Un sistema y método para controlar depósitos de ablandamiento de agua de múltiples tamaños.

Un sistema de ablandamiento de agua (20; 86) que comprende:

un primer depósito de tratamiento (24;

96) que tiene una primera capacidad de agua;

un segundo depósito de tratamiento (26; 100) en paralelo con dicho primer depósito de tratamiento (24; 96) y que tiene una segunda capacidad de agua que es menor que dicha primera capacidad de agua;

un caudalímetro (74) conectado a dichos primer y segundo depósitos de tratamiento (24, 26; 96; 100), dicho caudalímetro (74) configurado para determinar un caudal de demanda de agua que entra en el sistema (20; 86); y

un controlador (70, 94) en comunicación con dicho caudalímetro (74), dicho controlador (70, 94) configurado para dirigir el agua, ya sea a dicho primer depósito de tratamiento (24; 96) cuando dicho caudal de demanda es mayor que un caudal designado, o a dicho segundo depósito de tratamiento (26; 100) cuando dicho caudal de demanda es igual o menor que dicho caudal designado, en el que dicho primer y segundo depósitos de tratamiento (24, 26; 96, 100) están llenos de una resina de intercambio iónico (32).

Un sistema y método para controlar depósitos de ablandamiento de agua de múltiples tamaños

La presente invención se refiere en general a sistemas de tratamiento de fluidos, tales como sistemas de ablandamiento de agua, y más particularmente a un sistema y método para controlar depósitos ablandadores de agua de múltiples tamaños.

Los ablandadores de agua son conocidos y de forma típica incluyen una fuente de agua en bruto, un depósito de tratamiento que contiene una resina de intercambio iónico, un depósito de salmuera que contiene una solución de salmuera, y una válvula de control para dirigir fluidos entre la fuente, los depósitos y un drenaje u otra salida.

El ablandamiento de agua se produce al hacer pasar agua a través de la resina de intercambio iónico, que reemplaza los cationes calcio y magnesio en el agua con cationes de sodio. A medida que continúa el proceso de intercambio iónico, la resina finalmente pierde su capacidad para ablandar el agua y debe ser repuesta con cationes de sodio. El proceso por el cual los iones de calcio y de magnesio son eliminados, la capacidad de la resina de intercambio iónico para ablandar el agua se restaura, y los iones de sodio se reponen, se conoce como regeneración.

Los sistemas de ablandamiento de agua en los hogares incluyen de forma típica un depósito de tratamiento y un depósito de salmuera para manejar el flujo de agua relativamente bajo. Los sistemas comerciales más grandes incluyen múltiples unidades de ablandamiento de agua (por lo menos un depósito de tratamiento y un depósito de salmuera) para manejar el mayor volumen de agua que pasa a través de estos sistemas. Las unidades de ablandamiento de agua están conectadas entre sí de tal manera que la instalación de cañerías a través de cada uno de los sistemas individuales, está en paralelo con la instalación de cañerías de los otros sistemas. Cada una de las trayectorias de fontanería incluye una válvula de control que se utiliza para activar "on" o desactivar "off selectivamente una rama o trayectoria particular. Esto permite que un usuario sea capaz de controlar el número de las unidades de ablandamiento de agua que están en funcionamiento en un momento dado sobre la base de la demanda de agua.

Los sistemas de tamaño comercial incluyen de forma típica un controlador centralizado que monitorea continuamente la demanda de flujo de agua y determina el número apropiado de las trayectorias que se activan "on" o se desactivan "off' para dar servicio a la demanda actual. Un caudal de nivel "activación" es el flujo máximo para el que un sistema está diseñado a manejar a través de cada una de las trayectorias. Al monitorear el caudal total y dividiéndolo entre el caudal de nivel de activación, el controlador determina el número exacto de unidades que deben activarse "on". De forma típica, los depósitos de tratamiento en dichos sistemas están diseñados para ser del mismo tamaño de manera que cada depósito pueda manejar la misma cantidad de nivel "activación" del flujo de agua.

En tales sistemas se produce un problema cuando hay un flujo de agua relativamente bajo. Específicamente, si el agua fluye demasiado lentamente a través de un lecho de resina en el depósito de salmuera durante un período prolongado de tiempo, puede ocurrir la "canalización". La canalización hace que el flujo de agua se distribuya de manera desigual por todo el lecho de resina, resultando en que sólo una porción de la resina está expuesta al flujo de agua, y el resto se pasa como un baipás. Como resultado, la resina a lo largo del canal se agota y entonces se permite que agua sin tratar pase a través del sistema.

El documento WO 93/00168 A divulga un controlador programable para controlar la regeneración periódica requerida de los medios de intercambio iónico de los sistemas de ablandamiento de agua.

El documento US5681454 A divulga una planta de procesamiento de líquido que incluye aparatos de tratamiento de líquidos en paralelo, en la que el tratamiento puede ser el mismo o diferente de un aparato a otro.

La presente invención proporciona un sistema de ablandamiento de agua como se define en la reivindicación 1. Las características preferidas del sistema son el objeto de las reivindicaciones dependientes 2 a 10.

El presente sistema de ablandamiento de agua preferentemente dirige el flujo de agua a uno o más depósitos de tratamiento más grandes cuando el caudal de agua es mayor que un caudal designado, y dirige el flujo de agua a un depósito de tratamiento menor cuando el caudal del agua es igual a o menor que el caudal designado.

La presente invención proporciona además un método de controlar un sistema de ablandamiento de agua como se define en la reivindicación 11. Las características preferidas del método son el objeto de las reivindicaciones dependientes 12 a 14.

Las realizaciones de la invención se describen ahora a modo de ejemplo solamente con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema de ablandamiento de agua que utiliza el presente sistema para controlar unos depósitos ablandadores de agua de múltiples tamaños.

La figura 2 es un diagrama esquemático de un sistema de ablandamiento de agua que utiliza el presente sistema para controlar unos depósitos ablandadores de agua de múltiples tamaños, incluyendo un caudalímetro para cada depósito de tratamiento de agua.

La figura 3 es un diagrama esquemático que muestra una realización del presente sistema que incluye dos ramas de tratamiento de agua incluyendo cada una un depósito de tratamiento de agua relativamente grande y una rama de tratamiento de agua que incluye un depósito de tratamiento de agua relativamente pequeño.

Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, el presente sistema de ablandamiento de agua se utiliza para controlar unos depósitos ablandadores de agua de múltiples tamaños y, designado de forma general con el 20 y está configurado para su uso con un ablandador de agua 22 que incluye por lo menos un primer depósito de tratamiento 24 y un segundo depósito de tratamiento 26, cada uno independientemente conectado a un depósito de salmuera 28 utilizando las tuberías 30. Tal como se conoce en la técnica, los primer y segundo depósitos de tratamiento 24, 26 se llenan con una resina de intercambio iónico 32, respectivamente, y el depósito de salmuera 28 se llena con una solución de salmuera 34 Incluyendo el agua 36 y gránulos de sal 38.

El primer depósito de tratamiento 24 tiene una primera capacidad de agua e Incluye un primer conjunto de válvula 40 configurado para controlar el flujo de agua entre una primera entrada de agua en bruto 42, una entrada del primer depósito de tratamiento 44, una salida del primer depósito de tratamiento 46, una primera entrada / salida del depósito de salmuera 48, una primera salida de baipás 50 para el suministro de agua a la residencia o estructura comercial y un primer drenaje 52.

El segundo depósito de tratamiento 26 incluye una segunda capacidad de agua que es menor que la primera capacidad de agua del primer depósito de tratamiento 24 e Incluye un segundo conjunto de válvula 54 configurado para controlar el flujo de agua entre una segunda entrada de agua en bruto 56, una entrada del segundo depósito de tratamiento 58, una salida del segundo depósito de tratamiento 60, una segunda entrada / salida del depósito de salmuera 62, una segunda salida de baipás 64 para el suministro de agua a la residencia o estructura comercial y un segundo drenaje 66. Los funcionamientos específicos de los conjuntos de válvulas se describen y se conocen comúnmente en la solicitud también en tramitación de n° US 12 / 242,287, titulada "Válvula de control para un sistema de tratamiento de fluidos" presentada el 30 de septiembre de 2008.

Por lo menos un caudalímetro 74 está conectado a las tuberías que conducen a los primer y segundo depósitos de tratamiento 24, 26 y mide el número de litros (galones) por unidad de tiempo que fluyen a través del sistema de ablandamiento de agua 20. El caudalímetro 74 está configurado para medir y comunicar el número de litros (galones) de agua por unidad de tiempo que fluyen a través del sistema al controlador 70. Alternativamente, un primer caudalímetro 76 puede estar provisto en el primer depósito de tratamiento 24 y un segundo caudalímetro 78 puede estar provisto en el segundo depósito de tratamiento 26, en el que el primer caudalímetro 76 mide el número de litros (galones) por unidad de tiempo que fluyen a través del primer depósito de tratamiento 24 y el segundo caudalímetro 78 mide el número de litros (galones) por unidad de tiempo que fluyen a través del segundo depósito de tratamiento... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de ablandamiento de agua (20; 86) que comprende:

un primer depósito de tratamiento (24; 96) que tiene una primera capacidad de agua;

un segundo depósito de tratamiento (26; 100) en paralelo con dicho primer depósito de tratamiento (24; 96) y que tiene una segunda capacidad de agua que es menor que dicha primera capacidad de agua;

un caudalímetro (74) conectado a dichos primer y segundo depósitos de tratamiento (24, 26; 96; 100), dicho caudalímetro (74) configurado para determinar un caudal de demanda de agua que entra en el sistema (20; 86); y un controlador (70, 94) en comunicación con dicho caudalímetro (74), dicho controlador (70, 94) configurado para dirigir el agua, ya sea a dicho primer depósito de tratamiento (24; 96) cuando dicho caudal de demanda es mayor que un caudal designado, o a dicho segundo depósito de tratamiento (26; 100) cuando dicho caudal de demanda es igual o menor que dicho caudal designado, en el que dicho primer y segundo depósitos de tratamiento (24, 26; 96, 100) están llenos de una resina de intercambio iónico (32).

2. El sistema de ablandamiento de agua (86) de la reivindicación 1, que además comprende por lo menos un depósito de tratamiento (98) adicional que tiene una capacidad de agua igual a dicho primer depósito de tratamiento (96), en el que dicho controlador (94) está configurado para dirigir el agua a por lo menos uno de dichos primer depósito de tratamiento (96) y dicho depósito de tratamiento (98) adicional cuando dicho caudal de demanda es mayor que dicho caudal designado.

3. El sistema de ablandamiento de agua (86) de la reivindicación 1, que además comprende por lo menos un depósito de tratamiento (98) adicional que tiene una capacidad de agua igual a dicho primer depósito de tratamiento (96), en el que dicho controlador (94) está configurado para dirigir el agua a dicho primer depósito de tratamiento (96) cuando dicho caudal de demanda es mayor que dicho caudal designado y dicho depósito de tratamiento (98) adicional está en un modo de regeneración, y dirigir el agua a dicho depósito de tratamiento (98) adicional cuando dicho caudal de demanda es mayor que dicho caudal designado y dicho primer depósito de tratamiento (96) está en un modo de regeneración.

4. El sistema de ablandamiento de agua (20; 86) de cualquier reivindicación anterior, en el que dicho caudal designado es un caudal máximo destinado a fluir a través de dicho segundo depósito de tratamiento (26; 100).

5. El sistema de ablandamiento de agua (86) de la reivindicación 1 que comprende además:

una pluralidad de dichos primeros depósitos de tratamiento (96, 98), teniendo cada uno la primera capacidad de agua; en el que

el caudalímetro está conectado a dichos primeros depósitos de tratamiento (96, 98) y a dicho segundo depósito de tratamiento (100) y está configurado para determinar el caudal de demanda de agua entrante en el sistema; y el controlador (94) está en comunicación con dicho caudalímetro y está configurado para dirigir todo el flujo de agua a dicho segundo depósito de tratamiento (100) cuando dicho caudal de demanda es igual o menor que un primer caudal designado, y para dirigir todo el flujo de agua a por lo menos uno de dichos primeros depósitos de tratamiento (96, 98) cuando dicho caudal de demanda es mayor que el primer caudal designado.

6. El sistema de ablandamiento de agua de la reivindicación 5, que comprende además un primer caudalímetro conectado a dicha pluralidad de primeros depósitos de tratamiento y un segundo caudalímetro conectado a dicho segundo depósito de tratamiento, en el que dicho controlador está en comunicación con dicho primer caudalímetro y dicho segundo caudalímetro y dirige el agua a por lo menos uno de dichos primeros depósitos de tratamiento cuando un caudal determinado por dicho primer caudalímetro es mayor que dicho caudal de demanda y dirige el agua a dicho segundo depósito de tratamiento cuando un caudal determinado por dicho segundo caudalímetro es menor que dicho caudal de demanda.

7. El sistema de ablandamiento de agua de la reivindicación 5 o reivindicación 6, en el que dicho controlador (94) está configurado para determinar si cualquiera de dichos primeros depósitos de tratamiento (96, 98) están en un modo de regeneración y dirigir el agua a por lo menos uno de dichos primeros depósitos de tratamiento (96, 98) cuando dicho caudal de demanda es mayor que dicho caudal designado y dicho por lo menos uno de dichos primeros depósitos de tratamiento (96, 98) no está en un modo de regeneración.

8. El sistema de ablandamiento de agua de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que dicho primer caudal designado es un caudal máximo destinado a fluir a través de dicho segundo depósito de tratamiento (100).

9. El sistema de ablandamiento de agua de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el que dichas primeras capacidades de agua de por lo menos dos de dichos primeros depósitos de tratamiento (96, 98) son diferentes.

10. El sistema de ablandamiento de agua de la reivindicación 5 en el que dicho controlador (94) está configurado para dirigir el agua a una pluralidad de dichos primeros depósitos de tratamiento (24) cuando dicho caudal de

demanda es mayor que un segundo caudal designado, en el que dicho segundo caudal designado es mayor que dicho primer caudal designado.

11. El sistema de ablandamiento de agua de la reivindicación 10, en el que dicho controlador (94) está configurado para determinar un número de dichos primeros depósitos de tratamiento (96, 98) que se van a activar "on" dividiendo dicho caudal de demanda entre dicho segundo caudal designado.

12. Un método para controlar un sistema de ablandamiento de agua (20; 86) que comprende:

proporcionar un primer depósito de tratamiento (24; 96) que tiene una primera capacidad de agua y un segundo depósito de tratamiento (26; 100) que tiene una segunda capacidad de agua que es menor que dicha primera capacidad de agua; dicho primer y segundo depósitos de tratamiento (24, 26; 96, 100) que están llenos con una resina de intercambio iónico (32);

dirigir el agua, ya sea a dicho primer depósito de tratamiento (24; 96), cuando un caudal de demanda de agua que entra en el sistema (20; 86) es mayor que un caudal designado o a dicho segundo depósito de tratamiento (26; 100) cuando dicho caudal de demanda es igual a o menor que dicho caudal designado; y

determinar dicho caudal de demanda, medido por un caudalímetro (74) conectado a dicho primer y segundo depósitos de tratamiento (24, 26; 96, 100).

13. El método de la reivindicación 12, proporcionando además por lo menos un primer depósito de tratamiento (98) adicional, cada uno de dichos primeros depósitos de tratamiento (98) adicionales que tienen dicha primera capacidad de agua.

14. El método de la reivindicación 13, el cual incluye dirigir el flujo de agua entero a por lo menos uno de dichos primeros depósitos de tratamiento (96, 98) cuando dicho caudal de demanda de agua es mayor que dicho caudal designado y dicho por lo menos uno de dichos primeros depósitos de tratamiento (96, 98) no está en un modo de regeneración.

15. El método de la reivindicación 12, proporcionando además por lo menos un primer depósito de tratamiento (98) adicional, cada uno de dichos primeros depósitos de tratamiento (98) adicionales que tiene dicha primera capacidad de agua, en el que dichas primeras capacidades de agua de por lo menos dos de dichos primeros depósitos de tratamiento (96, 98) son diferentes.