ES2555532A2

ES2555532A2 - Método y sistema para mejorar la eficiencia espacial de un sistema de horno

Info

Publication number: ES2555532A2
Application number: ES201590005A
Authority: ES
Inventors: T. MYSZKA Ronald; T. YOUNG Bruce
Original assignee: Foster Wheeler USA Corp; Foster Wheeler Inc
Current assignee: Foster Wheeler Inc; Amec Foster Wheeler USA Corp
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2016-01-04
Anticipated expiration: 2033-03-07
Also published as: CA2879945C; BR112015002425A2; CN104662386A; CL2015000280A1; US20170114278A1; US20140045133A1; US9239190B2; US20160083656A1; MY171515A; US10233391B2; WO2014025390A1; BR112015002425B1; ES2555532R1; PH12015500163A1; ES2555532B2; MY201360A; US9567528B2; ZA201509172B; US20190161681A1; DE112013003968T5

Abstract

Un sistema de horno que incluye al menos una sección radiante inferior que tiene un primer fogón situado en la misma y al menos una sección radiante superior situada por encima de la al menos una sección radiante inferior. La al menos una sección radiante superior tiene un segundo fogón situado en la misma. El sistema de horno además incluye al menos una sección de convección situada por encima de la al menos una sección radiante superior y una vía de escape definida por el primer fogón, el segundo fogón y la al menos una sección de convección. La disposición de la al menos una sección radiante superior por encima de la al menos una sección radiante inferior reduce el área requerida para la construcción del sistema de horno.

Description

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DESCRIPCION

Metodo y sistema para mejorar la eficiencia espacial de un sistema de horno.

Referencia cruzada a la solicitud relacionada

Esta solicitud reivindica prioridad sobre, e incorpora por referencia a todos los efectos todo lo que se divulga en la solicitud provisional de patente de EE.UU. N° 61/680.363, presentada el 7 de agosto del 2012.

Antecedentes

Campo de la invention

La presente invencion se refiere en general a un aparato para operaciones de refinado, y mas particularmente, pero no a modo de limitation, a sistemas de horno que tienen secciones radiantes orientadas verticalmente.

Historia de la tecnica relacionada

La coquizacion retardada se refiere a un proceso de refinado que incluye calentar un aceite residual de alimentation, constituido por una cadena larga de moleculas de hidrocarburos pesados, a una temperatura de craqueo en un sistema de horno. Tlpicamente, los sistemas de horno utilizados en los procesos de coquizacion retardada incluyen una pluralidad de tubos dispuestos en una configuration de multiples pasos. Con frecuencia, un sistema de horno incluye al menos una section de convection y al menos una section radiante. El aceite residual de alimentacion se pre-calienta en la al menos una seccion de conveccion antes de trasladarse a la al menos una seccion radiante donde el aceite residual de alimentacion se calienta a la temperatura de craqueo. En algunos casos, las consideraciones de diseno determinan que el sistema de horno incluya multiples secciones de conveccion y multiples secciones radiantes. Semejante disposition requiere un area de tamano suficiente en la que colocar el sistema de horno.

En algunos casos, las restricciones de espacio limitan el numero de secciones radiantes que pueden colocarse en una disposicion lado a lado en una zona dada. Esto tiene como resultado que el sistema de horno se construya con un numero de secciones radiantes inferior al ideal. Por tanto, serla beneficioso disenar el sistema de horno para que permita la colocation de multiples secciones radiantes o secciones de conveccion en un area mas pequena.

La patente de EE.UU. N° 5.878.699, concedida a la empresa M.W. Kellogg Company, divulga un horno de procesado de doble celda que utiliza un par de celdas radiantes. El par de celdas radiantes se dispone en estrecha proximidad la una de la otra en una orientation general de lado a lado. Una seccion de conveccion elevada se coloca por encima, y centrada entre el par de celdas radiantes. Los gases de combustion se extraen en la seccion de conveccion mediante ventiladores de tiro forzado e inducido. El horno de procesado de doble celda requiere un area mas pequena y permite una mayor flexibilidad en el calentamiento de multiples servicios y una sustitucion mas sencilla del tubo radiante.

Sumario

La presente invencion se refiere a un aparato para operaciones de refinado. En un aspecto, la presente invencion se refiere a un sistema de horno. El sistema de horno que incluye al menos una seccion radiante inferior que tiene un primer fogon situado en la misma y al menos una seccion radiante superior situada por encima de la al menos una seccion radiante inferior. La al menos una seccion radiante superior tiene un segundo fogon situado en la misma. El sistema de horno ademas incluye al menos una seccion de conveccion situada por encima de la al menos una seccion radiante superior y una via de escape definida por el primer fogon, el segundo fogon, y la al menos una seccion de conveccion. La disposicion de la al menos una

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seccion radiante superior por encima de la al menos una seccion radiante inferior reduce un area requerida para la construction del sistema de horno.

En otro aspecto, la presente invention se refiere a un metodo para reducir el area requerida para la construccion de un sistema de horno. El metodo incluye la provision de al menos una seccion radiante inferior y la provision de al menos una seccion radiante superior. El metodo ademas incluye disponer la al menos una seccion radiante superior por encima de la al menos una seccion radiante inferior y proporcionar una seccion de convection situada por encima de la al menos una seccion radiante superior. La disposition de la al menos una seccion radiante superior por encima de la al menos una seccion radiante inferior reduce el area requerida para la construccion del sistema de horno.

Breve descripcion de los dibujos

Se puede obtener una comprension mas completa del metodo y del sistema de la presente invencion por referencia a la siguiente Descripcion Detallada cuando se toma junto con los dibujos que la acompanan, en los que:

La Figura 1 es un diagrama esquematico de un sistema de refinado de acuerdo con un ejemplo de realization;

La Figura 2 es un diagrama esquematico de un sistema de horno de la tecnica anterior;

La Figura 3 es una vista en seccion transversal de una seccion radiante de un sistema de horno de acuerdo con un ejemplo de realizacion;

La Figura 4 es un diagrama esquematico de un sistema de horno de acuerdo con un ejemplo de realizacion;

La Figura 5 es un diagrama esquematico de un sistema de horno de acuerdo con un ejemplo de realizacion; y

La Figura 6 es un diagrama de flujo de un proceso para construir un sistema de horno de acuerdo con un ejemplo de realizacion.

Descripcion detallada

A continuation se describen varios modos de realizacion de la presente invencion de manera mas completa con referencia a los dibujos adjuntos. La invencion, sin embargo, puede realizarse de muchas formas diferentes y no debera interpretarse que esta limitada a los modos de realizacion que se presentan en este documento.

La Figura 1 es un diagrama esquematico de un sistema de refinado de acuerdo con un ejemplo de realizacion. Un sistema de refinado 100 incluye una unidad de destilacion atmosferica 102, una unidad de destilacion al vaclo 104 y una unidad de coquizacion retardada 106. En un modo de realizacion tlpico, la unidad de destilacion atmosferica 102 recibe una carga de petroleo crudo 120. El agua y otros contaminantes tlpicamente se retiran de la carga de petroleo crudo 120 antes de que la carga de petroleo crudo 120 entre en la unidad de destilacion atmosferica 102. La carga de petroleo crudo 120 se calienta a presion atmosferica hasta un intervalo de temperaturas de, por ejemplo, entre 343,33 °C (650 °F) aproximadamente y 371,11 °C (700 °F) aproximadamente. Los materiales ligeros 122 que hierven por debajo de 343,33 °C-371,11 °C (650 °F-700 °F) aproximadamente se capturan y procesan en otro sitio para producir, por ejemplo, gas combustible, nafta, gasolina, combustible para aviones y combustible diesel. Los materiales mas pesados 123 que hierven a mas de 343,33 °C-71,11 °C (650 °F-700 °F) aproximadamente (a veces referido como "residuo atmosferico") se retiran de un fondo de la unidad de destilacion atmosferica 102 y se trasladan a la unidad de destilacion al vaclo 104.

Aun con referencia a la Figura 1, los materiales mas pesados 123 entran en la unidad de

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destilacion al vaclo 104 y se calientan a una presion muy baja hasta un intervalo de temperaturas de, por ejemplo, entre 371,11 °C (700 °F) aproximadamente y 426,67 °C (800°F) aproximadamente. Los materiales ligeros 125 que hierven por debajo de 371,11 °C-426,67 °C (700 °F-800 °F) aproximadamente se capturan y procesan en otro sitio para producir, por ejemplo, gasolina y asfalto. Un aceite residual de alimentacion 126 que hierve por encima de 371,11 °C-426,67 °C (700 °F-800 °F) aproximadamente (a veces denominado "residuo al vaclo") se retira de un fondo de la unidad de destilacion al vaclo104 y se traslada a la unidad de coquizacion retardada 106.

Aun con referencia a la Figura 1, de acuerdo con los ejemplos de realization, la unidad de coquizacion retardada 106 incluye un horno 108 y un tambor de coque 110. El aceite residual de alimentacion 126 se precalienta y se mete en el horno 108 donde el aceite residual de alimentacion 126 se calienta a un intervalo de temperaturas de, por ejemplo, entre 482,22 °C (900 °F) aproximadamente y 504.44 °C (940 °F) aproximadamente. Tras calentarlo, se alimenta el tambor de coque 110 con el aceite residual de alimentacion 126. El aceite residual de alimentacion 126 se mantiene en un intervalo de presiones de, por ejemplo, entre 0,17 MPa (25 psi) aproximadamente y 0,52 MPa (75 psi) aproximadamente para un ciclo especlfico de tiempo hasta que el aceite residual de alimentacion 126 se separa en, por ejemplo, vapores de hidrocarburos y coque solido 128. En un modo de realizacion tlpico, el ciclo de tiempo especlfico varla de 10 horas aproximadamente a 24 horas aproximadamente. A la separation del aceite residual de alimentacion 126 se la conoce como "craqueo." El coque solido 128 se acumula empezando por la region del fondo 130 del tambor de coque 110.

Aun con referencia a la Figura 1, de acuerdo con los ejemplos de realizacion, una vez que el coque solido 128 alcanza un nivel predeterminado en el tambor de coque 110, el coque solido 128 se retira del tambor de coque 110 a traves de, por ejemplo, metodos mecanicos o hidraulicos. La retirada del coque solido 128 del tambor de coque 110 se conoce como, por ejemplo, "limpieza," "limpieza de coque," o "decoquizado". El flujo del aceite residual de alimentacion 126 se desvla alejandolo del tambor de coque 110 hasta al menos un segundo tambor de coque 112. El tambor de coque 110 se rocla entonces con vapor para desprender los restos de hidrocarburos sin craquear. Una vez que se ha enfriado el tambor de coque 110, por ejemplo, por inyeccion de agua, se retira el coque solido 128 mediante, por ejemplo, metodos mecanicos o hidraulicos. El coque solido 128 cae a traves de la region de fondo 130 del tambor de coque 110 y se recupera en un pozo de coque 114. El coque solido 128 se envla entonces desde la refinerla para abastecer el mercado de coque. En varios modos de realizacion, el flujo del aceite residual de alimentacion 126 puede desviarse hasta el al menos un segundo tambor de coque 112 durante la decoquizacion del tambor de coque 110 manteniendo de ese modo, el sistema de refinado 100 continuamente en funcionamiento.

La Figura 2 es un diagrama esquematico de un sistema de horno de la tecnica anterior. Un sistema de horno 200 de la tecnica anterior tlpicamente incluye una pluralidad de secciones de convection 202 y una pluralidad de secciones radiantes 204. La disposition representada en la Figura 2 muestra, por ejemplo, dos secciones de conveccion 202 orientadas en general, por encima de cuatro secciones radiantes 204. La pluralidad de secciones radiantes 204 tlpicamente esta orientada en una disposicion lado a lado de la una con respecto a la otra. En funcionamiento, el aceite residual de alimentacion 126 (mostrado en la Figura 1) entra en una de la pluralidad de secciones de conveccion 202 a traves de una entrada de conveccion 206. Los gases de combustion, generados por la pluralidad de secciones radiantes 204, se elevan a traves de la pluralidad de secciones de conveccion 202 y precalientan el aceite residual de alimentacion 126. El aceite residual de alimentacion 126 sale de la pluralidad de secciones de conveccion 202 por una salida de conveccion 208 y se traslada a una de la pluralidad de secciones radiantes 204. El aceite residual de alimentacion 126 precalentado entra en la pluralidad de secciones radiantes 204 por una entrada radiante 210 y se calienta a la temperatura de craqueo. Una vez calentado, el aceite residual de alimentacion 126 deja la pluralidad de secciones radiantes 204 por una salida radiante 212 y se traslada al tambor de

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coque 110 (mostrado en la Figura 1).

La Figura 3 es una vista en seccion transversal de una seccion radiante de acuerdo con un ejemplo de realization. Una seccion radiante 300 incluye una unidad de quemador 302. A modo de ejemplo, la seccion radiante 300 mostrada en la Figura 2 incluye un par de unidades de quemador 302 que se situan enfrentadas. Un fogon 304 esta definido entre el par de unidades de quemador 302 situadas enfrentadas. Una serpentln de procesado 306 se situa dentro del fogon 304. En un modo de realizacion tlpico, el serpentln de procesado 306 contiene el aceite residual de alimentation 126 (mostrado en la Figura 1). Cuando la seccion radiante 300 esta en funcionamiento, subproductos de la combustion y gases de escape, a los que se hace referencia como "gases de combustion," se acumular en el fogon 304. En un modo de realizacion tlpico, los gases de combustion se expulsan a traves de una abertura superior 308 del fogon.

La Figura 4 es un diagrama esquematico de un sistema de horno de acuerdo con un ejemplo de realizacion. Un sistema de horno 400 incluye al menos una seccion de convection 402, al menos una seccion radiante inferior 404 y al menos una seccion radiante superior 406. A modo de ejemplo, el sistema de horno 400 representado en la Figura 4 ilustra, por ejemplo, dos secciones de conveccion 402, dos secciones radiantes inferiores 404 y dos secciones radiantes superiores 406; sin embargo, puede utilizarse cualquier numero de secciones de conveccion 402, cualquier numero de secciones radiantes inferiores 404 y cualquier numero de secciones radiantes superiores 406, dependiendo de los requisitos del diseno. En un modo de realizacion tlpico, la al menos una seccion radiante superior 406 esta montada por encima de la al menos una seccion radiante inferior 404. La disposition de la al menos una seccion radiante superior 406 por encima de la al menos una seccion radiante inferior 404 permite que el sistema de horno 400 se construya en un area mas pequena en comparacion con la tecnica anterior de disposiciones lado a lado, tal y como se muestra en la Figura 2. En un ejemplo de realizacion, en el sistema de horno 400 mostrado en la Figura 4 se colocan cuatro secciones radiantes (404, 406) en un area que normalmente requerirla un sistema de horno que tiene dos secciones radiantes (404, 406).

Aun con referencia a la Figura 4, un primer fogon 422 asociado con la al menos una seccion radiante inferior 404 esta acoplada de forma fluida y termicamente expuesta, a un segundo fogon 424 asociado con la al menos una seccion radiante superior 406. En un modo de realizacion tlpico, la al menos una seccion de conveccion 402 esta acoplada de forma fluida y termicamente expuesta, al segundo fogon 424. En funcionamiento, la al menos una seccion radiante inferior 404 y la al menos una seccion radiante superior 406 producen gases de escape y subproductos de la combustion, conocidos como "gases de combustion". En un modo de realizacion tlpico, los gases de combustion que se han acumulado en el primer fogon 422 y en el segundo fogon 424 se elevan a traves de la al menos una seccion de conveccion 402. Los gases de combustion proporcionan una transferencia de calor por conveccion a la al menos una seccion de conveccion 402. El primer fogon 422, el segundo fogon 424 y la al menos una seccion de conveccion 402 definen juntas una via de escape 426 para evacuar los gases de combustion. Se monta una chimenea 408 por encima y se acopla de manera fluida, a la al menos una seccion de conveccion 402. Los gases de combustion que se acumulan en la via de escape 426 se extraen a traves de la chimenea 408.

Aun con referencia a la Figura 4, la al menos una seccion de conveccion 402 incluye una entrada de conveccion 410 y una salida de conveccion 412. De manera similar, la al menos una seccion radiante inferior 404 incluye una primera entrada radiante 414 y una primera salida radiante 416. La al menos una seccion radiante superior 406 incluye una segunda entrada radiante 418 y una segunda salida radiante 420. En un modo de realizacion tlpico, la entrada de conveccion 410 recibe el aceite residual de alimentacion 126 (mostrado en la Figura 1). La salida de conveccion 412 se acopla fluidamente a la primera entrada radiante 414 y a la segunda entrada radiante 418. En un modo de realizacion tlpico, la primera salida radiante 416

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y la segunda salida radiante 420 estan acopladas de forma fluida al tambor de coque 110 (mostrado en la Figura 1). En varios modos de realization alternativos, la salida de convection 412 esta acoplada fluidamente a la primera entrada radiante 414 y una segunda salida de conveccion (no se muestra expllcitamente) esta acoplada a la segunda entrada radiante 418.

Aun con referencia a la Figura 4, en funcionamiento, el aceite residual de alimentation 126 (mostrado en la Figura 1) entra en la al menos una section de conveccion 402 por la entrada de conveccion 410. El aceite residual de alimentacion 126 se pre-calienta en la al menos una seccion de conveccion 402 por transferencia de calor por conveccion. A continuacion, el aceite residual de alimentacion 126 deja la al menos una seccion de conveccion 402 por la salida de conveccion 412 y se traslada a una de la al menos una seccion radiante inferior 404 o la al menos una seccion radiante superior 406. El aceite residual de alimentacion 126 entra en la al menos una seccion radiante inferior 404 por la primera entrada radiante 414. El aceite residual de alimentacion 126 entra en la al menos una seccion radiante superior 406 por la segunda entrada radiante 418.

En la al menos una seccion radiante inferior 404 y la al menos una seccion radiante superior 406, el aceite residual de alimentacion 126 se calienta a temperatura de craqueo en el intervalo de, por ejemplo, entre 482,22 °C (900 °F) aproximadamente y 504,44 °C (940 °F) aproximadamente. Tras calentarlo, el aceite residual de alimentacion 126 deja la al menos una seccion radiante inferior 404 por la primera salida radiante 416. El aceite residual de alimentacion 126 deja la al menos una seccion radiante superior 406 por la segunda salida radiante 420. Al dejar la al menos una seccion radiante inferior 404 o la al menos una seccion radiante superior 406, el aceite residual de alimentacion 126 se traslada al tambor de coque 110 (mostrado en la Figura 1). En un modo de realizacion tlpico, la al menos una seccion radiante inferior 404 y la al menos una seccion radiante superior 406 estan conectadas de manera fluida en paralelo a la al menos una seccion de conveccion 402. Sin embargo, en varios modos de realizacion alternativos, la al menos una seccion radiante inferior 404 y la al menos una seccion radiante superior 406 pueden conectarse en serie a la al menos una seccion de conveccion 402.

Aun con referencia a la Figura 4, en funcionamiento, la al menos una seccion radiante inferior 404 y la al menos una seccion radiante superior 406 se controlan independientemente. En un modo de realizacion tlpico, una temperatura del aceite residual de alimentacion 126 en la primera salida radiante 416 es sustancialmente igual a una temperatura del aceite residual de alimentacion 126 en la segunda salida radiante 420. En un modo de realizacion tlpico, los gases de combustion descargados desde la seccion radiante inferior 404 suavizaran un perfil de flujo de un serpentln de procesado, asociado con la seccion radiante superior 406. Tal y como se usa en este documento, el termino "perfil de flujo" se refiere a la entrada de calor por area de superficie del serpentln de procesado. El suavizar el perfil de flujo de la seccion radiante superior 406 tiende a aumentar una longitud del recorrido de la seccion radiante superior 406. Es decir, el perfil de flujo mejorado tiende a aumentar la cantidad de tiempo transcurrido entre las limpiezas necesarias de la seccion radiante superior 406 debido al coque acumulado.

Las ventajas del sistema de horno 400 seran aparentes para los expertos en la materia. En primer lugar, como se ha expuesto anteriormente, la disposition de la al menos una seccion radiante superior 406 por encima de la al menos una seccion radiante inferior 404 permite que el sistema de horno 400 se construya en un area sustancialmente mas pequena. Esto resulta particularmente ventajoso en situaciones en las que hay limitaciones crlticas de espacio. En segundo lugar, el sistema de horno 400 reduce el capital de inversion que normalmente esta asociado a muchos sistemas de horno anteriores. El sistema de horno 400 reduce una cantidad de material asociado por ejemplo, con la chimenea 408 y as! como con otras vlas de escape asociadas.

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La Figura 5 es un diagrama esquematico de un sistema de horno de acuerdo con un ejemplo de realization. Un sistema de horno 500 incluye una pluralidad de secciones de convection 502 y una pluralidad de secciones radiantes 504. En un modo de realizacion tlpico, el sistema de horno 500 tiene una construction similar al sistema de horno 400 expuesto anteriormente con respecto a la Figura 4; sin embargo, el sistema de horno 500 incluye, por ejemplo, ocho secciones radiantes 504 y cuatro secciones de conveccion 502. Por tanto, el modo de realizacion mostrado en la Figura 5 demuestra que un sistema de horno 500, que tiene ocho secciones radiantes 504 puede construirse sobre el area que normalmente requerirla un sistema de horno de cuatro pasos.

La Figura 6 es un diagrama de flujo de un proceso para construir un sistema de horno de acuerdo con un ejemplo de realizacion. Un proceso 600 empieza en la etapa 602. En la etapa 604, se proporciona al menos una section radiante inferior. En la etapa 606, se proporciona al menos una seccion radiante superior. En la etapa 608, la al menos una seccion radiante superior se dispone por encima de la al menos una seccion radiante inferior. En la etapa 610, se proporciona al menos una seccion de conveccion y se situa por encima de la al menos una seccion radiante superior. La disposicion de la al menos una seccion radiante superior por encima de la al menos una seccion radiante inferior reduce sustancialmente el area requerida para el sistema de horno. El proceso 600 termina en la etapa 612.

Aunque se han ilustrado varios modos de realizacion del metodo y del sistema de la presente invention en los Dibujos adjuntos y se han descrito en la anterior Description detallada, se entendera que la invencion no se limita a los modos de realizacion divulgados, sino que es susceptible de numerosas nuevas disposiciones, modificaciones y sustituciones sin desviarse por ello del esplritu de la invencion tal y como se establece en este documento. Por ejemplo, aunque los modos de realizacion mostrados y descritos en este documento se refieran a modo de ejemplo, a sistemas de horno utilizados en operaciones de coquizacion retardada, un experto en la materia reconocera que los modos de realizacion mostrados y descritos en este documento tambien podrlan aplicarse a otros sistemas de horno utilizados en operaciones de refinado, tales como, por ejemplo, un calentador de crudo, un calentador al vaclo, un calentador de ruptura de la viscosidad, o cualquier otro dispositivo adecuado para calentar fluidos en una operacion de refinado. Ademas, los sistemas de horno mostrados y descritos en este documento, podrlan en varios modos de realizacion, incluir cualquier numero de secciones de conveccion, de secciones radiantes superiores y de secciones radiantes inferiores. Los modos de realizacion mostrados y descritos en este documento son solo a modo de ejemplo.

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SISTEMA DE AHORRO DE AGUA Y METODO DE FUNCIONAMIENTO DEL MISMO OBJETO DE LA INVENCION

La presente invencion se refiere a un sistema de ahorro de agua previsto para ser instalado en una instalacion de suministro de agua sanitaria caliente y fria, aplicable a todo tipo de viviendas, mediante el que se evita la perdida de agua fria que normalmente se produce por el desague mientras se espera la llegada de agua caliente a un punto de consumo determinado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Ya se conocen algunas instalaciones para el fin expuesto, mediante las que se pretende lograr, con mayor o menor efectividad, un ahorro de agua.

El documento ES 2368540 A1 describe un sistema para el ahorro de agua en una vivienda, que comprende una valvula anti-retorno, una autobomba a la entrada del calentador y unos pulsadores conectados entre la salida del agua fria y la salida del agua caliente.

El sistema descrito en el documento ES 2368540 A1 presenta algunas desventajas. Por un lado, la autobomba funciona automaticamente cuando detecta una presion en el conducto de salida menor que en el conducto de entrada, por lo que entrara en funcionamiento no solo cuando sea necesario para el funcionamiento del sistema descrito en dicho documento, sino en otras ocasiones (cuando se abra el grifo, cuando haya alguna pequena perdida en la lmea,...). Por otro lado, no se pondria en funcionamiento si, a pesar de que el usuario lo demandara, existiera una subida de presion aguas arriba de la autobomba, debido a una sobrepresion en la instalacion o cualquier causa similar.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

La presente invencion propone una solucion a los problemas anteriores mediante un sistema de ahorro de agua segun la reivindicacion 1 y un metodo de funcionamiento segun la reivindicacion 12. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas de la invencion.

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En un primer aspecto inventivo, la invention define un sistema de ahorro de agua adaptado para ser instalado sobre una instalacion de suministro de agua, comprendiendo la instalacion de suministro de agua una conduction general, un punto de bifurcation en el que la conduccion general se bifurca hacia un ramal de agua caliente y un ramal de agua fria, una valvula anti-retorno, situada aguas arriba del punto de bifurcacion, un calentador de agua, con entrada y salida, situado en el ramal de agua caliente y al menos un punto de consumo de agua fria y caliente, a cada uno de los cuales llega una conduccion fria que proviene del ramal de agua fria y una conduccion caliente que proviene del ramal de agua caliente, caracterizado el sistema por que comprende:

un modulo de activation, que comprende unos medios de activation, un primer medio de control y un primer emisor receptor de serial inalambrica,

un modulo de recirculation, destinado a ser instalado entre el punto de bifurcacion y la entrada del calentador, que comprende una electrobomba adecuada para hacer recircular el agua en el sentido que va desde el punto de bifurcacion hasta el calentador, un segundo medio de control y un receptor de serial inalambrica,

un modulo de conexion, que comprende un tercer medio de control, un segundo emisor receptor de serial inalambrica una primera electrovalvula situada en conexion fluida con una conduccion fria y una conduccion caliente que llegan a un mismo punto de consumo de modo que al abrirse la primera electrovalvula pone en comunicacion el agua de la conduccion fria y la conduccion caliente con las que esta en contacto, y, unos medios de parada, adecuados para detectar una condition de cese de actividad.

Los medios de activacion son un dispositivo adecuado para ser actuado por un usuario, y adecuado para proporcionar al primer medio de control una serial de activacion cuando se ha producido la actuation del usuario. A modo de ejemplo, no limitativo, se pueden citar: un pulsador, un mando a distancia, un boton tactil, un detector de voz, o el propio mando del grifo del agua caliente.

El sistema comprende una electrobomba, cuya activacion y parada esta regida exclusivamente por el segundo medio de control, de modo que ninguna otra circunstancia externa puede hacer que se ponga en funcionamiento o que se detenga de manera incontrolada.

Preferentemente, la condicion de cese de actividad es detectada por los medios de parada. Estos medios de parada pueden comprender uno o varios de entre un temporizador, un

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sensor de temperatura o unos medios externos de parada.

La presencia de distintas alternativas de medios de parada proporciona al usuario distintas posibilidades de funcionamiento. Al mismo tiempo, hace al sistema menos expuesto a fallos por circunstancias externas, ya que, bien el usuario por medio de los medios externos, bien el propio sistema por medio del temporizador o del sensor de temperatura, desactivarian el sistema en caso de no producirse el funcionamiento deseado del mismo.

En una realization particular, el modulo de recirculation comprende adicionalmente un puerto de expansion.

Ventajosamente, el puerto de expansion es una ranura electronica capaz de comunicar un dispositivo adicional con el modulo de recirculacion, como por ejemplo: un modulo de descalcificacion, sistemas de limpieza de tuberias, etc.

En una realizacion particular, el modulo de recirculacion comprende adicionalmente al menos un elemento de entre un sensor de presion, indicadores opticos y una pantalla led.

En una realizacion particular, la primera electrovalvula comprendida en el modulo de conexion es de naturaleza biestable.

Ventajosamente, esto permite que esta primera electrovalvula pueda ir alimentada mediante pilas o baterias, pudiendo instalarse directamente en la ducha o banera cumpliendo los requisitos contenidos en el Reglamento Electrotecnico de Baja Tension, ITC-BT-27. Esto ofrece una gran ventaja, ya que la ducha o banera son los puntos de consumo en los que mas agua se desperdicia mientras se espera a que salga el agua caliente.

En una realizacion particular, el modulo de activation comprende adicionalmente medios de aviso opticos y/o acusticos adecuados para mostrar avisos distintos en funcion de los diferentes estados de funcionamiento del sistema de ahorro.

En una realizacion particular, los medios de activacion son un presostato comprendido en un mando de grifo de agua caliente, y el sistema comprende adicionalmente una segunda electrovalvula y una valvula anti-retorno adaptada para estar situada entre una llave de paso comprendida en la conduction de agua caliente y el punto donde el modulo de conexion se conecta con la conduccion caliente de modo que la segunda electrovalvula, al cerrarse,

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impide que salga el agua por la conduction caliente al exterior.

En una realization particular, los medios de activation son un presostato comprendido en un mando de grifo de agua caliente, la primera electrovalvula es una electrovalvula de tres v^as, y el sistema de ahorro de agua comprende adicionalmente una valvula anti-retorno adaptada para estar situada entre una llave de paso comprendida en la conduccion de agua caliente y el punto donde el modulo de conexion se conecta con la conduccion caliente de modo que la electrovalvula de tres vias, al cerrarse, impide que salga el agua por la conduccion caliente al exterior.

En un segundo aspecto inventivo, la invention proporciona una instalacion de suministro de agua que comprende un sistema de ahorro de agua segun el primer aspecto inventivo.

Un tercer aspecto inventivo segun la invencion proporciona un metodo de funcionamiento del sistema de ahorro segun el primer aspecto inventivo, caracterizado el metodo por que comprende las etapas de:

un usuario activa los medios de activacion del modulo de activacion, el primer emisor receptor de senal inalambrica del modulo de activacion envia una senal de activacion al receptor de senal inalambrica del modulo de recirculation y al segundo emisor receptor de senal inalambrica del modulo de conexion,

el modulo de recirculacion, una vez recibida la senal de activacion, pone en funcionamiento la electrobomba,

el modulo de conexion, una vez recibida la senal de activacion, cambia el estado de la primera electrovalvula de cerrado a abierto, produciendose la circulation de agua desde las conducciones calientes a las conducciones frias y a traves del calentador, hasta que los medios de parada detecten una condition de cese de actividad,

despues de que los medios de parada detecten una condicion de cese de actividad, el modulo de conexion cambia el estado de la primera electrovalvula de abierto a cerrado y el segundo emisor receptor de senal inalambrica del modulo de conexion envia una senal de parada al receptor de senal inalambrica del modulo de recirculacion,

el modulo de recirculacion, una vez recibida la senal de parada, para la electrobomba.

Ventajosamente, esto permite que el metodo de funcionamiento provoque la recirculacion de agua hasta que se verifique la condicion de cese de actividad, momento en el que el sistema abre la primera electrovalvula para que el agua caliente salga al exterior. De este modo, no

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se desperdicia agua mientras esta alcanza su temperatura de funcionamiento.

En una realization particular, el sistema de ahorro es de los que comprende adicionalmente un sensor de temperatura y la condition de cese de actividad es detectada por el sensor de temperatura, al alcanzar una temperatura predeterminada o ajustada por el usuario.

En una realizacion particular, el sistema de ahorro es de los que comprenden

adicionalmente un temporizador, y la condicion de cese de actividad es detectada por el temporizador, al alcanzar su tiempo predeterminado o ajustado por el usuario.

En una realizacion particular, el sistema de ahorro es de los que comprenden medios externos de parada, y la condicion de cese de actividad es detectada por los medios externos de parada, al ser accionados por el usuario.

En una realizacion particular, el sistema de ahorro es de los que comprenden

adicionalmente un temporizador, y una vez que el usuario activa los medios de activation, el modulo de activacion provoca la activacion de los indicadores opticos y/o acusticos del propio modulo de activacion, y una vez que los medios de parada detectan la condicion de cese de actividad, el segundo emisor receptor de senal inalambrica del modulo de conexion envia una senal de cese de actividad al primer emisor-receptor de senal inalambrica del modulo de activacion, tras lo cual el modulo de activacion provoca un cambio en los indicadores opticos y/o acusticos.

En una realizacion particular, los medios de activacion son un presostato comprendido en un mando de grifo de agua caliente, y el sistema de ahorro comprende adicionalmente una segunda electrovalvula y una valvula anti-retorno adaptada para estar situada entre una llave de paso comprendida en la conduction de agua caliente y el punto donde el modulo de conexion se conecta con la conduccion caliente, y una vez que el usuario activa los medios de activacion, el primer medio de control activa la segunda electrovalvula, y dicha segunda electrovalvula se cierra, impidiendo que salga agua por el conducto de agua caliente al exterior.

En una realizacion particular, los medios de activacion son un presostato comprendido en un mando de grifo de agua caliente, la primera electrovalvula es una electrovalvula de tres vias, el sistema de ahorro de agua comprende adicionalmente una valvula anti-retorno adaptada para estar situada entre una llave de paso comprendida en la conduccion de agua caliente y

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el punto donde el modulo de conexion se conecta con la conduction caliente, y una vez que el usuario activa los medios de activation, el primer medio de control activa la electrovalvula de tres vias, de modo que dicha electrovalvula de tres vias impide que salga agua por el conducto de agua caliente al exterior.

Todas las caracteristicas y/o las etapas de metodos descritas en esta memoria (incluyendo las reivindicaciones, description y dibujos) pueden combinarse en cualquier combination, exceptuando las combinaciones de tales caracteristicas mutuamente excluyentes.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Estas y otras caracteristicas y ventajas de la invention, se pondran mas claramente de manifiesto a partir de la descripcion detallada que sigue de una forma preferida de realization, dada unicamente a ritulo de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a las figuras que se acompanan.

Figura 1 En esta figura se muestra un esquema general de una instalacion de

suministro de agua sanitaria caliente y fria provista de un sistema de ahorro segun la invencion.

Figura 2 En esta figura se muestra un esquema del modulo de activacion segun una

realizacion de la invencion.

Figura 3 En esta figura se muestra un esquema del modulo de recirculation segun

una realizacion de la invencion.

Figura 4 En esta figura se muestra un esquema del modulo de conexion, en

funcionamiento de recirculacion segun una realizacion de la invencion.

EXPOSICION DETALLADA DE LA INVENCION

En la figura 1 se muestra una instalacion de suministro de agua sanitaria caliente y fria, a partir de una conduccion general de suministro (11) en la que va montada una llave de paso general (3). Esta conduccion general de suministro (11), llegado un punto de bifurcation (9), se bifurca hacia el ramal de agua caliente (10) y el ramal de agua fria (8). Tambien presenta una valvula anti-retorno (2) situada aguas arriba del punto de bifurcacion (9). El ramal de agua caliente (10) presenta un calentador de agua (4) que dispone de una entrada (5) y una salida (6). Ademas la instalacion incluye una serie de puntos de consumo (7) de agua fria y

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caliente, a cada uno de los cuales llega una conduction fria (15) que proviene del ramal de agua fria (8) y una conduccion caliente (16) que proviene del ramal de agua caliente (10). La invention tambien es adecuada para instalaciones en las que las conducciones frias (15) y las conducciones calientes (16) van dotadas a su vez de llaves de paso (3).

El sistema de ahorro (1) segun una realization de la invencion comprende una serie de elementos adaptados para ser instalados sobre esta instalacion de suministro: al menos un modulo de activation del sistema (12), un modulo de recirculation (13) y al menos un modulo de conexion (14).

El modulo de recirculacion (13) va instalado entre el punto de bifurcation (9) y la entrada (5) del calentador (4).

Por su parte, el modulo de activacion (12) y el modulo de conexion (14) pueden ir instalados en un lugar distinto al del modulo de recirculacion (13). En un ejemplo particular, el sistema de ahorro de agua segun la invencion comprende un solo modulo de activacion (12) y un solo modulo de conexion (14), y ambos estan instalados en las proximidades del punto de consumo (7) de agua mas alejado del calentador (4). En otras realizaciones, el sistema de ahorro (1) incluye un modulo de activacion (12) y un modulo de conexion (14) en cada punto de consumo (7).

La figura 2 muestra un ejemplo de modulo de activacion (12) de acuerdo con la invencion. Este modulo de activacion (12) comprende unos medios de activacion (21), que en este ejemplo particular es un pulsador capacitivo accionable de manera manual, un primer medio de control (22), medios de aviso opticos (23) y acusticos (24) adecuados para mostrar avisos distintos en funcion de los diferentes estados de funcionamiento, y un primer emisor receptor de senal inalambrica (25). En una realizacion particular, tambien comprende unos medios externos de parada (26). En una realizacion particular, el modulo de activacion (12) va alimentado por baterias.

En una realizacion particular, los medios de activacion (21) comprenden un presostato situado en un mando de grifo de agua caliente, y el sistema de ahorro comprende adicionalmente una segunda electrovalvula y una valvula anti-retorno adaptada para estar situada entre una llave de paso comprendida en la conduccion de agua caliente y el punto donde el modulo de conexion se conecta con la conduccion caliente. En esta realizacion, una vez que el usuario abre el grifo del agua caliente, activa el presostato, que pone en

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marcha el sistema. En este caso, ademas de activar los elementos ya mencionados, el primer medio de control activa tambien la segunda electrovalvula, y dicha segunda electrovalvula se cierra, impidiendo que salga agua por el conducto de agua caliente al exterior.

En otra realization particular, los medios de activation (21) comprenden un presostato situado en un mando de grifo de agua caliente, la primera electrovalvula es una electrovalvula de tres vias, el sistema de ahorro de agua comprende adicionalmente una valvula anti-retorno adaptada para estar situada entre una llave de paso comprendida en la conduction de agua caliente y el punto donde el modulo de conexion se conecta con la conduction caliente. Una vez que el usuario abre el grifo del agua caliente, activa el presostato, que pone en marcha el sistema. En este caso, ademas de activar los elementos ya mencionados, el primer medio de control activa tambien la electrovalvula de tres vias, de modo que dicha electrovalvula de tres vias impide que salga agua por el conducto de agua caliente al exterior.

La Figura 3 muestra un ejemplo particular del modulo de recirculation (13), que comprende una electrobomba (31) recirculadora, accionable por control remoto, un segundo medio de control (32), un receptor de senal inalambrica (33), un sensor de presion (34), indicadores opticos (35), una pantalla led (36) y un puerto de expansion (37). Este modulo de recirculacion (13) esta alimentado por la red electrica y dispone de una entrada (38) de agua proveniente del ramal de agua caliente (10) y una salida (39), tras el paso por la electrobomba (31), hacia el mismo ramal de agua caliente (10) aguas abajo, que discurre hacia el calentador (no mostrado).

Los indicadores opticos (35) son adecuados para mostrar el progreso en el funcionamiento del sistema de ahorro (1).

El puerto de expansion (37) es una ranura electronica capaz de comunicar un dispositivo adicional con el modulo de recirculacion (13). El segundo medio de control (32) del modulo de recirculacion (13) es capaz de identificar si un dispositivo ha sido instalado en el puerto de expansion (37) y de mostrar sus opciones de configuration y uso en la pantalla led (36). Dicha pantalla led (36) es un dispositivo de entrada/salida, y es capaz de permitir la selection de un programa espedfico cuando se hayan conectado otros sistemas en el puerto de expansion (37) del modulo de recirculacion (13).

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A modo de ejemplos particulares de los dispositivos adicionales que pueden ser conectados al puerto de expansion (37) son un modulo de descalcificacion, sistemas de limpieza de tuberias, etc.

La Figura 4 muestra un ejemplo particular de modulo de conexion (14), situado cerca de un punto de consumo (7), al que llega una conduccion fria (15) y una conduction caliente (16). Este modulo de conexion (14) comprende un tercer medio de control (41), una primera electrovalvula (42), en conexion fluida con la conduccion fria (15) y con la conduccion caliente (16), un sensor de temperatura (43), un temporizador (44) y un segundo emisor receptor de serial inalambrica (45).

En una realization particular, la primera electrovalvula (42) es de naturaleza biestable de muy bajo consumo electrico. En este caso, el dispositivo puede ir alimentado mediante pilas o baterias, asegurando de esta manera que se pueda instalar directamente en la ducha o bariera cumpliendo los requisitos contenidos en el Reglamento Electrotecnico de Baja Tension, ITC-BT-27, referidos a las condiciones que deben cumplir los circuitos electronicos contenidos en instalaciones de duchas o barieras de uso domestico. Se presenta asi una clara ventaja en el ahorro de agua, ya que la ducha o bariera son, con mucha diferencia, los puntos de consumo en los que mas agua se desperdicia mientras se espera a que salga el agua caliente.

Cuando son accionados los medios de activation (21), el primer emisor receptor de serial inalambrica (25) envia una serial inalambrica al modulo de conexion (14) para que cambie el estado normal de la primera electrovalvula (42) de cerrado a abierto, poniendo en marcha el temporizador (44) segun un tiempo predeterminado o ajustable por el usuario. Tambien envia una serial inalambrica al modulo de recirculation (13), para que ponga en marcha la electrobomba (31). Por ultimo, provoca la activacion de los indicadores opticos (23) y acusticos (24) del propio modulo de activacion (12), produciendose la recirculacion de agua, desde las conducciones calientes (16) a las conducciones frias (15) y a traves del calentador (4).

La recirculacion seguira en funcionamiento hasta que se detenga, lo cual puede deberse a cualquiera de las siguientes tres causas:

a) El sensor de temperatura (43) seriala que el agua ha alcanzado su valor de consigna, o bien

b) El temporizador (44) seriala que el tiempo maximo de espera para la consecution del

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servicio ya ha transcurrido, o bien

c) El usuario acciona los medios externos de parada (26).

En cualquiera de los casos antes senalados, la senal de cese de actividad llega al modulo de conexion (14), tras lo cual el tercer medio de control (41) del modulo de conexion (14) envia inalambricamente una triple senal: al modulo de recirculacion (13) para que pare el funcionamiento de la electrobomba (31), al modulo de conexion (14) para que cierre de nuevo la primera electrovalvula (42) y al modulo de activacion (12) para que indique, mediante los indicadores opticos (23) y acusticos (24), el estado del proceso. En una realization particular, las senales emitidas por los indicadores opticos (23) y acusticos (24) dependeran de si la termination del ciclo ha sido debida a la causa a) o a la causa b). Cuando la recirculacion se haya detenido, el usuario puede abrir el grifo y usar el agua, sabiendo que esta estara caliente a la temperatura de consigna en el caso a), a una temperatura inferior a esta en el caso b) o a cualquiera de las anteriores en el caso c).

Estas tres opciones a), b) y c) son compatibles, aunque en realizaciones particulares del sistema de ahorro (1), este solo comprende uno de los medios de parada:

En una realizacion particular, el sistema comprende un sensor de temperatura (43), pero no comprende temporizador (44) ni medios externos de parada (26), por lo que en esta realizacion, la senal de cese de actividad siempre sera generada por el sensor de temperatura (43), que emitira la senal de cese de actividad cuando detecte que la temperatura del agua alcance el valor de consigna.

En otra realizacion particular, el sistema comprende un temporizador (44), pero no comprende un sensor de temperatura (43) ni unos medios externos de parada (26), por lo que en esta realizacion, la senal de cese de actividad siempre sera generada por el temporizador (44), que emitira la senal de cese de actividad cuando el tiempo maximo de espera haya transcurrido.

En otra realizacion particular, el sistema comprende unos medios externos de parada (26), pero no comprende sensor de temperatura (43) ni temporizador (44), por lo que en esta realizacion, la senal de cese de actividad siempre sera generada por los medios externos de parada (26).

Ventajosamente, un sistema de ahorro de agua segun la invention que cuente con un solo

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modulo de recirculacion (13) es suficiente para llevar el servicio a todos los puntos de la vivienda. En este sistema solo es imprescindible la instalacion de un unico modulo de activacion (12) y un unico modulo de conexion (14), aunque en realizaciones particulares se permite la instalacion de tantos modulos de activacion (12) y de conexion (14) como el usuario requiera, a partir de un solo modulo de recirculacion (13).

Como puede observarse de la description, los modulos de activacion (12), recirculacion (13) y conexion (14) estan conectados de manera inalambrica, preferentemente mediante senales de radio, de la siguiente manera:

• El modulo de activacion (12) comprende un primer emisor receptor de senal inalambrica (25) adaptado para recibir una senal inalambrica de cese de actividad emitida desde el modulo de conexion (14) y para emitir una senal inalambrica de activacion al modulo de recirculacion (13) y al modulo de conexion (14).

• El modulo de conexion (14) comprende un segundo emisor receptor de senal inalambrica (45) adaptado para emitir una senal inalambrica de cese de actividad al modulo de activacion (12) y al modulo de recirculacion (13) y para recibir una senal inalambrica de activacion desde el modulo de activacion (12).

• El modulo de recirculacion (13) comprende un receptor de senal inalambrica (33) adaptado para recibir las senales inalambricas de activacion desde el modulo de activacion (12) y la senal inalambrica de cese de actividad desde el modulo de conexion (14).

Esta circunstancia permite poder mantener un control completamente electronico, facilitando su integration en redes domoticas.

El sistema ofrece la ventaja de reaccionar de manera ventajosa en el caso de producirse alguno de los siguientes fallos:

• Si existe un fallo en el suministro electrico de la red, la electrobomba (31) no se activara, permitiendo el paso de agua a traves de la misma, sin afectar a la demanda de servicio. La primera electrovalvula (42) alimentada por bateria cambiara su estado a cerrada en caso de que estuviera abierta, o permanecera cerrada en todo caso. El modulo de activacion (12), en caso de que este alimentado a bateria y comprenda indicadores opticos (23), se iluminara de manera parpadeante, a modo de alarma de averia.

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• Si el calentador falla y no calienta, el ciclo concluira segun lo estimado en el caso b), siendo el temporizador el que detendra el sistema, indicandose un fallo en el calentador mediante el correspondiente medio de senalizacion.

En una realization particular, todos los modulos de activation (12), de recirculation (13) y de conexion (14) son configurables por el usuario de la vivienda, mediante un programa espedfico para el reconocimiento de todos los modulos que el usuario va a instalar en su vivienda. En una realizacion particular, el programa incluye una funcionalidad para que el modulo de recirculacion (13) reconozca a todos los conjuntos del modulo de conexion (14) que tenga cercanos cuando se active, permitiendole comunicarse solamente con ellos y no con otras instalaciones aledanas. Esta funcion puede implementarse en cualquier instante.

Una de las principales ventajas de la instalacion de la invention es la posibilidad de instalar el sistema en cualquier vivienda que cuente con un calentador de agua domestico.

Otra ventaja se deriva de la constitution de la instalacion mediante tres modulos, lo cual permite instalar el modulo mas voluminoso, el de recirculacion (13), en un lugar no problematico cerca del calentador (4), con toma de corriente, alejado de la humedad que puede afectar a los dispositivos electronicos. En cuanto al modulo de activacion (12) y de conexion (14) pueden instalarse discretamente en el punto de consumo deseado, siempre que este cuente con acceso de tuberias de agua caliente y fria, siendo recomendable el punto mas alejado del calentador. En todo caso, si con posterioridad a la instalacion del sistema de ahorro (1) segun la invencion se deseara instalar modulos adicionales de conexion (14), estos podrian instalarse sin necesidad de adaptar de manera especial el resto de elementos del sistema ya instalados.

Existen varias ventajas en la instalacion de una electrobomba (31) activable por control remoto frente a la autobomba que incluyen otros sistemas:

• La autobomba permanece funcionando y consumiendo potencia electrica de manera innecesaria siempre que cualquier grifo de agua caliente este abierto, incluso aunque en dicho grifo no se encuentre instalado el modulo de activacion (12). Por el contrario, la electrobomba (31) solo consume potencia cuando se requiere la activacion del sistema.

• La autobomba tambien permaneceria funcionando ante cualquier caida de presion del ramal de agua caliente (10), como por ejemplo una pequena fuga en el circuito,

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hasta que la causa de dicha ca^da de presion se detecte y se repare. Por el contrario, la electrobomba (31) solo consume potencia cuando se requiere la activacion del sistema.

• Con la autobomba, en caso de que haya una sobrepresion en la entrada de agua del edificio, al accionar el modulo de activacion podria no producirse el descenso de presion en el ramal de agua caliente, por no existir diferencia de presion con el ramal de agua fria, de manera que el sistema seria completamente incapaz de funcionar. Por el contrario, como la activacion de la electrobomba (31) no se basa en la diferencia de presiones, sino en un comando externo, su funcionamiento no se vena afectado por este tipo de circunstancias.