aire adyacente a Ia misma, perdiéndose gran parte del deseado efecto "radiante" y de difusión amplia del sistema de calefacción a base de radiadores.
La finalidad de Ia presente invención es proporcionar un sistema de calefacción que dé solución simultánea a los anteriores inconvenientes.
Explicación de Ia invención
A tal finalidad, el objeto de Ia presente invención es un nuevo sistema de calefacción del tipo indicado al inicio, de concepto y funcionalidad totalmente novedosos, que en su esencialidad se caracteriza porque Ia caldera comprende un intercambiador de calor compuesto por al menos un bloque de un material paramagnético dentro del cual circula el fluido caloportador y que comprende resistencias eléctricas que actúan como fuente calorífica; porque los medios de control de Ia temperatura ambiente comprenden un sensor de Ia temperatura ambiente, al menos un sensor de Ia temperatura del fluido caloportador, y un controlador mediante al menos un control Proporcional Integral
Derivativo Adaptativo (PIDA) cuya variable de salida es Ia temperatura ambiente
(Ta) y con acción sobre el caudal de fluido caloportador y Ia temperatura de entrada de éste (Te) a través de Ia potencia calorífica aportada por Ia resistencia eléctrica; y porque el intercambiador de calor y Ia bomba están dispuestos en el interior
de un cajeado, o cuerpo de caldera, provisto de un acoplamiento complementario de los tubos de entrada y de salida del al menos un cuerpo de radiador.
Según otra característica de Ia presente invención, el tubo de entrada y el tubo de salida del fluido caloportador están dispuestos el uno dentro del otro, y encerrados en una única envolvente "monotubular".
El tubo de entrada y el tubo de salida pueden estar dispuestos el uno dentro del otro, y encerrados en una única envolvente "monotubular", de forma comple- mentaría a los tubos de salida y de entrada en el cuerpo de caldera.
De acuerdo con otra característica de Ia presente invención, dicho intercambiador comprende al menos un tubo de intercambiador para Ia circulación del fluido caloportador por el interior de dicho bloque de material paramagnético.
Según otra característica del sistema de calefacción de Ia presente invención, el mismo comprende una pluralidad de tubos intercambiadores en flujo paralelo.
De acuerdo con otra característica de Ia invención, el sistema comprende medios de montaje del cuerpo de caldera al cuerpo de radiador, para Ia instalación en mutua contigüidad.
Preferentemente, el material paramagnético del bloque del intercambiador es aluminio o una aleación de aluminio.
De acuerdo con Ia realización preferida del sistema de Ia invención, el con- trolador comprende un primer control PID, cuya entrada es una señal de error e a = | Tc - Ta | , diferencia entre Ia temperatura de consigna (Tc) y Ia temperatura ambiente Ta, y cuya salida es una temperatura de consigna (Tr) de los radiadores; y . un control PIDA, en cascada con el primer control PID, cuya entrada es Ia diferencia entre dicha temperatura de consigna (Tr) de los radiadores y Ia temperatura de salida (Ts) de los radiadores, y que actúa sobre los radiadores para obtener Ia
temperatura final de control, o temperatura ambiente (Ta).
En Ia realización preferida, dicho controlador comprende
- unos medios para que, cuando el error e a es superior a un valor prefijado, el primer regulador PID regule Ia temperatura del cuerpo o cuerpos de radiador para que Ia misma no sobrepase una temperatura máxima predeterminada, suministrando en tanto que esto no suceda al cuerpo o cuerpos de radiador el 100% de Ia potencia calorífica de; y para que, cuando se alcance Ia temperatura máxima prede- terminada, hacer decrecer Ia potencia calorífica progresivamente para mantener el cuerpo o cuerpos de radiador a esta temperatura máxima predeterminada hasta que e a alcance dicho valor prefijado, y
- unos medios para que, cuando el error e a es inferior a dicho valor prefijado, ajustar Ia temperatura del radiador a Ia temperatura necesaria para conseguir Ia temperatura ambiente deseada.
En una variante, el controlador está adaptado para ser instalado en el interior del cuerpo de caldera.
Alternativamente, el controlador puede estar diseñado para ser instalado remotamente al cajeado, comprendiendo medios de transmisión de Ia señal de control a los medios de actuación de Ia bomba y del intercambiador.
En este caso, el sistema puede gestionar remotamente una pluralidad de cuerpos de radiador, instalados en emplazamientos distintos, cada uno de los cuales tiene asociada una respectiva temperatura ambiente (Ta), estando los medios de control de Ia temperatura dispuestos en al menos un dispositivo de control y gestión remoto centralizado.
Según una realización preferida, el sistema comprende al menos un sistema de regulación de potencia mediante un transistor bipolar de puerta aislada IGBT para Ia regulación "por tensión" de los cuerpos de radiación.
En este caso, el cuerpo de radiación es alimentado por Ia corriente del emisor del IGBT, cuya puerta es alimentada por Ia salida de un "driver", en serie con Ia salida del PIDA, comprendiendo un rectificador, de salida en continua, uno de cuyos bornes está conectado al colector del IGBT, y estando su otro borne conectado a Ia salida del cuerpo de radiación.
Preferentemente, este sistema de regulación comprende unos medios para controlar Ia potencia suministrada al cuerpo de radiación según un ciclo de trabajo que va desde el 0% hasta el 100% de Ia potencia en saltos de 1%.
Breve descripción de los dibujos
En los dibujos adjuntos se ilustra, a título de ejemplo no limitativo, las formas de realización preferentes, aunque no exclusivas, del sistema de calefacción mediante radiadores objeto de Ia invención. En dichos dibujos, dos meramente a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo:
Ia Fig. 1 es una vista en perspectiva de un primer modo de realización de un sistema de calefacción según Ia invención, aplicado a un secador de toallas;
Ia Fig. 2 es Ia vista en perspectiva, análoga a Ia Fig. 1 , de un segundo modo de realización de un sistema de calefacción según Ia invención, aplicado en este caso a un radiador-emisor de calefacción convencional;
Ia Fig. 3 es una vista similar a Ia Fig. 2, pero en que se muestra el cuerpo de caldera y envolvente separadas del emisor o radiador propiamente dichos;
Ia Fig. 4 es una vista en perspectiva y de detalle que muestra, según IV de Ia Fig. 3, Ia unión de tipo "monotubo" del cuerpo de caldera al radiador-emisor;
Ia Fig. 5 es una vista en alzado frontal del interior del cuerpo de caldera, ilustrativa del intercambiador, bomba, medios de regulación y control y válvulas de EJS;
Ia Fig. 6 es una vista en planta superior, según Vl de Ia Fig. 5;
Ia Fig. 7 es una vista esquemática del bucle de control PID + PIDA del sistema de calefacción Ia presente invención; Y
Ia Fig. 8 es una vista similar a Ia de Ia Fig. 7, pero ampliada con el esquema representativo del sistema de regulación mediante un transistor bipolar de puerta aislada IGBT.
Descripción detallada de los dibujos
En las Fig. 1 y 2 puede apreciarse que el sistema de calefacción de Ia in- vención se compone de un cuerpo de radiación 2, 2' y un cuerpo 7 de caldera 1 instalable en contigüidad o adyacencia al cuerpo de radiación 2 y 2'. Este cuerpo de radiación puede tener cualquier configuración y material. En Ia Fig. 1 se trata de un calentador de toallas 2' para baño, y Ia caldera es adyacente al calentador 2, en tanto que en Ia Fig. 2 se ha representado otro ejemplo en que el cuerpo de radia- ción está constituido por un radiador-emisor 2 convencional módulos. En este caso, el radiador emisor 2 y el cuerpo de caldera son totalmente contiguos y están instalados prácticamente sin solución de continuidad, determinando un solo cuerpo de calefacción.
El fluido caloportador puede ser agua, aceite térmico o cualquier otro fluido con el calor específico y el coeficiente de transmisión y convención adecuados. El fluido caloportador entra en el radiador 2, 2' a una temperatura de entrada, Te, por un tubo de entrada 3, y sale del mismo a una temperatura de salida, Ts, por un tubo de salida 4.
Una bomba 5 se encarga de impulsar el fluido caloportador, y unos medios de control de Ia temperatura ambiente, Ta, son los responsables de Ia gestión de Ia caldera, a través del control de Ia temperatura y caudal del fluido caloportador.
La primera particularidad del sistema de Ia presente invención es que Ia caldera 1 tiene un sistema de intercambiador 6 de calor de tipo eléctrico, pero en que, a diferencia de Io que es convencional, el fluido caloportador está exento de contacto con los elementos de resistencia eléctrica responsables del calentamiento. El intercambiador está compuesto por al menos un bloque 9 de un material paramag-
nético dentro del cual circula el fluido caloportador y que comprende las resistencias eléctricas 10 que actúan como fuente calorífica. La ausencia de contacto es beneficiosa para el mantenimiento y alargamiento de Ia vida útil tanto de Ia resistencia como del fluido caloportador, debido a que se limita mucho el efecto de Ia corrosión, puesto que el agua, por ejemplo, se calienta a través de Ia conducción del calor a través del bloque 9.
Este material del bloque 9 puede ser aluminio, una aleación de aluminio, u otros materiales que incluyan aluminio o sus aleaciones en Ia cantidad y proporción suficientes.
En las Figs. 5 y 6 se muestra un ejemplo de realización en que el bloque 9 está formado por dos medias piezas 9', 9" (Fig. 6) que cuando se unen abrazan y retienen entrambas a Ia resistencia 10. Un tubo de agua 11 asciende por el interior del bloque 9, y vuelve a descender por e interior del mismo tras efectuar un bucle superior, en trayectorias mutuamente paralelas entre sí y con respecto a Ia resistencia 10 que, en este caso, es una resistencia de tipo varilla. Tras salir por Ia parte inferior del bloque 9 del intercambiador 6, un tubo inferior 12 conduce el agua, u otro fluido térmico, hacia Ia entrada de Ia bomba 5, de donde sale hacia Ia salida de Ia caldera 1 o entrada 3 al radiador 2.
En otras formas de realización del intercambiador 6, que no se ilustran, éste puede comprender un único tubo 1 o más de dos tubos 1 , y más de una resistencia 10 por el interior del bloque 9 de aluminio o material análogo o afín.
Otro aspecto innovador de Ia presente invención es que los medios de control de Ia temperatura ambiente Ta de un habitáculo 23 (Fig. 7)) comprenden un sensor o sonda de temperatura ambiente 13, al menos un sensor de Ia temperatura del fluido caloportador 18, un sensor de temperatura de seguridad 19, y un contro- lador PID-PIDA 15. Este está compuesto por un primer controlador Proporcional Integral Derivativo (PID) 16 que actúa sobre Ia potencia del radiador, y un control Proporcional Integral Derivativo Adaptativo (PIDA) 17. El controlador 15 actúa con Ia temperatura ambiente, Ta, como parámetro de control y con acción sobre el caudal de fluido caloportador, aportando una temperatura de consigna Tr del radiador
(a comprar con Ia temperatura de salida, Ts, del mismo) para obtener Ia temperatura de entrada, Te, al radiador a través de Ia potencia calorífica aportada por Ia resistencia eléctrica 10. Más adelante se explica su funcionamiento en relación con Ia Fig. 7.
El intercambiador de calor 6 y Ia bomba 5 están dispuestos en el interior de un cajeado, o cuerpo de caldera 7 (véanse Figs. 3 y 5), provisto de un acoplamiento complementario 22 de los tubos de entrada 3 y de salida 4 del cuerpo de radiador 2, 2'.
En las Figs. 4 a 6 puede verse que el tubo de entrada 3 y el tubo de salida 4 del fluido caloportador (con respecto al radiado 2, 2') están dispuestos el uno dentro del otro, y encerrados en una única envolvente "monotubular" 22. En concreto, el tubo de entrada 3 es concéntrico, coaxial e interior al tubo de salida 4.
El agua o fluido caloportador sale caliente de Ia caldera 1 y entra al radiador 2, 2' por el tubo 3, a una temperatura Te, y salde del radiador 2. 2', a una temperatura Ts, más baja que Te, por el tubo 4, para entrar en Ia caldera 1.
Así, esta conexión 22 es "universal", por cuanto que es aplicable directamente a conexiones "monotubo" convencionales o, si no es este el caso, sin más que realizar realizan unas simples correcciones y reconexiones de Ia entrada y salida en el caso de radiadores y emisores "bitubo", para dejarles una sola entrada- salida.
En los dibujos se ha ilustrado una forma de realización en que el controlador 15 se ubica asimismo en el interior del cajeado 7 del cuerpo de caldera 1. En este caso, Ia electrónica y lógica de controlador, que puede contar con un chip de micro, por ejemplo, está dentro de una carcasa 24 que incorpora también un display 20 y un teclado 21, y/o otros interfaces de entrada/salida, accesibles desde el exterior, según se ve en las Figs. 1 a 3 y 5. El display 20 y el teclado son visibles a través de Ia tapa 8 de Ia envolvente 7 o cajeado del cuerpo de caldera 1 , cuya remoción permite el acceso al interior del cuerpo de caldera 1.
Además de conexiones con los sensores 13, 18 y 19, el controlador 15 tiene una conexión 14 con Ia bomba 5, para Ia adquisición de datos y Ia transmisión de señales de comando.
En una alternativa no menos interesante, el controlador 15 está adaptado para ser instalado remotamente al cajeado 7 y, por Io tanto, a Ia cadera 1 y al propio radiador 2, 2'. En este caso, unos medios de transmisión se ocupan de comunicar las señales de control a y desde los sensores de temperatura, Ia caldera 1 ; Ia bomba 5 y el controlador o controladores remotos.
De esta manera, se puede controlar de una manera centralizada y remota, una pluralidad de cuerpos de radiador 2, 2', por ejemplo los de una vivienda, despacho, edificio, etc. con respectivas temperatura ambiente, y estando los medios de control 15 de Ia temperatura dispuestos en al menos un dispositivo de control y ges- tión remoto centralizado. Este sistema puede formar parte de un sistema domótico más amplio y ser controlado incluso mediante instrucciones transmitidas a través de Ia red Internet
Según se ha dicho antes, Ia regulación de Ia electrónica del nuevo sistema, se basa en una doble regulación PID. Esto significa que se dispone de los dos reguladores encadenados, tal como muestra el esquema de Ia Fig. 7. Esta composición permitirá que el sistema pueda controlar Ia temperatura Ta de un habitáculo con el condicionante de maximizar Ia eficiencia y minimizar el consumo energético.
La diferencia entre Ia temperatura de consigna Tc y Ia temperatura ambiente
Ta medida, se denomina en Io que sigue error ambiente e a . Por Io tanto,
e a = | Tc - Ta |
Esto permite tener un doble funcionamiento. Por un lado el funcionamiento o modo con un error ambiente e a superior a una temperatura predeterminada, por ejemplo 2 grados y por otro lado cuando éste error e a es inferior.
Modo 1 : Error ambiente (e a ) superior a 2 grados:
En este modo de trabajo, se pretende calentar al máximo el radiador 2, 2' para que llegue Io antes posible a Ia temperatura Tc deseada. El primer regulador PID 16 regula Ia temperatura del radiador para que no sobrepase Ia temperatura máxi- ma permitida en este tipo de equipos (70 grados centígrados). En este punto de funcionamiento, Ia potencia suministrada al radiador será del 100% hasta que Ia temperatura del radiador llegue a Ia máxima permitida. Cuando esto ocurra, Ia potencia decrecerá progresivamente haciendo un ahorro energético importante y manteniendo el radiador en 70 0 C. Así se mantendrá hasta que el error ambiente sea inferior a 2 grados y pase a trabajar en el siguiente modo.
Modo 2: Error ambiente (e a ) inferior a 2 grados:
En este modo de trabajo, se pretende ajustar Ia temperatura del radiador a Ia temperatura necesaria para conseguir Ia temperatura ambiente deseada. Esta tem- peratura será distinta en cada ocasión ya que dependerá de las condiciones térmicas en las que se encuentre el equipo. Esto se consigue con el regulador Proporcional Integral Derivativo Adaptativo (PIDA) 17 que tiene implementado Ia electrónica del regulador 15. Esta regulación se encarga de observar las variaciones de temperatura Ta y ajustar Ia potencia a posible cambios térmicos producidos en el ambiente.
El sistema se adapta a las fluctuaciones de temperatura provocadas por perturbaciones en el ambiente como corrientes de aire, puertas que se abren y se cierran, ventanas, etc. Si bien es un ajuste mas lento, permite obtener un mejor rendimiento del radiador y Io que es mas importante, un ahorro energético considerable. Este tipo de funcionamiento permite conectar dos radiadores iguales consumiendo Io mismo que consume uno sólo a máxima potencia.
Por último, en Ia Fig. 8 se ilustra mediante un esquema complementario del de Ia Fig. 7, el sistema de regulación de potencia mediante un transistor bipolar de puerta aislada IGBT 25 (por sus siglas en inglés "Insulated Gate Bipolar Transistor), que, típicamente, permite controlar intensidades elevadas con una potencia de control muy baja. La potencia suministrada al radiador 2 se realiza a través de un IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Este transistor de potencia permite un control más eficaz que el control por tiristor tradicional evitando las interferencias
electromagnéticas producidas por los cambios bruscos de corriente de salida. Con el IGBT 25 podemos regular por tensión Ia carga, permitiendo controlar Ia potencia suministrada a Ia carga (radiador 2) con un ciclo de trabajo que va desde el 0% hasta el 100% en saltos de, preferentemente, 1%.
En concreto, el radiador 2 es alimentado por Ia corriente del emisor E del
IGBT 25, cuya puerta G aislada es alimentada por Ia salida de un "driver" 27, en serie con Ia salida del PIDA 17. Un rectificador 26, de salida en continua, conecta un borne con el colector C del IGBT 25 y Ia salida de Ia carga o radiador 2, cuya medición en temperatura alimenta Ia señal de error del PIDA 17.
Los conjunto paralelos diodo D1 - resistencia R1 , en serie con Ia puerta G y diodo D2 - resistencia R2, en paralelo con el colector C y el emisor E, permiten las correcciones adecuadas al sistema descrito, según es de ver en Ia Fig. 8
Descrita suficientemente Ia naturaleza de Ia presente invención, así como Ia manera de ponerla en práctica, se hace constar que todo cuanto no altere, cambie o modifique su principio fundamental, queda sujeto a variaciones de detalle.