ES2927632T3 - Dispositivo para el suministro de agua con regulación de caudal y temperatura y métodos para su utilización - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de regulación de temperatura y caudal del tipo que comprende una entrada de agua fría y una entrada de agua caliente provistas cada una de ellas de electroválvulas regulables por el usuario mediante medios de selección del caudal y temperatura del agua mezclada a suministrar y de una unidad de control para ajustar los caudales de agua fría y agua caliente suministrados por las respectivas entradas, en el que el dispositivo comprende además un mezclador conectado aguas abajo de dichas electroválvulas y una salida de agua mezclada caracterizada porque las entradas de dicho mezclador procedentes de dichas electroválvulas están enfrentadas unos y otros. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo para el suministro de agua con regulación de caudal y temperatura y métodos para su utilización La presente invención se refiere a un sistema de suministro de agua con regulación de caudal y temperatura, del tipo de los que comprenden una entrada de agua fría y una entrada de agua caliente, y sendas electroválvulas para el ajuste de los caudales de agua fría y agua caliente suministrados por las respectivas entradas hacia una salida de agua mezclada, unos medios de selección por parte del usuario del caudal y temperatura de agua mezclada a suministrar y una unidad de control que en función de la selección realizada por el usuario actúa sobre las electroválvulas proporcionales variando los caudales de agua fría y agua caliente, ajustando, de esta manera, el caudal y la temperatura de agua mezclada suministrada.
Son conocidos diferentes sistemas para el suministro a una temperatura ajustables de agua mezclada, obtenida a partir de una entrada de agua caliente y de una entrada de agua fría.
Estos sistemas disponen en algunos casos de válvulas termostáticas y en otros de unas válvulas motorizadas o de unas electroválvulas proporcionales que permiten ajustar los caudales de agua fría y agua caliente necesarios para conseguir agua mezclada a una cierta temperatura.
Algunos ejemplos de estos sistemas se encuentran descritos en el modelo de utilidad ES 1067222 U del mismo solicitante, en la solicitud de patente europea EP0195271, o en la patente US 4756030.
Sin embargo la obtención de agua mezclada con un caudal y una temperatura estables, y acordes con la selección del usuario, resulta especialmente compleja ya que requiere un control rápido y fiable de las válvulas empleadas para regular los caudales de agua fría y agua caliente.
En estos sistemas es frecuente utilizar una sonda de temperatura dispuesta en el conducto o tubería de salida del agua mezclada y utilizar los valores proporcionados por dicha sonda de temperatura para variar la posición de las electroválvulas proporcionales.
En los sistemas conocidos, las electroválvulas proporcionales se disponen en los conductos de entrada de agua fría y agua caliente, uniéndose posteriormente dichos tubos en un conducto único de suministro del agua mezclada. Esta disposición supone un primer inconveniente de uso, ya que es necesario que los caudales de agua fría y agua caliente circulen conjuntamente una cierta distancia por el conducto común de salida hasta conseguir una temperatura homogénea del agua mezclada, por lo que el usuario notará cambios de temperatura, debido a una falta de homogeneización de la temperatura del agua mezclada, especialmente cuando el grifo o surtidor se encuentre próximo a la zona de mezclado.
Otro de los inconvenientes de estos sistemas es la dificultad de control de las electroválvulas proporcionales durante los cambios de posición de las mismas y especialmente durante las fases iniciales de apertura y de cierre, y durante los desplazamientos de mayor longitud, por ejemplo entre las posiciones extremas de apertura y cierre.
Cuando las electroválvulas proporcionales se encuentran en una posición próxima a la de cierre, la presión de agua a la entrada de las electroválvulas proporcionales es considerablemente superior que la presión existente a la salida de dichas electroválvulas proporcionales, y cuando las electroválvulas proporcionales deben desplazarse una longitud elevada, la unidad de control les proporciona un cambio de energía constante, produciéndose en ambos casos una desestabilización de las electroválvulas proporcionales y consiguientemente una variación irregular de la temperatura y el caudal del agua mezclada obtenida y, en consecuencia, la pérdida del control ejercido sobre la temperatura y el caudal de salida del sistema.
El documento US5085399A divulga una válvula para regular el flujo de agua y grifos con dicha válvula, que tiene válvulas de accionamiento piezoeléctrico mutuamente opuestas con sondas (sonda de temperatura y una sonda de flujo para la medición del flujo total) situadas aguas abajo de las válvulas. El dispositivo ajusta la temperatura y el caudal simultáneamente mediante la apertura/cierre de las válvulas. El documento US5085399A se aleja del uso de válvulas de solenoide, afirmando que las válvulas de solenoide no pueden controlar con precisión el caudal de agua. En particular, se afirma que un dispositivo de este tipo con electroválvulas no tendría una alta resolución y que el caudal no podría controlarse con precisión, ya que el uso de ese tipo de válvulas requeriría una regulación extremadamente fina. Se afirma que esa tarea es casi imposible o extremadamente difícil.
El documento WO2007/007093A2 divulga un dispositivo para controlar la mezcla de agua para uso personal, el dispositivo disponiendo de válvulas motorizadas en una disposición paralela. La disposición de sondas incluye dos de temperatura y dos sondas de caudal aguas arriba de las válvulas y una sonda de temperatura aguas abajo de las válvulas. Un dispositivo de control controla las dos válvulas para obtener una tasa deseada de agua y caudal.
El documento US2837282A divulga una válvula mezcladora de agua para lavadora automática con una disposición de tres válvulas de solenoide, y un termostato. La tercera válvula se abre cuando se alcanza una temperatura máxima dentro de la cámara de mezcla. No se divulga ninguna otra sonda. Obviamente, el dispositivo no controla el caudal, ya que la apertura de la tercera válvula produce un inevitable y dramático aumento del caudal (y una repentina disminución de la temperatura). Este documento divulga un anillo de control que tiene como función reducir estos dramáticos aumentos de presión y caudal debido a la actuación de la tercera válvula termostática. El documento EP0529983A divulga una válvula para mezclar agua caliente y fría para aparatos ablucionarios de acuerdo con la parte pre-caracterizante de la reivindicación 1, en el que las válvulas de mezcla para mezclar agua caliente y fría tienen normalmente un mecanismo de ajuste para controlar la admisión de agua caliente y fría a una cámara de mezcla para proporcionar agua mezclada que tiene una temperatura seleccionada. El dispositivo divulga dos válvulas de membrana mutuamente opuestas operadas por solenoides y una sonda de temperatura aguas abajo de una cámara de mezcla. El documento EP0529983A divulga dos realizaciones. En una de ellas, las dos válvulas están unidas, de modo que la apertura total de ambas válvulas permanece constante, mientras que en otra no, pero comparten el mismo mecanismo de accionamiento en este caso. Dado que no se revela ninguna diferencia de funcionamiento entre ambas realizaciones, está implícito que la apertura total de las válvulas permanece constante, mientras que la proporción relativa cambia. La disposición de dos válvulas divulgada sólo controla la temperatura, siendo el flujo controlado por un mecanismo implícito aguas abajo de la disposición de válvulas.
El dispositivo de suministro de agua con regulación de caudal y temperatura, objeto de la invención, presenta unas particularidades que permiten el suministro estable de agua mezclada con un caudal y una temperatura constantes seleccionados por el usuario, mediante la realización de una mezcla entre agua fría y agua caliente y una homogeneización de dicha mezcla.
Más concretamente, la presente invención se refiere a un dispositivo según la reivindicación 1. Realizaciones preferentes son el objeto de las reivindicaciones dependientes.
Sorprendentemente, la disposición de los flujos provenientes de las mencionadas electroválvulas mutuamente enfrentados e interconectadas a una cámara de homogenización permite un flujo circundante en la cámara haciendo que la temperatura de agua mezclada sea más homogénea que en las cámaras de mezclado de la técnica anterior, en los que la temperatura de agua caliente flota sobre el agua fría y por tanto un usuario nota la falta de homogeneidad en la mezcla.
Además, la presente invención garantiza un desplazamiento estable de los émbolos de las electroválvulas proporcionales y una variación controlada de los caudales suministrados de agua fría y agua caliente en cualquiera de las posiciones y recorridos de dichas electroválvulas proporcionales.
El dispositivo objeto de la presente invención es del tipo que comprende una entrada de agua fría y una entrada de agua caliente provistas de sendas electroválvulas regulables mediante unos medios de selección por parte del usuario del caudal y temperatura de agua mezclada a suministrar y una unidad de control para el ajuste de los caudales de agua fría y agua caliente suministrados por las respectivas entradas, en el que el dispositivo comprende además un mezclador conectado aguas abajo de dichas electroválvulas y una salida de agua mezclada en el que las entradas a dicho mezclador provenientes de dichas electroválvulas se encuentran mutuamente enfrentadas.
Además, preferentemente, en el mezclador se encuentran definidas dos entradas, para la conexión de los suministros de agua fría y agua caliente y que se comunican a través de sendos pasajes con unos canales dispuestos perimetralmente en torno a sendas entradas mutuamente enfrentadas, definidas en el cuerpo de mezcla y en las que se encuentran dispuestas sendas electroválvulas de solenoide provistas de respectivas membranas asociadas por su zona central mediante sendos émbolos o núcleos con los respectivos solenoides de accionamiento, desplazables de forma controlada por una unidad de control, en función de la selección realizada por el usuario. Aún más preferentemente, cuando los solenoides no están sometidos a fuerza electromagnética alguna, los émbolos de las citadas electroválvulas están sometidos a una fuerza proveniente de un muelle para garantizar su sello cuando el solenoide de la electroválvula no está sometido a un campo electromagnético, es decir, las electroválvulas son, preferentemente, del tipo normalmente cerradas. Sorprendentemente, la incorporación de dicho muelle al mecanismo de émbolo permite que el porcentaje de apertura del citado émbolo cuando se somete el solenoide a un campo magnético sea constante ya que se equilibra la fuerza proveniente del émbolo a la fuerza generada por el solenoide por acción del campo magnético. Además, la unidad de control del dispositivo según la presente invención implementa un posicionamiento que involucra una rampa temporal para modificar la posición de la electroválvula reduciendo la histéresis del sistema.
Por otra parte, el mezclador comprende, entre las dos entradas mutuamente enfrentadas, una cámara de homogeneización dispuesta coaxialmente con las mencionadas entradas mutuamente enfrentadas y en la que se produce el choque frontal de los caudales entrantes de agua fría y agua caliente y la homogeneización de la temperatura del agua mezclada, estando provista dicha cámara de homogeneización, en su zona intermedia, de una boca de salida para el suministro del agua mezclada. El choque frontal de los caudales de agua fría y agua caliente en el interior de la cámara de homogeneización favorece su mezclado, de forma que el agua mezclada sale de dicha
cámara de homogeneización a una temperatura homogénea, y lista para su suministro a través de un grifo o surtidor que puede encontrarse muy próximo a dicha cámara de homogeneización, sin que el usuario aprecie los habituales cambios de temperatura debidos a una mezcla irregular.
Otra característica de la invención consiste en que la salida, definida, preferentemente de manera equidistante a cada uno de los extremos de la cámara de homogeneización, comprende un disco de retención con un orificio de un tamaño menor al de la tubería de salida para restringir el paso de agua hacia la salida, garantizando la existencia en el interior de la cámara de homogeneización de una leve presión para la estabilización, linealidad y robustez de posicionamiento de los núcleos o émbolos de las electroválvulas proporcionales en los puntos de trabajo seleccionados, siempre que exista flujo por al menos una de las electroválvulas proporcionales de solenoide. Sorprendentemente, la incorporación de dicho disco de retención para mantener la presión en la cámara de homogeneización ocasiona una turbulencia en la tubería de salida garantizando una mayor mezcla que en los dispositivos de la técnica anterior.
De acuerdo con la presente invención, la unidad de control dispone de un microcontrolador, un programa de ordenador o similar que mediante un sistema de posicionamiento, basado en un mapa de trabajo matricial, y en función de la selección realizada por el usuario a través de un panel o medios de mando realiza el posicionamiento de los émbolos o núcleos de las electroválvulas proporcionales para variar la temperatura y el caudal del agua suministrada.
Se da a conocer, pero no se reivindica, un método de regulación de caudal y temperatura mediante un dispositivo del tipo anteriormente mencionado que comprende las etapas de:
- calibración del dispositivo;
- establecimiento del punto de operación; y
- operación de al menos una electroválvula;
en el que la calibración del dispositivo comprende la generación de una matriz de operación que comprende las etapas de:
- apertura de una primera electroválvula hasta ocasionar el caudal mínimo en la instalación;
- almacenar las posiciones de las dos electroválvulas en una de las coordenadas extremas de la matriz;
- apertura de la primera y segunda electroválvula hasta ocasionar el caudal máximo a la máxima temperatura en la instalación;
- almacenar las posiciones de las dos electroválvulas en otra de las coordenadas extremas de la matriz;
- calcular mediante interpolación los datos correspondientes a las coordenadas restantes; y
- almacenar las posiciones restantes de la matriz.
Preferentemente, la matriz se interpola de forma tal que todos los elementos correspondientes a una misma fila son el par de posiciones de las electroválvulas para mantener el mismo caudal a temperaturas diferentes.
De manera aún más preferente, la matriz se interpola de forma tal que todos los elementos correspondientes a una misma fila son el par de posiciones de las electroválvulas para mantener la misma temperatura a caudales diferentes.
Por otra parte, preferentemente, la etapa de establecimiento de operación consiste en seleccionar mediante los medios de selección el punto de la matriz en el cual se quiere que el dispositivo actúe.
Aún más preferentemente, el establecimiento se realiza a pasos sumando una sola unidad en solo una coordenada de la matriz y al transmitir los datos de una celda de dicha matriz a las electroválvulas éstas se abren o cierran en correspondencia al valor de la celda.
Finalmente, en la etapa de operación la unidad de control, preferentemente, transforma la señal proveniente de la matriz en señales electromagnéticas sobre el solenoide de al menos una de las electroválvulas para ocasionar un movimiento del émbolo.
En una variante de realización, las entradas de agua fría y de agua caliente están provistas de sendos medidores de caudal y de sendas sondas de temperatura. Dichas sondas de temperatura y caudal se disponen, preferentemente, aguas arriba de la electroválvula.
Además, el microprocesador, en función de las temperaturas de entrada del agua fría y del agua caliente, y de la elección realizada por el usuario mediante un panel o medios de selección, realiza un cálculo térmico y determina los caudales de agua fría y agua caliente necesarios para conseguir el suministro, a través de la salida de la cámara de homogeneización, del caudal y temperatura de agua mezclada elegidos por el usuario; realizando el reposicionamiento de los émbolos o núcleos de las electroválvulas proporcionales para variar la temperatura y el caudal del agua suministrada en las posiciones correspondientes al cálculo realizado. Por tanto, en esta realización
el sistema realiza el cálculo térmico en base a las temperaturas de entrada del agua fría y del agua caliente, ajustando los caudales de agua fría y caliente para obtener agua mezclada con el caudal y temperatura elegidos por el usuario.
Se da a conocer, pero no se reivindica, un método de regulación de caudal y temperatura que comprende las etapas de:
- calibración del dispositivo en al menos un punto de servicio;
- medición de caudales y temperaturas de entrada al dispositivo;
- selección del porcentaje de apertura de cada electroválvula mediante la unidad de control;
- operación de al menos una electroválvula;
en el que en la etapa de calibración del dispositivo se realizan las mediciones de mínima temperatura, mínimo caudal, máxima temperatura y máximo caudal en al menos un punto de servicio para determinar los límites de operación del dispositivo y se almacenan en dicho dispositivo como límites de operación predeterminados.
Preferentemente, en la etapa de calibración se almacenan los valores de mínima temperatura, mínimo caudal, máxima temperatura y máximo caudal para al menos dos salidas y dependiendo de los valores de flujo y temperatura máximos se indica al usuario las condiciones límite de operación para cada punto de servicio.
Por otra parte, en la etapa de operación del dispositivo, preferentemente, se abre al menos una electroválvula en relación a la comparación de los parámetros de salida calculados con los parámetros establecidos por el usuario. En el caso de que se tuviesen dos puntos de servicio, preferentemente con resistencias hidráulicas diferentes, al conmutar la salida de agua de un primer a un segundo punto de servicio manteniendo las consignas del primer punto de servicio el método comprende las etapas de:
- cerrar la salida en el primer punto de servicio.
- mantener la posición de las electroválvulas del dispositivo ignorando el cálculo de los parámetros de salida. - abrir la salida en el segundo punto de servicio; y
- mantener la selección de porcentaje de apertura de las válvulas anteriormente definida en independencia de las mediciones de caudal.
De esta manera, se evita entrar en condiciones de operación del sistema que conllevan a fluctuaciones de las electroválvulas sin llegar a un punto de establecimiento claramente definido en un tiempo razonable.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1 muestra una vista en alzado de un ejemplo de realización del sistema con el cuerpo de mezcla seccionado.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva de las electroválvulas montadas en posiciones enfrentadas.
La figura 3 muestra el funcionamiento interno de una electroválvula mezcladora según la presente invención.
La figura 4 corresponde a un dispositivo según la presente invención encapsulado mostrando la disposición de sus entradas y salidas.
La figura 5 muestra una vista explosionada de un dispositivo según la presente invención.
La figura 6 muestra el dispositivo de la figura 5 con un montaje parcial.
La figura 7 muestra un diagrama de flujo del procedimiento de calibración del dispositivo de las figuras 1-6.
La figura 8 muestra un diagrama de flujo del procedimiento de funcionamiento del dispositivo de las figuras 1-7. La figura 9 muestra una segunda realización de un dispositivo según la presente invención que incorpora sondas de temperatura y caudal.
La figura 10 muestra el dispositivo de la figura 8 instalado en una acometida según la técnica anterior.
En un primer ejemplo de realización mostrado en las figuras 1 a 8 el sistema de suministro de agua con regulación de caudal y temperatura, comprende un cuerpo de mezcla o mezclador -1- en el que se encuentran definidas dos entradas o bocas de entrada -2-, -3- para la conexión de los suministros de agua fría y agua caliente.
Dichas bocas de entrada -2-, -3- se comunican a través de sendos pasajes -23-, -33- con unos canales -41-, -51-dispuestos perimetralmente en torno a sendas bocas -4-, -5- mutuamente enfrentadas, definidas en el cuerpo de mezcla -1- y en las que se encuentran dispuestas sendas electroválvulas proporcionales -6-, -7- provistas de respectivas membranas -61-, -71- asociadas por su zona central mediante sendos núcleos o émbolos -62- -72- con los solenoides (no representados) de las respectivas electroválvulas.
El cuerpo de mezcla -1- comprende entre las dos bocas -4-, -5- una cámara de homogeneización -8- dispuesta coaxialmente con dichas bocas -4-, -5- y en la que se produce el choque frontal de los caudales entrantes de agua fría -AF- y agua caliente -AC- y la homogeneización de la temperatura del agua mezclada -AM- antes de ser suministrada a través de la boca de salida -9- definida lateralmente en la zona intermedia de cámara de homogeneización -8-. En la figura 3 se han señalado con flechas de trazo discontinuo las trayectorias de circulación del agua por el interior del sistema, lo que ilustra que en la cámara de homogeneización se genera un flujo circulante que ocasiona una primera mezcla entre las aguas provenientes de la entrada -2- de agua fría y la entrada -3- de agua caliente.
La salida -9- comprende un disco de retención -10- con un orificio -101- para restringir el paso de agua mezclada -AM- y garantizando la existencia en el interior de la cámara de homogeneización -8- de una leve presión para la estabilización, linealidad y robustez de posicionamiento de los núcleos o émbolos -62-, -72- de las electroválvulas proporcionales -6-, -7- en los puntos de trabajo seleccionados, siempre que exista flujo por al menos una de las electroválvulas proporcionales -6-, -7- de solenoide. Además, la disposición de este orificio -101- de retención ocasiona que en la tubería de salida se genere una turbulencia que generaría un segundo mezclado, reforzando aún más la homogeneización. Este orificio de retención es de un diámetro menor al diámetro de la boca -9- de salida. Como se puede observar en la figura 1, el sistema comprende una unidad de control -11- encargada de controlar el funcionamiento del sistema y de posicionar los núcleos o émbolos -62-, -72- de forma independiente en las posiciones adecuadas para permitir el paso de unos determinados caudales de agua fría -AF- y agua caliente -AC- y realizar el suministro de agua mezclada -AM- de acuerdo con los parámetros seleccionados por el usuario en unos medios de selección -12- representados por un panel conectado a la mencionada unidad de control -11-.
La figura 4 muestra una disposición en la que se muestra la boca -3- de entrada de agua caliente, la boca -2- de entrada de agua fría, la boca -9- de salida y dos prensaestopas -201-, -202- para las entradas de los medios de selección y de alimentación eléctrica.
Un método para efectuar la regulación del caudal y la temperatura en un dispositivo comprende la calibración y posterior actuación en base a una matriz de operación.
Dicho procedimiento de calibración se encuentra ilustrado en el diagrama de flujo de la figura 7.
Con el fin de simplificar la explicación del procedimiento se entenderá que en la matriz de configuración las filas de dicha matriz corresponden a la pareja de valores que se refieren a la apertura de las electroválvulas para mantener una temperatura variando el caudal. Es decir, cada fila corresponde a una temperatura y cada columna corresponde a un caudal. Aunque, las filas podrían corresponder a caudales y las columnas a temperaturas manteniendo el mismo concepto inventivo.
Cada elemento de la matriz está compuesto de un par de valores y cada valor corresponde a un valor relacionado a la apertura de cada una de las electroválvulas del dispositivo. La calibración se realiza, en primer lugar, determinando los cuatro valores correspondientes a las coordenadas de dos extremos opuestos de la matriz y posteriormente realizando el cálculo de los elementos restantes.
Para localizar las posiciones extremas, se aumenta el caudal de agua fría hasta encontrar el caudal mínimo de agua fría -1001-, posteriormente se localiza la temperatura mínima que requiere el usuario con este caudal mínimo -1002-. Una vez localizado este punto se almacenan como un elemento extremo de la matriz la pareja de datos correspondiente al caudal en este punto.
A continuación se reposicionan las electroválvulas hasta llegar al punto de temperatura máxima con este caudal mínimo -1003-, posteriormente se aumenta el caudal hasta localizar el caudal máximo con la temperatura máxima seleccionada previamente -1004-. Una vez localizado este punto se almacenan como elemento del extremo opuesto al extremo anteriormente almacenado de la matriz la pareja de datos correspondiente al caudal en este punto. Una vez localizados los dos extremos de la matriz mediante un algoritmo de interpolación de la técnica anterior se calculan -1005- las posiciones restantes de la matriz.
Teniendo un dispositivo calibrado y habiendo encontrado los valores de la matriz de operación, las electroválvulas proporcionales -6-, -7-, en función de los caudales y temperaturas del agua caliente -AC- y del agua fría -AF-, reciben de los medios de selección -12- una solicitud de usuario de temperatura o caudal. Dicha unidad de control
modifica la posición matricial correspondiente a la nueva consigna y posiciona los núcleos o émbolos -62-, -72- de las electroválvulas -6-, -7- en las posiciones definidas en la matriz para suministrar agua mezclada -AM- con el caudal y temperatura elegidos por el usuario en los medios de selección.
Para clarificar el procedimiento de funcionamiento del dispositivo, la figura 8 muestra un diagrama de flujo de la operación de un dispositivo según la presente invención.
En este ejemplo particular se han denominado “X” las posiciones de la matriz correspondientes a las filas e “Y” las posiciones de la matriz correspondientes a las columnas.
El procedimiento inicia -2001- al encender el dispositivo. Por defecto, el dispositivo puede iniciar en cualquier posición de la matriz definida previamente por el usuario -2002-. Dicha posición inicial se define como posición de la matriz -2003-. Posteriormente se determina si el usuario ha pulsado una de las opciones de control que tiene disponibles, estas opciones son: aumento de caudal -2004-, disminución de caudal -2006-, aumento de temperatura -2008-, disminución de temperatura -2010-, apagado del dispositivo -2012-, entre otros. Si el usuario requiere un aumento de caudal se incrementa en una unidad la posición actual de la fila -2005-, si por el contrario el usuario requiere una disminución en el caudal se realiza un decremento de una unidad la posición actual de la fila -2007-. Con respecto a la temperatura, si el usuario requiere un aumento de temperatura se incrementa en una unidad la posición actual de la columna -2009-, si por el contrario el usuario requiere una disminución en la temperatura se realiza un decremento de una unidad la posición actual de la columna -2011 -.
Cada vez que se realiza un cambio de posición en la matriz -2003- la unidad de control según la presente invención reposiciona las electroválvulas representando la variación de temperatura o caudal requerida por el usuario. En una realización particular, la unidad de control -11- es un circuito integrado -110- dispuesto sobre el dispositivo y que comprende un microprocesador.
Finalmente, para cerrar las electroválvulas y finalizar la operación del dispositivo -2013- también se transmite dicha orden a través de los medios de selección.
En consecuencia, el desplazamiento de los núcleos o émbolos por parte de la unidad de control se realiza a través de unos medios de control de posicionamiento de cada una de las electroválvulas de solenoide para mezcla de fluidos, que aplican la energía necesaria a los respectivos solenoides de forma progresiva tal y como se describe en la matriz anteriormente descrita.
La figura 9 muestra otro ejemplo de realización, en el que el dispositivo según la presente invención dispone de sondas de temperatura -21-, -31- y sondas de caudal -22-, -32- además de elementos anteriormente descritos. Estas sondas se disponen aguas arriba de las electroválvulas -6-, -7-, y esta disposición obliga a que el caudal y la temperatura a la salida -9- sean calculados a partir de las mediciones en las entradas.
Para su correcto funcionamiento las electroválvulas se operan tomando como base los parámetros de consigna a los cuales se accede a través de los medios de selección, y los parámetros medidos por las sondas de caudal y temperatura. El microprocesador realiza un cálculo interno y determina las posiciones en las que se deben ubicar las válvulas para obtener el caudal y la temperatura requeridos por el usuario.
Con el fin de obtener resultados más precisos, el dispositivo según la presente invención requiere de un proceso de calibración en el que se define el caudal máximo y mínimo en la salida del dispositivo.
Este procedimiento de calibración es particularmente ventajoso cuando el dispositivo se implementa en una instalación con múltiples electroválvulas dispuestas en puntos de servicio que se alimentan de la salida -9- del dispositivo.
El procedimiento consiste en determinar los caudales y temperaturas máximas y mínimas para cada una de las salidas teniendo en cuenta que la resistencia hidráulica en cada una de las salidas podría ser variable. Una vez almacenados los valores de caudal en cada salida la unidad de control realiza los cálculos exactos para mantener el equilibrio energético en independencia de las variaciones de la resistencia hidráulica que puedan tener los diferentes puntos de servicio.
La figura 10 hace referencia a un dispositivo según la presente invención instalado en una instalación convencional de agua. El dispositivo comprende, además de lo anteriormente descrito, un cable de alimentación -120- y un cable -121- para la interfaz táctil.
En otras realizaciones de la presente invención los dispositivos pueden incorporar elementos de comunicación industrial y/o internet, tales como una tarjeta de comunicaciones, con el fin de tener accesibilidad directa y monitoreo del sistema y poder modificar remotamente todos los valores de configuración descritos anteriormente pudiendo
tener una visualización de consumos remota, apagar sistemas y configurar las temperaturas máximas en la unidad de control.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.
Claims (8)
1. Dispositivo de regulación y control de temperatura, del tipo de los que comprenden una entrada (2) de agua fría y una entrada (3) de agua caliente provistas de sendas electroválvulas (6, 7) regulables mediante unos medios de selección por parte del usuario del caudal y temperatura de agua mezclada que se ha de suministrar y una unidad de control (11) para el ajuste de los caudales de agua fría y agua caliente suministrados por las respectivas entradas (2, 3), la unidad de control (11) comprendiendo una sonda de temperatura, en el que el dispositivo comprende además un mezclador (1) conectado aguas abajo de dichas electroválvulas (6, 7) y una salida (9) de agua mezclada, las entradas a dicho mezclador (1) provenientes de dichas electroválvulas (6, 7) estando mutuamente enfrentadas, y siendo las electroválvulas (6, 7) válvulas de solenoide provistas de respectivas membranas con respectivos solenoides de accionamiento, la unidad de control (11) variando, en función de la selección realizada por el usuario, los caudales de agua fría y agua caliente, según el caudal y temperatura seleccionados por el usuario en los medios de selección, caracterizado por que la unidad de control también comprende respectivas sondas de caudal (22, 32) para el caudal de entrada de agua caliente y de entrada de agua fría, las sondas de temperatura y caudal (21, 31, 22, 32) disponiéndose aguas arriba de las electroválvulas, estando adaptada la unidad de control (11) para controlar el posicionamiento de émbolos de cada válvula de manera independiente para permitir el paso de caudales de agua fría y agua caliente según una selección realizada por el usuario de manera tal que la tasa de flujo de agua mezclada es ajustada durante el uso por la unidad de control operando las electroválvulas proporcionales (6, 7) tomando los valores seleccionados mediante los medios de selección y los valores medidos por las sondas de caudal y temperatura como base.
2. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho mezclador (1) comprende una cámara (8) de homogeneización de temperatura.
3. Dispositivo, según la reivindicación 2, caracterizado por que la salida (9) para el suministro del agua mezclada se dispone en la zona intermedia de dicha cámara (8).
4. Dispositivo, según la reivindicación 3, caracterizado por que la salida (9) para el suministro de agua se dispone equidistantemente a los extremos de la cámara.
5. Dispositivo, según la reivindicación 1, caracterizado por que la salida (9) comprende un disco de retención (10) con un orificio (101) de menor tamaño que la tubería de salida para restringir el paso de agua mezclada hacia la salida.
6. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las electroválvulas (6, 7) son del tipo normalmente cerradas.
7. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las válvulas (6, 7) tienen un muelle para garantizar su sello cuando el solenoide de las electroválvulas (6, 7) no está energizado,
8. Dispositivo, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha unidad de control (11) comprende una tarjeta de comunicaciones.
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