PT108869B - Dispositivo de aquecimento e processo de operação de um dispositivo de aquecimento - Google Patents

Dispositivo de aquecimento e processo de operação de um dispositivo de aquecimento Download PDF

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Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO TEM POR BASE UM DISPOSITIVO DE AQUECIMENTO COM, PELO MENOS, UMA UNIDADE DE COMANDO E/OU DE REGULAÇÃO (12), QUE TEM POR OBJETIVO APURAR UM FATOR DE AR (AC) DE UMA COMBUSTÃO. A PRESENTE INVENÇÃO PROPÕE QUE A UNIDADE DE COMANDO E/OU DE REGULAÇÃO (12) SE DESTINE A, EM PELO MENOS UM MODO DE OPERAÇÃO, DETERMINAR O FATOR DE AR (AC) COM BASE NUMA POTÊNCIA DE ENTRADA (PIN) E NUMA CORRENTE DE IONIZAÇÃO.

Description

DESCRIÇÃO
DISPOSITIVO DE AQUECIMENTO E PROCESSO DE OPERAÇÃO DE UM DISPOSITIVO DE AQUECIMENTO
Domínio técnico presente pedido descreve um dispositivo de aquecimento e o processo de operação de um dispositivo de aquecimento.
Estado da técnica
Do estado da técnica são conhecidos aparelhos de aquecimento operados a gás que compreendem uma unidade de comando e/ou de regulação para apuramento de um fator de ar. Neste caso, esse apuramento do fator de ar pode ter lugar, por exemplo, por meio da temperatura de uma chama de aquecimento, de um sinal de ionização da chama de aquecimento e/ou através de um sinal de um sensor do gás de escape.
Breve Descrição
A presente invenção tem por base um dispositivo de aquecimento com, pelo menos, uma unidade de processamento e/ou de avaliação, a qual se destina a apurar um fator de ar de uma combustão.
A presente invenção propõe que a unidade de processamento e/ou de avaliação se destine a, em pelo menos um modo de operação, apurar o fator de ar com base numa potência de entrada e numa corrente de ionização.
Pela expressão dispositivo de aquecimento deve ser entendido, no contexto da presente invenção, de modo especial, e pelo menos, uma parte, e, de modo especial, um subgrupo de montagem, de um aparelho de aquecimento e, de preferência, de um esquentador. De modo particular, o dispositivo de aquecimento também pode compreender todo o aparelho de aquecimento, e, de preferência, todo o esquentador. Em especial, o dispositivo de aquecimento pode compreender uma unidade de aquecimento, pelo menos, um ventilador modular e/ou conectável para a condução de um ar de combustão, pelo menos, e/ou, pelo menos, uma válvula de regulação de combustível para a condução de um combustível. Por uma unidade de aquecimento deverá ser entendido, no âmbito desta invenção, e de modo especial, uma unidade destinada a converter energia, e, em especial, bioenergia e/ou, de preferência, energia fóssil, de modo particular diretamente, em calor, e a alimentar esse calor, de modo particular, a um fluido, e, de preferência, a água. A unidade de aquecimento compreende, de modo especial, e pelo menos, um módulo de aquecimento, o qual se destina, em especial, a queimar uma mistura, e, de modo particular, a queimar uma mistura de ar de combustão e de combustível, compreendendo ainda, de forma vantajosa, um permutador de calor. 0 módulo de aquecimento pode ser concebido, de forma vantajosa, como um queimador, e, em especial, como um queimador a gás de ar forçado, regulado pelo fator de ar e que regule a potência, e que, para aquecimento do fluido, apresente, de forma vantajosa, uma ligação térmica com o permutador de calor. Por destinado(a) a/que tem por objetivo deve ser entendido, em particular, que foi programado(a), concebido(a) e/ou equipado(a) de modo especial. Pelo facto de um objeto estar destinado à execução de uma função específica ou ter por objetivo a realização dessa função deve ser entendido, de modo especial, que o objeto desempenha e/ou realiza esta função especifica em, pelo menos, um modo de utilização e/ou um modo de operação.
Além disso, por uma unidade de comando e/ou de regulação deve ser entendida, de modo especial, uma unidade elétrica e/ou eletrónica com, pelo menos, um sistema eletrónico. Por um sistema eletrónico deve ser entendido, de modo especial, uma unidade com uma unidade de processamento e com uma unidade de memória, bem como com um programa de operação, de comando e/ou de regulação que está armazenado na unidade de memória e que se destina a ser executado, de modo especial, pela unidade de processamento. De modo particular, a unidade de comando e/ou de regulação tem por objetivo, pelo menos, disponibilizar um sinal de comando para uma regulação e/ou um ajuste de um ventilador, e, de modo especial, de um ventilador para ar de combustão, e/ou da válvula de regulação de combustível para o combustível. Além disso, a unidade de comando e/ou de regulação também tem por objetivo, através da regulação e/ou do ajuste do ventilador e/ou da válvula de regulação de combustível, disponibilizar uma potência de aquecimento e, de modo especial, uma potência de aquecimento necessária e/ou uma potência de aquecimento nominal.
Por um fator de ar deve ser entendido, de modo especial, um fator que depende, em particular, do ar de combustão e/ou do combustível, fator esse que determina uma qualidade da combustão e/ou com base no qual pode ser tirada uma conclusão sobre uma qualidade da combustão. De modo especial, o fator de ar corresponde a uma relação entre uma quantidade de ar de combustão efetivamente presente na mistura, e, de modo especial, na mistura de ar de combustão com combustível, e uma quantidade de ar de combustão estequiométrica necessária, que, de modo particular, é precisa para que tenha lugar uma combustão total. Um fator de ar que apresente o valor 1 corresponde, no caso vertente, e de modo especial, a uma relação de ar de combustão estequiométrica. Será vantajoso que o fator de ar corresponda a uma grandeza de comando e/ou de regulação direta e/ou indireta. Para se obter uma combustão ideal, e, de modo especial, uma chama de aquecimento estável, uma emissão de poluentes mínima e/ou um grau de eficácia máximo, o fator de ar nominal corresponde a uma amplitude da mistura ligeiramente menor, em especial no que diz respeito à mistura do ar de combustão com o combustível, e, de modo especial, compreendida entre 1,15 e 1,45, e, de preferência, compreendida entre 1,2 e 1,4, e, a que é dada especial preferência, compreendida entre 1,25 e 1,35.
No âmbito da presente invenção, por potência de entrada deve entender-se, de modo especial, uma potência, e, de modo especial, uma potência máxima, e, em especial, uma potência térmica máxima que pode ser alcançada, que é alimentada no momento e/ou no momento atual à unidade de aquecimento, e, em especial, ao módulo de aquecimento, potência essa que, de modo especial, ocorreria no caso de uma combustão total e/ou ideal de um combustível, e, de modo particular, de um combustível alimentado à unidade de aquecimento. Neste caso, a potência de entrada está correlacionada, de modo especial, com uma energia química contida e/ou armazenada no combustível, e, de modo especial, no combustível que é alimentado à unidade de aquecimento. De preferência, o dispositivo de aquecimento dispõe de, pelo menos, uma sonda de ionização, que tem por objetivo medir uma corrente de ionização que ocorre no interior de uma chama de combustão. A corrente de ionização está correlacionada, de modo especial, com o fator de ar.
Através de uma conceção como aquela que é descrita aqui pode ser disponibilizado um dispositivo de aquecimento de acordo com a presente invenção com propriedades de operação vantajosas. De modo especial, mediante a utilização da potência de entrada e da corrente de ionização pode ser conseguido um apuramento vantajosamente fiável e/ou exato do fator de ar ao longo de toda uma amplitude de potência de um aparelho de aquecimento, e, de modo especial, de um aparelho de aquecimento com um queimador a gás de ar forçado, regulado pelo fator de ar e que regule a potência. Por outro lado pode ser assegurada, de forma vantajosa, uma combustão otimizada com uma chama de aquecimento estável, uma emissão de poluentes mínima e/ou um grau de eficácia máximo, o que, de modo especial, torna possível aumentar a segurança de operação.
Se a unidade de comando e/ou de regulação estiver concebida de modo a apurar a potência de entrada com base numa potência de saída e num grau de eficácia térmico, de modo especial da combustão e/ou da unidade de aquecimento, e, de modo especial, do módulo de aquecimento, e, de modo particular, a apurar essa potência de entrada e/ou a, de forma vantajosa, a calculá-la de forma analítica, torna-se possível obter uma determinação vantajosamente precisa e/ou simples da potência de entrada, de modo especial sem quaisquer influências decorrentes de uma operação de aquecimento.
No âmbito da presente invenção por potência de saída deve ser entendida, de modo especial, uma potência de saída registada no momento e/ou atual. A potência de saída é, de modo especial, uma potência eficaz e/ou que pode ser alcançada de forma eficaz, e, de modo especial, uma potência térmica que resulta da combustão do combustível, e, especialmente, do combustível que é alimentado à unidade de aquecimento. Será vantajoso que a potência de saída corresponda a uma potência alimentada ao fluido e/ou a uma potência derivada do fluido, e, de modo especial, a uma potência térmica. Neste caso, a potência de saída está correlacionada, de modo especial, com uma energia térmica que resulta, de modo particular em caso de combustão, da energia química do combustível. Por outro lado, a potência de saída está correlacionada com a potência de entrada por meio de uma entalpia, e, em particular, por meio de uma entalpia de combustão. 0 grau de eficácia térmico poderia, por exemplo, ser concebido como um valor de referência, e, de modo especial, estar armazenado na unidade de memória da unidade de comando e/ou de regulação. No entanto, e de forma vantajosa, a unidade de comando e/ou de regulação tem por objetivo apurar o grau de eficácia térmico tomando por base, pelo menos, uma temperatura de entrada do ar de combustão, e, de modo especial, da corrente de ar de combustão, e/ou do combustível, e, de modo especial, do fluxo de combustível, e/ou tomando igualmente por base uma temperatura do gás de escape da combustão. Para que tal seja possível, o dispositivo de aquecimento dispõe, de preferência, de, pelo menos, três sensores, e, de modo especial, de, pelo menos, um sensor da temperatura do gás de escape, sensor esse que se destina à medição da temperatura do gás de escape da combustão, e, pelo menos, de um sensor da temperatura para o ar da combustão e/ou para o combustível.
Além disso é igualmente proposto que a unidade de comando e/ou de regulação também tenha por objetivo apurar a potência de saída, com base numa temperatura de um fluido, e, de preferência, com base numa temperatura de entrada e/ou numa temperatura de saída, em especial do permutador de calor, e/ou ainda com base na temperatura de um caudal do fluido, e, de modo especial, que passe através do permutador de calor, e, de modo particular, que a unidade de comando e/ou de regulação também se destine a determinar essa potência de saída e/ou a, de maneira vantajosa, a calculá-la de forma vantajosa. É dada preferência a que o dispositivo de aquecimento disponha de, pelo menos, um sensor da temperatura, o qual se destina a apurar uma temperatura de entrada e/ou uma temperatura de saída do fluido. Através da utilização de sensores de construção simples, pautados por uma durabilidade elevada e/ou por variações reduzidas resultantes da deterioração, torna-se possível levar a cabo uma medição vantajosamente precisa.
Por outro lado, a presente invenção também propõe que o dispositivo de aquecimento disponha de, pelo menos, um dispositivo de medição do caudal, o qual se destina a apurar um caudal do fluido, de modo especial momentâneo e/ou atual. De modo particular, o dispositivo de medição do caudal pode ser concebido como um dispositivo de medição do caudal acústico, um dispositivo de medição do caudal giroscópico, um dispositivo de medição do caudal magnético-indutivo, um dispositivo de medição do caudal mecânico-volumétrico, um dispositivo de medição do caudal ótico e/ou um dispositivo de medição do caudal térmico. Mediante a utilização de medidores de fluxo correntes consegue levar-se a cabo uma medição vantajosamente precisa, ao mesmo tempo que os custos inerentes são vantajosamente baixos.
Numa outra forma de realização da presente invenção é proposto que a unidade de processamento e/ou de avaliação tenha por objetivo apurar um caudal do fluido com base em, pelo menos, um valor caracteristico da potência de uma bomba de fluido. Por valor caracteristico da potência deve ser entendido, no âmbito da presente invenção, e de modo especial, um valor caracteristico que contenha, pelo menos, uma potência momentânea da bomba de fluido. De modo particular, o dispositivo de aquecimento compreende, pelo menos, um sensor que tenha por objetivo apurar o, pelo menos um, valor da potência, de modo especial de forma contínua, e, de modo particular, transmiti-lo, sem fios e/ou ligado por fios, à unidade de comando e/ou de regulação. De modo especial, o, pelo menos um, sensor pode estar integrado na bomba de fluido ou estar instalado fora da bomba de fluido, como um elemento separado. Será vantajoso que o valor caracteristico da potência seja constituído por uma velocidade de rotação da bomba e/ou por uma absorção elétrica de potência da bomba de fluido. De modo particular, o dispositivo de aquecimento pode dispor de, pelo menos, um sensor de corrente, concebido para apurar, de modo especial de forma contínua, uma absorção de corrente da bomba de fluido. Em alternativa, ou adicionalmente, o dispositivo de aquecimento pode dispor de, pelo menos, um sensor da velocidade de rotação, concebido para apurar, de modo especial de forma continua, uma velocidade de rotação da bomba de fluido. Esta medida faz com que seja possível, de forma vantajosa, prescindir-se da necessidade de utilizar medidores de fluxo, o que faz com que os custos do sistema e/ou os custos de manutenção possam ser reduzidos de forma vantajosa.
Além disso, a presente invenção também propõe um processo de operação de um dispositivo de aquecimento, de acordo com o qual um fator de ar de um queimador é determinado com base numa potência de entrada e numa corrente de ionização. Mediante a utilização da potência de entrada e da corrente de ionização pode ser conseguido um apuramento vantajosamente fiável e/ou exato do fator de ar ao longo de toda uma amplitude de potência de um aparelho de aquecimento, e, de modo especial, de um aparelho de aquecimento com um queimador a gás de ar forçado, regulado pelo fator de ar e que regule a potência. Por outro lado pode ser assegurada, de forma vantajosa, uma combustão otimizada com uma chama de aquecimento estável, uma emissão de poluentes mínima e/ou um grau de eficácia máximo, o que, de modo especial, torna possível aumentar a segurança de operação.
Não se pretende com o presente que o dispositivo de aquecimento concebido de acordo com a presente invenção fique limitado seja à utilização, seja à forma de realização descritas acima. De modo particular, e para realizar um modo de operação aqui descrito, o dispositivo de aquecimento concebido de acordo com a presente invenção pode dispor de uma quantidade de elementos, componentes e unidades individuais que seja diferente da quantidade que é aqui mencionada.
Breve descrição das figuras
Outras vantagens podem ser inferidas da descrição das figuras que se segue. As figuras apresentam um exemplo de forma de realização da presente invenção. Quer o desenho, quer a descrição e as reivindicações contêm diversas caracteristicas combinadas. O perito nesta matéria também poderá ter em consideração as caracteristicas atendendo ao objetivo que se pretende alcançar e reuni-las noutras combinações adequadas.
Assim:
A fig. 1 mostra um diagrama de blocos, representado de forma esquemática, de um aparelho de aquecimento, concebido como um esquentador, com um dispositivo de aquecimento,
A fig. 2 mostra um diagrama de blocos de uma operação exemplificativa do dispositivo de aquecimento,
A fig. 3 mostra, representados de forma esquemática, os percursos de uma corrente de ionização (/) perante três fatores de ar (Ac) diferentes, que dependem de uma potência de entrada (Pin) , e
A fig. 4 mostra um diagrama de blocos, representado de forma esquemática, de um aparelho de aquecimento, concebido como um esquentador, com um dispositivo de aquecimento.
Em que os números de referência estão relacionados com os seguintes elementos:
- Dispositivo de aquecimento;
- Unidade de comando e/ou de regulação;
- Sensor da temperatura;
- Sonda de ionização;
- Dispositivo de medição do caudal;
- Bomba de fluido;
- Aparelho de aquecimento;
- Unidade de aquecimento;
- Módulo de aquecimento;
- Ventilador;
- Tubo de alimentação;
- Válvula de combustível;
- Tubo de alimentação;
- Queimador principal;
- Permutador de calor;
- Tubo de alimentação;
- Saída;
- Módulo de gás de escape;
- Saída de gás de escape;
- Sensor da temperatura;
- Unidade de alimentação;
- Entrada de fluido;
- Unidade de escoamento;
- Saída de fluido;
- Passo operacional;
- Velocidade de rotação da bomba;
- Absorção de potência;
- Passo operacional;
- Passo operacional;
- Passo operacional;
- Zona;
- Zona da potência de entrada.
Descrição de formas de realização
A figura 1 mostra, representado de forma esquemática num diagrama de blocos, e a título de exemplo, um aparelho de aquecimento (22) . No caso vertente, o aparelho de aquecimento (22) foi concebido como um esquentador. Em alternativa, também é concebível que um aparelho de aquecimento seja concebido como um termoacumulador. 0 aparelho de aquecimento (22) compreende um dispositivo de aquecimento (10).
O dispositivo de aquecimento (10), por sua vez, compreende uma unidade de aquecimento (24). Esta unidade de aquecimento (24) tem por objetivo aquecer um fluido. No caso vertente, a unidade de aquecimento (24) destinase a aquecer água. Para esse efeito, a unidade de aquecimento (24) compreende um módulo de aquecimento (26) . 0 módulo de aquecimento (26) foi concebido como um queimador a gás de ar forçado, regulado pelo fator de ar e que regule a potência. Em alternativa, também é de ponderar a possibilidade de uma unidade de aquecimento estar destinada ao aquecimento de outro fluido, como, por exemplo, de um agente de refrigeração e/ou de um agente de aquecimento.
O módulo de aquecimento (26) dispõe de um ventilador (28), de velocidade de rotação variável, para o ar de combustão. O ventilador (28) tem por objetivo fazer avançar uma corrente de ar de combustão e/ou regular essa corrente. Para esse efeito, o ventilador (28) está ligado a um primeiro tubo de alimentação (30) para o ar de combustão. Além disso, o módulo de aquecimento (26) dispõe ainda de uma válvula de combustível (32), eletrónica e de débito variável, para o combustível. A válvula de combustível (32) tem por objetivo fazer avançar um fluxo de combustível e/ou regular esse fluxo. No caso vertente, a válvula de combustível (32) tem por objetivo fazer avançar um gás e/ou regulá-lo. Para esse efeito, a válvula de combustível (32) está ligada a um segundo tubo de alimentação (34) para o combustível.
módulo de aquecimento (26) compreende ainda um queimador principal (36). Este queimador principal (36) foi concebido como um queimador a gás. 0 queimador principal (36) está ligado, por meio do ventilador (28), ao primeiro tubo de alimentação (30) para o ar de combustão. Além disso, o queimador principal (36) está ligado, por meio da válvula de combustível (32), ao segundo tubo de alimentação (34) para o combustível. 0 queimador principal (36) tem por objetivo queimar, em, pelo menos, um modo de operação, uma mistura de um ar de combustão com um combustível. Para esse efeito, o queimador principal (36) está concebido para produzir uma chama de aquecimento. Além disso, um módulo de aquecimento pode ainda compreender um queimador de ignição o qual tenha sido concebido, de modo especial, para disponibilizar uma chama de ignição para um queimador principal. Por outro lado, também é concebível que, em vez de um queimador de ignição, seja utilizada, por exemplo, uma ignição por faísca.
Além disso, a unidade de aquecimento (24) compreende igualmente um permutador de calor (38) . O permutador de calor (38) está instalado numa zona próxima da chama de aquecimento. 0 permutador de calor (38) destina-se a transferir energia térmica do módulo de aquecimento (26) para o fluido. Para esse efeito, o permutador de calor (38) compreende um tubo de alimentação (40) para um fluido que não foi aquecido, e, de modo especial, para água, e uma saída (42) para um fluido aquecido, de modo particular para água.
Por outro lado, a unidade de aquecimento (24) compreende ainda um módulo de gás de escape (44). O módulo de gás de escape (44) foi concebido como uma chaminé. Este módulo de gás de escape (44) destina-se a evacuar os gases de escape. Para esse efeito, o módulo de gás de escape (44) está ligado a uma saída de gás de escape (46) .
Além disso, o dispositivo de aquecimento (10) dispõe ainda de uma unidade de alimentação (50). Esta unidade de alimentação (50) tem por objetivo alimentar o fluido não aquecido ao permutador de calor (38) e/ou ao aparelho de aquecimento (22). Para esse efeito, a unidade de alimentação (50) compreende uma entrada de fluido (52). A entrada de fluido (52) está ligada ao tubo de alimentação (40) do permutador de calor (38) por meio de uma ligação para fluidos.
Além disso, o dispositivo de aquecimento (10) dispõe ainda de uma unidade de escoamento (54) . Esta unidade de escoamento (54) tem por objetivo conduzir o fluido aquecido para fora do permutador de calor (38) e/ou do aparelho de aquecimento (22). Para esse efeito, a unidade de escoamento (54) compreende uma saída de fluido (56). Ά saída de fluido (56) está ligada à saída (42) do permutador de calor (38) por meio de uma ligação para fluidos.
Além disso, o dispositivo de aquecimento (10) dispõe também de uma unidade de comando e/ou de regulação (12) . Esta unidade de comando e/ou de regulação (12) destina-se a comandar uma operação do dispositivo de aquecimento (10). Para esse efeito, a unidade de comando e/ou de regulação (12) compreende uma unidade de processamento, uma unidade de memória e um programa de operação que está armazenado na unidade de memória e que se destina a ser executado pela unidade de processamento. Além disso, a unidade de comando e/ou de regulação (12) também se destina a regular e/ou a disponibilizar uma potência de aquecimento predefinida. Para esse efeito, a unidade de comando e/ou de regulação (12) dispõe de uma ligação elétrica ao ventilador (28) e à válvula de combustível (32). No caso vertente, a unidade de comando e/ou de regulação (12) tem por objetivo regular a corrente de ar de combustão e o fluxo de combustível por meio do ventilador (28) e da válvula de combustível (32) independentemente uma do outro.
A unidade de comando e/ou de regulação (12) destina-se a apurar um fator de ar (Ac) da combustão com base numa potência de entrada (Ρ±η) θ numa corrente de ionização (/) . Além disso, a unidade de comando e/ou de regulação (12) também tem por objetivo regular o fator de ar (Ac) da combustão de modo a corresponder a um fator de ar nominal (Ad) .
As equações necessárias para este efeito, que estão armazenadas, de modo especial, na unidade de memória da unidade de comando e/ou de regulação (12), são resumidas abaixo, após o que, em seguida, se procede a uma descrição de uma operação exemplificativa, fazendo referência à figura 2.
A unidade de comando e/ou de regulação (12) tem por objetivo apurar a potência de entrada (Pin) com base numa potência de saída (Pout) θ num grau de eficácia térmico n do módulo de aquecimento (26). A equação é a seguinte:
Pin — Pout / η grau de eficácia térmico (η) pode ser apurado experimentalmente, por exemplo, com uma precisão suficiente e ser armazenado na unidade de memória da unidade de comando e/ou de regulação (12).
Além disso, a unidade de comando e/ou de regulação (12) também tem por objetivo apurar a potência de saída (Pout) necessária para determinar a potência de entrada (Pin) com base numa temperatura do fluido, e, de modo especial, com base numa temperatura de saída (Tout) do fluido e numa temperatura de entrada (Tin) do fluido, e ainda com base num caudal do fluido (qm) . Neste caso aplica-se a seguinte equação:
Pout Çm * Cp * (Tout Tin)
Neste caso, Cp corresponde a um valor de aquecimento característico do fluido. 0 dispositivo de aquecimento (10) dispõe de um primeiro sensor da temperatura (14), o qual tem por objetivo medir a temperatura de entrada (Tin) do fluido imediatamente a seguir à entrada de fluido (52) e/ou imediatamente antes do tubo de alimentação (40) do permutador de calor (38) . Além disso, o dispositivo de aquecimento (10) dispõe também de um segundo sensor da temperatura (48), que tem por objetivo medir a temperatura de saída (Tout) do fluido imediatamente a seguir à saída (42) do permutador de calor (38) e/ou imediatamente antes da saída de fluido (56). Por outro lado, o dispositivo de aquecimento (10) dispõe de, pelo menos, um dispositivo de medição do caudal (18), concebido para medir o caudal do fluido (qm) . Em alternativa, ou adicionalmente, a unidade de comando e/ou de regulação (12) tem por objetivo apurar o caudal do fluido (qm) com base num valor característico da potência de uma bomba de fluido (20) . 0 valor característico da potência é constituído por uma velocidade de rotação da bomba (60) e/ou por uma absorção elétrica de potência (62) da bomba de fluido (20).
Os vários passos operacionais necessários para este fim estão descritos na figura 2 com base num diagrama de blocos exemplificativo, em que uma sequência dos vários passos processuais individuais pode variar, pelo menos, parcialmente.
Num passo operacional (58), a unidade de comando e/ou de regulação (12) tem por objetivo apurar o caudal do fluido (qm) . Para apurar o caudal do fluido (qm) , a unidade de comando e/ou de regulação (12) avalia os valores medidos que foram apurados pelo dispositivo de medição do caudal (18). Em alternativa, ou adicionalmente, a unidade de comando e/ou de regulação (12) pode apurar o caudal do fluido (qm) com base num valor caracteristico da potência de uma bomba de fluido (20). O valor caracteristico da potência é constituído por uma velocidade de rotação da bomba (60) e/ou por uma absorção elétrica de potência (62) da bomba de fluido (20).
Num passo operacional (64), a unidade de comando e/ou de regulação (12) tem por objetivo apurar a potência de saída (Pout)í com base na temperatura de entrada (Tin) do fluido medida pelo primeiro sensor da temperatura (14), com base na temperatura de saída (TOut) do fluido medida pelo segundo sensor da temperatura (48) e com base no caudal do fluido (qm) , de modo especial recorrendo à utilização da equação (2).
Num passo operacional (66), a unidade de comando e/ou de regulação (12) tem por objetivo apurar a potência de entrada (Pin) com base na potência de saída (Pout) θ no grau de eficácia térmico (η) apurados no passo operacional (64), de modo especial mediante a utilização da equação [1].
No passo operacional (68), a unidade de comando e/ou de regulação (12) destina-se a apurar um fator de ar (Ac) da combustão com base numa potência de entrada (Pin) e numa corrente de ionização (/) medidas no passo operacional (66). O dispositivo de aquecimento dispõe de, pelo menos, uma sonda de ionização (16), que tem por objetivo medir uma corrente de ionização (/) que tem lugar no interior de uma chama de combustão.
A fig. 3 mostra, representados de forma esquemática, e a titulo exemplificativo, os percursos de uma corrente de ionização (/) perante três fatores de ar (Ac) diferentes, que dependem de uma potência de entrada (Pin) · Como se pode constatar, a corrente de ionização (/) numa zona de mistura rica é maior (sendo, por exemplo, de Ac = 1,1), registando uma redução numa zona de mistura mais pobre (como, por exemplo, para Ac = 1,3 ... 1,5). Chama a atenção o facto de a corrente de ionização (/), perante um fator de ar (Ac) constante (como, por exemplo, Ac = 1,3) sofrer uma redução clara da sua intensidade numa zona (70) de potências de entrada (Pin) mais reduzidas. Na zona (70) onde as potências de entrada (Pin) são menores, a corrente de ionização (/) deixa de estar claramente correlacionada com o fator de ar (Ac). Através da utilização da potência de entrada (Pin) medida no passo operacional (66) adicionalmente em relação à corrente de ionização (/), torna-se possível apurar imediatamente o fator de ar (Ac) existente no momento por meio da unidade de comando e/ou de regulação (12) ao longo de toda a amplitude da potência de entrada (72), e, de modo especial, também na zona (70), em que as potências de entrada (Pin) são mais reduzidas.
Lisboa, 07 de Outubro de 2015

Claims (10)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Dispositivo de aquecimento com, pelo menos, uma unidade de comando e/ou de regulação (12), que tem por objetivo apurar um fator de ar (Ac) de uma combustão, caracterizado por a unidade de comando e/ou de regulação (12) ter por objetivo em, pelo menos, um modo de operação, apurar o fator de ar (Ac) com base numa potência de entrada (Pin) e numa corrente de ionização (/) ·
  2. 2. Dispositivo de aquecimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a unidade de comando e/ou de regulação (12) ter por objetivo apurar a potência de entrada (Pin) com base numa potência de saída (POut) θ num grau de eficácia térmico (η).
  3. 3. Dispositivo de aquecimento de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a unidade de comando e/ou de regulação (12) ter por objetivo apurar a potência de saída (Pout) com base numa temperatura (Tin, Tout) de um fluido e/ou com base num caudal do fluido ( Pm) ·
  4. 4. Dispositivo de aquecimento de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por dispor, pelo menos, de um sensor da temperatura (14, 48), o qual tem por objetivo medir uma temperatura de entrada (Tin) e/ou uma temperatura de saída (Tout) do fluido.
  5. 5. Dispositivo de aquecimento de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por dispor, pelo menos, de uma sonda de ionização (16), a qual tem por objetivo medir uma corrente de ionização (/) no interior de uma chama de combustão.
  6. 6. Dispositivo de aquecimento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por dispor, pelo menos, de um dispositivo de medição do caudal (18), o qual tem por objetivo medir um caudal do fluido (qm) .
  7. 7. Dispositivo de aquecimento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a unidade de comando e/ou de regulação (12) ter por objetivo apurar um caudal do fluido (qm) com base em, pelo menos, um valor caracteristico da potência de uma bomba de fluido (20) .
  8. 8. Dispositivo de aquecimento de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o valor caracteristico da potência ser constituído por uma velocidade de rotação da bomba (60) e/ou por uma absorção elétrica de potência (62) da bomba de fluido (20) .
  9. 9. Aparelho de aquecimento, e, de modo especial, queimador a gás de ar forçado, caracterizado por compreender pelo menos um dispositivo de aquecimento (10) como o descrito em qualquer uma das reivindicações anteriores.
  10. 10. Processo de operação de um dispositivo de aquecimento (10), e, de modo especial, de um dispositivo de aquecimento concebido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por um fator de ar (Ac) de uma combustão ser determinado com base numa potência de entrada (Pin) e com base numa corrente de ionização (/).
    Lisboa, 07 de Outubro de 2015
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