ESTIMATION OF TEMPERATURE STATES FOR AN ELECTRIC WATER HEATER FROM INFERRED RESISTANCE MEASUREMENT

A water heater that includes a cylindrical storage tank and at least one heating element, is modeled using a one-dimensional model that includes: a vertical stack of disks representing the water volume in the cylindrical storage tank, and a stack of annular segments surrounding the vertical stack of...

Ausführliche Beschreibung

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Hauptverfasser: REHBERG, Eric L, MCCULLOUGH, Jason J, JONES, Michael A
Format: Patent
Sprache:eng ; fre
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Beschreibung
Zusammenfassung:A water heater that includes a cylindrical storage tank and at least one heating element, is modeled using a one-dimensional model that includes: a vertical stack of disks representing the water volume in the cylindrical storage tank, and a stack of annular segments surrounding the vertical stack of disks. Various temperature measurements are determined via resistance calculations of the at least one heating element. The stack of annular segments represents the cylindrical wall of the cylindrical storage tank. The one- dimensional model may be used by a condition-based maintenance system comprising an electronic data processing device configured to detect a failure mode present in the water heater based on an output of the water heating model component. Some illustrative failure modes include insulation disturbance, heating element failure, excessive sediment buildup, or a drip tube rupture. La présente invention concerne un chauffe-eau qui comprend un réservoir de stockage cylindrique et au moins un élément chauffant, est modélisé au moyen d'un modèle unidimensionnel qui comprend : une pile verticale de disques représentant le volume d'eau dans le réservoir de stockage cylindrique, et une pile de segments annulaires entourant la pile verticale de disques. Diverses mesures de température sont déterminées par l'intermédiaire de calculs de résistance du ou des éléments chauffants. La pile de segments annulaires représente la paroi cylindrique du réservoir de stockage cylindrique. Le modèle unidimensionnel peut être utilisé par un système de maintenance basé sur des conditions comprenant un dispositif de traitement de données électroniques conçu pour détecter un mode de défaillance présent dans le chauffe-eau sur la base d'une sortie du composant de modèle de chauffage d'eau. Certains modes de défaillance illustratifs comprennent une perturbation d'isolation, une défaillance d'élément chauffant, une accumulation excessive de sédiments, ou une rupture de tube pare-gouttes.