BR202022017871U2 - Dispositivo para economia de água e energia em chuveiros - Google Patents

Abstract

O dispositivo, objeto do presente modelo de utilidade, tem como objetivo reduzir o consumo de água e energia elétrica em chuveiros elétricos, ou ainda chuveiros por aquecimento solar, ou de qualquer outro tipo de chuveiro, através da redução, parcial ou total, do fluxo de água e da energia dissipada na resistência elétrica. Este dispositivo pode ser instalado sem a necessidade de grandes reformas, bastando ser instalado um módulo de economia através de simples adaptação com os seguintes componentes descritos acima: sensores (4); central eletrônica (5); válvula (6).

Description

Campo da Invenção

[001] O dispositivo, objeto do presente modelo de utilidade, tem como objetivo reduzir o consumo de água e energia elétrica em chuveiros elétricos, ou ainda chuveiros por aquecimento solar, ou de qualquer outro tipo de chuveiro, através da redução, parcial ou total, do fluxo de água e da energia dissipada na resistência elétrica nos momentos de ensaboadura, ou seja, em que o (a) usuário (a) estiver utilizando a bucha, sabonete, xampu, dentre outros.

Estado da Técnica

[002] As metas de desenvolvimento sustentável estabelecidas pela Organização das Nações Unidas (ONU) em sua agenda para o ano de 2030 objetivam um aumento substancial de eficiência na utilização de água, além de medidas urgentes para combater as mudanças climáticas e seus impactos. No caso específico do Brasil, o crescimento da população urbana não foi acompanhado, na mesma medida, por obras de saneamento para captação e tratamento de água. Por conta disso, crises hídricas nos últimos anos têm causado sérios transtornos aos habitantes das regiões mais populosas.

[003] Assim, a tendência de esgotamento dos recursos naturais tem impulsionado soluções mais econômicas e sustentáveis para diversos processos industriais e atividades pessoais. Um caso de destaque no qual existe considerável consumo de energia elétrica e água potável é o banho em chuveiros elétricos. O consumo de água para um único banho de 15 min nesses dispositivos é estimado em 135 L, valor maior que o consumo diário recomendado pela ONU para higiene pessoal de 110 L. Além disso, o consumo mensal de energia elétrica (somente do chuveiro elétrico) estimado para uma família de 4 pessoas onde cada um toma um banho morno diário de 15 min é de 75 kWh, podendo significar mais do que 25% do consumo total de energia elétrica na residência.

[004] Já estão disponíveis no mercado dispositivos que interrompem o fluxo de água se o usuário do chuveiro sair da região do jato de água. Várias invenções foram desenvolvidas com esse objetivo, empregando diferentes estratégias e são listadas a seguir.

[005] A BR 20 2013 025385-0 U2 descreve um sistema com sensor eletrônico de presença (do tipo infravermelho ou ultrassônico) posicionado no distribuidor do chuveiro, que envia um sinal a um controlador lógico programável (CLP), o qual, por sua vez, controla a posição de uma válvula solenoide para interromper ou permitir o fluxo de água. Existem também várias patentes que propõe o mesmo princípio aplicado em torneiras com abertura e fechamento automático da água, como exemplificado em US20150376880 A1. Um sistema semelhante é descrito em BR 10 2015 017516-7A2, com o diferencial de que um par de sensores fixados nas paredes laterais do box envia um sinal para a válvula solenoide abrir a água caso o usuário se posicione entre os sensores. Os projetos especificados em US5829072A, KR20090046252A, KR200329483Y1 e KR100701183B1 descrevem sistemas similares, nos quais sensores incorporados ao corpo das torneiras do chuveiro emitem um cone de ondas infravermelhas, as quais são refletidas pelo corpo de usuário e detectadas pelo sensor, indicando a distância da pessoa. Em outros casos, como em CN202235038U, CN204331320U e WO2018000444A1, o elemento sensor é posicionado numa base sobre a qual o usuário se banha, de forma que um sensor de pressão detecta o peso do usuário para enviar o sinal ao CLP, mantendo a solenoide aberta. Num trabalho acadêmico publicado em evento nacional, os autores utilizaram um sensor ultrassônico posicionado abaixo de uma saboneteira transparente para detectar se o usuário retirou a bucha e sabão para se ensaboar, para que um CLP acione também uma válvula solenoide.

[006] Mesmo com todas essas possibilidades, os dispositivos comumente utilizados nas residências não apresentam estes mecanismos para economia de água e energia, pois a incorporação destes na configuração dos chuveiros a serem fabricados encarece o produto final e o torna mais susceptível a defeitos por mau funcionamento dos sensores. Outra limitação importante é que nos projetos citados a vazão normalmente é totalmente interrompida, assim como a passagem de corrente elétrica no chuveiro. Listagem de Figuras FIGURA 1: Desenho esquemático do dispositivo proposto FIGURA 2: Variação construtiva do dispositivo

Descrição da Invenção

[007] O dispositivo eletrônico para economia de água e energia em chuveiros, objeto do presente modelo de utilidade, foi projetado para que seja uma solução que possa ser incorporada no projeto e fabricação de novos chuveiros vindos de fábrica, ou em chuveiros já instalados. Esse dispositivo permite, quando do momento da ensaboadura do (a) usuário(a), reduzir, ou mesmo cortar, o fluxo de água e a energia da resistência elétrica do chuveiro. Uma variação construtiva permite ainda que seja adaptado um chuveiro de aquecimento solar, dentre outros.

[008] A FIGURA 1 mostra o sistema proposto implementado em um chuveiro convencional, onde usualmente temos os seguintes itens: chuveiro (1), o qual é responsável por aquecer e dispersar a água, a tubulação (2), responsável por direcionar a água, geralmente a tubulação está embutida nas paredes, contudo há também casos em que é externa, e o registro (3), responsável por controlar a vazão de água e desligá-la. O registro (3) é convencionalmente uma válvula manual instalado à altura das mãos do usuário, contudo há casos em que o registro é nos pés do usuário, ou ainda outros, como sensor de presença. Com o presente dispositivo, aperfeiçoa-se o conceito original, adicionando os sensores (4) aos nichos/prateleiras onde são guardados xampu, sabonetes, condicionador, entre outros. Esses sensores (4) podem ser de diversos tipos, como sensores ópticos, de contato, emissão acústica, dentre outros cujo objetivo é verificar a presença de xampu, sabonete, bucha, condicionador, entre outros, dessa forma, caso um desses itens seja retirado no momento do banho, será enviado um sinal elétrico para uma central eletrônica (5) cujos princípios e componentes já são amplamente dominados no mercado. Essa central eletrônica (5) pode ser um módulo integrado em chuveiros vindos de fábrica, ou ainda um módulo comprado separadamente e instalados em chuveiros já existentes. O local de instalação da central eletrônica pode variar conforme desejo do usuário para instalações em chuveiros já instalados, ou ainda pode vir embutida no caso de chuveiros que vierem de fábrica com esse dispositivo. As principais funções da central eletrônica (5) são interpretar os sinais de presença ou não de xampu, sabonete, bucha, condicionador, entre outros. Em caso de ausência de algum desses itens, a centra eletrônica (5) deve tanto reduzir a potência da resistência elétrica do chuveiro quanto a vazão, através de uma válvula (6). Esta válvula (6) pode ser instalada na saída de água entre o chuveiro (1) e a tubulação (2), como pode ser colocada no lugar do registro (3), sendo um registro especial. A válvula pode ser de diversos tipos, tais como solenoide, elétrica, eletrônica. O importante é que cumpra a função de reduzir ou cortar a vazão de água quando receber um comando vindo da centra eletrônica (5). A central eletrônica (5) também pode ser ajustada, ou configurada, para fechar totalmente o fluxo de água e, neste caso, também desligar a resistência elétrica para evitar danos de sobreaquecimento. Os cabos elétricos são mostrados em (7). Com isso é possível tanto a economia de água quanto energia, ao parar ou reduzir o funcionamento do chuveiro nos momentos em que o usuário estiver fazendo atividades como ensaboar e lavar o cabelo etc. Este sistema pode ser instalado sem a necessidade de grandes reformas, bastando ser instalado um módulo de economia através de simples adaptação com os seguintes componentes descritos acima: sensores (4); central eletrônica (5); válvula (6). [009] A FIGURA 2 mostra uma variação construtiva do sistema, mais utilizado em chuveiros que contenham aquecimento da água por captação de energia solar, mesmo chuveiros a gás, ou outros, onde geralmente há 2 registros (3), ou uma válvula com a mistura de água quente e fria. O dispositivo da FIGURA 2 é composto por: chuveiro (1); a tubulação (2), responsável por direcionar a água; os registros (3), responsáveis abrir ou fechar o fluxo de água; os sensores (4) como descritos anteriormente; a central eletrônica (5), também como descrito anteriormente; uma variação, neste caso, é que deverão ser usadas 2 válvulas (6), para regular a vazão de água e cabos elétricos (7).

Claims (2)

1. DISPOSITIVO PARA ECONOMIA DE ÁGUA E ENERGIA EM CHUVEIROS caracterizado por compreender sensores (4) do tipo ópticos, de contato, emissão acústica, instalados nos nichos/prateleiras, central eletrônica (5), válvula (6) instalada na saída de água entre o chuveiro (1) e a tubulação (2), e cabos elétricos (7), podendo possuir 2 válvulas (6) no caso da instalação ser em chuveiros (1) que contenham aquecimento por captação de energia solar ou chuveiros a gás.

2. DISPOSITIVO PARA ECONOMIA DE ÁGUA E ENERGIA EM CHUVEIROS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a central eletrônica (5) interpretar o sinal dos sensores (4) e reduzir/aumentar tanto a potência da resistência elétrica do chuveiro (1) quanto a vazão através da válvula (6).