ES2320836B1 - Dispositivo programable de control termico y temporal de una mezcla defluidos. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo programable de control térmico y
temporal de una mezcla de fluidos.
Se describe un dispositivo programable para la
gestión térmica e inteligente de utilización de un fluido,
preferentemente un líquido tal como agua, a temperaturas variables
preestablecidas, para su suministro a la temperatura deseada a un
aparato de consumo tal como una lavadora, un lavavajillas u otro
similar. El conjunto incluye una conducción de agua caliente
procedente de la instalación de agua caliente sanitaria, y una
conducción de agua fría procedente de la red general de suministro
de agua, conectadas ambas conducciones a una unidad reguladora
construida a base de electroválvulas de actuación controlada desde
una unidad de control en base a la información recibida a partir de
sensores situados tanto en la conducción de suministro de agua
caliente como en la salida de la citada unidad de control.
Eventualmente, el conjunto puede incluir un sensor adicional en la
conducción de agua fría, y una bomba de recirculación que establece
comunicación entre ambas conducciones de aguacaliente y agua fría,
para la provisión de agua caliente desde la primera hasta la
segunda.
Description
Dispositivo programable de control térmico y
temporal de una mezcla de fluidos.
La presente invención se refiere a un
dispositivo programable de control térmico y temporal de una mezcla
de fluidos, que aporta esenciales características de novedad y
notables ventajas con respecto a los medios conocidos y utilizados
para fines similares en el estado actual de la técnica.
Más en particular, la invención propone el
desarrollo de un dispositivo especialmente concebido y diseñado
para llevar a cabo la gestión térmica e inteligente de utilización
de un fluido, preferentemente un líquido, a diferentes
temperaturas, para la obtención de una mezcla a una determinada
temperatura de salida en distintos ciclos o períodos temporales, en
el que la selección tanto de las posibles temperaturas como de los
diversos ciclos de tiempo se fija manualmente o mediante un mando
remoto. El diseño del dispositivo permite que pueda ser aplicado de
forma autónoma, o bien estar integrado en otros aparatos o
instalaciones más complejas.
El campo de aplicación del dispositivo de la
invención se encuentra comprendido dentro del sector dedicado a la
fabricación e instalación de aparatos y dispositivos diseñados para
una mayor eficiencia energética tanto en entornos domésticos como
industriales, y muy especialmente aparatos y dispositivos que
permiten una gestión térmica e inteligente del agua caliente
sanitaria para su utilización en electrodomésticos o equipos
similares (lavadoras, lavavajillas y similares) que requieran o
puedan requerir para su funcionamiento disponer de una entrada de
agua a diferentes temperaturas y durante diferentes ciclos o
períodos temporales.
Es conocido por todos en general el hecho de que
en el estado actual de la técnica existe una amplia variedad de
dispositivos y máquinas, tanto de uso industrial como de uso
doméstico, en las que se recibe el suministro de un fluido
necesario para la operación habitual de la máquina, en particular
agua alimentada desde la red general de suministro de agua potable.
De acuerdo con los distintos ciclos de trabajo, el agua alimentada
necesita ser calentada en distintas fases del proceso dependiendo
de las funciones que se realicen, a cuyo efecto la máquina en
cuestión debe incorporar medios apropiados de gestión y/o
calentamiento del agua, normalmente alimentados eléctricamente.
Estas formas de diseño y construcción de las
máquinas. actuales, aunque evidentemente resuelven las necesidades
operativas y funcionales asociadas a las mismas, no se han revelado
como realizaciones óptimas desde un punto de vista de eficacia en
lo que a la gestión y control energético se refiere. Además, cada
una de ellas requiere la instalación de una unidad de gestión y/o
calentamiento independiente, con el consiguiente incremento de
costes.
Tomando en consideración las desventajas
asociadas a los electrodomésticos y otros tipos de máquinas
industriales del estado actual de la técnica, la presente invención
se ha propuesto como objetivo principal el desarrollo de un
dispositivo diseñado bajo unos conceptos de universalidad en lo que
a sus aspectos aplicativos se refiere, susceptible de ser utilizado
en cualquier máquina o instalación en la que se requiera el uso de
un fluido, especialmente agua, a temperaturas diferentes y durante
ciclos de tiempo variables. Este objetivo ha sido plenamente
alcanzado mediante el dispositivo que va a ser objeto de
explicación en lo que sigue, y cuyas características principales se
han recogido en la porción caracterizadora de la reivindicación 1
que sigue.
En esencia, el dispositivo propuesto por la
invención consiste en un módulo destinado a ser instalado en la
alimentación de fluido a la máquina, en una posición intermedia
entre la red de suministro y el aparato de consumo. El dispositivo
en cuestión incorpora elementos de mezcla de agua recibida por dos
conductos de alimentación distintos y a dos temperaturas diferentes
(por ejemplo, la red de agua potable o agua fría y la alimentación
de agua caliente sanitaria), para proporcionar una salida mezclada
proporcionalmente en función de la temperatura de suministro
deseada, a cuyo efecto el dispositivo incorpora elementos
reguladores de paso de los fluidos a distintas temperaturas, con
preferencia electroválvulas monitorizadas desde una unidad de
control y en función de las temperaturas detectadas por medio de
sensores situados tanto en la conducción de alimentación de agua
caliente como en la conducción de salida hacia el aparato de
consumo, y eventualmente en el conducto de alimentación de agua
fría. El modo de funcionamiento de esta unidad de control puede
ser determinado a través de un mando a distancia o directamente a
través de algún mando manual integrado en dicha unidad.
Como se comprenderá, con un dispositivo como el
propuesto por la invención y descrito brevemente en lo que
antecede, se facilita la operación de alimentación de un fluido tal
como agua, a un aparato de consumo a una temperatura predeterminada
mediante mezcla del agua procedente de dos fuentes distintas a
temperaturas diferentes, por ejemplo la red general de suministro
de agua y la red de agua caliente sanitaria, eliminando con ello la
necesidad de que sea el propio aparato de consumo el que deba
llevar a cabo este calentamiento del agua hasta la temperatura de
trabajo, con la ventaja de un ahorro energético considerable y con
la consiguiente simplificación del propio aparato de consumo.
\newpage
Estas y otras características y ventajas de la
invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la
descripción detallada que sigue de una forma de realización
preferida de la misma, dada únicamente a título de ejemplo
ilustrativo y no limitativo, cuando se toma junto con los dibujos
que se acompañan, en los que:
La Figura 1 muestra una representación
esquematizada de un dispositivo construido de acuerdo con las
enseñanzas de la presente invención.
Tal y como se ha mencionado en lo que antecede,
la descripción detallada de la forma de realización preferida de la
invención va a ser llevada a cabo en lo que sigue con la ayuda de
la Figura única de los dibujos anexos, cuyos elementos integrantes
han sido identificados individualmente con la ayuda de referencias
numéricas. Así, haciendo referencia concreta a dicha Figura, se
puede apreciar en la misma la representación esquematizada de un
dispositivo destinado a la gestión térmica e inteligente de
suministro y utilización de un líquido en un aparato de consumo de
dicho líquido, por ejemplo alimentación de agua a un
electrodoméstico tal como una lavadora, un lavavajillas, u otra
máquina similar, distinguiéndose en dicha representación un
conducto 1 procedente de una fuente de agua caliente, por ejemplo
el suministro de agua caliente sanitaria, y un conducto 2, que
alimenta agua fría desde una fuente apropiada, tal como la red
general de suministro. Ambos conductos confluyen, tal y como
indican las flechas F_{1} y F_{2} asociadas respectivamente a
los mismos, en una o más electroválvulas 3 destinadas a controlar
el paso de cada uno de los fluidos incidentes, desde las que parte
un conducto 4 de salida de agua mezclada a una cierta temperatura
final, estando la actuación de esta(s)
electroválvula(s) controlada desde una unidad de control 5.
Tal y como se ha mencionado anteriormente, la actuación de esta
unidad reguladora 5 puede ser seleccionada entre los diferentes
modos de funcionamiento por el usuario desde un mando manual 5a o
por medio de un mando a distancia 5b, según convenga.
El dispositivo ha previsto además la
incorporación de elementos sensores de temperatura instalados tanto
en el conducto 1 de alimentación de agua caliente (sensor 6) como
en el conducto 4 de salida de agua mezclada (sensor 7), estando
tales sensores conectados eléctricamente a la unidad de control 5,
tal y como aparece representado en la Figura. De ese modo, la
unidad de control 5 está capacitada para conocer en todo momento la
temperatura del agua que circula por la conducción 4 de salida
hacia el aparato de consumo (no representado), y actuar sobre la (o
las) electroválvula(s) 3 para regular el flujo de paso del
agua caliente, ya sea en volumen de flujo o ya sea en ciclos
temporales, y determinar con ello las variaciones que correspondan
en la temperatura del agua que circula por el conducto 4 de salida
hacia el aparato de consumo.
Opcionalmente, el dispositivo puede incluir un
tercer sensor 8, asimismo conectado eléctricamente a la unidad de
control 5, instalado en la línea o conducto 2 de alimentación de
agua fría hacia la(s) electroválvula(s) 3, con el fin
de conocer igualmente la temperatura del fluido que accede a través
de esta conducción. De igual modo, el dispositivo prevé la
posibilidad de incluir una bomba de recirculación 10, de actuación
asimismo controlada por la unidad de control 5 en combinación con
las medidas realizadas a través de dicho sensor 8 del conducto de
agua fría, instalada en un conducto 9 que está extendido en,
relación de comunicación de fluidos entre el conductos 1 de
suministro de agua caliente sanitaria y el conducto 2 de suministro
de agua fría, a efectos de suministrar agua caliente dese el
primero hasta este último conducto 2 de agua fría, tal y como
indica gráficamente la flecha F_{3}, para su inyección en un
punto justamente corriente arriba del acceso a la(s)
electroválvula(s) 3, cuando las circunstancias así lo
aconsejen. Todo ello permite asegurar que se obtiene una salida de
agua a través del conducto 4 a temperatura regulada, durante los
diferentes ciclos o períodos de tiempo conforme a la consigna
dada.
Por último, la Figura 1 muestra igualmente la
representación esquemática de una fuente de alimentación para los
distintos elementos del dispositivo accionados eléctricamente, cuya
fuente aparece materializada mediante un bloque 11, con una entrada
11a para la alimentación de corriente alterna desde la red general
de suministro de energía eléctrica (no representada), y una o más
salidas 11b tanto para suministrar corriente alterna como corriente
continua, según convenga, a las distintas partes del
dispositivo.
Como se comprenderá, un dispositivo implementado
de la manera que se acaba de describir, ofrece múltiples ventajas
y posibilidades funcionales que garantizan al usuario un suministro
de agua u otro fluido a la temperatura o con las características
deseadas. A tal efecto, la unidad de mezcla puede estar diseñada
para realizar el control tanto en base a las cantidades de fluidos
distintos que se inyectan a diferentes temperaturas como en función
de otros parámetros característicos tales como la densidad, la
composición, la presión, etc.
De igual modo, la unidad de detección ha sido
descrita como integrada por sensores que detectan la temperatura de
los fluidos. Esta unidad podrá estar diseñada para la medición de
otras magnitudes u otros parámetros que permitan monitorizar la
naturaleza de la mezcla obtenida a la salida.
También, la unidad de control 5 podrá incorporar
los elementos programables necesarios realizar las operaciones de
control y las regulaciones adecuadas para monitorizar las distintas
funciones de los diversos órganos operativos en función de los
parámetros programados por el usuario desde la unidad de mando 5a o
5b.
\newpage
Por último, los expertos en la materia
comprenderán que el dispositivo propuesto por la invención no se
limita a la aplicación mencionada a lo largo de la presente
descripción, sino que es de uso versátil en una multiplicidad de
aplicaciones en las que se necesite alimentar un fluido a una
máquina de consumo controlado en cuanto a temperatura u otras
características, en beneficio de un ahorro considerable de la
energía consumida por dicho aparato. A diferencia con los
dispositivos actualmente conocidos en el estado de la técnica,
integrados directamente en el propio aparato de consumo, el
dispositivo propuesto por la invención constituye un sistema
universal, conectable a la instalación de agua de la vivienda, e
independiente del tipo de máquina de consumo utilizada y del control
de funcionamiento (programador) que esta última pueda
incorporar.
Además, la unidad de mezcla presenta la
particularidad ventajosa de ser independiente del tipo de
instalación térmica que la alimente, tanto en su generación como en
su distribución y control. La unidad basa su eficacia operativa en
el hecho descrito en la presente de alimentar con agua caliente, a
la temperatura seleccionada, únicamente en el período del ciclo en
que se necesita utilizar agua caliente, mientras que el resto del
período de funcionamiento se está alimentando agua fría.
Como resumen de lo anterior, y en el caso
concreto de que el dispositivo de la invención se aplique a
máquinas o aparatos de consumo del tipo de una lavadora o un
lavavajillas, se pueden distinguir tres variantes principales de
funcionamiento:
- 1.
- Una primera variante, de prestaciones más completas, en la que el usuario puede seccionar la temperatura a la que desea realizar el lavado actuando sobre la unidad de control 5 (desde frío hasta la máxima temperatura seleccionable o la máxima que distribuye la canalización de agua caliente de la instalación), y suministrar agua a esa temperatura desde el inicio del ciclo (mediante la recirculación previa necesaria con ayuda de la bomba 10) hasta el final del período de lavado, y suministrar después agua fría durante el resto del ciclo (aclarado);
- 2.
- Una segunda variante, igual a la anterior, pero exenta de cualquier recirculación, de manera que, en el período inicial del ciclo, solamente se suministra agua a la temperatura programada a partir del momento en que el agua de la canalización de agua caliente alcanza una temperatura igual o superior a la deseada, siendo igualmente fría la temperatura del agua durante los períodos de aclarado;
- 3.
- Esta última variante funcional se desarrolla sin regulación de temperatura, siendo solamente posible la elección de agua fría o caliente en el período de lavado, y siendo la temperatura del agua para el lavado en caliente el valor medio de la red de agua caliente durante el período de carga, con un valor máximo fijo limitado por el sistema.
\vskip1.000000\baselineskip
No se considera necesario hacer más extenso el
contenido de la presente descripción para que un experto en la
materia pueda comprender su alcance y las ventajas que de la misma
se desprenden, así como llevar a cabo el desarrollo práctico del
objeto descrito.
No obstante lo anterior, y dado que la
descripción realizada corresponde únicamente a una forma de
realización preferente del objeto de la invención, se comprenderá
que dentro de su esencialidad podrán introducirse múltiples
variaciones y modificaciones igualmente comprendidas dentro del
alcance de la invención, que podrán afectar tanto a la forma con la
que se materialice el dispositivo en la práctica, al tamaño que
adopte, o a los materiales o elementos convencionales utilizados en
la construcción del dispositivo, siempre que el resultado final
permita realizar las funciones descritas y obtener el objeto de
ahorro energético para el que ha sido desarrollado el dispositivo
de la invención.
Claims (3)
1. Dispositivo programable de control térmico y
temporal de una mezcla de fluidos, en particular para la gestión
térmica e inteligente de utilización de un líquido tal como agua o
similar, o para el control de la mezcla en función de otras
características de los fluidos que la integran, estando la mezcla
de salida destinada a ser alimentada a un aparato de consumo, tal
como una lavadora, un lavavajillas u otro aparato con necesidad de
consumir agua a una temperatura determinada, estando el dispositivo
diseñado como módulo separado e independiente del aparato de
consumo y siendo susceptible de intercalación entre las redes de
suministro y el repetido aparato de consumo, caracterizado
porque comprende una conducción (1) de suministro de agua caliente,
para la alimentación de agua caliente desde una fuente de
suministro, por ejemplo la red de agua caliente sanitaria, hasta
una unidad (3) de mezcla; una conducción (2) de alimentación de
agua fría, desde una fuente apropiada, tal como la red general de
suministro de agua u otra similar, hasta dicha unidad (3) de
mezcla; una conducción (4) de salida, para la alimentación del agua
a temperatura predeterminada desde la unidad (3) de mezcla hasta
el aparato de consumo; sensores (6, 7) de temperatura, instalados
respectivamente en el citado conducto (1) de alimentación de agua
caliente sanitaria y en el citado conducto (4) de salida de agua a
la temperatura deseada; una unidad (5) de control, conectada
eléctricamente tanto a la unidad (3) de mezcla como a los citados
sensores (6, 7) de medición de temperatura, prevista para
monitorizar la unidad (3) de mezcla en función de la información
facilitada por dichos sensores (6, 7) y regular con ello la
temperatura del agua de salida por la citada conducción (4), y una
unidad (11) de alimentación eléctrica, provista de una entrada
(11a) de energía eléctrica procedente de la red u otra fuente
apropiada, y de una o más salidas (11b), de corriente alterna y/o
de corriente continua, para alimentar los distintos órganos del
dispositivo.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque opcionalmente comprende una conducción
(9) extendida entre los citados conductos (1) de alimentación de
agua caliente y (2) de agua fría, en la que se ha intercalado una
bomba de recirculación (10) controlada desde la citada unidad de
control (5) para inyectar agua caliente en el conducto (2) de agua
fría justamente antes de la unión de este último con la unidad (3)
de mezcla, en cuyo caso el dispositivo incluye también un sensor
(8) incluido en la conducción (2) de agua fría, y destinado
asimismo a enviar información del líquido que circula por este
conducto hasta dicha unidad (5) de control.
3. Dispositivo según las reivindicaciones 1 y 2,
caracterizado porque la citada unidad (5) de control incluye
elementos programables, y es accionable mediante un mando (5a)
manual incorporado o mediante un mando (5b) a distancia.
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