DISPOSITIVO HIDRÁULICO Y CONJUNTO PROVISTO DEL DISPOSITIVO

SECTOR TÉCNICO

La presente invención se refiere a un dispositivo hidráulico destinado a ser empotrado en una pared o ubicado en un registro adyacente a un punto de consumo de agua caliente sanitaria y provisto de una interfaz al alcance de un usuario y está destinado en primer lugar a gestionar dicho punto de consumo de agua, a evitar el desperdicio de agua, de otro modo desperdiciada mientras el usuario espera la llegada de agua caliente, a ahorrar energía de calentamiento del agua, e incrementar el confort del usuario para que disponga en todo momento de agua a la temperatura que desee y desde el inicio del suministro de de agua.

ANTECEDENTES

En las instalaciones de agua caliente sanitaria es inevitable que el calentador (eléctrico o mediante combustible) esté a una determinada distancia del punto de consumo, distancia que puede ser elevada.

Por ello, cuando un usuario desea utilizar agua caliente, será inevitable que una vez que se abra el grifo de agua caliente el volumen de agua que hay en el tramo de tubería de agua caliente que va desde el calentador hasta el punto de consumo salga fría.

Eso supone un desperdicio de agua y una incomodidad para el usuario.

Por otro lado, tanto los puntos de consumo como el calentador están conectados al suministro de agua corriente, por lo que la entrada de agua fría de un calentador y la entrada de agua fría a cualquier punto de consumo están conectados hidráulicamente.

Esta circunstancia ha sido aprovechada para el control de la temperatura en conductos de agua. En particular, en los documentos ES 1 136 008 U o ES 1 136 010 U se describen sistemas que permiten la recirculación del agua procedente de la tubería de agua caliente por los conductos de agua fría, con la finalidad de desplazar el agua caliente hacia un determinado punto de consumo con el fin de evitar la proliferación de bacterias.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Para resolver los problemas de desperdicio de agua y de incomodidad mencionados más arriba, la presente invención propone un dispositivo hidráulico, que comprende una carcasa y, alojados en la carcasa:

- un conjunto mezclador de agua caliente y fría provisto de una válvula de mezclado, un motor de accionamiento de la válvula de mezclado, una entrada de agua caliente, una entrada de agua fría y una salida de agua;

- un conjunto de dispensación provisto de una electroválvula, una entrada de agua y al menos una salida de agua para su dispensación a un usuario, estando la entrada de agua conectada a la salida de agua del conjunto mezclador;

- un controlador;

- estando el conjunto mezclador, el conjunto de dispensación conectados al controlador, y que comprende un conjunto de bypass provisto de:

- una entrada de agua caliente externa y una entrada de agua fría externa;

- una salida de agua caliente conectada a la entrada de agua caliente del conjunto mezclador y una salida de agua fría conectada a la entrada de agua fría del conjunto mezclador;

- un primer tramo de conexión entre la entrada de agua caliente externa y la salida de agua caliente, un segundo tramo de conexión entre la entrada de agua fría externa y la salida de agua fría y un tercer tramo de conexión entre los tramos de conexión primero y segundo, estando el tercer tramo de conexión provisto de una electroválvula;

- un sensor de temperatura dispuesto en el tramo hidráulico que une la entrada de agua caliente externa y la entrada de agua fría externa pasando por el tercer tramo de conexión.

Ello permite ventajosamente y de forma conocida emplear el conducto de agua fría como vía de recirculación del agua procedente de la tubería de agua caliente y que aún no llega caliente al punto de consumo.

Además, la estructura interna del dispositivo mediante las cuatro unidades principales consistentes en el conjunto mezclador, el conjunto de dispensación, el conjunto de bypass y el controlador, todos ellos elementos disponibles comercialmente, permiten fabricar el dispositivo según la invención con costes competitivos. En algunas realizaciones, el dispositivo comprende una interfaz de usuario conectada al controlador. La interfaz de usuario podría consistir en una pantalla táctil o en su versión más sencilla, una botonera.

En algunas realizaciones, el controlador comprende medios para generar una señal de control de encendido y apagado de Módulo Circulador, siendo los medios cableados o inalámbricos, preferentemente por wifi.

En algunas realizaciones, el controlador está configurado para funcionar con un modo de calentamiento en el que puede abrir o cerrar la electroválvula del conjunto bypass en función de una señal proporcionada por el sensor de temperatura del conjunto de bypass.

En algunas realizaciones, el controlador está configurado para abrir o cerrar la electroválvula del conjunto de dispensación en función de una señal proporcionada por el sensor de temperatura del conjunto de bypass.

En algunas realizaciones, la electroválvula del conjunto de dispensación es de tipo todo o nada o bien de tipo proporcional.

En algunas realizaciones, el conjunto de dispensación comprende una pluralidad de salidas de agua para su dispensación a un usuario.

En algunas realizaciones, el controlador puede activar el modo de calentamiento cuando un usuario solicita agua con una determinada temperatura.

En algunas realizaciones, el controlador puede activar el modo de calentamiento cuando ha pasado un mínimo tiempo predeterminado desde el último uso.

La invención también se refiere a un conjunto que comprende un dispositivo según cualquiera de las variantes inventivas anteriores y caja de preinstalación, estando el dispositivo alojado en la caja de preinstalación.

En algunas realizaciones el conjunto comprende un Módulo Circulador destinado a ser dispuesto en señe en un circuito formado por una tubería de agua caliente, una tubería de agua fría y un calentador.

A continuación se describen unas realizaciones modulares de la invención.

En estas realizaciones de tipo modular, el conjunto mezclador y el conjunto de dispensación están agrupados en un módulo, cuyas entradas son la entrada de agua caliente y la entrada de agua fría y que comprende la salida de agua.

En algunas realizaciones, el dispositivo comprende una pluralidad de módulos, estando el conjunto de bypass provisto de una salida de agua caliente y una salida de agua fría para cada módulo.

Preferentemente, en el caso de que haya una pluralidad de módulos, cada uno de ellos está provisto de un controlador.

En algunas realizaciones, el dispositivo comprende un elemento de posicionamiento y fijación dispuesto entre cada par de módulos. Preferentemente, también se pueden prever unas placas de extremo de cierre y fijación, preferentemente provistas de orificios pasantes para el apriete mediante espárrago.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con unos ejemplos de realización práctica de la invención, se acompaña como parte integrante de la descripción, un juego de figuras en el que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 es un diagrama de bloques que muestra los diferentes componentes del dispositivo de la invención.

La figura 2 muestra el contexto de instalación del dispositivo según la invención.

Las figuras 3 a 6 ¡lustran el funcionamiento del dispositivo según la invención.

La figura 7 ¡lustra el funcionamiento del dispositivo entregando el agua caliente en el punto de consumo una vez esta ha llegado.

Las figuras 8 y 9 muestran las dos partes de diagrama de flujo que constituyen de una realización del algoritmo de funcionamiento del dispositivo según la invención, constituyendo el algoritmo una invención por sí mismo.

Las figuras 10 y 11 muestran realizaciones del sistema según la invención en las que la interfaz está dispuesta al alcance del usuario, mientras que los otros componentes del dispositivo están dispuestos en otro lugar, tal como por ejemplo un falso techo.

La figura 12 muestra un esquema de una realización modular de la invención.

La figura 13 muestra un módulo de dispensación para un punto de consumo, en la realización modular.

La figura 14 muestra un conjunto de bypass para una realización modular que comprende un solo módulo.

La figura 15 muestra los componentes de las figuras 13 y 14, ensamblados.

La figura 16 muestra un conjunto de bypass para una realización modular que comprende dos módulos de dispensación.

La figura 17 muestra los componentes de las figuras 13 y 16, ensamblados.

La figura 18 muestra un conjunto de bypass destinada a una realización modular que comprende tres módulos de dispensación.

La figura 19 muestra un conjunto de bypass para un dispositivo provisto de cuatro módulos y los cuatro módulos, ensamblados y provisto de elementos de posicionamiento y fijación entre cada par de módulos.

Las figuras 20 y 21 son dos vistas en perspectiva de una realización del elemento de posicionamiento y fijación, que en este caso comprende orificios para el paso de espárragos de apriete. La figura 22 muestra dos módulos y un elemento de posicionamiento y fijación entre ambos, montado.

Las figuras 23 y 24 son dos vistas en perspectiva de una placa de extremo de cierre y fijación.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA DE LA INVENCIÓN

En la descripción de las posibles realizaciones preferidas de la invención se precisa dar numerosos detalles para favorecer una mejor comprensión de la invención. Aun así, resultará aparente para el experto en la materia que la invención puede ser implementada sin estos detalles específicos. Por otra parte, las características bien conocidas no se han descrito en detalle para evitar complicar innecesariamente la descripción.

En la presente descripción cuando se indique que una válvula está abierta significa que deja pasar el agua y cerrada significa que no deja pasar el agua, es decir que los términos abierto y cerrado no se emplean en el sentido que se le da en circuitos eléctricos.

Tal como se muestra en la figura 1 , la invención se refiere a un dispositivo D hidráulico, que comprende una carcasa C.

En la carcasa C hay alojados los siguientes componentes:

Un conjunto mezclador 1 de agua caliente y fría. Este conjunto 1 , que puede consistir en un cartucho cerámico progresivo de tipo comercialmente disponible, comprende una válvula de mezclado, un motor de accionamiento de la válvula, una entrada de agua caliente 11 , una entrada de agua fría 12 y una salida de agua 13 generalmente mezclada;

Un conjunto 2 de dispensación que está provisto de una electroválvula 21 , una entrada de agua 22 y al menos una salida de agua 01 para su dispensación a un usuario, estando la entrada de agua 22 conectada a la salida de agua 13 mezclada del conjunto mezclador 1 ; un controlador p.

El conjunto mezclador 1 , el conjunto 2 de dispensación están conectados al controlador p. El cableado no se ha representado en la figura 1 .

El dispositivo D también comprende un conjunto 3 de bypass provisto de:

- una entrada de agua caliente externa IC y una entrada de agua fría externa IF;

- una salida de agua caliente 31 conectada a la entrada de agua caliente 11 del conjunto mezclador 1 y una salida de agua fría 32 conectada a la entrada de agua fría 12 del conjunto mezclador 1 ;

- un primer tramo de conexión C1 entre la entrada de agua caliente externa IC y la salida de agua caliente 31 , un segundo tramo de conexión C2 entre la entrada de agua fría externa IF y la salida de agua fría 32 y un tercer tramo de conexión C3 entre los tramos de conexión primero C1 y segundo C2, estando el tercer tramo de conexión C3 provisto de una electroválvula V3;

- un sensor de temperatura S3 dispuesto en el parcial del tramo hidráulico C3 comprendido entre la electroválvula V3 y el tramo de conexión C1 .

En esta realización el sensor de temperatura S3 está dispuesto específicamente en el tramo parcial hidráulico C3 comprendido entre la electroválvula V3 y el tramo de conexión C1 , es decir a la izquierda de la válvula V3 en la figura. Esta disposición se prefiere porque la detección de la temperatura será independiente del buen funcionamiento de la válvula.

Por lo tanto, el dispositivo comprende los elementos necesarios para actuar como un bypass para el agua que llega por la tubería de agua caliente TAC y que esta sea recirculada hacia el calentador por la tubería de agua fría TAF, tal como se muestra en la secuencia ¡lustrada en las figuras 3 a 6. Se destaca en la figura 2 la presencia de una válvula antirretorno dispuesta en la llegada del suministro de agua de red de acuerdo a la normativa y que garantiza el correcto funcionamiento y seguridad del sistema.

En un primer momento, el usuario introduce en la interfaz de usuario H/M una orden de suministro de agua a una temperatura determinada. En ese momento, estando la válvula de bypass abierta y la válvula de dispensación al usuario cerrada, se activa el Módulo Circulador

En esta configuración, el usuario se mantiene a la espera, pues el dispositivo no dispone aún de agua caliente. El agua caliente va avanzando por la tubería de agua caliente, lo cual se ha representado en las figuras mediante unos trazos gruesos. El avance del agua caliente provoca el desplazamiento del agua fría de la tubería de agua fría, pero en dirección al calentador. De este modo durante el tiempo de espera a la llegada de agua caliente el agua fría no se pierde si no que se recircula.

Una vez que el agua caliente llega al dispositivo, la válvula de bypass V3 se cierra y Módulo Circulador MC se desactiva gracias a la señal proporcionada por el sensor de temperatura S3 del conjunto de bypass 3, y el agua caliente ya entra el conjunto de mezclado 1 . En ese momento, ya se abre la válvula de dispensación 21 , y se suministra agua mezclada al usuario a la temperatura de consigna preestablecida.

Tal como se ¡lustra en la figura 10, el dispositivo D de las realizaciones ¡lustradas esta dispuesto en la misma ubicación que la interfaz de usuario H/M siendo esta el punto de acceso a la misma. Sin embargo, se prevé otra disposición de instalación para el dispositivo D separado de la interfaz de usuario H/M en cualquier otro punto registrable y accesible para mantenimientos y reparaciones cerca del punto de suministro de agua, ya sea falso techo, debajo del lavabo, debajo la bañera, etc.

Esta segunda disposición permite un sistema de instalación modular del dispositivo D permitiendo el ensamblado de numerosos dispositivos D con sus respectivas interfaces de usuario H/M para dar servicio a múltiples salidas de agua de forma simultánea e independiente, como se ¡lustra en la figura 11 , incluso siendo puntos de servicio distintos, es decir, distintas duchas, lavabos, etc. Además, esta disposición simplifica en gran medida el dispositivo D eliminando el conjunto 2 ya que, como se detalla en este punto, cada dispositivo D gestiona de forma independiente cada salida de agua tanto la apertura y cierre mediante el propio cartucho cerámico progresivo del conjunto mezclador 1 como la regulación de temperatura mediante el mismo cartucho cerámico progresivo del conjunto mezclador 1. Adicionalmente, en la entrada de agua 22 se prevé la posibilidad de ensamblar un modulo regulador de caudal para la regulación del caudal del punto de servicio ya que tanto el controlador p como la Interfaz de usuario H/M están dotados para la conexión e interacción con este elemento.

La electroválvula 21 del conjunto 2 de dispensación es de tipo todo o nada o bien de tipo proporcional. El conjunto de dispensación comprende una pluralidad de salidas de agua 01 , 02, 03 para su dispensación a un usuario.

También se prevé que el controlador p pueda desactivar el modo de calentamiento cuando ha pasado un mínimo tiempo predeterminado desde el último uso.

La invención también se refiere a un conjunto de dispositivo D según cualquiera de las vahantes expuestas más arriba y una caja de preinstalación H, estando el dispositivo D alojado en la caja de preinstalación H. El conjunto comprende preferentemente un Módulo Circulador destinado a ser dispuesto en serie en un circuito formado por una tubería de agua caliente TAC, una tubería de agua fría TAF y un calentador Q.

Hasta ahora se ha descrito una realización del dispositivo basada en la disposición de los elementos en una caja de preinstalación.

A continuación, se describirá otra vanante de realización de la invención, de tipo modular, que puede prescindir de caja de preinstalación, al estar los propios componentes modulares provistos de sus carcasas CM 12, CM3.

La figura 13 muestra un módulo M12 que agrupa al conjunto mezclador 1 y al conjunto 2 de dispensación. Como se puede apreciar, externamente este módulo presenta la entrada de agua caliente 11 y la entrada de agua fría 12 y también la salida de agua 01 . Como su nombre indica, este módulo permite tanto mezclar como dispensar el agua a la temperatura indicada por el usuario. Cada uno de estos módulos está concebido para dar servicio a un punto de consumo, por lo que cada uno está provisto de un controlador p.

Este módulo puede combinarse con un conjunto de bypass 3 como el de la figura 14 destinado a la recepción de un solo módulo mezclador y de dispensación, tal como se muestra en la figura 15.

El concepto modular aplicado a la invención se ¡lustra en las figuras 16 a 19, donde se muestran dispositivos compuestos por una pluralidad de módulos M12, preferentemente todos idénticos. En este caso, tal como se muestra en las figuras 16 o 18, el conjunto 3 de bypass está provisto de una salida de agua caliente 31 y una salida de agua fría 32 para cada módulo M12. Obviamente, aunque dé servicio a varios módulos M12, el módulo de bypass 3 tienen una única válvula de bypass.

Tal como se muestra en las figuras 20 a 24, la realización modular se completa con unos elementos de posicionamiento y fijación S12 dispuestos entre cada par de módulos M12 y cuando sea necesario unas placas de extremo de cierre y fijación TE, preferentemente provistas de orificios pasantes para el apriete mediante espárrago.

A continuación se va a describir en detalle un posible modo de funcionamiento del dispositivo con ayuda de los diagramas de flujo de las figuras 8 y 9. Nótese que entre ambos constituyen un algoritmo de control cerrado, es decir completo.

En primer lugar, por defecto el dispositivo se encuentra en estado “Deep-Standby” (Dormido).

Al detectar presencia y/o movimiento el dispositivo pasa a un estado de Standby activo opcionalmente mostrando un mensaje de bienvenida a través de la interfaz.

Cuando la interfaz táctil detecta un contacto en cualquier punto de su superficie, el dispositivo se activa.

El usuario mediante contacto con la interfaz selecciona una temperatura de consigna y selecciona cual es la salida de agua por la que desea iniciar el proceso de uso del punto de servicio, ésta última situación solo se dará en aquellos casos en los que el punto de servicio disponga de más de una tipología de salida de agua como, por ejemplo, duchas o bañeras.

Si la temperatura de consigna es igual o inferior a 20°C se activa directamente el punto de servicio en modo estándar sin activar previamente el sistema “warm-up”. Obviamente se podría seleccionar otra temperatura umbral.

Si la temperatura de consigna es superior a 20°C automáticamente el sistema chequea el tiempo transcurrido dese el ultimo uso del punto de servicio así como la temperatura de suministro del agua.

- si este es superior a 15’ directamente se activa el sistema “warm-up”, pues puede suponerse que el agua de la tubería de conexión hasta el calentador se ha enfriado;

- si este es inferior a 15’ pero superior a 5’ el sistema chequea la señal de la sonda de temperatura (S3); es decir, se trata de una zona intermedia en la que se podría decidir activar el mecanismo de “warm-up” o no.

- si la lectura de temperatura de la S3 es 4 ^o inferior o más que la temperatura de consigna, (siendo esta como mínimo >20°), se activa el sistema “warm-up”.

- si la lectura de temperatura de la S3 no resulta al menos 3,9° inferior que la temperatura de consigna, (siendo esta como mínimo >20°), se activa directamente el punto de servicio en modo estándar sin activar previamente el sistema “warm-up”.

- si este es inferior a 5’ y la temperatura del último uso ha sido >20° se activa directamente el punto de servicio en modo estándar sin activar previamente el sistema “warm-up”.

Cuando se activa el sistema “Warm-up”, el controlador (p) genera una señal para la activación del Módulo Circulador (MC) o bomba de recirculación y automáticamente se chequea la señal de la sonda de temperatura (S3).

Cuando la lectura de temperatura de la sonda (S3) alcanza o supera la temperatura de consigna en un plazo de tiempo no superior a 5’ finaliza el proceso “Warm-up” y automáticamente a través del controlador se emite una señal de desactivación del (MC) y simultáneamente se activa el suministro de agua del punto de servicio, entregándose esta, en consecuencia, a la temperatura de consigna previamente seleccionada.

Si al activar el sistema “Warm-up" (sistema de calentamiento) y una vez transcurridos 5’ y 1” la lectura de la sonda de temperatura (S3) no ha alcanzado la temperatura de consigna o superior, el sistema “Warm-up" se apagará volviendo el dispositivo a modo Standby (modo de espera) y mostrando un mensaje de ERROR en la interfaz.

Para finalizar la utilización del punto de servicio el usuario mediante un contacto en la interfaz desactiva el dispositivo volviendo este a modo Standby.

Transcurridos 5 minutos sin detección de presencia y/o movimiento el dispositivo entra en modo Deep-Standby (modo de espera profundo).

Cuando se activa el punto de servicio (es el equivalente a un grifo, cualquier tipología de grifo) en modo estándar, este se comporta, como su nombre indica, como una grifería electrónica convencional, con todas sus funcionalidades operativas mediante interacción directa a través de su interfaz, dichas funcionalidades son: abrir y cerrar flujo de agua, selección de temperatura y caudal, pausa y selección de las distintas opciones de salida del agua.

En resumen, los modos de funcionamiento son los siguientes:

1) Sistema o modo “Warm-up”. Proceso automático que permite al dispositivo que gestiona un punto de servicio de agua, suministrar el agua a la temperatura de agua, ya sea caliente o atemperada, deseada desde el primer instante en que esta comienza a fluir por la salida de agua del mismo.

2) Modo Estándar: Modo de funcionamiento convencional de grifería electrónica que no incluye la funcionalidad del sistema “Warm-up".

3) En todos los casos, una vez finalizado el proceso “Warm-up" el dispositivo pasa a modo Estándar.

4) Todos los valores de temperatura y tiempo reflejados en este documento y en el diagrama de flujo que lo encabeza son susceptibles de variación en función de las necesidades, es decir que los valores específicos se han ofrecido a modo de ejemplo realista.

Leyendas de las figuras 8 y 9

8.1 Stand by

8.2 Encendido (On) e Inicio uso punto de Servicio

8.3 El usuario selecciona la temperatura de consigna que desea

8.4 Temperatura de consigna superior 20°

8.5 Verificar tiempo transcurrido desde el último uso

8.6 Condición Tiempo superior a 15 segundos

8.7 Tiempo inferior a 15 segundos y superior a 5 segundos

8.8 Tiempo inferior a 5 segundos

8.9 Verificar sensor de temperatura S3

8.10 Inicio de funcionamiento estándar sin “warm-up" (el sistema funciona como un grifo convencional)

8.11 La lectura del sensor de temperatura (S3) es 4 ^o inferior o más de la temperatura de consigna

9.1 Inicio Sistema “Warm Up" 9.2 Verificar sensor de temperatura S3

9.3 El sensor de temperatura S3 detecta que la temperatura del agua ha llegado a la temperatura de consigna en un tiempo inferior a 5 segundos

9.4 Parada del proceso de “Warm Up" y se abre el suministro de agua. La temperatura del agua corresponde a la temperatura de consigna seleccionada

9.5 Apagado y finalización de uso del punto de servicio

9.6 Bloqueo del sistema, lanzamiento de la alarma: “Falta de agua caliente”

9.7 Rearme A la vista de esta descripción y figuras, el experto en la materia podrá entender que la invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de la misma, pero que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes, sin salir del objeto de la invención tal y como ha sido reivindicada. En este texto, el término “comprende” y sus derivaciones (como “comprendiendo”, etc.) no deben entenderse en un sentido excluyente. Es decir, estos términos no deben interpretarse como excluyentes de la posibilidad de que lo que se describe y define pueda incluir más elementos, etapas, etc.