Método y equipo de control de un sistema de distribución de líquido, multipunto.

Método de un sistema de distribución de líquido, multipunto que comprende:

ajustar el régimen de trabajo del motor de una bomba centrífuga del sistema de distribución de líquido determinando una presión de suministro de líquido para alimentar una pluralidad de puntos de consumo que pueden requerir diferentes presiones de suministro, tomadas como presiones de consigna de la bomba, y medir la presión de suministro en al menos un punto de dicho sistema de distribución de líquido y variar los valores de dichas presiones de consigna en función de la presión medida, donde dicho punto del sistema de distribución donde se realiza dicha medida de presión es un punto previo a dichos puntos de consumo, por el que circula el líquido bombeado, y donde el método comprende realizar secuencialmente las siguientes etapas:

a) adquisición permanente de una serie sucesiva de valores de presión

(Pi) de suministro medidos en dicho punto previo; y

b) en respuesta a una variación de presión detectada en dicho punto previo como resultado de dichas medidas de la etapa a), variar, de manera sucesiva, la velocidad de rotación de la bomba para compensar dicha variación de presión;

estando el método caracterizado porque además comprende:

c) detectar que al menos dos de dichos valores de presión (Pi1), (Pi2), medidos en dicho punto previo, evolucionan en ascenso o descenso en respuesta a dicha variación de la velocidad de rotación de la bomba, y obtener una curva de demanda (10) calculando los coeficientes de una función matemática, conocida, descriptiva de dicha curva de demanda que relaciona caudal y altura de impulsión de la bomba, realizando dicho cálculo de coeficientes a partir de dichos valores de presión medidos (Pi1), (Pi2) y de unos correspondientes valores de caudal, calculados;

d) determinar un punto de consumo (12) que es igual al valor de la altura de impulsión obtenida al aplicar en dicha función matemática descriptiva de la curva de demanda de coeficientes calculados un valor de caudal igual a cero;

e) adoptar una velocidad de rotación de la bomba que proporciona una presión de consigna de la bomba, en función de dicho punto de consumo determinado en la etapa d), y

f) reiniciar las etapas b) a e) en caso de que se detecte otra variación de presión en dicha sucesión de valores medidos en la etapa a) indicativa de una alteración en la demanda.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12382344.

Solicitante: Gidelmar, S.A.

Nacionalidad solicitante: Uruguay.

Dirección: Orinoco 5198 Montevideo URUGUAY.

Inventor/es: BICA CAFFERA,GABRIEL ALEJANDRO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO;... > BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO (bombas de inyección... > F04D15/00 (Control, p. ej. regulación de las bombas, instalaciones o sistemas de bombeo)

PDF original: ES-2541584_T3.pdf

 

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Método y equipo de control de un sistema de distribución de líquido, multipunto.
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Fragmento de la descripción:

Método y equipo de control de un sistema de distribución de líquido, multipunto Sector de la técnica La presente invención concierne en general, en un primer aspecto, a un método de control de un sistema de distribución de líquido multipunto y en particular, a un método que comprende controlar la presión de suministro de líquido para una pluralidad de puntos de consumo que pueden requerir diferentes presiones de suministro.

En un segundo aspecto la presente invención comprende un equipo de control adaptado para implementar el método del primer aspecto de la presente invención.

La invención proporciona una estrategia inteligente que hace posible adaptar automáticamente el régimen de funcionamiento de una bomba centrífuga y ajustar las prestaciones de la misma a las necesidades diversas de distintos puntos de consumo (demanda variable) , ofreciendo en cada momento una presión adecuada a dicho punto o puntos de consumo y además permitiendo un uso optimizado de recursos hídricos y energéticos.

Antecedentes de la invención La preocupación por el ahorro hidráulico y el ahorro energético, está motivando nuevos sistemas de presurización y distribución de agua doméstica con el objetivo de obtener un mayor ahorro económico.

Algunas invenciones anteriores divulgan sistemas y/o métodos para presurización o control de bombas de agua.

La US2005095150A1 describe una bomba centrífuga multi-etapa que incluye un microcontrolador que implementa una serie de algoritmos para controlar la operación de la bomba, variando la velocidad de rotación de su motor, en función de diversos parámetros, tal como la altura de impulsión, la velocidad de rotación del motor de la bomba, la presión de suministro, y presencia o ausencia de suministro, la temperatura, etc.

La US 6464464 B2 concierne a un controlador de parámetros operativos, tales como el flujo, velocidad o presión de una bomba centrífuga, que incluye una memoria donde se encuentran registrados datos indicativos de una o más condiciones operativas, uno o más sensores fijados a la bomba para detectar una condición operativa y generar una señal indicativa de la misma, y un procesador que ejecuta un algoritmo que utiliza los datos registrados y la señal generada por el sensor para generar a su vez una señal de control representativa de un factor de corrección a aplicar a la bomba, que por ejemplo es relativo a una variación en la velocidad de rotación del motor de la bomba.

La EP1286240B1, describe un procedimiento para la obtención de una curva de altura de impulsión versus caudal [HInstalación (Q) ], o de consumo eléctrico versus caudal [PInstalación (Q) ], descriptiva de los valores de consigna de una instalación para la regulación de la capacidad de impulsión de una bomba accionada por un motor eléctrico cuya velocidad de giro está regulada, en donde se detecta por medio de un sensor de presión diferencial instalado en el punto de consumo una magnitud física representativa de la momentánea capacidad de impulsión de la bomba y se alimenta un regulador con una señal eléctrica proporcional a esa magnitud física como valor real, mediante cuyo regulador se regula la velocidad de giro del motor eléctrico y con ella la capacidad de impulsión de la bomba con ayuda de la curva descriptiva de los valores de consigna de la instalación.

En la EP1286240B1 se propone la obtención de la curva descriptiva de los valores de consigna que tome en consideración al menos por tramos, las pérdidas de la instalación en función del caudal impulsado, mediante la apertura de uno o más puntos de consumo, cada vez, la detección de un parámetro funcional de servicio del punto de consumo, la variación de la potencia momentánea de la bomba hasta que el parámetro de servicio del consumidor adquiere un valor prefijado, y la obtención, en el momento en que se adquiere dicho valor prefijado, de una pareja de parámetros de la bomba que sea representativa de la capacidad momentánea de impulsión de la bomba (tales como H y Q ó P y Q) , y el almacenamiento de esos valores. Finalmente se realiza el cálculo de una función mediante un procedimiento matemático de trazado de curvas a partir de los valores guardados de las parejas de parámetros de la bomba, y el almacenamiento de esa función como curva [HInstalación (Q) , PInstalación (Q) ] descriptiva de los valores de consigna de la instalación.

La US 5540555 describe un sistema de distribución de líquido multipunto que incluye como mínimo unas bomba principal y una bomba secundaria de velocidad variable, mediante el cual se controla la presión de suministro de líquido para una pluralidad de puntos de consumo que requieren diferentes presiones de suministro tomadas como presiones de consigna para dicho control, y que incluye una pluralidad de sensores de presión dispuestos en parte o en todos dichos puntos de consumo para medir remotamente la presión de suministro y variar los valores de las presiones de consigna en función de las presiones medidas, variando la velocidad de la bomba secundaria en función de dichos valores de presiones de consigna.

Exposición de la invención La invención proporciona una alternativa al estado de la técnica explicado mediante un sistema de distribución de líquido inteligente que permite adapte el régimen de funcionamiento y las prestaciones ofrecidas por una bomba centrífuga, en cada momento, a las necesidades de demanda ofreciendo una presión adecuada según el origen geométrico del punto de consumo y permitiendo facilitando al usuario modificar (dentro de unos márgenes prestablecidos) las condiciones del suministro, eligiendo un determinado nivel de prestaciones.

La invención tiene como objetivo lograr, mediante el método, sistema de control de distribución de líquido y bomba centrífuga propuestos lograr un ahorro de líquido bombeado y de energía al hacer trabajar a la bomba centrífuga en un régimen, mínimo, adecuado para proporcionar una presión suficiente en los puntos de consumo, incrementando con ello la durabilidad de la instalación de distribución de líquido.

A tal efecto se aporta un método de control de un sistema de distribución de líquido, multipunto, que, según técnica 15 convencional, comprende:

ajustar el régimen de trabajo del motor de una bomba centrífuga del sistema de distribución de líquido determinando una presión de suministro de líquido para alimentar una pluralidad de puntos de consumo que pueden requerir diferentes presiones de suministro, tomadas como presiones de consigna de la bomba, y

medir la presión de suministro en al menos un punto de dicho sistema de distribución de líquido y variar los valores de dichas presiones de consigna en función de la presión medida.

De acuerdo con los principios de esta invención el referido punto del sistema de distribución donde se realiza la citada medida de presión es un punto previo a dichos puntos de consumo, por el que circula el líquido bombeado dirigido hacia dichos puntos de consumo y preferentemente es un punto interior de la bomba o contiguo a la misma, por ejemplo situado en una conducción de salida en la proximidad de la misma.

El método de la invención comprende realizar secuencialmente las siguientes etapas: 30 a) adquisición permanente de una serie sucesiva de valores de presión (Pi) de suministro medidos en dicho punto previo; b) en respuesta a una variación de presión detectada en dicho punto previo como resultado de dichas medidas de la etapa a) , variar, de manera sucesiva, la velocidad de rotación de la bomba para compensar dicha variación de 35 presión;

c) detectar que al menos dos de dichos valores de presión (Pi1) , (Pi2) , medidos en dicho punto previo, evolucionan en ascenso o descenso... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método de un sistema de distribución de líquido, multipunto que comprende:

ajustar el régimen de trabajo del motor de una bomba centrífuga del sistema de distribución de líquido determinando una presión de suministro de líquido para alimentar una pluralidad de puntos de consumo que pueden requerir diferentes presiones de suministro, tomadas como presiones de consigna de la bomba, y

medir la presión de suministro en al menos un punto de dicho sistema de distribución de líquido y variar los valores de dichas presiones de consigna en función de la presión medida,

donde dicho punto del sistema de distribución donde se realiza dicha medida de presión es un punto previo a dichos puntos de consumo, por el que circula el líquido bombeado, y donde el método comprende realizar secuencialmente las siguientes etapas:

a) adquisición permanente de una serie sucesiva de valores de presión (Pi) de suministro medidos en dicho punto previo; y

b) en respuesta a una variación de presión detectada en dicho punto previo como resultado de dichas medidas de la etapa a) , variar, de manera sucesiva, la velocidad de rotación de la bomba para compensar dicha variación de presión; estando el método caracterizado porque además comprende:

c) detectar que al menos dos de dichos valores de presión (Pi1) , (Pi2) , medidos en dicho punto previo,

evolucionan en ascenso o descenso en respuesta a dicha variación de la velocidad de rotación de la bomba, y obtener una curva de demanda (10) calculando los coeficientes de una función matemática, conocida, descriptiva de dicha curva de demanda que relaciona caudal y altura de impulsión de la bomba, realizando dicho cálculo de coeficientes a partir de dichos valores de presión medidos (Pi1) , (Pi2) y de unos correspondientes valores de caudal, calculados;

d) determinar un punto de consumo (12) que es igual al valor de la altura de impulsión obtenida al aplicar en 25 dicha función matemática descriptiva de la curva de demanda de coeficientes calculados un valor de caudal igual a cero; e) adoptar una velocidad de rotación de la bomba que proporciona una presión de consigna de la bomba, en función de dicho punto de consumo determinado en la etapa d) , y f) reiniciar las etapas b) a e) en caso de que se detecte otra variación de presión en dicha sucesión de valores medidos en la etapa a) indicativa de una alteración en la demanda.

3.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha variación de velocidad de rotación de la bomba de la etapa b) es un incremento si los valores de presión medidos (Pi) están por debajo de una presión de consigna inicial, o un decremento si dichos valores de presión medidos (Pi) están por encima de dicha presión de consigna inicial.

3. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende calcular cada uno de dichos valores de caudal de la etapa c) a partir del correspondiente valor de presión medido (Pi) y de una curva característica de la bomba seleccionada de entre una pluralidad de curvas características de la bomba (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f) , una por velocidad de rotación, que relacionan altura de impulsión con caudal, conocidas, previamente registradas en el sistema.

4. Método según la reivindicación 3, caracterizado porque comprende utilizar varios haces o conjuntos de curvas características de la bomba, correspondientes a distintas condiciones de trabajo de la bomba, incluyendo al menos temperatura del motor de accionamiento de la bomba y tiempo de operación de la bomba, registradas en el sistema.

5. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha función matemática 45 descriptiva de una curva de demanda incluye como uno de dichos coeficientes una constante de apertura del punto de consumo, y dicha curva de demanda hace referencia a al menos una constante de apertura por punto de consumo.

6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende realizar al menos dichas etapas a) a e) para al menos la localización de dos de dichos puntos de consumo de la etapa d) , de ubicación 50 diferenciada.

7. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende además adquirir unas medidas sucesivas de la presión de aspiración de la bomba, y la aplicación de una corrección de las medidas sucesivas de presión en dicho punto previo, tomando en cuenta el valor de la presión de aspiración medido.

5.

8. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque si tras la determinación de dicho punto de consumo (12) , o primer punto de consumo, en dicha etapa d) se detecta una caída en la presión de suministro en dicho punto común, el método comprende determinar que dicha caída de presión se ha producido por una de las siguientes causas:

i) porque se ha modificado el caudal del punto de consumo adoptando una segunda constante de apertura; o ii) porque se ha añadido al menos un segundo punto de consumo, en este último caso suministrándose líquido a ambos puntos de consumo a través de dicho punto común, discriminando entre uno y otro caso a partir de la detección de un mismo o un distinto punto de consumo en la nueva curva de demanda.

9. Método según la reivindicación 8, caracterizado porque en el caso i) , se obtiene y utiliza para variar la presión de consigna de la etapa e) una curva de demanda resultante asociada que combina las curvas de demanda del mismo punto de consumo para unas primera y segunda constantes de apertura 10. Método según la reivindicación 8, caracterizado porque si produce la causa ii) en la etapa c) se determina la nueva curva de demanda a partir de los coeficientes de al menos la curva de demanda anterior y la diferencia de los caudales calculados en la nueva situación, a partir de las sucesivas lecturas de los valores de presión en dicho punto previo.

11. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende, una vez

identificado dicho punto de consumo, realizar de manera personalizada y actuando sobre la bomba, unas tareas adicionales de monitorización y control de dicho punto de consumo, de manera local o remota y modificar las condiciones de suministro del mismo, en una extensión predeterminada.

12. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dicho punto previo de medida 15 de presión es un punto interior de la bomba o contiguo a la misma.

13. Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por aplicar además una corrección a la localización determinada en la etapa d) comprendiendo dicha corrección la medida de la intensidad de consumo de la bomba en cada instante y la utilización de unas curvas de potencia de consumo/caudal características de la bomba,

conocidas, y previamente almacenadas en el sistema.

14. Equipo de control de un sistema de distribución de líquido multipunto, por distribución de líquido, donde el sistema de distribución de líquido aporta líquido a una pluralidad de puntos de consumo que requieren diferentes presiones de suministro, y dicho equipo de control comprende:

- al menos un sensor de presión dispuesto para medir la presión de suministro en al menos un punto de dicho sistema de distribución de líquido;

-medios de control en conexión con dicho sensor de presión, que es al menos uno, y con unos medios de regulación de la velocidad de una bomba de dicho sistema de distribución de líquido, y configurados para controlar la presión de suministro de líquido para dicha pluralidad de puntos de consumo, actuando sobre dichos medios de

regulación, tomando dichas diferentes presiones de suministro como presiones de consigna para dicho control, y para variar los valores de dichas presiones de consigna en función de la presión medida por dicho sensor de presión, que es al menos uno, estando el sistema caracterizado porque implementa el método propuesto según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, porque dicho punto del sistema de distribución donde se encuentra dispuesto dicho sensor de presión, es un punto previo a dichos puntos de consumo por el que circula el líquido dirigido a al menos parte de los mismos, y porque:

-el equipo de control comprende al menos una memoria donde se encuentran registrados: -al menos dicha función matemática, conocida, descriptiva de una curva de demanda (10) que relaciona caudal y altura de impulsión de la bomba, y -una pluralidad de curvas características de la bomba, una por velocidad de rotación, que relacionan

altura de impulsión con caudal en distintas condiciones de trabajo; y porque dichos medios de control incluyen medios de procesado, tienen acceso a los valores registrados en dicha memoria y están configurados para:

o controlar al sensor de presión para llevar a cabo la etapa a) del método; 45 o controlar dichos medios de regulación de velocidad de la bomba para realizar la etapa b) del método;

o realizar mediante dichos medios de procesado las etapas c) y d) del método utilizando al menos los valores medidos por el sensor de presión y los registrados en dicha memoria, que es al menos una; y

o realizar mediante dichos medios de procesado la etapa e) del método en función de la localización determinada en la etapa d) .

FIG. 1

FIG. 2

FIG. 3

FIG. 4