ES2764498T3 - Un procedimiento y un sistema de distribución de líquidos para ahorrar energía líquida y térmica - Google Patents

Un procedimiento y un sistema de distribución de líquidos para ahorrar energía líquida y térmica Download PDF

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Abstract

Un procedimiento para ahorrar energía líquida y térmica en un sistema de distribución de líquido, donde una fuente de líquido (LS) ubicada en el centro está conectada a través de conductos de alimentación separados (FC1, FC2) a una pluralidad de unidades de toma de líquido (LT1, LT2), que comprende pasos de - evacuar el líquido del conducto de alimentación asociado, después de completar una operación de derivación en la unidad de derivación de líquido asociada, generando un gradiente de presión hacia atrás en dicho conducto de alimentación asociado por medio de una bomba de evacuación de líquido, de modo que el líquido fluya hacia atrás hacia dicho fuente de líquido y dicho conducto de alimentación asociado a partir de entonces contiene solo gas retenido en el mismo, y - rellenar, al activar dicha unidad de derivación de líquido, dicho conducto de alimentación asociado con líquido generando un gradiente de presión hacia adelante en dicho conducto de alimentación asociado y permitiendo que el líquido fluya desde dicha fuente de líquido a dicha unidad de derivación de líquido asociada, mientras empuja el gas restante en el conducto de alimentación hacia dicha unidad de derivación de líquido asociada a una presión de funcionamiento que excede un nivel de presión de aire ambiente, caracterizado por mantener cada uno de dichos conductos de alimentación (FC1, FC2) durante toda la operación del sistema de distribución de líquido, en comunicación con una cámara de amortiguación asociada (D1, D'1, D"1, D2) a través de un paso de gas asociado (OP1, OP'1, OP"1, OP2), - dicho paso de gas asociado que aloja una entrada (IN1, IN2) a una válvula de líquido (V1, V'1, V2) que está conectada a dicha unidad de toma de líquido asociada (LT1, LT2) y - dicho conducto de alimentación, dicho paso de gas asociado y dicha cámara de amortiguación asociada forman, en uso, un sistema cerrado que se separa, con respecto al gas restante en el mismo, del aire ambiente, evacuar, durante la etapa de evacuación, todo el líquido del conducto de alimentación particular y dicho paso de gas asociado por medio de dicha bomba de evacuación de líquido (EP), mientras se reduce la presión del gas restante a un nivel de presión más bajo, que es sustancialmente más bajo que el nivel de presión del aire ambiente en dicha unidad de grifo de líquido asociada, haciendo que el líquido de recarga, durante la etapa de recarga, fluya a través de dicho conducto de alimentación y más allá de dicho paso de gas asociado (OP1, OP'1, OP"1, OP2) mientras empujar dicho gas restante, por medio de dicha presión de funcionamiento que es sustancialmente más alta que dicho nivel de presión de aire ambiente en cualquiera de dichas unidades de toma de líquido, dentro de dicha cámara de amortiguación asociada (D1, D2) y mantener dicha válvula de líquido (V1, V' 1, V2) cerrado durante el paso de llenado, hasta que el líquido de llenado haya alcanzado dicha entrada (IN1) y haya pasado más allá de dicho paso de gas asociado, con lo cual se hace que la válvula de líquido (V1, V'1 V2) se abra para permitir que el rellenar ng líquido, pero no gas o aire, fluye a través de dicha válvula de líquido (V1, V'1 V2) hacia dicha unidad de derivación de líquido asociada (LT1, LT2).

Description

DESCRIPCIÓN
Un procedimiento y un sistema de distribución de líquidos para ahorrar energía líquida y térmica
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento y a un sistema de distribución de líquido para ahorrar energía líquida y térmica, donde una fuente de líquido ubicada en el centro está conectada a través de conductos de alimentación separados a una pluralidad de unidades de toma de líquido, según las reivindicaciones 1 y 7.
Principalmente, el procedimiento se ha desarrollado para sistemas de distribución de agua caliente en edificios, pero los principios aplicados en la invención pueden implementarse muy bien también para otros líquidos, y también para distribuir líquidos fríos. En ambos casos, existe un problema inherente de que la energía térmica se perderá cuando el líquido caliente o frío se mantenga estacionario en los conductos de alimentación, cuando no se utilicen las unidades de derivación de líquido asociadas. Además de la pérdida térmica, también habrá una pérdida inevitable de líquido si el volumen de líquido que queda en un conducto de alimentación, después de muchas horas, se aprovecha, ya que el consumidor dejará que el líquido fluya hasta la temperatura deseada del líquido que fluye será alcanzado Un sistema normal implicará un sistema de agua caliente en un edificio grande, con una pluralidad de unidades de grifo de agua. Cada unidad de grifo de este tipo puede comprender una cantidad de grifos, por ejemplo, en un baño, una cocina u otra habitación donde haya uno o más grifos para agua caliente, que normalmente también reciben servicio de conductos de alimentación de agua fría, incluidos grifos de mezcla donde La temperatura del agua puede ser controlada por el consumidor.
Tal sistema se puede usar, por ejemplo, en un edificio relativamente grande, con muchos apartamentos u oficinas, posiblemente en muchos pisos, o en un edificio pequeño, por ejemplo, para una sola familia.
La fuente de líquido, es decir, el punto de suministro de líquido a los diversos conductos de alimentación, puede conectarse a una línea pública de suministro de agua o a un recipiente local de suministro o calentamiento de agua. Normalmente, tiene una capacidad que permitirá el suministro de agua fría y caliente a una presión sustancialmente constante, que generalmente es mucho más alta que la presión del aire ambiente, como una sobrepresión de 2 a 5 bares (por encima de la presión del aire ambiente en la fuente líquida).
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Y TÉCNICA ANTERIOR
Tal procedimiento se describe en la solicitud de patente internacional (PCT) del solicitante WO2012 / 148351. Un procedimiento similar también se conoce previamente a partir de la memoria descriptiva publicada alemana (Offenlegungsschrift) DE 4406150 A1 (Pumpe y col.). En ambos casos de la técnica anterior, el líquido en los conductos de alimentación se succiona a la fuente de líquido después de completar una operación de extracción. Además, en ambos casos, hay una unidad de válvula de gas ubicada cerca de una unidad de válvula de líquido para alimentar gas o aire al sistema a fin de reemplazar el líquido con gas, después de completar una operación de extracción. Este gas o aire fluirá así al conducto de alimentación a través de un paso de gas en una unidad de válvula de gas. De esta manera, la presión en los conductos de alimentación permanecerá muy cerca de la presión del aire ambiente. Además, este paso de gas está separado de un paso de líquido, donde el líquido fluye desde el conducto de alimentación a la unidad de derivación de líquido asociada. La unidad de válvula de gas servirá tanto como válvula de entrada de gas como válvula de salida de gas. Por lo tanto, la presión del gas en los conductos de alimentación evacuados será casi la misma que la presión del aire ambiente.
OBJETIVO DE LA INVENCIÓN
En este contexto, un objeto principal de la presente invención es proporcionar un procedimiento similar y un sistema en donde el llenado de líquido proceda más rápido que en los sistemas de la técnica anterior, al tiempo que se asegura una amortiguación efectiva del líquido cuando alcanza la proximidad del líquido. unidad de grifo líquido durante cada operación de recarga. Esto también debe lograrse con medios simples que sean fáciles de fabricar e instalar en un edificio o similar. No debería haber necesidad de una presión o capacidad elevada (más alta de lo normal) en la fuente de líquido.
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
Para lograr estos objetos, la presente invención proporciona un procedimiento mejorado, en donde el sistema de distribución de líquido funciona a una presión relativamente baja, cuando el líquido se evacua después de una operación de extracción, y a un nivel relativamente alto, pero típicamente todavía bastante normal, presión durante una operación de golpeteo, como se indica en las reivindicaciones adjuntas. Durante toda la operación del sistema de distribución de líquido, cada uno de los conductos de alimentación se mantiene en comunicación con una cámara de amortiguación asociada a través de un paso asociado que aloja una entrada a una válvula de líquido que está conectada o integrada con una unidad de derivación de líquido asociada. En uso, el conducto de alimentación, el paso asociado y la cámara de amortiguación asociada forman un sistema cerrado que se separa con respecto al gas restante en el mismo, del aire ambiente. Durante la etapa de recarga, el líquido de recarga fluye a través del conducto de alimentación hacia el paso asociado mientras empuja el gas restante hacia la cámara de amortiguación asociada, que recogerá el gas restante. Durante el paso de recarga, la válvula de líquido se mantiene cerrada hasta que el líquido de recarga alcanza y pasa más allá de la entrada. A partir de entonces, se hace que la válvula de líquido se abra, para dejar que el líquido, pero no gas o aire, excepto posiblemente durante una fase de arranque del sistema de distribución de líquido, fluya a través de la válvula de líquido hacia la unidad de toma de líquido asociada.
Preferiblemente, se logra una presión suficientemente baja del líquido de relleno reduciendo la presión, al final de la etapa de evacuación, hasta que el conducto de alimentación asociado esté libre de líquido, o se haya alcanzado un nivel de presión más bajo que sea sustancialmente más bajo que la presión nivel del aire ambiente en la unidad de derivación de líquido asociada. Es importante destacar que no se deja entrar aire ambiental al sistema cerrado formado por el conducto de alimentación particular, el paso asociado y la cámara de amortiguación asociada, durante el paso de evacuación.
La válvula de líquido puede abrirse cuando
- la presión del líquido en dicha entrada de la válvula de líquido alcanza un nivel de presión umbral que es sustancialmente más alto que el nivel de presión del aire ambiente, por ejemplo, del 25 % al 75 % de la presión en la fuente de líquido, o
- un sensor ha detectado la presencia de líquido de relleno en dicha entrada de dicha válvula de líquido.
En funcionamiento normal, en condiciones estacionarias, no habrá descarga de gas hacia o desde el conducto de alimentación particular a través de la unidad de toma de líquido. Posiblemente, algo de gas o aire escapará a través de la válvula de líquido hacia la unidad de toma de líquido durante una fase de arranque del sistema. Puede ocurrir que el sistema (cada conducto de alimentación) esté totalmente lleno de aire cuando el sistema se llena de líquido por primera vez. Luego, tomará varios ciclos de evacuación y llenado hasta que un cierto volumen (o más bien peso o masa de aire) haya escapado a través de la válvula de líquido, de modo que la válvula de líquido se cierre hasta que el líquido de entrada o de llenado haya pasado el entrada de la válvula durante una operación de llenado. En este punto, se ha alcanzado un estado estable y se repetirá el mismo tipo de ciclos cada vez que se active una unidad de toma de líquido.
Un sistema de distribución de líquido según la invención se caracteriza porque cada uno de los conductos de alimentación se comunica con una cámara de amortiguación a través de un paso asociado que aloja una entrada de una válvula de líquido que está conectada a dicha unidad de derivación de líquido asociada, adaptándose cada válvula de líquido, durante una operación de recarga, para mantener el conducto de alimentación asociado separado de la unidad de derivación de líquido asociada manteniendo cerrada la válvula de líquido, mientras empuja el gas restante hacia la cámara asociada, hasta que el líquido de recarga haya alcanzado y pasado más allá de la entrada, adaptándose dicha válvula de líquido para abrir después de la entrada de líquido en dicho paso y la compresión del gas restante en dicha cámara de amortiguación cerrada durante una operación de llenado, cada conducto de alimentación, el paso asociado y la cámara de amortiguación asociada forman juntos una parte cerrada del sistema que se separa con respecto a cualquier gas restante en el mismo, del aire ambiental, al menos después de un posible arranque arriba del sistema, y una bomba de evacuación de líquido separada se puede conectar a los conductos de alimentación y se adapta, al estar conectada durante una operación de evacuación, para evacuar ese conducto de alimentación hasta que esté libre de líquido. Entonces, debido al hecho de que no se deja entrar aire ambiental al conducto de alimentación, el aire o gas restante en el conducto de alimentación ha alcanzado una presión más baja que es sustancialmente más baja que la presión del aire ambiente en cada unidad de toma de líquido asociada y que asegurará una presión lo suficientemente baja durante una operación de recarga posterior.
El procedimiento y el sistema según la invención conllevarán las siguientes ventajas:
- La operación de recarga continuará a alta velocidad, porque el líquido entrante se propagará prácticamente sin resistencia inicialmente, gracias a la baja presión del gas que queda en el conducto de alimentación evacuado y la presión relativamente alta en la fuente de líquido. Solo cuando una gran parte del volumen total (del conducto de alimentación y una cámara de amortiguación asociada) se haya rellenado con líquido, la presión se acumulará hasta un nivel relativamente alto.
- Siempre que haya una pequeña cantidad de gas en el sistema, en particular en los conductos de alimentación respectivos, la presión será relativamente alta solo en la última etapa del proceso de recarga, lo que provocará una amortiguación efectiva del líquido que fluye rápidamente.
- No hay necesidad de un gran volumen de amortiguación, debido al nivel de presión umbral relativamente alto de la válvula de líquido, por lo que el aparato, que contiene una cámara de amortiguación, puede fabricarse en pequeñas dimensiones y a un costo relativamente bajo, lo que garantiza costos de instalación moderados y sin aparatos voluminosos.
- Como no hay necesidad de una válvula de aire separada que se comunique con el aire ambiental, no hay riesgo de problemas derivados del mal funcionamiento de dicha válvula de aire, como fugas de líquido y, por supuesto, menores costos de instalación.
- Incluso si la presión de la fuente de líquido se reduce temporalmente, el sistema continuará funcionando mientras la presión en la fuente de líquido se mantenga a un nivel que exceda cualquier nivel umbral de la válvula de líquido que está conectada a la entrada de la toma particular. unidad.
- Durante el paso de evacuación, una bomba de evacuación separada bombeará el líquido en el conducto de alimentación particular, hasta que se alcance el nivel de líquido más bajo. De esta manera, la operación será confiable, y no hay riesgo de dejar ningún líquido en el conducto de alimentación después de una operación de golpeteo. - Al usar una bomba de evacuación separada, y posiblemente una válvula de evacuación separada, será posible alimentar el líquido en al menos uno de los conductos de alimentación mientras que al mismo tiempo evacuar el líquido de al menos otro conducto de alimentación.
Los diversos componentes que se utilizarán en el sistema de distribución de líquidos según la presente invención pueden modificarse de muchas maneras, por ejemplo, como se describe en las solicitudes de patentes paralelas presentadas por el mismo solicitante el mismo día, en relación con una "unidad de distribución de líquidos "," una unidad de válvula de amortiguación "y" una unidad de válvula de cierre de fluido ".
Aparecerán características y ventajas adicionales a partir de la descripción detallada a continuación, donde se describe una realización preferida de la invención, y algunas modificaciones.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, la invención se explicará con más detalle más adelante, con referencia a los dibujos adjuntos que ilustran realizaciones preferidas de un dispositivo de grifo de líquido según la invención.
La figura 1 ilustra esquemáticamente un sistema de distribución de líquido de la técnica anterior como se describe en la solicitud de patente internacional mencionada anteriormente;
La figura 2 muestra, también esquemáticamente, un sistema de distribución de líquido según la presente invención, en una realización preferida;
Las figs. 3, 3A, 3B muestran, en vistas en sección, una unidad de válvula de amortiguación que se utiliza en el sistema de la fig. 2 y
Las figs. 4, 5, 6, 7A, 7B y 8, 8A, 8B muestran una serie de realizaciones modificadas de la unidad de válvula de amortiguación de la fig. 3)
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA DE LA INVENCIÓN
En la descripción a continuación, el sistema de distribución de líquidos está destinado al agua caliente, por ejemplo, en un edificio. Sin embargo, los expertos en la materia se darán cuenta de que el sistema puede estar previsto alternativamente para cualquier otro líquido. De manera similar, el sistema puede usarse alternativamente para la distribución de agua fría o algún otro líquido frío.
En el sistema de la figura 1, se suministra agua desde una fuente (S) de agua dulce, p. ej., una línea de suministro SL de agua pública o un suministro de agua local, a través de una válvula antirretorno (1) a un tanque de agua caliente (2), donde el agua es calentada a una temperatura relativamente alta, normalmente en el intervalo de 60-90 °C. Hay un circuito de recirculación (22) de agua caliente que pasa a través del calentador de agua (2) y un recipiente de hidropresión (3) que sirve para acomodar un volumen variable de aire o gas. El agua caliente se hace circular por medio de una bomba de circulación (no mostrada) adyacente al calentador (2), y otras dos válvulas antirretorno (4a), (4b) garantizarán que la circulación se mantenga en una sola dirección. Además, hay una línea de alimentación de agua caliente (6) que conecta en derivación el circuito (22) en dos puntos (24) y (23). En la línea de alimentación de agua caliente 6, hay una bomba 5 para hacer circular agua caliente a lo largo de la línea de alimentación 6. La bomba 5 funcionará incluso en caso de que todos los conductos de alimentación de agua caliente 7,8, que conducen a varias unidades de grifo de agua caliente 9,10 en un edificio, sean pasivos o cerrados, de modo que el líquido que queda en los conductos de alimentación pueda ser evacuado. Por lo tanto, la bomba 5 tiene un doble propósito.
En cada conducto agua caliente (7,8), adyacente a la conexión a la fuente de agua caliente S, hay una válvula de control (11) y (12), respectivamente, que puede abrirse o cerrarse, un sensor de nivel (13) y (14), respectivamente, y un sensor de presión (15) y (16), respectivamente. Todos estos componentes están ubicados centralmente, cerca de la fuente de agua caliente, junto con el tanque de agua caliente (2) y el circuito de circulación (22) con su línea de derivación (6). En la línea de derivación de agua caliente (6) también hay una válvula antirretorno (25) y una válvula de control (26).
El tanque agua caliente (2), el circuito de recirculación (22) y la línea de agua caliente de derivación (6) pueden considerarse como una fuente de calor o una fuente de agua caliente S, ya que el agua circulante siempre se mantiene a una temperatura elevada y suministrará continuamente agua caliente a los conductos de agua caliente (7), (8). Si es necesario, la fuente de agua caliente puede estar contenida en un recinto aislado, o los componentes pueden estar cubiertos individualmente por un material aislante. Como se describe en lo mencionado anteriormente Solicitud PCT WO2012 / 148351, el agua caliente solo estará presente en los conductos de alimentación de líquido 7, 8 cuando se esté extrayendo agua caliente de las respectivas unidades de grifo 9 y 10. Cuando el grifo (9), (10) se cierra, posiblemente después de un breve retraso (p. ej., unos pocos minutos) lo cual no afecta significativamente a la temperatura del agua caliente en el conducto, el agua caliente que queda en el conducto respectivo será bombeada hacia atrás por medio de la bomba (5), de regreso a la fuente de agua caliente (2), (22). En este proceso, el agua caliente será reemplazada por aire o gas en el conducto de líquido (7), (8). Cuando el agua caliente haya sido evacuada, la válvula (11), (12) respectiva se cerrará, y en el conducto (7), (8) permanecerá una presión baja de gas o aire, claramente por debajo de la presión atmosférica del aire ambiente.
Cuando se vaya a extraer de nuevo agua caliente del grifo (8) o (10), se iniciará una operación de relleno. La presente invención proporciona un procedimiento y sistema mejorados, como se ilustra esquemáticamente en la fig. 2.
Una fuente de líquido central LS, posiblemente correspondiente a la fuente de agua caliente 2, 22 en la figura 1, está conectada a varios conductos de alimentación de agua caliente FC1, FC 2, etc. a través de una línea de alimentación FL, conexiones separadas C1, C2, etc. y las válvulas de control individuales CV1, CV2, etc. Cuando se abre la válvula de control CV1, el agua caliente fluirá rápidamente hacia el conducto de alimentación asociado FC1 que se ha evacuado en un paso de evacuación anterior.
Habrá un gradiente de alta presión en el conducto de alimentación FC1, ya que la válvula de control CV1 está abierta y, por lo tanto, transmite una presión de impulsión desde abajo, que corresponde a la presión que prevalece en la fuente de líquido LS (típicamente sobrepresión de 2 a 5 bares o, en términos absolutos, más del 300 % de la presión del aire ambiente) y una presión muy baja superior, como una subpresión de 0.2 a 0.8 bar o, en términos absolutos, aproximadamente del 20 al 80 % de la presión del aire ambiente. En consecuencia, el agua caliente fluirá a alta velocidad hacia la unidad de extracción de agua LT1. Normalmente, los conductos de alimentación tienen al menos 5 a 30 m de longitud, desde la fuente de líquido LS hasta la respectiva unidad de grifo de agua caliente LT1, etc. dentro de un edificio.
Cuando el agua caliente se acerca a la unidad de grifo líquido, existe el riesgo de un fuerte impulso, un llamado "golpe de ariete", del agua caliente. Sin embargo, como se sabe per se, de la aplicación PCT mencionada anteriormente Wo 2012/1408351, una cámara de amortiguación D1 está dispuesta cerca de una válvula de líquido V1, de modo que un colchón de aire o gas amortiguará el impacto del agua caliente que se mueve rápidamente.
Según la presente invención, cada cámara de amortiguación D1, D2, etc. está conectada al extremo del conducto de alimentación asociado FC1, FC2, etc. a través de un pasaje OP1, OP2, etc. En este pasaje, hay una entrada a un unidad de válvula de líquido V1, V2, etc., por ejemplo, una válvula de cierre, una válvula de retención o una válvula de retención. Véanse también las figuras 3,4,5,6 y 7A, 7B, 8, 8A, 8B.
La estructura de la unidad de válvula de amortiguación DV1, DV2, etc. (véanse las figuras 3, 3A, 3B) se describe en detalle en dos solicitudes de patente separadas que se presentan el mismo día que la presente solicitud, denominada "una válvula de amortiguación" y "una válvula de cierre de fluido", respectivamente. Por lo tanto, la unidad de válvula de líquido V1, V2 puede comprender dos válvulas de retención VA1, VA2 conectadas en serie, que están presionadas hacia una posición de cierre por una parte sensible a la presión, por ejemplo, un dispositivo de resorte no lineal S1, que comprende dos resortes de diafragma reflejados, por lo que la válvula cambiará de una posición de cierre (fig. 3B) a una posición abierta (fig. 3A) cuando se haya alcanzado un nivel de presión umbral (típicamente del 25 % al 75 % de la presión en la fuente de líquido LS) en la entrada IN1, IN2, etc. de la válvula. El dispositivo de resorte no lineal S1, etc. es tal que, cuando se alcanza el umbral de presión, el cuerpo de la válvula se moverá repentinamente un camino relativamente largo a su posición de apertura (a la derecha en la figura 3). Por lo tanto, la válvula se abrirá claramente y permitirá un alto flujo de agua caliente inmediatamente después de alcanzar el nivel de presión umbral.
El dispositivo de resorte S1 está acoplado a las dos válvulas de retención VA1, VA2 por medio de una varilla axial R, de modo que las posiciones finales del dispositivo de resorte se transferirán a las válvulas de retención que estarán así abiertas (fig. 3A) o cerrado (fig. 3B).
La cámara de amortiguación D1, D2, etc. se puede alojar en una carcasa separada (como se muestra en las figuras 3, 4, 5, 6, 7A, 7B), o puede estar formada por una carcasa donde se encuentra la válvula de líquido V1 centralmente (fig. 8). En cualquier caso, el extremo superior del conducto de alimentación FC1, FC2, etc. (figura 2) se une al paso OP1, OP2, etc. mencionado anteriormente, que también aloja la entrada IN1, IN2, etc. de la válvula V1, V2, etc. Las presiones prevalecientes y los volúmenes de los conductos de alimentación FC1, FC2, etc. son tales que la presión del agua de recarga aún es relativamente baja cuando alcanza el paso OP1, OP2, etc., por debajo del umbral de presión establecido de la válvula. Por lo tanto, el agua se moverá más hacia arriba, más allá del paso OP1, OP2, etc. antes de que el aire o el gas, quedando atrapado en la cámara de amortiguación contigua D1, D2, etc., se comprima a tal grado que el aire o la presión de gas, causando una presión correspondiente en el agua adyacente - a la misma, se eleva a un nivel correspondiente al nivel umbral de la válvula V1, V2, etc. Luego, la válvula se abre repentinamente y el agua caliente fluirá a través de la válvula hacia el líquido adyacente unidad de grifo LT1, LT2, etc. Dado que ahora solo hay agua en el paso OP1, OP2, etc., solo agua, sin gas ni aire, fluirá a través de la válvula y dentro del grifo de líquido LT1, LT2, etc. la presión en la fuente de líquido LS, que es mucho más alta que la presión del aire ambiente (incluso en la unidad de grifo de líquido LT1, LT2, etc.) y la presión umbral de la válvula de líquido V1, V2, etc., asegurarán que el aire o El gas comprimido en la cámara de amortiguación D1, D2, etc. permanecerá comprimido y no se expandirá en el paso OP1, OP2, etc. durante el funcionamiento normal del sistema de distribución de líquidos. Como alternativa a la apertura de la válvula de líquido al alcanzar un umbral de presión, es posible proporcionar un sensor que detecte la presencia de líquido en el paso OP1, OP2, etc. en la entrada IN1, IN2, etc. de la válvula de líquido VI, V2, etc. El sensor puede ser un sensor de nivel, un sensor óptico o un sensor de flotación, en combinación con un actuador correspondiente, por ejemplo, un dispositivo electromagnético o un actuador mecánico, que abrirá la válvula de líquido V1, V2, etc. sintiendo la presencia de líquido.
Una alternativa adicional es proporcionar una válvula V1, V2, etc. que se mantenga en una posición cerrada también mediante un miembro de bloqueo o enganche (no mostrado) que se libera cuando un elemento de detección de agua ha detectado la presencia de líquido en la entrada IN1, IN2, etc. de la válvula. Entonces se puede proporcionar un mecanismo de reinicio para devolver la válvula a su posición cerrada durante el siguiente paso de evacuación. Solo cuando el mango del grifo, o un dispositivo o sensor correspondiente, esté activado para cerrar la unidad de grifo de líquido particular LT1, LT2, etc., habrá un cambio. Luego, un sensor de presión PS1, PS2, etc. (vea la figura 2), insertado entre la válvula V1, V2, etc. y la unidad de derivación de líquido asociada LT1, LT2 (o en algún otro lugar adyacente a la válvula de líquido o unidad de toma de líquido), detectará un aumento de presión (el flujo se detiene pero la presión de alimentación aún está presente) y enviará una señal eléctrica a una unidad de control CU que a su vez cerrará la válvula de control CV1, CV2, etc. adyacente a la fuente líquida LS. La unidad de control CU también enviará una señal a una válvula de evacuación separada EV1, EV2, etc. para abrir la última. Esta válvula de evacuación está dispuesta en una conexión de derivación ubicada aguas abajo (como se ve cuando se rellena el conducto de alimentación) pero adyacente a la válvula de control CV1, CV2, etc. Las válvulas de evacuación EV1, EV2, etc. están conectadas conjuntamente a una bomba de evacuación EP que recirculará el agua caliente a la fuente líquida LS.
Se muestra esquemáticamente que los sensores de presión PS1 y PS2 están conectados al conducto (corto) entre la válvula de líquido V1, V2, etc. y la unidad de toma de líquido LT1, LT2. Sin embargo, alternativamente, pueden estar dispuestos dentro de la carcasa de la válvula de líquido, en el lado de salida de la misma, o en la unidad de grifo de líquido o adyacente a ella.
Por supuesto, en lugar de enviar una señal eléctrica a través de una unidad de control, es posible, como se describe en lo mencionado anteriormente. Solicitud PCT WO 2012/148351, para permitir que un pulso de presión u otra variable física se propague a lo largo del conducto de alimentación a la fuente de líquido, donde se detecta el pulso u otra variable física y se utiliza para activar el cierre de la válvula de control CV1, CV2, etc. y la apertura de la válvula de evacuación EV1, EV2, etc.
Cuando el conducto de alimentación particular FC1, FC2, etc. se conecta a la fuente de líquido a través de la válvula de evacuación EV1, EV2, etc., el líquido (agua caliente) será aspirado por la bomba de evacuación EP a la fuente de líquido LS. También hay un sensor de nivel LS1, LS2, dispuesto para detectar el nivel de líquido en (o adyacente a) la conexión de derivación. Cuando este sensor detecta que la superficie del líquido ha alcanzado un nivel más bajo, esto indica que todo el líquido ha sido evacuado (eliminado) del conducto de alimentación asociado FC1, FC2, etc. Una alternativa es simplemente sentir la baja presión adyacente al control válvula o la válvula de evacuación, la baja presión indica que prácticamente todo el líquido ha sido evacuado del conducto de alimentación.
Por lo tanto, en este momento habrá una presión muy baja, como una presión baja de 0.5 bar (50 % de la presión de aire ambiente), o una presión en el intervalo 0.2 - 0.8 presión baja de presión en el conducto de alimentación particular FC1, FC2, etc. Luego, se envía una señal a la unidad de control CU, que cerrará la válvula de evacuación EV1, EV2, etc., de modo que el conducto de alimentación asociado se retenga en un estado evacuado, y no habrá pérdida térmica debido al calor que se disipa del conducto de alimentación. En el conducto de alimentación FC1, FC2, etc., solo queda gas o aire a una presión muy baja (casi vacío). Puede comenzar un nuevo ciclo de recarga, que se activa o inicia al abrir una de las unidades de grifo líquido.
La disposición de las válvulas de control CV1, CV2, etc. y las válvulas de evacuación EV1, EV2, etc., ubicadas por separado en las conexiones de derivación, tiene la ventaja de que cualquiera o varios conductos de alimentación fC1 , FC1, etc. ser evacuado independientemente uno del otro. Por lo tanto, uno o más de los conductos de alimentación FC1, FC2 pueden ser evacuados mientras uno o más de los otros conductos de alimentación FC2, FC1, etc. se están rellenando u operando para extraer agua caliente en la unidad de grifo de líquido asociada LT2, LT1, etc. En el sistema de la técnica anterior como se muestra en la fig. 1, por otro lado, esto no fue posible. Por el contrario, era necesario esperar hasta que todos los conductos de alimentación no estuvieran operativos antes de poder conectarlos a una bomba que funcionara conjuntamente.
La unidad especial de distribución de líquido, que comprende la línea de alimentación FL, las válvulas de control CV1, CV2, etc., las válvulas de evacuación separadas EV1, EV2, etc. y la bomba de evacuación EP conectada conjuntamente, se describen con más detalle en una solicitud de patente separada., titulada "una unidad de distribución de líquidos" presentada en la misma fecha por el mismo solicitante.
Las realizaciones modificadas en las figs. 4, 5, 6, 7A, 7B y 8, 8A, 8B se describirán ahora brevemente.
En la fig. 4, la unidad de válvula de líquido V1 es exactamente como la válvula de líquido en la fig. 3) Sin embargo, la cámara de amortiguación asociada D1 está conectada al conducto de alimentación FC1 a través de un paso OP'1 que aloja dos dispositivos de válvula paralela, una válvula de entrada de gas GIV1, en forma de válvula de retención, para permitir que el gas entre en la cámara de amortiguación durante el llenado del conducto de alimentación FC1 cuando la presión es mayor que la presión del aire ambiente, por ejemplo, superior a 0,1 bar de sobrepresión, y una válvula de salida de gas GOV1, que permitirá que el gas fluya de regreso al conducto de alimentación FC1 durante la evacuación de este último. La válvula de salida de gas GOV1 se abrirá cuando se alcance una diferencia de presión que exceda un valor establecido, por ejemplo, de 2 a 3 bares. La válvula de salida de gas está estructurada como la unidad de válvula de líquido V1, pero solo tiene una válvula de retención (válvula de retención) VA'1. Incluso cuando la diferencia de presión se reduce durante la evacuación, la válvula de salida de gas permanecerá abierta siempre que haya una pequeña diferencia de presión, e incluso puede permanecer abierta cuando la diferencia de presión se haya revertido. Luego, durante el llenado posterior con agua, el agua que ingresa hará que la válvula de salida de gas cambie a su posición cerrada. Cuando se alcanza una presión de aproximadamente 0.2 bar de sobrepresión, la válvula de entrada de gas GIV1 se abrirá y dejará que el gas, y posiblemente algo de agua, fluya hacia la cámara de humectación. La válvula de salida de gas GOV1 permanecerá cerrada durante la extracción de agua caliente a través de la válvula de líquido V1.
La disposición de la válvula con la salida paralela y las válvulas de entrada GOV1, GIV1 garantizará que el gas en la cámara de amortiguación D1 permanezca allí cuando se abra la válvula de líquido V1, con una reducción de presión en el conducto de alimentación FC1, hasta que se alcance un estado estable para el agua que fluye a través de la válvula V1 hacia la unidad de grifo de agua caliente asociada (LT1 en la figura 2). De esta manera, se evita que fluya aire o gas a través de la válvula de líquido V1.
La cámara de amortiguación puede tener un espacio interior libre, como se muestra en las figs. 3 y 4, o puede tener un pistón desplazable P como se muestra en la fig. 5 para la cámara de amortiguación D'1 o un diafragma flexible DI como se muestra en la fig. 6 para la cámara de amortiguación D"1. El pistón P o el diafragma definirán un compartimento más interno que tenga una presión de gas inicial preestablecida que variará, pero el gas en este compartimento no se mezclará con el agua durante el paso de recarga.
La válvula de líquido puede estar estructurada de manera diferente, por ejemplo, como se muestra en las figs. 7A y 7B, donde un cuerpo elastomérico V'1 está dispuesto en el paso o P"1 entre el conducto de alimentación FC1 y la cámara de amortiguación D1 y es desplazable entre una posición (fig. 7A) donde el paso OP"1 está abierto (y la parte de la válvula de líquido a la derecha está cerrada) y una posición (fig. 7B) donde el paso OP"1 está cerrado (y la parte de la válvula de líquido a la derecha está abierta). La última posición se toma cuando el agua caliente fluye hacia la unidad de grifo de agua caliente LT 1, mientras que la otra posición se toma durante las otras fases del ciclo.
Las figs. 8, 8A y 8B muestran una realización de la válvula de amortiguación DV'1 que es especialmente compacta. Aquí la válvula de líquido V1 está dispuesta centralmente dentro de una carcasa H que define una cámara de amortiguación interna D1. La entrada IN1 está ubicada en un paso abierto OP1 entre el conducto de alimentación FC1 y la cámara de amortiguación D1. La entrada IN1, en forma de un pequeño orificio, se comunica con la unidad de válvula de líquido V1 a través de un conducto CO. El diámetro interno del conducto y la entrada del orificio IN1 son tales que incluso durante la evacuación del conducto de alimentación FC1, el agua permanecerá en el conducto CO y evitará que el gas entre en la válvula de líquido V1. Por supuesto, también en este caso, el nivel umbral de la válvula V1 es lo suficientemente alto como para garantizar que el líquido (agua caliente) llegue a la entrada IN1 antes de que la válvula V1 se abra y permita que el agua fluya hacia la unidad de grifo de agua LT1.
Los expertos en la materia pueden modificar el procedimiento y el sistema de distribución de líquidos dentro del alcance definido por las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, como se indicó anteriormente, sería posible utilizar el sistema para líquidos fríos en lugar de calientes. Los conductos de alimentación pueden consistir en tubos de metal o mangueras de plástico. Por supuesto, el nivel de presión umbral de la válvula de líquido V1, V2, etc. puede ser variable, para ajustarse a un valor adecuado en cada caso, y también es posible variar estos niveles de presión umbral para optimizar el sistema y las características de amortiguación en cada unidad de válvula de amortiguación DV1, DV2, etc. Posiblemente, los volúmenes de las cámaras de amortiguación también pueden ser variables.
Como se indicó anteriormente, es una gran ventaja que no haya descarga de aire u otro gas durante el funcionamiento normal del sistema. La cámara de amortiguación está cerrada en relación con el aire ambiente, y los otros accesorios y conexiones deben ser herméticos, incluso a presiones muy bajas o bastante altas. No es necesario dejar entrar aire ambiental a través de una válvula de entrada de aire, como era el caso en los sistemas de la técnica anterior. Por lo tanto, el sistema funcionará rápidamente con una alta velocidad de recarga y con una gran confiabilidad y, por lo tanto, a costos de servicio bastante bajos después de una instalación adecuada en un edificio.
El sistema también se puede usar en otras unidades que no sean edificios, por ejemplo, en grandes embarcaciones (en el agua o en el aire) o en vehículos en movimiento, o en otras unidades donde sea necesario distribuir líquido caliente o frío a varias unidades de extracción.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para ahorrar energía líquida y térmica en un sistema de distribución de líquido, donde una fuente de líquido (LS) ubicada en el centro está conectada a través de conductos de alimentación separados (FC1, FC2) a una pluralidad de unidades de toma de líquido (LT1, LT2), que comprende pasos de
- evacuar el líquido del conducto de alimentación asociado, después de completar una operación de derivación en la unidad de derivación de líquido asociada, generando un gradiente de presión hacia atrás en dicho conducto de alimentación asociado por medio de una bomba de evacuación de líquido, de modo que el líquido fluya hacia atrás hacia dicho fuente de líquido y dicho conducto de alimentación asociado a partir de entonces contiene solo gas retenido en el mismo, y
- rellenar, al activar dicha unidad de derivación de líquido, dicho conducto de alimentación asociado con líquido generando un gradiente de presión hacia adelante en dicho conducto de alimentación asociado y permitiendo que el líquido fluya desde dicha fuente de líquido a dicha unidad de derivación de líquido asociada, mientras empuja el gas restante en el conducto de alimentación hacia dicha unidad de derivación de líquido asociada a una presión de funcionamiento que excede un nivel de presión de aire ambiente,
caracterizado por mantener cada uno de dichos conductos de alimentación (FC1, FC2) durante toda la operación del sistema de distribución de líquido, en comunicación con una cámara de amortiguación asociada (D1, D'1, D"1, D2) a través de un paso de gas asociado (OP1, OP'1, OP"1, OP2),
- dicho paso de gas asociado que aloja una entrada (IN1, IN2) a una válvula de líquido (V1, V'1, V2) que está conectada a dicha unidad de toma de líquido asociada (LT 1, LT2) y
- dicho conducto de alimentación, dicho paso de gas asociado y dicha cámara de amortiguación asociada forman, en uso, un sistema cerrado que se separa, con respecto al gas restante en el mismo, del aire ambiente,
evacuar, durante la etapa de evacuación, todo el líquido del conducto de alimentación particular y dicho paso de gas asociado por medio de dicha bomba de evacuación de líquido (EP), mientras se reduce la presión del gas restante a un nivel de presión más bajo, que es sustancialmente más bajo que el nivel de presión del aire ambiente en dicha unidad de grifo de líquido asociada, haciendo que el líquido de recarga, durante la etapa de recarga, fluya a través de dicho conducto de alimentación y más allá de dicho paso de gas asociado (OP1, OP'1, OP"1, OP2) mientras empujar dicho gas restante, por medio de dicha presión de funcionamiento que es sustancialmente más alta que dicho nivel de presión de aire ambiente en cualquiera de dichas unidades de toma de líquido, dentro de dicha cámara de amortiguación asociada (D1, D2) y mantener dicha válvula de líquido (V1, V' 1, V2) cerrado durante el paso de llenado, hasta que el líquido de llenado haya alcanzado dicha entrada (IN1) y haya pasado más allá de dicho paso de gas asociado, con lo cual se hace que la válvula de líquido (V1, V'1 V2) se abra para permitir que el rellenar ng líquido, pero no gas o aire, fluye a través de dicha válvula de líquido (V1, V'1 V2) hacia dicha unidad de derivación de líquido asociada (LT1, LT2).
2. El procedimiento definido en la reivindicación 1, en donde dicha válvula de líquido (V1, V'1 V2) se abre. - cuando la presión del líquido de recarga en dicho paso alcanza un nivel de presión umbral que es sustancialmente más alto que dicho nivel de presión de aire ambiente, o
- un sensor o un elemento mecánico ha detectado la presencia de líquido en dicha entrada de la válvula de líquido.
3. El procedimiento definido en la reivindicación 1 o 2, en donde una presión creciente en el conducto de alimentación particular (FC1, FC2) durante la etapa de recarga se logra abriendo una válvula de control (CV1, CV2) ubicada en dicho conducto de alimentación particular (FC1, FC2) adyacente a dicha fuente de líquido (LS1), de modo que el conducto de alimentación particular se comunicará directamente con dicha fuente de líquido, manteniéndose la presión de líquido en dicha fuente de líquido (LS) a dicha presión de funcionamiento.
4. El procedimiento definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde, durante dicho paso de evacuación, el líquido se recircula desde dicho conducto de alimentación particular (FC1, FC2) a dicha fuente de líquido (LS) por medio de dicha bomba de evacuación de líquido (EP).
5. El procedimiento definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la evacuación de líquido de dicho conducto de alimentación (FC1, FC2) durante dicho paso de evacuación, se inicia abriendo una válvula de evacuación separada (EV1, EV2) que se conecta entre dicho conducto de alimentación (FC1, FC2) y dicha bomba de evacuación de líquidos (EP).
6. El procedimiento definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
- en donde dicho nivel de presión más bajo es del 20 al 80 % de la presión del aire ambiente, y
- en donde dicha presión de funcionamiento es al menos 300 % de la presión de aire ambiente.
7. Un sistema de distribución de líquidos, para ahorrar energía líquida y térmica, que comprende 5
- una fuente de líquido situada en el centro (LS),
- una serie de conductos de alimentación (FC1, FC2) están conectados por separado a dicha fuente de líquido ubicada centralmente, cada conducto de alimentación separado (FC1, FC2) está conectado a una unidad de derivación de líquido asociada (LT1, LT2) a través de una válvula de líquido asociada (V1, V'1 V2),
10 - una bomba de evacuación de líquidos (EP) para la evacuación de líquidos en cada conducto de alimentación cuando se cierra una unidad de grifo asociada, cada conducto de alimentación se rellena con líquido cuando se abre la unidad de grifo,
- cada una de dichas válvulas de líquido (V1, V'1, V2) se adapta, durante una operación de recarga, para mantener el conducto de alimentación asociado (FC1, FC2) separado de la unidad de derivación de líquido asociada (LT1, LT2) 15 que mantiene dicha válvula de líquido (V1, V'1, V2) cerrado, mientras empuja el gas restante en un paso de gas asociado hasta que el líquido de recarga haya alcanzado dicho paso de gas, y
- dicha válvula de líquido (V1, V'1, V2) está adaptada para abrirse después de la entrada de líquido en dicho paso durante una operación de recarga,
- dicha bomba de evacuación de líquidos (EP) está adaptada, durante cada operación de evacuación, para evacuar 20 el líquido en el conducto de alimentación asociado (FC1, FC2) hasta que se alcanza una presión más baja que es sustancialmente más baja que la presión de aire ambiente en cada líquido asociado unidad de grifo (LT1, LT2). caracterizado porque
- una cámara de amortiguación (D1, D'1, D"1, D2) está asociada con cada conducto de alimentación (FC1, FC2), 25 - cada uno de dichos conductos de alimentación (FC1, FC2) se comunica con dicha cámara de amortiguación (D1, D'1, D2) a través de dicho paso de gas (OP1, OP'1, OP"1, OP2) que aloja una entrada (IN1, IN2) a dicha válvula de líquido (V1, V'1, V2)
- cada conducto de alimentación (FC1, FC2), el paso de gas asociado (OP1, OP'1, OP"1, OP2) y la cámara de amortiguación asociada (D1, D'1, D2) forman juntos una parte cerrada del sistema separado, con respecto a cualquier 30 gas restante en el mismo, del aire ambiente,
- dicha válvula de líquido (V1, V'1, V2) está adaptada para abrirse después de la entrada de líquido en dicho paso de gas (OP1, OP'1, OP"1, OP2) y la compresión del gas restante en dicha cámara de amortiguación (D1, D'1, D2) durante una operación de recarga.
35 8. El sistema de distribución de líquido definido en la reivindicación 7, en donde dicha bomba de evacuación de líquido (EP) está conectada a cada conducto de alimentación (FC1, FC2) a través de una válvula de evacuación separada (EV1, EV2).
9. El sistema de distribución de líquido definido en la reivindicación 7 u 8, en donde dicha válvula de líquido 40 (V1, V'1, V2) está adaptada para abrir:
- cuando la presión del líquido de relleno en dicho paso de gas (OP1, OP'1, OP"1, OP2) alcanza un nivel de presión umbral que es sustancialmente más alto que dicho nivel de presión de aire ambiente, o
- un sensor o un elemento mecánico ha detectado la presencia de líquido en dicha entrada de la válvula de líquido.
45
10. El sistema de distribución de líquido definido en cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en donde una válvula de control (CV1, CV2) está dispuesta en cada conducto de alimentación (FC1, FC2) adyacente a dicha fuente de líquido (LS).
50 11. El sistema de distribución de líquido definido en cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en donde un sensor de presión (PS1, PS2) está dispuesto para detectar el nivel de presión de líquido en el lado de salida de dicha válvula de líquido (V1, V2) para iniciar dicha operación de evacuación cuando Se detecta un aumento de la presión del líquido al cerrar el grifo del líquido asociado (LT 1, LT2).
55 12. El sistema de distribución de líquido definido en cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en donde una unidad de control electrónico (CU) está conectada a al menos uno de
- un sensor de presión (PS1, PS2) ubicado en el lado de salida de dicha válvula de líquido (V1, V2)
- una válvula de control (CV1, CV2) ubicada en cada conducto de alimentación adyacente a dicha fuente de líquido 60 (LS),
- un sensor de nivel (LS1, LS2) ubicado en cada conducto de alimentación adyacente a dicha fuente de líquido (LS), - dicha bomba de evacuación de líquidos (EP), y
- una válvula de evacuación separada (EV1, EV2).
13. El sistema de distribución de líquido definido en cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, en donde dicho paso de gas asociado (OP'1) comprende una válvula de entrada de gas (GIV1) adaptada para permitir el flujo de gas desde dicho conducto de alimentación (FC1) a dicha cámara de amortiguación. (D1) durante el llenado del sistema con líquido, y una válvula de salida de gas (GOV1) adaptada para permitir el flujo de gas desde la cámara de amortiguación (D1) durante la evacuación de líquido del sistema.
14. El sistema de distribución de líquido definido en cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, donde dicha válvula de líquido (V1, V2) comprende al menos una válvula de retención (VA1) y una parte sensible a la presión (S1).
15. El sistema de distribución de líquido definido en la reivindicación 14, en donde dicha parte sensible a la presión (S1) comprende un dispositivo de resorte no lineal que hace que un cuerpo de válvula se mueva un largo camino desde una posición cerrada a una posición abierta, para permitir un alto flujo de dicho líquido inmediatamente después de alcanzar un nivel de presión umbral.
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