IT201600068864A1 - Kit o sistema di distribuzione di energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria e per riscaldamento e impianto utilizzante detto kit - Google Patents
Kit o sistema di distribuzione di energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria e per riscaldamento e impianto utilizzante detto kitInfo
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Description
KIT O SISTEMA DI DISTRIBUZIONE DI ENERGIA TERMICA PER
LA PRODUZIONE DI ACQUA CALDA SANITARIA E PER
RISCALDAMENTO E IMPIANTO UTILIZZANTE DETTO KIT
DESCRIZIONE
Il presente brevetto è attinente agli impianti idraulici per la distribuzione di energia termica, e in particolare comprende un nuovo kit o sistema di distribuzione di energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria/riscaldamento per generatori, particolarmente a biomassa, e impianto utilizzante detto kit.
Esistono in commercio stufe e caldaie del tipo cosiddetto "idro", funzionanti in modo da cedere calore all'acqua, per la produzione di acqua calda tecnica e in minima parte al ambiente.
Sono note stufe e caldaie del tipo "idro" alimentate a biomassa, solitamente a pellet, utilizzate per la produzione di acqua calda sanitaria o, alternativamente, per la produzione di acqua calda da inviare agli impianti di riscaldamento.
Sono noti kit installabili su dette caldaie o stufe "idro" e atte a distribuire l'energia termica alternativamente all'impianto di riscaldamento o all'impianto di acqua calda sanitaria.
Le stufe utilizzabili a tale scopo devono avere una potenza elevata, superiore/uguale ai 20 KW.
Tali kit noti presentano però alcuni inconvenienti di funzionamento, in particolare dovuti al fatto di doversi adattare al funzionamento discontinuo della stufa cui sono collegati.
Attualmente infatti, l'accensione della stufa richiede un determinato periodo di tempo prima di poter avere a disposizione acqua calda, ad uso sanitario o per il riscaldamento. In caso di necessità, quindi, l'utente non avrebbe a disposizione in tempi brevi acqua calda sanitaria, particolarmente nel caso in cui occorra contemporaneamente far funzionare a pieni regimi l'impianto di riscaldamento.
In particolare, l'uso normale di acqua calda sanitaria non è possibile a caldaia/stufa spenta, o nella fase di spegnimento, così come nei 15/20 minuti successivi all'accensione della caldaia/stufa.
Attualmente, a causa del funzionamento sostanzialmente discontinuo delle stufe "idro" a pellet, anche la disponibilità di acqua calda sanitaria è discontinua.
Per risolvere almeno parzialmente tale problema, i kit noti necessitano di avere un serbatoio di accumulo di acqua calda tecnica/sanitaria di volume elevato, per far fronte alle esigenze di utilizzo e comportando quindi un elevato ingombro.
Tali kit devono quindi essere installati in luoghi della casa particolarmente dedicati, come una stanza caldaia, un garage o altro.
Per ovviare a tutti i suddetti inconvenienti si è studiato e realizzato un nuovo tipo di kit di distribuzione di energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria e per il riscaldamento, per generatori, particolarmente una stufa o caldaia del tipo "idro" a biomassa, e impianto utilizzante detto kit. Compito principale del presente trovato consiste nel fatto di garantire la continuità nella produzione di acqua calda sanitaria pur utilizzando un generatore discontinuo, come una stufa o caldaia "idro" a biomassa.
Altro scopo del presente trovato è quello di poter garantire tale discontinuità anche con generatori con potenze inferiori a 20 KW.
Altro scopo del presente trovato è quello di massimizzare il rendimento della stufa/caldaia e minimizzando i consumi, poiché viene prolungato al massimo il tempo di funzionamento alla minima potenza del generatore, riducendo il numero di accensioni e spegnimento del generatore nell'arco della giornata.
Altro scopo è quello di evitare il pendolamento, ossia il continuo intervento del sistema di regolazione della stufa, e le sovratemperature che si verificano nei sistemi noti e che causano problemi al funzionamento del generatore a biomassa.
Altro scopo del presente trovato è quello di avere un serbatoio di accumulo di dimensioni ridotte rispetto a quelli utilizzati nei sistemi noti.
Altro scopo del presente trovato è quello di poter essere integrato in un unico corpo con il generatore.
Altro scopo del presente trovato è quello di poter essere utilizzato anche per alimentare un sistema radiante a bassa/alta temperatura, a sua volta integrabile nel corpo unico del generatore, che può quindi essere utilizzato anche per il riscaldamento dell'ambiente.
Un vantaggio del presente trovato è quello di poter essere installato anche in impianti esistenti con generatori del tipo stufe o caldaie "idro" a biomassa, eventualmente sostituendo le caldaie a gas/gasolio oppure affiancando il generatore a biomassa ad altri generatori esistenti.
Un vantaggio del presente trovato è quello di essere installabile con facilità, senza dover eseguire complessi lavori di impiantistica.
Questi ed altri scopi, diretti e complementari, sono raggiunti dal nuovo kit di distribuzione di energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria e per il riscaldamento, per generatori, particolarmente una stufa o caldaia del tipo "idro" a biomassa, e impianto utilizzante detto kit.
Il nuovo kit comprende:
- almeno "puffer" o serbatoio di accumulo di detta acqua proveniente da detta stufa o generatore in genere;
- almeno una serpentina alloggiata in detto serbatoio di accumulo, per la produzione di acqua calda sanitaria, per lo scambio termico con acqua da inviare all'impianto di acqua calda sanitaria;
- almeno un primo scambiatore di calore, ad esempio del tipo a piastre, atto a scambiare calore tra l'acqua calda proveniente dalla stufa o generatore in genere e il fluido dell'impianto di riscaldamento;
e dove detto serbatoio di accumulo e detto almeno un primo scambiatore di calore sono collegabili in parallelo a detta stufa o generatore del tipo "idro", preferibilmente a biomassa, tale che l'acqua calda proveniente da detto generatore viene inviata a detto serbatoio di accumulo e/o a detto scambiatore di calore in funzione delle richieste delle utenze.
In particolare il nuovo kit comprende almeno un circuito principale per la circolazione di acqua calda comprendente un condotto di mandata da detta stufa o generatore a detto serbatoio di accumulo e un condotto di ritorno da detto serbatoio di accumulo a detta stufa o generatore.
Il kit comprende anche almeno un circuito secondario per la circolazione di acqua calda, comprendente almeno un condotto, per deviare parte di detta acqua calda da detto condotto di mandata a detto almeno uno scambiatore, e almeno un condotto di ricircolo di detta acqua in uscita da detto almeno uno scambiatore a detto condotto di ritorno al generatore.
Il nuovo kit comprende anche almeno una centralina elettronica collegata a uno o più sensori di temperatura e a una o più valvole per il controllo dell'adduzione di acqua calda a detto almeno un serbatoio e a detto almeno uno scambiatore in funzione delle esigenze di carico.
Inoltre, si può prevedere che detta centralina valuti anche la differenza di temperatura dell'acqua tra mandata e ritorno, allo scopo di controllare il funzionamento di detta stufa o generatore.
Poiché il condotto di ritorno alla stufa spilla l'acqua alla temperatura più bassa dal serbatoio di accumulo e dallo scambiatore, la temperatura dell'acqua mandata alla stufa sarà sufficiente da garantire il prolungamento del funzionamento al minimo della stufa, massimizzando l'efficienza e minimizzando i consumi, poiché sono ridotti gli spegnimenti e riaccensioni della stufa.
Si può prevedere che il nuovo kit comprenda anche almeno un sistema radiante, opzionale e opportunamente a bassa/alta temperatura, comprendente una linea di prelievo dell'acqua da detto serbatoio di accumulo, di circolazione in un mezzo radiante, come ad esempio un termosifone o pannello radiante, e di ricircolo in detto condotto di ritorno a detta stufa o generatore.
Mediante detto sistema radiante è quindi possibile ottenere almeno due vantaggi:
1) viene ulteriormente abbassata la temperatura dell'acqua nel condotto di ritorno alla stufa o generatore, garantendo il funzionamento almeno al minimo della stufa o generatore stesso;
2) viene sfruttato parzialmente il calore non utilizzato di detta acqua contenuta in detto serbatoio di accumulo per scaldare l'ambiente. Detto mezzo radiante può essere integrato in un corpo unico con detta stufa o generatore che, particolarmente se del tipo installabile in interni come oggetto d'arredo, svolge anche la funzione di scaldare l'ambiente in cui si trova.
Si può anche prevedere che all'interno di detto serbatoio di accumulo siano installate una o più ulteriori serpentine di scambio termico per altre funzioni. Per spiegare il funzionamento del nuovo kit, valutiamo singolarmente alcune delle varie possibili condizioni operative.
A) fase di accensione della stufa/generatore
Nella fase di accensione, detta centralina controlla una o più valvole in modo da dare la priorità allo scambiatore per l'impianto di riscaldamento. L'acqua calda per l'impianto di riscaldamento viene resa disponibile in tempi più brevi rispetto ai sistemi noti, poiché detto scambiatore scambia direttamente con l'acqua calda proveniente dalla stufa.
In tale condizione, e in assenza di richiesta di acqua calda sanitaria, è possibile prevedere che in detto condotto di ritorno venga immessa solo l'acqua proveniente da detto scambiatore, mentre una valvola chiude l'adduzione di acqua da detto serbatoio di accumulo.
B) fase di massimo carico
In condizioni di massimo carico, la stufa/generatore funziona alla massima potenza, andando ad alimentare, se necessario anche detto serbatoio di accumulo, rendendo disponibile anche acqua calda sanitaria. In tale condizione si può prevedere che il condotto di ritorno al generatore riceva in modo proporzionale, acqua spillata da detto serbatoio di accumulo miscelata a detta acqua proveniente da detto scambiatore.
C) fase di minimo carico
Quando l'impianto di riscaldamento lavora a regime e non c'è uso eccessivo di acqua calda sanitaria, la stufa viene comunque mantenuta a lavorare al minimo per un periodo di tempo più lungo rispetto ai sistemi noti, grazie al fatto di inviare al condotto di ritorno acqua ad una determinata temperatura. In questo modo si prolungano i tempi di disponibilità di acqua calda sanitaria, pur avendo un serbatoio piccolo rispetto ai sistemi noti.
D) fase di spegnimento della stufa/generatore
Avviene quando la centralina rileva una temperatura sufficientemente alta dell'acqua al condotto di ritorno o all'ingresso in stufa.
Il nuovo kit con serbatoio di accumulo può essere integrato in un unico corpo con la stufa o generatore "idro" a biomassa, oppure può essere installato in un proprio corpo di contenimento, con un ingombro indicativo di 60 x 55 x 165.
L'impianto comprende detto kit e almeno un generatore del tipo caldaia o stufa "idro", preferibilmente a biomassa.
Le caratteristiche del nuovo kit e del nuovo impianto saranno meglio chiarite dalla seguente descrizione con riferimento alle tavole di disegno, allegate a titolo di esempio non limitativo.
In figura 1 è rappresentato uno schema del nuovo sistema o kit (1), mentre in figura 2 è rappresentata schematicamente una possibile realizzazione del nuovo impianto comprendente una stufa o generatore (G) del tipo "idro" a biomassa, con integrato il kit (1) e un pannello radiante (62).
Si tratta di un nuovo kit (1) di distribuzione di energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria per generatori (G) e/o caldaie e/o stufe del tipo "idro", preferibilmente del tipo a biomassa.
Il nuovo kit (1) comprende almeno "puffer" o serbatoio di accumulo (2) di acqua calda proveniente da detta stufa o generatore (G), con almeno un circuito principale (20) per la circolazione di acqua calda, a sua volta comprendente un condotto di mandata (21), da detta stufa o generatore (G) a detto serbatoio di accumulo (2), e un condotto di ritorno (22), da detto serbatoio di accumulo (2) a detta stufa o generatore (G).
Il nuovo kit (1) comprende anche almeno una serpentina (3) alloggiata in detto serbatoio di accumulo (2) per lo scambio termico con acqua da inviare ad un impianto di acqua calda sanitaria (ACS), con almeno un condotto di adduzione (31) di acqua fredda e almeno un condotto di uscita (32) di acqua calda.
Il nuovo kit (1) comprende anche almeno un primo scambiatore di calore (4) atto a scambiare calore tra l'acqua calda proveniente da detta stufa o generatore (G) e il fluido da inviare ad un impianto di riscaldamento (R). L'acqua calda proveniente da detta stufa o generatore (G) viene inviata a detto scambiatore (4) tramite almeno un almeno un circuito secondario (40), a sua volta comprendente almeno un condotto (41), per deviare parte di detta acqua calda da detto condotto di mandata (21) a detto almeno uno scambiatore (4), e almeno un condotto di ricircolo (42) di detta acqua in uscita da detto almeno uno scambiatore (4) a detto condotto di ritorno (22) al generatore (G).
Detto serbatoio di accumulo (2) e detto almeno un primo scambiatore di calore (4) sono pertanto collegabili in parallelo a detta stufa o generatore (G), tale che l'acqua calda proveniente da detto generatore (G) viene inviata alternativamente o contemporaneamente a detto serbatoio di accumulo (2) e a detto scambiatore di calore (4), in funzione delle richieste delle utenze. Il funzionamento del kit (1) è controllato tramite almeno una centralina elettronica (5) collegata a uno o più sensori di temperatura per il rilevamento della temperatura in detto serbatoio di accumulo (2) e a monte e a valle di detto scambiatore (4), e dove, in funzione dei valori di temperatura rilevati, detta centralina (5) determina l'apertura/chiusura della valvola (V3) per l'adduzione dell'acqua, proveniente da detta stufa o generatore (G), a detto serbatoio di accumulo e a detto scambiatore (4).
In particolare, detto kit (1) comprende almeno una valvola (V4) a valle di detto scambiatore (4), su detto condotto di ritorno (22), atto a controllare l'afflusso di acqua proveniente da detto serbatoio (2) e da detto scambiatore (4).
Opzionalmente, il nuovo kit o sistema (1) può comprendere una o più ulteriori serpentine di scambio termico (7), installate all'interno di detto serbatoio di accumulo (2), e atte a servire altre funzioni o utenze.
Un'ulteriore accessorio opzionale del nuovo kit o sistema (1) comprende un sistema radiante (6) con una linea di prelievo (61) dell'acqua da detto serbatoio di accumulo (2) e di circolazione in un mezzo radiante (62) o termosifone o pannello radiante, e una linea di ricircolo (63) in detto condotto di ritorno (22) a detta stufa o generatore (G), detto sistema radiante (6) essendo comandato da almeno una valvola (V6), su richiesta di riscaldamento ambiente.
L'impianto idraulico per l'alimentazione di un impianto di riscaldamento (R) ad acqua e di un impianto di acqua calda sanitaria (ACS) utilizzante il nuovo kit (1) comprende almeno un generatore (G) o stufa o caldaia del tipo "idro", in sostituzione o in affiancamento ad una caldaia ad esempio del tipo tradizionale, e dove detto almeno un generatore (G) è del tipo a biomassa. Come schematizzato in figura 2, detto almeno un generatore (G) e detto almeno un kit (1) possono integrati in un corpo unico contenente anche detto almeno un serbatoio di accumulo (2), a formare un corpo compatto. E' anche possibile prevedere che detto mezzo radiante (62) sia un pannello radiante integrato in un corpo unico con detta stufa o generatore (G), avente quindi anche funzione estetica di arredo interno, oltre che di riscaldamento dell'ambiente.
Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo.
Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alle tavole accluse si esprimono le seguenti rivendicazioni.
Claims (9)
- RIVENDICAZIONI 1. Kit o sistema (1) di distribuzione di energia termica per la produzione di acqua calda sanitaria e per il riscaldamento, per generatori (G) e/o caldaie e/o stufe del tipo "idro", caratterizzato dal fatto di comprendere: almeno "puffer" o serbatoio di accumulo (2) di acqua calda proveniente da detta stufa o generatore (G); almeno una serpentina (3) alloggiata in detto serbatoio di accumulo (2) per lo scambio termico con acqua da inviare ad un impianto di acqua calda sanitaria (ACS); almeno un primo scambiatore di calore (4) atto a scambiare calore tra l'acqua calda proveniente da detta stufa o generatore (G) e il fluido da inviare ad un impianto di riscaldamento (R); e dove detto serbatoio di accumulo (2) e detto almeno un primo scambiatore di calore (4) sono collegabili in parallelo a detta stufa o generatore (G), tale che l'acqua calda proveniente da detto generatore (G) viene inviata alternativamente o contemporaneamente o parzialmente a detto serbatoio di accumulo (2) e a detto scambiatore di calore (4) in funzione delle richieste delle utenze.
- 2. Kit o sistema (1) come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere: almeno un circuito principale (20) per la circolazione di acqua calda comprendente un condotto di mandata (21), da detta stufa o generatore (G) a detto serbatoio di accumulo (2), e un condotto di ritorno (22), da detto serbatoio di accumulo (2) a detta stufa o generatore (G); almeno un circuito secondario (40) per la circolazione di acqua calda, comprendente almeno un condotto (41), per deviare parte di detta acqua calda da detto condotto di mandata (21) a detto almeno uno scambiatore (4), e almeno un condotto di ricircolo (42) di detta acqua in uscita da detto almeno uno scambiatore (4) a detto condotto di ritorno (22) al generatore (G); almeno una centralina elettronica (5) collegata a uno o più sensori di temperatura per il rilevamento della temperatura in detto serbatoio di accumulo (2) e a monte e a valle di detto scambiatore (4), e dove, in funzione dei valori di temperatura rilevati detta centralina (5) determina l'apertura/chiusura di valvole per l'adduzione dell'acqua, proveniente da detta stufa o generatore (G), a detto serbatoio di accumulo e/o a detto scambiatore (4).
- 3. Kit o sistema (1) come da rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più ulteriori serpentine di scambio termico installate all'interno di detto serbatoio di accumulo (2).
- 4. Kit o sistema (1) come da rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere anche almeno un sistema radiante (6) a sua volta comprendente una linea di prelievo (61) dell'acqua da detto serbatoio di accumulo (2) e di circolazione in un mezzo radiante (62) o termosifone o pannello radiante, e una linea di ricircolo (63) in detto condotto di ritorno (22) a detta stufa o generatore (G).
- 5. Impianto idraulico per l'alimentazione di un impianto di riscaldamento (R) ad acqua e di un impianto di acqua calda sanitaria (ACS), comprendente almeno un generatore (G) o stufa o caldaia del tipo "idro" caratterizzato dal fatto di comprendere anche almeno un kit (1) di distribuzione dell'energia termica come da una o più delle rivendicazioni precedenti, e dove detto almeno un generatore (G) è del tipo a biomassa.
- 6. Impianto idraulico come da rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta centralina (5) controlla il funzionamento di detta almeno una stufa o generatore (G) in funzione almeno dei valori di temperatura rilevati in detto condotto di mandata (21) e in detto condotto di ritorno (22).
- 7. Impianto idraulico come da rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che detto almeno un generatore (G) può avere potenza inferiore/superiore a 20 KW.
- 8. Impianto idraulico come da una qualunque delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto che detto almeno un generatore (G) e detto almeno un kit (1) sono integrati in un corpo unico contenente anche detto almeno un serbatoio di accumulo (2).
- 9. Impianto idraulico come da una qualunque delle rivendicazioni da 5 a 8, caratterizzato dal fatto che detto mezzo radiante (62) è un pannello radiante integrato in un corpo unico con detta stufa o generatore (G).
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| EP0337922A2 (de) * | 1988-04-15 | 1989-10-18 | Joh. Vaillant GmbH u. Co. | Heizungsanlage |
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| DE202006018579U1 (de) * | 2006-12-06 | 2007-03-15 | Energycabin Productions- Und Vertriebs Gmbh | Vorrichtung zum automatischen Heizen, Kühlen und Wasser-Erwärmen |
| EP2098789A2 (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-09 | Zenex Technologies Limited | Heating system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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