ES2319081B1 - Instalacion y procedimiento para ahorro de agua. - Google Patents
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Abstract
Instalación y procedimiento para ahorro de
agua.
Instalación de consumo de agua corriente, del
tipo que comprende circuitos de agua fría y de agua caliente,
comprendiendo el circuito de agua caliente un generador de agua
caliente, y al menos un punto de consumo común para ambos
circuitos, en el que el circuito de agua fría opera a menor presión
que el circuito de agua caliente, disponiendo dicha instalación de
un dispositivo situado en un punto de consumo común para los
circuitos de agua fría y caliente, y de medios situados en el
circuito de agua fría para la evacuación del volumen de agua
proveniente del circuito de agua caliente, caracterizado porque
entre el circuito de agua fría, y una zona del circuito de agua
caliente anterior al generador de agua caliente se dispone un
by-pass con una válvula gobernada.
Description
Instalación y procedimiento para ahorro de
agua.
La presente invención está destinada a dar a
conocer una instalación, un dispositivo y un procedimiento para
ahorro de agua.
La presente invención está destinada a aumentar
el ahorro de agua y el confort, especialmente en instalaciones de
consumo de agua corriente (tanto existentes como de nueva
construcción) que disponen de circuitos de agua caliente y de agua
fría y de puntos de consumo comunes para ambos circuitos.
Este tipo de instalación está presente, por
ejemplo, en las viviendas modernas, que actualmente disponen, en su
totalidad, de agua caliente sanitaria.
En estas instalaciones, cuando el usuario
solicita agua caliente en un punto de consumo, habitualmente el
grifo, debe esperar un cierto tiempo hasta que la temperatura del
agua que sale por el punto de consumo alcanza la temperatura
requerida. Esto es un inconveniente, porque el contacto con el agua
fría siempre es molesto, especialmente en el caso de bebés y niños
de corta edad. Por ello, habitualmente se deja salir el agua por el
punto de consumo hasta que alcanza la temperatura requerida por el
usuario. Esto implica un gasto innecesario de agua, en un momento
en el que la preocupación de las autoridades en materia de ahorro de
agua es muy grande.
Para resolver el problema expuesto, la técnica
anterior ha dado a conocer diversas situaciones, que presentan
diversos inconvenientes.
Los documentos US 6098213 y US 4924536 dan a
conocer un dispositivo de ahorro energético y una instalación de
agua corriente para el mismo fin en el que el agua caliente que no
alcanza la temperatura requerida es desviada a un circuito
específico de llenado auxiliar del depósito de un inodoro.
Estas instalaciones presentan el inconveniente
de que requieren la realización de una instalación de tuberías
específicas desde cada punto de consumo hasta el depósito del
inodoro. Además, los dispositivos dados a conocer en dichos
documentos son difícilmente aplicables a grifos existentes, por lo
que se requiere su instalación en un lugar específico. Además, no
se realiza ningún aprovechamiento energético del agua que se desvía
hacia el depósito.
El documento CA 2252350 da a conocer una
instalación de consumo de agua en el que el agua caliente que no
alcanza la temperatura requerida es desviada a un depósito
intermedio en el circuito de agua fría, lo que también requiere la
instalación de largas tuberías desde cada punto de consumo hasta el
depósito intermedio, lo que dificulta su aplicación a instalaciones
existentes. Por otro lado, la obtención de una presión adecuada en
el circuito de agua fría requiere la colocación de un depósito
intermedio excesivamente alto, y no se realiza ningún
aprovechamiento energético del agua caliente enviada al
depósito.
La presente invención tiene como objetivos los
siguientes:
- disponer de agua caliente sin tener contacto
con el agua fría,
- conseguir un ahorro importante y simultáneo de
agua y energía,
- contribuir a la política medioambiental
actual, sin presentar los inconvenientes antes citados.
Todo ello en una instalación que presente las
mínimas variaciones de funcionamiento con respecto a una instalación
normal.
Todo ello con medios que suponen una inversión
mínima en relación con el ahorro y la comodidad que comporta, y de
fácil aplicación a las instalaciones existentes.
Para conseguir dichos objetivos, la presente
invención consiste en un procedimiento para el ahorro de agua en
instalaciones de consumo de agua corriente del tipo que comprende
circuitos de agua fría y de agua caliente y al menos un punto de
consumo común, que comprende una transferencia de agua del circuito
de agua caliente al circuito de agua fría, a través del punto de
consumo, con anterioridad al consumo de agua caliente, durante un
tiempo tal que, al final de la transferencia, el agua del circuito
de agua caliente en el punto de consumo tenga la temperatura
requerida. De esta manera se consigue aumentar el confort de la
instalación. El agua transferida al circuito de agua fría podrá ser
recirculada para volver a pasar por el generador de agua caliente
con anterioridad al consumo de agua caliente o aprovechada
posteriormente, consiguiéndose de este modo un notable ahorro de
agua. La realización de la transferencia de agua a través del punto
de consumo hace innecesaria la disposición de tuberías específicas
para el aprovechamiento de agua. Además, el procedimiento objeto de
la presente invención comprende una fase de transferencia de agua de
una zona del circuito de agua caliente situada aguas arriba del
generador de agua caliente al circuito de agua fría cuando se
solicita un consumo de agua proveniente del circuito de agua fría
desde el punto de consumo común.
El aprovechamiento posterior del agua
transferida al circuito de agua fría podrá comprender un
almacenamiento intermedio y/o una transferencia directa del agua
almacenada a un punto de consumo de la instalación a través de la
propia instalación.
Más preferentemente, la transferencia de agua
del circuito de agua fría al circuito de agua caliente se realizará
a un punto de la instalación aguas arriba de un generador de agua
caliente situado en el circuito de agua caliente de la
instalación.
Preferentemente, la citada transferencia de una
zona del circuito de agua caliente situada aguas arriba del
generador de agua caliente al circuito de agua fría se produce
cuando la presión del circuito de agua fría baja de un valor
predeterminado, mediante la apertura de una válvula.
Estas configuraciones permiten prescindir
ventajosamente del almacenamiento intermedio. Además, mediante esta
realización más preferente se obtiene un mayor aprovechamiento
energético del agua calentada por el generador de agua caliente que
no ha alcanzado la temperatura requerida.
Igualmente, la presente invención consiste en
una instalación de consumo de agua corriente, del tipo que comprende
circuitos de agua fría y de agua caliente, comprendiendo el
circuito de agua caliente un generador de agua caliente, y al menos
un punto de consumo común para ambos circuitos, en el que el
circuito de agua fría opera a menor presión que el circuito de agua
caliente, disponiendo dicha instalación de un dispositivo situado
en un punto de consumo común para los circuitos de agua fría y
caliente, que comprende un mando accionable por el usuario que
permite el paso de agua del circuito de agua caliente al circuito de
agua fría a través del punto de consumo, y de medios situados en el
circuito de agua fría para la evacuación del volumen de agua
proveniente del circuito de agua caliente. La instalación se
caracteriza porque entre el circuito de agua fría, y una zona del
circuito de agua caliente anterior al generador de agua caliente se
dispone un by-pass con una válvula gobernada.
Preferentemente, la válvula queda gobernada por
un presostato que envía una orden de apertura cuando la presión del
circuito de agua fría baja de un determinado valor.
Asimismo preferentemente los circuitos de agua
fría y de agua caliente presentan un punto de alimentación
común.
Para favorecer la regulabilidad del sistema,
preferentemente, tanto el circuito de agua fría como el circuito de
agua caliente disponen de sendos reguladores situados aguas abajo
del punto de alimentación común, siendo la presión del regulador de
circuito de agua caliente mayor que la del regulador de circuito de
agua fría.
Preferentemente, los medios de evacuación
comprenderán dispositivos de cierre de la entrada de agua al
circuito de agua fría, y de apertura del mecanismo de evacuación, y
medios sensibles a la presión en ambos circuitos.
Preferentemente, los citados medios de
evacuación comprenderán medios sensibles a la temperatura que
regulan el tiempo de apertura y cierre de los citados dispositivos
de apertura del mecanismo de evacuación y cierre del circuito de
agua fría.
Más preferentemente, los medios de evacuación
del volumen de agua proveniente del circuito de agua caliente de la
instalación comprenden medios para la transferencia de agua del
circuito de agua fría a un punto de la instalación aguas arriba del
generador de agua caliente de la instalación, sin almacenamiento
intermedio del agua.
En una realización preferente, los citados
medios de transferencia de agua del circuito de agua fría al
circuito de agua caliente comprenderán una bomba y una válvula de
retención.
Asimismo, de manera preferente, los medios
sensibles a la presión que determinan el funcionamiento o paro de
la citada bomba envían además la citada orden de apertura a la
válvula del by-pass que conecta el circuito de agua
fría con una zona del circuito de agua caliente anterior al
generador de agua caliente.
De esta manera se puede conseguir un ahorro
adicional en cuanto a los costes de inversión de la instalación.
Asimismo, realizaciones preferentes del citado
dispositivo situado en los puntos de consumo se caracterizarán por
ser acoplables a los grifos conocidos en el mercado.
El tiempo de comunicación entre el circuito de
caliente y de agua fría podrá venir determinado por medios
sensibles a la temperatura, o bien podrá ser fijo, siendo regulado
durante la instalación del dispositivo.
Para su mejor compresión, se adjunta a título de
ejemplo explicativo pero no limitativo unos dibujos de una
realización preferente de la presente invención.
La figura 1 es un esquema de una instalación de
consumo de agua corriente de acuerdo con la presente invención.
La presente invención parte de una instalación
de consumo de agua corriente de tipo conocido que en el caso
particular del ejemplo mostrado en la figura 1 corresponde con una
instalación de agua corriente de una vivienda, de tipo conocido,
compuesta por un primer tramo común (1) con una llave de corte (2),
un circuito de agua caliente (3) con un regulador de la presión de
dicho circuito (5) y con sistema de caldera (31), un circuito de
agua fría (4) con un regulador de la presión de dicho circuito (6)
y, al menos, un punto de consumo (7), en este caso un grifo para
agua fría y caliente.
La instalación objeto de la presente invención
también se caracteriza porque el circuito de agua fría (4) se
encuentra, en situación de carencia de consumo, a una presión
inferior a la del circuito de agua caliente (3). En el caso de la
realización particular mostrada en la figura 1, esto se consigue
mediante un regulador de presión (6) situado al inicio del circuito
de agua fría (4) y otro regulador de presión (5) situado al inicio
del circuito de agua caliente (3), regulados a presiones diferentes.
También de forma característica, el circuito de agua fría (4) posee
medios para evacuar un volumen de agua que le pueda venir a través
de un dispositivo (10) de ahorro situado en el punto de consumo
común (7). Dichos medios deberán disponer de medios de puesta en
marcha cuando el dispositivo (10) permita que un volumen proveniente
del circuito de agua caliente (3) entre en el circuito de agua fría
(4). En el ejemplo mostrado, esto se consigue mediante una
electroválvula (8), gobernada por un mecanismo sensible a la
presión (9), por ejemplo un presostato.
El presostato (9) también gobierna la bomba
(13), cuya finalidad es la de transferir agua del circuito de agua
fría al circuito de agua caliente con anterioridad a un consumo de
agua caliente, hasta que el agua adquiere la temperatura adecuada.
En particular, la bomba (13) se activa y la válvula (8) se cierra
cuando el valor de presión en el punto de control del presostato
(9) supera un determinado valor.
Además, el presostato (9) también puede
utilizarse para activar la electroválvula (8'). La válvula (8') está
normalmente cerrada. Sin embargo, cuando la presión detectada por
el presostato (9) baja de un segundo valor de consigna inferior al
valor de presión de regulación del regulador (6) del circuito de
agua fría (4), éste envía una orden de apertura a la válvula (8'),
que abre un by-pass directo entre el circuito de
agua caliente (3) y el circuito de agua fría (4), uniendo un punto
aguas arriba del generador de agua caliente (31) con un punto de
aguas arriba del punto de consumo (7). Dado que el circuito de agua
caliente (3) opera a una presión mayor que el circuito de agua fría
(4), esto hace que, cuando se requiere un consumo exclusivamente de
agua fría, se abra la válvula (8') y con ello su
by-pass, de tal manera que al grifo (7) llega agua
fría procedente del circuito de agua caliente (3) y por lo tanto a
la misma presión que el agua caliente procedente del circuito de
agua caliente cuando se solicita un consumo de agua caliente. El
objetivo conseguido es que el usuario no observe diferencia de
presión entre el agua caliente y el agua fría. Para esta operación,
puede opcionalmente preverse que la válvula (8) del circuito de
agua fría se cierre con la misma orden que se abre la válvula (8')
del by-pass.
En la instalación mostrada, el presostato (9)
dispone de un valor superior de consigna y de un valor inferior. En
caso de utilizarse presostatos con un único valor de consigna, será
necesario el uso de dos presostatos.
El procedimiento de funcionamiento de la
instalación comprende los pasos de transferencia de agua proveniente
del circuito de agua caliente (3) al circuito de agua fría (4) con
anterioridad al consumo de agua caliente y un posterior
aprovechamiento del volumen de agua transferido al circuito de agua
fría (4).
Como se pasa a detallar a continuación, la
instalación del ejemplo mostrado en la figura 1 lleva a la práctica
el paso de transferencia de agua proveniente del circuito de agua
caliente (3) al circuito de agua fría (4) mediante el uso del
dispositivo de ahorro (10) situado en los puntos de consumo (así
como mediante la diferencia de presiones entre circuitos -3- y
-4-), y logra la citada transferencia de agua.
Cuando el usuario requiera agua caliente,
accionará el dispositivo (7), por ejemplo, presionando el botón
(71). El dispositivo (10) permitirá el paso de agua del circuito de
agua caliente (3) al de agua fría (4) durante el tiempo marcado por
los mecanismos sensibles a la temperatura del dispositivo (10) (por
ejemplo con un mecanismo sensible a la temperatura del agua
procedente del circuito de agua caliente).
Al comunicar los circuitos de agua caliente (3)
y de agua fría (4) se produce un aumento de la presión del circuito
de agua fría (4). Este aumento de presión por encima del valor de
consigna superior del presostato (9) acciona el presostato (9) que
a su vez cierra la electroválvula (8) de entrada de agua al circuito
de agua fría (4). Esta situación del circuito se mantiene durante
un tiempo determinado que podrá, por ejemplo, ser fijo,
determinándose durante la instalación de los circuitos (3) y (4), de
tal manera que el tiempo determinado sea superior al tiempo que
tarda el agua proveniente del circuito de agua caliente (3) en
alcanzar la temperatura requerida en el punto de consumo más
lejano. Como variante, será posible hacer depender la duración de
dicha situación de mecanismos sensibles a la temperatura en un
punto determinado del circuito de agua. Durante este tiempo, el
presostato, también acciona la bomba (13) lo que provoca una
recirculación del agua parcialmente calentada pero con una
temperatura inferior a la requerida. Esto hace que dicha agua sea de
nuevo circulada por la caldera, con el consiguiente ahorro
energético.
Al solicitar agua fría del circuito (4) a través
del punto de consumo (7), la apertura del grifo (7) provoca una
bajada de presión en el circuito (4) por debajo del valor de la
consigna inferior, lo cual acciona el presostato (9). Esta segunda
señal proveniente del presostato (9) y abre la válvula (8') de
by-pass, lo que hace que el agua acuda al punto de
consumo (7) a través del circuito de agua caliente, y del
by-pass, sin ser calentada. Como consecuencia, el
usuario no nota la diferencia de presión entre el circuito de agua
fría (4) y el de agua caliente (3).
Cuando se acciona el dispositivo (10), por
ejemplo accionando un botón (71), quedan conectados los circuitos
de agua caliente (3) y de agua fría (4), lo que provoca un aumento
de la presión del circuito de agua fría (4). Al aumentar la
presión, el presostato (9) envía la señal de cierre de la válvula
(8) y pone en funcionamiento la bomba (13). Cuando la temperatura
del agua en el punto de consumo (7) es la requerida, los circuitos
de agua fría y caliente dejan de estar conectados. El
funcionamiento de la bomba (13) hace que disminuya la presión por
debajo del nivel de alarma del presostato (9), el cual detiene la
bomba (13) y abre la válvula (8).
En la instalación mostrada, tanto el circuito de
agua caliente (3) como el circuito de agua fría (4) disponen de un
regulador de presión propio (5), (6) en las proximidades del punto
de alimentación común (1) de dichos circuitos. Esto permite que
ambos reguladores (5), (6) operen en las mismas condiciones de
presión de entrada y, con ello, se permite un mayor rango de
regularidad que con otras disposiciones, por ejemplo, con un
regulador en la zona común de entrada (1) y otro en el circuito de
agua fría (4).
El circuito se completa con válvulas
antirretorno (14) en aquellos lugares en los que se considere que
son necesarias o recomendables. En el presente ejemplo se han
colocado dos en el punto de conexión del primer
by-pass (13), (9) con el circuito de agua caliente
(3).
Existen numerosas variantes del ejemplo mostrado
en la figura 1 que entran dentro de la presente invención. Así, por
ejemplo, podría disponerse de un depósito receptor de agua
procedente del circuito de agua caliente (3) a través del
dispositivo (10) de ahorro, pudiendo dicha agua ser reintegrada
posteriormente al circuito de agua. Por otro lado, la invención no
se limita a las instalación individual mostrada en la figura,
pudiendo aplicarse la instalación, por ejemplo, a instalaciones en
viviendas que posean agua caliente sanitaria centralizada, o
incluso a instalaciones de edificios con circuitos centralizados de
agua fría y caliente.
Si bien la invención se ha descrito con respecto
a ejemplos de realizaciones preferentes, éstos no se deben
considerar limitativos de la invención, que se definirá por la
interpretación más amplia de las siguientes reivindicaciones.
Claims (16)
1. Instalación de consumo de agua corriente, del
tipo que comprende circuitos de agua fría y de agua caliente,
comprendiendo el circuito de agua caliente un generador de agua
caliente, y al menos un punto de consumo común para ambos
circuitos,
en el que el circuito de agua fría opera a menor
presión que el circuito de agua caliente,
disponiendo dicha instalación de un dispositivo
situado en un punto de consumo común para los circuitos de agua
fría y caliente, que comprende un mando accionable por el usuario
que permite el paso de agua del circuito de agua caliente al
circuito de agua fría a través del punto de consumo, y
de medios situados en el circuito de agua fría
para la evacuación del volumen de agua proveniente del circuito de
agua caliente, caracterizado por-
que
que
entre el circuito de agua fría, y una zona del
circuito de agua caliente anterior al generador de agua caliente se
dispone un by-pass con una válvula gobernada.
2. Instalación, según la reivindicación 1,
caracterizada porque la válvula queda gobernada por un
presostato que envía una orden de apertura cuando la presión del
circuito de agua fría baja de un determinado valor.
3. Instalación, según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque los circuitos de agua fría y de agua
caliente presentan un punto de alimentación común.
4. Instalación, según la reivindicación 3,
caracterizada porque tanto el circuito de agua fría como el
circuito de agua caliente disponen de sendos reguladores situados
aguas abajo del punto de alimentación común, siendo la presión del
regulador de circuito de agua caliente mayor que la del regulador de
circuito de agua fría.
5. Instalación, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el citado
dispositivo situado en un punto de consumo común determina,
mediante medios sensibles a la temperatura, el tiempo durante el
cual se comunican ambos circuitos.
6. Instalación, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los medios de
evacuación comprenden dispositivos de cierre de la entrada de agua
fría al circuito de agua fría y de apertura del mecanismo de
evacuación, y medios sensibles a la presión del circuito de agua
fría.
7. Instalación, según la reivindicación 6,
caracterizada porque los medios de evacuación comprenden
medios sensibles a la temperatura que regulan el tiempo de apertura
y cierre de los citados dispositivos de apertura del mecanismo de
evacuación y cierre del circuito de agua fría.
8. Instalación, según cualquiera de las
reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque los medios
sensibles a la temperatura del citado dispositivo situado en un
punto de consumo común para los circuitos de agua fría y caliente
comprenden un muelle termosensible.
9. Instalación, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el citado
dispositivo situado en un punto de consumo común para los circuitos
de agua fría y caliente comprende conexiones que permiten acoplarlo
a los grifos conocidos en el mercado.
10. Instalación, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque los medios de
evacuación del volumen de agua proveniente del circuito de agua
caliente comprenden una bomba para llevar el volumen de agua
proveniente del circuito de agua caliente de nuevo a la instalación,
y medios sensibles a la presión que gobiernan la puesta en marcha y
paro de la bomba.
11. Instalación, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque los medios de
evacuación del volumen de agua proveniente del circuito de agua
caliente de la instalación comprenden medios para la transferencia
de agua del circuito de agua fría a un punto de la instalación aguas
arriba del generador de agua caliente.
12. Instalación, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque los medios de
transferencia de agua comprenden una bomba, una válvula
antirretorno y medios sensibles a la presión del circuito de agua
fría que determinan el funcionamiento o paro de la citada bomba.
13. Instalación, según las reivindicaciones 2 y
12, caracterizada porque los medios sensibles a la presión
que determinan el funcionamiento o paro de la citada bomba envían la
citada orden de apertura a la válvula del by-pass,
que conecta el circuito de agua fría con una zona del circuito de
agua caliente anterior al generador de agua caliente.
14. Procedimiento para el ahorro de agua en
instalaciones de consumo de agua corriente del tipo que comprende
circuitos de agua fría y de agua caliente y al menos un punto de
consumo común, que comprende una transferencia de agua proveniente
del circuito de agua caliente al circuito de agua fría, a través del
punto de consumo, con anterioridad al consumo de agua caliente,
durante un tiempo tal que al final de la transferencia el agua del
circuito caliente en el punto de consumo tenga la temperatura
requerida para su consumo, y un posterior aprovechamiento del
volumen de agua transferido al circuito de agua fría,
caracterizado porque dicho procedimiento comprende, además,
una fase de transferencia de agua de una zona del circuito de agua
caliente situada aguas arriba del generador de agua caliente al
circuito de agua fría cuando se solicita un consumo de agua
proveniente del circuito de agua fría desde el punto de consumo
común.
15. Procedimiento, según la reivindicación 14,
caracterizado por la transferencia de agua del circuito de
agua fría a un punto de la instalación aguas arriba de un generador
de agua caliente situado en el circuito de agua caliente de la
instalación, con anterioridad a un consumo de agua caliente.
16. Procedimiento, según la reivindicación 14 ó
15, caracterizado porque la citada transferencia de una zona
del circuito de agua caliente situada aguas arriba del generador de
agua caliente al circuito de agua fría se produce cuando la presión
del circuito de agua fría baja de un valor predeterminado, mediante
la apertura de una válvula.
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