Sistema automático de recirculación de agua potable y método de funcionamiento.

El objeto de la presente invención se refiere a un nuevo sistema automático que interconecta los circuitos de agua fría y agua caliente sanitaria (ACS),

de manera que al demandar (el usuario) ACS el sistema hace que recircule el agua fría contenida en la tubería de agua caliente y la suministrada por la caldera hasta que la temperatura del ACS sea la prefijada, de forma completamente automática. El sistema interrumpe automáticamente la recirculación en caso de que el usuario interrumpa la demanda antes de que el ACS alcance la temperatura prefijada o en caso de que la temperatura de ACS no se alcance en un tiempo adecuado (que se puede prefijar en cada sistema). El sistema se puede comunicar con sistemas domóticos del inmueble.

Esto permite que el sistema pueda ser utilizado en instalaciones de agua domésticas e industriales.

Sistema automático de recirculación de agua potable y método de funcionamiento

Campo de la invención

La presente invención está dentro del campo de los sistemas para la mejora de la eficiencia energética, más concretamente en el ámbito del ahorro de agua potable, consistente en un sistema automático de recirculación de agua.

El objeto de la presente invención se refiere a un nuevo sistema automático que interconecta los circuitos de agua fría y agua caliente sanitaria (ACS), de manera que al demandar (el usuario) suministro ACS el sistema hace que recircule el agua fría contenida en la tubería de agua caliente y la suministrada por la caldera hasta que la temperatura del ACS sea la prefijada de forma completamente automática. El sistema interrumpe automáticamente la recirculación en caso de que el usuario interrumpa la demanda antes de que el ACS alcance la temperatura prefijada o en caso de que la temperatura de ACS no se alcance en un tiempo adecuado (que se puede prefijar en cada sistema). Esto permite que el sistema pueda ser utilizado en instalaciones de agua domésticas e industríales.

Antecedentes de la invención

A diario se desperdicia una gran cantidad de agua cuando al demandar ACS (en el caso de consumo doméstico, la ducha, lavabo o fregadero) se deja correr el agua esperando a que ésta llegue a la temperatura deseada por el usuario. A su vez, se produce un gasto de energía ya que el agua calentada, pero que no ha alcanzado aún la temperatura deseada, no se consume sino que también se deja correr y por tanto se desperdicia.

Para evitar este consumo innecesario tanto de agua como de energía se han desarrollado múltiples y variados tipos de instalaciones sanitarias o dispositivos destinados a lograr un ahorro en el consumo de agua. La mayor parte de ellos se basa en el uso de un depósito recolector, en donde se recoge el agua que sale por el grifo cuando se demanda agua caliente y que no ha alcanzado todavía la temperatura adecuada. Ejemplos de este tipo de sistemas los podemos encontrar en la Patente ES2059268 Conjunto de ducha de ahorro de energía y agua, en el Modelo de Utilidad ES1067104U Conjunto para el aprovechamiento y ahorro del agua fría potable despreciada en el baño para el llenado de la cisterna del inodoro, en el

documento ES2164823 T3 "Instalación para calentar agua de la calefacción en circulación y agua sanitaria y en la Patente WO 2012/030201 A1 "Sistema inteligente con comunicación inalámbrica para recirculación de agua, regulación de temperatura y ahorro de energía para uso en inmuebles. Todos ellos presentan el inconveniente de 5 basar su funcionamiento en un depósito auxiliar, por lo que necesita la instalación de tuberías adicionales, además del propio depósito que necesitaría ocupar un espacio en la vivienda o inmueble. Todo esto hace que estos sistemas sean difíciles de integrar en viviendas e inmuebles ya construidos.

Otros sistemas, como el descrito en la Patente ES2262440 Sistema para ahorro de agua y energía aplicable en duchas o bañeras, comprenden un conjunto de calentador integrado con un depósito dotado de recirculación mediante bomba del agua fría al depósito hasta que se caliente. Este tipo de sistemas complica y encarece todavía más su instalación en viviendas ya construidas, además de necesitar una 15 caldera de calentamiento especial.

Se conocen también otro tipo de dispositivos acoplables externamente a grifos para puntos de consumo común para circuitos de agua fría y caliente, como por ejemplo el reivindicado en la Patente ES2244358 "Dispositivo para ahorro de agua o el 20 documento ES2298039 Sistema ahorrador de agua y energía, constituidos por mandos accionables por el usuario, en los que el dispositivo de ahorro bloquea la salida del agua del grifo hasta que el agua alcanza la temperatura requerida. Suelen presentar el problema de su mal funcionamiento, y adicionalmente el inconveniente de que al estar bloqueada la salida de agua, no llega bien el agua caliente hasta el punto 25 de consumo. También en este sentido la Patente ES2368540 Instalación sanitaria para ahorro de agua propone una instalación basada en pulsadores / solicitadores que activan una válvula de recirculación. Si bien introduce un sistema de seguridad de desactivación por tiempo, requiere el uso constante de una bomba a la entrada del circuito de ACS, por ello este tipo de instalación reduce el consumo de agua a costa 30 de incrementar el consumo eléctrico de forma considerable ya que la bomba está constantemente funcionando. O el propuesto en el documento ES2344822 Sistema de ahorro de agua y combustible en el calentamiento de agua donde se propone un sistema de ahorro de agua y combustible en el calentamiento de agua consistente en que al abrir el grifo del agua caliente inicialmente no salga agua, sino que se produce 35 una recirculación temporal a través del calentador, mediante la puesta en marcha de

una pequeña bomba colocada entre las tomas de agua caliente y fría de la propia caldera o calentador. Cuando se alcanza la temperatura deseada en la salida del agua caliente, se para la bomba y se abre una electroválvula que deja pasar el agua a la grifería. El ahorro solo afectaría al agua desperdiciada por el tiempo propio de 5 calentamiento de la caldera o calentador, desperdiciándose el agua contenida en el recorrido de la tubería de ACS hasta el punto de consumo y la necesaria para que se caliente la propia tubería. En esta misma línea, la propuesta realizada en el documento ES1074141U Dispositivo modular para el ahorro de agua, dispositivo que se intercala entre las tomas de agua o llaves de paso de entrada de agua al lavabo, pila, 10 ducha o bidet y su grifo convencional y actúa de forma automática con el simple accionamiento del grifo, presenta el problema de que una vez accionado el dispositivo, sólo se detiene cuando el agua llega a la temperatura prefijada y los inconvenientes de instalar un dispositivo en cada toma de agua, o bien instalar un dispositivo en un cuarto con varias tomas, teniendo que accionar el dispositivo manualmente para optar 15 al ahorro en el resto de tomas del entorno. Asimismo este dispositivo solo corta el flujo de agua caliente, por lo que para que sea efectiva la recirculación hacia la tubería de agua fría, el grifo debe permanecer cerrado ya que de otra forma no se produciría el ahorro deseado al perderse la recirculación parcialmente por el mismo.

Otro tipo de solución propuesta se puede ver en el Modelo de Utilidad ES1065941U Instalación sanitaria para ahorro de energía y reciclaje de agua donde cada grifo debe disponer de tres acometidas, una de suministro de agua fría, otra de suministro de agua caliente y una tercera para el retorno de agua caliente en el caso de que el agua no tenga temperatura seleccionada. Esta tipo solución peca de gran complejidad 25 estructural, al requerir de una nueva acometida y de grifería especialmente construida, por lo que sería muy costosa de aplicar, especialmente en viviendas ya construidas donde sería prácticamente inviable.

Existen otras soluciones, como la descrita en la Patente ES2219198 Instalación y 30 procedimiento para ahorro de agua caracterizadas por que el circuito de agua fría opera a menor presión que el circuito de agua caliente, mediante el correspondiente reductor de presión que comprende un depósito intermedio de almacenamiento. Estas soluciones comparten el problema (ya descrito) del depósito intermedio de almacenamiento, además de que la válvula bypass utilizada únicamente se activa por 35 pulsado manual y se desconecta por temperatura, ocasionando otros problemas

importantes. En caso de avería en la caldera o en caso de que esté apagada, o bien si el calentador es eléctrico y el agua que le queda en el termo está a menor temperatura que la temperatura de consigna de la válvula, el agua se queda recirculando continuamente. También se produciría este efecto al cabo de un cierto tiempo en el 5 que el circuito de agua fría y el del circuito de la caliente quedarían a la misma temperatura, siendo casi imposible salir de este bucle de recirculación de agua, que impediría el correcto funcionamiento de la instalación y obligaría a una costosa reparación por parte de un especialista. O si se produjera una avería en la célula térmica, al no desconectarse la válvula por tiempo, se produce el mismo problema 10 anterior de recirculación indefinida.

Una mejora de la anterior es la Patente ES2222848 Mejoras introducidas en el objeto de la patente principal n° 200401458 por: Instalación y procedimiento para ahorro de agua" donde se realiza la transferencia de agua del circuito de agua fría a un punto de 15 la instalación aguas arriba del generador de agua caliente. En este caso, el problema...

1. Sistema automático de recirculación de agua potable, caracterizado por que comprende:

Una pluralidad de módulos de actuación (1), tantos como estancias húmedas tenga el inmueble, cada uno de los cuales se compone de:

- Un detector de caudal en la tubería de ACS (4) aguas arriba del tramo de tubería de interconexión de agua fría y ACS (11), para la detección de la demanda de ACS.

- Un detector de diferencia de demanda de ACS y agua fría (7) entre las tuberías de agua fría y caliente aguas debajo de las dos electroválvulas de corte de agua (6 y 8).

- Una sonda térmica (3) en la tubería de agua caliente, aguas arriba del detector de caudal (4), para la medición de la temperatura del agua que circula por la tubería de ACS (C).

- Dos electroválvulas de corte de agua (6 y 8) y una de apertura (9), intercaladas y que interconectan las tuberías de ACS y de agua fría, para la recirculación de agua.

- Una tramo tubería que interconexiona las tuberías de agua fría y agua caliente (11) y la electroválvula (9) para la recirculación de agua.

- Circuitos de mando (13) y comunicación (12) que accionan las electroválvulas de forma automática y se comunican con el módulo de recirculación (2), así como con los posibles sistemas domóticos instalados en el inmueble.

Un solo módulo de recirculación (2) que se compone al menos de:

- Una bomba de recirculación (14), situada en la salida de agua caliente del sistema de calentamiento de agua que al activarse las electroválvulas produce la recirculación del agua.

- Circuitos de mando (13) y comunicación (12) que accionan la bomba de recirculación de forma automática y se comunican con los módulos de actuación (1), así como con los posibles sistemas domóticos instalados en el inmueble.

- Dos tramos de tubería (15) que conectan la bomba de recirculación (14) con el circuito de agua caliente del inmueble.

Una válvula anti-retorno (16) que evita la reinyección de agua en la red general.

2. Método de funcionamiento del sistema automático de recirculación de agua potable según reivindicación 1, caracterizado por que cuando el detector de caudal (4) detecta demanda de ACS por encima de un mínimo prefijado y detecta que la diferencia entre la demanda de ACS y agua fría (tanto si solo hay demanda de ACS como si están abiertas las llaves de ambos simultáneamente) supera el umbral correspondiente y la temperatura está por debajo de la temperatura prefijada, los circuitos de mando (13) y comunicación (12) envían las señales de control para que se active el sistema actuando las electroválvulas (6, 8 y 9) y la bomba de recirculación

(14), de manera que se produce la recirculación del agua procedente de la caldera y se impide la salida (pérdida) de agua fría y ACS en los puntos de consumo, hasta que ésta alcanza la temperatura prefijada por el usuario o cesa la demanda de ACS.

3. Método de funcionamiento del sistema automático de recirculación de agua potable según reivindicaciones 2, caracterizado por que al alcanzar el ACS la temperatura prefijada por el usuario, los circuitos de mando (13) y comunicación (12) dan señales de actuación desactivando el sistema, interrumpiendo la recirculación y permitiendo el paso de agua hacia los puntos de consumo de la estancia húmedo donde está ubicado el módulo de actuación (1).

4. Método de funcionamiento del sistema automático de recirculación de agua potable según las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado por que al cerrarse total o parcialmente la llave de paso de ACS en el punto de consumo, si la diferencia en la demanda de ACS y agua fría está por debajo del umbral establecido por el usuario, aunque la temperatura del ACS no haya alcanzado la temperatura prefijada por el usuario, se desactiva e interrumpe la recirculación automáticamente, permitiendo el paso de agua, tanto ACS como agua fría, hacia los puntos de consumo.

5. Método de funcionamiento dei sistema automático de recirculación de agua potable según las reivindicaciones 2, 3 y 4, caracterizado por que cuando el ACS no alcanza la temperatura prefijada por el usuario en el tiempo máximo prefijado también por el usuario, la recirculación se desactiva e interrumpe automáticamente, permitiendo el paso de agua hacia los puntos de consumo.

6. Método de funcionamiento del sistema automático de recirculación de agua potable

según las reivindicaciones 2, 3, 4 y 5, caracterizado por que los circuitos de mando (13) y de comunicación (12) se pueden conectar a sistemas domóticos del inmueble para indicar su estado, punto de demanda y en caso de desactivación por tiempo, activar una alarma; así como permitir en cada momento la supervisión del sistema - si 5 el sistema domótico mencionado tiene esta funcionalidad.

7. Método de funcionamiento del sistema automático de recirculación de agua potable según las reivindicaciones 2, 3, 4, 5 y 6, caracterizado por que la demanda exclusiva de agua fría en cualquiera de los puntos de consumo, mantiene el sistema desactivado

o en reposo en ese punto de recirculación, sin afectar al estado de los módulos de las demás estancias húmedas.

8. Método de funcionamiento del sistema automático de recirculación de agua potable según las reivindicaciones 2, 3, 4, 5, 6 y 7, caracterizado por que en caso de corte de

suministro eléctrico o fallo de los circuitos de mando (13) y comunicación (12), el sistema se mantiene desactivado, permitiendo el consumo de agua fría o ACS.