IT201800001756A1 - Apparecchiatura e sistema di controllo e analisi dei fumi di scarico emessi da un generatore di calore - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"APPARECCHIATURA E SISTEMA DI CONTROLLO E ANALISI DEI FUMI DI SCARICO EMESSI DA UN GENERATORE DI CALORE"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un'apparecchiatura di controllo e analisi dei fumi di scarico emessi da un generatore di calore, domestico o industriale.

La presente invenzione si riferisce inoltre ad un sistema di controllo e analisi dei fumi di scarico emessi da una pluralità di generatori di calore.

L'apparecchiatura oggetto dell'invenzione si colloca nel contesto del monitoraggio delle emissioni di CO in ambito civile ed industriale e costituisce uno strumento utile sia per la manutenzione predittiva sia per alimentare una banca dati di informazioni sul territorio nazionale utili ai fini statistici e previsionali .

Come è noto, attualmente le misurazioni dei fumi emessi in atmosfera dalle caldaie degli impianti di riscaldamento sono eseguite da tecnici specializzati che si recano sul posto ed eseguono rilievi sporadici e che, in seguito ai risultati ottenuti, ordinano od eseguono direttamente operazioni dì manutenzione oppure rilasciano certificato di idoneità.

Per effettuare le misurazioni si utilizzano sensori, che qui definiamo del tipo istantaneo, e che sono in genere diversi per i diversi costruttori di caldaie.

Tale modo di operare, essendo appunto sporadico, non consente un monitoraggio costante delle condizioni di funzionamento della caldaia e soprattutto non permette agli organi di controllo competenti, per esempio le autorità regionali, di avere una mappa costantemente aggiornata delle emissioni da ambienti civili (tipicamente quelli domestici).

Anche la manutenzione predittiva è impossibile o, perlomeno, di efficacia senz'altro migliorabile.

Compito della presente invenzione è quello di realizzare un'apparecchiatura ed un sistema che superino gli inconvenienti della tecnica nota citata.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo dell'invenzione è quello di realizzare un'apparecchiatura che possa essere collegata alla canna fumaria di un qualsiasi impianto di riscaldamento e sia in grado di fornire informazioni quotidiane sulla qualità dei fumi emessi nell'atmosfera.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di realizzare un'apparecchiatura che abbia la funzione di prelevare, ad intervalli prestabiliti dall'utente, un campione dei fumi di scarico emessi dalla caldaia e misurarne alcuni parametri critici. I dati delle misure sono visualizzati in locale e trasmessi in remoto verso una destinazione (cellulare, tablet, ecc.,) scelta dall'utilizzatore.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è quello di realizzare un'apparecchiatura che possa essere integrata nelle caldaie di nuova costruzione o fornita come kit ai produttori, ai manutentori od agli utenti finali.

In particolare la presente invenzione rientra nel settore IoT (Internet of Things) in quanto è dotata di un sistema software in cloud che permette la raccolta dei dati ed il loro monitoraggio da remoto .

Un importante scopo della presente invenzione è quello di realizzare un sistema che permetta il monitoraggio delle emissioni di CO in ambito civile ed industriale e che costituisca sia uno strumento utile per la manutenzione predittiva sia per alimentare una banca dati di informazioni sul territorio nazionale utili ai fini statistici e previsionali.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un'apparecchiatura che, per le sue peculiari caratteristiche realizzative, sia in grado di assicurare le più ampie garanzie di affidabilità e di sicurezza nell'uso.

Questi scopi ed altri che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un'apparecchiatura di controllo e analisi dei fumi di scarico emessi da un generatore di calore, caratterizzata dal fatto di comprendere una centralina ed una sonda applicata ad una canna fumaria di un generatore di calore; detta sonda essendo atta a rilevare dati quali la temperatura interna, la temperatura esterna, ed il contenuto di CO; detta centralina comprendendo mezzi di elaborazione di detti dati e mezzi di trasmissione di detti dati ad un sistema centrale di raccolta di detti dati.

I suddetti scopi ed altri che meglio appariranno in seguito, sono inoltre raggiunti da un sistema di controllo e analisi dei fumi di scarico emessi da una pluralità di generatori di calore, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di apparecchiature ciascuna associata ad un generatore di calore, un server che costituisce un sistema centrale di raccolta dati generati da dette apparecchiature ed una rete di collegamento tra dette apparecchiature e detto sistema centrale; detto sistema di controllo comprendendo un software di controllo comprendente un'applicazione lato server per la raccolta dei dati di dette apparecchiature, un'applicazione lato server per utente amministratore ed un'applicazione lato Client per la visualizzazione delle informazioni .

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, dell'invenzione, illustrate a titolo indicativo e non limitativo nell'unito disegno, in cui la figura 1 rappresenta uno schema a blocchi dell'apparecchiatura.

Con riferimento alla figura citata, l'apparecchiatura di controllo e analisi dei fumi di scarico emessi da un generatore di calore, secondo l'invenzione, indicata globalmente con il numero di riferimento 1, comprende una centralina M2M (machine to machine), indicata con il numero di riferimento 2, ed una sonda 3 per il controllo fumi che consente di analizzare i principali valori critici quali: temperatura interna, temperatura esterna, contenuto di CO .

La centralina 2 è vantaggiosamente compresa in un unico involucro, è alimentata a batteria e dispone di un modulo di comunicazione 4, sia Wi-Fi sia GPRS.

In aggiunta, sono previsti ingressi digitali optoisolati ed ingressi analogici così da offrire una maggiore flessibilità all'installatore per eventuali estensioni sui dati prelevati.

L'apparecchiatura, collegata alla rete Internet, fornisce, per esempio almeno una volta al giorno, l'analisi sui fumi ed invia le informazioni al server in cloud per fornire allarmi agli utilizzatori su eventuali anomalie di rendimento del proprio ecosistema .

Un aspetto innovativo dell'apparecchiatura oggetto della presente innovazione è quello di offrire agli utilizzatori la possibilità di conoscere in termini economici l'inefficienza del proprio impianto.

Secondo un esempio di realizzazione pratica dell'invenzione, l'applicazione "core", viene sviluppata con il framework .NET e "multi-tenancy", così da permettere infrastrutture di memorizzazione dati del tutto separate per eventuali livelli di escalation e garantire l'impossibilità d'accesso ai dati da un account tenant diverso.

Preferibilmente si utilizza un database per ottenere risposte ancora più rapide nell'esecuzione delle funzioni run-time.

La comunicazione tra il server e gli apparati hardware avviene di default secondo i protocolli TCP/IP.

L'applicazione "web" di amministrazione è sviluppata con il framework Google AngularJS così da ottenere la massima riduzione del traffico di rete ed un'elevata manutenibilità del sistema.

Per interagire con questa sezione web è previsto il protocollo HTTPS così da garantire la totale sicurezza nei dati trasmessi.

Considerati gli stringenti obiettivi per la riduzione delle emissioni inquinanti, l'apparecchiatura oggetto della presente invenzione rappresenta uno strumento utile e flessibile per il monitoraggio dell'efficienza dell'impianto termico.

La presente invenzione costituisce un sistema assolutamente innovativo con caratteristiche tecnologiche all'avanguardia nell'ambito IoT.

L'apparecchiatura secondo l'invenzione comprende almeno una pompa elettrica 5, una cella CO 6, ed una sonda prelievo 3 costituita da una canalina per prelievo fumi e da una canalina per passaggio fili per un sensore di temperatura PT1007.

Il software di controllo comprende un'applicazione lato server, come raccoglitore dei dati dalle centraline, un'applicazione lato server, per utente amministratore ed un'applicazione lato mobile, come visualizzatore delle informazioni.

Nell'applicazione lato server, il sistema centrale, ovvero il cuore di comunicazione e delle logiche di funzionamento, si avvia su un server in cloud e rimane sempre attivo ventiquattrore su ventiquattro .

Il sistema centrale comprende un database SQL Server, per memorizzare le informazioni di ogni centralina collegata ed un'applicazione .Net.

L'applicazione .Net comprende un modulo di comunicazione per chiamate in scrittura verso le centraline. Il modulo di comunicazione è sviluppato in modo bidirezionale così da consentire sia la lettura che la scrittura delle informazioni, evitando così il fastidioso utilizzo di configurazione di port-forwarding sul router.

L'applicazione .Net comprende inoltre un modulo di comunicazione HTTPS per ricevere le chiamate dalle centraline.

L'applicazione .Net non ha interfaccia grafica e registra gli errori di sistema su file di testo.

Il sistema centrale comprende inoltre un'applicazione lato server, per utente amministratore.

L'applicazione lato server, per utente amministratore consente all'utente amministratore di eseguire le seguenti funzioni:

a) creazione, modifica, eliminazione utente del sistema;

b) abilitazione/disabilitazione utente del sistema;

c) associazione crediti SMS per singolo utente del sistema; d) elencazione centraline configurate nel sistema e associate ad un utente;

e) visualizzazione dei valori per le singole centraline.

L'applicazione lato Client è un'applicazione web orientata solamente per dispositivi mobili (tablet, smartphone).

Tale applicazione è sviluppata con il framework Google AngularJS così da ottenere la massima riduzione del traffico di rete ed una elevata manutenibilità del sistema, nonché massime prestazioni.

L'applicazione lato Client visualizza le seguenti pagine:

a) Dashboard (nel caso di una sola apparecchiatura è il dettaglio della singola centralina, in caso in cui l'utente abbia più apparati associati sarà l'elenco delle centraline);

b) Associazione apparato;

c) Visualizzare l'elenco degli apparati.

Inoltre l'applicazione lato Client offre la possibilità di: cambiare il nome alla centralina;

premere il pulsante Reset del sistema;

visualizzare il setting degli allarmi (abilitazione/disabilitazione/destinatari) (massimo di 2 indirizzi per allarme);

eliminare la centralina.

Il funzionamento dell'apparecchiatura secondo la presente innovazione è il seguente.

Il manutentore vende l'apparecchiatura al cliente, oppure il cliente decide autonomamente di acquistarla. Il manutentore si reca dal cliente e installa l'apparecchiatura.

L'installazione dell'apparecchiatura comprende le seguenti operazioni:

inserire la sonda 3 per il prelievo fumi alla canna fumaria 8 della caldaia 9;

collegare la sonda 3 all'apparato hardware 2;

accendere l'apparato hardware;

accedere tramite web.Service alla pagina di configurazione dell'hardware impostando la connessione Wi-Fi o GPRS in relazione alle preferenze del cliente;

riavviare l'apparato;

accedere alla pagina backoffice.air.IoT e inserendo le proprie credenziali da manutentore il quale viene re-indirizzato alla pagina riservata;

procedere alla associazione dell'apparato (tramite codice seriale) al proprio profilo;

procedere all'associazione dell'apparato al profilo del cliente finale, tramite codice seriale;

configurare gli allarmi necessari e verificare che i parametri di emissione CO siamo in linea con quanto misurato con lo strumento professionale in sua dotazione;

dichiarare di aver collaudato il sistema.

Il sistema server inizia a registrare le informazioni provenienti dall'apparato hardware ed a renderle fruibili sia al cliente finale che al manutentore.

Il sistema notifica sia al cliente finale che al manutentore quando l'emissione di CO va oltre o sotto soglia.

Il sistema notifica sia al cliente finale che al manutentore quando la temperatura va oltre o sotto soglia.

Il sistema, campiona a frequenza massima di ventiquattro volte al giorno, l'emissione di CO registrandola nel sistema centrale.

Si è in pratica constatato come l'invenzione raggiunga il compito e gli scopi prefissati avendo realizzato un'apparecchiatura che permette di prelevare, ad intervalli prestabiliti dall'utente, un campione dei fumi di scarico emessi dalla caldaia e misurarne alcuni parametri critici. I dati delle misure sono visualizzati in locale e trasmessi in remoto verso una destinazione (cellulare, tablet, ecc.,) scelta dall'utilizzatore.

L'apparecchiatura è vantaggiosamente destinata sia ai produttori di caldaie, che potrebbero fornire il semplice kit come parte integrante del proprio prodotto, sia ai manutentori certificati che effettuano i controlli dei fumi con cadenza definita dai termini di legge ed anche ai proprietari degli impianti.

L'apparecchiatura oggetto della presente invenzione rientra nel settore IoT (Internet of Things) in quanto è dotata di un sistema software in cloud che permette la raccolta dei dati ed il loro monitoraggio da remoto.

L'apparecchiatura secondo l'invenzione è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura di controllo e analisi dei fumi di scarico emessi da un generatore di calore, caratterizzata dal fatto di comprendere una centralina ed una sonda applicata ad una canna fumaria di un generatore di calore; detta sonda essendo atta a rilevare dati quali la temperatura interna, la temperatura esterna, ed il contenuto di CO; detta centralina comprendendo mezzi di elaborazione di detti dati e mezzi di trasmissione di detti dati ad un sistema centrale di raccolta di detti dati.
2. 2. Apparecchiatura, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta centralina è contenuta in un unico involucro ed è alimentata a batteria; detta centralina comprendendo almeno un modulo di comunicazione, quale un modulo di comunicazione Wi-Fi e GPRS, almeno una pompa elettrica, una cella CO; detta sonda comprendendo una canalina per prelievo fumi e da una canalina per passaggio fili per un sensore di temperatura.
3. 3. Apparecchiatura, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta centralina comprende ingressi digitali optoisolati ed ingressi analogici.
4. 4. Apparecchiatura, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta centralina è collegata alla rete Internet.
5. 5. Sistema di controllo e analisi dei fumi di scarico emessi da una pluralità di generatori di calore, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di apparecchiature ciascuna associata ad un generatore di calore, un server che costituisce un sistema centrale di raccolta dati generati da dette apparecchiature ed una rete di collegamento tra dette apparecchiature e detto sistema centrale; detto sistema di controllo comprendendo un software di controllo comprendente un'applicazione lato server per la raccolta dei dati di dette apparecchiature, un'applicazione lato server per utente amministratore ed un'applicazione lato Client per la visualizzazione delle informazioni.
6. 6. Sistema, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che in detta applicazione lato server, detto sistema centrale si avvia su un server in cloud e rimane sempre attivo ventiquattrore su ventiquattro; detto sistema centrale comprendendo un database SQL Server, per memorizzare le informazioni di ogni centralina collegata ed un'applicazione .Net; detta applicazione .Net comprendendo un modulo di comunicazione per chiamate in scrittura verso le centraline; detto modulo di comunicazione essendo sviluppato in modo bidirezionale consentendo sia la lettura che la scrittura delle informazioni; detta applicazione .Net comprendendo inoltre un modulo di comunicazione HTTPS per ricevere le chiamate da dette centraline di dette apparecchiature.
7. 7. Sistema, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta applicazione lato server per utente amministratore consente all'utente amministratore di eseguire le funzioni di: a) creazione, modifica, eliminazione utente del sistema; b) abilitazione/disabilitazione utente del sistema; c) associazione crediti SMS per singolo utente del sistema; d) elencazione centraline configurate nel sistema e associate ad un utente; e) visualizzazione dei valori per le singole centraline.
8. 8. Sistema, secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta applicazione lato Client è un'applicazione web per dispositivi mobili, quali tablet e smartphone.