Sistema de control de temperatura programable para piscinas y espás.

Un sistema de control de temperatura programable para una piscina o espá,

que comprende:

una interfaz de usuario (58, 60, 80) para permitir a un usuario especificar una temperatura deseada para una piscina o espá y una hora deseada a la que la piscina o espá ha de calentarse hasta la temperatura deseada; caracterizado por que el sistema de control de temperatura además comprende:

una interfaz de actuador (30a-30c) para controlar una pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c);

medios (56, 74) para recibir información de coste de energía; y

un procesador (54) en comunicación eléctrica con la interfaz de usuario (58, 60, 80), la interfaz de actuador (30a-30c), y los medios (56, 74) para recibir información de coste de energía, ejecutando el procesador (54) un programa de control de temperatura almacenado para:

estimar para cada una de la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) una cantidad de tiempo necesaria para que cada fuente de calentamiento caliente la piscina o espá hasta la temperatura deseada; seleccionar de manera automática una fuente de calentamiento óptima de la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) basándose en la información de coste de energía recibida, para calentar la piscina o espá hasta la temperatura deseada por el tiempo deseado; y

accionar la fuente de calentamiento óptima utilizando la interfaz de actuador (30a-30c).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2007/003472.

Solicitante: Hayward Industries, Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 620 Division Street Elizabeth NJ 07201 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: POTUCEK,KEVIN L., CONOVER,GILBERT JR, MURDOCK,JAMES.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D17/12 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 17/00 Separación de líquidos, no previsto en otro lugar, p. ej. por difusión térmica. › Equipo auxiliar adaptado especialmente para utilizarlo con aparatos de separación de líquidos, p. ej. circuitos de control.
  • E04H4/12 SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS.E04 EDIFICIOS.E04H EDIFICIOS O CONSTRUCCIONES SIMILARES PARA EMPLEOS PARTICULARES; PISCINAS PARA NADAR O PARA CHAPOTEAR; MASTILES; BARRERAS; TIENDAS O REFUGIOS PROVISIONALES, EN GENERAL (cimentaciones E02D). › E04H 4/00 Piscinas para nadar o para chapotear (generadores de olas en las bañeras A47K 3/10; separación de B01D; tratamiento del agua C02F; bombas que producen olas F04D 35/00). › Dispositivos o instalaciones para hacer circular el agua.
  • E04H4/16 E04H 4/00 […] › especialmente adaptados para la limpieza de las piscinas para nadar o para chapotear (dispositivos de limpieza especiales para barcos B63B 59/00).
  • G05D23/19 SECCION G — FISICA.G05 CONTROL; REGULACION.G05D SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION DE VARIABLES NO ELECTRICAS (para la colada continua de metales B22D 11/16; dispositivos obturadores en sí F16K; evaluación de variables no eléctricas, ver las subclases apropiadas de G01; para la regulación de variables eléctricas o magnéticas G05F). › G05D 23/00 Control de la temperatura (disposiciones de conmutación automática para los aparatos de calefacción eléctricos H05B 1/02). › caracterizado por la utilización de medios eléctricos.
  • G05D27/02 G05D […] › G05D 27/00 Control simultáneo de variables que entran en dos o más de los grupos principales G05D 1/00 - G05D 25/00. › caracterizado por la utilización de medios eléctricos.

PDF original: ES-2548757_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema de control de temperatura programable para piscinas y espás Referencia cruzada a solicitudes relacionadas La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional de EE. UU. con n.º de serie 60/771, 656 presentada el 9 de febrero de 2006 y la solicitud provisional de EE. UU. con n.º de serie 60/771, 762 presentada el 9 de febrero de 2006.

Campo de la invención La presente invención se refiere a sistemas de control de temperatura, y más particularmente a un sistema de control de temperatura programable para piscinas y espás.

Antecedentes de la invención En el documento US 6, 965, 815 B1 se describe un sistema de control para espás mejorado. El sistema de control para espás calcula el tiempo necesario para calentar el agua en el sistema para espás hasta una temperatura deseada. A partir de esta información, se puede determinar la velocidad de calentamiento del sistema para espás, y se puede activar el elemento de calentamiento del sistema para espás en el momento apropiado para elevar la temperatura del agua hasta una temperatura seleccionada a una hora deseada.

En el documento US 2004/0117330 A1 se describe un sistema y procedimiento para controlar el uso de un artículo. El sistema y procedimiento gestionan el suministro de energía desde una red de distribución a una o más ubicaciones. Cada ubicación tiene al menos un dispositivo acoplado a la red de distribución que consume energía de manera controlada. El sistema incluye un nodo acoplado al al menos un dispositivo para detectar y controlar la energía suministrada al dispositivo. Además, un sistema de control está acoplado al nodo y la red de distribución para suministrar al nodo al menos una característica de la red de distribución, de modo que el nodo controla el suministro de energía al dispositivo como función de al menos una característica.

Además, en el pasado se han desarrollado varios controladores de temperatura para piscinas y espás. Un ejemplo es un simple termostato para controlar la temperatura del agua en una piscina o espá. En tal sistema, se activa un calentador cuando la temperatura del agua está por debajo de un valor deseado, calentando así el agua. Cuando la temperatura del agua alcanza la temperatura deseada, se desactiva el calentador. El calentador se reactiva entonces cuando la temperatura del agua desciende por debajo de un umbral predeterminado. Este ciclo se repite de manera continua para mantener la temperatura del agua deseada en la piscina o espá.

Los calentadores para piscinas o espás pueden estar alimentados mediante numerosas fuentes de energía, tales como gas, combustible líquido o electricidad. Algunos sistemas emplean la energía solar. Incluso otros combinan la energía solar con fuentes de calentamiento eléctricas, de combustible líquido, o de gas convencionales. Uno de tales sistemas conocidos en la técnica se divulga en la patente de EE. UU. n.º 4, 368, 549 de Ramay (en adelante "la patente de Ramay `549") . La patente de Ramay `549 divulga un sistema de calentamiento para piscinas que utiliza un colector solar como fuente de calentamiento primaria, complementado por un calentador alimentado por combustible líquido, gas o electricidad. El sistema de control de temperatura divulgado en la patente de Ramay `549 adapta automáticamente los ajustes de temperatura del calentador complementario para adecuarse al perfil de temperatura frente al tiempo de un óptimo sistema de calentamiento de colector solar.

Son conocidos en la técnica sistemas de gestión de piscinas basadas en microprocesadores. Un ejemplo de tales sistemas se divulga en la patente de EE. UU. n.º 6, 125, 481 de Sicilano (en adelante "la patente de Sicilano *481") . La patente de Sicilano `481 divulga un sistema de gestión de piscinas que dispensa automáticamente sustancias en una piscina. Otros sistemas permiten al usuario especificar una temperatura deseada y una hora deseada en la que se ha de proporcionar la temperatura, y controlan un calentador de modo que se proporciona la temperatura a la hora deseada.

A pesar de los esfuerzos realizados hasta la fecha, son necesarios sistemas de control de temperatura mejorados para piscinas y espás que ofrezcan mayor control de la eficiencia al calentar piscinas y espás, y/o flexibilidad al calentar piscinas y espás. Estas y otras necesidades se abordan en los sistemas y procedimientos divulgados en el presente documento.

Sumario de la invención La presente invención supera las desventajas e inconvenientes de la técnica anterior proporcionando un sistema de control de temperatura programable de acuerdo con la reivindicación 1 para piscinas o espás que permite a un usuario especificar tanto una temperatura del agua deseada como una hora deseada a la que se ha de alcanzar la temperatura, y que automáticamente selecciona una o más fuentes de calentamiento óptimas a partir de una

pluralidad de fuentes de calentamiento. El sistema de control de temperatura programable incluye un controlador basado en un microprocesador conectado a una pluralidad de actuadores de calentador, una pluralidad de actuadores de válvula, y una pluralidad de sensores. La pluralidad de sensores incluye un sensor de temperatura del agua, un sensor de temperatura ambiental, un sensor de humedad ambiental, un sensor de luz ambiental, y, opcionalmente, un sensor de nivel de profundidad y un sensor de tasa de flujo. Los actuadores de calentador están conectados a una pluralidad de calentadores que podrían incluir calentadores de solares, eléctricos y de gas, o de otro tipo. El controlador incluye una interfaz de usuario (por ejemplo, un teclado y pantalla) para permitir al usuario interaccionar con un programa de control almacenado para controlar la temperatura del agua de una piscina o espá. El programa de control almacenado permite al usuario operar en un modo manual o un modo programado. En el modo manual, el usuario puede especificar una temperatura del agua deseada y una fuente de calentamiento deseada, y el sistema calienta el agua hasta la temperatura deseada. Entonces, el sistema opera en modo termostato, donde se monitoriza la temperatura del agua y se controla el calentador para mantener la temperatura del agua en la temperatura deseada.

En el modo programado, el usuario puede activar uno o más programas de control de temperatura almacenados. El programa de control de temperatura almacenado permite el usuario especificar una temperatura del agua deseada y una hora deseada a la que se ha de alcanzar la temperatura. El programa de control de temperatura almacenado identifica los tipos de calentadores presentes en el sistema, así como sus respectivas potencias de salida. Basándose en las temperaturas del agua medidas, las condiciones ambientales, las potencias de salida de los calentadores y, opcionalmente, las tasas de flujo de agua, el programa de control de temperatura almacenado activa un calentador óptimo de la pluralidad de calentadores de modo que se proporciona la temperatura del agua deseada a la hora deseada. El sistema puede cambiar automáticamente a otro calentador para alcanzar la eficiencia óptima, u operar dos o más calentadores al mismo tiempo. Por ejemplo, el programa de control de temperatura almacenado puede sondear periódicamente el sensor de luz ambiental y el sensor de temperatura ambiental para determinar si está brillando el sol y si la temperatura ambiental está por encima de un umbral predeterminado. En tal circunstancia, el controlador podría activar un calentador solar para calentar el agua de la piscina, aumentando así la eficiencia. Cualesquiera tipos deseados de programas de control de temperatura podrían proporcionarse en el controlador.

Otras características y ventajas de la presente invención serán más evidentes tras una lectura de la siguiente descripción detallada de realización/realizaciones ejemplar (es) de la invención.

Breve descripción de los dibujos Para una comprensión completa de la presente invención, se hace referencia a la siguiente descripción detallada de realización/realizaciones ejemplar (es) considerada (s) junto con los dibujos adjuntos, en los que:

La FIG. 1 es un diagrama de bloques de un sistema de control de temperatura programable para una piscina y/o espá fabricado de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención.

La FIG. 2 es un diagrama de bloques que muestra el controlador de la FIG. 1 con mayor detalle;

La FIG. 3 es una vista en perspectiva de un panel de control que tiene una pantalla y un teclado para permitir a un usuario interaccionar con el controlador de la presente invención;

La FIG. 4 es un diagrama de flujo que muestra los pasos de procesamiento del programa de control principal ejecutado por el controlador de la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de control de temperatura programable para una piscina o espá, que comprende: una interfaz de usuario (58, 60, 80) para permitir a un usuario especificar una temperatura deseada para una piscina o espá y una hora deseada a la que la piscina o espá ha de calentarse hasta la temperatura deseada; caracterizado por que el sistema de control de temperatura además comprende: una interfaz de actuador (30a-30c) para controlar una pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) ; medios (56, 74) para recibir información de coste de energía; y un procesador (54) en comunicación eléctrica con la interfaz de usuario (58, 60, 80) , la interfaz de actuador (30a-30c) , y los medios (56, 74) para recibir información de coste de energía, ejecutando el procesador (54) un programa de control de temperatura almacenado para: estimar para cada una de la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) una cantidad de tiempo necesaria para que cada fuente de calentamiento caliente la piscina o espá hasta la temperatura deseada; seleccionar de manera automática una fuente de calentamiento óptima de la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) basándose en la información de coste de energía recibida, para calentar la piscina o espá hasta la temperatura deseada por el tiempo deseado; y accionar la fuente de calentamiento óptima utilizando la interfaz de actuador (30a-30c) .

2. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, que además comprende una interfaz de sensor para medir información de uno o más sensores (44, 46) .

3. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 2, en el que la interfaz de sensor está conectada a un sensor de temperatura (36) para medir una temperatura de la piscina o el espá y el procesador (54) controla la fuente de calentamiento óptima basándose en la temperatura medida por el

sensor de temperatura.

4. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 3, en el que el procesador (54) acciona una fuente de calentamiento alternativa basándose en la temperatura medida por el sensor de temperatura (36) .

5. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 4, en el que el procesador (54) acciona una segunda fuente de calentamiento además de la fuente de calentamiento óptima basándose en la temperatura medida por el sensor de temperatura (36) .

6. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 2, en el que la interfaz de sensor está conectada a un sensor de nivel de profundidad (38) que mide la profundidad de la piscina o espá.

7. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 6, en el que el procesador (54) calcula el volumen de la piscina o espá basándose en la profundidad de la piscina o espá y selecciona la fuente de calentamiento óptima basándose en el volumen calculado.

8. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 2, en el que la interfaz de sensor está conectada a un sensor de tasa de flujo (42) para medir la tasa de flujo entre la piscina o espá y la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) .

9. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 2, en el que la interfaz de sensor está conectada a un sensor de temperatura (44) para medir la temperatura del aire ambiental.

10. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 9, en el que el procesador (54) acciona una fuente de calentamiento alternativa en respuesta a un cambio en la temperatura del aire ambiental.

11. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 2, en el que la interfaz de sensor está

conectada a un sensor de luz (48) para medir la intensidad de la luz ambiental. 55

12. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 11, en el que el procesador (54) acciona una fuente de calentamiento alternativa en respuesta a un cambio en la intensidad de la luz ambiental.

13. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 2, en el que la interfaz de sensor está conectada a un sensor de humedad (46) para medir la humedad ambiental.

14. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 13, en el que el procesador (54)

acciona una fuente de calentamiento alternativa en respuesta a un cambio en la humedad ambiental. 65

15. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 2, en el que la interfaz de sensor está

conectada a un sensor de potencia eléctrica para monitorizar los niveles de potencia eléctrica suministrados al sistema de control.

16. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 15, en el que el procesador (54) 5 acciona una fuente de calentamiento alternativa en respuesta a niveles de potencia eléctrica medidos.

17. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, que además comprende un receptor para recibir una señal de control de potencia generada remotamente, estando el receptor en comunicación eléctrica con el procesador (54) .

18. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 17, en el que el procesador (54) acciona una o más fuentes de calentamiento (28a-28c) basándose en la señal de control de potencia.

19. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, en el que el procesador (54)

incluye un modo manual para controlar manualmente una o más de la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) .

20. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, en el que el procesador (54) incluye una lista de la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) .

21. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 20, en el que el procesador (54) clasifica la lista basándose en las potencias de salida de la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a28c) .

22. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 21, en el que el procesador (54) clasifica la lista basándose en las eficiencias de las fuentes de calentamiento (28a-28c) .

23. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 22, en el que el procesador selecciona la fuente de calentamiento óptima de la lista de la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a28c) .

24. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, que además comprende una pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) conectadas a la interfaz de actuador.

25. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 24, en el que la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) incluye un calentador eléctrico.

26. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 25, en el que la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) incluye un calentador solar.

27. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 26, en el que la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) incluye una bomba de calor.

28. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 27, en el que la pluralidad de fuentes 45 de calentamiento (28a-28c) incluye un calentador de gas.

29. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, que además comprende una bomba (20) en comunicación fluida con la piscina o espá y la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a28c) .

30. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 29, en el que la bomba (20) es una bomba de velocidad variable y el procesador (54) varía la velocidad de la bomba (20) en respuesta a información medida por la interfaz de sensor.

31. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 30, que además comprende un filtro (22) en comunicación fluida con la bomba (20) y la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) .

32. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 24, que además comprende una pluralidad de actuadores de válvula (26a-26c) asociados operativamente con dicha pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) y conectados a dicha interfaz de actuador.

33. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, que además comprende una cubierta de piscina automática en comunicación eléctrica con el procesador (54) .

34. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 33, en el que el procesador (54) acciona la cubierta de piscina automática a una hora predeterminada.

35. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, que además comprende un actuador en comunicación eléctrica con el procesador (54) para controlar una característica del agua asociada a la piscina o espá.

36. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 35, en el que el procesador (54) acciona la característica del agua a una hora programada.

37. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 35, en el que el procesador (54) 10 controla la característica del agua en respuesta a un cambio en la temperatura de la piscina o espá.

38. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, que además comprende un sensor de pH en comunicación eléctrica con el procesador (54) para medir los niveles de pH de la piscina o espá.

39. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, que comprende además un sensor de presión en comunicación eléctrica con el procesador (54) para medir los niveles de presión de un filtro asociado operativamente a la piscina o espá.

40. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, en el que el programa de control de temperatura almacenado selecciona automáticamente una fuente de calentamiento óptima de la pluralidad de fuentes de calentamiento (28a-28c) para calentar una pluralidad de piscinas o espás hasta la temperatura deseada a por el tiempo deseado y acciona la fuente de calentamiento óptima utilizando la interfaz de actuador.

41. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, en el que el procesador (54) monitoriza cambios en las condiciones ambientales después de la ejecución del programa de control de temperatura almacenado, y selecciona una nueva fuente de calentamiento óptima basándose en los cambios detectados en las condiciones del entorno.

42. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, en el que la ejecución del programa de temperatura almacenado puede anularse y reanudarse selectivamente por un usuario.

43. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 42, en el que el programa de control de temperatura almacenado monitoriza las condiciones del entorno actuales después de la reanudación del programa de control de temperatura almacenado y selecciona una nueva fuente de calentamiento óptima basada en las condiciones del entorno actuales.

44. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, en el que un usuario puede especificar un volumen correspondiente a la piscina o espá. 40

45. El sistema de control de temperatura programable de la reivindicación 1, en el que un usuario puede especificar un área de superficie correspondiente a la piscina o espá.


 

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