ES2605362T3 - Procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente mediante el funcionamiento de una bomba de circulación - Google Patents

Procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente mediante el funcionamiento de una bomba de circulación Download PDF

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ES2605362T3 ES10858688.4T ES10858688T ES2605362T3 ES 2605362 T3 ES2605362 T3 ES 2605362T3 ES 10858688 T ES10858688 T ES 10858688T ES 2605362 T3 ES2605362 T3 ES 2605362T3
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Abstract

Procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente, mediante el funcionamiento de una bomba de circulación (51, 61), que comprende: decidir si el usuario utiliza el agua caliente; decidir si se selecciona uno de los modos de funcionamiento de la bomba de circulación; y hacer circular el agua caliente por una tubería de salida (40) hacia una tubería de entrada (10) haciendo funcionar la bomba de circulación (51, 61) dispuesta en una tubería de derivación (50, 60) que conecta la tubería de entrada (10) por la que entra agua directa con la tubería de salida (40) a través de la cual sale agua caliente calentada cuando el usuario utiliza el agua caliente y selecciona uno de los modos de funcionamiento de la bomba de circulación, caracterizado porque se selecciona un modo de funcionamiento continuo de la bomba de circulación como modo de funcionamiento de la bomba de circulación en el que cuando el usuario utiliza el agua caliente, la bomba de circulación (51, 61) se hace funcionar de manera continua hasta que el usuario deja de utilizar el agua caliente y en este modo se hace circular el agua caliente de tal manera que parte del agua caliente en la tubería de salida (40) fluye a la tubería de entrada (10) a través de la tubería de derivación (50, 60) para mezclarse con el agua directa, y la temperatura del agua mezclada resulta más elevada que la temperatura del agua directa, en el que después se calienta el agua mezclada mediante un intercambiador de calor (20) para reducir la diferencia de temperatura del agua caliente que sale de la tubería de salida (40).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion
[Sector tecnico]
La presente invention se refiere a un procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente de un calentador de agua, y mas particularmente, a un procedimiento de control para reducir la diferencia de temperatura del agua caliente que sale del calentador de agua mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion.
[Tecnica anterior]
Las figuras 1 y 2 son diagramas esquematicos de la estructura de un calentador de agua en la tecnica convencional.
Tal como se muestra en la figura 1, un calentador de agua general -1- incluye una tuberla de entrada -10- que suministra agua directa a un intercambiador de calor, un intercambiador de calor -20- que hace que el agua directa que entra a traves de la tuberla de entrada -10- intercambie calor con aire o agua calentada por una quemador para pasar a ser agua caliente, un deposito de almacenamiento -30- que almacena temporalmente el agua caliente generada por el intercambiador de calor -20-, y una tuberla de salida -40- a traves de la cual sale el agua caliente almacenada en el deposito de almacenamiento -30-.
Un sensor de la temperatura del agua directa -11- que mide la temperatura del agua directa que entra a traves de la tuberla de entrada -10- y un sensor de caudal -12- que mide el caudal del agua directa estan instalados en la tuberla de entrada -10-.
Ademas, un sensor de la temperatura del agua caliente -41- que mide la temperatura del agua caliente que sale a traves de la tuberla de salida -40- esta instalado en la tuberla de salida -40- para suministrar agua caliente que tenga una temperatura constante al usuario.
Mientras tanto, el calentador de agua general -1- puede incluir una tuberla de derivation -50- que conecta la tuberla de salida -40- y la tuberla de entrada -10- entre si para suministrar agua de la tuberla de salida -40- a la tuberla de entrada -10-. Una bomba de circulacion interna -51- que suministra el agua de la tuberla de salida -40- a la tuberla de entrada -10- y una valvula de retention -52- para impedir que el agua en la tuberla de entrada -10- sea suministrada a la tuberla de salida -40- sin pasar a traves del intercambiador de calor -20- estan instaladas en la tuberla de derivacion -50-.
Cuando el usuario no utiliza el agua caliente durante un tiempo predeterminado, la temperatura del agua caliente almacenada en el deposito de almacenamiento -30- disminuye y, como resultado, el agua caliente almacenada en el deposito de almacenamiento -30- se envla de nuevo al intercambiador de calor -20- utilizando la bomba de circulacion interna -51- para calentarla.
La temperatura del agua caliente almacenada en el deposito de almacenamiento -30- puede mantenerse constante realizando repetidamente el proceso.
Mientras tanto, tal como se muestra en la figura 2, se puede conectar una tuberla de circulacion externa -46- a la tuberla de derivacion -50-. En el presente documento, la tuberla de circulacion externa -46- se refiere a una tuberla que se ramifica desde cerca de una salida de agua caliente -45- tal como un grifo para conectarse a continuation con la tuberla de derivacion -50-.
En este caso, cuando se hace circular el agua caliente a traves de la tuberla de circulacion externa -46- haciendo funcionar la bomba de circulacion interna -51-, se hace circular el agua caliente hasta las proximidades de la salida de agua caliente -45- para precalentar la tuberla de salida -40-, y como resultado, el usuario puede utilizar el agua caliente en un tiempo breve.
Sin embargo, en el calentador de agua -1- de la tecnica convencional, la bomba de circulacion interna -51- esta configurada para funcionar solamente antes de que el usuario utilice el agua caliente.
Tal como se describio anteriormente, dado que la bomba de circulacion interna -51- esta configurada para funcionar solamente antes de que el usuario utilice el agua caliente, cuando el usuario deja de utilizar temporalmente el agua caliente y posteriormente vuelve a utilizar el agua caliente, transcurre un tiempo hasta que comienza a suministrarse el agua caliente de nuevo tras suministrar el agua frla y esto provoca molestias para los usuarios debido a la diferencia de temperatura del agua caliente.
En particular, es mas probable que la diferencia de temperatura del agua caliente se produzca en un hospital, un restaurante y un gimnasio en los que el agua caliente se utiliza con frecuencia y el caudal del agua caliente utilizada
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varla con frecuencia. El documento US 2009/211644 A1 se refiere a proporcionar un sistema de suministro de agua caliente instantanea para calentar el agua de manera eficiente cuando es necesario para proporcionar agua caliente instantanea al usuario. Se sugiere recircular agua a traves de un primer bucle de recirculacion para alcanzar la temperatura configurada deseada mucho mas rapidamente. Tambien se conecta un elemento de calentamiento en este momento configurado a un nivel mas elevado que el normal para conseguir agua caliente incluso mas rapidamente. Una vez que el agua esta a la temperatura deseada dentro del primer bucle de recirculacion, la unidad de control cambia los modos para formar un segundo bucle de recirculacion para calentar el agua hasta que alcanza la temperatura deseada. Por tanto, el agua que pasa a traves de la valvula de derivacion no se mezcla con el agua directa, sino que simplemente se hace circular para ser proporcionada de manera instantanea segun sea necesario. El documento US 2009/211644 A1 muestra el preambulo de la reivindicacion 1.
La presente invencion logra solucionar los problemas y proporciona un procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente que puede reducir la diferencia de temperaturas que se produce cuando un usuario utiliza agua caliente mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion.
Un procedimiento para controlar la temperatura de agua caliente mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion segun una realizacion de la presente invencion incluye: decidir si el usuario utiliza el agua caliente; decidir si se selecciona uno de los modos de funcionamiento de la bomba de circulacion; y hacer circular el agua caliente por una tuberla de salida hacia la tuberla de entrada haciendo funcionar la bomba de circulacion dispuesta en una tuberla de derivacion que conecta la tuberla de entrada por la que circula agua directa y la tuberla de salida a traves de la cual sale agua caliente calentada de una a otra cuando el usuario utiliza el agua caliente y selecciona uno de los modos de funcionamiento de la bomba de circulacion.
Ademas, los modos de funcionamiento de la bomba de circulacion incluyen un modo de funcionamiento continuo de la bomba de circulacion en el que cuando el usuario utiliza el agua caliente, la bomba de circulacion se hace funcionar de manera continua hasta que el usuario deja de utilizar el agua caliente.
Ademas, los modos de funcionamiento de la bomba de circulacion incluyen un modo de parada tras hacer funcionar la bomba de circulacion que comprende decidir si el caudal de agua caliente utilizada es igual o mayor que un valor predeterminado y desconectar la bomba de circulacion cuando el caudal del agua caliente utilizada es igual o mayor que el valor predeterminado.
Ademas, el modo de parada tras hacer funcionar la bomba de circulacion incluye ademas decidir si ha transcurrido el tiempo predeterminado tras comenzar a utilizar el agua caliente antes de decidir si el caudal del agua caliente utilizada es igual o mayor que el valor predeterminado.
Ademas, los modos de funcionamiento de la bomba de circulacion incluyen un modo de parada y reinicio tras hacer funcionar la bomba de circulacion que comprende decidir si el caudal del agua caliente utilizada se reduce al valor predeterminado o mas en la situacion en el que la bomba de circulacion esta desconectada, y conectar la bomba de circulacion cuando el caudal del agua caliente utilizada se reduce en el valor predeterminado o mas.
Ademas, el modo de parada y reinicio tras hacer funcionar la bomba de circulacion incluye ademas decidir si el caudal del agua caliente utilizada es igual o mayor que el valor predeterminado desconectar la bomba de circulacion cuando el caudal del agua caliente utilizada es igual o mayor que el valor predeterminado.
Ademas, el modo de parada y reinicio tras hacer funcionar la bomba de circulacion incluye ademas decidir si ha transcurrido el tiempo predeterminado tras comenzar a utilizar el agua caliente.
Segun un procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion segun una realizacion de la presente invencion, dado que la bomba de circulacion funciona incluso mientras el usuario utiliza el agua caliente, se puede reducir la diferencia de temperatura del agua caliente incluso cuando varla el caudal de agua caliente utilizada.
Las figuras 1 y 2 son diagramas esquematicos de la estructura de un calentador de agua de la tecnica convencional.
La figura 3 es un diagrama que muestra una situacion en la que una tuberla de derivacion que conecta la tuberla de salida y la tuberla de entrada una con otra esta instalada fuera del calentador de agua y una bomba de circulacion externa esta instalada en la tuberla de derivacion cuando ninguna bomba de circulacion esta instalada en el calentador de agua.
La figura 4 es un diagrama de bloques que muestra la relacion entre una unidad de configuracion de la temperatura del agua caliente para que el usuario configure la temperatura del agua caliente y el calentador de agua.
La figura 5 es un diagrama de flujo que muestra un procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente en un modo de funcionamiento continuo de la bomba de circulacion.
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La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente en una parada tras hacer funcionar la bomba de circulacion.
La figura 7 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente en una parada y en la reiniciacion tras hacer funcionar la bomba de circulacion.
Numeros de referencia
1: Calentador de agua
11: Sensor de temperatura del agua directa
20: Intercambiador de calor
40: Tuberla de salida
45: Salida del agua caliente
50, 60: Tuberla de derivation
52, 62: Valvula de retention
10: Tuberla de entrada
12: Sensor de caudal
30: Deposito de almacenamiento
41: Sensor de temperatura del agua caliente
46: Tuberla de circulacion externa
51: Tuberla de circulacion interna
61: Bomba de circulacion externa
A continuation, en el presente documento, se describira en detalle un procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente mediante el funcionamiento de la bomba de circulacion segUn una realization de la presente invention con referencia a los dibujos adjuntos.
El procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion segun la realizacion de la presente invencion se puede realizar en el calentador de agua mostrado en las figuras 1 y 2.
Alternativamente, tal como se muestra en la figura 3, cuando no hay ninguna bomba de circulacion instalada en el calentador de agua -1-, una tuberla de derivacion -60- que conecta la tuberla de salida -40- y la tuberla de entrada -10- una con otra esta instalada al exterior del calentador de agua y una bomba de circulacion externa -61- y una valvula de retencion externa -62- estan instaladas en la tuberla de derivacion -60- para realizar el procedimiento de controlar la temperatura del agua caliente mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion segUn la realizacion de la presente invencion.
La figura 4 es un diagrama de bloques que muestra la relation entre una unidad de configuration de la temperatura del agua caliente -70- para que el usuario configure la temperatura del agua caliente y el calentador de agua -1-.
Tal como se muestra en la figura 4, en la unidad de configuracion de la temperatura del agua caliente -70- se incluyen diversos modos de funcionamiento de la bomba de circulacion para que el usuario controle la temperatura del agua caliente utilizando las bombas de circulacion -51- y -61- y el usuario puede seleccionar uno de los diversos modos de funcionamiento de la bomba de circulacion.
Cuando el usuario selecciona uno de los modos de utilization de las bombas de circulacion -51- y -61- en la unidad de configuracion de la temperatura del agua caliente -70-, se transmite una senal que indica que el usuario ha seleccionado uno de los modos de utilizacion de las bombas de circulacion -51- y -61- a un controlador -5- en el calentador de agua -1- mediante una comunicacion y el controlador -5- controla las bombas de circulacion -51- y -61- para controlar la temperatura del agua caliente que sale del calentador de agua -1-.
En la realizacion, aunque se supone que el controlador de temperatura tiene tres modos, es decir, un modo de funcionamiento continuo de la bomba de circulacion, un modo de parada tras hacer funcionar las bombas de circulacion, y un modo de parada y reinicio tras hacer funcionar las bombas de circulacion en los que se pueden hacer funcionar las bombas de circulacion, pueden configurarse otros modos para hacer funcionar las bombas de circulacion, ademas de estos tres modos.
A continuacion en el presente documento, se describira un procedimiento para controlar la temperatura de agua caliente mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion segUn una realizacion de la presente invencion.
En primer lugar, haciendo referencia al diagrama de caudal mostrado en la figura 5, se describira el procedimiento para controlar la temperatura de agua caliente en el modo de funcionamiento continuo de la bomba de circulacion.
Un controlador -5- decide si el usuario utiliza el agua caliente (S110) y decide si el usuario selecciona el modo de funcionamiento continuo de la bomba de circulacion (S120).
Si se decide que el usuario utiliza el agua caliente y selecciona el modo de funcionamiento continuo de la bomba de circulacion, se conectan las bombas de circulacion -51- y -61- (S130) y se controlan la combustion y la temperatura de agua caliente del calentador de agua (S140).
Cuando el usuario utiliza el agua caliente en el modo de funcionamiento continuo de la bomba de circulacion, las bombas de circulacion -51- y -61- funcionan de manera continua hasta que el usuario deja de utilizar el agua caliente. Por tanto, parte del agua caliente en la tuberla de salida -40- fluye al interior de la tuberla de entrada -10- a
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traves de las tuberlas de derivacion -50- y -60- para mezclarse con el agua directa y la temperatura del agua mezclada resulta mayor que la temperatura del agua directa y a continuacion se calienta mediante un intercambiador de calor -20- y, como resultado, se puede reducir la diferencia de temperatura del agua caliente que sale de la tuberla de salida -40-.
Sin embargo, aumenta el tiempo de funcionamiento de las bombas de circulacion -51- y -61-, por consiguiente, tambien aumenta el consumo de electricidad.
A continuacion, haciendo referencia al diagrama de caudal mostrado en la figura 6, se describira el procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente en el modo de parada tras hacer funcionar las bombas de circulacion.
El controlador -5- decide si el usuario utiliza el agua caliente (S210) y decide si el usuario selecciona el modo de parada tras hacer funcionar las bombas de circulacion (S220).
Si se decide que el usuario utiliza el agua caliente y selecciona el modo de parada tras hacer funcionar las bombas de circulacion, se decide si ha transcurrido un tiempo predeterminado tras comenzar a utilizar el agua caliente (S230).
Tras comenzar a utilizar el agua caliente, si no ha transcurrido el tiempo preestablecido, las bombas de circulacion -51- y -61- se mantienen continuamente conectadas (S240), y si ha transcurrido el tiempo predeterminado, se decide si el caudal del agua caliente utilizada es igual o mayor que un valor predeterminado (S250). Si el caudal del agua caliente utilizada es igual o mayor que el valor predeterminado, se desconectan las bombas de circulacion -51- y -61- (S260). El motivo para ello es que el efecto de reducir la diferencia de temperatura del agua caliente debido a la utilizacion de las bombas de circulacion -51- y -61- disminuye porque el caudal que circula a traves de las bombas de circulacion -51- y -61- disminuye cuando el caudal del agua caliente utilizada es igual o mayor que el valor predeterminado.
A continuacion, se controlan la combustion y la temperatura del agua caliente del calentador de agua (S270).
Puede reducirse la diferencia de temperatura del agua caliente y puede reducirse el consumo de electricidad en una fase inicial cuando el usuario utiliza el agua caliente en el modo de parada tras hacer funcionar las bombas de circulacion.
A continuacion, haciendo referencia al diagrama de caudal mostrado en la figura 7, se describira el procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente en el modo de parada y reinicio tras hacer funcionar las bombas de circulacion.
El controlador -5- decide si el usuario utiliza el agua caliente (S310) y decide si el usuario selecciona el modo de parada y reinicio tras hacer funcionar las bombas de circulacion (S320).
Si se decide que el usuario utiliza el agua caliente y selecciona el modo de parada y reinicio tras hacer funcionar las bombas de circulacion, se decide si ha transcurrido un tiempo predeterminado tras comenzar a utilizar el agua caliente (S330).
Tras comenzar a utilizar el agua caliente, si no ha transcurrido el tiempo predeterminado, las bombas de circulacion -51- y -61- se mantienen conectadas (S340) y si ha transcurrido el tiempo predeterminado, se decide si las bombas de circulacion -51- y -61- estan conectadas (S350).
En esta etapa, si las bombas de circulacion -51- y -61- estan conectadas, se decide si el caudal del agua caliente utilizada es igual o mayor que un primer valor predeterminado (S360). En este caso, si el caudal del agua caliente utilizada es igual o mayor que el primer valor predeterminado, las bombas de circulacion -51- y -61- se desconectan (S370) y si el caudal del agua caliente utilizada no es igual o mayor que el primer valor predeterminado, las bombas de circulacion -51- y -61- se conectan de manera continua (S380). A continuacion, se controlan la combustion y temperatura de agua caliente (S400).
Si ha transcurrido el tiempo predeterminado tras utilizar el agua caliente, pero las bombas de circulacion -51- y -61- no estan conectadas, se decide si el caudal del agua caliente utilizada se reduce a un segundo valor predeterminado o mas (S390).
En este caso, si el caudal del agua caliente utilizada se reduce al segundo valor predeterminado o mas, las bombas de circulacion -51- y -61- se conectan (S380), y si el caudal del agua caliente utilizada no se reduce al segundo valor predeterminado o mas, se controlan la combustion y la temperatura de agua caliente (S400).
La diferencia de temperatura del agua caliente se puede reducir en la fase inicial cuando el usuario utiliza el agua caliente en el modo de parada y reinicio tras hacer funcionar las bombas de circulacion, y si el caudal del agua caliente utilizada es igual a o mayor que el valor predeterminado, las bombas de circulacion se desconectan, y si el
caudal del agua caliente utilizada se reduce en el valor predeterminado o mas, las bombas de circulacion se conectan, y como resultado, se puede reducir la diferencia de temperatura del agua caliente cuando varla el caudal.
Tal como se describio anteriormente, segun el procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente 5 mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion segun la realizacion de la presente invencion, incluso cuando varla el caudal del agua caliente utilizada, puede reducirse la diferencia de temperatura del agua caliente.

Claims (6)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente, mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion (51, 61), que comprende:
    decidir si el usuario utiliza el agua caliente;
    decidir si se selecciona uno de los modos de funcionamiento de la bomba de circulacion; y
    hacer circular el agua caliente por una tuberla de salida (40) hacia una tuberla de entrada (10) haciendo funcionar la bomba de circulacion (51, 61) dispuesta en una tuberla de derivacion (50, 60) que conecta la tuberla de entrada (10) por la que entra agua directa con la tuberla de salida (40) a traves de la cual sale agua caliente calentada cuando el usuario utiliza el agua caliente y selecciona uno de los modos de funcionamiento de la bomba de circulacion,
    caracterizado porque
    se selecciona un modo de funcionamiento continuo de la bomba de circulacion como modo de funcionamiento de la bomba de circulacion en el que cuando el usuario utiliza el agua caliente, la bomba de circulacion (51, 61) se hace funcionar de manera continua hasta que el usuario deja de utilizar el agua caliente y
    en este modo se hace circular el agua caliente de tal manera que parte del agua caliente en la tuberla de salida (40) fluye a la tuberla de entrada (10) a traves de la tuberla de derivacion (50, 60) para mezclarse con el agua directa, y la temperatura del agua mezclada resulta mas elevada que la temperatura del agua directa, en el que despues se calienta el agua mezclada mediante un intercambiador de calor (20) para reducir la diferencia de temperatura del agua caliente que sale de la tuberla de salida (40).
  2. 2. Procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente, mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion (51, 61), segun la reivindicacion 1, en el que los modos de funcionamiento de la bomba de circulacion comprenden un modo de parada tras hacer funcionar la bomba de circulacion que comprende decidir si el caudal de agua caliente utilizada es igual o mayor que un valor predeterminado y desconectar la bomba de circulacion (51, 61) cuando el caudal del agua caliente utilizado es igual o mayor que el valor predeterminado.
  3. 3. Procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente, mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion (51, 61), segun la reivindicacion 2, en el que el modo de parada tras hacer funcionar la bomba de circulacion comprende ademas decidir si ha transcurrido un tiempo predeterminado tras comenzar a utilizar el agua caliente antes de decidir si el caudal del agua utilizado es igual o mayor que el valor predeterminado.
  4. 4. Procedimiento para controlar la temperatura de agua caliente, mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion (51, 61), segun la reivindicacion 1, en el que los modos de funcionamiento de la bomba de circulacion comprenden un modo de parada y reinicio tras hacer funcionar la bomba de circulacion que comprende decidir si el caudal del agua caliente utilizada se ha reducido hasta un segundo valor predeterminado o mas en una situacion en la que la bomba de circulacion (51, 61) esta desconectada y conectar la bomba de circulacion (51, 61) cuando el caudal del agua caliente utilizada se ha reducido hasta el segundo valor predeterminado o mas.
  5. 5. Procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente, mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion (51, 61), segun la reivindicacion 4, en el que el modo de parada y reinicio tras hacer funcionar la bomba de circulacion comprende ademas decidir si el caudal del agua caliente utilizada es igual o mayor que un primer valor predeterminado y desconectar la bomba de circulacion (51, 61) cuando el caudal del agua caliente utilizada es igual o mayor que el primer valor predeterminado.
  6. 6. Procedimiento para controlar la temperatura del agua caliente, mediante el funcionamiento de una bomba de circulacion (51, 61), segun la reivindicacion 5, en el que el modo de parada y reinicio tras hacer funcionar la bomba de circulacion comprende ademas decidir si ha transcurrido el tiempo predeterminado tras comenzar a utilizar el agua caliente.
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