BR102015029206A2 - sistema de reciclação instantânea de água e de energia e reúso de águas servidas - Google Patents

Abstract

resumo sistema de reciclação instantânea de água e de energia e reúso de águas servidas compreendendo uma plataforma (8) e respectiva tampa (6), dita plataforma compreendendo meios de coleta, armazenamento (28), bombeamento (15) e pré-tratamento da água, dita plataforma estando provida de um ou mais dispositivos do grupo que compreende válvulas de acionamento remoto, dispositivos de tratamento físico (magnético e elétrico), dispositivos de filtragem, dispositivos de tratamento físico-químico e dispositivos de tratamento químico da água, bem como de meios de programação e de controle inteligente da operação do sistema bem como de um painel para interação com o usuário. o sistema poderá ser instalado de forma embutida em obras ainda na fase de construção, ou aparente, externamente em box já existente.

Description

SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS

Campo da invenção [001] Refere-se a presente invenção ao tratamento de águas servidas e, mais particularmente, a reciclaçào instantânea de água e de energia, e o reuso da água utilizada para higiene pessoal em residências, hotéis, clubes e assemelhados.

Estado da técnica [002] Λ degradação do planeta feita pelo homem com a exploração desenfreada e insustentável dos recursos naturais, há algumas décadas vem gerando o aquecimento do . planeta e, com isso. surgindo as suas consequências. Nos últimos anos o Brasil e o mundo vêm sofrendo com a crise hídrica que tem afetado fortemente os povos, o padrão de vida de todos, a economia, reduzindo o PIB e gerando muitos outros transtornos além de novas crises, como a de saúde pública e a energética, especialmente no Brasil, cuja matriz energética elétrica é predominantemente hídrica.

[003] E sabido que sem água tiào existe vida. Já. sem energia, não existe qualidade de vida. Sabe-se também que infelizmente, as crises hídrica e energética não têm solução prevista para curto, nem médio, ou longo prazo e, desta forma, faz-se necessário e urgente o desenvolvimento de novas maneiras de se consumir recursos de forma mais racional aplícando-se a técnica dos 3 R(s): Reduzir. Reaproveitar, e Reciclar. Isso é algo muito mais inteligente, barato e sustentável. O banheiro é o ponto de maior consumo de água em uma residência e o chuveiro elétrico, embora seja o eletrodoméstico de menor custo, é o equipamento que diariamente mais consome energia elétrica numa casa.

[004] O documento de patente KR100929478 intitulado APPARATI;S FOR COLLECTINÜ USED WATER IN BATHROOM TO REL/SE THE SAME AS FLUSHING IVA TER descreve uni sistema, ilustrado na Fig. 1. formado por um tanque de coleta (10), um tanque de armazenamento (20) c uni vaso sanitário (30). O tanque de coleta está embutido no piso do box do banheiro. O tanque de coleta compreende um sensor de nível da água recolhida {11) e um tubo de drenagem (12). O tanque de armazenamento é instalado em posição elevada, junto ao forro ou acima deste. Um sensor de nível mínimo (21) está montado no interior do tanque de armazenamento, o qual fornece a água usada para descarga. Dito tanque de armazenamento é abastecido através da tubulação (14) que conduz a água do tanque de coleta recalcada por uma bomba (13). Trata-sc de um sistema rudimentar, que se limita ao reaproveitamento da água do chuveiro para a descarga do vaso sanitário, nào executando qualquer tipo de tratamento da água coletada.

[005] O documento de patente PI 0101536-2 intitulado SISTEMA DE RECUPERAÇÃO DE ÁGUA descreve uma instalação mais elaborada, ilustrada na fig. 2. onde a água captada na caixa do raio do box (03) é transportada através de um sistema hidráulico para um filtro (04) que a purifica e a encaminha para uma cistema(05) equipada com um sistema de bombea mento (06) que transporta a água para uma segunda caixa d'água (07) que está equipada com utn dosador de cloro(IO). Esta água recuperada sai por uma prumada conectada ao tubo de descarga do banheiro (08). Assim como no documento citado anteriormente, o reaproveitamento da água tratada se limita à descarga do vaso sanitário. 1006] O documento de patente PI 0304347-0 - MÉTODO DE RECICLAGEM DE ESGOTO DOMÉSTICO descreve um sistema que capta a água esgotada da cuba da cozinha, chuveiro, tanque ou máquina de lavar roupa, conduzindo-a ao primeiro tratamento de pré-filtragem em uma caixa de areia e brita interligada por intermédio de unia tubulação a um segundo tratamento de pré-filtragem em outra caixa de areia e brita, a qual. possui uma tubulação que leva a água prc-filtrada para um reservatório para um tratamento químico semelhante àquele utilizado em piscinas (adição de cloro, acréscimo de Zinco, ajuste de PH, etc.) com filtragem e depuração, de onde outra tubulação conduz a água para um agitador e posteriormente para um segundo reservatório, onde é estocada a água já plenamente tratada e passível de ser reutilizada, a qual, através da tubulação e de uma bomba de recalque, é reconduzida através de outra tubulação para um terceiro reservatório posicionado acima do nível da casa, de modo que a água abasteça por gravidade os pontos de reutilização, tais como. o vaso sanitário, tanque ou máquina de lavar roupa, torneira de limpeza doméstica ou jardim, c, até mesmo para o chuveiro. Trata-se de um sistema complexo que exige obra civil onerosa de reforma para reconstrução de toda a instalação hidráulica, e não se presta a ser adaptado a instóalações existentes.

Objetivos da invenção [007] Em vista do exposto, tem a invenção ora proposta o provimento de um sistema que propicie formas racionais e seguras de se consumir água e energia durante o banho diário, garantindo o conforto dos usuários.

[008] Outro objetivo é o de promover a reciclaçào instantânea da água. com ou sem tratamento de filtragem ou purificação.

[009] Outro objetivo é o de promover a reciclaçào da energia de aquecimento da água do banho.

[010] Outro objetivo consiste em prover um sistema cujos componentes possam ser instalados facilmente em qualquer box de banheiro, de forma aparente ou embutida.

[01 i] Mais outro objetivo é prover um sistema que possibilite o reüso fácil e seguro dc tocla a água cinza disponibilizada no banheiro aproveitando as águas da pia e bidê.

Descrição resumida da invenção [012] Os objetivos acima sào atingidos pela invenção mediante o provimento de uma Estação de Banho que compreende uma plataforma com base e uma primeira tampa de forma substancialmente retangular em cujo interior sào providos meios de armazenamento da água. meios de bombeamento. bem como um ou mais dispositivos do grupo que compreende válvulas de acionamento remoto, dispositivos de tratamento físico, dispositivos de tratamento físíeo-químico e dispositivos de tratamento químico da água. 1013 ] De acordo com outra característica da invenção, os meios de bombeamento compreendem pelo menos uma bomba acionada eletricamente.

[014] De acordo com outra característica da invenção, ditos dispositivos de tratamento tísico compreendem na entrada de água da bomba, meios de retenção de cabelos, ditos meios sendo providos por telas de aço inox e filtro de crepina associado a dita pelo menos uma bomba.

[015] De acordo com outra característica da invenção, a água é tratada por um campo magnético que polariza as molécula* de água, o que melhora suas características.

[016] De acordo com outra característica da invenção, a água é submetida a um processo de ionizaçào compreendendo o tratamento por íons metálicos de cobre e níquel, em que os íons são produzidos e dispersos na água.

[017] De acordo com outra característica da invenção, ditos dispositivos de tratamento físico compreendem um filtro de gordura.

[018] De acordo com outra característica da invenção, ditos dispositivos de tratamento físico compreendem pelo menos um iiltro de areia.

[019] De acordo com outra característica da invenção, ditos dispositivos de tratamento físico-quimico compreendem um filtro de carvão ativado.

[020] De acordo com outra característica da invenção, ditos dispositivos de tratamento fisíco-químico compreendem um filtro de carvão ativado com prata colonial.

[021 ] De acordo com outra característica da invenção, ditos dispositivos de tratamento físico compreendem lâmpadas ultra-violeta.

[022] De acordo com outra característica da invenção, ditos dispositivos de tratamento químico compreendem um clorador de água.

[023] De acordo com outra característica da invenção, a plataforma é provida de uma segunda tampa, provida por uma elevação situada junto à parede, região da base onde o usuário não conseguiría pisar, ou ocupar, em cujo interior estão contidas uma bomba de água e a unidade dosadora de cloro, um controlador eletrônico programável e um dosador de sabão líquido/xampu/creme.

[024] De acordo com outra caraeeterística da invenção, a Estação de Banho está prov ida de um dispositivo dosador de sabão líquido, xampu ou assemelhado acionado pelo usuário, dito dispositivo estando alojado no interior de dita segunda tampa.

[025] De acordo com outra característica da invenção, a Estação de Banho pode ser instalada de forma aparente ou embutida.

[026] De acordo com outra característica da invenção, a Estação de Banho pode ser produzida em diversas versões com diversas formas de uso em sua operação.

[027] De acordo com outra característica da invenção, ditas formas de uso compreendem: reciclagem com reaproveitamento instantâneo da água e da energia do banho; reuso armazenado da água do banho filtrada sem eloração; reuso armazenado da água do banho nào filtrada e sem eloração: tratamento completo consistindo no reuso armazenado da água do banho, filtrada e clorada e supcr-ducha com água não filtrada e sem eloração. Em resumo, o sistema permite o seguinte: [028] BANHO nos seguintes Modos de Operação: 1. Modo de Operação "Banho Norma!"- usando água da caixa: 2. Modo de Operação "Reciclaçào" - Usando água reciclada e filtrada pelo sistema; 3. Modo de Operação "Superducha” - Usando água reciclada sem fíltraçào.

[029] REÚSO de água do banho das seguintes formas: 1. "Reuso Direto" - Reuso direto da água residual tio banho para usos menos nobres, descargas e lavar quintal, etc; 2. "Reuso com Eiltraçào" - Reúso da água residual do banho com fíltraçào para usos mais nobre, lavar roupas, lavar carro, aguar horta, e jardim; 3. "Reuso com Fíltraçào e d oração" - Reuso da água residual do banho com fíltraçào e tratamento de eloração para consumo humano, podendo inclusive retomar para a caixa d’água da residência para ser distribuída por toda a casa.

[030] REÚSO da água cinza da pia e do bidê das seguintes formas: 1. "Reúso Direto" - Reúso direto da água para usos menos nobres, descargas c lavar quintal, etc; 2. "Reuso com Ftitração" - Reuso da água com fíltraçào para usos mais nobre, lavar roupas, lavar carro, aguar horta, e jardim; 3. "Reuso com Fíltraçào e Cloraçâo" Reuso da água com fíltraçào e tratamento de eloração para consumo humano, podendo inclusive retornar para a caixa d “água da residência para ser distribuída por toda a casa.

[031] Além disso o sistema permite a limpeza dos filtros mediante retrolavagem.

[0321 Ademais, a invenção se caracteriza pelo fato de recuperar parte da energia utilizada no aquecimento, uma vez que a água tratada, no Modo de Operação Recielaçâo, ou não tratada, no Modo Superducha que recirculada e retoma ao chuveiro ainda morna necessitando de muito menos energia para o chuveiro aqueeê-la até a temperatura de conforto do banho.

[033] Além da grande economia de água tratada, o sistema da invenção economizará esgoto e aproximadamente 85% de energia elétrica, uma vez que a água que foi aquecida pelo chuveiro após devidamente tratada e Filtrada, retornará ainda morna para o chuveiro, com ou sem tratamento de filtraçào, com a temperatura ajustada pelo usuário no painel de controle do sistema, e com pressão hem maior do que a de um chuveiro comum.

[034] De acordo com outra característica da invenção, o sistema é microcontrolado, mediante software residente que rege todo o funcionamento do sistema, inclusive permitindo programar a temperatura máxima que o chuveiro poderá atingir, conforme ajuste feito previamente pelo usuário, sendo provida uma programação padrão de fabrica, evitando acidentes de queimaduras de pele com água quente para instalação com sistema de aquecimento central.

[035] Os recursos disponíveis como opções de programação de funcionamento compreendem, entre outros, a temporização do banho. Para esse e outros ajustes e programações, o sistema é provido de painel de controle com display e teclado.

Descrição das figuras [036] As demais características e vantagens da invenção ficarão mais evidentes a partir da descrição de concretizações preferidas da mesma e das figuras que a elas se referem, nas quais;

[037] A figura 1 mostra um sistema conhecido do estado da técnica, [038] A figura 2 ilustra outro sistema pertencente ao estado da técnica.

[039] A figura 3 é um desenho em perspectiva de um sistema completo incorporando todas as funções propostas.

[040] A figura 4 é uma vista superior da base, com a primeira tampa removida.

[041] A figura 5 é um diagrama esquemático hidráulico simplificado ilustrando as principais funcionalidades do sistema.

[042] As figuras 6. 7. 8. 9, 10. 11 e 12 ilustram, os diversos modos de operação da Estação de Banho.

[043] Λ figura 13 apresenta o diagrama completo do sistema, compreendendo a parte hidráulica e a de controle. Junto à mesma está incluída a Fig. 13a que mostra em detalhe a instalação dos medidores de nível.

[044] A figura 14 mostra o painel de interação com o usuário.

[045] A figura 15 é uma vista em elevação de um corte simplificado da elevação junto à parede.

[046j A figura 16 ilustra o aspecto externo da estação de banho.

Descrição detalhada da invenção [047] Em geral, existem nas residências, clubes e assemelhados três tipos de águas: água limpa e tratada que está presente na caixa d'água e c usada para todas as ati\ idades do banheiro, a água cinza que é o esgoto do chuveiro, da pia e do bidê. que não está tào suja e contaminada e que. desta forma, poderá ser reutilizada de diversas maneiras para fins menos nobres, tais como dar descargas, lavar quintal e, inclusive, poderá ser tratada levando-a ao nível de qualidade de água limpa para a promoção do reúso na caixa d'água. Finalmente existe a água negra, que é o esgoto do sanitário, cujo reúso somente é possível após tratamento especial, o qual é muito mais complexo e caro.

[048] O sistema objeto da presente invenção se destina ao reaproveitatnento da água e também da energia do banho diário, reciclando e reaproveitando aproximadamente 90% da água quando esta é disponibilizada para uso exclusivo de banho (uso balneário). Com efeito, cerca de 10% da água usada para o banho será perdida por evaporação, respingos que caiam fora da área do dispositivo coletor, pelo micro dreno que evita acumulação da água parada no sistema para evitar a dengue e outras moléstias, e principalmente, por conta da troca da água que o sistema faz para cada novo banho e dos eventuais processos de retrolavagem que o usuário fará no sistema sempre que os filtros de areia e de carv ão estiverem carregados ou saturados.

[049J Além do uso tradicional do chuveiro cm que não ocorre o reaproveitamento da água. o equipamento pode fornecer água filtrada, sem cloro e desinfeetada para o banho, através da saída de água dc recielaçâo e, água filtrada e elorada através saída de água de reuso. 1050J fazendo, agora, referência às figuras 3, 4 e 5, compreende o sistema proposto uma plataforma 8. que poderá ser metálica ou de material plástico, com base e tampa de forma substancialmente paralelepipédica ou quadrada, com altura entre lOcm e 1 Hem, comprimento entre 60cm e 80cm e largura entre 60cm e 8()cm. Nessa base são providos diversos equipamentos, compreendendo uma bomba de água e um conjunto de dispositivos de tratamento que gera água total mente desinfeetada, que passa por 17 passos de tratamento de água em 10 processos distintos, utilizando diferentes tecnologias de melhora da qualidade da água. Nesta base existe ainda um reservatório 28 de água com capacidade de armazenar aproximadamente 10 ou 20 litros de água, conforme opçào selada eletronicamente pelo usuário para funcionamento do sistema, um conjunto de válvulas solenóides e um medidor de nível de água do reservatório que através de sensores eletrônicos indica quatro estados: vazio, 20%, 50% e cheio.

Na operação do sistema, ioda a água reciclada no equipamento recebe um tratamento especial para purificação usando para isso diversas tecnologias diferentes para Filtragem: eletrônicas, físicas (mecânica e elétrica), fisieo-químicas e químicas, segundo relacionado no quadro a seguir.

Quadro 1 - Tratamento da Água Reciclada [051] Os detalhes do processamento da água são descritos a seguir» [052 J Inicialmente a água a ser reciclada e que cai sobre a tampa 6» passa por um crivo 6a provido dois filtros primários (de tela de nylon ou aço inox com diferentes tramas), que retêm cabelos, pelos e alguma partícula sólida que possa escoar pelo raio do sistema, por exemplo, a pedra de um brinco; em seguida, caí no espaço 61 do reservatório de água 28, dentro da base 8.

[053] A Fig. 13a mostra cm detalhe os sensores utilizados na medição do nível de água do reservatório» os quais estão montados num suporte vertical isolado 67, compreendendo: o sensor 66 de nível 0%; o sensor 65 de nível 2()%;o sensor 64 correspondente ao nível 50o» c o sensor 63 no nível 99%, ou seja, pouco antes do transbordamento do reservatório. A medição do nível utiliza um sinal de onda quadrada com frequência variando de 13kHz a 28K»Hz com amplitude de 5VDC. Durante esse processo ocorre o tratamento por tons metálicos de cobre e níquel, provenientes dos sensores 65 e 66 constituídos desses metais, em que os tons são produzidos c dispersos na água. Ao receber os íons ativos, a água tratada mantém um efeito residual que a protege contra contaminação, mesmo durante os períodos em que a recirculaçào da água está desligada. O cobre combate as algas e o níquel elimina fungos, bactérias e víats. Os íons são estáveis e não sào dissipados mesmo em temperaturas mais altas.

[054] Outra vantagem tia água ionizada é que além de eliminar algas, vírus e bactérias, não sào alteradas as características básicas da água: sabor, cor. cheiro e viscosidade. pH. e é totalmente alóxica, não irritando pele nem olhos, nem garganta e nem pulmões. Além disso, não descobre cabelos naturais ou tingidos.

[055J Finalmente, ao ser ionizada a água inicia um processo de floeulação. aglutinando pequenas partículas (sistemas coloidais). potencializando a açâo dc retenção das mesmas nos filtros das etapas seguintes do sistema da invenção, [056] Ao entrar na bomba de pressurizaçào do sistema, a água atravessa uma tela de crepina com uma válvula de retenção acoplada 21, cuja malha da crcpina retém parte das partículas que passaram pelos filtros primários. A seguir toda a água é magnetizada mediante sua passagem por um campo magnético que poderá ser provido por dispositivo conhecido 19 utilizando um ou mais ímãs permanentes ou um dispositivo conhecido baseado em uma ou mais bobinas alimentadas por uma fonte de energia externa. Exemplos de dispositivos comercialmente disponíveis são. respectivamente, o Condicionador Magnético 4Mill e o scaleBREAKER e o Water Itnp Heavy Duty Water Conditioner.

[057] Logo depois de ser coletada pela crepina com uma válvula de retenção acoplada 21 e antes de entrar na bomba de água, toda água atravessa um campo magnético, as moléculas de água se polarizam e se reorganizam, quebrando a dureza da água e aumentando a capacidade de limpeza do corpo do usuário, principal mente dos cabelos, uma vez que a magnetizaçào da água aumenta a sua íluidez, tendo, assim, a propriedade de fazer mais espuma na presença de sabão ou de xampu, promovendo melhor a limpeza superficial do corpo do usuário. Outra grande vantagem da água magnetizada é que diminui sensivelmente as inerustaçòes calcárias em paredes internas de tubos e conexões do sistema, reduzindo, assim, as possibilidades de entupimentos e. consequentemente, a necessidade de manutenções e de limpezas dos filtros do sistema. Segundo algumas opiniões, a água magnetizada faz bem para a pele. auxiliando no combate dos radicais livres, mantendo-a mais jovem.

[058] Após esses tratamentos prévios, a água na base é bombeada para a Caixa de Filtros CF (ver figuras 3. e 6-11) a qual contem filtros de diversos tipos. O primeiro filtro, referenciado como 9 nas figuras, utiliza como elementos filtrantes estopa. lã de vidro, feltro ou enchimento de fralda, ou papel, filtrando e retendo a gordura corporal, de sabão, xampus e cremes, além de reter grande parte do sabão dissolvido, células mortas da pele e gordura do corpo. entre outras impurezas, como pequenas partículas inertes na água, mantendo-a mais limpa e cristalina. Opcionalmente, poderá ser usado mais de um filtro desse tipo.

[059j Depois de passar pelo filtro de gordura 9, a água é encaminhada para três filtros de areia, conectados em série, que poderão ter granulometrias diferentes o primeiro sendo preenchido com areia grossa (filtro 10). o segundo com areia média (filtro 11) e o terceiro com areia fina (filtro 12), de modo que as partículas inertes na água ficarão retidas ao longo da passagem por esses filtros, ou seja, as partículas maiores, ficam retidas no filtro de areia grossa, as partículas de tamanho menores ficam retidas no filtro de areia média e aquelas partículas de tamanho bem reduzido ficam retidas no filtro de areia fina, Numa concretização preferencial, utilizar-se-á areia de granulonietria fina nos três filtros, atuando como filtros cie barreiras em série.

[060J Λ água segue então para um conjunto 13 composto de três filtros em paralelo compreendendo células de carvão ativado e prata coloidal deixando a água ainda mais limpa e cristalina, retendo alguma partícula que eventual mente possa ter passado nas primeiras fiitrações. O carvão ativado retém ainda aproximadamente, 75% do cloro dissolvido, eliminando qualquer cheiro ou odor da água, c ainda matando germes, vírus e bactérias, e tirando totalmente a turbidez da água.

[061J Antes de ser disponibilizada para um novo banho, a água passa pelo último processo de tratamento na reeielaçào 14 por meio de duas lâmpadas de radiação UV (Ultra-Violeta) posicionadas em série, as quais têm propriedade bactericida e desinfectante, matando qualquer germe, bactéria ou vírus que ainda possam estar presentes na água, tornando-a desinfectada e estéril, sem alterar as suas características de cor, cheiro ou sabor.

[062] Finalmente, existe ainda num outro processo de tratamento da água, uma unidade de cloraçào 3. que é um dosador de cloro calibrado, no qual o usuário poderá ajustar o nível de cloraçào que deseja entre 2 e 5 ppm para clorar a água de reúso. Esse tratamento permitirá inclusive que a água seja encaminhada de volta para a caixa d'água da residência 1 como água limpa e apropriada para o consumo humano. Assim, ela poderá ficar armazenada por algum tempo garantindo sua desinfecção.

[063] Segundo ilustrado nas figuras 3 e 5. o sistema compreende duas caixas d'água. Λ caixa 2 c abastecida pela rede pública fornecendo 100% da água no modo de operação banho normal bem como, fornecendo a água de reúso ao final de cada banho no modo de operação banho normal, ou reciclaçào, ou superducha. A caixa 1, que armazena a água de reuso. não está conectada ao chuveiro e sim. a outros componentes do sistema hidráulico do imóvel, tais como os que fornecem água para dar descarga, lavar quintal, lavar roupas, regar plantas, etc. f064} Quando o usuário estiver tomando banho no Modo Banho Normal o chuveiro recebe 100% da água da caixa 2, que deverá ser aquecida pelo chuveiro com 100% da necessidade de energia para o aquecimento da água até a temperatura de conforto selecionada pelo usuário, unia vez que a entrada de água do chuveiro c de água fria. Quando o nível do reservatório de água atinge 50%, ou 100% da sua capacidades, conforme programação prévia feito pelo usuário, o sistema poderá: entrar automaticamente no Modo Banho Reciclaçào. caso esteja programado para tal, ou se selecionado pelo usuário pressionando o botão Reciclaçào do teclado painel de controle. Neste momento, o usuário também poderá ativar o Modo de Operação Superducha pressionando o botão Superducha no teclado do painel de controle.

[065J Λ seguir, são descritos cm detalhe os diversos Modos tle Operação da Estação de Banho: • [066j Modo de Operação: "Banho Normal", com o banho normal utilizando a água da caixa d'água da residência, segundo mostra a Fig. 12. Durante esse modo de operação, as válvulas RF. AD e RC estão todas fechadas e a válvula VC e o registro RM abertos. Neste caso a vazào da água varia entre 3 e 9 litros por minuto. Ao final do Modo de Operação: “Banho Normal”, o sistema esgota a água completamente conforme será melhor explicado posteriormente • [067] Modo de Operação: "Banho Reciclaçào". com reaproveitamento instantâneo da água e da energia do banho (Fig. 6): a água recolhida no reservatório da base é bombeada e encaminhada pressurizada à caixa dc filtros na qual existe o conjunto de filtros (gordura, areia, carvão ativado e UV). passando pelo dosador de líquido (sabâo/xampu/creme) (D.S.L), que poderá funcionar somente quando este modo dc operação estiver em curso, sendo então encaminhada ao chuveiro com uma vazão que varia entre 12 e 15 litros por minuto. Durante esse modo de operação, as válvulas do sistema operam nas condições seguintes: - Válvula RF - aberta - Válvula AD - fechada - Válvula R€ aberta - Válvula VC - fechada - Registro Manual RM - aberto (pois sempre que a água de reciclaçào baixar demais, ou seja. menos de 20%, o sensor de nível do reservatório detecta essa situação e abre a válvula VC para encher o reservatório até o nível de 50 ou 100%), conforme programação de banho com 10, ou com 20 litros no reservatório. - Λο final do Modo de üperaçào: "Banho Reciclaçào", o sistema esgota a água completamcnte conforme será melhor explicado posteriormente • [068] Modo de Operação: "Banho Superdueha". com água direta, não filtrada e sem cloraçào (Fig. 10): neste modo de operação, a água é bombeada com alta pressão diretamente para o chuveiro (sem passar por nenhum filtro). Para este modo de operação o dosador de líquido (sabão-xampu/crente) (D.S.L) não funciona. Devido à menor perda de carga, a vazão de água é maior do que nos outros modos de operação, chegando a 18 litros por minuto. Assim sendo, no modo dc operação Superdueha aumenta-se significativamente o conforto do banho, além da grande economia de água e de energia. Esse modo de operação é recomendado para ser ativado pelo usuário somente depois que o mesmo já tomou o seu banho e apenas deseja curtir a água do banho por mais algum tempo. Durante esse modo de operação, as váhmlas do sistema se encontram nas seguintes condições; - Válvula RF - fechada - Válvula AD - aberta - Válvula RC - aberta - Válvula VC - fechada (essa válvula será aberta se o nível de água do reservatório baixar para menos de 20%) - Válvula DR fechada - Λ o final do Modo de Operação: "Banho Superducha‘2 o sistema esgota a água eomplctamente conforme será melhor explicado posteriormente • (069J Modo de Operação "Retrolavagenf Usado para a limpeza dos filtros de areia e de carvão ativado (Fig. 11) sempre que os mesmos estiverem saturados. Neste Modo de Operação, de tempos em tempos, conforme programação pré\ia. a lógica do sistema controla, automaticamente, a abertura e fechamento das válvulas de expurgo. Segundo mostra figura, os filtros de areia e de carvão ativado sào associados a respectivas válvulas de expurgo (VHs) que desviam a água suja para o esgoto {ralo do Box do banheiro). Com a bomba ligada, registro RM aberto e as válvulas VC aberta. RF fechada e AD aberta, promovem um fluxo reverso de água. sendo acionadas na seguinte sequência: VE4 aberta por 1 minuto e demais VEs fechadas; a seguir VE3 aberta por um minto e demais VEs fechadas, e assim por diante. Ao final estando todas as VEs fechadas, as válvulas RF e DR são abertas por l minuto. Neste modo de operação válvula AD está aberta e o registro também está aberto, e o chuveiro funcionando com a máxima temperatura com a finalidade de encher o reservatório com água limpa e quente para amolecer as partículas incrustadas nos grãos de carvão e de areia para a lavagem dos filtros. • [070] Modo de Operação: "Renso sem Filtração” Λ água contida no reservatório é encaminhada diretamente para a saída de reuso sem passar pela caixa de filtros que contém o conjunto de filtros (gordura, areia, carvão ativado e UV), e sem duração - Reuso armazenado da água do banho não filtrada c sem cloraçào {Fig, 8): a água do reservatório da base é encaminhada por bomheamento à caixa d‘água de reuso, sem filtragem, atravessando o clorador que está inoperante (sem pastilha). Neste modo de operação, o chuveiro está desligado e a as válvulas nas seguintes condições: - Válvula RF - fechada - Válvula AD aberta - Válvula RC - fechada - Válvula VC-fechada - Válvula DR - aberta • [071] Modo de Operação: "Reúso com Fiitraçüo" - A água contida no reservatório é filtrada e encaminhada sem cloração (Fig. 7) para a saída de água de reúso que poderá ser uma caixa d‘água de reúso: a água recolhida no reservatório da base é bombeada e encaminhada à caixa de filtros que contém o conjunto dc filtros (gordura, areia, carvão ativado e UV), sendo então encaminhada à caixa d*agua de reteso, atravessando o clorador que está inoperante (sem pastilha). O chuveiro está desligado, e as condições das válvulas sào as seguintes: - Válvula A D - fechada - VáIvuia RF - aberta - Válvula RO fechada - Válvula VC fechada - Válvula DR - aberta • 1072] Modo de Operação: "Reúso com Filtração e Cloração (Tratamento Completo)" - A água contida no reservatório é filtrada e encaminhada com cloração (Fig. 7) para a saída de água de reúso que poderá ser uma caixa d'agua da própria casa: a água recolhida no reservatório da base é bombeada e encaminhada à caixa de filtros que contém o conjunto de filtros (gordura, areia, carvão ativado e UV). sendo então encaminhada à caixa tf água. atravessando o cl orador que está operante (com pastilha). O chuveiro está desligado, e as condições das válvulas sào as seguintes: - Válvula AD ~ fechada - Válvula RF - aberta - Válvula RC - fechada - Válvula VC - fechada - Válvula DR - aberta [073] Em todos os modos de operação, a válvula de retenção opera atomaticamente, de forma conhecida na técnica.

[074] Outrossim, a limpeza do filtro de gordura tiâo é feita por retrolavagem e sim por substituição cios elementos filtrantes de tempos em tempos, ou sempre que necessário através de inspeções periódicas, Da mesma forma ocorre com as lâmpadas cie UV que sào trocadas sempre que necessário através de inspeções periódicas.

[075] A potência no aquecedor é controlada pela lógica do sistema, com o auxílio de um termômetro (referenciado como 27 na Figura 5) instalado dentro da câmara térmica do chuveiro 5, logo após a resistência elétrica, de modo a manter uniforme a temperatura da água no chuveiro ajustada pelo usuário.

[076] Em todo final de cada banho, o controlador eletrônico está programado para gerar um descarte de água do reservatório ita base, Esse descarte é feito pela bomba de água do sistema descartando a água diretamente no ralo do Box do banheiro, ou encaminhando-a para reúso através de urna saída de água pressurizada e de acordo com uma dentre as seguintes possibilidades: * [077] Agua Direta - A água é encaminhada para reúso e sem tratamento algum para usos menos nobres, tais como descargas de vaso sanitário, ou para lavar carro, calçada e quintal; trata-se de água cinza, que nâo é tratada; ■ [078] Agua Filtrada - A água passa pela caixa de filtros que retém todas as impurezas prestando-se para usos mais nobres, tais como lavagem de roupas, regar horta ou jardim; ■ [079] Agua Filtrada e Clorada Além de passar pelos filtros, a água passa por uma unidade dosadora de cloro 3 a qual pode ser calibrada para dosagem de cloro entre 2 e 5 PPM sendo encaminhada para caixa d'água 1. Segundo mostram as figuras, o dosador de cloro está incorporado à base, mais especifieamente na elevação situada junto à parede e coberta pela segunda tampa 7.

[080] A Fig. 13 é um diagrama completo do sistema, e mostra alguns aspectos da invenção não ilustrados em figuras anteriores, a saber; - a carenagem 36. que contém na sua face inferior, voltada para o usuário, o painel de controle 38. provido dc um display que operará tia língua que desejar, conforme programação prévia no setup de instalação do sistema, bem como teclado para operação c programação da Estação de Banho. Hsse painel permite ao usuário programar a temperatura da água com que deseja tomar o seu banho, para qualquer modo de operação, hem como a duração tio mesmo e o tempo de interrupção do (luxo de água do banho, nos modos normal, reeielaçào ou superdueha, além de ativar os modos de operação reeielaçào c superducha, hem como interromper por até 2 minutos qualquer tipo de banho, a saber, normal, reeielaçào, ou superducha; - o painel de circuito impresso 32, instalado ria elevação situada junto à parede e protegida pela tampa 7, visível na Fig. 3, dito painel contendo a inteligência que controla toda a operação de sistema; - a entrada de água proveniente da piadndê 34; - um ladrão 33 provido no reservatório de água da base, para o caso da água que cai do chuveiro superar a capacidade cie esgotamento da bomba; - um registro 37 para auxiliar na manutenção, [081J A folha que contém a referida Fig, 13 também incluí a Fig. 13a que mostra de forma mais dctalliada a instalação dos sensores de nível 63, 64. 65, 66, respectivamente indicando os níveis 0%, 20%, 50% e 99% da água dentro do reservatório. Segundo ilustrado, tais sensores são montados em um suporte vertical isolado 67. j 082j A figura 14 mostra em detalhe a face superior da tampa 7 que protege a elevação situada junto à parede, sendo alguns dos principais elementos dessa elevação ilustrados na Fig. 15. Os números de referência 45-45'. 46-46' e 47-47' correspondem a 3 opções de saída de água para o chuveiro; preferencialmente a saída 47-47' é utilizada para ligação da mangueira, nas instalações aparentes (nào embutidas). As tampas dos reservatórios de sabão líquido, xampu e creme sào indicadas por 41, 42 e 43, respectivamente, na Fig. 14, tendo logo abaixo seus respectivos botões de acionamento eletrônico. O tampão de alimentação do dosador de cloro 3 está indicado como 48-48'.

[083] Dita face superior está ainda provida dc um nível de bolha de 360 graus 51, para auxiliar no nivelamento da base da estação de banho.

[084j Para garantir o bom funcionamento da bomba 15, é provido um expurgo de ar cujo comando é executado pelo botão52. Para garantir o bom funcionamento da bomba 15, o sistema é provido uma válvula solenoide de sangria, referenciada como VS na Fig. 13. que leva a água da coluna de água reclicada 35 que sobe para o chuveiro, logo depois da válvula de retenção VR, à entrada da água da bomba, acima da válvula de retenção da mesma 31. Desta forma, se eventualmente acontecer de entrar ar na entrada de água da bomba, o usuário deverá acionar VS por 10 segundos pressionando o botão 52 sempre com o sistema desligado e com o registro 37 todo aberto.

[085] (3 visor 53 é um indicador de turbidez da água, possuindo duas janelas 54 e 55, através das quais se pode verificar a qualidade da água circulante antes de entrar no filtro e de expurgo, respectivamente.

[086] A referida face superior possuí ainda áreas 56 para apoio dos pés. bem como uma área rebaixada 49 para o sabão, e um recipiente 44 para outros objetos, tais como frascos ou esponja.

[087] A Fig. 16 mostra as posições relativas da base 8 e da tampa da base 6 e da tampa da elevação 7 quando ambas as tampas estiverem fechadas, observando-se que nessa condição, permanecem expostos os ralos através dos quais a água do banho escoa para o interior da base.

[088J No que diz respeito à instalação, o sistema poderá ser totalmente embutido, nos casos em que a obra ainda não estiver concluída. No caso de reformar um Box já existente a instalação embutida irá requerer a quebra de paredes cou piso. Todavia, em Box já existente o sistema poderá ser instalado de forma aparente sem a necessidade de quebrar paredes ou de fazer qualquer furo numa instalação padrão de Box de banheiro. Nesse caso. em lugar dos canos rígidos utilizados nas tubulações de subida da água de recielaçào referenciada como 35 e de saída da água de reúso 35' na Fig. 3, serão utilizadas mangueiras flexíveis, sem prejuízo do desempenho do sistema.

[089] Outrossim, a base 8 está provida, em sua face inferior, de pés de suporte ajustáveis que. com auxílio do nível de bolha 360 graus 51. possibilitam o adequado nivelamento da base sobre o Box existente quando o sistema for instalado.

[090j Ainda com relação ao funcionamento, o sistema tem diversas programações e funcionalidades, inclusive permitindo uma condição mínima operacional, tal qual um chuveiro eletrônico convencional para quando a base estiver inoperante (deseoneetada do sistema ou queimada).

[091] O sistema poderá funcionar com alimentação de rede elétrica em 127 ou 220 VAC, em rede com frequência de 50, ou 60 Hz. Funcionará com medições e informações de temperatura em graus Celsius ou Fahrenheit.

[092] Além disso, a inteligência do sistema microcontrolado também controlará e limitará a temperatura máxima de banho, conforme programação feita previamente pelo usuário, ou a programação padrão de fábrica, evitando acidentes de queimaduras de pele com água quente. Assim, prevendo a possibilidade de instalação em sistemas com aquecimento central (solar ou a gás), toda vez que entrar água a temperatura de 60" €, o sistema emite um bip dc alerta e corta a água por 3 segundos, e libera por 3 segundos, e emite um bip, e corta novamente caso ainda esteja acima dc 60" por mais 3 segundos, e assim segue até que temperatura da água esteja abaixo de 60" para que não ofereça mais risco ao usuário. O tempo de 3 segundos corte da água é para que o usuário tenha tempo de escapar do jato quente.

[093] O painel digital ainda mostrará o tempo transcorrido de banho e a temperatura do banho. Quando o sistema estiver desligado, o painel informará o dia. a hora certa e a temperatura ambiente.

[094] Em qualquer Modo de Operação de Banho (Normal ou Reciclação ou Superducha) o cliente poderá pressionar a tecla interrupção de banho no painel de controle para interromper o fluxo de água, cortando a válvula VC (visível na Fig. 3) por até 2 minutos para se ensaboar, liberando automaticamente a água após decorrido o prazo, ou se pressionar novametite a tecla, para se enxaguar, economizando, assim, mais água e mais energia elétrica.

[095] Se bem que a imenção tenho sido descrita com base numa concretização específica preferida, fica entendido que modificações poderão ser introduzidas por técnicos no assunto. Assim sendo, o âmbito da invenção é aquele definido pelo conjunto de reivindicações que se segue.

REIVINDICAÇÕES

Claims (24)

1. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS compreendendo uma plataforma (8) e respectiva tampa (6), dita plataforma compreendendo meios de coleta, armazenamento (28), bombeamento (15) e pré-tratamento da água, caracterizado pelo fato de dita plataforma estar provida de um ou mais dispositivos do grupo que compreende válvulas de acionamento remoto, dispositivos de tratamento físico (magnético e elétrico), dispositivos de filtragem, dispositivos de tratamento físico-químico e dispositivos de tratamento químico da água. dito sistema compreendendo meios de controle de temperatura e das temporizações temporizáveis e térmicos. Controle operacional dos temporizadores, temperatura e - controle das condições e dos modos de operação e modos de operação

2. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ditos meios de pré-tratamento compreenderem peneiras de material inerte (6a) e crepina de retenção de pelos e cabelos e partículas maiores.

3. SISTEMA RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ditos meios de tratamento físico compreenderem a ionização da água armazenada, por meio de eletrodos de cobre e de níquel.

4. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ditos meios de tratamento físico compreenderem meios de magnetização (19) da água, ditos meios selecionados dentre o grupo que compreende pelo menos um imã permanente ou pelo menos uma bobina excitada por corrente elétrica.

5. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ditos dispositivos de filtragem compreenderem um filtro de gordura (9).

6. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ditos dispositivos de filtragem compreenderem pelo menos um filtro de areia (10, 11, 12).

7. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de ditos filtros de areia compreenderem um conjunto de três filtros conectados em série.

8. SISTEMA DE RECICUAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de dito pelo menos um filtro de areia compreender um filtro de areia fina.

9. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com as reivindicações 1, 6, 7 ou 8, caracterizado pelo fato de a saída de dito conjunto de filtros ser conectada a um conjunto de filtros (14) de carvão ativado com prata coloidal.

10. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender meios de tratamento (14) por radiação UV (ultravioleta).

11. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender uma unidade de cloração (3) com graduação de cloro ajustável.

12. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender um dosador de sabão líquido, de xampu e de creme (D.S.L.).

13. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS compreendendo meios de coleta e de tratamento das águas servidas caracterizado pelo fato de incluir meios inteligentes de gerenciamento do sistema compreendendo meios de interação com o usuário para programação e controle de operação do sistema.

14. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de ditos meios inteligentes de gerenciamento compreenderem um painel de circuito impresso (34) dotado de microcontrolador e software residente, teclado e display, meios detectores do nível de água num reservatório de coleta de águas servidas, meios detectores da temperatura da água na câmara térmica do chuveiro, e meios de acionamento de válvulas de controle remoto providas no dito sistema.

15. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de dito gerenciamento compreender a seleção, feita pelo usuário de um Modo de Operação relacionado ao banho, dentre o conjunto que compreende: • Banho Normal, • Banho Reciclação com filtragem e desinfecção da água, e • Banho Superducha.

16. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de dito gerenciamento compreender a seleção, feita pelo usuário, ou de forma automática pelo sistema, de um Modo de Operação relacionado ao reúso, dentre o conjunto que compreende: • Reúso sem Filtração, • Reúso com Filtração, • Reúso com Filtração e Cloração, e • Retrolavagem.

17. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de ditos meios de interação com o usuário compreenderem providos por um painel (38) dotado de visor e teclas de controle que através de um software residente controla todo o sistema.

18. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de prover o controle da temperatura da água pelo usuário, através do controle de potência do dispositivo de aquecimento (5) com base nos dados fornecidos por um medidor de temperatura (27) incorporado a dito dispositivo.

19. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de cortar a válvula VC interrompe o fluxo de água quando a temperatura desta exceder um valor limite evitando acidentes de queimaduras de pele com água quente.

20. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de dito gerenciamento compreender o esgotamento total do reservatório ao final do banho, evitando o acúmulo de água e proliferação de mosquitos.

21. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de dito gerenciamento compreender o controle do tempo de banho programável pelo usuário.

22. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de dito gerenciamento compreender a interrupção do fluxo de água durante um período programável até o máximo de 2 minutos, por exemplo.

23. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de prover o reúso da água cinza da pia, bidê, ou de qualquer outro aparelho dentro do banheiro.

24. SISTEMA DE RECICLAÇÃO INSTANTÂNEA DE ÁGUA E DE ENERGIA E REÚSO DE ÁGUAS SERVIDAS de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de ser instalado de forma aparente ou embutida no Box do banheiro.