ES2259921B1 - SYSTEM OF THERMAL USE OF HEAT EVACUATED IN WASTEWATER. - Google Patents
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Abstract
Sistema de aprovechamiento térmico del calor evacuado en aguas residuales. Consiste en el aprovechamiento térmico del calor evacuado por las aguas residuales para precalentar aguas limpias, destinadas a usos sanitarios o a procesos industriales, que incorpora un depósito intercambiador (5) en el que las aguas sucias procedentes de la conducción principal de desagüe (1) precalientan las aguas limpias. Asimismo dispone un depósito de almacenamiento (4) conectado al anterior a través de una válvula de conexión (17) que alimenta al depósito intercambiador (5) de aguas sucias procedentes del conducto principal de desagüe (1), estando regulado el flujo y direccionamiento de las aguas sucias por medio de una válvula de distribución (2). El aprovechamiento térmico está asistido por una unidad de control (9) que recibe datos de temperaturas del depósito de alimentación (4), del depósito de intercambio (5) y de las aguas del conducto principal de desagüe (1) para regular la distribución de las aguassucias.System of thermal use of heat evacuated in wastewater. It consists of the thermal use of the heat evacuated by the wastewater to preheat clean water, destined for sanitary uses or industrial processes, which incorporates an exchange tank (5) in which the dirty water coming from the main drain pipe (1) preheats The clean waters. It also has a storage tank (4) connected to the previous one through a connection valve (17) that feeds the exchange tank (5) of dirty water from the main drain pipe (1), the flow and addressing of the dirty water by means of a distribution valve (2). The thermal use is assisted by a control unit (9) that receives temperature data from the feed tank (4), the exchange tank (5) and the water from the main drain pipe (1) to regulate the distribution of The aquassucias.
Description
Sistema de aprovechamiento térmico del calor evacuado en aguas residuales.Heat exploitation system evacuated in wastewater.
La presente invención se refiere a un sistema de aprovechamiento térmico del calor evacuado por las aguas residuales que se emplea para precalentar nuevas aguas. Estas aguas a precalentar pueden ser limpias, destinadas a usos sanitarios o a procesos industriales que requieran del uso de agua sin residuos, o aguas filtradas en mayor o menor grado dependiendo del proceso al que se destinen.The present invention relates to a system of thermal use of heat evacuated by sewage which is used to preheat new waters. These waters to Preheat can be clean, intended for sanitary uses or to industrial processes that require the use of water without waste, or filtered water to a greater or lesser degree depending on the process at They are destined.
Durante el funcionamiento de aparatos electrodomésticos, tales como lavadoras o lavavajillas, se evacuan aguas residuales que contienen grandes cantidades de calor que normalmente es desaprovechado. Asimismo se pierde el poder calorífico de las aguas residuales de la ducha o del lavabo.During device operation appliances, such as washing machines or dishwashers, are evacuated wastewater that contains large amounts of heat that It is usually wasted. Power is also lost calorific of the sewage of the shower or the washbasin.
Existen algunos intentos por recuperar esas cantidades de calor por medio del empleo de dispositivos como el que describe la Patente de Invención GB 2 385 785 que se refiere a un intercambiador de calor de aplicación a la parte inferior de la bañera o ducha que utiliza el calor residual del agua de desagüe de la ducha para precalentar el agua de alimentación del calentador de la ducha.There are some attempts to recover those amounts of heat through the use of devices such as which describes the GB 2 385 785 Invention Patent which refers to an application heat exchanger to the bottom of the bathtub or shower that uses the residual heat of the drain water of the shower to preheat the water supply heater The shower.
El sistema de aprovechamiento térmico objeto de la presente invención propone utilizar las aguas residuales calientes procedentes de usos domésticos o industriales para precalentar aguas limpias o filtradas con suciedad controlada.The system of thermal exploitation object of The present invention proposes to use wastewater hot from domestic or industrial uses for Preheat clean or filtered water with controlled dirt.
El sistema incorpora fundamentalmente dos tipos de depósitos a los que van a parar las aguas residuales: depósitos de intercambio en cuyo interior atraviesa un serpentín por el que circula el agua a precalentar; y depósitos de almacenamiento que se utilizan como soporte de los depósitos de intercambio, o también pueden servir para alimentación directa de procesos que acepten agua con una "suciedad" controlada, como puede ser un sistema de calefacción.The system fundamentally incorporates two types of deposits to which the wastewater will stop: deposits of exchange in whose interior a coil passes through which the water to be preheated circulates; and storage tanks that used as support for exchange deposits, or also they can be used for direct feeding of processes that accept water with a controlled "dirt", such as a system heating.
Estos depósitos están conectados entre sí, cada uno con su sonda de temperatura, y a ellos va a parar el agua de desagüe de los aparatos o electrodomésticos que utilizan este agua caliente, regida por una o varias válvulas, de manera que en función de la temperatura del agua y por comparación con las de los depósitos se decida, mediante una unidad de control, hacia qué depósito se desvía el agua o si se pierde por el desagüe general de la instalación. El agua entre depósitos circula igualmente regida por válvulas de conexión con el fin de mantener los depósitos de intercambio siempre con la mayor temperatura posible.These deposits are connected to each other, each one with its temperature probe, and they are going to stop the water from drain of appliances or appliances that use this water hot, governed by one or several valves, so that in function of water temperature and by comparison with those of deposits are decided, by means of a control unit, towards what water tank is diverted or if it is lost through the general drain of installation. Water between deposits circulates equally governed by connecting valves in order to maintain the deposits of Always exchange with the highest possible temperature.
Los depósitos y todos los tramos de tubería están construidos con materiales que aseguren las mínimas pérdidas de calor con el ambiente.Deposits and all pipe sections They are built with materials that ensure minimum losses of heat with the environment.
Este sistema es, por tanto, aplicable tanto para
uso doméstico como industrial, radicando la clave del proceso en la
gestión del agua en función de su temperatura, en un adecuado
filtrado de las aguas de almacenamiento, y en la determinación de
los volúmenes de almacenamiento y de intercambio que están
directamente ligados a los usos de agua caliente del edifi-
cio.This system is, therefore, applicable for both domestic and industrial use, the key to the process in the management of water based on its temperature, in an adequate filtering of storage waters, and in the determination of storage volumes and exchange that are directly linked to the hot water uses of the building
cio.
Para evitar la entrada de impurezas se contempla la incorporación en la instalación de filtros autolimpiables que requieran mínimo mantenimiento.To prevent the entry of impurities, it is contemplated the incorporation into the installation of self-cleaning filters that require minimal maintenance.
Por otro lado los depósitos incorporan un volumen en función de los usos para los edificios en los que se implantan y resultan fácilmente accesibles para labores de mantenimiento y limpieza, dotados de medios, por ejemplo, que permiten la inyección desde el exterior de productos de limpieza naturales o químicos. Adicionalmente se contempla la incorporación en el interior de los depósitos de, algas u otros organismos que regulan el nivel de impurezas existente.On the other hand, deposits incorporate a volume depending on the uses for the buildings in which they implant and are easily accessible for work of maintenance and cleaning, provided with means, for example, that allow the injection of cleaning products from outside Natural or chemical Additionally the incorporation is contemplated inside the deposits of, algae or other organisms that regulate the level of existing impurities.
Se contempla que el sistema se rija mediante un programa asociado a la unidad de control que optimice el funcionamiento del conjunto actuando sobre las válvulas del sistema para mayor aprovechamiento térmico. A través de una pantalla se puede monitorizar el funcionamiento del sistema, controlando las temperaturas de los depósitos. El sistema permite asimismo incorporar una pantalla en cada hogar o lugar de interés del edificio para informar a los usuarios del estado, ventajas y beneficios de consumir agua para un uso y momento determinado.It is contemplated that the system is governed by a program associated with the control unit that optimizes the operation of the assembly acting on the system valves for greater thermal use. Through a screen you can monitor the operation of the system, controlling the tank temperatures. The system also allows incorporate a screen in each home or place of interest of the building to inform users of the status, advantages and benefits of consuming water for a specific use and time.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to an example preferred practical implementation of it, is accompanied as integral part of that description, a set of drawings where with an illustrative and non-limiting nature, what has been represented next:
Figura 1.- Muestra una vista esquemática del sistema de aprovechamiento térmico de aguas residuales que constituye el objeto de la presente invención.Figure 1.- Shows a schematic view of the wastewater thermal utilization system that It constitutes the object of the present invention.
Figura 2.- Muestra una vista esquemática de una aplicación del sistema de aprovechamiento para el caso de incorporar más de un depósito de intercambio.Figure 2.- Shows a schematic view of a application of the harvesting system in the case of incorporate more than one exchange deposit.
Con referencia a las figuras se describe a continuación un modo de realización preferente del sistema de aprovechamiento térmico del calor evacuado en aguas residuales.With reference to the figures, a then a preferred embodiment of the system thermal use of heat evacuated in wastewater.
En la figura 1 se muestra la aplicación del sistema de aprovechamiento térmico en un hogar, aunque igualmente es aplicable a un bloque de pisos, hotel, residencia o industria, con ahorros aún mayores de los que se obtienen en un hogar unifamiliar.Figure 1 shows the application of thermal use system in a home, although it is also applicable to a block of flats, hotel, residence or industry, with even greater savings than those obtained in a home single family.
Puede observarse que todos los aparatos que consumen agua caliente vierten sus aguas "sucias" al desagüe, uniéndose todas las aguas en un único conducto principal de desagüe (1) y siendo conducidas hasta un punto de filtrado y distribución de aguas correspondiente a una válvula de distribución (2) que se encuentra antes del conducto de descarga general (3) de la vivienda y, por tanto, es anterior al desagüe del WC y a otros que pueda haber con residuos duros.It can be seen that all the devices that they consume hot water pouring their "dirty" waters into the drain, joining all the waters in a single main drain pipe (1) and being conducted to a filtering and distribution point of water corresponding to a distribution valve (2) that found before the general discharge duct (3) of the house and, therefore, is prior to the WC drain and others that may be with hard waste.
A continuación de la válvula de distribución (2) se encuentra un depósito de almacenamiento (4) en el que se almacenan las aguas sucias y un depósito de intercambio (5) relacionado con el depósito de almacenamiento por medio de una válvula de conexión (17) en el que se establece el intercambio de calor entre las aguas sucias y las aguas limpias frías que circulan por una conducción de aguas limpias (13) procedente de la red principal (6) para de esta forma precalentar dichas aguas limpias frías.Next to the distribution valve (2) there is a storage tank (4) in which They store dirty water and an exchange tank (5) related to the storage warehouse by means of a connection valve (17) in which the exchange of heat between dirty waters and cold clean waters that circulate by a conduction of clean waters (13) coming from the network main (6) to preheat said clean waters cold
La válvula de distribución (2) distribuye las aguas sucias hacia el depósito (4) o hacia el depósito de intercambio (5) regulada por una unidad de control (9) con objeto de conseguir la máxima temperatura en el depósito de intercambio (5), para lo cual en la unidad de control (9) se comparan las temperaturas del depósito de alimentación (4), del depósito de intercambio (5) y de las aguas que desaguan los aparatos del hogar, es decir, los que vienen por el conducto principal de desagüe (1).The distribution valve (2) distributes the dirty water to the tank (4) or to the tank of exchange (5) regulated by a control unit (9) in order to achieve the maximum temperature in the exchange tank (5), for which the control unit (9) compares the temperatures of the supply tank (4), of the storage tank exchange (5) and of the waters that drain household appliances, that is, those that come through the main drain pipe (one).
El aprovechamiento del calor del agua caliente "sucia" se produce en el depósito de intercambio (5). En su interior se encuentra un serpentín de cobre u otro material, que garantiza una alta conducción de calor entre los fluidos a uno y otro lado de sus paredes, por cuyo interior circula agua limpia a calentar proveniente de la red general de agua (6). Tras su paso por el depósito de intercambio (5) el agua limpia es conducida hacia un calentador (7). En caso de que la temperatura conseguida tras el paso por el depósito de intercambio (5) no sea suficiente para el uso que está reclamando el usuario, el calentador (7) se pondría en marcha directamente para suministrar la energía necesaria para llevar el agua a la temperatura demandada.The use of hot water heat "dirty" is produced in the exchange deposit (5). In its Inside is a copper coil or other material, which guarantees high heat conduction between the fluids to one and on the other side of its walls, whose interior circulates clean water to heating from the general water network (6). After its passage by the exchange tank (5) the clean water is conducted towards a heater (7). In case the temperature achieved after passing through the exchange deposit (5) it is not enough for the use that the user is claiming, the heater (7) is would launch directly to supply power necessary to bring the water to the demanded temperature.
Opcionalmente se contempla que en el depósito de almacenamiento (4) exista una derivación a un circuito de calefacción (8) del edificio controlada por una válvula de calefacción (16). En caso de que la temperatura del depósito de almacenamiento (4) sea mayor que la del agua del circuito "cerrado" del circuito de calefacción (8), se prevé el trasvase de agua del depósito de almacenamiento (4) al circuito de calefacción (8), ahorrando con ello energía. En este caso no hay intercambio de calor, sino que directamente el agua "sucia" del depósito de almacenamiento (4) se introduce en el circuito de calefacción (8) desaguándose el agua que contenía el circuito de calefacción (8) a través de una válvula de salida (14) al conducto de desagüe (1) y no al conducto de descarga (3) ya que cabría la posibilidad de recuperar el calor de ese agua.Optionally it is contemplated that in the deposit of storage (4) there is a branch to a circuit heating (8) of the building controlled by a valve heating (16). In case the tank temperature of storage (4) is greater than that of the circuit water "closed" of the heating circuit (8), the water transfer from the storage tank (4) to the circuit heating (8), thereby saving energy. In this case there is no heat exchange, but directly the "dirty" water of the storage tank (4) is introduced into the circuit heating (8) draining the water that contained the circuit of heating (8) through an outlet valve (14) to the duct of drain (1) and not to the discharge duct (3) since it would fit the possibility of recovering the heat of that water.
La unidad de control (9) está asociada a unos sensores de temperatura (15) que indican la temperatura de las aguas sucias de, la conducción principal (1), del depósito de almacenamiento (4), del depósito intercambiador (5) y del calentador (7) y regula la activación de la válvula de distribución (2) y válvula de conexión (17), así como en caso de contar con un circuito de calefacción (8) dispone de un sensor de temperatura (15’) en el circuito de calefacción que envía señales a la unidad de control (9) para regulación de la válvula de calefacción (16) y la válvula de salida (14).The control unit (9) is associated with some temperature sensors (15) that indicate the temperature of the dirty water of, the main conduit (1), of the tank of storage (4), the exchange tank (5) and the heater (7) and regulates the activation of the distribution valve (2) and connection valve (17), as well as in case of having a heating circuit (8) has a temperature sensor (15 ’) in the heating circuit that sends signals to the unit control (9) for regulation of the heating valve (16) and the outlet valve (14).
En el caso doméstico que se representa en esta figura 1, el sistema de calefacción idóneo sería el de suelo radiante, que utiliza temperaturas del agua entorno a 40ºC, que son las temperaturas típicas de uso de las viviendas.In the domestic case represented in this Figure 1, the ideal heating system would be the floor heating radiant, which uses water temperatures around 40 ° C, which are Typical temperatures for home use.
Las válvulas del sistema y el calentador (7) están controlados por la unidad de control (9) para asegurar un máximo aprovechamiento de las probabilidades energéticas de todo el agua que se desagua en el hogar, en el edificio, o en la industria en que el sistema esté instalado.System valves and heater (7) are controlled by the control unit (9) to ensure a maximum use of the energy probabilities of the entire water that drains at home, in the building, or in the industry in which the system is installed.
Como se muestra en la figura 1 el sistema puede estar monitorizado con el fin de conocer en todo momento la temperatura de los diferentes depósitos. El sistema no se concibe únicamente como pasivo, sino que permite intervenir en la gestión de las aguas desde un monitor (10), además de emitir sugerencias al usuario sobre la conveniencia o inconveniencia de utilizar sus electrodomésticos a determinadas horas.As shown in figure 1 the system can be monitored in order to know at all times the temperature of the different deposits. The system is not conceived only as a liability, but it allows to intervene in the management of the waters from a monitor (10), in addition to issuing suggestions to the user about the convenience or inconvenience of using their Appliances at certain times.
En la figura 2 se muestra otra posible solución del sistema de aprovechamiento, en el que se encuentran dos depósitos de intercambio (5), uno para cada temperatura típica de uso en el hogar. Se observa un depósito de intercambio (5) para electrodomésticos (11), por ejemplo una lavadora y un lavaplatos que se alimentan con agua caliente a temperatura más elevada que el resto del agua del hogar, y un depósito de intercambio (5) para una línea de uso sanitario (12).Another possible solution is shown in figure 2 of the harvesting system, in which there are two exchange tanks (5), one for each typical temperature of home use An exchange deposit (5) is observed for appliances (11), for example a washing machine and a dishwasher that they are fed with hot water at a higher temperature than the rest of the household water, and an exchange tank (5) for a sanitary use line (12).
Se contempla la posibilidad de adoptar en una misma instalación múltiples depósitos de almacenamiento (4) y múltiples depósitos de intercambio (5) adaptados a las diferentes temperaturas que requiera el edificio en cuestión.The possibility of adopting in a same installation multiple storage tanks (4) and multiple exchange tanks (5) adapted to the different temperatures required by the building in question.
Claims (3)
- --
- al menos un depósito intercambiador (5) situado previamente al calentador (7) en el que se encuentra un serpentín por el interior del cual circula agua de la conducción de aguas limpias (13) y exteriormente al mismo circulan las aguas sucias procedentes de la conducción principal de desagüe (1) que precalientan las aguas limpias y salen por el conducto de descarga (3),to the minus an exchange tank (5) previously located at heater (7) in which there is a coil inside from which water flows from the clean water line (13) and outwardly there are dirty water coming from the main drain line (1) that preheats the water clean and out through the discharge duct (3),
- --
- al menos un depósito de almacenamiento (4) dispuesto aguas arriba del depósito intercambiador (5) y conectado a éste a través de una válvula de conexión (17) que alimenta al depósito intercambiador (5) de aguas sucias procedentes del conducto principal de desagüe (1),to the minus a storage tank (4) arranged upstream of the exchanger tank (5) and connected to it through a connection valve (17) that supplies the exchange tank (5) of dirty water from the main drain pipe (one),
- --
- al menos una válvula de distribución (2) conectada a continuación del conducto principal de desagüe (1) que regula el paso de las aguas sucias hacia el depósito de almacenamiento (4), al depósito intercambiador (5) y al conducto de descarga (3),to the minus a distribution valve (2) connected after the main drain pipe (1) that regulates the passage of water dirty to the storage tank (4), to the tank exchanger (5) and to the discharge duct (3),
- --
- una unidad de control (9) asociada a unos sensores de temperatura (15) que indican la temperatura de las aguas sucias de, la conducción principal (1), del depósito de almacenamiento (4), del depósito intercambiador (5) y del calentador (7) y regula la activación de la válvula de distribución (2) y válvula de conexión (17).a control unit (9) associated with temperature sensors (15) indicating the temperature of the dirty water of, the conduction main (1), storage tank (4), deposit exchanger (5) and heater (7) and regulates the activation of the distribution valve (2) and connection valve (17).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20061016 Kind code of ref document: A1 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2259921B1 Country of ref document: ES |
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20181008 |