PT109299B - Sistema de controlo e armazenamento de águas - Google Patents

Abstract

O PRESENTE PEDIDO DIZ RESPEITO A UM SISTEMA DE CONTROLO E ARMAZENAMENTO DE ÁGUAS, A APLICAR EM SAÍDAS DE ÁGUA, COMO POR EXEMPLO CHUVEIROS, CARATERIZADO POR COMPREENDER UM DEPÓSITO DE ARMAZENAMENTO DE ÁGUAS PREVENIENTES DA TUBAGEM REFERENTE À CANALIZAÇÃO QUENTE ENQUANTO ESTA SE ENCONTRA A UMA TEMPERATURA INFERIOR À PRETENDIDA. PARA ISSO, É TAMBÉM PARTE CONSTITUINTE DO SISTEMA UM CONJUNTO DE VÁLVULAS PROGRESSIVAS, SENSORES DE TEMPERATURA ACOPLADOS A UM ACESSÓRIO DE COBRE, CANAIS HIDRÁULICOS DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUAS E UM BLOCO MISTURADOR DE ÁGUAS. PARA ALÉM DOS COMPONENTES HIDRÁULICOS E SENSORIAIS (11) A ELES ACOPLADOS, O SISTEMA DE CONTROLO E ARMAZENAMENTO DE ÁGUAS É TAMBÉM CARATERIZADO POR TER UMA UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO E PERIFÉRICOS, BEM COMO SISTEMAS DE INTERAÇÃO COM O UTILIZADOR (2, 8).

Description

DESCRIÇÃO

Sistema de controlo e armazenamento de águas

Estado da Técnica

Atualmente, aquando da necessidade de água quente, por exemplo, em saídas de água como coluna de duche, banheira, lavatório, lava-loiça, existe um desperdício de cerca de oito litros de água potável até que a água chegue ao utilizador à temperatura pretendida, sendo esses oito litros desperdiçados diretamente para o esgoto, sem qualquer utilização. Numa era onde se verifica uma crescente preocupação ambiental, torna-se, pois, fulcral a existência de sistemas que nos permitam poupar o ambiente e os seus recursos naturais.

Neste momento, existem soluções alternativas que vão desde uma simples torneira misturadora, passando por uma misturadora termostática, a sistemas de recirculação de água, com ou sem tubagem de retorno. A primeira permite apenas a mistura de água quente e água fria através de um controlo exclusivamente manual. No caso de uma torneira termostática, esta permite selecionar uma temperatura aproximada, sendo o controlo feito através de um êmbolo de mercúrio que expande ou contrai em função da diferença de temperatura selecionada e a temperatura existente. Relativamente aos sistemas de recirculação de água, estes estão pré-programados para deixar passar água apenas a qualquer temperatura superior a trinta e cinco graus, não tendo qualquer controlo sobre valores superiores, necessitando ainda da aquisição de uma misturadora normal ou termostática.

Sumário presente pedido diz respeito a um sistema de controlo e armazenamento de águas que possibilita o aproveitamento de águas quando estas não se encontram à temperatura pretendida pelo utilizador, armazenando-as em depósito próprio, sendo depois utilizadas para mistura de águas para obtenção da temperatura desejada. Todo o processo é automático, cabendo apenas ao utilizador selecionar a temperatura pretendida.

Descrição Geral

Considerando as limitações, maiores ou menores, dos sistemas conhecidos do estado da técnica, o sistema de armazenamento e controlo de águas agora desenvolvido representa um sistema eletrónico e mecânico que tem como vantagens o controlo de temperatura com precisão à décima de grau, o armazenamento de água quando esta não se encontra à temperatura pretendida, evitando, deste modo, o consequente e habitual desperdício, e ainda o facto de não consumir energia elétrica endógena ao sistema.

sistema de controlo e armazenamento de águas é caraterizado por uma bateria interna do tipo lítio que é carregada com o hidrogerador e, juntamente com a bateria, compreende também uma placa de circuito impresso para fazer a gestão da carga e descarga da bateria, de modo a que não haja consumo da rede elétrica do utilizador.

sistema de controlo e armazenamento de águas é composto igualmente por um ecrã tátil que facilita a interação com o utilizador e lhe permite a criação do seu perfil, preestabelecendo as suas preferências ao nível da temperatura, pressão, tempo de utilização e modo de saída de água. É ainda disponibilizada uma página de estatísticas, que permite informar relativamente à quantidade total de água gasta e de água poupada pelo sistema, por cada utilizador. Se aquando da criação do perfil, o utilizador indicar o seu concelho de residência, o sistema informa sobre o valor economizado (em euros) que a utilização do sistema lhe permitiu até à data e também por mês ou intervalo de data específico. Caso o concelho não se encontre na lista (atualmente para unidades existentes fora de Portugal), é pedido ao utilizador que o

coloque o preço da agua por m na zona de instalação do sistema. 0 utilizador poderá também escolher o idioma em que quer interagir com o sistema, uma vez que este apresenta os cinco principais idiomas (Português, Espanhol, Francês, Inglês e Alemão) , considerando as zonas primordiais de comercialização do sistema.

sistema de controlo e armazenamento de águas também é caraterizado por compreender um conjunto de díodos emissores de luz tricolores que, em virtude da diversificada combinação de cores, permite uma ação de cromoterapia baseada em perfis de estado de espírito e essa ação é conseguida através da projeção da cor pretendida na saída de água.

sistema de controlo e armazenamento de águas é caraterizado por ter aplicações diversas ao nível da coluna de duche, da banheira, do lavatório, do lava-loiça ou de qualquer outro ponto de utilização de águas, a temperaturas variáveis, numa habitação. Para além das habitações o sistema de controlo e armazenamento de águas pode ser usado em qualquer atividade, no interior ou no exterior, que necessite de um controlo preciso de temperatura, aliando o facto de não desperdiçar água se esta não estiver à temperatura pretendida. 0 sistema de controlo e armazenamento de águas pode ser usado para temperaturas regulamentares para águas em canalizações (entre 5 a 60 graus centígrados).

Breve descrição dos desenhos

O presente invento é seguidamente descrito em pormenor, sem carácter limitativo e a título exemplificativo, por meio de uma sua forma de realização preferida, representada nos desenhos anexos, nos quais:

A Figura 1 é um esquemático simplificado do circuito hidráulico, contendo também componentes eletrónicos, de uma concretização do sistema de controlo e armazenamento de águas, onde os sinais de referência significam:

- Válvulas progressivas;

- Depósito de armazenamento de água;

- Hidrogerador;

- Sensores digitais de temperatura;

- Bloco misturador;

- Sensor de nível de água;

- Membrana de ar pressurizado;

- Tubos PT FE;

- Acessórios hidráulicos do tipo encaixe único;

- Bichas metálicas flexíveis de U polegada;

- Acessório de cobre;

- Caudalímetro.

A Figura 2 representa uma vista frontal do sistema de controlo e armazenamento de águas com os constituintes exteriores que ao sistema pertencem, onde os sinais de referência significam:

- Ecrã tátil;

- Botão de pressão;

- Sensores para deteção de utilizador;

- Díodos emissores de luz tricolores.

A Figura 3 ilustra uma vista interior do sistema, contendo a unidade central de processamento e os periféricos a ela associada, em que os sinais de referência significam:

- Botão de pressão;

- Unidade central de cálculo e processamento;

- Sensores para deteção de utilizador;

- Sistema de armazenamento de dados;

- chip de acesso à rede wireless.

A Figura 4 ilustra os constituintes construtivos das válvulas progressivas, parte constituinte do sistema de controlo e armazenamento de águas, em que os sinais de referência significam:

- servomotor;

- acessório de acoplamento;

- válvula manual;

- acessório de fixação e centramento.

Descrição Pormenorizada

O sistema de controlo e armazenamento de águas desenvolvido é compreendido pelas seguintes características técnicas:

—um conjunto de oito válvulas progressivas (1), que permitem a abertura e o fecho do canal hidráulico a elas associadas, com uma precisão de 0% a 100% de abertura, correspondendo a um intervalo entre 0 e 90 graus. Estas válvulas progressivas são constituídas por um servomotor (20), por um elemento de acoplamento (21) entre o servomotor e a válvula hidráulica manual (22) e por um sistema de fixação e centramento (23) entre os constituintes, sendo, assim, convertidas em válvulas eletrónicas progressivas de baixo consumo de potência; uma interface com o utilizador, efetuada através de um ecrã tátil (2) e de um botão de pressão (8) . Esta interface permite ao utilizador selecionar o seu perfil de preferências, nomeadamente, temperatura, pressão, tempo de utilização e saída preferencial de água, bastando, para isso que, a cada utilização, caso não existam alterações às suas preferências predefinidas, selecione o utilizador. Para pessoas invisuais, ou para acesso com um único botão a todas as preferências, existe ainda um botão (8) físico de encontro fácil e intuitivo. Este botão de pressão, com a interação do utilizador, disponibiliza a água a uma temperatura e pressão predefinida, sendo que a programação da função desse botão pode ser realizada através do ecrã tátil ou de acesso wireless;

um depósito de armazenamento de água (3), embutido, que permite a acumulação de água fria proveniente da tubagem quente, depósito esse dimensionado de forma a conseguir armazenar a água necessária à libertação de toda a água fria existente nas tubagens quentes. No interior do depósito, está presente um sensor de nível de água (7), que permite saber a quantidade exata de água existente no depósito, sendo tal informação essencial ao funcionamento de todo o sistema, bem como à informação visual disponibilizada ao utilizador. Igualmente dentro do depósito, está presente uma membrana de ar pressurizado (9) que permite criar pressão na água inerte dentro do depósito, de modo a conseguir expulsála;

—um hidrogerador (4), situado à entrada do sistema, a jusante da bicha da tubagem de água quente, com uma bateria de litio acoplada e carregada por ele próprio, hidrogerador esse que, através da circulação de água, faz girar uma turbina que transforma a energia cinética em energia elétrica, gerando um valor mínimo de 10W, o que permitirá manter o sistema em modo de espera aquando da sua não utilização;

— quatro sensores digitais de temperatura (5), com uma precisão de uma décima de grau, que funcionam com tecnologia sem contacto, permitindo, assim, um conhecimento da temperatura em quatro zonas diferentes do sistema, nomeadamente, tubagem quente, tubagem fria, depósito e saída para utilização, sendo que, através do conhecimento desses valores de temperatura, o algoritmo de controlo existente na unidade central de cálculo e processamento decide sobre a posição de cada uma das válvulas progressivas;

— um bloco misturador (6), que concentra as três formas de entrada de água, sendo elas a água proveniente da válvula progressiva que tem a montante o hidrogerador e a bicha da tubagem de água quente, da tubagem de água fria com a bicha metálica flexível a montante e do depósito acumulador de água, misturando-as e disponibilizando-as para uma das quatro saídas previstas, sendo a seleção da saída de destino da água opção do utilizador;

—uma unidade central de cálculo e processamento (10) que compreende um sistema de armazenamento de dados (13), e um chip de acesso à rede wireless (14) que permite ao utilizador registar o seu produto, podendo visualizar as suas estatísticas online, bem como ter acesso a atualizações de algoritmo do sistema e novidades;

— sensores para deteção de utilizador (11);

— díodos emissores de luz tricolores (12), dispostos junto a qualquer uma das saídas de água disponíveis, proporcionando uma forma de cromoterapia.

— tubos PTFE (15) que possibilitam o processo de montagem, na fabricação em série, facilitado, sendo apenas necessário encaixe sem recorrer a ferramentas extra e técnicas especializadas (por exemplo, sem recorrer a técnicas de soldadura);

— acessórios hidráulicos (16) do tipo encaixe único, igualmente de fácil e rápida instalação.

sistema de controlo e armazenamento de águas desenvolvido pode ser acoplado aos sistemas de saída de água existentes através da presença de duas bichas metálicas flexíveis de polegada (17), medida Standard em todas as canalizações de águas nas habitações.

sistema de controlo e armazenamento de águas efetua a transição de PTFE para um acessório de cobre (18), na zona onde se encontram os sensores de temperatura, de modo a obter uma temperatura mais fidedigna da água que passa na tubagem, visto o cobre ser um material de maior coeficiente de transmissão térmica. Com efeito, os acessórios em cobre são desenhados e construídos à medida, para fixação dos sensores de temperatura, com uma zona de parede reduzida para uma maior fiabilidade nas medições de temperatura efetuadas.

sistema de controlo e armazenamento de águas compreende, a montante das saídas e junto ao bloco misturador, um caudalímetro (19) que permite saber a quantidade exata de água gasta e poupada pelo sistema.

A presente descrição não é, naturalmente, de modo algum restrita às realizações apresentadas neste documento e uma pessoa com conhecimentos médios da área poderá prever muitas possibilidades de modificação da mesma sem se afastar da ideia geral, tal como definido nas reivindicações. As realizações preferenciais acima descritas são obviamente combináveis entre si. As seguintes reivindicações definem adicionalmente realizações preferenciais.

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Sistema de controlo de armazenamento de águas caracterizado por compreender:

   — um depósito de armazenamento de água (3);

   — oito válvulas progressivas (1), para controlo abertura ou fecho - do canal hidráulico;

   — um hidrogerador (4), colocado à entrada do sistema, a jusante de uma bicha de tubagem de água quente;

   — quatro sensores digitais de temperatura (5), aplicados na tubagem de água fria, tubagem de água quente, depósito de armazenamento (3) e saída do canal hidráulico;

   — um bloco misturador (6), que concentra as três formas de entrada de água, sendo elas a água proveniente da válvula progressiva (1) que tem a montante o hidrogerador e a bicha da tubagem de água quente, a água proveniente da tubagem de água fria e a água do depósito (3);

   — sensores para deteção de utilizador (11);

   — uma interface com o utilizador;

   — uma unidade central de cálculo e processamento (10), configurada para processar os dados sensoriais de temperatura e de presença de utilizador e acionar as válvulas progressivas (1) de acordo com a preferência do utilizador selecionada através da interface de utilizador.
2. 2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o depósito de armazenamento de água (3) compreender no seu interior um sensor de nível de água (7) e uma membrana de ar pressurizado (9) .
3. 3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a válvula progressiva (1) ser constituída por um servomotor (20), por um elemento de acoplamento (21) entre o servomotor e uma válvula hidráulica manual (22), e por um sistema de fixação e centramento (23).
4. 4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o hidrogerador (4) compreender uma bateria do tipo lítio.
5. 5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender díodos emissores de luz tricolores (12), dispostos junto da saída do canal hidráulico.
6. 6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender duas bichas metálicas flexíveis de U polegada (17), para acoplamento aos sistemas de saída de água convencionais.
7. 7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por utilizar acessórios de cobre (18), na zona onde se encontram instalados os sensores de temperatura (5).
8. 8. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender a montante da saída do canal hidráulico e junto ao bloco misturador (6), um caudalímetro (19).