MXPA94002233A - Sistema de almacenamiento de agua caliente - Google Patents

Abstract

Un sistema de agua caliente para conectarse a un suministro de agua y a un sistema de uso de agua caliente local, que comprende una pluralidad de tanques de reserva y tanques de demanda conectados en serie para recibir agua del suministro de agua, calentar el agua recibida a una temperatura deseada dentro de los tanques de reserva y demanda, y suministra el agua calentada al sistema de uso de agua caliente local a medida que es requerida. se provee un dispositivo de control para secuenciar la operación de los tanques de reserva y demanda en relación con las horas de consumo máximo de energía y las horas que no son de consumo máximo. Específicamente, cada uno de los tanques se provee de uno o más termostatos que selectivamente son activados o desactivados por el dispositivo de control en tiempos predeterminados. El uno o más termostatos están a su vez conectados a uno o más serpentines de calentamiento o serpentines de mantenimiento. Los tanques de reserva y tanques de demanda pueden ser operados bajo control del dispositivo de control en cualquiera de tres modos, de la siguiente manera:modo de mantenimiento, modo activable y modo desactivable.

Description

"SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE AGUA CALIENTE" Lnventor (es): PAUL EL1A, Canadiense, con domicilio en: b& Hazelton Avenue, Taranto, Ontario, ! 5R 2E2 , Canadá.

RESUMEN Un sistema de aqua caliente para conectarse a un suministro de agua v a un sistema de uso de agua caliente local, que comprende una pluralidad de tanques de reserva y tanques de demanda conectados en serie para recibir agua . del suministro de agua. calentar el aqua recibida a una temperatura deseada dentro de los tinques de reserva y demanda, v suministrar el aqu calentada l sistema de uso de agua caliente local a medida que es requerida. Se provee un \* dispositivo de control para secuenciar la operación de los tanques de reserva y demanda en relación con las horas de consumo máximo de energía y las horas que no son de consumo máximo. Específicamente, cada uno de los tanques se provee de uno o más termostatos que selectivamente son activados o desactivados por ei dispositivo de control en tiempos predeterminados. El uno o más termostatos están a su vez conectados a uno o más serpentines de calentamiento o serpentines de mantenimiento. Los tanques de reserva y tanques de demanda pueden ser operados bajo control del dispositivo de control en cualquiera de tres modos, de la siguiente manera: modo de mantenimiento, modo activable y modo desact ivable . En el modo de mantenimiento, el agua se mantiene a una temperatura deseada va sea activando un termostato que está conectado a un serpentín de mantenimiento de potencia baja v desactivando los termostatos de serpentín de calentamiento, o circulando la potencia a través de los termostatos de serpentín de calentamiento si no se provee serpentín de mantenimiento. En el modo activable, los termostatos de serpentín de calentamiento son activables por lo que la temperatura del agua se puede incrementar en un tanque a través de la activación de serpentines de calentamiento bajo control de termostato, y si se provee un serpentín de mantenimiento entonces el termostato del serpentín de mantenimiento es desact i vable . En el modo desac ivabl , los termostatos de serpentín de calentamiento y los serpentines de calentamiento asociados son de=act i vables para reducir al mínimo el consumo de potencia. Si el tanque se provee de un serpentín de mantenimiento, entonces el termostato del serpentín de mantenimiento y el serpentín de mantenimiento asociado son también desac ivables cuando el tanque está operando en el modo desact i vable .

CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere en general a sistemas de conservación de energía, y muy particularmente a un sistema de almacenamiento de agua caliente novedoso en el cual el consumo de energía para calentar agua caliente se posterga horas que no son de consumo máximo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se conocen sistemas de la técnica anterior para almacenamiento y calentamiento de agua en una pluralidad de tanques de almacenamiento. Por ejemplo, la patente de E.U.A. No. 5,027,749 iCifaldi) enseña un calentador de agua encendido por gas de alta eficiencia de tapas múltiples que incluye un tanque de almacenamiento y un tanque de recuperación superior. El agua fría se provee a través de una entrada en el tanque de recuperación - el agua calentada se remueve a través de una salida desde el tanque de almacenamiento. El agua calentada desde el tanque superior es suministrado al tanque del fondo a través de un conducto, y el tanque superior es a su vez llenado con agua fría. Los tanques de recuperación y almacenamiento se intercopectan para transferir agua calentada del tanque de recuperación ai tanque de almacenamiento. Aún dos tanques se calientan a una temperatura máxima durante las horas que no son de consumo máximo y el agua calentada se usa durante las horas de consumo máximo de energía. La patente de E.U.A. No. 4,43&,72ñ íFracaro) describe tres tanques ver t icalmente apilados. El tanque superior tiene una entrada de agua fría entrante para dirigir el agua fría entrante hacia el fondo del tanque. Después de que el agua es precalentada en el tanque superior, el agua p precalentada pasa ael tanque superior hacia el fondo del tanque intermedio. Después de un precalentamiento adicional en el tanque intermedio, el agua sale del tanque intermedio y se dirige hacia el fondo del tanque inferior. Después de alcanzar su temperatura más caliente en el tanque inferior, el agua caliente en el tanque inferior sale a través de la parte superior de ese tanque. También se conocen sistemas de la técnica anterior para activar y desactivar serpentines de calentamiento de agua a fin de conservar el consumo de energía durante las horas de consumo máximo de energía. Por ejemplo, la solicitud de patente internacional de TCP publicada No. 0/PCTUSñ2/00756 (Vapor Corporation) describe tanques maestro y esclavo que están dispuestos de lado a lado y que son controlados por un controlador de temperatura y energ i zados durante las horas "que no son de consumo máximo" por controles convencionales para calentar el fluido en V? almacenamiento en ambos tanques a temperatura alta» Es bien sabido que las horas de consumo máximo de energía ocurren los fines de semana entre, por ejemplo, 7:0O a.m. y 9:00 p.m., en muchas áreas industrializadas del mundo, aunque las horas de consumo máximo de energía pueden variar de un lugar a otro. La investigación indica que uno de los contribuidores más importantes al consumo máximo de energía es el calentador de agua caliente doméstico bien conocido. ?^f Específicamente, el consumo de agua caliente e aumenta al máximo durante las horas de consumo de energía máximo diurnas como resultado de baños en regadera, lavado, etc., / en las horas de consumo máximo de energía de la noche a través del uso de máquinas lavadoras de vajillas, lavanderías, etc. Los serpentines de calentamiento de control por termostato con frecuencia se utilizan para mantener la temperatura del agua en un tanque de almacenamiento a un » nivel adecuado y, una vez que la temperatura cae por abajo de ese nivel, uno o más serpentines de calentamiento son activados por los termostatos para incrementar la temperatura al valor de termostato prefijado, independientemente de la hora del día. De la técnica anterior, se conoce el uso de controladores de tiempo y microprocesadores para desactivar los calentadores de agua caliente controlados por termostato en tiempos específicos. Sin embargo, se cree que dichos sistemas sólo se han usado para activar o desactivar todo?» los termostatos al mismo tiempo, y no de acuerdo con ninguna secuenciación predeterminada de operación. Puesto que la energía hidroeléctrica, nuclear y otro tipo de energía es generada a un ritmo continuo, hay un interés considerable entre empresas de servicios públicos federales, provinciales y/o estatales para reducir el consumo de energía durante las horas de consumo de energía máximo y flv para postergar el consumo de energía a horas que no son horas de consumo máximo. No se enseña ni sugiere en los sistemas de la técnica anterior ningunos medios para calentar por separado tanques de agua caliente múltiples en los diferentes tiempos durante las horas que no son de consumo máximo. Los sistemas de Cifaldi y Fracaro utiliza estructura que contempla solo el calentamiento de ambos tanques en forma simultánea, a pesar de diferentes temperaturas. Así mismo, la solicitud internacional del TCP de Vapor Corporation enseña el uso de dos controladores de temperatura diferentes asociados con los tanques de calentamiento de agua separados que se dice que se energizan durante las horas que no son de consumo máximo. Sin embargo, no hay sugerencia en cuanto a desactivar los dos calentadores para operación independientemente durante ias horas que no son de consumo máximo para usarse en un almacenamiento de agua caliente y sistema de surtido. Dicha operación no sería consistente con la provisión de energía prestada para el sistema de calentamiento central basado en agua descrito en la solicitud de Vapor Corporation. Se conoce otra técnica anterior de interés general, de la siguiente manera: La solicitud de patente Europea No. EP 0 104 362, la solicitud de patente Francesa No. 2,466,212; la solicitud de patente brit nica No. 1,429,317; la solicitud de patente Francesa 2, 507,, 749; DE 330478; la solicitud de patente d l Reino Unido No. GB 2,225,097; la patente Canadiense No. 1,210,426; la patente Británica No. 21&,79t>; la solicitud de patente Británica 251,465; la patente Británica No. 560,061, la patente de E.U.A. 2,614,279, la patente Británica No. 1,356,996.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De conformidad con la presente invención, se provee un sistema de almacenamiento y calentamiento de agua caliente novedoso en el que se suministra cantidades adecuadas de agua caliente al consumidor durante las horas de consumo máximo de energía (v.gr., fines de semana de 7:00 a.m. a 9:00 p.m.), y sin embargo el consumo de energía o el sistema para el. calentamiento de agua es postergado a las horas que no son de ó consumo máximo y el agua se mantiene a una temperatura deseada a través del calentamiento de baja energía. Muy particularmente, de acuerdo con la presente invención, se proveen dos o más tanques de agua caliente que están conectados en serie, en donde los primeros tanques en línea con el suministro de agua se conocen como "tanques de reserva", y los tanques que están cerrados al punto de utilizaci n de agua se conocen como "tanques de demanda. Cualquier numero de tanques se pueden usar para realizar las funciones de los "tanques de reserva" y los "tanques de demanda" y en algunas situaciones uno o más tanques pueden funcionar como "tanques de reserva" en ciertos tiempos y como "tanques de demanda" en otros tiempos. En el caso en que se haya requerido recientemente agua caliente, como se describe con mayor detalle más adelante, al agua en los tanques se callenta a una temperatura deseada durante las horas que no son de consumo máximo en días seleccionados, y el agua calentada se puede utilizar entonces. A medida que el agua caliente de los tanques de demanda se usan, el agua caliente de los tanques de reserva se suministra a los tanques de demanda para reemplazar el agua caliente usada, a través de uno o más conductos. Los tanques de reserva, a su vez se llenan con agua fría. Por lo tanto, suficiente agua caliente está disponible dentro del sistema, para usarse durante las horas de consumo máximo de energía de la mañana v de la noche . Cada tanque está provisto de uno o más serpentines de calentamiento controlados por termostato, y un dispositivo controlador se provee para activar el uno o más termostatos de cada tanque en tiempos específicos. Se puede proveer un sólo dispositivo de control para controlar todos los termostatos en el sistema, o cada tanques se puede proveer en su propio dispositivo de control. B- Los tanques de reserva v los tanques de demanda se pueden operar ba o control del dispositivo de control en cualquiera de tres modos, de la siguiente manera: modo de mantenimiento, modo activable y modo desac i vable . En el modo de mantenimiento, el agua se mantiene a una temperatura deseada ya sea activando por medio de la activación de un termostato que es conectado a un serpentín de mant nimiento de energía inferior v desactivando los termostatos de serpentín de calentamiento, o pulsando energía a través de los termostatos de serpentín de calentamiento si no se provee serpentín de mantenimiento. Como resultado de la energía pulsante a través de los termostatos, la demanda de energía sobre la utilidad se promedia con el tiempo. En el modo activable, los termostatos de serpentín de calentamiento son activados de modo que la temperatura del agua se puede incrementar en un tanque a través de la activación de los serpentines de calentamiento ba o control por termostato, y * si se provee un serpentín de mantenimiento entonces el termostato del seroentín de mantenimiento es desactivado. En el modo desact ivable , los termostatos de serpentín de calentamiento y los serpentines de calentamiento asociados son desact i ables para reducir al mínimo el consumo de energía. Si el tanque se provee de un serpentín de mantenimiento, entonces el termostato del serpentín de mantenimiento v el serpentín de mantenimiento asociado son ?f también desact i ables cuando el tanque está operando en el modo desact i vable . Durante el funcionamiento, durante las horas de consumo máximo de energía, los tanques de reserva se operan en el modo desactivable mientras los tanques de demanda son operados en el modo de mantenimiento, reduciendo así aJ mínimo el consumo de energía. En el inicio de las horas que no son de consumo máximo, los tanques de demanda empiezan a operar en el modo act ivable aunque los tanques de reserva permanecen en modo desact ivable . Una vez que el agua en los tanques de demanda alcanzan la temperatura deseada, la temperatura se mantiene a través de la operación normal de los termostatos mientras el tanque está operando en el modo activable. Sin embargo, el dispositivo de control se puede programar para pulsar energía a través de los termostatos, como se puede hacer en el modo de mantenimiento (anteriormente descrito). En un tiempo predeterminado antes del inicio de las horas de consumo máximo de energía de la mañana, y tiempo suficiente para calentar el agua en los tanques de reserva antes del uso, y siempre que se haya requerido agua caliente dentro de un período predeterminado, los tanques de reserva empiezan a operar en modo activable para calentar el agua en los mismos, y los tanques de demanda empiezan a operar en el modo de manten ímiento . Como se describió antes, ^n el inicio del periodo de consumo má imo de energía, el dispositivo de control hace que los tanques de reserva se reinviertan al modo desactivable de operación y los tanques de demanda continúen operando en el modo de mantenimiento. Activando los tanques de reserva v demanda en tiempos diferentes, la demanda de energía en el sistema de la presente invención se disemina durante las horas que no son de consumo máximo en lugar de concentrarse durante las horas de consumo máximo de energía o durante las horas que no son de consumo máximo. Antes de las horas de consumo máximo de energía de la mañana (v.gr., antes de apro imadamente 7:00 a.m. y 9:00 p.m. pueden variar , el agua en los tanques de reserva y en los tanques de demanda se ha calentado a la temperatura deseada, habiéndose provisto una demanda de agua callente dentro de un tiempo predeterminado antes del inicio de las horas de consumo máximo de energía. En otros tiempos (v.gr., fuera de las horas de consumo máximo de agua caliente, los fines de semana y vacaciones, pero no en el período predeterminado antes de las horas de consumo máximo de eneiqía, por ejemplo de 5:00 a.m. a 7:00 a.m.), los tanques de demanda operan en modo act ivable.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS A continuación se provee una descripción detallada de la modalidad preferida con referencia a la única figura que describe un sistema de agua caliente de conformidad con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Con referencia a la figura adjunta, se muestra un calentador de agua caliente de dos partes que comprende un tanque de reserva 1 v un tanque de demanda 3, aunque se pueden conectar tanques adicionales dependiendo de los requerimientos de almacenamiento de agua. Cada uno de los tanques 1 y 3 son preferiblemente capaces de almacenar una cantidad suficiente de agua caliente para uso doméstico durante las horas de consumo máximo de energía kv.gr., 153 litros para una familia pequeña). Cada uno de los tanques 1 y 3 comprende una coraza externa 2, un forro 4 y un aislamiento 6. Se contempla que la coraza externa 2 puede estar hecha de plástico o acero, el forro 4 puede estar hecho de plástico o vidrio, dependiendo del método de construcción, y el aislamiento 6 puede ser de fibra, plástico y/u otro material aislante compatible para la reducción de pérdida de calor de una manera bien conocida. Una combinación de los materiales anteriores, otros materiales adecuados para la coraza 2, forro 4 v aislamiento a se pueden utilizar siempre que cumplan los requisitos de las autoridades gubernamentales v F las demandas de los sistemas de agua caliente. Se recibe agua fpa de la fuente principal de suministro de agua a través de un tubo de entrada 5. El agua pasa a través del dispositivo medidor 7 v se introduce al tanque de reserva de agua caliente 1 a través de la entrada 9. El agua que se introduce en el tanque de reserva 1 se puede suministrar desde la fuente principal de agua directamente o se puede suministrar después de precalentarse por calentamiento solar u otro medio de calentamiento pasivo o activo. El tubo de entrada S está provisto preferiblemente de un evitador de retroilujo 44, u otro medio, cuya función impide que el agua sea liberada fuera de la entrada del tanque en el caso de que el suministro de agua a cualquiera de los tanques de agua caliente l o 3 se haya interrumpido como se describe con mayor detalle más adelante, también se pueden proveer medios de anti-sifón directamente en cada uno de los tanques, en cuyo caso el evitador de retroflu o 44 se puede omitir o se puede proveer como una protección adicional contra daño al sistema. En donde se provee un dispositivo medidor 7, el dispositivo medidor preferiblemente está conectado a través de un cable eléctrico 11 a un dispositivo de control 13 tal como un procesador, controlador de tiempo, etc, que permite que activa o desactiva los termostatos regulando directa o indirectamente la aplicación de energía de CA o CD al mismo.

# En donde el dispositivo de control 13 es un controlador de tiempo mecánico, la energía puede fluir a los termostatos 14 y 15 a través del controlador de tiempo, como se muestra en la única figura. Alterna ivamente, en donde el dispositivo de1 control 13 es un microprocesador, se puede aplicar energía a los termostatos 14 y 15, y los termostatos se pueden activar a través de un cable eléctrico adicional (no mostrado), que se extiende desde el dispositivo de control 13 hasta los termostatos 14 y 15. El dispositivo medidor 44 puede proveer datos al dispositivo de control 13 en relación con el flujo de agua hacia el tanque de reserva 1 desde la fuente principal de agua. Como se describe con mayor detalle más adelante, estos datos pueden ser utilizados con el dispositivo de control 13 para determinar si hay una demanda de agua caliente dentro de un periodo predeterminado. En la modalidad ilustrada, el dispositivo de control 13 está conectado a una combinación de termostatos 14 y 15 de cada uno de los tanques 1 y 3, a través de cableado eléctrico adecuado. Los termostatos 14 y 15 están a su vez conectados a sondas de temperatura 17 y 19 respec ivamente. Cada uno de los tanques 1 y 3 también se proveen de serpentines de calentamiento 21 y 23 para calentar el agua en las mismas de una manera bien conocida. Como se indica más adelante, el dispositivo de control 13 selectivamente activa desactiva los termostatos 14 y 15 de acuerdo con el modo programado de operación del tanque (.es decir, el modo activable, modo desactivable o modo de mantenimiento». Cuando un tanque está operando en el modo activable, ba o control de dispositivo de control 13, los termostatos 14 y 15 activan los serpentines de calentamiento 21 y 23 a fin de calentar el agua dentro de los tanques 1 y 3, y desactivan los serpentines 21 y 23 una vez que se ha alcanzado la temperatura del agua deseada. Las sondas 17 y 19 están preferiblemente ubicadas en estrecha proximidad a cada uno de ios serpentines 21 y 23, respectivamente, para detectar la temperatura del agua y transmitir esta formación a los termostatos 14 y 15, para que los termostatos activen y desactiven apropiadamente los serpentines de calentamiento 21 y 23. Como se describe con mayor detalle más adelante, el dispositivo de control 13, (v.g.r. microprocesador, controlador de tiempo electrónico, controlador de tiempo mecánico u otro sistema) funciona para activar o desactivar los termostatos apropiados 14 y 15 sobre una base de tiempo, según se requiera para efectuar el proyecto predeterminado de los modos de operación. A este respecto, en donde el dispositivo de control 13 es un microprocesador, el microprocesador puede ejecutar un programa, o en donde el dispositivo de control 13 es un controlador de tiempo electrónico o un contralador de tiempo mecánico, eJ controlador de tiempo se puede fijar para controlar el tiempo de activación de los termostatos 14 y 15. Además, el dispositivo de control 13 se puede programar para interrumpir el suministro de energía a los termostatos 14 y 15 en un caso de que no haya demanda de agua por parte del sistema de calentamiento de agua caliente durante un período predeter inado . fe conformidad con la modalidad mostrada, se provee un solo dispositivo de control 13 para controlar todos los termostatos en el sistema. Sin embargo, se contempla que se puede usar más de uno de dichos dispositivos (v.gr., un dispositivo de control se puede proveer para cada tanque). También se contempla que el régimen de energía de Los serpentines de calentamiento 21 y 23 puede variar dependiendo de la capacidad de los tanques que están siendo calentados y de la ubicación de los serpentines dentro de los tanques. Sin embargo, se espera que se utilicen serpentines ~ de calentamiento normales de S-ñr- en áreas de comente de C.A. Se proveen aberturas adecuadas en los tanques 1 y 3 para los serpentines de calentamiento eléctrico 21 y 23, dichas aberturas estando ubicadas cerca de la base v hasta la parte superior de los tanques. Sin embargo, se pueden requerir mas de unas cuantas aberturas dependiendo de la cont igurac ion del sistema, y la posición de las aberturas ß puede variar de acuerdo con tolerancias de fabricación apropiadas para la fabricación de materiales, eficiencia térmica, etc. Los serpentines de calentamiento 21 v 23 se aseguran en la posición apropiada mediante pernos o enroscándolos en su lugar usando un material de empaque apropiado para evitar fugas, de una manera bien conocida. Al igual que con las aberturas de calentamiento 21 y 23, se proveen aberturas o agujeros apropiados para las W ondas de temperatura 17 y 19 del termostato, y las sondas se aseguran en su lugar de una manera bien conocida. El agua suministrada a la entrada de aire de cada tanque 1 y 3 se surte a la parte inferior del tanque a través de un tubo de ímersión 25, que preferiblemente está equipado de una abertura anti-sifón y es de una manera bien conocida, para reducir al mínimo la probabilidad de que el nivel de agua en el tanque caiga por abajo del nivel de los serpentines de calentamiento 21 y 23. La boquilla u orificio lñ # al final del tubo de ímersi n de 25 está ubicado de tal manera que estimule el movimiento del material en partículas que se pueda recoger sobre el fondo del tanque con el tiempo, por lo que el material en partículas fluye hacia fuera del tanque con el agua. Alternativamente, el agua ee puede suministrar al fondo del tanque a través de una abertura ¿7 en la base del tanque 1, en cuyo caso la abertura se puede construir de tal manera que estimule el movimiento del material en partículas. El aqua caliente de la parte superior del tanque de reserva 1 es transportada al fondo del tanque de demanda 3 a través de un conducto 31. Ll agua caliente es extraída del tanque 3 a través de una salida 33 y tubería doméstica 35, para usarse en el hoqaar . Válvulas de retención, drenajes y otros aparatos de plomepa normales se muestran en la figura 1, para propósitos de simplicidad. Como se indicó anteriormente, la construcción del tanque 3 es similar a la del tanque 1 pero puede variar en ciertos aspectos tales como capacidad de almacenamiento de agua. Sin embargo, en la modalidad ilustrada el tanque de demanda 3 se provee con un termostato adicional 37, conectado al dispositivo de control 13, para operar el serpentín de mantenimiento de energía inferior 41 para mantener la temperatura del agua deseada en el tanque de demanda durante el modo de mantenimiento de la operación del tanque. EJ termostato 37 también está conectado a la sonda de temperatura 39 de una manera bien conocida. En la modalidad preferida el serpentín de mantenimiento 41 es activado durante el modo de mantenimiento al mismo tiempo que los serpentines de calentamiento 21 y 23 son desactivados. También se contempla que el régimen de energía del serpentín de calentamiento 41 puede variar dependiendo de ia capacidad de los tanques v la ubicación del serpentín dentro de los tanques. Además, variaciones en la posición del serpentín de mantenimiento, ubicación de las aberturas para el termostato 37 v sonda de temperatura 39, etc., son posibles de la misma manera como se describió antes con referencia a los serpentines de calentamiento 21 v 23. Como una alternativa el serpentín de calentamiento 41 se puede omitir v' los termostatos 14 v 15 del tanque de demanda 3 se pueden suministrar con energía eléctrica en ciclos, o por otros medios a fin de limitar el consumo de energía consistente con los requerimientos de demanda especificados por la utilidad de energía. Como es evidente a partir de la única figura, los dos tanques 1 y 3 están conectados en serie y están provistos de una disposición de apilamiento vertical. Puesto que el tanque de reserva 1 y el tanque de demanda 3 están apilados vert icalmente , el aqua se puede proveer desde el tanque de reserva 1 al tanque de demanda 3 por alimentación de gravedad con o sin el uso de bombas, etc. Como una alternativa a proveer tanques vert icalmente apilados separados 1 de 3, se contempla que el sistema se puede instrumentar en un solo tanque con compartimientos conectados en sene separados en el mismo. Como se muestra en la figura, se provee un soporte 43 Dará soportar la oila vertical de tanques 1 y 3. Además, cada tanque puede estar provisto de protrusiones desde la superficie del fondo del mismo v correspondiendo e indentac iones configuradas correspondientes sobre la superficie superior del mismo, de tal manera que las protrusiones del fondo del tanque 1 sean recibidas en las indentac iones coopera i amente configuradas sobre la parte superior del tanque 3, para facilitar el apilamiento vertical estable de los tanques. También se contempla que un soporte adicional, similar en diseño al soporte 43, se puede usar para separar los tanques 1 y 3. La siguiente es una descripción de un escenario de uso típico para un fin de semana típico en donde se ha requerido previamente agua caliente dentro de un período predeterminado. En otros tiempos (v.gr.; fuera de las horas de consumo máximo de agua caliente, en fines de semana y vacaciones, pero no en el período predeterminado antes de las horas de consumo máximo, de 5:00 a.m. a 7:00 a.m.), el tanque • de demanda 3 opera en modo activable. Antes de las horas de consumo máximo de energía de la mañana (v.gr. antes de aproximadamente 7:00 a.m. a 9:00 a.m., pero puede variar), el agua en el tanque de reserva 1 y en el tanque de demanda 3 se ha calentado a la temperatura deseada, como se describe con mayor detalle más adelante. Por lo tanto, durante las horas de consumo máximo de energía de la mañana, el agua caliente del tanque de demanda 3 se puede utilizar domésticamente para baños en regadera, lavados, etc. Como se describió antes, el tanque 3 es de un volumen adecuado para almacenar suficiente agua caliente para la aplicación deseada (v. gr . , 151 litros para una familia pequeña, capacidad más grande para familias más grandes, o para aplicaciones industriales, de hoteles, etc.). A medida que se usa el agua caliente en el tanque de demanda 3, el suministro de agua caliente usado se vuelve a llenar con agua caliente desde el suministro en el tanque de reserva 1, y la temperatura del agua en el tanque de demanda 3, se mantiene como un resultado del dispositivo de control 13 haciendo que el tanque 3 opere en el modo de manten ímiento . Como se describió antes, el agua fría que entra al tanque de reserva I no se calienta durante las horas de consumo máximo de energía como resultado del dispositivo de control 13 haciendo que el tanque 1 opere en el modo activable. Por lo tanto el sistema de calentamiento de ..fes; conformidad con la presente invención utiliza energía mínima durante las horas de consumo máximo de energía. El dispositivo de control 13 activa los termostatos 14 y 15 en el tanque de demanda 3 en el inicio de las horas que no son de consumo máximo (v. gr . , empezando apro imadamente a las 9 p.m.) mientras que los termostatos en el tanque de íeser-va 1 permanecen desactivados, es decir, el tanque de reserva, está operando en un modo desact ivable „ Antes del inicio del siguiente período de consumo máximo de energía de la mañana en tiempo suficiente para calentar el agua en el tanque de reserva 1 antes de uso, (.v.gr., entre 5:00 ñ. . y 7 : 00 a.m.), y siempre que se haya demandado Dreviamente aqua caliente en un período predeterminado, los serpentines de calentamiento 21 y 23 en el tanque de reserva 1 son activadas mientras el tanque de demanda 3 simplemente mantiene la temperatura del agua calentada través del modo de operación de calentamiento. De acuerdo con la presente invención, también se contempla que en el dispositivo de control 13 se puede programar de tal manera que, si no se demanda agua caliente durante un período predeterminado (v.gr., 24 horas), entonces los termostatos 14 y 15 en el tanque 1 y/o 3 serán desactivados. Los serpentines de calentamiento del tanque de reserva 21 y 23 por lo tanto sólo serán activados una vez que el agua caliente sea realmente requerida, y los termostatos asociados 14 y 15 hav3! -ido activados por el dispositivo de control 13. Además, en ciertas aplicaciones .gr. caba as, comercios, etc.) en donde solo se puede emplear un solo tanque de demanda 3, el dispositivo de control 13 se puede programar para desactivar todos los termostatos dentro del sistema sino se demanda agua caliente durante un período predeter inado. Este procedimiento se puede efectuar va sea DOG el dispositivo de control 13 supervisando la frecuencia de demanda, como se indica mediante la operación de los termostatos 14 y 15, o por medio de la supervisión de l cantidad de agua que fluye hacia el interior del sistema a través del dispositivo medidor 7 u otros medios adecuados. También se contempla que el dispositivo de control 13 se puede equipar con medios de comunicación tales como modem, cable coaxial o receptor de radio, de modo que los termostatos se puedan controlar, limitar, apagar, supervisar o ajustar ad ic íanalmente por la empresa de servicios públicos de energía local que suministra la energía eléctrica al sistema del tanque de agua caliente. Se contempla que el suministro de energía a los termostatos y serpentines de calentamiento/mantenimiento se puede desactivar o interrumpir si la temperatura del agua incrementa por arriba de los límites de alarma predeterminados. Este aspecto de seguridad contra falla del sistema también se puede conectar a un circuito de alarma adecuado para indicar condiciones y las temperaturas de los serpentines se han elevado por arriba de los límites de alarma predeterminados. Para remoción periódica de residuos en un tanque, preferiblemente se provee un agujero de drenaje para limpieza (no mostrado), en la porción inferior de cada tanque . En las circunstancias en las que la corrosión puede ser un problema, particularmente en tanques en donde se usan estructuras metálicas, se pueden colocar en el tanque un ánodo de sacrificio 45. Los tanques 1 y 3 se proveen preferiblemente de una válvula de liberación de presión, no mostrada, que se abre en el caso de que la presión dentro del tanque alcance un nivel inaceptable, de acuerdo con la tecnología convencional. Otras modificaciones y variaciones de la invención son posibles. Por ejemplo, las fuentes de energía activas o pasivas (v.gr., calentamiento solar, calentamiento accionado por gas, bomba de calor, etc.) se pueden utilizar va sea para precalentar agua antes de que llegue al tanque de demanda 3 o, como se describió antes, se pueden utilizar para calentar el agua en ambos tanques. Además, en lugar de disponer los tanques vert icalmente con alimentación por gravedad desde el tanque de reserva 1 y el tanque de demanda 3, se contempla que los dos o más tanques se pueden disponer de lado a lado. Todas esas modificaciones y variaciones se cree que

Claims (6)

están dentro de la esfera de la invención como se define con las reivindicaciones anexas a la misma. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN R E I V I N D I C A C I O N E S

1.- Un sistema de almacenamiento de agua caliente para conexión a un suministro de agua y un sistema de uso de agua caliente local, que comprende : a) una pluralidad de tanques de almacenamiento de agua caliente; b) medios de entrada y medios de salida provistos en cada uno de dichos tanques para recibir agua hacia el interior y descargar agua, respectivamente, desde el tanque respectivo; c) dichos medios de entrada de uno primero de dichos tanques estando conectado

/" a dicha fuente de agua para recibir agua de la misma y dichos ? ? medios de salida de por lo menos uno de dichos tanques estando conectado a dicho sistema de uso de agua caliente local para suministrar agua al mismo; d) unos sucesivos de dichos tanques estando conectados en sene contra unos respectivos de dichos medios de salida y medios de entrada para transportar agua del primero de dichos tanques hacia el ultimo de dichas tanques; e) medios de calentamiento en cada uno de los tanques para calentar agua en los mismos; y f) medios para controlar la operación de dichos medios de calentamiento en cada uno de los tanques para desacoplar los medios de calentamiento en cada uno de los tanques durante el primer periodo predeterminado y sucesivamente activando y desactivando dichos medios de calentamiento en los sucesivos de los tanques durante un segundo periodo predeterminado.

2.- Un sistema de almacenamiento de agua caliente de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende medios en por lo menos dicho último de los tanques para mantener una temperatura predetefininada del agua cuando dichos medios de calentamiento en el último de los tanques es desactivado. 3.- Un sistema de almacenamiento de agua caliente de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende medios de termostato para activar y desactivar dichos medios de calentamiento en cada uno de los tanques para regular selectivamente la temperatura del agua en el mismo. 4.- Un sistema de almacenamiento de agua caliente de conformidad can la reivindicación 3, caracterizado además porque dichos medios para controlar comprenden uno de un microprocesador, controlador de tiempo electrónico o controlador de tiempo mecánico para activar y desactivar selec ivamente dichos medios de termostato. 5.- Un sistema de almacenamiento de agua caliente de conformidad con la reivindicación 1, caracte izado además porque comprende medios para apilar vert icalmente dicha pluralidad de tanques de aqua caliente. 6.- Un sistema de almacenamiento de agua caliente para conexión a un suministro de agua v un sistema de uso de agua caliente local, para reducir al mínimo el consumo de energía durante las horas de consumo máximo de energía v repartiendo el consumo de energía durante las horas que no son de onsumo máximo, comprendiendo: a) un primer tanque de -*gua callente que tiene una entrada y una salida, dicha entrada estando conectada a dicho suministro de agua para recibir agua del mismo hacia dicho primer tanque; b) un segundo tanque de agua caliente que tiene una entrada conectada a dicha salida del primer tanque de agua caliente para recibir agua de dicho primer tanque hacia el sequndo tanque, y una salida para descargar aqua de dicho segundo tanque al sistema de uso de agua caliente local; c) primeros medios de calentamiento dispuestos en dicho primer anque de agua caliente para calentar agua en el mismo; d) segundos medios de calentamiento dispuestos en dicho segundo tinque de agua caliente para calentar agua en el mismo; e) medios controladores conectados a dichos primeros medios de calentamiento y a dichos segundos medios de calentamiento para: i) desactivar dichos primeros medios de calentamiento y dichos segundos medios de calentamiento durante las horas de • consumo m ximo de energía; 11) activar dichos segundos medios de calentamiento y desactivar dichos primeros medios de calentamiento durante la primera porción de las horas que no son de consumo máximo; y III) activar dichos primeros medios de calentamiento y desactivar dichos segundos medios de calentamiento mediante una segunda porción de dichas horas de1 energía que no son de consumo máximo. . - Un sistema de almacenamiento de aqua caliente de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque comprende medios en dicho segundo tanque de aqua caliente para mantener una temperatura predeterminada del agua cuando dichos segundos medios de calentamiento son desacti -/idos. l\ . - Un sistema de almacenamiento de agua caliente de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque comprende medios de termostato en cada uno del primer tanque de agua caliente y el segundo tanque de agua caliente

» para regular la operación de los primeros medios de calentamiento y segundos medios de calentamiento para mantener una temperatura del agua predeterminada en cada uno de dichos tanques. 9.- Un sistema de almacenamiento de agua caliente de conformidad con la reivindicación 6, caracteri ada además porque dichos medios controladores comprenden uno de un microprocesador, un controlador de tiempo electrónico o un controlador de tiempo mecánico para activar y desactivar selectivamente dichos medios de termostato. 10.- Un sistema de almacenamiento de agua caliente de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque comprende medios para apilar vert icalmente dicha pluralidad de tanques de aqua caliente. 11.- Un sistema de almacenamiento de agua caliente conformidad con la reivindicac ón 10, caracteri ado además porque dichos medios oara apilar vert icalmente comprenden una pluralidad de protrusiones que se oravectan desde la superficie del fondo de dicho primer tanque de agua caliente v una pluralidad de indentac iones cooper tivamente consideradas en una superficie superior de dicho segundo tanque de agua caliente adaptado para recibir los respectivos de una pluralidad de protrusiones . 12.- Un sistema de almacenamiento de agua caliente

<-&-> de conformidad con la reivindicación 6, caracteri ado además porque comprende un dispositivo medidor de agua conectado a dichos medios controladores para generar una señal para dichos medios controladores indicativa de consumo de agua. 13.- Un sistema de almacenamiento de agua caliente de conformidad con la reivindicación 12, caracte izada además porque dichos medios controladores incluyen medios para recibir dicha señal de un positivo medidor de agua v, en el caso de que dicha señal indique que no se ha consumido agua durante un periodo determinado, entonces se desactivan los primeros medios de calentamiento y los segundos medios de calentamiento . - 14.- En un sistema de almacenamiento de agua callente para conexión a un suministro de agua y un sistema de uso de aqua caliente local, dicho sistema de agua caliente incluyendo unas pluralidad de tanques de almacenamiento de agua caliente, cada uno de dicha pluralidad de tanques estando orovisto de medios de calentamiento, uno primero predeterminado, o más de dichos tanques estando conectados en serie con dicho suministro de agua para recibir el agua del mismo, uno predeterminado adicional o más de dichos tanques estando conectados en sene al sistema de uso de agua callente local para descargar agua al mismo, v dicho primero predeterminado o más de dichos tanques estando conectado a dicho o más predeterminados adicionales de los tanques de tal manera que el agua fluye a través de dicha pluralidad de tanques desde el suministro de agua hasta el sistema de uso de agua caliente, un método para controlar la operación do dicha pluralidad de tanques de agua caliente para calentar agua en los mismos, comprendiendo los pasos de: a) desactivar dichos medios de calentamiento en cada uno de los tanques durante las horas de consumo máximo de energía, b) activar los medios de calentamiento en cada uno o más adicionales predeterminados de dichos tanques y desactivar dichos medios de calentamiento en cada uno de dichos primero a más predeterminados de dichos tanques durante la primera porción de dichas horas que no son de consumo máximo; y c) activar dichos medios de calentamiento en cada uno del primero o más predeterminados de dichos tanques y desactivar dichos medios de calentamiento en cada uno o más predeterminados adicionales de dichos tanques durante una segunda porción de las horas de enerqia que no son de consumo máximo. 15.- Un método para controlar la operación de dicha pLuralidad de tanques de agua caliente de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además Qorque comprende el paso de mantener una temperatura predeterminada de dicha agua en uno o más predeterminados de dichos tanques cuando dichos medios de c lentamiento en uno o más predeterminados adicionales de dichos tanaues son desactivados. 16.- Un método para controlar la operación de dicha pluralidad de tanques de agua caliente de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque comprende los pasos de activar y desactivar dichos medios de calentamiento en cada uno de los tanques cuando dichos medios de calentamiento son activados para regular selec ivamente la

3.

* temperatura de agua en el mismo. En testimonio de lo cual firmo lo anterior en esta Ciudad de México, D.F., a los 25 días del mes de marzo de 1994. Por PAUL ELIA

33/crg*f ch*ggc**