Disseny conceptual d'un sistema d'estalvi d'aigua i d'energia per a l'aigua calenta sanitària

Abstract

La finalitat d'aquest treball és el disseny a nivell conceptual d'un sistema prototip que permeti estalviar aigua i energia en el subministrament d'Aigua Calenta Sanitària. Aquest sistema es dissenyarà tenint en compte les necessitats d'Aigua Calenta Sanitària d'una unitat familiar de 4 individus en un habitatge de nova construcció on no existeixin impediments per a la seva implantació física i enfocat al seu ús per a la dutxa. Es tria la dutxa perquè potencialment és el procés on es fa un consum -i un mal ús- de la major quantitat d'aigua i energia. El disseny conceptual inclou una breu descripció dels elements físics dels sistemes tradicionals d'escalfament d'aigua sobre els que fonamentar les modificacions que permetran un control en llaç tancat de la temperatura i una optimització dels consums tant d'aigua com d'energia. A continuació s'exposen els elements físics sobre els que definir les funcions de control i es defineixen els estats del sistema posant especial èmfasi a la seguretat dels usuaris. S'especifica a nivell conceptual el sistema de comunicacions que permet l¿enviament de senyals dins del sistema i amb l'exterior, facilitant així la integració de tecnologies mòbils i de geolocalització per a la configuració i control del sistema, tot aprofitant-se d'aquestes per a optimitzar els consums d'energia. Finalment es proposa una interfície de l'aplicació mòbil per al control del sistema.

La finalidad de este trabajo es el diseño a nivel conceptual de un sistema prototipo que permita ahorrar agua y energía en el suministro de Agua Caliente Sanitaria. Este sistema se diseñará teniendo en cuenta las necesidades de Agua Caliente Sanitaria de una unidad familiar de 4 individuos en una vivienda de nueva construcción donde no existan impedimentos para su implantación física y enfocado a su uso para la ducha. Se elige la ducha porque potencialmente es el proceso donde se hace un consumo -y un mal uso- de la mayor cantidad de agua y energía. El diseño conceptual incluye una breve descripción de los elementos físicos de los sistemas tradicionales de calentamiento de agua sobre los que fundamentar las modificaciones que permitirán un control en lazo cerrado de la temperatura y una optimización de los consumos tanto de agua como de energía. A continuación se exponen los elementos físicos sobre los que definir las funciones de control y se definen los estados del sistema poniendo especial énfasis en la seguridad de los usuarios. Se especifica a nivel conceptual el sistema de comunicaciones que permite el envío de señales dentro del sistema y con el exterior, facilitando así la integración de tecnologías móviles y de geolocalización para la configuración y control del sistema, todo aprovechándose de estas para optimizar los consumos de energía. Finalmente se propone una interfaz de la aplicación móvil para el control del sistema.

The aim of this work is the conceptual design of a prototype system that saves water and energy in the supply of domestic hot water. This system will be designed taking into account the needs of Domestic Hot Water for a family unit of 4 individuals in a newly built home where there are no impediments to its physical implementation and focused on its use for the shower. The shower is chosen because it is potentially the process where the greatest amount of water and energy is consumed - and misused. The conceptual design includes a brief description of the physical elements of traditional water heating systems on which to base the modifications that will allow a closed-loop control of temperature and an optimization of both water and energy consumption. The following are the physical elements on which to define the control functions and the states of the system are defined with special emphasis on the security of users. It is specified at a conceptual level the communications system that allows the sending of signals within the system and with the outside, thus facilitating the integration of mobile and geolocation technologies for the configuration and control of the system, taking advantage of 'these to optimize energy consumption. Finally, a mobile application interface for system control is proposed.