ES2563363B2 - Calentador instantáneo de agua mediante inyección de microburbujas de aire caliente - Google Patents

Abstract

Calentador instantáneo de agua mediante inyección de microburbujas de aire caliente, en base al precalentamiento también instantáneo de aire e inyección del mismo en la corriente de agua, proporcionando un calentador de agua eléctrico, compacto, individual e instantáneo para cada local húmedo, fácil de instalar y desinstalar, económico tanto en el coste del dispositivo como en el consumo energético y de agua, que aporte ventajas sanitarias y que evita los problemas típicos de los actuales generadores de agua caliente.

Description

Calentador instantáneo de agua mediante inyección de microburbujas de aire caliente.

OBJETO DE LA INVENCiÓN

La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, tiene por objeto proporcionar un calentador instantáneo en base al precalentamiento también instantáneo del aire e inyección de microburbujas en la corriente de agua, proporcionando un calentador de agua eléctrico, compacto, individuar e instantáneo.

La presente invención encuentra su campo de aplicación, en la construcción e industria en general de fabricación de electrodomésticos y material de fontaneri a. Fundamentalmente. la invención ha sido concebida para su instalación en locales húmedos tales como aseos, cocinas o banas en viviendas, oficinas, o comerdos, en los que se podrla incorporar la invención de fonna sencilla y sin prácticamente modificar la instalación existente.

ANTECEDENTES EN EL ESTADO DE LA TÉCNICA

Son conocidos los dispositivos, procedimientos y sistemas empleados habitualmente en la actualidad para producir en el ámbito domestico agua caliente sanitaria. A modo de resumen, los mismos se pueden clasificar en dos grupos: los que producen instantáneamente el agua caliente sanitaria, y los que producen el agua caliente mediante la elevación paulatina (no instantánea) de la temperatura y posterior acumulado individual (y a veces colectivo) del agua caliente. Respecto al modo de elevar la temperatura, puede ser mediante llama de gas o mediante energía eléctrica o solar.

Los que utilizan acumulador (tanto eléctricos como de energfa solar) presentan las siguientes ventajas e inconvenientes:

Ventajas:

./ No hace falta instalación de gas . ./ El agua sale caliente prácticamente nada más abrir el grifo, si no se ha consumido el depósito. ./' La temperatura del agua es constante mientras no se acabe el agua contenida en el depósito . ./' Funciona para cualquier caudal de agua, por pequeño que sea.

Inconvenientes:

,¡' Ocupa un espacio significativo (especialmente las los de energía solar) .

.¡' Cuando se acaba el agua caliente, tarda en volver a calentarla .

./' La electricidad no es barata y para "mantener el agua a temperatura adecuada, periódicamente, debe encenderse automáticamente (el coste energético no es de aplicación a los de energía solar, no obstante también tiene el inconveniente de su discontinuidad ya que se encuentra condicionado a la climatología).

En el caso de los instantáneos de gas presentan las siguientes ventajas e inconvenientes:

Ventajas;

./ La cantidad de agua caliente es ilimitada. ./ El gas el más económico que la electricidad . ./ Ocupa menos espacio pero sigue siendo significativo.

Inconvenientes:

./ La temperatura del agua puede variar inesperadamente .

.¡' El agua tarda un tiempo en salir caliente . ./ Necesita un caudal mínimo de agua para funcionar. ./ La instalación necesita más revisiones y el local debe poseer determinadas

características (ventilación, evacuación de humos, etc.)

./ El gas y su combustión es potencialmente más peligroso . ./' Si se usa butano y no gas natural, hay que estar pendiente de tener bombonas de repuesto.

Por último, también existe el sistema de producción de agua caliente instantánea mediante resistencias eléctricas calentadoras de inmersión, de forma que un sensor de flujo se activa cuando se detecta circulación de agua y se inicia el proceso de calentamiento. El inconveniente fundamental de estos modelos eléctricos es que su consumo eléctrico oscila entre los 8.000 W (1 ,91 kcalorfas/s) para poco caudal, hasta los 22.000 W (5,26 kcaloríasls), por lo que el coste energético es elevadísimo y necesitan una instalación eléctrica especifica que soporte cierta potencia.

Además, todos ellos suelen tener como inconveniente fundamental que suelen estar instalados lejos de los puntos de consumo con lo que se pierde agua en el recorrido inicial ya que hay que esperar a que salga caliente por el punto de consumo.

La conclusión fundamental, por tanto, es que ninguno de los sistemas conocidos es claramente óptimo.

Entendemos por ello que con la invención que se propone se eliminan prácticamente todos los inconvenientes y se conservan todas las ventajas añadiendo muchas más, como se verá a continuación.

De la investigación de documentos, bibliográficos o de patentes que reflejen el estado de la técnica sobre el tema se han detectado numerosas patentes sobre producción de agua caliente o micro-burbujas, aunque ninguna de la naturaleza, propiedades y ventajas de la que se propone. De entre las invenciones detectadas destacamos las siguientes:

La invención JP 2009236327 A 20091015 intenta resolver un problema (proporcionar un generador de micro-burbujas para mejorar la concentración de micro-burbujas en un líquido) que es claramente distinto a la invención propuesta,

de proporcionar agua caliente instantánea saludable y económica de no muy alta

temperatura y de uso doméstico individual para un punto muy específico,

fundamentalmente ciertos lugares de una viviendas). Por otra parte, la invención JP

2009236327 A 20091015 es un sistema diferente con elementos (como tubos de

5

retorno y anulares) que difieren y, por tanto, se aleja de la invención propuesta ya

que ésta última no necesita retorno alguno del agua al no ser ésta su finalidad,

como se ha indicado.

La invención JP 2009150597 A 20090709 es un calentador de agua provisto de un

10

tanque de almacenamiento de agua caliente, por lo que se aleja de la invención

propuesta ya que ésta última no necesita almacenar agua, al calentarse

instantáneamente mediante mezcla con las micro-burbujas de aire caliente, con las

ventajas de ahorro en volumen del aparato y en consumo energético al no tener

que mantener el agua caliente en el tanque de almacenamiento.

15

La invención JP 2010078239 A 20100408 intenta resolver un problema (evitar con

seguridad la deposición de escala y prevenir el deterioro en la capacidad de un

calentador de agua sin aumentar el tamaño dificultando el calentamiento del agua)

que es daramente distinto a la invención propuesta (proporcionar agua caliente

20

instantánea saludable y económica de no muy alta temperatura y de uso domestico

individual para un punto muy especifico fundamentalmente ciertos lugares de una

viviendas). Por otra parte, la patente J JP 2010078239 A 20100408 es un sistema

diferente que utiliza elementos no coincidentes con la propuesta. Por ejemplo, las

microburbujas son de dióxido de carbono ya que se pretende evitar deposiciones

2S

(las de la invención propuesta son de simple aire atmosférico, ya que lo que se

pretende es calentar el agua con ellas) y, por tanto, se aleja de la invención

propuesta debido a que ésta última no necesita dicho dióxido, al no ser su finalidad,

como ya se ha indicado, el evitar deposiciones. Por otro lado, en la patente J JP

2010078239 A 20100408 las micro-burbujas se entiende que no se utilizan para

30

calentar el agua, como si se hace en la invención propuesta.

La invención detectada US 2013214053 A1 20130822 es un dispositivo bypass o

ramificación que se hace en una tuberla para, en la misma, introducir en un

calentador de agua microburbujas (mediante agitación, compresión y

descompresión), por lo que se aleja de la invención propuesta, ya que ésta ultima utiliza un sistema diferente tanto en el esquema del circuito (sin necesidad de bypass o ramificación y con componentes distintos) y utilizando el calentamiento directo del aire antes de convertirse en micro-burbujas para producir agua caliente al mezclarse el aire caliente (ya convertido en microburbujas) con el agua del torrente de suministro.

La invención JP 2008261613 A 20081030 se centra en la producción de altísima temperatura mediante un fenómeno denominado Colapso de la burbuja (Implosión) que se supone para generar localmente la alta temperatura cerca de la temperatura de la superficie sol. Esto es claramente distinto a la invención propuesta ya que el sistema de esta última es muy diferente en cuanto a la generación del calentamiento (por simple conversión de la energia eléctrica), por cuanto lo que se pretende es proporcionar agua caliente instantánea, saludable y económica, y de no muy alta temperatura, y de uso domestico individual para un punto muy especifico, fundamentalmente, ciertos lugares de una viviendas); y, por tanto, la invención detectada se aleja de la invención propuesta, ya que ésta última no necesita generar el denominado Colapso de la burbuja (implosión), ni altísimas temperaturas.

La invención WO 2010067454 A1 20100617 consiste en un calentador de agua en el que está dispuesto un medio de generación de burbujas en una tuberia de agua. Resulta muy genérico y no concreta claramente el sistema específico de producción, y el problema o problemas que resuelve, como si lo hace la presente invención. Por otra parte, la invención WO 2010067454 A1 20100617 se entiende, a pesar de lo genérico de su descripción, es un sistema diferente con elementos que difieren y, por tanto, se aleja de la invención propuesta, ya que lo que se pretende es proporcionar agua caliente instantánea, saludable y económica, y de no muy alta temperatura, y de uso domestico individual para un punto muy especifico, fundamentalmente, ciertos lugares de una viviendas.

la invención US 2009201761 A1 20090813 es un método de producción de flujo turbulento que se aleja de forma evidente de la invención propuesta, ya que ésta última no necesita un aparato de generación de fase de vapor, ni un método de producción de flujo de remolino, ni un flujo de remolino, ya que su finalidad no es generar de manera eficiente un remolino de flujo a alta velocidad, sino la de proporcionar agua caliente instantánea saludable y económica, de no muy alta temperatura, y de uso domestico individual para un punto muy específico, fundamentalmente, ciertos lugares de una viviendas. Por otra parte, el sistema es muy diferente con elementos (miembro cilíndrico agujeros formados en una pared periférica, etc.) que difieren mucho y, por tanto, se aleja de la invención propuesta.

La invención WO 2013125310 A1 20130829 se centra en establecer un canal de flujo de circulación del agua con inyección de micro-burbujas en un baño, lo que es claramente distinto a la finalidad y al sistema descrito en la presente invención (proporcionar agua caliente instantánea saludable y económica, de no muy alta temperatura, y de uso domestico individual para un punto muy específico, fundamentalmente, ciertos lugares de una viviendas). Por otra parte, la invención WO 2013125310 A1 20130829 es un sistema diferente con elementos como circuito de flujo (el agua del baño se hace circular en el canal de flujo de circulación) que difieren y, por tanto, se aleja de la invención propuesta ya que ésta última no necesita dicho circuito, ya que no es su finalidad la concentración de micro~burbujas en un líquido.

Por todo ello, los dispositivos detectados proponen soluciones que o bien no son coincidentes o no están pensados para la aplicación propuesta o no se adaptan a las necesidades especificas.

Así, ninguna de ellas incluye ni el sistema, ni la combinación de dispositivos, y, esto es lo más importante, ni la utilidad, funcionalidad y todas las ventajas de la invención propuesta. Así, a modo de resumen, cabe destacar que el dispositivo propuesto presenta las siguientes ventajas respecto al estado de la técnica:

./ La cantidad de agua caliente producible es ilimitada . ./' Mucho más económico en cuanto al consumo eléctrico. Consumos de corta duración de alrededor de 3000-4000 W, frente a los consumos de entre 8000 y 22000 W de los actuales dispositivos eléctricos instantáneos . ./' Muy económico en su fabricación y muy asequible para la economía de cualquier consumidor.

./ Dispositivo específico para cada local húmedo por lo que el mismo punto de

producción es el de consumo; por lo que se evitan perdidas energéticas . ./' Ocupa menos espacio que cualquier otro modelo . ./' No hace falta instalación de gas o instalación eléctrica especial. ./ El agua sale caliente prácticamente nada más abrir el grifo . ./ La temperatura del agua es constante . ./ Funciona para casi cualquier caudal. ./ La instalación no necesita revisiones y ni el local húmedo donde se instale debe

poseer características especiales (ventilación, evacuación de humos, etc.) ./ No es peligroso . ./ No necesita prácticamente obras . ./' Inslalable y desmontable en menos de 15-20 minutos sin necesidad de

conocimientos técnicos excesivamente complejos_

./" No necesita prácticamente modificarse o cambiar la instalación de fontanería, salvo el punto de conexión que puede ser la misma llave de paso de agua caliente del local húmedo correspondiente .

./" Muy ligero, fácil de manejar y de dimensiones muy reducidas . ./" Prácticamente no se altera la estética del local húmedo (aseo, baño, cocina. u otros). ./" Se puede regular la cantidad y temperatura de las microburbujas y por tanto temperatura del agua . ./" Produce ahorro del consumo de agua en más de un 50% al ser gran parte de su volumen aire caliente.

Por último, como ventaja adicional, desde el punto de vista de la salud, proporciona un tratamiento terapéutico que utiliza el poder de las microburbujas para ayudar a limpiar y mejorar la piel. Es agua hiperoxigenada con miles de microburbujas que miden aproximadamente una milésima del tamaño de una burbuja convencional.

Estas microburbujas actúan beneficiosamente en la piel y sus poros, y producen una sensación placentera y relajante, al tiempo que al estar el aire caliente y haberse transmitido parte de este calor a la propia agua, la temperatura de la misma también resulta extremadamente agradable. Cabe señalar que las vibraciones de las propias burbujas ayudan a incrementar la sensación de relajación. La terapia con microburbujas ya ha sido ampliamente probada y se ha usado hasta para casos de dennatitis, fibromialgia e incluso el alivio de ciertos tipos de cáncer. La invención propuesta podría producir con sus microburbujas entre 50,000 y 150,000 iones negativos por centímetro cúbico, muy beneficiosos para la

5 salud (una cascada de agua, por ejemplo, produce de 5,000 a 10,000 iones por centimetro cúbico).

EXPLICACiÓN DE LA INVENCiÓN

lOAmodo explicación de la invención el "Calentador instantáneo de agua mediante inyección de microburbujas de aire caliente", el mismo se conforma en base a un dispositivo eléctrico normalizado generador de microburbujas, provisto de válvulas antirretorno ubicadas en el punto de inyección de las microburbujas en el torrente de agua, y unido solidariamente a otro dispositivo eléctrico de calentamiento

15 instantáneo de aire que alimenta, con el aire caliente, dicho generador-inyector de microburbujas, ayudado si la potencia demandada lo requiere, por un mecanismo para adsorción-propulsión de aire (por ejemplo, un ventilador convencional).

Por otra parte, para llevar a cabo el control del calentamiento de aire y la

20 generación e inyección de microburbujas, se dispone de un sensor de flujo, que se activa cuando detecta circulación de agua, o corta la activación, cuando el agua deja de circular.

Mientras que para garantizar la adecuación a la demanda de tanto del generador

25 inyector de microburbujas como del calentador eléctrico instantáneo de aire, se han dispuesto reguladores de potencia que permiten ajustar la temperatura del aire que contienen las microburbujas y la cantidad de microburbujas que se inyectan.

Por último, el sistema posee, además de válvulas antirretorno para que el agua no

30 penetre en el dispositivo, llave de corte del flujo de agua, cuya funcionalidad permite al usuario cortar el suministro de agua, previamente a su paso por el punto de inyección, de forma que se puede asegurar la estanqueidad en caso de averias.

El conjunto del sistema y dispositivos se ubican en una carcasa ligera, y registrable que contiene y protege todos los elementos anteriormente referidos.

DESCRIPCiÓN DE LAS FIGURAS

s

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 acampana como parte integrante de esta descripción, un juego de figuras en las que, con carácter

10 ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.-Esquema principal de "Calentador instantáneo de agua mediante inyección de microburbujas de aire caliente".

15 Figura 2.-Vista en planta de "Calentador instantáneo de agua mediante inyección de microburbujas de aire caliente" instalado en un cuarto de baño convencional.

En las citadas figuras se pueden destacar los siguientes elementos constituyentes:

20 1. Inyector-generador de microburbujas. 2 Válvulas anti-retorno.

3.

Calentador de aire.

4.

Sensor de flujo.

5. Reguladores de potencia. 2S 6. Llave de corte.

7.

Mecanismo para adsorción-propulsión de aire (por ejemplo, un Ventilador de alimentación).

8.

Carcasa.

30 EJEMPLO DE REALIZACiÓN PREFERENTE

A modo de ejemplo de realización preferente del ~Calentador instantáneo de agua mediante inyección de microburbujas de aire caliente", a la vista de la Figura 1 y de la Figura 2 se aprecia su aplicación sobre un cuarto de baño convencional, mediante la conexión a un punto de la instalación de suministro de agua caliente en las proximidades de la llave de paso al referido local húmedo.

Asi, la aplicación de la invención se lleva a cabo introduciendo en el torrente de agua miles de microburbujas por segundo mediante un inyector-generador de microburbujas (1) convenciona1. A modo de ejemplo para pequeños consumos y no muy altas temperaturas, se puede hacer uso de un sistema de inyección de microburbujas mediante el efecto vénluri sin necesidad de motorización, donde las referidas microburbujas están formadas por aire que ha sido precalenlado en un calentador de aire (3) instantáneo, convencional a base de resistencias eléctricas, por ejemplo, tipo de bobinas de alambre ayudado para aumentar la potencia si así se requiere por un mecanismo para adsorción-propulsión de aire (por ejemplo un ventilador de alimentación) (7), que genera la corriente de aire que se calienta al pasar por las resistencias eléctricas.

Además, para asegurar el control del conjunto, el sistema se complementa con una llave de corte (6) para el caso de averías, que podría ser la propia llave de paso existente en el local húmedo, válvulas anti-retorno (2) para que el agua no penetre en el dispositivo y sensor de flujo (4) de activación o desactivación del calentamiento. Así mismo, tanto el generador-inyector de microburbujas como el calentador eléctrico instantáneo de aire, incorporan reguladores de potencia (5) que permiten ajustar, a conveniencia del usuario, tanto la temperatura del aire contenido en las microburbujas, como la cantidad de microburbujas que se inyectan.

Por último, es importante indicar que se trata de un sistema formado por la combinación de un conjunto de elementos que ya existen en el mercado, pudiendo integrar y contener los mismos en el interior de una carcasa (8) compacta, de reducidas dimensiones y fácil instalación e integración en el local húmedo correspondiente.

No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan. Los elementos que 10 componen. sus dimensiones, o técnicas

de implementación, serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1.- Calentador instantáneo de agua mediante inyección de microburbujas de aire

   caliente en la propia corriente de agua, caracterizado por llevarse a cabo en base a

   la combinación de los siguientes elementos:

   a) Dispositivo eléctrico tipo generador-inyector normalizado de microburbujas, unido solidariamente a otro dispositivo eléctrico de calentamiento instantáneo de aire que alimenta con aire caliente dicho generador-inyector de microburbujas, ayudado si la potencia demandada lo requiere, por un mecanismo para adsorción-propulsión de aire (por ejemplo un ventilador convencional).

   b) Sensor de flujo que se activa cuando detecta circulación de agua, o corta la activación, cuando el agua deja de circular.

   e) Reguladores de potencia en base al control de la temperatura del aire que contienen las mieroburbujas y la cantidad de micro-burbujas que se inyectan.

   d) Válvulas anti-retorno ubicadas en el punto de inyección de las microburbujas en el torrente de agua y llave de corte del flujo de agua, previamente a su paso por el punto de inyección.