IT201800002900A1 - Dispositivo valvolare di regolazione della portata - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto della presente invenzione un dispositivo valvolare di regolazione della portata per impianti di distribuzione complessi, ad esempio un impianto di riscaldamento in cui l’acqua calda viene distribuita da una centrale termica a più appartamenti.

Altre applicazioni sono tuttavia possibili, in ambito domestico, quali impianti di raffrescamento, o in ambito industriale, quali impianti di distribuzione di un fluido di lavoro a più utenze.

Per chiarezza di esposizione, si farà di seguito riferimento all’applicazione nell’ambito degli impianti di riscaldamento.

Come è noto, la portata di acqua inviata dalla centrale termica agli appartamenti è definita in fase di progetto dell’impianto, tenendo conto del fabbisogno energetico per il giorno più freddo dell’anno, determinato dalle statistiche meteorologiche. La pompa è quindi selezionata per garantire tale portata.

Inoltre, per consentire a ciascun appartamento di variare l’apporto energetico secondo le proprie esigenze, è prevista una valvola di zona operativa lungo il ramo di impianto che alimenta l’appartamento.

La valvola di zona è una valvola di intercettazione ON/OFF che consente di aprire o chiudere l’alimentazione dall’impianto verso l’appartamento, manualmente o secondo programmi preimpostati tramite termostati o cronotermostati.

Normalmente, pertanto, l’impianto lavora fuori dalle condizioni di progetto e la pompa si trova a dover gestire un surplus di portata.

Per tale ragione, alla mandata della pompa, è solitamente posta una valvola di bilanciamento che garantisce una portata costante entro un predefinito range di pressioni a monte della valvola stessa.

Tuttavia, per ragioni tecniche, tali valvole sono suddivise in base alla portata garantita, per cui la gestione del magazzino è estremamente complessa, dovendo prevedere decine di articoli, secondo la portata garantita, per ogni diametro del tubo.

Esistono anche valvole di bilanciamento registrabili, per le quali è possibile regolare la portata da garantire. Tali valvole consentono di ovviare al problema della gestione del magazzino, ma si tratta di prodotti molto complessi e costosi.

In impianti più avanzati, la pompa è comandata da un motore elettrico con inverter, così da regolare i giri del motore secondo le necessità di portata. Si tratta, tuttavia, di impianti più costosi e di difficile manutenzione.

Scopo della presente invenzione è quello di semplificare la struttura degli impianti di cui si è detto, realizzando un dispositivo valvolare di regolazione della portata che soddisfi le esigenze del settore e superi gli inconvenienti di cui si è detto.

Tale scopo è raggiunto da un dispositivo valvolare secondo la rivendicazione 1. Le rivendicazioni dipendenti descrivono ulteriori vantaggiose forme di realizzazione.

Le caratteristiche ed i vantaggi del dispositivo valvolare secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, in accordo con le tavole allegate, in cui:

- la figura 1 mostra un dispositivo valvolare secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, con valvola in configurazione di chiusura;

- la figura 2 rappresenta il dispositivo valvolare della figura 1, con valvola in configurazione di parziale apertura; e

- la figura 3 illustra il dispositivo valvolare delle figure 1 e 2, con valvola in configurazione di apertura.

Con riferimento alle tavole allegate, con 1 si è indicato un dispositivo valvolare di regolazione della portata, il cui utilizzo è previsto per ciascun ramo dell’impianto che alimenta un’utenza.

Il dispositivo valvolare 1 comprende una valvola a sfera 2, un attuatore 4, una centralina elettronica 6 e mezzi di misurazione della portata 8.

La valvola a sfera 2 comprende un condotto di ingresso 21, un condotto di uscita 22 ed un otturatore 23 a sfera operativo fra il condotto di ingresso 21 ed il condotto di uscita 23.

L’otturatore 23 è ruotabile attorno ad un asse di rotazione Z in modo da assumere una posizione limite di chiusura in cui impedisce il transito dell’acqua fra il condotto di ingresso 21 ed il condotto di uscita 22 (configurazione di chiusura della valvola, figura 1), una posizione intermedia di apertura parziale (configurazione di apertura parziale della valvola, figura 2) ed una posizione limite di massima apertura (configurazione di massima apertura della valvola, figura 3).

L’attuatore 4, comprendente un motore elettrico, solitamente in corrente continua o del tipo passo-passo, è adatto a movimentare l’otturatore 23 fra la posizione di chiusura e la posizione di massima apertura, facendogli assumere una desiderata posizione di apertura intermedia.

I mezzi di misurazione della portata 8 sono operativi a monte dell’otturatore 23, ad esempio lungo un condotto ausiliario 81 collegato a monte del condotto di ingresso 21.

Ad esempio, detti mezzi di misurazione 8 comprendono un misuratore Vortex con corpo sagomato applicato all’interno di detto condotto ausiliario 81.

Secondo ulteriori varianti di realizzazione, detti mezzi di misurazione comprendono un misuratore magnetico oppure meccanico oppure ad ultrasuoni.

Inoltre, detti mezzi di misurazione 8 comprendono un rilevatore 82 adatto a generare un segnale di portata Sq in funzione della portata rilevata.

La centralina elettronica 6 è operativamente collegata ai mezzi di misurazione 8 e all’attuatore 4, così da ricevere detto segnale di portata Sq dal rilevatore 82, elaborarlo e trasmettere un segnale di posizione Sp all’attuatore 4, sulla base del quale imporre all’otturatore 23 la desiderata posizione (di chiusura, di apertura intermedia o di massima apertura).

Il dispositivo valvolare 1 comprende inoltre mezzi di impostazione della portata adatti ad impostare un predefinito valore della portata costante desiderata Qd.

Ad esempio, secondo la forma di realizzazione illustrata, detti mezzi di impostazione sono integrati con la centralina elettronica 6 e comprendono almeno un potenziometro.

Ad esempio, è prevista una prima manopola 61 di un primo potenziometro, ad esempio per l’impostazione di una portata costante in riscaldamento (ad esempio, con un fondo scala di 2400 litri/ora), ed una seconda manopola 62 di un secondo potenziometro, per l’impostazione di una portata costante in raffrescamento (ad esempio, con un fondo scala di 2400 litri/ora).

Secondo ulteriori forme di realizzazione, i mezzi di impostazione sono remoti rispetto alla centralina 6 e operativamente in comunicazione con questa tramite protocolli di comunicazione.

Durante il normale funzionamento dell’impianto di riscaldamento, i mezzi di misurazione eseguono a monte dell’otturatore 23 misurazioni della portata di acqua. In presenza di una diminuzione della portata misurata rispetto alla portata desiderata, detti mezzi di misurazione 8 emettono un segnale di portata Sq interpretato dalla centralina elettronica 6 ed elaborato in modo da generare un segnale di posizione Sp cui corrisponde una maggiore apertura della valvola 2.

In presenza di un aumento della portata misurata rispetto alla portata desiderata Qd, detti mezzi di misurazione 8 emettono un segnale di portata Sq interpretato dalla centralina elettronica 6 ed elaborato in modo da generare un segnale di posizione Sp cui corrisponde una minore apertura della valvola 2.

Inoltre, il dispositivo valvolare 1 è configurato o programmato in modo da tollerare variazioni della portata misurata entro un predefinito range di tolleranza, senza che la posizione dell’otturatore sia modificata.

Secondo una forma di realizzazione, la centralina elettronica 6 è configurata o programmata in modo da tollerare variazioni della portata misurata entro un predefinito range di tolleranza, ad esempio pari al 5% del fondo scala. In altre parole, se la variazione della portata misurata è contenuta in detto range di tolleranza, la posizione dell’otturatore non è modificata.

Vantaggiosamente, ciò consente di migliorare l’affidabilità del dispositivo valvolare, poiché variazioni troppo frequenti della posizione dell’otturatore potrebbero compromettere le tenute della valvola.

Inoltre, secondo una forma preferita di realizzazione, la centralina elettronica 6 è configurata o programmata in modo da auto-apprendere un range di tolleranza, ossia di modificare detto range di tolleranza (ad esempio, entro un limite fra il 2% ed il 5% del fondo scala), in funzione della frequenza e dell’entità delle variazioni della portata misurata.

Secondo un’applicazione dell’invenzione, un impianto di distribuzione di un fluido a ciclo chiuso, ad esempio un impianto di riscaldamento o raffrescamento, comprende:

- una pompa;

- un ramo principale di distribuzione, collegato alla mandata della pompa;

- rami secondari di distribuzione, ciascuno derivato dal ramo principale;

- una pluralità di utenze, ciascuna utenza essendo alimentata dal rispettivo ramo secondario;

- una pluralità di detti dispositivi valvolari, ciascun dispositivo valvolare essendo disposto su un rispettivo ramo secondario, a monte dell’utenza.

Innovativamente, il dispositivo valvolare secondo la presente invenzione soddisfa le esigenze del settore, in quanto consente di mantenere una portata costante verso l’utenza, pari a quella desiderata. Nel contempo, tale dispositivo supera gli inconvenienti di cui si è detto, in quanto semplifica enormemente la gestione del magazzino.

E’ chiaro che un tecnico del ramo, al fine di soddisfare esigenze contingenti, potrebbe apportare modifiche al dispositivo valvolare sopra descritto, tutte contenute nell’ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo valvolare (1) per una regolazione di portata, comprendente: - una valvola a sfera (2) comprendente un condotto di ingresso (21), un condotto di uscita (22) ed un otturatore (23) posto fra questi, in cui detto otturatore (23) è ruotabile fra una posizione limite di chiusura ed una posizione limite di massima apertura; - un attuatore (4) collegato all’otturatore (23) per comandarne il posizionamento nella posizione limite di chiusura o nella posizione limite di massima apertura o in una predefinita posizione intermedia di apertura parziale; - mezzi di misurazione della portata (8) operativi a monte dell’otturatore (23), adatti a misurare la portata di acqua entrante nella valvola (2) e a generare un corrispondente segnale di portata (Sq); - mezzi di impostazione per l’impostazione di una predefinita portata desiderata (Qd); - una centralina elettronica (6) operativamente collegata ai mezzi di misurazione della portata (8), ai mezzi di impostazione della portata desiderata e all’attuatore (4), adatta a ricevere detto segnale di portata (Sq), ad elaborarlo e a generare un segnale di posizione (Sp) in funzione della portata desiderata (Qp), trasmesso all’attuatore (4) per il posizionamento dell’otturatore (23) in modo da ottenere a monte detta portata desiderata (Qd).
2. 2. Dispositivo valvolare secondo la rivendicazione 1, configurato o programmato in modo da tollerare variazioni della portata misurata entro un predefinito range di tolleranza, senza che la posizione dell’otturatore sia modificata.
3. 3. Dispositivo valvolare secondo la rivendicazione 2, in cui la centralina elettronica (6) è configurata o programmata in modo da tollerare variazioni della portata misurata entro detto predefinito range di tolleranza.
4. 4. Dispositivo valvolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di impostazione risiedono in detta centralina elettronica (6) e comprendono almeno un potenziometro.
5. 5. Dispositivo valvolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui i mezzi di impostazione sono remoti rispetto alla centralina (6) e operativamente in comunicazione con questa tramite un protocollo di comunicazione.
6. 6. Dispositivo valvolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un condotto ausiliario (81) applicato al condotto di ingresso (21) della valvola (2), lungo il quale sono operativi detti mezzi di misurazione della portata (8).
7. 7. Dispositivo valvolare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti mezzi di misurazione (8) comprendono un misuratore Vortex.
8. 8. Impianto di distribuzione di un fluido a ciclo chiuso, comprendente: - una pompa; - un ramo principale di distribuzione, collegato alla mandata della pompa; - rami secondari di distribuzione, ciascuno derivato dal ramo principale; - una pluralità di utenze, ciascuna utenza essendo alimentata dal rispettivo ramo secondario; - una pluralità di dispositivi valvolari, ciascun dispositivo valvolare essendo realizzato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti; - in cui ciascun dispositivo valvolare è operativo lungo il rispettivo ramo secondario a monte dell’utenza.
9. 9. Impianto secondo la rivendicazione 8, in cui detto impianto è un impianto di riscaldamento o di raffrescamento.