ES2264013T3 - Unidad de circulacion de agua. - Google Patents
Unidad de circulacion de agua.Info
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Abstract
Una unidad de circulación de agua (120, 520) para reducir el crecimiento de bacterias en un sistema de suministro de agua adaptada para instalación cerca de un punto de toma (100) y en conexión con una tubería de agua caliente (140), una tubería de agua fría (150) y una tubería de agua de retorno (160), la unidad de circulación de agua (120, 520) incluye: un canal de agua caliente (205) que conduce desde la tubería de agua caliente (140) al punto de toma (100), y un paso de agua caliente (210) que se bifurca del canal de agua caliente (205) y conecta con la tubería de agua de retorno (160); un canal de agua fría (235) que conduce desde la tubería de agua fría (150) al punto de toma (100) y un paso de agua fría (240) que se bifurca del canal de agua fría (235) y conecta con la tubería de agua de retorno (160); por lo que los pasos de agua caliente y fría están adaptados para realizar circulación de agua desde tuberías de agua caliente y fría (140, 150) a la tubería de agua de retorno (160);y medios para controlar dinámicamente la temperatura y el flujo (133, 533h, 533c) que controlan automáticamente el flujo de agua de la tubería de agua caliente (140) y/o la tubería de agua fría (150) a al menos una tubería de agua de retorno (160, 560h, 560c), estando dispuesto dicho control automático de manera que dependa de la temperatura del agua en la tubería de agua de retorno (160), y/o las temperaturas del agua en el paso de agua caliente (210) y el paso de agua fría (240).
Description
Unidad de circulación de agua.
La presente invención se refiere a una unidad de
circulación de agua y una red de agua corriente que impide
efectivamente el crecimiento bacteriano en la red de agua. En
particular, la presente invención se refiere a una unidad de
circulación de agua adaptada para montarse en o junto a un punto de
toma de
agua.
agua.
El crecimiento de bacterias transportadas por el
agua en redes de suministro de agua y puntos de toma es un problema
reconocido. Especialmente temidas son las bacterias legionella que
pueden crecer rápidamente a niveles peligrosos en el agua a
temperaturas de entre 20 y 50ºC. El lavado con agua caliente o un
biocida puede matar efectivamente las bacterias libres en el agua,
pero en la biopelícula presente en las superficies interiores de
depósitos de agua, tuberías y accesorios, las bacterias sobrevivirán
a menudo y empezarán a multiplicarse de nuevo tan pronto como lo
permitan las condiciones. Esta capacidad de "ocultamiento" hace
que algunas bacterias, por ejemplo legionella, sean muy difíciles de
controlar efectivamente. El problema es especialmente serio en
grandes edificios, tales como hospitales, hoteles y edificios de
apartamentos, cuyos sistemas de agua corriente tienen muchos
espacios en los que a veces el agua estancada se enfría o calienta a
la región de temperaturas peligrosas de entre 20 y 50ºC .
Los intentos recientes de resolver este problema
han incluido mezcladoras donde un operador puede usar una
herramienta especial para lavar temporalmente la mezcladora y todo
el sistema de suministro de agua con agua muy caliente durante
varios minutos con el fin de matar las bacterias durante una ronda
de todos los puntos de toma en un hospital o establecimiento
sanitario, por ejemplo. También se ha sugerido un sistema automático
controlado por ordenador para el lavado regular de sistemas de agua
corriente con agua caliente a través de los dispositivos de toma. La
experiencia adicional ha demostrado que los efectos de saneamiento
se logran suministrando continuamente al agua biocidas oxidantes
tales como cloro, bromo u ozono. Se describen métodos de lavado, por
ejemplo, en la Patente de Estados Unidos 6.027.572 y sus
referencias. Sin embargo, todos estos procedimientos implican gran
cantidad de mano de obra y consiguientemente altos costos para el
operador de servicio, por ejemplo, en un hospital. Además, se
interrumpirán las actividades realizadas en el edificio.
Otros intentos de afrontar el problema de las
bacterias es purificar el agua en, o cerca de, el dispositivo de
toma. Los métodos y dispositivos incluyen añadir ozono (Patente de
Estados Unidos 5.942.125), usar múltiples filtros (Patente de
Estados Unidos 5.851.388), añadir agente bactericida a través de un
dispositivo de bombeo (Patente de Estados Unidos 5.709.546) y
esterilización por radiación UV (Patente de Estados Unidos
5.891.329). Aunque son efectivos en algunas aplicaciones, por
ejemplo, en unidades dentales, su complejidad y necesidad de
mantenimiento los hace menos adecuados para instalación a gran
escala tal como en cada dispositivo de toma en un hospital o un
edificio de apartamentos. También se podría cuestionar el principio
de purificar el agua en una etapa posterior y no afrontar el
problema del crecimiento de bacterias en todo el sistema de agua
corriente.
En WO-A-03010453
(=EP-A-1409902), que es el estado de
la técnica según el artículo 54 (3) EPC, del mismo solicitante que
la presente invención, el problema de las bacterias legionella se
afronta suministrando a un punto de toma, incluyendo una mezcladora
para agua caliente y fría, una entrada de agua caliente y otra de
agua fría, y un espacio de agua caliente y otro de agua fría. Para
impedir el crecimiento especialmente de bacterias legionella dentro
de la mezcladora, se sugiere que la mezcladora esté provista también
de una salida de agua caliente del espacio de agua caliente y una
salida de agua fría del espacio de agua de la mezcladora. Las
salidas están conectados a una tubería de retorno de agua caliente y
a través de una disposición de válvulas el agua caliente siempre se
mantiene en circulación. Esto asegurará que el agua no se enfríe a
la región de temperaturas peligrosas de entre 20 y 50ºC. De hecho,
las tuberías de retorno aisladas térmicamente para agua caliente ya
están instaladas normalmente como una parte de la red de agua de
grandes edificios, por lo que, en tales casos, las tuberías de
retorno sólo tienen que ser abastecidas desde cada punto de toma a
la tubería de retorno principal. Esto mantendrá el costo de
instalación y mantenimiento a un nivel razonable. El agua fría se
puede hacer circular por una disposición similar incluyendo una
tubería de retorno de agua fría. Los espacios dentro del punto de
toma, en el que no es posible circular agua, se evacúan siempre que
el punto de toma no se esté utilizando.
La Patente sueca número 517.749 describe un
método y un aparato de reducir el crecimiento bacteriano en una
mezcladora de agua utilizando el método de la Patente de Estados
Unidos 6.021.803 en el lado de agua caliente en combinación con un
dispositivo que hace circular localmente el agua en el lado de agua
fría. Si es preciso, el agua fría se enfría adicionalmente mediante
algún dispositivo de enfriamiento. El enfriamiento adicional es
controlado por un sensor de temperatura.
La mezcladora de agua de la Patente sueca número
517.749, en comparación con las mezcladoras/puntos de toma de agua
tradicionales, será complicada y requerirá típicamente mantenimiento
regular. Por lo tanto, el equipo será costoso tanto de instalar como
de mantener. El sensor de temperatura y el dispositivo de
enfriamiento requerirán típicamente electricidad y/o gas. Una
instalación eléctrica, por ejemplo, tiene obvios inconvenientes, por
ejemplo, en una ducha.
Así, hay una demanda de métodos y aparatos para
evitar el crecimiento de bacterias que puedan operar con
mezcladoras/puntos de toma de agua convencionales así como con las
redes de suministro de agua existentes.
El problema objetivo es proporcionar un método y
un aparato para reducir el riesgo de crecimiento de bacterias,
especialmente el crecimiento de bacterias legionella, en una red de
suministro de agua. En particular, proporcionar un aparato y un
método que se pueda usar con redes de suministro de agua existentes
y mezcladoras/puntos de toma de agua convencionales.
El problema se resuelve con el aparato definido
en la reivindicación 1 y el método definido en la reivindicación 8.
Con el fin de lograr el objeto antes indicado, según la invención,
se facilita una unidad de circulación de agua que permite la
circulación de agua caliente y la circulación de agua fría.
Circulando el agua caliente y fría, respectivamente, todas las
partes del sistema se pueden mantener a temperaturas por encima o
por debajo, respectivamente, de la región de temperaturas en la que
se produce crecimiento de bacterias. Además, el agua de retorno se
puede mantener a una temperatura fuera de la región peligrosa.
Una realización de la unidad de circulación de
agua según la invención incluye medios para controlar la temperatura
y el flujo, dispuestos para proporcionar flujos controlados
dinámicamente de agua tanto de una tubería de agua caliente como de
una tubería de agua fría a al menos una tubería de agua de retorno
de tal manera que el agua de la tubería de agua caliente esté por
encima de una primera temperatura predefinida y el agua de la
tubería de agua fría esté por debajo de una segunda temperatura
predefinida. El control dinámico se deberá basar en la temperatura.
Los medios para controlar la temperatura y el flujo pueden ser
preferiblemente válvulas controladas termostáticamente o un
termostato.
Gracias a la unidad de circulación de agua de la
invención es posible construir una red de agua con circulación
continua de agua caliente y fría en todas las partes de la red. Las
partes no adecuadas para que por ellas circule agua caliente o fría
se podrían evacuar y ventilar.
Gracias a la unidad de circulación de agua de la
invención es posible sanear partes de agua fría del sistema de
suministro de agua lavando estas partes con agua caliente.
La invención se describirá ahora con detalle con
referencia a las figuras del dibujo, en las que:
La figura 1a) es una vista esquemática de la
unidad de circulación de agua según la invención, b) la unidad de
circulación de agua según la invención montada entre una mezcladora
de agua termostática y la red de suministro de agua, y c) la unidad
de circulación de agua según la invención entre un par de puntos de
toma individuales para agua caliente y fría, y la red de suministro
de agua.
La figura 2a) es una vista en sección
transversal de una realización preferida de la unidad de circulación
de agua según la invención, y b) una vista en sección transversal de
otra realización de la unidad de circulación de agua según la
invención.
La figura 3 es una vista en sección transversal
de otra realización de la unidad de circulación de agua según la
invención.
Y la figura 4 es una vista en sección
transversal parcial de una realización de la unidad de circulación
de agua dispuesta dentro de una carcasa de mezcladora.
La figura 5a) es una vista esquemática de la
unidad de circulación de agua según una realización de la invención,
y b) es una vista en sección transversal de la realización.
El principio de la presente invención se
describirá con referencia a la ilustración esquemática de la figura
1a. La unidad de circulación de agua (WCU) 120 según la presente
invención se instala en un sistema de suministro de agua y realiza
circulación de agua caliente (hw) desde una tubería de agua caliente
140 a una tubería de agua de retorno 160 y circulación de agua fría
(cw) desde una tubería de agua fría 150 a la misma tubería de agua
de retorno 160. Unos medios para controlar la temperatura y el flujo
133 del agua de retorno controlan el flujo de agua tanto de las
tuberías de agua fría como caliente 150, 140 a la tubería de agua de
retorno 160. Los medios para controlar la temperatura y el flujo 133
se deberán regular para dar siempre un flujo de agua tanto de la
tubería de agua caliente 140 como de la tubería de agua fría 150.
Manteniendo un flujo continuo tanto de agua caliente como fría
durante todo el recorrido hasta y a través de la WCU, se reduce el
crecimiento de bacterias porque el agua caliente no se enfriará a la
región de temperaturas peligrosas, y el agua fría no se calentará
hasta la región de temperaturas peligrosas. Las flechas en el dibujo
indican el flujo de agua de las tuberías de agua caliente y fría,
respectivamente, a la tubería de agua de retorno. Los medios para
controlar la temperatura y el flujo 133 se regulan típicamente de
manera que den un flujo más grande de agua caliente (flechas más
grandes) y un flujo más pequeño de agua fría (flechas más pequeñas).
Las temperaturas se regulan preferiblemente de manera que la
temperatura del agua de retorno esté entre la temperatura del agua
caliente y fría, pero más cerca de la temperatura del agua caliente.
Si, por ejemplo, el agua caliente está 60ºC y el agua fría está a
10ºC, una temperatura apropiada para el agua de retorno deberá ser
alrededor de 57ºC.
El principio de la invención se realiza en la
WCU ilustrada en el dibujo esquemático de la figura 1b. En la figura
1b, una mezcladora de agua o punto de toma 100, incluyendo una
entrada de agua caliente 105, una entrada de agua fría 110 y una
salida de agua mezclada 115 que conduce a una ducha (no mostrada),
por ejemplo, está conectada a la unidad de circulación de agua 120
según la presente invención. La unidad de circulación de agua
incluye una salida de agua caliente (salida caliente WCU) 125 que
está conectada a la entrada de agua caliente 105 de la mezcladora de
agua, y una salida de agua fría (salida fría WCU) 130 conectada a la
entrada de agua fría 110 de la mezcladora de agua. La unidad de
circulación de agua 120 incluye además una entrada de agua caliente
(entrada caliente WCU) 135 conectada a una tubería de agua caliente
140, una entrada de agua fría (entrada fría WCU) 145 conectada a una
tubería de agua fría 150 y una salida de agua de retorno (salida de
retorno WCU) 155 conectada a una tubería de agua de retorno 160. Las
tuberías de agua fría, agua caliente y agua de retorno están
conectadas a la red de agua fría, agua caliente y agua de retorno,
respectivamente (no mostrada).
La unidad de circulación de agua 120 según la
invención bifurca una porción controlada del agua transportada en la
tubería de agua caliente 140, la tubería de agua fría 150, o ambas,
a través de la salida de retorno WCU 155 a la tubería de agua de
retorno. Por ello el agua en las tuberías de agua caliente y las
tuberías de agua fría se puede mantener fuera de la región de
temperaturas (entre 20 y 50ºC), en la que se puede producir
crecimiento de bacterias peligrosas, aunque la mezcladora de agua
100 no esté en uso activo.
La mezcladora de agua 100 puede ser cualquier
tipo de mezcladora de agua convencional o dispositivo de toma, por
ejemplo una mezcladora de ducha con termostato. Preferiblemente, la
mezcladora se construye con el fin de minimizar el crecimiento de
bacterias. Tales mezcladoras se pueden obtener en el mercado, por
ejemplo, de AB Gustaysberg, Gustaysberg, Suecia, y se basan en el
principio de que se vacía el agua de los espacios de dentro de la
mezcladora cuando la mezcladora no está en uso activo. La tubería de
agua caliente 140 y la tubería de agua fría 150 son los tubos de
alimentación para suministrar agua caliente y fría ya instalados
típicamente y con dimensiones estandarizadas, presión de agua, etc.
Los edificios grandes tienen normalmente tuberías de agua caliente
de retorno en la red, pero no conexiones a ellas en la posición de
los puntos de toma.
Así, las tuberías de agua de retorno desde la
posición de los puntos de toma a la red se tienen que instalar
típicamente. La finalidad del sistema de agua de retorno ha sido
primariamente mantener el agua caliente en la red en circulación y
por lo tanto, mantener caliente el agua en la red, con el fin de
poder suministrar agua caliente a un punto de toma en un período de
tiempo razonable después de empezar a descargar el agua caliente. El
agua caliente en la red se mantiene a una temperatura predefinida,
típicamente 50-55ºC.
Si se instalan WCUs según la invención en el
sistema de agua, se producirá una adición continua de agua al
sistema de agua de retorno, es decir, desde la circulación del agua
fría. Esta adición de agua podría a veces superar temporalmente el
consumo de agua caliente en el sistema, y el agua excedente se
mantiene entonces preferiblemente en un depósito de almacenamiento,
equilibrando por ello las fluctuaciones del suministro y la demanda.
El depósito de almacenamiento está provisto preferiblemente de un
calentador para asegurar que la temperatura del agua no caiga por
debajo de un nivel predeterminado. Alternativamente, el agua
excedente se puede usar en otras facilidades por ejemplo para
cambiar el agua de una piscina.
Sin embargo, la cantidad de agua excedente, es
decir, el flujo de agua fría en la WCU individual, se deberá
mantener al mínimo, con el fin de no imponer una carga
innecesariamente alta al sistema de agua de retorno.
El agua de retorno deberá tener una temperatura
fuera de la región peligrosa, preferiblemente por encima de ella,
para evitar el crecimiento de bacterias. Esto impone más requisitos
al flujo de agua, y en condiciones normales es preferible un flujo
pequeño de agua fría.
Para cumplir estas demandas, los medios para
controlar la temperatura y el flujo 133 de la WCU según la invención
deberán ser capaces de asegurar al mismo tiempo un flujo de agua
caliente, un flujo suficiente, pero limitado de agua fría y mantener
la temperatura del agua de retorno a un nivel esencialmente
constante fuera de la región de temperaturas peligrosas.
La unidad de circulación de agua 120 puede
diseñarse, por ejemplo, para montarse directamente junto a la
mezcladora de agua, incluirse en el soporte en pared que fija
típicamente una mezcladora de ducha a la pared, incorporarse a la
pared. Tales variaciones serán evidentes a los expertos en la
técnica.
La unidad de circulación de agua 120 según la
presente invención se ha descrito aquí montada en una mezcladora de
agua termostática. Esto se deberá considerar como un ejemplo no
limitativo del uso de la presente invención. La unidad de
circulación de agua 120 se puede usar ventajosamente en combinación
con otros tipos de mezcladoras de agua y grifos de agua. Un ejemplo
de ello se ilustra en la figura 1c, en la que la unidad de
circulación de agua 120 está conectada a un par de grifos
individuales, para agua caliente 165 y fría 170, respectivamente.
Una disposición típica de bañeras tradicionales y lavabos. La unidad
de circulación de agua 120 podía colocarse en este ejemplo debajo
del bastidor de la bañera o lavabo.
Una realización preferida de la unidad de
circulación de agua según la invención se ilustra esquemáticamente
en la figura 2a. Un canal de agua caliente 205 conecta la entrada
caliente WCU 135 a la salida caliente WCU 125. Un paso de agua
caliente 210 se bifurca del canal de agua caliente 205 y conecta con
los medios para controlar la temperatura y el flujo 133 que, a su
vez, están conectados a la salida de retorno WCU 155. Igualmente un
canal de agua fría 235 conecta la entrada fría WCU 145 a la salida
fría WCU 130. Un paso de agua fría 240 se bifurca del canal de agua
fría 235 y conecta con los medios para controlar la temperatura y el
flujo 133. Los medios para controlar la temperatura y el flujo 133
se realizan aquí por medio de una válvula de termostato 250 y
opcionalmente una válvula de regulación de flujo 255. La válvula de
termostato 250 es preferiblemente el mismo tipo de válvula que
controla la temperatura del agua saliente en una mezcladora
termostática, es decir, que regula automáticamente el volumen de
agua caliente y fría para dar el agua saliente a una temperatura
esencialmente constante correspondiente a los valores de la válvula
de termostato. Las válvulas termostáticas pueden tener una
temperatura predefinida del agua saliente o una posibilidad de poner
la temperatura. Tales válvulas de termostato están disponibles en el
mercado en gran variedad de formas, tamaños, regiones de
temperatura, etc.
La válvula de termostato 250 asegurará que la
temperatura del agua en la salida de agua de retorno 155 sea
esencialmente constante incrementando el flujo de agua caliente del
canal de agua caliente 205 mediante el paso de agua caliente 210 si
el agua de retorno está demasiado fría, y aumentando el flujo de
agua fría del canal de agua fría 235 mediante el paso de agua fría
240 si el agua de retorno está demasiado caliente. La válvula de
regulación de flujo de agua 255 definirá un flujo máximo de agua en
la salida de agua de retorno 155. Alternativamente, los pasos de
agua caliente y fría pueden estar provistos de válvulas de
regulación de flujo individuales, que maximizan el flujo de agua
caliente y fría, respectivamente, y en combinación definen un flujo
total máximo de agua en la salida de agua de retorno 160.
La válvula de termostato 250 también tiene que
asegurar que el agua caliente siempre esté por encima, y el agua
fría siempre esté por debajo, de la región de temperaturas
peligrosas, es decir, asegurar un flujo continuo y suficiente tanto
de agua caliente como fría. Esto se logra estableciendo la
temperatura de la válvula de termostato 250 a un valor apropiado, o
eligiendo una válvula apropiada si se usa una válvula de termostato
con un valor de temperatura fijo, en comparación con las
temperaturas del agua caliente y fría. Estableciendo (eligiendo) la
válvula de termostato 250 a una temperatura entre la temperatura del
agua caliente y fría, pero más próxima a la temperatura del agua
caliente, el flujo de agua caliente en la mayoría de los casos será
mayor que el flujo de agua fría, que es según las preferencias
indicadas anteriormente. Dado que el agua caliente en el sistema de
suministro se somete a recalentamiento y circulación en la red, la
temperatura del agua caliente será aproximadamente constante. Se
recomienda mantener la temperatura del agua caliente alrededor de
60ºC. La temperatura del agua fría suministrada variaría típicamente
más que el agua caliente suministrada. Las variaciones se deberán al
nivel de consumo de agua fría en el sistema y factores exteriores
tales como la temperatura ambiente. El agua fría a menudo está, por
ejemplo, considerablemente más fría en un día frío de invierno que
en un día caluroso de verano. La válvula de termostato 250
considerará las fluctuaciones incrementando el flujo de agua fría si
el agua fría está "caliente" y disminuyendo el flujo si está
"fría". Esto responde a los requisitos de mantener la
temperatura del agua fría por debajo de la región de temperaturas
peligrosas y de limitar el flujo de agua fría.
Por ejemplo, si el agua caliente está a 60ºC y
el agua fría está a 10ºC, un valor apropiado para la válvula de
termostato 250 sería alrededor de 57ºC. El flujo de agua caliente
será mayor que el flujo de agua fría, que es deseable para mantener
la necesidad de volumen de almacenamiento a un nivel aceptable, pero
la circulación de agua fría será suficiente. Los parámetros de
diseño separados de la válvula de termostato 250, o la elección de
válvula si se usan válvulas con temperatura fija, y el ajuste de las
válvulas de regulación de flujo 255, 265 dependerán de la
implementación, por ejemplo las temperaturas del suministro de agua
caliente y fría, las facilidades para almacenamiento temporal, etc.
Los valores pueden estar preestablecidos, por ejemplo, por el
fabricante y, si es necesario, se pueden regular durante la
instalación o el mantenimiento regular. Sin embargo, los valores no
se deberán cambiar durante la operación normal.
Los medios para controlar la temperatura y el
flujo 133 se pueden realizar en otras formas distintas de la
descrita anteriormente. En otra realización de la invención,
ilustrada en la figura 2b, los medios para controlar la temperatura
y el flujo 133 se realiza por una disposición de válvulas que
incluye válvula de regulación de flujo de agua caliente y fría 255,
265 y válvulas de agua caliente y fría controlada termostáticamente
250, 260, dispuestas en los respectivos pasos de agua caliente y
fría 210, 240. La válvula de agua caliente controlada
termostáticamente 250, por ejemplo, una válvula
bi-metal, se dispone de manera que se cierre si la
temperatura del agua en el paso de agua caliente 210 es superior a
un valor umbral predefinido, el valor umbral de agua caliente, y se
abra si la temperatura del agua es inferior al valor umbral de agua
caliente. El valor umbral de agua caliente deberá ser el valor
superior de la región de temperaturas para crecimiento de bacterias
peligrosas, típicamente 60ºC \pm 3ºC. La válvula de regulación de
agua caliente 255 define el flujo máximo de agua en el paso de agua
caliente 210, y se puede regular preferiblemente desde fuera de la
unidad de circulación de agua 120.
La válvula de agua fría controlada
termostáticamente 260, por ejemplo una válvula
bi-metal, se dispone de manera que se cierre si la
temperatura del agua en el paso de agua fría es inferior a un valor
umbral predefinido, el valor umbral de agua fría, y se abra si la
temperatura del agua es superior al valor umbral de agua fría. El
valor umbral de agua fría deberá ser inferior al valor más bajo de
la región de temperaturas para crecimiento de bacterias peligrosas,
típicamente 16ºC \pm 2ºC. La válvula de regulación de agua fría
255 define el flujo máximo de agua en el paso de agua fría 240, y se
puede regular preferiblemente desde fuera de la unidad de
circulación de agua 120.
Las válvulas de regulación de flujo y las
válvulas controladas termostáticamente adecuadas para la presente
invención están disponibles en el mercado en gran número de
variaciones. Como será evidente para los expertos en técnica, los
detalles de las disposiciones de válvulas se pueden variar y seguir
todavía dentro del alcance de la invención.
Si el agua en el paso de agua caliente 210 se
enfría a una temperatura por debajo del umbral de agua caliente,
debido típicamente a que la mezcladora de agua 100 no ha estado en
uso durante un período de tiempo, se abrirá la válvula de agua
caliente controlada termostáticamente 250. Se producirá circulación
de agua caliente de la tubería de agua caliente 140 a través del
paso de agua caliente 210 a la tubería de agua de retorno 160. La
temperatura del agua y el material circundante subirá a, o por
encima de, el valor umbral de agua caliente y la válvula de agua
caliente controlada termostáticamente 250 se cerrará entonces de
nuevo. La histéresis inherente y lentitud, por ejemplo, de una
válvula bi-metal evitará que la válvula se active y
desactive rápidamente, y se producirá circulación durante un período
significativo de tiempo. El valor umbral de agua caliente se deberá
elegir de manera que la temperatura del agua caliente nunca esté en
la región peligrosa y todas las fluctuaciones de la temperatura del
agua estén por encima de la región peligrosa.
Igualmente, si el agua en el paso de agua fría
240 se calienta hasta una temperatura superior al umbral de agua
fría, debido típicamente a que la mezcladora de agua 100 no ha
estado en uso durante un período de tiempo, se abrirá la válvula de
agua fría controlada termostáticamente 260. Se producirá circulación
de agua fría de la tubería de agua fría 150 a través del paso de
agua fría 240 a la tubería de agua de retorno 160. La temperatura
del agua y el material circundante se enfriará al valor umbral de
agua fría y la válvula de agua fría controlada termostáticamente 260
se cerrará entonces de nuevo. La histéresis inherente y lentitud,
por ejemplo, de una válvula bi-metal evitará que la
válvula se active y desactive rápidamente, y se producirá
circulación durante un período significativo de tiempo. El valor
umbral de agua fría se deberá elegir de manera que la temperatura
del agua fría nunca esté en la región peligrosa y todas las
fluctuaciones de la temperatura del agua estén por debajo de la
región peligrosa. Las válvulas controladas termostáticamente 260,
mediante la transferencia de calor en el material de la WCU 120,
afectarán una a otra y se producirá una situación de estado
razonablemente constante en la que se puede lograr un flujo continuo
de agua caliente y fría.
Con el fin de impedir efectivamente el
crecimiento bacteriano, se deberá evitar con esmero el agua
estancada, y por tanto el enfriamiento o calentamiento hasta la
región de temperaturas peligrosas. La unidad de circulación de agua
según la invención se deberá combinar preferiblemente por lo tanto
con una mezcladora/punto de toma de agua que evacúe automáticamente
todos los espacios de agua que entonces no estén en uso, o
desinfectar su interior con otros medios. Para mejorar la
circulación en los espacios formados entre los pasos de agua 210,
240, la entrada a los canales de agua 205, 235 y las entradas de la
mezcladora de agua 105, 110, la distancia entre los pasos de agua
210, 240, la entrada a los canales de agua 205, 235 y las entradas
de la mezcladora de agua 105, 110 deberá ser lo más corta que sea
posible. Preferiblemente la mezcladora/puntos de toma de agua tienen
válvulas que cierran entrada de agua fría y caliente lo más cerca
posible de las entradas 105, 110, que están conectadas a las salidas
de la unidad de circulación de agua 125, 130.
En una realización de la presente invención,
descrita con referencia a la figura 3, se mejora más la circulación
cerca de la mezcladora de agua. El paso de agua caliente 210 está
unido en esta realización a un tubo de circulación de agua caliente
300, que se extiende del paso de agua caliente 210 al canal de agua
caliente 205 hacia la salida caliente WCU 125. De la misma manera,
el paso de agua fría 240 está unido a un tubo de circulación de agua
fría, 305, que se extiende desde el paso de agua fría 240 al canal
de agua caliente 205 hacia la salida fría WCU 130. La circulación de
agua por esta disposición será efectiva en todas las partes de los
canales de agua 205, 235. Si es adecuado, con respecto al diseño de
la mezcladora de agua, los tubos de circulación 300, 305 se pueden
extender más allá de las salidas de la unidad de circulación de agua
125, 130 y una distancia a las entradas de la mezcladora de agua
105, 110. La distancia apropiada dependerá del diseño de la
mezcladora de agua, y se puede adaptar fácilmente, por ejemplo
cortando los tubos a longitudes apropiadas, a la instalación de la
unidad de circulación de agua. Se podría usar de la misma manera
otros tipos de disposición "tubo en tubo". Por ejemplo, las
partes de los canales de agua desde los pasos de agua y hacia la
salida WCU se pueden dividir longitudinalmente en dos partes.
Mediante esta disposición, la unidad de
circulación de agua 120 según la invención realizará circulación, y
por lo tanto una posibilidad de evitar la región de temperatura
peligrosa también muy cerca de la mezcladora/punto de toma de agua
al que está conectada la unidad de circulación de agua. La sección
ampliada de la figura 3 ilustra, con flechas, cómo fluirá agua
alrededor del extremo de los tubos de circulación.
Los principios de la presente invención se
pueden utilizar también dentro de una mezcladora de agua o punto de
toma incorporando la WCU 120 en la carcasa de la mezcladora e
integrarla opcionalmente con el diseño de la mezcladora de agua.
Esta realización de la invención se ilustra en la figura 4 en la que
se ilustra una mezcladora de agua 400 incluyendo una cámara de agua
caliente 410, una cámara de agua fría 415 y una cámara mezcladora
405. Como se ilustra, los pasos de agua caliente y fría 210 y 240 se
disponen en la pared de la carcasa de mezcladora. La válvula de
termostato 250 están conectadas como antes a los pasos de agua
caliente y fría y la válvula de regulación de flujo 255 en la salida
de agua de retorno 155. Los pasos de agua caliente y fría 210, 240
pueden conectarse como antes a los canales de agua 205, 235, pero se
pueden conectar preferiblemente a la cámara de agua caliente y fría,
respectivamente, con el fin de realizar circulación también en estas
cámaras. La funcionalidad de la válvula de termostato 250 será según
realizaciones anteriores.
La invención se ha descrito en las realizaciones
anteriores con los medios para controlar la temperatura y el flujo
133 incluyendo elementos puramente mecánicos, utilizando el efecto
físico de la expansión térmica para controlar la temperatura del
agua de retorno saliente. Éstas son realizaciones preferidas dado
que tales sistemas no requieren potencia eléctrica y generalmente
muy poco o nulo mantenimiento. Sin embargo, como apreciarán los
expertos en la técnica, también se puede realizar medios para
controlar la temperatura y el flujo 133 de otras formas, por
ejemplo mediante el uso de un sensor para medir la temperatura,
válvulas de control de flujo accionadas eléctricamente y electrónica
de control para regular las válvulas en respuesta a la medición del
sensor.
El enfriamiento de las partes frías del sistema
de suministro de agua proporcionado por la invención reducirá
efectivamente el crecimiento de bacterias, pero el enfriamiento no
matará las bacterias. En las partes calientes, si el agua está
suficientemente caliente, las bacterias serán matadas. Si es
necesario, gracias a la presente invención, también las partes frías
se pueden lavar con agua caliente acoplando temporalmente agua
caliente al sistema de agua fría y opcionalmente agua fría al
sistema de agua caliente. Las válvulas termostáticas convencionales
reaccionarán a la situación de temperatura invertida permitiendo
flujo máximo del paso de agua fría (ahora con agua caliente). En la
realización que utiliza válvulas bi-metal el efecto
será el mismo. Esto proporcionará un saneamiento efectivo de las
partes de agua fría. Algunas válvulas de termostato no son sensibles
a qué conexión está conectada el agua caliente y fría y por lo
tanto, funcionará igual de bien con agua fría y caliente invertidas.
Este método novedoso de sanear es especialmente útil antes de abrir
un establecimiento que ha estado cerrado temporalmente, por ejemplo
un hotel de temporada.
En la realización preferida aquí descrita el
paso de agua caliente 210 y el paso de agua fría 240 están
conectados a la misma tubería de agua de retorno. Podrían conectarse
igualmente a tuberías individuales de agua de retorno, en cuyo caso
el agua de retorno típicamente se reenfriará antes de volver a la
red de suministro de agua fría. Éste es a menudo el caso, por
ejemplo, en edificios muy altos, donde el agua fría circula en la
red de la misma manera que la circulación de agua caliente más
común. La unidad de circulación de agua según la invención se puede
adaptar fácilmente de modo que funcione también en tales sistemas.
Tal adaptación se ilustra esquemáticamente en la figura 5a, y una
realización de una WCU adecuada para tuberías individuales de
retorno de agua caliente y fría se ilustra en la figura 5b.
En la figura 5a se ilustra la unidad de
circulación de agua (WCU) 520 según esta realización de la presente
invención, instalada en un sistema de suministro de agua y realiza
circulación de agua caliente (hw) desde una tubería de agua caliente
140 a una tubería de retorno de agua caliente 560h y circulación de
agua fría (cw) desde una tubería de agua fría 150 a una tubería de
retorno de agua fría 560c. Unos medios para controlar la temperatura
y el flujo 533h y 533c, del agua caliente y fría, respectivamente,
del agua de retorno, controlan el flujo de agua de las tuberías de
agua fría y caliente 150, 140 a las tuberías de agua de retorno 560h
y 560c, respectivamente. Los medios para controlar la temperatura y
el flujo 533h y 533c deberán regular preferiblemente de forma
dinámica el flujo de agua de la tubería de agua caliente 140 y la
tubería de agua fría 150, para asegurar que la temperatura del agua
caliente nunca caiga por debajo de un valor de agua caliente
predefinido, respectivamente para asegurar que la temperatura del
agua fría nunca exceda de un valor de agua fría predefinido. El
crecimiento de bacterias se reduce porque el agua caliente no se
enfriará a la región de temperaturas peligrosas, y el agua fría no
se calentará hasta la región de temperaturas peligrosas. Las flechas
en el dibujo indican el flujo de agua desde la tubería de agua
caliente y fría, respectivamente, a las respectivas tuberías de agua
de retorno.
Una realización de esta realización de la
presente invención se ilustra esquemáticamente en la figura 5b. Un
canal de agua caliente 205 conecta la entrada caliente WCU 135 a la
salida caliente WCU 125. Un paso de agua caliente 210 se bifurca de
del canal de agua caliente 205 y conecta con medios de agua caliente
para controlar la temperatura y el flujo 533h que a su vez están
conectados a la salida de retorno de agua caliente 155. Igualmente
un canal de agua fría 235 conecta la entrada fría WCU 145 a la
salida fría WCU 550. Un paso de agua fría 240 se bifurca del canal
de agua fría 235 y conecta con medios de agua fría para controlar la
temperatura y el flujo 533c. Los medios para controlar la
temperatura y el flujo 533c y 533h incluyen, por ejemplo, una
disposición de válvulas que incluyen válvulas de regulación del
flujo de agua caliente y fría 555, 565 y válvulas de agua caliente
y fría controladas termostáticamente 550, 560, dispuestas en los
pasos respectivos de agua caliente y fría 210, 240. La válvula de
agua caliente controlada termostáticamente 250, por ejemplo una
válvula bi-metal, se dispone de manera que se
cierre, o suministre un flujo pequeño, si la temperatura del agua en
el paso de agua caliente 210 es superior a un valor umbral
predefinido, el valor umbral de agua caliente, y se abra si la
temperatura del agua cae debajo del valor umbral de agua caliente.
El valor umbral de agua caliente deberá ser preferiblemente superior
al valor superior de la región de temperaturas para crecimiento de
bacterias peligrosas, típicamente 60ºC \pm 3ºC. La válvula de
regulación de agua caliente 555 define el flujo máximo de agua en el
paso de agua caliente 210, y se puede regular preferiblemente desde
fuera de la unidad de circulación de agua 520.
La válvula de agua fría controlada
termostáticamente 560, por ejemplo una válvula
bi-metal, se dispone de manera que se cierre, o
suministre un flujo pequeño, si la temperatura del agua en el paso
de agua fría es inferior a e un valor umbral predefinido, el valor
umbral de agua fría, y se abra si la temperatura del agua es
superior al valor umbral de agua fría. El valor umbral de agua fría
deberá ser inferior al valor más bajo de la región de temperaturas
para crecimiento de bacterias peligrosas, típicamente 16ºC \pm
2ºC. La válvula de regulación de agua fría 565 define el flujo
máximo de agua en el paso de agua fría 240, y se puede regular
preferiblemente desde fuera de la unidad de circulación de agua 520.
Por lo tanto, se logra un control dinámico, en base a la temperatura
del agua, del flujo y/o la temperatura del agua caliente y fría, que
asegura que, independientemente de las fluctuaciones de la
temperatura del agua entrante (dentro de límites obvios), el agua
caliente y fría se regularán dinámica automáticamente a su región
respectiva de temperaturas "seguras". Al mismo tiempo, se
minimizan los flujos de agua a las tuberías de retorno, manteniendo
el agua y/o consumo de energía a un nivel bajo.
El control dinámico basado en la temperatura
puede implementarse, como apreciarán los expertos en la técnica, de
muchas formas diferentes, incluyendo, por ejemplo, las válvulas
controladas termostáticamente antes descritas, diferentes tipos de
termostatos, sistemas incluyendo sensores electrónicos y válvulas
accionadas eléctricamente.
La unidad de circulación de agua 520 adecuada
para retorno separado de agua fría 560 y retorno de agua caliente,
se ha ilustrado y descrito aquí anteriormente como una unidad
combinada incluyendo partes de agua tanto caliente como fría.
Naturalmente, la circulación de agua caliente y la circulación de
agua fría se pueden realizar en dos unidades separadas, que se
pueden montar independientemente, preferiblemente en estrecha
proximidad a la mezcladora/grifos. Esto podría ser ventajoso en
algunas aplicaciones, por ejemplo si se utilizan grifos separados
para agua caliente y fría, o si solamente se usa en una posición un
grifo de agua fría, o un grifo de agua caliente. Además, por
ejemplo, si la red proporciona retorno de agua caliente solamente,
se puede instalar ventajosamente unidades separadas de circulación
de agua para agua caliente solamente según la realización anterior.
Alternativamente, si solamente está disponible retorno de agua fría,
se puede instalar unidades separadas de circulación de agua para
agua fría solamente.
Claims (7)
1. Una unidad de circulación de agua (120, 520)
para reducir el crecimiento de bacterias en un sistema de suministro
de agua adaptada para instalación cerca de un punto de toma (100) y
en conexión con una tubería de agua caliente (140), una tubería de
agua fría (150) y una tubería de agua de retorno (160), la unidad de
circulación de agua (120, 520) incluye:
un canal de agua caliente (205) que conduce
desde la tubería de agua caliente (140) al punto de toma (100), y un
paso de agua caliente (210) que se bifurca del canal de agua
caliente (205) y conecta con la tubería de agua de retorno
(160);
un canal de agua fría (235) que conduce desde la
tubería de agua fría (150) al punto de toma (100) y un paso de agua
fría (240) que se bifurca del canal de agua fría (235) y conecta con
la tubería de agua de retorno (160); por lo que los pasos de agua
caliente y fría están adaptados para realizar circulación de agua
desde tuberías de agua caliente y fría (140, 150) a la tubería de
agua de retorno (160); y
medios para controlar dinámicamente la
temperatura y el flujo (133, 533h, 533c) que controlan
automáticamente el flujo de agua de la tubería de agua caliente
(140) y/o la tubería de agua fría (150) a al menos una tubería de
agua de retorno (160, 560h, 560c), estando dispuesto dicho control
automático de manera que dependa de la temperatura del agua en la
tubería de agua de retorno (160), y/o las temperaturas del agua en
el paso de agua caliente (210) y el paso de agua fría (240).
2. La unidad de circulación de agua (120) según
la reivindicación 1, donde los medios para controlar la temperatura
y el flujo (133) se disponen de manera que hagan que el agua de la
tubería de agua caliente esté por encima de una primera temperatura
predefinida y el agua de la tubería de agua fría (150) esté por
debajo de una segunda temperatura predefinida, y que la temperatura
del agua en la tubería de agua de retorno (160) esté a o por encima
de una tercera temperatura predefinida.
3. La unidad de circulación de agua (120) según
la reivindicación 2, donde la tercera temperatura predefinida
proporcionada por los medios para controlar el flujo y la
temperatura (133) se dispone de manera que esté entre la primera
temperatura predefinida y la segunda temperatura predefinida.
4. La unidad de circulación de agua (120) según
cualquiera de las reivindicaciones 2-3, donde la
tercera temperatura predefinida proporcionada por los medios para
controlar el flujo y la temperatura (133) se dispone de manera que
esté más cerca de la primera temperatura predefinida que de la
segunda temperatura predefinida.
5. La unidad de circulación de agua (120) según
cualquiera de las reivindicaciones 2-4, donde los
medios para controlar la temperatura y el flujo (133) incluyen una
válvula de termostato (250).
6. La unidad de circulación de agua (120) según
cualquiera de las reivindicaciones 2-4, donde la
unidad de circulación de agua (120) incluye:
una primera válvula de agua caliente (250)
dispuesta en el paso de agua caliente (210); y
una primera válvula de agua fría (260) dispuesta
en el paso de agua fría (240), donde la primera válvula de agua
caliente (250) se dispone de manera que se abra si la temperatura
del agua en el paso de agua caliente (210) está por debajo de la
primera temperatura predefinida, y la primera válvula de agua fría
(260) en el paso de agua fría (240) se dispone de manera que se abra
si la temperatura del agua en el paso de agua fría es superior a la
segunda temperatura prede-
finida.
finida.
7. Método en un sistema de suministro de agua
incluyendo al menos una unidad de circulación de agua según
cualquiera de las reivindicaciones 1-6, para sanear
bacterias por lavado con agua caliente, caracterizado porque
se conduce agua caliente a la red de agua fría.
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