ES2640280T3 - Sistema y método de bloqueo de flujo - Google Patents
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Abstract
Un sistema (10) de bombeo para al menos una aplicación acuática, comprendiendo el sistema de bombeo: una bomba (32), un motor (30) acoplado a la bomba (32), y un controlador (26) de bomba en comunicación con el motor (30); incluyendo el controlador (26) de bomba una interfaz (24) de usuario configurada para, inicialmente, recibir y establecer un caudal bloqueado máximo, un caudal bloqueado mínimo y una pluralidad de ajustes de caudal programados que incluyen un primer ajuste de caudal programado, configurado el controlador (26) de bomba para deshabilitar el restablecimiento del caudal máximo y el caudal mínimo una vez que son inicialmente recibidos y establecidos a través de la interfaz (24) de usuario, configurado el controlador (26) de bomba para permitir el restablecimiento de la pluralidad de ajustes de caudal programados durante el funcionamiento del sistema (10) de bombeo, configurado el controlador (26) de bomba para accionar el motor (30) con el fin de mantener un primer caudal a través del sistema (10) de bombeo establecido por el primer ajuste de caudal programado siempre y cuando el primer caudal esté entre el caudal bloqueado mínimo y el caudal bloqueado máximo.
Description
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DESCRIPCION
Sistema y metodo de bloqueo de flujo Solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica prioridad segun el epigrafe 119 del 35 U.S.C. para la solicitud provisional de patente de los Estados Unidos n° 61/554439 presentada el 1 de noviembre de 2011.
Antecedentes
Las bombas de piscina convencionales son accionables en un numero finito de ajustes de velocidad predeterminados. Estos ajustes de velocidad corresponden a la gama de exigencias de bombeo de la piscina en el momento de la instalacion. Factores tales como el caudal volumetrico del agua a bombear, la presion total de cabezal requerida para bombear adecuadamente el volumen de agua y otros parametros de funcionamiento determinan el tamano de la bomba y los ajustes de velocidad apropiados para el funcionamiento de la bomba. Una vez instalada la bomba, es posible que los ajustes de velocidad no se modifiquen facilmente para adaptarse a los cambios en las condiciones de la piscina y/o las demandas de bombeo. Por ejemplo, los caudales a traves de estas bombas cambian con el tiempo porque la totalidad del cabezal dinamico del sistema cambia a medida que la suciedad y los residuos se acumulan en el filtro de la piscina y en los coladores. Este aumento en la resistencia al flujo hace que las bombas convencionales pierdan flujo cuando el sistema se ensucia. Debido a esta perdida de flujo y a la imposibilidad de ajustar los ajustes, dichos sistemas pueden no mantener las tasas de renovacion de agua deseadas en la piscina. Como resultado, estos sistemas no cumplen con los requisitos del departamento de salud para aplicaciones de piscinas comerciales, las cuales requieren un numero minimo de renovaciones de agua por dia.
Los sistemas de bomba de piscinas mas recientes incluyen accionamientos de velocidad variable, permitiendoles funcionar a cualquier numero de velocidades para mantener los factores anteriormente descritos independientemente de los cambios en las condiciones de la piscina y/o las demandas de bombeo. Estas bombas se controlan para funcionar a velocidades y flujos diferentes para mantener uno o mas factores de control y para adaptarse a las necesidades cambiantes de suministro de agua de una piscina, tal como el funcionamiento periodico de una caracteristica de agua. El control actual de tales sistemas se centra solamente en una serie de operaciones manuales y/o planificadas, programables por un usuario de la piscina, y generalmente no pueden considerar los parametros generales de flujo o renovacion de agua.
El documento US 2010308963 A1 divulga un sistema de accionamiento de frecuencia variable y un metodo para controlar una bomba accionada por un motor con una bomba en comunicacion fluida con un sistema de fluido. El sistema y metodo de accionamiento puede proporcionar uno o mas de los siguientes: un modo de espera, deteccion de rotura de tuberia, un modo de relleno de linea, un modo de inicio automatico, proteccion de funcionamiento en seco, un filtro de interferencia electromagnetica compatible con un disyuntor de descarga a tierra, compatibilidad de motor de dos cables y tres cables y tres fases, un proceso de puesta en marcha simple, proteccion de contrasena automatica, un modo de bombeo, terminales de entrada/salida digital, y bloques de terminal de potencia de entrada y salida extraibles.
El documento US 2008168599 A1 divulga un sistema de circulacion de agua, tal como un sistema de spa, que tiene una caracteristica de control de flujo. El sistema de spa incluye una banera, un conjunto de bomba y un controlador. El conjunto de bomba incluye un motor BLDC y hace circular agua desde el orificio de salida de la banera a su orificio de entrada. El controlador ajusta la velocidad del motor BLDC a cualquier velocidad dentro del intervalo de velocidad del motor BLDC en respuesta a una entrada de usuario para ajustar el caudal del agua al orificio de entrada de la banera. El sistema de spa tambien puede producir al menos un modo de chorro en respuesta a una entrada de usuario. El modo de chorro puede ser un modo de pulso, un modo sinusoidal, un modo de rampa, o un modo de diente de sierra. En otro sistema de spa, una primera bomba funciona a una primera velocidad para calentar el agua de circulacion cuando se activa un calentador, y a una segunda velocidad cuando no se activa el calentador. El sistema de spa incluye un conjunto de bomba de chorro que incluye un motor BLDC y un conjunto de bomba de circulacion que funciona a dos velocidades. El sistema de spa incluye un conjunto de bomba de circulacion que hace circular el agua desde un orificio de salida a un orificio de entrada durante el estado de espera. Donde el conjunto de bomba de circulacion funciona a una primera velocidad cuando se activa el calentador para calentar el agua de circulacion, y a una segunda velocidad cuando no se activa el calentador.
El documento US 2009093774 A1 divulga un sistema de distribucion de fluido medico ambulatorio, que puede comprender una trayectoria de flujo de fluido para comunicarse entre una fuente y un paciente. El sistema puede tambien comprender un controlador reutilizable, que puede ser accionable para controlar el flujo de fluido en la trayectoria e incluir una estacion de interfaz de modulo, y un conjunto de distribucion de flujo de fluido desechable, que puede incluir un modulo de control de flujo adaptado para ser recibido de forma extraible por la estacion de interfaz de modulo. Tal modulo de control de flujo puede incluir una valvula de flujo que esta asociada operativamente con la trayectoria. Tal valvula puede ser controlada operativamente por el controlador reutilizable en
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respuesta a caudales detectados de flujo de fluido en tal trayectoria. Alternativamente un controlador reutilizable ambulatorio es proporcionado para su uso con un conjunto de distribucion de flujo de fluido medico desechable. Puede ademas alternativamente incluir un dispositivo de deteccion de presion diferencial.
El documento US 5935099 A divulga una bomba de medicamente reprogramable accionada por menu con una memoria, tal como una memoria flash, una pantalla, un teclado, y un orificio de comunicaciones para permitir que una bomba generica sea programada con un programa de aplicacion de bomba deseada (terapia) y ajustes especificos de paciente. La programacion y la transferencia de datos con otra bomba o un ordenador hacia y desde la bomba de paciente se realiza mediante el orificio de comunicaciones que permite comunicaciones locales y/o remotas con la bomba. La memoria flash almacena el programa de aplicacion de bomba durante su uso. La seguridad del paciente es proporcionada por un sistema de identificacion para cassettes, un sistema de deteccion de oclusion, y un sistema de deteccion de pestillo/bloqueo. El ensayo automatizado de la bomba es mediante un sistema de ensayo de bucle cerrado.
El documento US 5755563 A divulga un aparato y metodo para controlar un parametro de flujo de una bomba. La bomba incluye un dispositivo de bomba para bombear fluido, teniendo el dispositivo de bomba al menos un parametro de flujo. La bomba incluye ademas un control acoplado al dispositivo de bomba y un panel de control que tiene una pluralidad de controles accionables por un ser humano. El control es programable mediante el funcionamiento de la pluralidad de controles, permitiendo asi que un ser humano programe al menos dicho parametro de flujo de dicho dispositivo de bombeo mediante el funcionamiento de la pluralidad de controles. El control tiene un bloqueo que puede ser activado por funcionamiento de al menos dos de la pluralidad de controles. Tras la activacion, el bloqueo evita la alteracion de al menos dicho parametro de flujo. El metodo incluye el paso de proporcionar la bomba de la presente invencion, programando al menos dicho parametro de flujo accionando la pluralidad de controles, y activando el bloqueo accionando al menos dos de la pluralidad de controles.
Sumario
Un aspecto de la presente divulgacion proporciona un sistema de bombeo para al menos una aplicacion acuatica como se define en la reivindicacion 1.
La invencion proporciona un sistema de bombeo para al menos una aplicacion acuatica que incluye una bomba, un motor acoplado a la bomba y un controlador de bomba en comunicacion con el motor. El controlador de bomba incluye una interfaz de usuario configurada para recibir inicialmente y establecer un caudal bloqueado maximo, un caudal bloqueado minimo y una pluralidad de ajustes de caudal programados que incluyen un primer ajuste de caudal programado. El controlador de bomba tambien esta configurado para deshabilitar el restablecimiento del caudal maximo y el caudal minimo una vez que son inicialmente recibidos y ajustados a traves de la interfaz de usuario y para permitir el restablecimiento de la pluralidad de ajustes de caudal programados a lo largo del funcionamiento del sistema de bombeo. El controlador de bomba esta configurado ademas para accionar el motor con el fin de mantener un primer caudal a traves del sistema de bombeo ajustado por el primer ajuste de caudal programado siempre y cuando el primer caudal este entre el caudal bloqueado minimo y el caudal bloqueado maximo.
Descripcion de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de bombeo de velocidad variable en un entorno de piscina de acuerdo con una realizacion de la invencion.
La figura 2 es una ilustracion esquematica de dispositivos auxiliares de ejemplo que pueden estar operativamente conectados a un sistema de control/automatizacion del sistema de bombeo de velocidad variable de la figura 1.
La figura 3 es una vista en perspectiva de una bomba de piscina para su uso en una realizacion de la invencion.
La figura 4 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de la bomba de piscina de la figura 3.
La figura 5A es una vista frontal de una interfaz de usuario de un controlador de bomba para uso con la bomba de piscina de la figura 1.
La figura 5B es una vista en perspectiva de un sistema de control/automatizacion para uso con el sistema de bombeo de velocidad variable de la figura 1.
Las figuras 6A-6B ilustran un diagrama de flujo de ajustes de menu del controlador de bomba de la figura 5A de acuerdo con una realizacion de la invencion.
La figura 7 es otra vista frontal de una interfaz de usuario de un controlador de bomba para uso con la bomba de piscina de la figura 3.
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Descripcion detallada
Antes de que se expliquen con detalle algunas realizaciones de la invencion, debe entenderse que la invencion no esta limitada en su aplicacion a los detalles de construccion y a la disposicion de componentes expuestos en la siguiente descripcion o ilustrados en los siguientes dibujos. La invencion es capaz de otras realizaciones y de ser practicada o de llevarse a cabo de diversas maneras. Ademas, debe entenderse que la fraseologia y la terminologia utilizadas en el presente documento son con fines de descripcion y no deben considerarse limitativos. El uso de "incluyendo", "comprendiendo", o "teniendo" y variantes de la misma en el presente documento pretende abarcar los articulos enumerados a continuacion y sus equivalentes, asi como articulos adicionales. A menos que se especifique o se limite de otra manera, los terminos "montado", "conectado", "soportado" y "acoplado" y sus variaciones se utilizan ampliamente y abarcan montajes, conexiones, soportes y acoplamientos tanto directos como indirectos. Ademas, "conectados" y "acoplados" no estan restringidos a conexiones o acoplamientos fisicos o mecanicos.
La siguiente discusion se presenta para permitir a una persona experta en la tecnica hacer y utilizar realizaciones de la invencion. Varias modificaciones a las realizaciones ilustradas seran facilmente evidentes para los expertos en la tecnica, y los principios genericos del presente documento se pueden aplicar a otras realizaciones y aplicaciones sin apartarse de las realizaciones de la invencion. Por lo tanto, no se pretende que las realizaciones de la invencion esten limitadas a las realizaciones mostradas, sino que deben concederse el alcance mas amplio compatible con los principios y caracteristicas descritos en el presente documento. La siguiente descripcion detallada se ha de leer con referencia a las figuras, en las que elementos similares en diferentes figuras tienen numeros de referencia iguales. Las figuras, que no son necesariamente a escala, representan realizaciones seleccionadas y no pretenden limitar el alcance de las realizaciones de la invencion. Los expertos reconoceran que los ejemplos proporcionados en el presente documento tienen muchas alternativas utiles y caen dentro del alcance de las realizaciones de la invencion.
La figura 1 ilustra un esquema de un sistema 10 de bombeo de velocidad variable, de acuerdo con una realizacion de la invencion, en conexion con una piscina 12. El sistema 10 de bombeo puede incluir un filtro 14, una bomba 16 de calor, un clorador 18, un sistema 20 de control/automatizacion y una unidad 22 de bomba con una interfaz 24 de usuario, un controlador 26 de bomba que incluye un accionador 28 de velocidad variable (VSD), un motor 30, y una bomba 32. La piscina 12 puede ser cualquier aplicacion acuatica incluyendo, pero no limitado a, una piscina comercial, residencial, spa, y/o banera de hidromasaje, y puede incluir una caracteristica 34 de agua que incluye una o mas cascadas, vertederos, etc., un retorno principal 36 que incluye una o mas entradas de piscina, un retorno principal 38 que incluye uno o mas desagues, un desague 40 de desnatador y/o un limpiador 42 de succion. El desague 40 de desnatador puede recoger residuos gruesos del agua que se retira de la piscina 12 y el limpiador 42 de succion puede ser un limpiador de piscinas manual o automatico y puede aspirar residuos de varias superficies sumergidas de la piscina 12.
El agua puede circular a traves de la piscina 12 por el sistema 10 de bombeo a traves de una linea 44 de salida conectada a la caracteristica 34 de agua y/o el retorno principal 36 (por ejemplo, suministrar agua a la piscina 12) y una linea 46 de entrada conectada al desague 40 de desnatador, el limpiador 42 de succion y/o el desague principal 38 (por ejemplo, recibir o retirar agua de la piscina 12). Mas especificamente, como se muestra en la figura 1, la bomba 32 puede mover el agua desde la linea 46 de entrada a la linea 44 de salida, y el filtro 14, la bomba 16 de calor y el clorador 18 pueden conectarse entre la bomba 32 y la linea 44 de salida para tratar el agua antes de que se suministre de nuevo a la piscina 12. Como resultado, los componentes de la piscina que reciben agua (es decir, el desague 40 de desnatador, el limpiador 42 de succion y/o el desague principal 38), la bomba 32, el filtro 14, la bomba 16 de calor, el clorador 18 y los componentes de la piscina que suministran agua (es decir, la caracteristica 34 de agua y/o el retorno principal 38) forman un circuito o via de fluido, como se designa mediante conexiones de linea continua en la figura 1, para la circulacion de agua a traves de la piscina 12. En algunas realizaciones, algunos componentes de la piscina, tales como la caracteristica 34 de agua y/o el limpiador 42 de succion, son capaces de ser apagados manual o automaticamente de manera que no suministren agua o reciban agua de la piscina 12 (por ejemplo, que ya no forman parte del circuito de fluido). Ademas, en algunas realizaciones, los componentes tales como la bomba 16 de calor y/o el clorador 18 pueden no estar incluidos dentro del sistema 10 de bombeo y el circuito de fluido.
Los componentes del sistema 10 de bombeo pueden conectarse a traves de conexiones de fluido (es decir, designadas por lineas continuas en la figura 1), y/o conexiones mecanicas o electricas (es decir, designadas por lineas discontinuas en la figura 1). Con respecto a la unidad 22 de bomba, la bomba 32 puede ser una bomba centrifuga y puede ser accionada por el motor 30 de bomba, tal como un motor de iman permanente, un motor de induccion, un motor sincrono o un motor asincrono. El funcionamiento del motor de bomba puede ser infinitamente variable dentro de un intervalo de funcionamientos (es decir, funcionamiento de cero a maximo). En el caso de un motor sincrono 30, la velocidad en estado estacionario del motor 30 (en rotaciones por minuto, o RPM) se puede denominar velocidad sincrona. Ademas, en el caso de un motor sincrono 30, la velocidad de estado estacionario del motor 30 tambien puede determinarse basandose en la frecuencia de funcionamiento en hertzios (Hz). El controlador 26 de bomba puede controlar el motor 30 de bomba y asi controlar la bomba 32. El controlador 26 de bomba puede incluir el accionamiento 28 de velocidad variable, que puede proporcionar un control infinitamente variable del motor 30 de bomba (es decir, puede variar la velocidad del motor 30 de bomba). Con respecto al funcionamiento del accionamiento 28 de velocidad variable, se puede transformar una corriente alterna monofasica
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de un suministro de potencia de origen en una corriente alterna trifasica. El variador 28 de velocidad variable puede suministrar la potencia electrica trifasica CA a una frecuencia variable al motor 30 de la bomba para accionar el motor 30 de la bomba. Por ejemplo, el controlador 26 de bomba y el variador 28 de velocidad variable pueden accionar el motor 30 como se describe en la patente de los Estados Unidos n° 7.857.600, titulada "Sistema y metodo de controlador de bomba".
El controlador 26 de bomba puede recibir informacion desde una interfaz 24 de usuario en comunicacion con el controlador 26 de bomba (por ejemplo, a traves de conexiones fisicas o inalambricas). Ademas, el controlador 26 de bomba puede estar acoplado, tal como unido fisicamente o conectado, a la bomba 32 y/o el motor 30. En algunas realizaciones, el controlador 26 de bomba puede controlar la bomba 32 basandose en la informacion procedente de la interfaz 24 de usuario, asi como la informacion o retroalimentacion desde el motor 30. Mas especificamente, el controlador de bomba puede monitorizar uno o mas valores o caracteristicas de rendimiento del sistema 10 de bombeo basandose en la informacion desde el motor 30 y puede controlar el motor 30 y, por lo tanto, la bomba 32, basandose en los valores o caracteristicas monitorizados, proporcionando asi un bucle de retroalimentacion para controlar el motor 30. Se pueden utilizar varios parametros (por ejemplo, que se calculan, proporcionados a traves de una tabla de consulta, grafico o curva, tal como una curva de flujo constante, etc.) para determinar las caracteristicas de rendimiento, tales como la potencia de entrada consumida por el motor 30, velocidad del motor, caudal y/o presion de flujo.
Por ejemplo, en algunas realizaciones, no se utilizan sensores fisicos para detectar la presion y/o el caudal en el sistema 10 de bombeo. Por el contrario, se utiliza el consumo de potencia del motor (por ejemplo, corriente de desague) para monitorizar el rendimiento del motor 30 y la bomba 32. Dado que el consumo de potencia del motor 30 tiene una relacion con el caudal y la presion a traves de la bomba 32, se puede calcular o determinar la presion y/o el caudal permitiendo un control sin sensor del motor 30 y la bomba 32. En otras palabras, el consumo de potencia del motor puede utilizarse para determinar el caudal o la presion en lugar de utilizar sensores de caudal o sensores de presion en ubicaciones en todo el sistema 10 de bombeo. Ademas, en algunas realizaciones, el controlador 26 de bomba puede monitorizar repetidamente el motor 30 (tal como la potencia de entrada consumida o la velocidad del motor 30) para detectar o determinar una obstruccion dentro del circuito de fluido (por ejemplo, a lo largo de la linea de entrada aguas arriba de la bomba o a lo largo de la linea de salida aguas abajo de la bomba). Por ejemplo, con respecto a la monitorizacion del motor 30 para detectar o determinar una obstruccion, el controlador 26 de bomba puede funcionar de acuerdo con el descrito en la patente de los Estados Unidos n° 8.313.306 (titulada "Metodo de funcionamiento de un sistema de liberacion de vacio de seguridad") y la publicacion de patente de los Estados Unidos n° 2007/0183902 (titulada "Funcion anti-atrapamiento y cabezal anti-apagado").
El controlador 26 de bomba tambien se puede conectar al sistema 20 de control/automatizacion, por ejemplo, de manera que permita una comunicacion bidireccional entre el controlador 26 de bomba y el sistema 20 de control/automatizacion. El sistema 20 de control/automatizacion puede ser un sistema de control analogico o digital que puede incluir controladores logicos programables (PLC), programas informaticos o similares que estan preconfigurados para controlar la bomba 32. En algunas realizaciones, el controlador 26 de bomba y el sistema 20 de control/automatizacion pueden funcionar de acuerdo con una relacion maestro/esclavo. Por ejemplo, cuando el controlador 26 de bomba no esta conectado al sistema 20 de control/automatizacion, el controlador 26 de bomba puede controlar automaticamente todas las funciones de la unidad 22 de bomba. Sin embargo, cuando el sistema 20 de control/automatizacion esta conectado al controlador 26 de bomba, el sistema 20 de control/automatizacion puede funcionar automaticamente como un controlador maestro y el controlador 26 de bomba puede funcionar automaticamente como un controlador esclavo. De esta manera, el controlador maestro (es decir, el sistema 20 de control/automatizacion) puede tener control sobre ciertas funciones del controlador esclavo (es decir, el controlador 26 de bomba), tales como funciones relacionadas con la optimizacion del consumo de energia del motor 30. Como resultado, el controlador maestro puede controlar el controlador esclavo para accionar el motor 30 de bomba y la bomba 32 de manera que optimiza el consumo de energia del motor 30 o realizar otras operaciones especificadas por el usuario.
En algunas realizaciones, el sistema 20 de control/automatizacion puede estar operativamente conectado o en comunicacion con uno o mas dispositivos auxiliares para accionar los dispositivos auxiliares y/o recibir informacion o retroalimentacion desde los dispositivos auxiliares. Como se muestra en las figuras 1 y 2, los dispositivos auxiliares pueden incluir diversos dispositivos mecanicos, electricos y/o quimicos incluyendo, pero no limitados a, la unidad 22 de bomba (por ejemplo, a traves del controlador 26 de bomba, como se ha descrito anteriormente), el filtro 14, la bomba 16 de calor, el clorador 18 y/u otro dispositivo de dispersion quimica (no mostrado), la caracteristica 34 de agua, el limpiador 42 de succion, un calentador 48 de agua, uno o mas dispositivos 50 de iluminacion, un teclado remoto 52 (por ejemplo, incluyendo una interfaz de usuario como un teclado 54, botones, pantalla tactil, etc., para recibir informacion de usuario y/o una pantalla 56), una segunda bomba 58 y/o un segundo motor 60 de bomba, uno o mas sensores 62 asociados con la piscina 12 o el sistema 10 de bombeo, uno o mas reles electricos o mecanicos 64 o conmutadores 66 asociados con la piscina 12 o el sistema 10 de bombeo, una o mas valvulas 68 de agua accionadas electrica o mecanicamente asociadas con la piscina 12 o el sistema 10 de bombeo, un dispositivo 70 de temporizacion electrico o mecanico y/o un ordenador personal 72. Las conexiones entre el sistema 20 de control/automatizacion y los dispositivos auxiliares pueden ser cableadas o inalambricas y pueden permitir comunicacion bidireccional entre el sistema 20 de control/automatizacion y los dispositivos auxiliares. Por ejemplo, el
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teclado remoto 54 puede ser un teclado inalambrico situado lejos del sistema 20 de control/automatizacion y/o del controlador 26 de bomba. En otro ejemplo, el ordenador personal 72 puede conectarse al sistema 20 de control/automatizacion a traves de una red informatica cableada o inalambrica, tal como una red de area local. Ademas, en algunas realizaciones, uno o mas de los dispositivos auxiliares se pueden conectar al controlador 26 de bomba en lugar de al sistema 20 de control/automatizacion, por ejemplo a traves de un panel de comunicaciones o caja de conexiones (no mostrada).
La comunicacion bidireccional entre el sistema 20 de control/automatizacion y los dispositivos auxiliares (o el controlador 26 de bomba y los dispositivos auxiliares) puede permitir el control del motor 30 y, por lo tanto, de la bomba 32, basandose en la informacion o retroalimentacion de los dispositivos auxiliares. Mas especificamente, pueden utilizarse entradas desde los dispositivos auxiliares, tales como un caudal deseado necesario para el funcionamiento del calentador 48 de agua, una entrada de usuario desde el teclado remoto 52, etc., para controlar el funcionamiento del motor 30 y la bomba 32. Otros parametros utilizados por el sistema 20 de control/automatizacion (y/o el controlador 26 de bomba) para controlar el funcionamiento del motor 30 de bomba y la bomba 32 pueden incluir, pero no se limitan a, caudal de agua, presion de agua, velocidad del motor, y el consumo de energia, como se ha comentado anteriormente, asi como la carga del filtro, los niveles quimicos, la temperatura del agua, las alarmas, los estados operativos, el tiempo, el coste energetico, las renovaciones de agua por dia, las posiciones de rele o de conmutacion y/u otros parametros (por ejemplo, detectados, determinados, calculados, obtenidos, etc.) que indican el rendimiento del sistema 10 de bombeo.
En un ejemplo general, la informacion introducida en el teclado remoto 52 por un usuario puede ser recibida por el sistema 20 de control/automatizacion, y el sistema 20 de control/automatizacion (es decir, actuando como controlador maestro) puede controlar el controlador 26 de bomba, (es decir, actuando como controlador esclavo) para accionar el motor 30 y la bomba 32 basandose en la informacion de entrada. El sistema 20 de control/automatizacion tambien puede proporcionar informacion de nuevo al teclado remoto 52 para mostrar al usuario, por ejemplo a traves de la pantalla 56. En un ejemplo mas especifico con respecto a las renovaciones de agua por dia, el sistema 10 de bombeo (es decir, el sistema 20 de control/automatizacion y/o el controlador 26 de bomba) puede preconfigurarse para permitir al usuario introducir, a traves de la interfaz 24 de usuario o el teclado remoto 52, un numero deseado de renovaciones de agua (es decir, el numero de veces que el agua se hace circular de nuevo a traves del circuito de fluido). El sistema 20 de control/automatizacion y/o el controlador 26 de bomba pueden entonces accionar el motor 30 y la bomba 32 para realizar el numero deseado de renovaciones de agua dentro de una cantidad predeterminada de tiempo, tal como un periodo de 24 horas. En otro ejemplo, el sistema 20 de control/automatizacion puede recibir informacion de uno o mas dispositivos auxiliares que el calentador 48 de agua esta accionando o necesita accionar y puede alterar el rendimiento del sistema 10 de bombeo (por ejemplo, alterar la velocidad del motor 30 de bomba) para proporcionar un caudal aumentado necesario para el correcto funcionamiento del calentador 48 de agua.
Las figuras 3 y 4 ilustran la unidad 22 de bomba, de acuerdo con una realizacion de la invencion, que incluye la bomba 32, el controlador 26 de bomba, la interfaz 24 de usuario y el motor 32 para su uso con el sistema 10 de bombeo descrito anteriormente. La bomba 32 puede configurarse para su uso en cualquier aplicacion acuatica adecuada, incluyendo piscinas, spas, y/o caracteristicas de agua. La bomba 32 puede incluir un alojamiento 74 y puede estar conectada al motor 30. En algunas realizaciones, el motor 30 puede ser un motor de velocidad variable, como se ha descrito anteriormente, y el controlador 26 de bomba puede incluir un accionamiento de velocidad variable para accionar el motor 30. En una realizacion, el motor 30 puede ser accionado a cuatro o mas velocidades predeterminadas diferentes. El alojamiento 74 puede incluir una entrada 76, una salida 78, una cesta 80, una tapa 82 y un soporte 84. El soporte 84 puede soportar el motor 30 y puede utilizarse para montar la bomba 32 sobre una superficie adecuada (no mostrada).
En algunas realizaciones, el controlador 26 de bomba puede estar acoplado (por ejemplo, fisicamente unido o sujeto) a la bomba 32 y/o el motor 30. Por ejemplo, como se muestra en las figuras 3 y 4, el controlador 26 de bomba y la interfaz 24 de usuario pueden estar encerrados en una caja 86 que puede montarse sobre el motor 30. La caja 86 puede incluir un compartimento 88 de cableado de campo y una cubierta 90. La cubierta 90 puede ser abierta y cerrada para permitir el acceso al controlador 26 de bomba (y, especificamente, a la interfaz 24 de usuario) y protegerlo de la humedad, el polvo y otras influencias ambientales. En algunas realizaciones, el compartimiento 88 de cableado de campo puede incluir una fuente de alimentacion para proporcionar energia al motor 30 y al controlador 26 de bomba. Ademas, el motor 30 puede incluir un acoplamiento 92, como se muestra en la figura 4, para conectarse al controlador 26 de bomba. En otras realizaciones, el controlador 26 de bomba y/o la interfaz 24 de usuario pueden ser extraibles del motor 30 y/o de la bomba 32. Por ejemplo, en tales realizaciones, el controlador 26 de bomba y/o la interfaz 24 de usuario pueden configurarse para su montaje en el motor 30, la bomba 32 y/o una pared y pueden ser extraibles de manera que el controlador 26 de bomba y/o la interfaz 24 de usuario puede retirarse y volver a montar el motor 30, la bomba 32 y/o una pared si asi lo desea un usuario.
Como se muestra en la figura 4, la bomba 32 puede incluir una placa 94 de sellado, un impulsor 96, una junta 98, un difusor 100 y un colador 102. El colador 102 se puede insertar en la cesta 80 y puede ser asegurado por la tapa 82. En algunas realizaciones, la tapa 82 puede incluir una tapa 104, una junta torica 106 y una tuerca 108. La tapa 104 y la junta torica 106 pueden acoplarse a la cesta 80 atornillando la tuerca 108 sobre la cesta 80. La junta torica 106
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puede sellar la conexion entre la cesta 80 y la tapa 82. Una entrada 110 del difusor 100 puede estar sellada de manera fluida a la cesta 80 con un sello 112. En algunas realizaciones, el difusor 100 puede encerrar el impulsor 96. Una salida 114 del difusor 100 puede estar sellada de forma fluida a la placa 94 de sellado. La placa 94 de sellado puede sellarse al alojamiento 74 con la junta 98. El motor 30 puede incluir un eje 116, que puede acoplarse al impulsor 96. El motor 30 puede girar el impulsor 96, extrayendo fluido desde la entrada 46 a traves del colador 72 y el difusor 70 hasta la salida 48 (es decir, para accionar la bomba 32). Con respecto al sistema 10 de bombeo de la figura 1, la entrada 76 y la salida 78 de la bomba 32 pueden estar conectadas a la linea 46 de entrada y a la linea 44 de salida, respectivamente, del sistema 10 de bombeo.
La figura 5A ilustra la interfaz 24 de usuario para el controlador 26 de bomba de acuerdo con una realizacion de la invencion. La interfaz 24 de usuario puede incluir una pantalla 118, al menos un boton 120 de velocidad, botones 122 de navegacion, un boton 124 de inicio-parada, un boton 126 de restablecimiento, un boton 128 de anulacion manual y un boton 130 de "limpieza rapida". El boton 128 de anulacion manual tambien se puede considerar un boton de "tiempo de espera". En algunas realizaciones, los botones 122 de navegacion pueden incluir un boton 132 de menu, un boton 134 de seleccion, un boton 136 de escape, un boton 138 de flecha hacia arriba, un boton 140 de flecha hacia abajo, un boton 142 de flecha hacia la izquierda, un boton 144 de flecha hacia la derecha y un boton 146 de introduccion. Los botones 122 de navegacion y los botones 120 de velocidad pueden utilizarse para programar un planificacion en el controlador 26 de bomba. En algunas realizaciones, por ejemplo, la pantalla 108 puede incluir una seccion inferior 148 para mostrar informacion sobre un parametro y una seccion superior 150 para mostrar un valor asociado con ese parametro. En algunas realizaciones, la interfaz 24 de usuario puede incluir diodos emisores de luz (LED) 152 para indicar un funcionamiento normal y/o un error detectado de la bomba 32.
La figura 5B ilustra el sistema 20 de control/automatizacion de acuerdo con una realizacion de la invencion. Como se ha expuesto anteriormente, el sistema 20 de control/automatizacion puede comunicarse con el controlador 26 de bomba. Ademas, como se ha explicado anteriormente, el sistema 20 de control/automatizacion puede controlar la bomba 32 mediante una relacion maestro/esclavo con el controlador 26 de bomba. El sistema 20 de control/automatizacion tambien puede utilizarse para programar el controlador 26 de bomba, por ejemplo, si la bomba 32 esta instalada en una ubicacion en la que la interfaz 24 de usuario no es convenientemente accesible.
En algunas realizaciones, en general, el controlador 26 de bomba puede accionar automaticamente la bomba 32 de acuerdo con al menos una planificacion programada (por ejemplo, designar una velocidad o caudal de la bomba 32 y/o el motor 30, asi como una hora de inicio planificada, un tiempo de parada planificado y/o una duracion). Si se programan dos o mas planificaciones en el controlador 26 de bomba, la planificacion que enciende la bomba 32 a la velocidad mas alta puede tener prioridad sobre las planificaciones restantes. En algunas realizaciones, el controlador 26 de bomba puede permitir el funcionamiento manual de la bomba 32. Si la bomba 32 es accionada manualmente y se superpone a un encendido planificado, el encendido planificado puede tener prioridad sobre el funcionamiento manual independientemente de la velocidad de la bomba 32. En algunas realizaciones, el controlador 26 de bomba puede incluir una anulacion manual (por ejemplo, a traves del boton 128 de anulacion manual o "tiempo de espera"). La anulacion manual puede interrumpir el funcionamiento planificado y/o manual de la bomba 32 para permitir procedimientos de limpieza y mantenimiento de la piscina 12, por ejemplo. Ademas, en algunas realizaciones, el controlador 26 de bomba puede monitorizar el funcionamiento de la bomba 32 y puede indicar condiciones anormales de la bomba 32 y/o del sistema 10 de bombeo, como se ha discutido anteriormente.
Mas especificamente, las figuras 6A-6B ilustran un menu 154 para el controlador 26 de bomba de acuerdo con una realizacion de la invencion. En algunas realizaciones, el menu 154 puede utilizarse para programar varias caracteristicas del controlador 26 de bomba. Por ejemplo, el menu 154 puede incluir una jerarquia de categorias 156, parametros 158 y valores 160, cualquiera de los cuales puede ser visualizado por la pantalla 118 de la interfaz 24 de usuario de modo que un usuario o instalador pueda programar las diversas caracteristicas en el controlador de bomba 26. Por ejemplo, desde una pantalla principal 162 en la pantalla 118, un operador puede entrar en el menu 154 pulsando el boton 132 de menu. El operador puede desplazarse por las categorias 156 (es decir, para que la pantalla se desplace visualmente a traves del menu 154) utilizando el boton 138 de flecha hacia arriba y el boton 140 de flecha hacia abajo. En algunas realizaciones, las categorias 156 pueden incluir configuraciones 164, velocidad 166, control externo 168, caracteristicas 170, cebado 172, anti-congelacion 174 y bloqueo 176 de flujo (en cualquier orden). En algunas realizaciones, el operador puede entrar en una categoria 156 presionando el boton 134 de seleccion. El operador puede desplazarse a traves de los parametros 158 dentro de una categoria especifica 156 utilizando el boton 138 de flecha hacia arriba y el boton 140 de flecha hacia abajo. El operador puede seleccionar un parametro 158 presionando el boton 134 de seleccion y puede ajustar el valor 160 del parametro 158 con el boton 138 de flecha hacia arriba y/o el boton 140 de flecha hacia abajo. En algunas realizaciones, el valor 160 puede ajustarse mediante un incremento especifico o el usuario puede seleccionar de una lista de opciones. El usuario puede guardar el valor 160 pulsando el boton 146 de introduccion. Presionando el boton 136 de escape, el usuario puede salir del menu 154 sin guardar ningun cambio.
En algunas realizaciones, la categoria 164 de ajustes puede incluir un ajuste 178 de tiempo, un ajuste 180 de velocidad minima, un ajuste 182 de velocidad maxima y un ajuste 184 de reinicio automatico SVRS, asi como otros parametros 186 de ajustes. El ajuste 178 de tiempo puede utilizarse para encender la bomba 32 en una planificacion particular. El ajuste 180 de velocidad minima y el ajuste 182 de velocidad maxima se pueden ajustar segun el
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volumen de las aplicaciones acuaticas. Un instalador de la bomba 32 puede proporcionar el ajuste 180 de velocidad minima y el ajuste 182 de velocidad maxima, por ejemplo, tras la instalacion de la bomba 32. El controlador 26 de bomba puede impedir automaticamente que el ajuste 180 de velocidad minima sea mas alto que el ajuste 182 de velocidad maxima. Los ajustes 180, 182 de velocidad minima y maxima pueden ajustarse de manera que la bomba 32 no funcione fuera de estas velocidades con el fin de proteger dispositivos dependientes del flujo con velocidades minimas y dispositivos sensibles a la presion (por ejemplo, filtros) con velocidades maximas. El ajuste 184 de reinicio automatico SVRS puede proporcionar un periodo de tiempo antes de que el controlador 26 de bomba reanude el funcionamiento normal de la bomba 32 despues de que se ha detectado una obstruccion a lo largo de la linea 46 de entrada (por ejemplo, en el desague principal 38) y la bomba 32 ha sido detenida, de acuerdo con una caracteristica de sistema de liberacion de vacio de seguridad del sistema 10 de bombeo. En algunas realizaciones, puede haber dos ajustes de velocidad minima, tal como uno para la deteccion de cabezal muerto (por ejemplo, una velocidad mas alta) y otro para deteccion dinamica (por ejemplo, una velocidad mas baja), como se describe en la patente de los Estados Unidos n° 8.313.306 (titulada "Metodo de funcionamiento de un sistema de liberacion de vacio de seguridad").
En algunas realizaciones, la categoria 166 de velocidad puede utilizarse para introducir datos para encender/accionar la bomba 32 manual y/o automaticamente (es decir, a traves de ajustes de velocidad programados). En algunas realizaciones, el controlador 26 de bomba puede almacenar una serie de velocidades preestablecidas/ajustes de velocidad (tales como ocho). En este ejemplo, cada una de las primeras cuatro velocidades/ajustes de velocidad en un primer conjunto de velocidades 188 ("Velocidad 1 -4") se puede ajustar como velocidades manuales, velocidades planificadas (por ejemplo, velocidades con tiempos de inicio y de parada establecidos) y/o las velocidades de cuenta atras/temporizador (por ejemplo, velocidades con una duracion de tiempo). Cada una de las segundas cuatro velocidades/ ajustes de velocidad en un segundo conjunto de velocidades 190 ("Velocidad 5-8") se puede establecer velocidades planificadas (por ejemplo, velocidades con tiempos de inicio y de parada establecidos). Como resultado, las velocidades 5-8 se pueden programar para funcionar en un modo planificado solamente, mientras que las velocidades 1-4 se pueden programar para funcionar en un modo manual, planificado o de cuenta atras. En algunas realizaciones, para el modo manual, solo se puede programar una velocidad. Para los modos planificados, se puede programar una velocidad, una hora de inicio y una hora de parada. Para el modo de temporizacion de cuenta atras, se puede programar una velocidad y una duracion. De este modo, cada ajuste de velocidad puede incluir una velocidad, un tiempo de inicio, un tiempo de parada y/o una duracion dependiendo del modo respectivo.
En algunas realizaciones, las velocidades/ajustes de velocidad de ambos conjuntos 188, 190 se pueden programar en el controlador 26 de bomba utilizando el boton 138 de flecha hacia arriba, el boton 140 de flecha hacia abajo y el boton 146 de introduccion para seleccionar los valores descritos anteriormente. Una vez programado, se puede acceder al primer conjunto de velocidades 188 (velocidades 1-4) presionando uno de los botones 120 de velocidad en la interfaz 24 de usuario. Como se ha explicado anteriormente, si se programan dos o mas planificaciones en el controlador 26 de bomba durante el mismo tiempo, la planificacion que enciende la bomba 32 a la velocidad mas alta puede tener prioridad sobre las planificaciones restantes. No todas las velocidades 5-8 en el segundo conjunto de velocidades 162 deben programarse para funcionar en una planificacion. Por ejemplo, una o mas de las velocidades 5-8 se pueden desactivar.
La categoria 168 de control externo puede incluir diversos programas 192 con ajustes de velocidad que pueden ejecutarse cuando son ordenados por el sistema 20 de control/automatizacion. En el ejemplo mostrado, se pueden incluir cuatro velocidades programadas (es decir, programas 1-4). En una realizacion, estas cuatro velocidades programadas pueden predeterminarse a 1100 RPM, 1500 RPM, 2350 RPM y 3110 RPM, respectivamente. Cada programa 192 puede ser accesible para ajustar individualmente una nueva velocidad utilizando el boton 138 de flecha hacia arriba, el boton 140 de flecha hacia abajo y el boton 146 de introduccion. En otras realizaciones, el numero de programas 192 puede ser igual al numero de ejecuciones planificadas programadas en el segundo conjunto de velocidades 190 (velocidades 5-8).
Ademas, en algunas realizaciones, la categoria 166 de velocidad y la categoria 168 de control externo se pueden programar alternativamente con caudales/ ajustes de caudales en lugar de velocidades/ajustes de velocidad. Por ejemplo, la categoria 166 de velocidad puede tener un parametro de modo adicional que permite al usuario seleccionar un "modo de control de flujo" (es decir, donde se ajustan los caudales) o un "modo de control de velocidad" (es decir, donde se ajustan las velocidades, como se describe arriba). En el modo de control de flujo, los caudales se pueden establecer de acuerdo con los ajustes de velocidad descritos anteriormente (por ejemplo, cuando las velocidades 1-4, velocidades 5-8, y/o velocidades programadas externamente controladas de los programas 192 son en cambio flujos 1-4, flujos 5-8, y/o flujos programados externamente controlados de los programas 192). Los flujos 1-4 se pueden programar para funcionar en un modo manual, planificado o de cuenta atras, los flujos 5-8 se pueden programar para funcionar en un modo planificado, y los flujos programados controlados externamente pueden programarse para funcionar en un modo planificado. De este modo, cada ajuste de caudal puede incluir un caudal, un tiempo de inicio, un tiempo de parada y/o una duracion dependiendo del modo respectivo. Tambien se puede acceder a los flujos 1-4 o seleccionarlos a traves de los botones 92 de navegacion en la interfaz 88de usuario. En consecuencia, el sistema 10 de bombeo, y en particular el controlador 26 de bomba, pueden funcionar para mantener una velocidad constante de la bomba (es decir, en el modo de control de velocidad)
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y/o pueden funcionar para mantener un caudal constante de agua dentro del circuito de fluido, o a traves del filtro 14 (es decir, en el modo de control de flujo).
Ademas, en el modo de control de flujo, el controlador 26 de bomba ajusta continua o periodicamente la velocidad del motor 30 para mantener los caudales establecidos/ajustes de caudal. Mas especificamente, la cantidad de agua que se puede mover y/o la facilidad con la que se puede mover el agua depende en parte del estado actual (por ejemplo, calidad, limpieza) del filtro 14. En general, un filtro 14 limpio (por ejemplo, nuevo, fresco o lavado a contraluz) proporciona un impedimento menor al flujo de agua que un filtro que ha acumulado materia de filtro (por ejemplo, un filtro 14 sucio). Por lo tanto, para un caudal constante a traves de un filtro 14, se requiere una menor presion para mover el agua a traves de un filtro 14 limpio que la presion que se requiere para mover el agua a traves de un filtro 14 sucio. Otra manera de considerar el efecto de la acumulacion de suciedad es que si la presion se mantiene constante, el caudal disminuira a medida que la suciedad se acumula y obstaculiza (por ejemplo, bloquea progresivamente) el flujo. El mantenimiento de un volumen de flujo constante a pesar de un impedimento creciente causado por la acumulacion de suciedad del filtro puede requerir una presion creciente y es el resultado de una fuerza creciente del motor 30 de bomba. Algunas realizaciones de la invencion controlan la bomba 32 y, mas especificamente, controlan la velocidad del motor 30 de bomba, para proporcionar la fuerza aumentada que proporciona la presion aumentada para mantener el flujo constante.
Por ejemplo, como se ha explicado anteriormente, el controlador 26 de bomba puede determinar caudales basados en el consumo de potencia del motor y/o la velocidad del motor. Por lo tanto, con el fin de accionar la bomba 32 en un caudal programado, el controlador 26 de bomba puede ejecutar uno de los siguientes procedimientos de control de flujo. En primer lugar, el controlador 26 de bomba puede determinar (por ejemplo, recibir, obtener o calcular) una velocidad actual del motor 30, determinar un consumo de potencia de referencia basandose en la velocidad actual del motor 30 y el caudal programado y determinar (por ejemplo, recibir, obtener o calcular) el consumo de potencia actual del motor 30. El controlador 26 de bomba puede entonces calcular un valor de diferencia entre el consumo de potencia de referencia y el consumo de potencia actual y utilizar un control proporcional (P), integral (I) y/o derivado (D) (por ejemplo, P, I, Pi, PD, PID) basandose en el valor de diferencia para generar una nueva velocidad del motor 30 que alcanzara el caudal programado. El controlador 26 de bomba puede entonces ajustar la velocidad actual del motor 30 a la nueva velocidad para mantener el caudal programado. Alternativamente, el controlador 26 de bomba puede determinar (por ejemplo, recibir, obtener o calcular) una velocidad actual del motor 30, el consumo actual de potencia del motor 30 y el caudal actual a traves del sistema 10 de bombeo (es decir, basandose en el consumo de potencia actual y/o la velocidad actual). El controlador 26 de bomba puede entonces calcular un valor de diferencia entre el consumo de potencia de referencia y el consumo actual y utilizar un control proporcional, integral y/o derivado basandose en el valor de diferencia para generar una nueva velocidad del motor 30 que alcanzara el caudal programado. El controlador 26 de bomba puede entonces ajustar la velocidad actual del motor 30 a la nueva velocidad para mantener el caudal programado. En algunas realizaciones, el controlador 26 de bomba puede ejecutar los procedimientos de control de flujo como se describe en la patente de los Estados Unidos n° 7.845.913, titulada "Control de Flujo”.
La capacidad para mantener un flujo constante es util para conseguir un volumen de flujo especifico durante un periodo de tiempo. Por ejemplo, como se discutio anteriormente, puede ser deseable realizar un numero especifico de renovaciones de agua dentro de un periodo de tiempo predeterminado, tal como un dia. El numero deseado de renovaciones de agua puede estar relacionado con la necesidad de mantener una claridad de agua deseada, a pesar de que el filtro del sistema de bombeo aumentara progresivamente la acumulacion de suciedad. Por el contrario, en las bombas de velocidad unica existentes, los caudales cambian con el tiempo debido a que la resistencia, o el cabezal dinamico total (TDH), del sistema de bombeo cambia a medida que la suciedad y los residuos se acumulan en el filtro y coladores del sistema. Este aumento en la resistencia al flujo hace que la bomba de velocidad unica convencional pierda flujo a medida que el sistema se ensucia, lo suficiente para que las renovaciones de agua deseadas no se alcancen como resultado de la perdida de flujo.
Con referencia de nuevo a la figura 6A, la categoria 170 de caracteristicas puede utilizarse para programar una anulacion manual. En algunas realizaciones, los parametros pueden incluir un programa 194 de "tiempo de espera" y un programa 196 de "limpieza rapida". El programa 194 de "tiempo de espera" puede interrumpir el funcionamiento de la bomba 32 y/o del motor 30 durante un cierto tiempo, que se puede programar en el controlador 26 de bomba. El programa 194 de "tiempo de espera" se puede seleccionar pulsando el boton 128 de "tiempo de espera" en la interfaz 24 de usuario. El programa 194 de "tiempo de espera" se puede utilizar para detener el funcionamiento de la bomba 32 de modo que un usuario pueda limpiar la piscina o spa y/o realizar procedimientos de mantenimiento. El programa 196 de "limpieza rapida" puede incluir un ajuste de velocidad y un ajuste de duracion. El programa 196 de "limpieza rapida" se puede seleccionar pulsando el boton 130 de "limpieza rapida" situado en la interfaz 24 de usuario. Cuando se pulsa, el programa 196 de "limpieza rapida" puede tener prioridad sobre el funcionamiento planificado y/o manual de la bomba 32. Despues de que la bomba 32 haya sido accionada durante el periodo de tiempo del ajuste de duracion, la bomba 32 puede reanudar el funcionamiento planificado y/o manual. Si el SVRS ha sido activado previamente y el periodo de tiempo para el reinicio automatico SVRS 184 todavia no ha transcurrido, el programa 196 de "limpieza rapida" puede no ser iniciado por el controlador 26 de bomba.
En la categoria 172 de cebado, el cebado de la bomba 32 se puede habilitar o deshabilitar en el ajuste 200. La
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secuencia de cebado de la bomba 32 puede eliminar sustancialmente todo el aire de la bomba 32 para permitir que el agua fluya a traves de la bomba 32 y/o el circuito de fluido. Si el cebado esta activado, se puede programar una duracion maxima para la secuencia de cebado ("tiempo maximo de cebado") en el controlador 26 de bomba en el ajuste 202. Esta es la duracion maxima que la bomba 32 intentara cebar antes de dar un error. En algunas realizaciones, la secuencia de cebado se puede encender/accionar a la velocidad maxima 182. En otro ejemplo, la bomba 32 puede encenderse a una primera velocidad (por ejemplo, 1800 RPM) durante una primera duracion (por ejemplo, aproximadamente tres segundos). Si hay suficiente flujo a traves de la bomba 32, se completa el cebado. Si no es asi, la bomba 32 puede encenderse a la velocidad maxima 182 durante un tiempo de retardo de cebado (tal como aproximadamente 20 segundos, establecido en el ajuste 204). Si hay suficiente flujo a traves de la bomba 32 en este punto, se completa el cebado. De no ser asi, la bomba 32 puede continuar para ser encendida a la velocidad maxima 182 durante una cantidad de tiempo establecida por el ajuste 202 de tiempo de cebado maximo. Si todavia no hay flujo suficiente cuando el ajuste 202 de tiempo de cebado maximo ha expirado, se puede notificar una alarma de cebado en seco (por ejemplo, a traves de los LED 152 y/o la pantalla 118). Ademas, se puede seleccionar un valor de sensibilidad de cebado del 1% al 100% en el ajuste 206. Este valor de sensibilidad de cebado afecta a la determinacion de si el flujo es suficiente para considerar el cebado completado. Valores de sensibilidad mas bajos aumentan la cantidad de flujo necesaria para que la bomba 32 detecte que esta cebada, mientras que valores de sensibilidad mas altos disminuyen la cantidad de flujo necesaria para que la bomba 32 detecte que esta cebada.
En algunas realizaciones, un sensor de temperatura interno de la bomba 32 puede conectarse al controlador 26 de bomba con el fin de proporcionar un accionamiento de anti-congelacion para el sistema 10 de bombeo y la bomba 32. En la categoria 174 de anti-congelacion, se puede establecer un ajuste 208 de habilitar/deshabilitar para habilitar o deshabilitar el accionamiento de anti-congelacion. Ademas, se puede programar en el controlador 26 de bomba un ajuste 210 de velocidad y un ajuste 212 de temperatura en el que la bomba 32 puede activarse para evitar que el agua se congele en el sistema de bombeo. Si el sensor de temperatura detecta una temperatura inferior al ajuste 212 de temperatura, la bomba 32 puede accionarse segun el ajuste 210 de velocidad. En algunas realizaciones, el sensor de temperatura interno puede detectar una temperatura del motor 30 y/o el accionamiento de velocidad variable del controlador 26 de bomba. Por ejemplo, el sensor de temperatura interno se puede incrustar dentro de un disipador de calor posicionado entre el controlador de bomba/accionamiento de velocidad variable y el motor 30.
Como se muestra en la figura 6B, el menu 154 puede incluir la categoria 176 de bloqueo de flujo para que la bomba 32 funcione con una caracteristica de bloqueo de flujo. Generalmente, esta caracteristica de bloqueo de flujo puede permitir que un usuario programe un caudal minimo y maximo en el sistema 10 de bombeo que no se puede cambiar, “bloqueando asi el flujo”. En algunas realizaciones, esta caracteristica puede estar activa cuando la bomba 32 y el motor 30 estan siendo controlados en el modo de control de velocidad de acuerdo con los ajustes de velocidad descritos anteriormente (por ejemplo, el primer conjunto 160 de velocidades, el segundo conjunto 162 de velocidades, o las velocidades externamente programadas 164). Esto puede permitir que el controlador 26 de bomba tenga en cuenta el caudal y/o tasas de renovacion de agua incluso cuando funciona para mantener las velocidades de bomba, como se describe mas adelante. Ademas, la caracteristica de bloqueo de flujo puede estar activa cuando la bomba 32 y el motor 30 estan siendo controlados en el modo de control de flujo de acuerdo con uno de los ajustes de caudal descritos anteriormente.
En una realizacion, cuando se activa la caracteristica de bloqueo de flujo, un instalador puede seguir una serie de preguntas para establecer los caudales minimo y maximo. En otras palabras, el controlador 26 de bomba y el menu 154 pueden proporcionar puntos de control adicionales o metodos para asegurar que los caudales minimo y maximo no se bloqueen accidentalmente. Ademas, en algunas realizaciones, una vez que los caudales minimo y maximo estan bloqueados, no pueden ser cambiados por otro instalador o usuario de piscina. Por ejemplo, como se muestra en el menu 154 de la figura 6B, la categoria 176 de bloqueo de flujo puede incluir un ajuste 212 de "flujo minimo establecido", un ajuste 214 de "flujo maximo establecido", un ajuste 216 de "activacion", un ajuste 218 de "flujo de bloqueo permanente", un ajuste aceptable 220 "de flujo minimo/maximo ", y un ajuste 222 de "habilitar/deshabilitar". Como resultado, un instalador debe primero establecer los caudales, activar los caudales, bloquear permanentemente los caudales, aceptar los caudales y habilitar los caudales para que los caudales minimo y maximo se bloqueen. Esto puede impedir el bloqueo accidental de caudales, puesto que el controlador 26 de bomba no permite el restablecimiento de los caudales minimo y maximo una vez que estan bloqueados inicialmente. Una vez completada la serie de ajustes, los caudales minimos y maximos establecidos pueden convertirse en parametros permanentes del sistema 10 de bombeo. En algunas realizaciones, los caudales minimo y maximo pueden estar en un intervalo de aproximadamente 4,54 m3/h (20 galones por minuto (GPM)) a aproximadamente 29,53 m3/h (130 GPM) o de aproximadamente 4,54 m3/h (20 gPm) a aproximadamente 31,8 m3/h (140 GPM).
Una vez que el controlador 26 de bomba recibe y establece los caudales minimo y maximo, el controlador 26 de bomba puede deshabilitar el restablecimiento adicional de estos caudales, como se ha descrito anteriormente. Sin embargo, un usuario puede continuar introduciendo y reprogramando ajustes de velocidad o ajustes de caudal (por ejemplo, del primer conjunto de velocidades o caudales188, el segundo conjunto de velocidades o caudales 190, o las velocidades o caudales externamente programados 192). El controlador 26 de bomba puede seguir funcionando como se ha descrito anteriormente (por ejemplo, seleccionar un caudal programado basandose en encendido manual o planificado, o seleccionar un caudal programado que requiera una velocidad de motor mas alta si han de tener lugar varios encendidos planificados al mismo tiempo), pero solo puede accionar la bomba 32 y/o el motor 30
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siempre y cuando el caudal seleccionado este entre los caudales minimo y maximo. En otras palabras, al incorporar la caracteristica de bloqueo de flujo, los usuarios pueden todavia tener la capacidad de cambiar las velocidades planificadas o manuales y/o los caudales para diferentes necesidades (por ejemplo, caracteristicas de agua, chorros de spa, limpiadores, etc.) pero la caracteristica de bloqueo de flujo puede impedir que el usuario programe un flujo que podria exceder un caudal "seguro" del sistema 10 de bombeo. Como resultado, la caracteristica de bloqueo de flujo puede permitir que el controlador 26 de bomba controle la velocidad y/o el flujo de una bomba 32, pero impedir que la bomba 32 exceda los caudales maximo o minimo establecidos.
Mas especificamente, cuando esta en el modo de control de flujo, la caracteristica de bloqueo de flujo puede impedir la programacion o ajuste de caudales del primer conjunto de caudales 188 y el segundo conjunto de caudales (por ejemplo, por un usuario a traves de la interfaz 24 de usuario del controlador 24 de bomba) que estan fuera de los caudales minimos/maximos. Se puede permitir a un usuario programar caudales de los caudales externamente programados 192 (por ejemplo, a traves del sistema 20 de control/automatizacion) que estan fuera de los caudales minimos/maximos. Sin embargo, la caracteristica de bloqueo de flujo hace que el controlador 26 de bomba anule estos caudales para accionar la bomba 32 para alcanzar el caudal maximo (es decir, si el caudal externamente programado 192 esta por encima del caudal maximo) o el caudal minimo (es decir, si el caudal externamente programado 192 esta por debajo del caudal minimo). Por lo tanto, en algunas realizaciones, dentro de la relacion maestro/esclavo entre el sistema 20 de control/automatizacion y el controlador 26 de bomba, el controlador 26 de bomba (especificamente, la caracteristica de bloqueo de flujo) mantiene siempre el control sobre los caudales minimo y maximo del sistema 10 de bombeo a pesar de ser el controlador esclavo.
Ademas, cuando esta en el modo de control de velocidad, la caracteristica de bloqueo de flujo puede permitir la programacion o ajuste de velocidades del primer conjunto de velocidades 188 y el segundo conjunto de velocidades 190 (por ejemplo, por un usuario a traves de la interfaz 24 de usuario del controlador de bomba 24), y de velocidades de las velocidades externamente programadas 192 (por ejemplo, a traves del sistema 20 de control/automatizacion) que pueden conseguir caudales fuera de los caudales minimo y maximo (es decir, por debajo y por encima de los caudales minimo y maximo, respectivamente). Sin embargo, la caracteristica de bloqueo de flujo hace que el controlador 26 de bomba altere estas velocidades para accionar la bomba 32 entre el caudal maximo y el caudal minimo. En otras palabras, un usuario puede programar velocidades que harian que la bomba 32 funcione fuera del caudal minimo o maximo, pero el controlador 26 de bomba no permite que la bomba funcione a las velocidades programadas, si este es el caso. Mas bien, si la velocidad programada diera como resultado un caudal por debajo del caudal minimo o por encima del caudal maximo, el controlador 26 de bomba ajusta la velocidad hasta que el caudal resultante este en el caudal minimo o en el caudal maximo, respectivamente.
Por ejemplo, un instalador habilita la caracteristica de bloqueo de flujo y establece el caudal maximo en 18,17 m3/h (80 GPM). El controlador 26 de bomba puede entonces monitorizar continuamente un estado actual del sistema 10 de bombeo (en particular del filtro 14), para determinar una velocidad de motor de bomba necesaria para alcanzar el caudal maximo de 18,17 m3/h (80 GPM) y luego establecer esta velocidad de motor de bomba como un limite de velocidad superior. Por ejemplo, el controlador 26 de bomba puede determinar primero que, basandose en el estado actual del sistema 10 de bomba, es necesaria una velocidad de motor de bomba de 3000 RPM para conseguir el caudal maximo de 18,17 m3/h (80 GPM) (por ejemplo, utilizando los procedimientos de control de flujo descritos anteriormente), estableciendo asi 3000 RPM como el punto establecido de velocidad superior. El controlador 26 de bomba es entonces programado por un usuario en un modo de control de velocidad para accionar el motor 30 de bomba a una velocidad de 3400 RPM. Debido a la caracteristica de bloqueo de flujo, el controlador 26 de bomba no accionara el motor 30 de bomba a la velocidad de 3400 RPM, sino que solo ira hasta el punto establecido de velocidad superior (es decir, 3000 RPM). Por lo tanto, el controlador 26 de bomba alterara la velocidad programada para mantener el caudal en el caudal maximo o por debajo de este. Mas adelante, si el TDH en el sistema 10 de bombeo aumenta y el controlador 26 de bomba determina que el motor 30 de bomba requiere ahora una velocidad de 3150 RPM para generar un caudal de 18,17 m3/h (80 GPM) el controlador 26 de bomba establece el punto establecido de velocidad superior a 3150 RPM y aumenta la velocidad del motor a 3150 RPM. Por lo tanto, el controlador 26 de bomba monitoriza continua o periodicamente el sistema 10 de bombeo y, si una velocidad programada excediese el caudal maximo, el controlador 26 de bomba acciona el motor 30 a la velocidad mas alta permitida por debajo de la velocidad programada que alcanza el caudal maximo (es decir, en el punto establecido de velocidad superior) de modo que el sistema 10 de bombeo no exceda el caudal maximo.
En otro ejemplo, un instalador habilita la caracteristica de bloqueo de flujo y establece el caudal minimo en 18,17 m3/h (80 GPM). El controlador 26 de bomba puede entonces monitorizar continuamente un estado actual del sistema 10 de bomba para determinar una velocidad de motor de bomba necesaria para alcanzar el caudal minimo de 18,17 m3/h (80 GPM) y luego establecer esta velocidad de motor de bomba como un limite de velocidad inferior. Por ejemplo, el controlador 26 de bomba puede determinar primero que, basandose en el estado actual del sistema 10 de bomba, es necesaria una velocidad de motor de bomba de 3000 RPM para alcanzar el caudal minimo de 18,17 m3/h (80 GPM), estableciendo asi 3000 RPM como el punto establecido de velocidad inferior. El controlador 26 de bomba es entonces programado por un usuario en un modo de control de velocidad para accionar el motor 30 de bomba a una velocidad de 2900 RPM. Debido a la caracteristica de bloqueo de flujo, el controlador 26 de bomba no accionara el motor 30 de bomba a la velocidad de 2900 RPM, sino que solo bajara hasta el punto establecido de velocidad mas baja (es decir, 3000 RPM). De este modo, el controlador 26 de bomba alterara la velocidad
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programada para mantener el caudal en el caudal minimo o por encima de este. Mas adelante, si el TDH en el sistema 10 de bombeo aumenta y el controlador 26 de bomba determina que el motor 30 de bomba requiere ahora una velocidad de 3150 RPM para generar un caudal de 18,17 m3/h (80 GPM), el controlador 26 de bomba establece el punto establecido de velocidad inferior en 3150 RPM y aumenta la velocidad del motor a 3150 RPM. De este modo, el controlador 26 de bomba monitoriza continua o periodicamente el sistema 10 de bombeo y, si una velocidad programada excede (es decir, va por debajo) el caudal minimo, el controlador 26 de bomba acciona el motor 30 a la velocidad mas baja permitida por encima de la velocidad programada que alcanza el caudal minimo (es decir, en el punto establecido de velocidad inferior) de modo que el sistema 10 de bombeo no caiga por debajo del caudal minimo.
En otro ejemplo, un instalador habilita la caracteristica de bloqueo de flujo y establece el caudal maximo a 18,17 m3/h (80 GPM) y el caudal minimo a 9,08 m3/h (40 GPM). En este ejemplo, en el modo de control de flujo, a un usuario no se le permitiria programar un caudal en el menu 154 de controlador de bomba por encima de 18,17 m3/h (80 GPM) o por debajo de 9,08 m3/h (40 GPM). Si el controlador 26 de bomba esta conectado al sistema 20 de control/automatizacion, el usuario puede programar, a traves del sistema 20 de control/automatizacion, un caudal por encima de 18,17 m3/h (80 GPM) o por debajo de 9,08 m3/h (40 GPM). Sin embargo, el controlador 26 de bomba anularia el caudal programado para funcionar a 18,17 m3/h (80 GPM) (es decir, si el caudal programado estuviera por encima de 18,17 m3/h (80 GPM) o a 9,08 m3/h (40 GPM) (es decir, si el caudal programado fuera inferior a 9,08 m3/h (40 GPM)). En el modo de control de velocidad, se permitiria a un usuario programar velocidades superiores a las que crearian caudales por encima de 18,17 m3/h (80 GPM) o por debajo de 9,08 m3/h (40 GPM) bien a traves del menu 154 de controlador de bomba o bien a traves del sistema 20 de control/automatizacion, pero el controlador 26 de bomba alteraria la velocidad programada para mantener un caudal de 18,17 m3/h (80 GPM) (es decir, si la velocidad programada causase un caudal superior a 18,17 m3/h (80 GPM) o un caudal de 9,08 m3/h (40 GPM) (es decir, si la velocidad programada causase un caudal inferior a 9,08 m3/h (40 GPM)).
La figura 7 ilustra un ejemplo de la interfaz 24 de usuario durante un modo de control de flujo cuando se activa la caracteristica de bloqueo de flujo. Como se ilustra en la figura 7, la pantalla 128 muestra la seccion superior 150 que incluye una tecla "bloqueada por contrasena" (que indica que el acceso a la programacion del controlador 26 de bomba esta protegido por contrasena), indicaciones de que el sistema 10 de bombeo esta habilitado con SVRS y caracteristicas de bloqueo de flujo (FloLock), un tiempo actual y un caudal de corriente. La seccion inferior 148 indica el consumo de potencia actual asi como los caudales minimo y maximo establecidos a traves de la caracteristica de bloqueo de flujo.
En consecuencia, con la caracteristica de bloqueo de flujo habilitada/activada, el controlador 26 de bomba puede asegurar que el caudal para una renovacion de agua deseada se cumpla a medida que cambian las condiciones en el sistema 10 de bombeo. Mas especificamente, el controlador 26 de bomba puede detectar, monitorizar y mantener el caudal ajustando automaticamente la velocidad de la bomba 32 a medida que cambian estas condiciones (es decir, a medida que cambia el estado actual del sistema 10 de bombeo), teniendo tambien en cuenta los caudales maximo y minimo establecidos. En otras palabras, el bloqueo de una velocidad o caudal maximo puede basicamente controlar la cantidad de agua que puede mover una bomba 32, pero el caudal puede ajustarse a medida que cambia el cabezal dinamico total (TDH) de un sistema 10 de bombeo. Una ventaja de la caracteristica de bloqueo de flujo es que un instalador bloquea un caudal real y el controlador 26 de bomba puede monitorizar el sistema 10 de bombeo para cambios en TDH que afectan al caudal, se autoajustan para mantener un caudal especificado y aun mantienen el sistema 10 de bombeo dentro de los caudales maximo y minimo establecidos.
Muchos departamentos de salud requieren que un caudal minimo sea mantenido por un sistema de circulacion (es decir, circuito de fluido) en piscinas comerciales para mantener una tasa de renovacion de agua para claridad y saneamiento del agua. Esta caracteristica de bloqueo de flujo de las realizaciones de la invencion puede asegurar que tales requisitos se cumplan. Mas especificamente, en algunas realizaciones, el caudal minimo establecido por la caracteristica de bloqueo de flujo puede asegurar a un departamento de salud que un municipio no ralentizara el flujo de la bomba 32 por debajo de las normas comerciales de renovacion de agua (ya sea durante periodos de 24 horas o periodos de tiempo mas cortos). Como resultado, la caracteristica de bloqueo de flujo puede hacer que la tecnologia de velocidad variable sea mas fiable y aceptable para su uso en aplicaciones de piscinas comerciales. Ademas, el caudal maximo establecido por la caracteristica de bloqueo de flujo puede impedir que la bomba 32 funcione a un caudal que podria exceder la especificacion de caudal de los componentes del sistema de piscina, tal como una cubierta de desague. Por ejemplo, la caracteristica de bloqueo de flujo puede disminuir la probabilidad de que se produzca un problema de atrapamiento estableciendo el caudal maximo como el caudal definido por los codigos locales y la cubierta de desague. Ademas, el caudal maximo establecido puede impedir que una tuberia entre dos desagues supere una velocidad que permita que se cree un vacio de retencion en un drenado cubierto. El ajuste del caudal maximo tambien puede asegurar que el caudal de la bomba 32 no exceda lo recomendado por los codigos de eficiencia energetica.
Los expertos en la tecnica apreciaran que, aunque la invencion se ha descrito anteriormente en relacion con realizaciones y ejemplos particulares, la invencion no esta necesariamente limitada de ese modo, y que gran numero de diferentes realizaciones, ejemplos, usos, modificaciones y salidas de las realizaciones, ejemplos y usos estan destinados a estar abarcados por la invencion si se perciben bajo el alcance de las reivindicaciones adjuntas al
presente documento. Diversas caracteristicas y ventajas de la invencion se exponen en las siguientes reivindicaciones.
Claims (15)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. - Un sistema (10) de bombeo para al menos una aplicacion acuatica, comprendiendo el sistema de bombeo: una bomba (32),un motor (30) acoplado a la bomba (32), yun controlador (26) de bomba en comunicacion con el motor (30);incluyendo el controlador (26) de bomba una interfaz (24) de usuario configurada para, inicialmente, recibir y establecer un caudal bloqueado maximo, un caudal bloqueado minimo y una pluralidad de ajustes de caudal programados que incluyen un primer ajuste de caudal programado,configurado el controlador (26) de bomba para deshabilitar el restablecimiento del caudal maximo y el caudal minimo una vez que son inicialmente recibidos y establecidos a traves de la interfaz (24) de usuario,configurado el controlador (26) de bomba para permitir el restablecimiento de la pluralidad de ajustes de caudal programados durante el funcionamiento del sistema (10) de bombeo,configurado el controlador (26) de bomba para accionar el motor (30) con el fin de mantener un primer caudal a traves del sistema (10) de bombeo establecido por el primer ajuste de caudal programado siempre y cuando el primer caudal este entre el caudal bloqueado minimo y el caudal bloqueado maximo.
- 2. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 1, en el que al menos uno de la pluralidad de ajustes de caudal programados esta programado en un modo planificado e incluye un caudal establecido, un tiempo de inicio planificado y un tiempo de parada planificado.
- 3. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 1, en el que al menos uno de la pluralidad de ajustes de caudal programados esta programado en un modo manual e incluye un caudal establecido.
- 4. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 1, en el que al menos uno de la pluralidad de ajustes de caudal programados esta programado en un modo de cuenta atras e incluye un caudal de ajuste y una duracion de tiempo.
- 5. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 1, en el que la pluralidad de ajustes de caudal programados incluye un segundo ajuste de caudal programado y la interfaz (24) de usuario esta configurada para recibir una seleccion del segundo ajuste de caudal programado y el controlador (26) esta configurado para accionar el motor (30) para mantener un segundo caudal a traves del sistema (10) de bombeo establecido por el segundo ajuste de caudal mientras el segundo caudal este entre el caudal bloqueado minimo y el caudal bloqueado maximo.
- 6. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 1, en el que el flujo minima bloqueado se establece para mantener un numero deseado de renovaciones de agua a traves del sistema (10) de bombeo dentro de un periodo de tiempo.
- 7. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 1, en el que el caudal bloqueado maximo se establece basandose en una de las especificaciones de caudal de al menos un componente del sistema de bombeo y codigos de eficiencia energetica.
- 8. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 1, en el que el motor (30) es un motor de velocidad variable.
- 9. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 1, en el que la interfaz (24) de usuario incluye una pantalla (128) que muestra el primer caudal, el caudal bloqueado maximo y el caudal bloqueado minimo.
- 10. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 1, en el que la interfaz (24) de usuario esta configurada para recibir inicialmente y establecer la pluralidad de ajustes de caudal programados, el caudal bloqueado maximo y el caudal bloqueado minimo a traves de informaciones recibidas por al menos un boton (122) de navegacion en la interfaz de usuario.
- 11. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 10, en el que el controlador (26) de bomba esta configurado para inhibir el restablecimiento de la pluralidad de ajustes de caudal programados incluyendo uno de caudales por encima del ajuste de caudal maximo y caudales por debajo del ajuste de caudal minimo.
- 12. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 10, en el que la interfaz (24) de usuario incluye una pantalla que muestra un menu (154) de parametros configurables incluyendo la pluralidad de ajustes de caudal programados, el caudal bloqueado maximo y el caudal bloqueado minimo a un usuario, en el que el controlador se configura para desplazarse visualmente por el menu (154) basandose en las informaciones recibidas por al menos dicho boton(122) de navegacion.
- 13. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 1, y que comprende ademas un sistema (20) de automatizacion en comunicacion con el controlador (26) de bomba, el sistema (20) de automatizacion configurado para recibir y5 establecer la pluralidad de ajustes de caudal programados incluyendo un tercer ajuste de caudal programado.
- 14. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 13, en el que si un tercer caudal establecido por el tercer ajuste de caudal programado esta por encima del caudal maximo, el controlador (26) de bomba esta configurado para accionar el motor (30) con el fin de mantener el caudal maximo a traves del sistema (10) de bombeo y el tercer10 caudal esta por debajo del caudal minimo, el controlador (26) de bomba esta configurado para accionar el motor con el fin de mantener el caudal minimo a traves del sistema (10) de bombeo.
- 15. - El sistema (10) de bombeo de la reivindicacion 1, en el que cada uno de la pluralidad de ajustes de caudal programados incluye una planificacion de caudal que establece un caudal en una hora de inicio planificada y un15 tiempo de parada planificado, en el que si mas de una planificacion de caudal se superpone, el controlador (26) de bomba selecciona la planificacion de caudal que incluye un caudal mas alto y esta configurado para accionar el motor (30) de acuerdo con la planificacion de caudal seleccionada siempre y cuando el caudal mas alto este entre el caudal bloqueado minimo y el caudal bloqueado maximo.
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