ES2887605A1 - Aparato electrico con sistema de deteccion del tipo de agua y gestion de los medios de filtrado - Google Patents

Abstract

Aparato eléctrico con sistema de detección del tipo de agua y gestión de los medios de filtrado que gestiona sus parámetros de funcionamiento y sus ciclos de descalcificación de manera automática, en función de la cantidad de impurezas disueltas en el agua circulante por los conductos del circuito del propio aparato, logrando un rendimiento óptimo en todas las operaciones de funcionamiento. Además de permitir conocer el estado de los medios de filtrado y su eficacia en la eliminación de partículas.

Description

DESCRIPCIÓN

APARATO ELÉCTRICO CON SISTEMA DE DETECCIÓN DEL TIPO DE AGUA Y

GESTIÓN DE LOS MEDIOS DE FILTRADO

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a los aparatos eléctricos de ámbito doméstico, más concretamente, se refiere a los medios de filtrado del agua utilizada por los aparatos eléctricos de ámbito doméstico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a los aparatos eléctricos de ámbito doméstico que utilizan agua para su funcionamiento, como puede ser una cafetera, una plancha o un robot aspirador con medios de fregado, que comprenden un depósito de almacenamiento de líquidos, medios de impulsión del líquido hasta el circuito del aparato eléctrico, y medios de conducción del líquido. De esta forma, el aparato eléctrico toma agua del depósito de almacenamiento para poder realizar sus funciones.

Comúnmente, estos aparatos comprenden medios de filtrado del agua, para evitar que las impurezas pasen al circuito, pudiendo producir el desgaste de los componentes que lo forman o incluso la rotura del propio aparato.

Pertenece al estado de la técnica el documento CN208617551U, en el que se describe un tanque de agua con control de impurezas que comprende un filtro de agua y medios de calentamiento del agua, de forma que el agua que entra en los medios de calentamiento pasan primero a través de los medios de filtrado, para lograr que las sales inorgánicas se vean reducidas, evitando incrustaciones en el depósito, prolongando la vida útil del calentador del agua al asegurar el filtrado del agua.

Pertenece también al estado de la técnica el documento CN204141850U, en el que se presenta un calentador de agua con sistema de descalcificación automático, que realiza el calentamiento del agua mediante electricidad o gas combustible. Para realizar la descalcificación, la invención cuenta con un conjunto de electrodos positivos y negativos, dispuestos en el interior del tanque de agua que se encargan de eliminar las impurezas presentes, de manera que se prevengan las incrustaciones en el propio depósito. Adicionalmente, se dispone de un mecanismo de limpieza del tanque de agua, que realiza una descalcificación química a intervalos, evitando las incrustaciones que no se hayan podido eliminar mediante los electrodos. También cuenta con un medidor de flujo para advertir al usuario del cambio del filtro con regularidad, además de retirar la cal que se ha eliminado.

Como se puede observar, existe un problema en la dureza del agua, referida a la cantidad de sales disueltas que contiene, especialmente el carbonato cálcico (CaCO3), que conlleva la obstrucción de los conductos de los circuitos que comprende el propio aparato eléctrico. Dicha obstrucción es mayor conforme aumentan las concentraciones de CaCO3, lo que supone un problema el hecho de que las tareas de descalcificación del aparato se ejecuten con la misma frecuencia sin tener en cuenta la dureza del agua utilizada.

Adicionalmente, los sistemas de descalcificación pertenecientes al estado de la técnica se realizan de forma manual, comúnmente cuando el usuario lo considera necesario, tras un número de ciclos de uso, o por tiempo de operación, que no tienen en cuenta de manera alguna la cantidad de cal depositada en los conductos del electrodoméstico.

De la misma forma, no existe ningún sistema que tenga en cuenta el eventual cambio de dureza que puede producirse cada vez que se usa el aparato, ya sea por un cambio de fuente de suministros o por el cambio de las condiciones de agua proveniente de la misma fuente.

Otro problema asociado a la dureza del agua es la propiedad como aislante térmico de la propia cal, de manera que la acumulación de la misma en los conductos del aparato puede propiciar problemas en su funcionamiento, sobre todo si se trata de electrodomésticos donde el calor tiene una importancia principal, ya que puede provocar que la transmisión de calor sea deficiente, y el fluido no alcance la temperatura deseada por el usuario y/o fijada por el aparato en su programación.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene por objeto superar los inconvenientes del estado de la técnica más arriba detallados, es decir, busca lograr un sistema de detección del tipo de agua y método de gestión de los medios de filtrado de un aparato eléctrico que realice un cálculo cuantitativo de la dureza del agua utilizada para, junto con el volumen de agua necesario en cada operación ejecutada, establecer la cantidad de residuo salino que ha circulado por sus conductos, realizando el proceso de descalcificación al alcanzar un límite de concentración de carbona cálcico definido en los ajustes del aparato.

En una realización más avanzada, además se conocerá el estado de filtro y se alertará al usuario de la necesidad de su recambio cuando el rendimiento no sea el necesario.

Adicionalmente, mediante el desarrollo de la solución objeto de la presente invención, instalada en un aparato con aplicación de calor en fluidos, el sistema sería capaz de corregir el efecto de la dureza del agua utilizada, logrando un rendimiento óptimo de la máquina.

Para lograr los objetivos anteriormente descritos, la presente invención comprende un sistema de cálculo de la dureza del agua, que podrá ser:

- Mediante medición del pH del agua

- Mediante medición de la conductividad eléctrica

- Mediante medición de la densidad del agua del depósito.

También podrá comprender medios de descalcificación de los circuitos del aparato eléctrico, un método de medida del volumen utilizado, como un caudalímetro, medios de filtrado del agua, y un sensor de temperatura.

Generalmente, para determinar la dureza del agua, se utiliza la concentración de carbonato de calcio presente en la misma y, dependiendo del valor obtenido, se tendrá un nivel de dureza u otro siguiendo los siguientes valores:

• Agua blanda, cuando [CaCO3] < 17 mg/L

• Agua levemente dura, cuando 17 mg/L < [CaCO3] < 60 mg/L

• Agua moderadamente dura, cuando 60 mg/L < [CaCO3] < 120 mg/L

• Agua dura, cuando 120 mg/L < [CaCO3] < 180 mg/L

• Agua muy dura, cuando [CaCO3] > 180 mg/L

Como se ha comentado anteriormente, la utilización de agua con impurezas de tipo salino en los aparatos electrodomésticos puede originar la obstrucción de los conductos por los que circula el agua, siendo mayor la obstrucción en aquellos electrodomésticos que aplican calor al fluido.

El procedimiento propuesto busca determinar la cantidad de residuo salino, tipo CaCO3 que ha circulado por la máquina y, al alcanzar un nivel establecido en memoria como límite admisible, realizar el proceso de descalcificación de manera automática.

Para ello, en primer lugar, se determina el nivel de dureza del agua, conociendo el valor aproximado de sales que hay en el mismo antes de realizar cada operación.

Posteriormente, mediante los medios de medición del caudal circulante, se registra el volumen de agua que ha sido utilizado durante la operación llevada a cabo por el aparato, y se estima la masa de cal que ha circulado por sus conductos, actualizando la variable que almacena la cantidad de carbonato cálcico que ha circulado por la máquina, guardándolo en memoria.

Si el valor de esta variable es igual o superior al límite establecido, se inicia el proceso de descalcificación y, tras este paso, la variable que almacena la cantidad de carbonato cálcico circulante vuelve a un valor nulo.

Si, por el contrario, el valor de la variable es menor al límite establecido, la máquina puede realizar sus operaciones con normalidad.

Atendiendo al sistema de medición de la dureza del agua, y tal y como se ha comentado anteriormente, se puede tratar de varios métodos o sistemas.

El primer sistema utiliza la medición del pH del fluido mediante la utilización de un medidor de pH, de ahora en adelante pH-metro, que se situará en el depósito de agua o en alguna parte de la canalización de agua, preferiblemente a la entrada del sistema de conductos del circuito. De esta forma se obtendrá el pH del agua circulante y se relacionará este valor con el nivel de sales disueltas en el agua; de manera que, contra mayor concentración de CaC03 se tenga en el fluido, mayor pH tendrá la solución, al tener este componente un comportamiento básico.

El segundo sistema utiliza la medición de la conductividad eléctrica, mediante electrodos y/o conexiones eléctricas situadas en el depósito de agua o en alguna parte de la canalización de agua, preferiblemente a la entrada del sistema de conductos del circuito, de forma que se mida la resistencia eléctrica ejercida por el agua, siendo esta una variable inversamente proporcional a la conductividad. Para ello se calculará la intensidad que circula entre cada uno de los electrodos al ejercer una diferencia de potencial entre ellos. Se relaciona basándose en la proporcionalidad directa entre concentración de carbonato cálcico y conductividad eléctrica.

El tercer sistema utiliza la medición de la densidad del fluido mediante un sistema de detección del volumen de agua dentro del depósito y un sensor de medición de la masa del mismo, que podrían establecer la densidad del fluido de manera precisa. De manera comparativa con el valor de agua pura, se podría determinar el nivel de concentración de impurezas en la disolución acuosa.

Adicionalmente, la invención propuesta podrá contar con un sensor de temperatura de agua de entrada al aparato, lo que sería de utilidad en los sistemas que estimen la concentración de CaC03 mediante el pH o la conductividad eléctrica, ya que, tal y como puede observarse en la Figura 2, la conductividad eléctrica aumenta con la temperatura. De esta manera, realizándose una medida de la temperatura del agua, se podría corregir el valor de la conductividad para obtener con mayor precisión el valor de concentración de carbonato cálcico.

También podría contener el aparato eléctrico objeto de la presente invención, un filtro de partículas que retuviera parcialmente las impurezas del agua en él, reduciendo de esta forma la concentración de CaC03 presente en el agua circulante.

Atendiendo a las diferentes configuraciones que puede presentar el sistema, en función de la posición del sistema de medida con respecto al filtro, podemos encontrar los siguientes sistemas:

- Medida de la dureza antes del filtro, de forma que se sabrá la dureza del agua antes de pasar por los medios de filtrado, de forma que, un algoritmo guardado en la memoria del aparato corregirá este valor, estimando la cantidad de residuo capturada por el filtro y la concentración de carbonato de calcio que fluirá por los conductos del aparato.

- Medida de la dureza después del filtro, de manera que el sistema conoce con exactitud la concentración de CaC03 que circulará por el sistema hidráulico.

- Medida de la dureza antes y después del filtro, que logrará, adicionalmente, comparar los valores obtenidos y determinar el rendimiento del sistema de filtrado de agua, lo que permitirá avisar al usuario de la necesidad de cambio y/o limpieza del filtro cuando el rendimiento sea menor que un valor fijado en la memoria del aparato.

Por último, en aparatos donde es necesario un calentamiento del agua, se pueden regular los medios de calentamiento en función de la cantidad de impurezas circulantes. De forma que, a medida que la cantidad de sales disueltas aumenta en el interior de los circuitos de agua, se revierta el efecto de aislamiento térmico, aumentando la potencia calorífica de los medios de calentamiento.

Con los sistemas y tecnologías planteados se lograría un aparato que gestionase sus parámetros de funcionamiento y sus ciclos de descalcificación de manera automática, en función de la cantidad de impurezas disueltas en el agua circulante por los conductos del circuito del propio aparato, logrando un rendimiento óptimo en todas las operaciones de funcionamiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Disposición de los componentes según una primera realización

Figura 2.- Disposición de los componentes según una segunda realización

Figura 3.- Disposición de los componentes según una tercera realización

Figura 4.- Gráfica de ejemplo de la variación de la conductividad del agua respecto a la temperatura de la disolución

Figura 5.- Diagrama de flujo del proceso descrito para las diferentes configuraciones de filtro y sistema de medición.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

En la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferentes, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman parte de esta memoria, y en los que se muestran a modo de ilustración realizaciones preferentes específicas en las que la invención puede llevarse a cabo. Estas realizaciones se describen con el suficiente detalle como para permitir que los expertos en la técnica lleven a cabo la invención, y se entiende que pueden utilizarse otras realizaciones y que pueden realizarse cambios lógicos estructurales, mecánicos, eléctricos y/o químicos sin apartarse del alcance de la invención. Para evitar detalles no necesarios para permitir a los expertos en la técnica llevar a cabo la descripción detallada no debe, por tanto, tomarse en un sentido limitativo.

Concretamente, la presente invención plantea un Aparato eléctrico con sistema de detección del tipo de agua y gestión de los medios de filtrado que comprende al menos: un depósito de agua, medios de impulsión del agua, un circuito de circulación de agua, medios de conducción del agua desde el depósito hasta el circuito de circulación de agua, un sistema de almacenamiento en memoria, y un sistema de control conectado operativamente a los medios que componen el aparato eléctrico, que está caracterizado porque: comprende medios de detección de la concentración de CaCO3 presente en el agua, y un almacenamiento en memoria de los valores de las diferentes caracterizaciones del tipo de agua en función de la concentración de CaCO3 presente en el agua, donde el sistema de control realiza una comparación entre la concentración de CaCO3 presente en el agua, donde el sistema de control realiza una comparación entre la concentración de CaCO3 disuelta en el agua y los valores almacenados en memoria.

De esta forma, se logra un aparato eléctrico que es capaz de conocer la concentración de cal disuelta en el agua que utiliza para realizar sus operaciones de funcionamiento normal; y además caracteriza el tipo de agua que alimenta el aparato eléctrico.

En una realización preferente, el aparato eléctrico está caracterizado porque los medios de detección de concentración de CaCO3 presente en el agua están comprendidos por un sistema de medición del pH del agua, donde el pH medido determina la concentración de CaCO3 presente en el agua.

De forma que, debido al comportamiento básico del CaCO3, contra mayor sea el pH medido del agua, mayor será esta concentración.

En otra realización preferente, el aparato eléctrico está caracterizado porque los medios de detección de concentración de CaCO3 presente en el agua están comprendidos por al menos dos electrodos, y al menos medios de alimentación de los electrodos con un voltaje dado, donde se hace pasar una corriente a través del agua y de los electrodos, y donde la medición de la resistencia eléctrica del agua determina la concentración de CaCO3 presente en el agua.

Según esta realización se calculará la intensidad que circula entre cada uno de los electrodos al ejercer una diferencia de potencial sobre ellos, y se obtendrá la resistencia eléctrica que ejerce el agua, siendo esta una variable inversa a la conductividad. Por lo que, contra mayor sea la resistencia eléctrica, menor será la concentración de CaCO3 del agua circulante.

En otra realización preferente, el aparato eléctrico esta caracterizado porque los medios de detección de concentración de CaCO3 presente en el agua están comprendidos por al menos un sistema de detección del volumen de agua dentro del depósito y al menos un sensor de medición de la masa del agua dentro del depósito, donde el sistema de control realiza un cálculo de la densidad del agua dentro del depósito y la compara con la densidad del agua pura, de manera que se determine la concentración de CaCO3 presente en el agua.

Según esta realización se comparará la densidad del agua del depósito con la densidad del agua pura, y se determinará, de manera aproximada, la concentración de CaCO3 presente en el agua circulante.

En una realización preferente, el aparato eléctrico está caracterizado porque comprende un sistema de medición del caudal circulante, y el sistema de control realiza un cálculo del volumen de agua utilizado durante una operación de funcionamiento realizada por el aparato eléctrico, estimando la cantidad de CaCO3 presente en el circuito de circulación de agua.

En una realización preferente, el aparato eléctrico comprenderá medios de filtrado del agua, como un filtro de carbón activo o cualquier filtro químico y/o mecánico de retención de partículas de CaCO3, de forma que se logre un filtrado del agua que se introduce en el circuito, minimizando los problemas de acumulación de cal en los conductos, lo que acortaría la vida útil del aparato.

Atendiendo a esta última realización, aparecen tres realizaciones preferentes, dependiendo de dónde estén colocados los medios de medición de concentración del CaCO3, con respecto a los medios de filtrado del agua.

En una primera realización, lo medios de medición estarán colocados aguas arriba de los medios de filtrado del agua, de manera que se conoce el tipo de agua introducida en el depósito.

En una segunda realización, los medios de medición estarán colocados aguas abajo de los medios de filtrado del agua, de manera que se conoce el tipo de agua introducida en el circuito de agua.

En una tercera realización, los medios de medición estarán colocado a ambos lados de los medios de filtrado del agua, de manera que se conozca el estado del agua antes y después de haberla filtrado, lo que ofrece numerosas ventajas con respecto al conocimiento del estado de los propios medios de filtrado, ya que pueden caracterizar la cantidad de partículas filtradas en los medios de filtrado, pudiendo avisar al usuario de la necesidad de cambio de medios de filtrado y/o limpieza de los mismos.

En una última realización preferente, el aparato eléctrico está caracterizado porque comprende medios de calentamiento, y porque el sistema de control regula los medios de calentamiento en función de la concentración de CaCO3 del agua circulante, ya que ésta influye directamente en la capacidad de calentamiento de los medios de calentamiento del aparato eléctrico.

La aplicación industrial de la presente invención es clara, ya que permite obtener un aparato eléctrico que comprende medios de caracterización del tipo de agua, y medios de gestión de los parámetros de funcionamiento en función del tipo de agua detectada.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Aparato eléctrico con sistema de detección del tipo de agua y gestión de los medios de filtrado que comprende al menos:

o un depósito de agua,

o medios de impulsión del agua,

o un circuito de circulación de agua,

o medios de conducción del agua desde el depósito hasta el circuito de circulación de agua,

o un sistema de almacenamiento en memoria,

o y un sistema de control conectado operativamente a los medios que componen el aparato eléctrico,

caracterizado porque comprende medios de detección de la concentración de CaCO3 presente en el agua, y un almacenamiento en memoria de los valores de las diferentes caracterizaciones del tipo de agua en función de la concentración de CaCO3 presente en el agua, donde el sistema de control realiza una comparación entre la concentración de CaCO3 disuelta en el agua y los valores almacenados en memoria.

2. Aparato eléctrico con sistema de detección del tipo de agua y gest ión de los medios de filtrado según la reivindicación primera caracterizado porque los medios de detección de concentración de CaCO3 presente en el agua están comprendidos por un sistema de medición del pH del agua, donde el pH medido determina la concentración de CaCO3 presente en el agua.

3. Aparato eléctrico con sistema de detección del tipo de agua y gestión de los medios de filtrado según la reivindicación primera caracterizado porque los medios de detección de concentración de CaCO3 presente en el agua están comprendidos por al menos dos electrodos, y al menos medios de alimentación de los electrodos con un voltaje dado, donde se hace pasar una corriente a través del agua y de los electrodos, y donde la medición de la resistencia eléctrica del agua determina la concentración de CaCO3 presente en el agua.

4. Aparato eléctrico con sistema de detección del tipo de agua y gestión de los medios de filtrado según la reivindicación primera caracterizado porque los medios de detección de concentración de CaCO3 presente en el agua están comprendidos por al menos un sistema de detección del volumen de agua dentro del depósito y al menos un sensor de medición de la masa del agua dentro del depósito, donde el sistema de control realiza un cálculo de la densidad del agua dentro del depósito y la compara con la densidad del agua pura, de manera que se determine la concentración de CaCO3 presente en el agua.

5. Aparato eléctrico con sistema de detección del tipo de agua y gestión de los medios de filtrado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un sistema de medición del caudal circulante, donde el sistema de control realiza un cálculo del volumen de agua utilizado durante una operación de funcionamiento realizada por el aparato eléctrico, y estima la cantidad de CaCO3 presente en el circuito de circulación de agua.

6. Aparato eléctrico con sistema de detección del tipo de agua y gestión de los medios de filtrado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porqu e comprende medios de filtrado del agua.

7. Aparato eléctrico con sistema de detección del tipo de agua y gestión de los medios de filtrado según la reivindicación 6 caracterizado porque los medios de detección de concentración de CaCO3 están dispuestos aguas arriba de los medios de filtrado del agua.

8. Aparato eléctrico con sistema de detección del tipo de agua y gestión de los medios de filtrado según la reivindicación 6 caracterizado porque los medios de detección de concentración de CaCO3 están dispuestos aguas abajo de los medios de filtrado del agua.

9. Aparato eléctrico con sistema de detección del tipo de agua y gestión de los medios de filtrado según la reivindicación 6 caracterizado porque los medios de detección de concentración de CaCO3 están dispuestos aguas arriba y aguas abajo de los medios de filtrado del agua.

10. Aparato eléctrico con sistema de detección del tipo de agua y gestión de los medios de filtrado según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende medios de calentamiento del agua, y que está caracterizado porque el sistema de control regula los medios de calentamiento en función de la concentración de CaCO3 del agua circulante por los circuitos de agua del aparato eléctrico.