IT201600084075A1 - RADIANT DUCTS HEATING SYSTEM - Google Patents
RADIANT DUCTS HEATING SYSTEMInfo
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Description
IMPIANTO DI RISCALDAMENTO A CONDOTTI RADIANTI HEATING SYSTEM WITH RADIANT DUCTS
Campo di applicazione Field of application
La presente invenzione si riferisce ad un impianto di riscaldamento a condotti radianti, secondo il preambolo della rivendicazione principale indipendente n. 1. The present invention refers to a heating system with radiant ducts, according to the preamble of the main independent claim n. 1.
L’impianto di cui trattasi è destinato ad essere impiegato per riscaldare ambienti, generalmente di grandi dimensioni di edifici in genere e, più in particolare, di edifici industriali e commerciali, quali ad esempio capannoni, magazzini, hangar, supermercati, centri commerciali od altri fabbricati. The plant in question is intended to be used to heat rooms, generally large in buildings in general and, more particularly, industrial and commercial buildings, such as sheds, warehouses, hangars, supermarkets, shopping centers or other manufactured.
L’impianto secondo l’invenzione si inserisce quindi nel settore termotecnico della produzione di sistemi di riscaldamento e di condizionamento. The plant according to the invention is therefore part of the thermotechnical sector of the production of heating and air conditioning systems.
Stato della tecnica State of the art
Sono da tempo noti ed utilizzati, soprattutto in ambito industriale, impianti di riscaldamento a condotti radianti, i quali comprendono uno o più condotti radianti a circuito chiuso atti ad essere fissati al soffitto o ad una parete di un locale che si desidera riscaldare e suscettibili di essere percorsi internamente da un fluido vettore riscaldato, quale in particolare gas esausti miscelati a gas combusti come meglio spiegato nel seguito, per riscaldare, principalmente per irraggiamento, l’ambiente sottostante. Radiant duct heating systems have been known and used for some time, especially in the industrial field, which include one or more closed-circuit radiant ducts adapted to be fixed to the ceiling or to a wall of a room to be heated and susceptible to be traversed internally by a heated carrier fluid, such as in particular exhaust gases mixed with burnt gases as better explained below, to heat, mainly by radiation, the underlying environment.
I condotti radianti, denominati nel gergo tecnico del settore anche con il termine di nastri radianti, sono costituiti da condutture metalliche, generalmente in acciaio alluminato, che si sviluppano all’interno del locale da scaldare con una lunghezza di alcune decine di metri ed in particolare fino anche a 100-150 metri. The radiant ducts, also referred to in the technical jargon of the sector as radiant tapes, consist of metal ducts, generally in aluminized steel, which develop inside the room to be heated with a length of a few tens of meters and in particular up to even 100-150 meters.
Tali impianti noti comprendono generalmente un bruciatore atto a riscaldare il fluido vettore che viene fatto scorrere alTinterno dei condotti radianti. Più in dettaglio, il bruciatore è inserito in una camera di combustione associata ai condotti radianti ed è destinato ad essere alimentato con un combustibile e con aria comburente per realizzare una reazione di combustione e sviluppare fumi caldi atti ad essere immessi nei condotto radiante riscaldando il fluido vettore che scorre in essi. Allo scopo gli impianti noti comprendono inoltre solitamente un ventilatore, funzionante in aspirazione, atto a far circolare il fluido vettore nei condotti radianti. Such known systems generally comprise a burner adapted to heat the carrier fluid which is made to flow inside the radiant ducts. More in detail, the burner is inserted in a combustion chamber associated with the radiant ducts and is intended to be fed with a fuel and with combustion air to carry out a combustion reaction and develop hot fumes capable of being introduced into the radiant duct by heating the fluid. vector flowing in them. For this purpose, known systems also usually comprise a fan, operating on suction, adapted to circulate the vector fluid in the radiant ducts.
Un impianto di riscaldamento a condotti radianti di questo tipo noto è ad esempio descritto nel brevetto IT 1266128. L’impianto ivi descritto comprende un condotto radiante a circuito chiuso formato da un percorso di mandata e da un percorso di ritorno, tra loro raccordati alle rispettive estremità per consentire la circolazione di un fluido vettore, in particolare aria e gas combusti, al loro interno. L’impianto comprende inoltre un bruciatore inserito in una camera di combustione, la quale è parzialmente alloggiata internamente ad un tratto iniziale del percorso di mandata del condotto radiante, primi mezzi di alimentazione di combustibile comprendenti getti di gas combustibile in pressione collegati al bruciatore per alimentarlo con il combustibile e secondi mezzi di alimentazione di un comburente, in particolare aria, associati al bruciatore per alimentarlo con il comburente. A heating system with radiant ducts of this known type is described for example in the IT patent 1266128. The system described therein comprises a closed circuit radiant duct formed by a delivery path and a return path, connected to each other to the respective ends to allow the circulation of a carrier fluid, in particular air and burnt gases, inside them. The system also comprises a burner inserted in a combustion chamber, which is partially housed inside an initial section of the delivery path of the radiant duct, first fuel supply means comprising jets of pressurized fuel gas connected to the burner to feed it with the fuel and second means for feeding a comburent, in particular air, associated with the burner to feed it with the comburent.
Più in dettaglio, i secondi mezzi di alimentazione comprendono una camera di alimentazione, comunicante con la camera di combustione e con l’ambiente esterno, attraverso la quale aria comburente proveniente dall’ambiente esterno è aspirata nel bruciatore. More in detail, the second feeding means comprise a feeding chamber, communicating with the combustion chamber and with the external environment, through which combustion air from the external environment is sucked into the burner.
L’impianto comprende inoltre un ventilatore funzionante in aspirazione, il quale è disposto in corrispondenza del tratto terminale del percorso di ritorno del condotto radiante, in prossimità del bruciatore. Il ventilatore dell’impianto ivi descritto è atto ad aspirare il fluido vettore che percorre il percorso di mandata ed il percorso di ritorno del condotto radiante e ad insufflare parte di tale fluido vettore all’inizio della tubazione di mandata per consentirne il ricircolo. The system also includes a fan operating on suction, which is arranged at the end of the return path of the radiant duct, near the burner. The fan of the system described therein is able to suck the carrier fluid that runs through the delivery path and the return path of the radiant duct and to blow part of this carrier fluid at the beginning of the delivery pipe to allow its recirculation.
L’aria comburente proveniente dall’ambiente esterno è generalmente aspirata nel bruciatore per effetto della depressione creata dai getti di gas combustibile in pressione all’interno del bruciatore e per effetto della depressione creata dal ventilatore sul percorso di mandata del condotto radiante associato al bruciatore. The combustion air coming from the external environment is generally sucked into the burner due to the depression created by the jets of fuel gas under pressure inside the burner and due to the depression created by the fan on the delivery path of the radiant duct associated with the burner.
Un inconveniente di tale impianto di riscaldamento noto descritto nel brevetto IT 1266128 risiede nel rischio che si verifichino ritorni di fiamma. A drawback of this known heating system described in IT patent 1266128 lies in the risk of backfires.
Qualora infatti la depressione creata alTinterno del percorso di mandata del condotto radiante, e quindi nella camera di combustione, dal ventilatore che funziona in aspirazione non sia sufficiente, il bruciatore non è in grado di aspirare la quantità di aria comburente necessaria per bruciare il combustibile ad esso fornito, cosicché si possono verificare pericolosi fenomeni di ritorno di fiamma, con il rischio finanche di esplosioni. In fact, if the depression created inside the delivery path of the radiant duct, and therefore in the combustion chamber, by the fan operating in suction is not sufficient, the burner is not able to suck in the quantity of comburent air necessary to burn the fuel. it is supplied, so that dangerous backfire phenomena may occur, with the risk of even explosions.
Al fine di limitare il rischio che si possano verificare tali fenomeni, gli impianti noti del tipo sopra descritto sono equipaggiati con un ventilatore di grande potenza, in grado di assicurare la creazione all’ interno del percorso di mandata del condotto radiante di una depressione sufficiente a garantire l’aspirazione di sufficienti quantità di aria comburente. Ciò comporta tuttavia maggiori costi per la realizzazione dell’impianto, nonché maggiori costi di manutenzione e di funzionamento dell’impianto di riscaldamento medesimo. In order to limit the risk that such phenomena may occur, known systems of the type described above are equipped with a high-power fan, capable of ensuring the creation of a sufficient depression inside the delivery path of the radiant duct to ensure the intake of sufficient quantities of combustion air. However, this entails higher costs for the construction of the system, as well as higher maintenance and operating costs of the heating system itself.
Sono inoltre noti impianti di riscaldamento a condotti radianti comprendenti un bruciatore ad aria soffiata. Quest’ultimo è alimentato con una miscela di combustibile e di aria comburente, i quali giungono pertanto al bruciatore stesso già premiscelati. La fiamma generata da tale bruciatore ad aria soffiata è piuttosto corta, svolgendosi su di uno spazio limitato. Also known are heating systems with radiant ducts comprising a blown air burner. The latter is fed with a mixture of fuel and combustion air, which therefore reach the burner itself already premixed. The flame generated by this blown air burner is rather short, taking place over a limited space.
Questi ultimi impianti di riscaldamento noti presentano il principale inconveniente di richiedere elevati costi di produzione dal momento che devono essere muniti di una camera di combustione dotata di ottimali caratteristiche di resistenza agli sbalzi termici a cui la camera stessa è necessariamente sottoposta durante il funzionamento dell’impianto e dal momento che devono essere provvisti di un ventilatore e di organi di sicurezza propri di un bruciatore che sottostà a specifiche e restrittive norme di sicurezza. These last known heating systems have the main drawback of requiring high production costs since they must be equipped with a combustion chamber with optimal characteristics of resistance to thermal shocks to which the chamber itself is necessarily subjected during the operation of the system. and since they must be equipped with a fan and safety devices proper to a burner which is subject to specific and restrictive safety standards.
Nel settore della realizzazione di impianti di riscaldamento a condotti radianti è inoltre particolarmente sentito il problema di limitare gli agenti inquinanti ed in particolare gli ossidi di azoto NOx e le loro miscele nei fumi emessi dal camino di espulsione. In the sector of the construction of radiant duct heating systems, the problem of limiting polluting agents and in particular nitrogen oxides NOx and their mixtures in the fumes emitted by the expulsion chimney is also particularly felt.
Al fine di limitare tale inconveniente è noto dalla domandi di brevetto della stessa richiedente n. IT PD 2015A000036 un impianto di riscaldamento dotato di un secondo ventilatore (oltre a quello previsto per la circolazione dei fumi) il quale preleva aria dalTambiente esterno e la immette in maniera forzata alTinterno di una camera di alimentazione in cui si miscela con il combustibile per promuovere la reazione di combustione. In order to limit this drawback, it is known from the patent application of the same applicant no. IT PD 2015A000036 a heating system equipped with a second fan (in addition to the one provided for the circulation of fumes) which takes air from the external environment and forcibly introduces it into a supply chamber where it mixes with the fuel to promote the combustion reaction.
Il secondo ventilatore è in grado di fornire l’aria comburente in maniera continua e sicura durante il funzionamento dell’impianto per garantire la combustione sostanzialmente completa del combustibile . Il flusso di aria comburente insufflato dal secondo ventilatore 8 favorisce uno sviluppo in lunghezza della fiamma generata dal bruciatore e favorisce pertanto una post-combustione del fluido vettore di ricircolo. Quest’ultima avvenendo con un contenuto di ossigeno inferiore rispetto a quello necessario per la completa combustione, provoca una riduzione della temperatura di fiamma e quindi una riduzione della quantità di ossidi di azoto NOx e di loro miscele presenti nel fluido vettore riscaldato. The second fan is able to supply combustion air continuously and safely during the operation of the system to ensure substantially complete combustion of the fuel. The flow of combustion air blown by the second fan 8 favors a development in length of the flame generated by the burner and therefore favors a post-combustion of the recirculating vector fluid. The latter, occurring with an oxygen content lower than that necessary for complete combustion, causes a reduction in the flame temperature and therefore a reduction in the quantity of nitrogen oxides NOx and their mixtures present in the heated carrier fluid.
Quest’ultima soluzione si è dimostrata nella pratica non scevra di inconvenienti risultando piuttosto costosa da realizzare per la presenza di un secondo ventilatore. Inoltre, essa non consente di controllare in maniera precisa la miscela combustibile soprattutto nella fase di post-combustione. The latter solution has proved to be not free from drawbacks in practice and is rather expensive to implement due to the presence of a second fan. Furthermore, it does not allow the combustible mixture to be controlled precisely, especially in the post-combustion phase.
Presentazione dell'invenzione Presentation of the invention
In questa situazione, pertanto, scopo della presente invenzione è di superare gli inconvenienti della tecnica nota citata, mettendo a disposizione un impianto di riscaldamento a condotti radianti, il quale consenta di controllare in maniera precisa la combustione riducendo la formazione di composti inquinanti. In this situation, therefore, the object of the present invention is to overcome the drawbacks of the aforementioned known art, by providing a heating system with radiant ducts, which allows combustion to be controlled precisely by reducing the formation of polluting compounds.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un impianto di riscaldamento a condotti radianti, il quale sia sicuro ed operativamente del tutto affidabile. A further object of the present invention is to provide a radiant duct heating system which is safe and operationally completely reliable.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un impianto di riscaldamento a condotti radianti, il quale sia semplice ed economico da realizzare. A further object of the present invention is to provide a heating system with radiant ducts, which is simple and economical to make.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un impianto di riscaldamento a condotti radianti, il quale sia di semplice ed economica manutenzione. Another object of the present invention is to provide a heating system with radiant ducts, which is simple and inexpensive to maintain.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un impianto di riscaldamento a condotti radianti, il quale presenti bassi costi di funzionamento. A further object of the present invention is to provide a heating system with radiant ducts, which has low operating costs.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Le caratteristiche tecniche dell'invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni allegate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano alcune forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative, in cui: The technical characteristics of the invention, according to the aforementioned purposes, are clearly verifiable from the content of the attached claims and the advantages thereof will be more evident in the detailed description that follows, made with reference to the attached drawings, which represent some purely exemplary embodiments. and non-limiting, in which:
- la Figura 1 mostra una prima vista prospettica di un impianto di riscaldamento oggetto della presente invenzione; Figure 1 shows a first perspective view of a heating system object of the present invention;
- la Figura 2 mostra una seconda vista prospettica dell'impianto di riscaldamento di figura 1 essendo stato rimosso il camino di evacuazione dei fumi per meglio illustrare le altre caratteristiche; Figure 2 shows a second perspective view of the heating system of Figure 1 having been removed the smoke evacuation chimney to better illustrate the other characteristics;
- la Figura 3 mostra una terza vista prospettica dell'impianto di riscaldamento delle figura 1 e 2 essendo stato rimosso il camino di evacuazione dei fumi per meglio illustrare le altre caratteristiche; Figure 3 shows a third perspective view of the heating system of Figures 1 and 2 having removed the smoke evacuation chimney to better illustrate the other characteristics;
- la Figura 4 mostra una quarta vista prospettica dell'impianto di riscaldamento delle precedenti figure essendo stato rimosso il camino di evacuazione dei fumi ed un carter superiore per meglio illustrare le altre caratteristiche; - Figure 4 shows a fourth perspective view of the heating system of the previous figures, the smoke evacuation chimney and an upper casing having been removed to better illustrate the other characteristics;
- la Figura 5 mostra una quinta vista in sezione dall’alto dell'impianto di riscaldamento delle precedenti figure essendo stato rimosso il camino di evacuazione dei fumi ed un carter superiore per meglio illustrare le altre caratteristiche; - Figure 5 shows a fifth sectional view from above of the heating system of the previous figures having been removed the smoke evacuation chimney and an upper casing to better illustrate the other features;
- la Figura 6 mostra una sesta vista prospettica dell'impianto di riscaldamento delle precedenti figure essendo stato rimosso il camino di evacuazione dei fumi ed un carter superiore per meglio illustrare le altre caratteristiche; Figure 6 shows a sixth perspective view of the heating system of the previous figures, the flue exhaust chimney and an upper casing having been removed to better illustrate the other characteristics;
- la Figura 7 mostra un particolare dell'impianto secondo l'invenzione relativo ad una serranda in posizione aperta; Figure 7 shows a detail of the system according to the invention relating to a shutter in the open position;
- la Figura 8 mostra il particolare dell'impianto di figura 7 con la serranda in posizione chiusa. - Figure 8 shows the detail of the system of Figure 7 with the shutter in the closed position.
Descrizione dettagliata Detailed description
Con riferimento agli uniti disegni è stato indicato nel suo complesso con 1 l’impianto di riscaldamento a condotti radianti, oggetto della presente invenzione. With reference to the accompanying drawings, 1 has been indicated as a whole with the radiant duct heating system, object of the present invention.
L’impianto di riscaldamento 1 secondo l’invenzione è destinato ad essere impiegato per riscaldare ambienti di grande cubatura, ovvero caratterizzati da grandi superfici solitamente in edifici industriali o commerciali, quali ad esempio capannoni, hangar, magazzini, supermercati, centri commerciali, cinema o simili. The heating system 1 according to the invention is intended to be used to heat rooms of large cubic volume, or characterized by large surfaces usually in industrial or commercial buildings, such as sheds, hangars, warehouses, supermarkets, shopping centers, cinemas or similar.
In particolare, rimpianto 1 secondo la presente invenzione è destinato ad essere istallato internamente o esternamente al locale che si desidera riscaldare ad una distanza dal suolo e con una orientazione opportunamente scelta per assicurare il riscaldamento desiderato di tutto il locale o di una zona selezionata del locale. In particular, unit 1 according to the present invention is intended to be installed inside or outside the room to be heated at a distance from the ground and with a suitably chosen orientation to ensure the desired heating of the whole room or of a selected area of the room. .
L’impianto di riscaldamento 1 oggetto della presente invenzione comprende almeno un condotto radiante 2, collegato alle sue estremità mediante una sezione iniziale 2' ed una sezione finale 2" ad una centrale operativa 100. Quest'ultima genera, mediante un flusso vettore F che viene fatto circolare in un circuito chiuso composto dal condotto radiante 2 e da un primo vano di ricircolo 102 della centrale 100, come chiarito più avanti nella presente descrizione. The heating system 1 object of the present invention comprises at least a radiant duct 2, connected at its ends by means of an initial section 2 'and a final section 2 "to an operating unit 100. The latter generates, by means of a vector flow F which it is circulated in a closed circuit composed of the radiant duct 2 and a first recirculation compartment 102 of the central 100, as clarified later in the present description.
Il condotto radiante 2 è suscettibile di essere fissato al soffitto o ad una parete di un locale da riscaldare, ed è mantenuto sospeso e distanziato dal suolo, ed è atto ad essere percorso internamente da un fluido vettore F riscaldato, per riscaldare per irraggiamento il locale stesso. The radiant duct 2 can be fixed to the ceiling or to a wall of a room to be heated, and is kept suspended and spaced from the ground, and is able to be traversed internally by a heated vector fluid F, to heat the room by radiation. same.
Ovviamente il condotto radiante 2, anziché essere fissato direttamente al soffitto o ad una parete, potrà essere fissato anche a travature oppure a colonne o a pali ovvero a qualsiasi struttura suscettibile di sorreggere in maniera sicura il condotto radiante 2 stesso e quindi l’impianto 1, senza per questo uscire dall’ambito di tutela definito dalla presente privativa. I suddetti condotti radianti 2, denominati nel gergo tecnico del settore anche con il termine di nastri radianti, sono formati da condotti metallici che si sviluppano con una lunghezza di alcune decine di metri ed in particolare fino anche a 100-150 metri. Obviously the radiant duct 2, instead of being fixed directly to the ceiling or to a wall, can also be fixed to beams or to columns or poles or to any structure capable of safely supporting the radiant duct 2 itself and therefore the system 1, without thereby departing from the scope of protection defined by this patent. The aforesaid radiant ducts 2, also referred to in the technical jargon of the sector with the term radiant tapes, are formed by metal ducts which develop with a length of some tens of meters and in particular up to 100-150 meters.
Vantaggiosamente, i suddetti condotti radianti 2 sono ottenuti a partire da una striscia continua di materiale metallico, ad esempio di acciaio alluminato, la quale è formata a spirale ed fissata lungo i propri bordi longitudinali in modo tale da realizzare un corpo tubolare, secondo processi produttivi di per sé noti al tecnico del settore. Advantageously, the aforementioned radiant ducts 2 are obtained starting from a continuous strip of metal material, for example of aluminized steel, which is formed in a spiral and fixed along its longitudinal edges in such a way as to create a tubular body, according to production processes per se known to those skilled in the art.
Tuttavia, rimpianto 1 illustrato nelle allegate figure e descritto nel dettaglio nel seguito comprende preferibilmente un unico condotto radiante 2, del quale come detto, è riportata nei disegni allegati solamente la porzione iniziale e la porzione finale collegate alla centrale operativa 100, che attraverso un vano di raccordo le connette in un circuito chiuso. Più in dettaglio, il condotto radiante 2 dell’impianto 1 illustrato nelle allegate figure comprende un tratto di allontanamento ed un tratto di avvicinamento rispetto alla centrale operativa 100, tra loro paralleli e raccordati alla estremità distale dalla centrale 100 da un raccordo ad U non illustrato per consentire la circolazione del fluido vettore F al loro interno. However, regret 1 illustrated in the attached figures and described in detail below preferably comprises a single radiant duct 2, of which, as mentioned, only the initial portion and the final portion connected to the operating center 100 are shown in the attached drawings, which through a compartment connector connects them in a closed circuit. More in detail, the radiant duct 2 of the system 1 illustrated in the attached figures comprises a distance section and an approach section with respect to the operating center 100, parallel to each other and connected at the distal end of the control unit 100 by a U-shaped fitting not shown. to allow the circulation of the vector fluid F inside them.
La centrale operativa 100 dell’impianto 1 in accordo con la presente invenzione, comprende inoltre almeno il bruciatore 3 sopra citato, il quale è montato all'interno di un corpo scatolare 101 della stessa centrale operativa 100 ed è connesso grazie alla sua camera di combustione, alla sezione iniziale 2' del condotto radiante 2. Il bruciatore 3 è provvisto di una camera di combustione, in cui viene bruciata una miscela di un combustibile C e di un comburente D per generare, mediante una reazione di combustione, prodotti di combustione P ad elevata temperatura atti ad essere miscelati con il fluido vettore F che già percorre internamente il condotto radiante 2 per riscaldarlo. The operating center 100 of the plant 1 in accordance with the present invention also comprises at least the aforementioned burner 3, which is mounted inside a box-shaped body 101 of the same operating center 100 and is connected thanks to its combustion chamber , at the initial section 2 'of the radiant duct 2. The burner 3 is provided with a combustion chamber, in which a mixture of a fuel C and a comburent D is burned to generate, by means of a combustion reaction, combustion products P at high temperature suitable for being mixed with the vector fluid F which already flows internally through the radiant duct 2 to heat it.
L’impianto 1 è inoltre provvisto di primi mezzi di alimentazione 4 del combustibile C collegati al bruciatore 3 per alimentare quest'ultimo con una portata di combustibile C. Quest’ultimo potrà essere in forma gassosa, ed essere costituito ad esempio da metano, oppure potrà essere in forma liquefatta, ed essere ad esempio costituito da GPL. The plant 1 is also provided with first means 4 for supplying the fuel C connected to the burner 3 to supply the latter with a flow rate of fuel C. The latter may be in gaseous form, and consist for example of methane, or it may be in liquefied form, and for example consist of LPG.
I primi mezzi di alimentazione 4 potranno comprendere un gruppo valvole monostadio, bistadio o modulante ovvero in grado di variare la quantità di combustibile C in funzione della richiesta dell'ambiente da scaldare. The first feeding means 4 may comprise a single-stage, two-stage or modulating valve assembly, ie capable of varying the quantity of fuel C according to the request of the environment to be heated.
Sono inoltre previsti secondi mezzi di alimentazione 5 del comburente associati al bruciatore 3 per alimentarlo con il comburente D. Quest’ultimo è preferibilmente costituito principalmente da aria, come meglio chiarito nel seguito. Secondary means 5 for feeding the comburent associated with the burner 3 are also provided to feed it with the comburent D. The latter is preferably made up mainly of air, as better explained below.
I mezzi di alimentazione del comburente D dell’impianto 1, secondo l’invenzione comprendono un ventilatore 6 alloggiato anch'esso nel corpo scatolare di contenimento 101 della centrale operativa 100. Esso è provvisto di un motore 60 e di due ventole indicate nel seguito come prima ventola 61 e seconda ventola 62 collegate al motore 60 mediante un comune albero di trasmissione 63 a cui sono calettate in successione distanziate tra di loro. La prima ventola 61 è disposta in corrispondenza della sezione finale 2" del condotto radiante 2 per creare una depressione in tutto il condotto radiante 2 disposto a monte così da aspirare il fluido vettore F fin dalla sezione iniziale 2' dello stesso condotto radiante 2. In questo modo, il fluido vettore F circola in un circuito chiuso comprendente il condotto radiante e completato dal vano di raccordo 102 disposto all'interno del corpo scatolare a collegamento tra le sezioni iniziale e finale dello stesso condotto radiante 2. The means for feeding the combustion agent D of the plant 1, according to the invention, comprise a fan 6 also housed in the box-like containment body 101 of the operating center 100. It is provided with a motor 60 and two fans indicated below as first impeller 61 and second impeller 62 connected to motor 60 by means of a common transmission shaft 63 to which they are keyed in succession spaced apart from each other. The first fan 61 is arranged in correspondence with the final section 2 "of the radiant duct 2 to create a depression throughout the radiant duct 2 arranged upstream so as to suck the vector fluid F from the initial section 2 'of the radiant duct 2. in this way, the vector fluid F circulates in a closed circuit comprising the radiant duct and completed by the connection compartment 102 arranged inside the box-like body for connection between the initial and final sections of the radiant duct 2.
Pertanto, la prima ventola 61 del ventilatore 6 è atta ad aspirare il fluido vettore F dal condotto radiante 2 e ad insufflare in pressione tale fluido vettore F verso la sezione d'ingresso 2' mediante il vano di raccordo 102 e reimmettere così in circolazione lo stesso fluido vettore F. Al vano di raccordo 102 è collegato un camino di espulsione 80 per espellere parte di tale fluido vettore F sospinto in pressione dalla prima ventola 61. Therefore, the first impeller 61 of the fan 6 is adapted to suck the vector fluid F from the radiant duct 2 and to blow this vector fluid F under pressure towards the inlet section 2 'through the connection compartment 102 and thus reintroduce the same vector fluid F. An expulsion chimney 80 is connected to the connection compartment 102 to expel part of this vector fluid F pushed under pressure by the first fan 61.
Secondo l'invenzione, il corpo scatolare di contenimento 101 comprende almeno una prima parete divisoria 103, la quale delimita, insieme allo stesso corpo scatolare 101, il sopra citato primo vano di ricircolo 102, il quale pone in collegamento tra loro la sezione iniziale 2' e la sezione finale 2" del condotto radiante 2 ed alloggia la prima ventola 61 funzionante in aspirazione per forzare il fluido vettore F dalla sezione finale 2” alla sezione iniziale 2’ facendo quindi circolare il fluido vettore F all’interno del condotto radiante 2, in un anello chiuso. According to the invention, the box-like containment body 101 comprises at least a first dividing wall 103, which defines, together with the box-like body 101, the aforementioned first recirculation compartment 102, which connects the initial section 2 to each other. 'is the final section 2 "of the radiant duct 2 and houses the first fan 61 operating in suction to force the vector fluid F from the final section 2" to the initial section 2' thus making the vector fluid F circulate inside the radiant duct 2 , in a closed loop.
Il corpo scatolare di contenimento 101 comprende inoltre almeno una seconda parete divisoria 104, la quale delimita insieme alla prima parete divisoria 103 un secondo vano 105 di adduzione aria comburente, in collegamento con l'ambiente esterno. Tale secondo vano 105 comunica con il bruciatore 3, ovvero con la sua camera di combustione 30, mediante almeno una prima apertura 106 ricavata sulla prima parete divisoria 103 ed alloggia la seconda ventola 62 per forzare aria comburente aspirata dall'ambiente esterno nel bruciatore 3. The box-like containment body 101 also comprises at least a second dividing wall 104, which, together with the first dividing wall 103, defines a second compartment 105 for supplying combustion air, in connection with the external environment. This second compartment 105 communicates with the burner 3, or with its combustion chamber 30, by means of at least a first opening 106 obtained in the first dividing wall 103 and houses the second fan 62 to force combustion air sucked from the external environment into the burner 3.
In accordo con l’idea alla base della presente invenzione, la prima parete divisoria 103 comprendere almeno una seconda apertura 107 che pone in comunicazione il primo vano di ricircolo 102 con il secondo vano di adduzione aria 105. La seconda ventola 62 alloggiata nel secondo vano 105 è quindi suscettibile di aspirare in quest’ultimo attraverso la suddetta seconda apertura 107 una frazione del fluido vettore F (e quindi di gas combusti) transitante nel primo vano di ricircolo 102 per forzarlo unitamente all'aria comburente aspirata dall'ambiente esterno dentro al bruciatore attraverso la prima apertura 106. In accordance with the idea underlying the present invention, the first dividing wall 103 comprises at least a second opening 107 which places the first recirculation compartment 102 in communication with the second air supply compartment 105. The second fan 62 housed in the second compartment 105 is therefore capable of sucking into the latter through the aforementioned second opening 107 a fraction of the vector fluid F (and therefore of burnt gases) passing through the first recirculation compartment 102 to force it together with the combustion air sucked from the external environment into the burner through the first opening 106.
Vantaggiosamente, per consentire una ottimale azione di aspirazione e mandata da parte della seconda ventola 62, il secondo vano 105 è suddiviso da almeno una parete interna 108, in una camera di aspirazione 105’, collegata al primo vano 102 mediante la seconda apertura 107, e da una camera di mandata 105” collegata al bruciatore 3 mediante la prima apertura 106. La seconda ventola 62 aspira dal primo vano 102 la frazione di gas combusti che poi inietta nel bruciatore 3 attraverso la prima apertura 106 nella camera di combustione del bruciatore 3, unitamente ad una portata di aria comburente proveniente dall’ambiente esterno (in particolare attraverso l’apertura 115 descritta nel seguito). Advantageously, to allow an optimal suction and delivery action by the second fan 62, the second compartment 105 is divided by at least one internal wall 108, into a suction chamber 105 ', connected to the first compartment 102 by means of the second opening 107, and from a delivery chamber 105 "connected to the burner 3 by means of the first opening 106. The second fan 62 sucks the fraction of burned gas from the first compartment 102 which then injects into the burner 3 through the first opening 106 into the combustion chamber of the burner 3 , together with a flow of combustion air coming from the external environment (in particular through the opening 115 described below).
Vantaggiosamente la suddetta parete interna 108 comprende una prima parete 108’ contraffacciata alla prima parete divisoria 103 frontalmente alla seconda apertura 107, ed una seconda parete 108” posta in continuazione con la prima parete 108’ e sostanzialmente contraffacciata ad una quarta apertura 115 ricavata sul corpo scatolare 101 ed in collegamento con Γ ambiente esterno. Advantageously, the aforesaid internal wall 108 comprises a first wall 108 'facing the first dividing wall 103 in front of the second opening 107, and a second wall 108 "placed in continuity with the first wall 108' and substantially facing a fourth opening 115 obtained in the body box 101 and in connection with the external environment.
E vantaggiosamente presente anche un terzo vano di riscaldamento 109, il quale è in comunicazione con l'ambiente esterno, è posto adiacente al primo vano 102 ed è dotato di una terza apertura 110 in comunicazione con il secondo vano 105 per alimentarlo con aria comburente aspirata dall'ambiente esterno preriscaldata nel terzo vano 109. There is also advantageously a third heating compartment 109, which is in communication with the external environment, is located adjacent to the first compartment 102 and is equipped with a third opening 110 in communication with the second compartment 105 to supply it with aspirated combustion air. from the preheated external environment in the third compartment 109.
Più in dettaglio, tale terzo vano di riscaldamento 109 è preferibilmente in forma di condotto posto almeno parzialmente attorno al primo vano 102, delimitato dal corpo di contenimento 101, da una parete almeno parzialmente anulare 111, la quale è contraffacciata al corpo di contenimento 101, e da un bordo periferico 112 della prima parete divisoria 103. La terza apertura 110 è ricavata in corrispondenza del suddetto bordo periferico 112 della prima parete divisoria 103. More in detail, this third heating compartment 109 is preferably in the form of a duct placed at least partially around the first compartment 102, delimited by the containment body 101, by an at least partially annular wall 111, which faces the containment body 101, and from a peripheral edge 112 of the first dividing wall 103. The third opening 110 is formed in correspondence with the aforementioned peripheral edge 112 of the first dividing wall 103.
Vantaggiosamente la seconda apertura 107 che mette in comunicazione il primo vano 102 alla camera di aspirazione 105’ del secondo vano 105 per consentire l’aspirazione di una frazione di gas combusti da parte della seconda ventola 62, è ottenuta con una pluralità di fori affiancati ricavati sulla prima parete divisoria 103; analogamente anche la terza apertura 110 per consentire l’aspirazione dal terzo vano 109 sempre nella camera di aspirazione 105’ del secondo vano 105 è ottenuta con una pluralità di fori affiancati, ricavati sul bordo periferico 112 della prima parete divisoria 103, preferibilmente al di sopra della pluralità di fori della seconda apertura 107. Advantageously, the second opening 107 which connects the first compartment 102 to the suction chamber 105 'of the second compartment 105 to allow the suction of a fraction of burnt gas by the second fan 62, is obtained with a plurality of side-by-side holes obtained on the first partition 103; similarly, also the third opening 110 to allow suction from the third compartment 109 always in the suction chamber 105 'of the second compartment 105 is obtained with a plurality of side-by-side holes, obtained on the peripheral edge 112 of the first dividing wall 103, preferably above of the plurality of holes of the second opening 107.
In accordo con una possibile forma realizzativa dell’invenzione la quarta apertura 115 collega unicamente l’ambiente esterno con il terzo vano di riscaldamento 109, il quale a sua volta è collegato al secondo vano 105 con la terza apertura 110 posta sostanzialmente all’estremità del condotto definito dal terzo vano 109 medesimo per imporre all’aria esterna di scorrere all’interno di almeno parte del condotto del terzo vano 109 in maniera adiacente al primo vano caldo 102 prima di attraversare la terza apertura aspirata dalla seconda ventola 62 del ventilatore 6. Allo scopo, il condotto del terzo vano 109 potrà essere chiuso, ad esempio con una parete di chiusura 117 illustrata solo in figura 106, subito dopo la terza apertura 110 alla estremità opposta rispetto alla quarta apertura 115 in modo da forzare l’aria esterna a percorrere l’intero condotto del terzo vano 109. In accordance with a possible embodiment of the invention, the fourth opening 115 connects only the external environment with the third heating compartment 109, which in turn is connected to the second compartment 105 with the third opening 110 substantially located at the end of the duct defined by the third compartment 109 itself to force the external air to flow inside at least part of the duct of the third compartment 109 adjacent to the first hot compartment 102 before passing through the third opening sucked in by the second fan 62 of the fan 6. For this purpose, the duct of the third compartment 109 can be closed, for example with a closing wall 117 illustrated only in Figure 106, immediately after the third opening 110 at the opposite end with respect to the fourth opening 115 so as to force the external air to run through the entire duct of the third compartment 109.
In accordo con una forma realizzativa preferenziale della presente invenzione, la frazione di gas combusti aspirata attraverso la seconda apertura 107 dal primo vano di ricircolo 102 è regolabile. Ciò consente di calibrare la corretta miscela di combustibile e comburente nel bruciatore 3 immettendo la corretta frazione di gas combusti (aventi quindi poco ossigeno), che permette di ottenere una combustione con la formazione di ridotte quantità di NOx. Come è noto infatti una combustione leggermente povera in ossigeno consente, se correttamente calibrata, di ridurre la formazione di composti inquinanti ed in particolare di NOx. Tuttavia, se la quantità di ossigeno si riduce troppo, ad esempio per una eccessiva aggiunta della frazione di gas combusti, la combustione comporta la formazione di monossido di carbonio che è altrettanto indesiderato. Intercettando in maniera regolabile, il passaggio della frazione di gas combusti aspirati dalla seconda apertura 107, è possibile regolare in maniera molto fine la miscela e quindi controllare in modo ottimale i prodotti di combustione. In accordance with a preferential embodiment of the present invention, the fraction of burnt gas sucked through the second opening 107 from the first recirculation compartment 102 is adjustable. This allows the correct mixture of fuel and comburent to be calibrated in the burner 3 by introducing the correct fraction of burnt gases (therefore having little oxygen), which allows combustion to be obtained with the formation of reduced quantities of NOx. As is known, in fact, a slightly oxygen-poor combustion allows, if correctly calibrated, to reduce the formation of polluting compounds and in particular of NOx. However, if the amount of oxygen is reduced too much, for example due to an excessive addition of the flue gas fraction, the combustion leads to the formation of carbon monoxide which is also undesirable. By intercepting in an adjustable manner the passage of the fraction of burned gases sucked in by the second opening 107, it is possible to very finely adjust the mixture and therefore to control the combustion products in an optimal way.
Allo scopo, vantaggiosamente l’impianto 1 secondo l’invenzione comprende almeno una prima serranda 113, la quale è azionata da un primo attuatore 114 a chiudere/aprire la suddetta seconda apertura 107, in particolare in maniera regolabile. For this purpose, the system 1 according to the invention advantageously comprises at least a first shutter 113, which is operated by a first actuator 114 to close / open the aforementioned second opening 107, in particular in an adjustable manner.
Il corpo scatolare di contenimento 101 comprende inoltre la quarta apertura 115, sopra citata che pone in comunicazione il secondo vano 105 con l’ambiente esterno. The box-like containment body 101 also includes the fourth opening 115, mentioned above, which puts the second compartment 105 in communication with the external environment.
Tale quarta apertura 115 è ad esempio ricavata su una parete laterale del corpo di contenimento 101 per immettere aria dell’ ambiente esterno direttamente nella camera di aspirazione 105’ del secondo vano 105. Essa diversamente potrà essere realizzata, anche sempre sulla stessa parete laterale del corpo contenimento 101, ma spostata almeno in parte frontalmente al terzo vano 109 così da immettere aria ambiente esterna in tale terzo vano in cui l’aria si riscalda a contatto con le pareti che delimitano il primo vano 102 prima di attraversare la terza apertura 110 e rientrare riscaldata nella camera di aspirazione 105’ del secondo vano 105 This fourth opening 115 is for example obtained on a side wall of the containment body 101 to introduce air from the external environment directly into the suction chamber 105 'of the second compartment 105. Otherwise it can be made, also always on the same side wall of the body. containment 101, but moved at least partially in front of the third compartment 109 so as to introduce external ambient air into this third compartment in which the air heats up in contact with the walls delimiting the first compartment 102 before passing through the third opening 110 and re-entering heated in the suction chamber 105 'of the second compartment 105
In accordo con la forma realizzativa illustrata nelle allegate figure la quarta apertura 115 è ricavata su una parete del corpo di contenimento 101 e mette in comunicazione l’ambiente esterno con il secondo vano 105 e con il terzo vano 109, in particolare essendo suddivisa in due parti dalla prima parete divisoria 103. In accordance with the embodiment illustrated in the attached figures, the fourth opening 115 is obtained on a wall of the containment body 101 and connects the external environment with the second compartment 105 and with the third compartment 109, in particular being divided into two start from the first partition 103.
Vantaggiosamente l’impianto 1 secondo l’invenzione comprende anche una seconda serranda, la quale è azionata da un corrispondente secondo attuatore a chiudere/aprire la suddetta quarta apertura 115. Advantageously, the system 1 according to the invention also includes a second shutter, which is operated by a corresponding second actuator to close / open the aforementioned fourth opening 115.
In accordo con una forma realizzativa non illustrata, il primo ed il secondo attuatore potranno coincidere così come e la prima e la seconda serranda; le seconda e terza apertura saranno in questo caso contigue cosicché un unico attuatore potrà azionare un’unica serranda in chiusura della seconda apertura e contestualmente in apertura della terza apertura e viceversa potrà azionare la serranda in apertura della seconda apertura e contestualmente in chiusura della terza apertura. In accordance with an embodiment not shown, the first and second actuators may coincide as well as the first and second shutter; in this case the second and third opening will be contiguous so that a single actuator can operate a single shutter in closing the second opening and simultaneously in opening the third opening and vice versa it can operate the shutter in opening the second opening and simultaneously closing the third opening .
Ad esempio potrà essere previsto che il flusso di nuovi fumi caldi prodotti dal bruciatore sia dell’ordine del 5-30% dei flusso vettore ricircolante nel condotto radiante 2 e nel primo vano di ricircolo 102. Inoltre, ad esempio il comburente D potrà essere composto dal 5-40% di fluido vettore aspirato dal primo vano 102 essendo la restante parte costituita da aria ambiente. For example, it may be envisaged that the flow of new hot fumes produced by the burner is of the order of 5-30% of the vector flow recirculating in the radiant duct 2 and in the first recirculation compartment 102. Furthermore, for example, the comburent D can be composed from 5-40% of vector fluid sucked by the first compartment 102 being the remaining part constituted by ambient air.
Il tecnico del settore anche attraverso prove sperimentali e verifiche sui gas prodotti dal bruciatori potrà ottimizzare le percentuali sopra indicate anche con diversi valori. The technician of the sector, also through experimental tests and checks on the gases produced by the burners, will be able to optimize the percentages indicated above even with different values.
Infine, come è evidenziato dalle allegate figure, la seconda parete divisoria delimita con il corpo scatolare un vano tecnico 116, contenente il motore 60 del ventilatore 6 nonché i primi mezzi di alimentazione 4 del comburente C e la prevista una unità di controllo elettronica dei i impianto 1. Finally, as shown by the attached figures, the second dividing wall defines with the box-like body a technical compartment 116, containing the motor 60 of the fan 6 as well as the first means 4 for supplying the comburent C and the provided an electronic control unit of the implant 1.
Il suddetto vano tecnico 116 essendo separato dal primo vano caldo 102 di circolazione del flusso vettore F dal secondo vano 105 in cui scorre prevalentemente aria ambiente, risulterà sostanzialmente freddo e quindi non necessiterà di particolari isolamenti per il motore 60, i primi mezzi di alimentazione 4 del comburente C e la prevista una unità di controllo elettronica. The aforesaid technical compartment 116 being separated from the first warm compartment 102 for circulation of the vector flow F from the second compartment 105 in which mainly ambient air flows, will be substantially cold and therefore will not require particular insulation for the motor 60, the first supply means 4 combustion agent C and an electronic control unit is provided.
Grazie alla presente invenzione è possibile realizzare una miscela di combustibile e comburente in grado di limitare la formazione di sostanze inquinanti nei fumi di combustione e grazie all’impiego di almeno una serranda è possibile effettuare la regolazione in maniera molto fine della frazione di gas combusti che viene re-inviata in camera di combustione ovvero anche della quantità di aria ambiente che viene inviata sempre in camera di combustione. Thanks to the present invention it is possible to produce a mixture of fuel and comburent capable of limiting the formation of pollutants in the combustion fumes and thanks to the use of at least one damper it is possible to carry out a very fine adjustment of the fraction of combustion gases which it is sent back to the combustion chamber or also by the quantity of ambient air that is always sent to the combustion chamber.
L’impiego di un secondo ventilatore 62 consente una costanza di alimentazione del fluido comburente con vantaggi sia per la qualità della combustione sia per l’efficienza dei nastri radianti. The use of a second fan 62 allows a constant supply of the combustion fluid with advantages both for the quality of combustion and for the efficiency of the radiant belts.
La scelta di calettare le due ventole 61, 62 su un unico albero 63 di un comune motore consente inoltre di ottenere un impianto compatto ed economicamente vantaggioso da realizzare. The choice of keying the two fans 61, 62 onto a single shaft 63 of a common motor also allows to obtain a compact and economically advantageous system to be built.
II trovato così concepito raggiunge pertanto gli scopi prefissi. The invention thus conceived therefore achieves the intended aim and objects.
Ovviamente, esso potrà assumere, nella sua realizzazione pratica anche forme e configurazioni diverse da quella sopra illustrata senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione. Obviously, in its practical embodiment, it may also assume forms and configurations different from the one illustrated above without thereby departing from the present scope of protection.
Inoltre tutti i particolari potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti e le dimensioni, le forme ed i materiali impiegati potranno essere qualsiasi a seconda delle necessità. Furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements and the dimensions, shapes and materials used can be any according to the needs.
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2016
- 2016-08-09 IT IT102016000084075A patent/IT201600084075A1/en unknown
Patent Citations (4)
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