ELECTRODOMÉSTICO PRODUCTOR DE AGUA CALIENTE.

Electrodoméstico productor de agua caliente que tiene: un depósito de agua caliente (6),

un depósito tampón de agua fría (5), un evaporador (7), un condensador (9), un compresor frigorífico (8) y un elemento de expansión (10). El electrodoméstico tiene: una toma de agua de red (1), una primera conducción (2) desde la toma de agua de red (1); una segunda conducción (3) desde la toma de agua de red (1); una tercera conducción (29) desde la toma de agua de red (1) a una entrada de un intercambiador agua-agua (28); una toma de aguas residuales grises (4) para abastecer de agua al depósito tampón de agua fría (5). El depósito tampón de agua fría (5) tiene una primera salida de agua fría de consumo (21) y una segunda salida de agua excedentaria para desagües (20). El depósito de agua caliente (6) tiene una salida de agua caliente de consumo (33).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200803756.

Solicitante: GONZÁLEZ VALIENTE, CÉSAR.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: GONZALEZ VALIENTE,CESAR , CALZADA FORES,JOSE MANUEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24D17/02 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24D SISTEMAS DE CALEFACCION DOMESTICOS, p. ej. SISTEMAS DE CALEFACCION CENTRAL; SISTEMAS PARA SUMINISTRAR AGUA CALIENTE DE USO DOMESTICO; SUS ELEMENTOS O PARTES CONSTITUTIVAS (utilización del vapor o de los condensados provinientes, bien de la extracción o bien del escape de las plantas motrices a vapor para fines de calentamiento F01K 17/02). › F24D 17/00 Sistemas de suministro de agua caliente para uso doméstico. › utilizando bombas de calor.
  • F25B29/00 F […] › F25 REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR; FABRICACION O ALMACENAMIENTO DEL HIELO; LICUEFACCION O SOLIDIFICACION DE GASES.F25B MAQUINAS, INSTALACIONES O SISTEMAS FRIGORIFICOS; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR (sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor, p. ej. refrigerantes, o sustancias para la producción de calor o frío por reacciones químicas distintas a la combustión C09K 5/00; bombas, compresores F04; utilización de bombas de calor para la calefacción de locales domésticos o de otros locales o para la alimentación de agua caliente de uso doméstico F24D; acondicionamiento del aire, humidificación del aire F24F; calentadores de fluidos que utilizan bombas de calor F24H). › Sistemas combinados de calentamiento y refrigeración, p. ej. que funcionan alternativamente o simultáneamente.
  • F25B30/02 F25B […] › F25B 30/00 Bombas de calor. › del tipo de compresión.
ELECTRODOMÉSTICO PRODUCTOR DE AGUA CALIENTE.

Fragmento de la descripción:

Electrodoméstico productor de agua caliente.

Campo de la invención

La presente invención se encuentra ubicada en el sector de los electrodomésticos, en el de equipos frigoríficos, en el uso de energías renovables y en la reutilización de aguas residuales. En concreto, la invención se refiere a mejoras en la patente 200802166, relativa a un electrodoméstico productor de agua caliente.

Antecedentes de la invención

Es conocido el efecto de la bomba de calor que es capaz de transportar la energía calorífica de un foco frío hacia uno caliente.

Se sabe que transportar calor de un foco frío a un foco caliente desde un punto de vista del rendimiento energético resulta más rentable energéticamente y por lo tanto monetariamente más económico que generarlo por efecto Joule.

Es conocido el uso de las bombas de calor para producción de agua caliente sanitaria y que utilizan como foco caliente el agua caliente sanitaria y como foco frío pueden usar el ambiente exterior, el agua de refrigeración de sistemas de climatización por agua, aguas subterráneas u otras.

Se conocen patentes en las que se usa el calor del condensador de la nevera del hogar para calentar el ACS, transportándolo hacia el depósito de agua caliente 35-60ºC (Temperaturas muy superiores a las del agua de red, 15ºC de media).

Se conocen técnicas de aprovechamiento del calor del condensador de las neveras para la producción de agua caliente para el lavavajillas y la lavadora (Temperaturas superiores a las del agua de red, 15ºC de media).

Es conocido que un equipo frigorífico aumenta su consumo eléctrico cuando la diferencia de temperaturas entre el foco frío y el foco caliente aumenta.

También es conocido que la demanda eléctrica en la red sufre una caída en las horas nocturnas debido a la caída de la producción industrial, por lo que se puede considerar como energía residual de la red, de hecho existen tarifas que contemplando este hecho bonifican el consumo en ciertas horas del día y penalizan el consumo cuando el consumo de la red es mayor.

Es conocido que existen aparatos de control horario que permiten elegir el momento en el que queremos que los electrodomésticos funcionen.

En todos los hogares existe consumo de agua fría y de agua caliente y que aunque no es simultáneo sí se produce a lo largo del día.

Existen técnicas de ahorro energético basadas en el aprovechamiento de la energía solar térmica u otras energías renovables, siendo en algunas legislaciones de obligado cumplimiento en las nuevas construcciones que exigen un diseño de instalación que garantice un mínimo de producción del 70% (siendo este porcentaje mínimo variable) del consumo medio del hogar a lo largo del año.

El período de retorno de una inversión de una instalación solar térmica para generación de agua caliente sanitaria oscila entre los 8 y los 10 años.

Existen técnicas de reaprovechamiento del agua de las duchas, bañeras y otras aguas grises, que se basan en el tratamiento y reciclaje para reutilización como aguas no potables, por ejemplo inodoros, lavadoras riego, limpieza, etc.

Existen técnicas y aparatos para generación de agua osmotizada para el consumo de los hogares, con el consiguiente ahorro de la factura de agua en el supermercado y el ahorro energético de generación y distribución y transporte de agua embotellada del manantial hasta los hogares.

Los equipos de generación de agua osmotizada producen dos caudales, uno de agua osmotizada y otro de agua de rechazo que se dirige fundamentalmente al desagüe con la consiguiente pérdida de agua y aumento del consumo.

Por todo lo expuesto, la presente invención se centra en un electrodoméstico capaz por sí solo permite de conseguir ahorros importantes en la generación de ACS y que opcionalmente permitirá el acoplamiento de otros electrodomésticos para aumentar su eficiencia energética y reaprovechar el agua de rechazo de la ósmosis inversa sin necesidad de enviarla a desagüe, así como el agua de los desagües de las duchas, bañeras, lavabos en particular o las aguas llamadas grises en general.

Descripción de la invención

Electrodoméstico productor de agua caliente sanitaria con sistema de ahorro energético, consistente en la extracción del calor de un depósito tampón de agua fría que se renueva constantemente con los desagües de algunas de las llamadas aguas grises y que lo transporta el calor a otro de agua caliente sanitaria para consumo de la propia vivienda, todo ello con la ayuda de un equipo frigorífico y de los mecanismos necesarios.

La invención comprende el conjunto de mecanismos y elementos que hacen posible la generación de agua caliente sanitaria en un electrodoméstico con ahorros de energía primaria de hasta un 75% y de agua de consumo de hasta un 30% sin necesidad de instalaciones y elementos complejos que encarecen y hacen inviable la amortización del equipo.

La sencillez de la invención permite fabricar en economía de escala, en serie, con dimensiones reducidas aptas para cualquier hogar y de fácil instalación con características técnicas que permiten en su conjunto y algunas por separado un ahorro energético importante en el hogar. La invención realiza siguientes funciones.

1º Sistema de calentamiento de agua caliente sanitaria por bomba de calor, que transporta el calor de los desagües de aguas grises de una vivienda hacia el agua caliente permitiendo un ahorro energético de hasta un 75%.

2º Acumulador de agua caliente sanitaria.

3º Refrigerador de ambiente gratuito en verano por aprovechamiento del agua fría producida en la generación de calor para el agua caliente sanitaria.

4º Elección del momento de consumo eléctrico, para aprovechamiento de la energía eléctrica cuando exista exceso de oferta en la Red Eléctrica (Tarifas valle) que permite un ahorro del 45% en la factura eléctrica.

5º Recuperador del calor residual del agua del desagüe del lavavajillas, lavadora, fregaderos, duchas, bañeras y lavabos.

6º Intercambiador instalado en el depósito de agua fría del electrodoméstico que permitirá un ahorro energético de hasta un 50% del consumo eléctrico de las neveras y congeladores del hogar.

7º Sistema de reaprovechamiento de agua de rechazo de los equipo de ósmosis inversa.

El electrodoméstico de la invención se puede fabricar en serie, con las siguientes aplicaciones y cualidades:

a) Productor y acumulador de ACS con ahorros económicos que permiten un período de retorno de la inversión de su compra sensiblemente inferior a una instalación de recuperación de energía solar térmica. b) Opcionalmente se puede disminuir considerablemente el consumo eléctrico de la nevera y el congelador por el efecto de bajada de la temperatura de condensación con un intercambiador de agua fría procedente del depósito (desde 0 hasta 15ºC) temperatura muy inferior a la del ambiente del hogar (20ºC) de media o la de generación de agua caliente (45-55ºC) propuesta en otras patentes conocidas que recuperan el calor de condensación. c) Opcionalmente se puede disminuir considerablemente el consumo eléctrico de la lavadora y el lavavajillas al recuperar parte de la energía enviada al desagüe en forma de agua caliente y alimentadas o no con sistema bitérmico. d) Opcionalmente se puede recuperar completamente el agua de rechazo de los equipos de ósmosis inversa domésticos consiguiendo grandes ahorros de agua. e) Opcionalmente se puede conseguir ahorros importantes en las secadoras de ropa al generar el calor para el secado y poder reaprovechar el calor latente del agua evaporada. f) En verano se puede conseguir un porcentaje de refrescamiento gratuito del ambiente.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de...

 


Reivindicaciones:

1. Electrodoméstico productor de agua caliente, que tiene:

un circuito frigorífico que tiene:

un depósito de agua caliente (6);

un depósito tampón de agua fría (5);

un evaporador (7) para evaporar un fluido refrigerante;

un condensador (9) para condensar un fluido refrigerante;

un compresor frigorífico (8) que tiene una entrada de frigorífico conectada a una salida del evaporador (7) y una salida de frigorífico conectada a una entrada del condensador (9);

un elemento de expansión (10) que tiene una entrada de expansión conectada a una salida del condensador (9) y una salida de expansión conectada a una entrada del evaporador (7);

caracterizado porque comprende:

una toma de agua de red (1) para abastecer de agua de red al electrodoméstico;

una primera conducción (2) desde la toma de agua de red (1) a una entrada del depósito de agua caliente (6) para abastecer de agua de red al depósito de agua caliente (6);

una segunda conducción (3) desde la toma de agua de red (1) a una entrada del depósito de agua fría (5) para abastecer de agua de red al depósito tampón de agua fría (5);

una tercera conducción (29) desde la toma de agua de red (1) a una entrada de un intercambiador agua-agua (28) que tiene una salida de agua enfriada para consumo (30);

una toma de aguas residuales grises (4) para abastecer de agua al depósito tampón de agua fría (5);

donde:

el depósito tampón de agua fría (5):

aloja el evaporador (7) configurado para enfriar el agua contenida en el depósito tampón de agua fría (5) al absorber el fluido refrigerante en el evaporador (7) el calor sensible del agua contenida en el depósito tampón de agua fría (5), generando agua fría de consumo;

tiene una primera salida de agua fría de consumo (21);

tiene una segunda salida de agua excedentaria para desagües (20);

el depósito de agua caliente (6):

aloja el condensador (9) configurado para calentar el agua contenida en el acumulador de agua caliente (6) al ceder el fluido refrigerante en el condensador (9) el calor de condensación al agua contenida en el acumulador de agua caliente (6), generando agua caliente de consumo;

tiene una salida de agua caliente de consumo (33).

2. Electrodoméstico según la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende una pluralidad de resistencias eléctricas (11) de calentamiento en el depósito de agua caliente (6).

3. Electrodoméstico según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque además comprende:

un intercambiador agua-agua de condensación (12) en el depósito tampón de agua fría (5) configurado para enfriar agua procedente de la condensación de un equipo de refrigeración (32) que ha cedido su calor en un intercambiador de refrigeración (31).

4. Electrodoméstico según la reivindicación 3, caracterizado porque además comprende:

un sensor de temperatura caliente (25) en el depósito de agua caliente (6);

un sensor de temperatura fría (26) en el depósito tampón de agua fría (5);

un sensor de nivel (19) en el depósito tampón de agua fría (5);

medios de control (27) configurados para tomar lecturas del sensor de temperatura caliente (25), del sensor de temperatura fría (26), comparar la hora actual con horas valle y en función de dichos parámetros actuar sobre un elemento seleccionado entre el compresor (8), las resistencias eléctricas (11) y combinaciones de los mismos.

5. Electrodoméstico según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque además comprende un intercambiador ambiental (24) configurado para tomar calor del ambiente, enfriando el ambiente y calentando el agua contenida en el depósito tampón de agua fría (5) para incrementar la capacidad de producción del electrodoméstico.

6. Electrodoméstico según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque además comprende al menos un intercambiador de recuperación (13) para recoger calor residual de desagüe de instalaciones para calentar el agua contenida en el depósito tampón de agua fría (5) para incrementar la capacidad de producción del electrodoméstico.

7. Electrodoméstico según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque además comprende:

un primer intercambiador agua-aire (14) configurado para suministrar calor a una secadora de ropa;

un segundo intercambiador agua-aire (15) configurado para recoger un calor residual de una salida de aire de la secadora.

8. Electrodoméstico según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque además comprende medios de potabilización por ósmosis inversa que comprenden:

una toma de agua fría (16) conectada a una toma de agua de red (1) para suministrar agua de entrada a un equipo de ósmosis inversa;

una salida de agua de rechazo (17) del equipo de ósmosis inversa (18) para enviar el agua de rechazo al depósito tampón de agua fría (5).

9. Electrodoméstico según cualquiera de las reivindicaciones 4-8, caracterizado porque además comprende:

un intercambiador de calor agua-agua de precalentamiento (34) configurado para precalentar agua de toma de la red (1) que tiene:

una entrada (2) conectada a una toma de agua de red (1);

una salida conectada a una entrada de precalentamiento del depósito de agua caliente (6);

una entrada (36) conectada a una toma de aguas grises;

una salida (4) conectada al deposito tampón de agua fría (5);

una válvula automática (35) configurada para ser accionada cuando:

el sensor de temperatura fría (26) tiene una temperatura superior a la temperatura de la toma de agua de red (1) y

hay caudal en la primera conducción (2).


 

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