IT201800002922A1 - "Method for controlling the solid fuel supply in a heating apparatus and related heating apparatus" - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: Attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION entitled:
“Metodo per il controllo del rifornimento di combustibile solido in un apparato di riscaldamento e relativo apparato di riscaldamento” "Method for controlling the supply of solid fuel in a heating apparatus and related heating apparatus"
CAMPO TECNICO TECHNICAL FIELD
La presente invenzione è rivolta ad un metodo per il controllo del rifornimento di combustibile solido in una camera di combustione di un apparato di riscaldamento. The present invention is directed to a method for controlling the supply of solid fuel in a combustion chamber of a heating apparatus.
Il trovato, inoltre, è rivolto ad un apparato di riscaldamento, ad esempio una stufa a pellet, in grado di controllare il rifornimento del combustibile in camera di combustione secondo il suddetto metodo. The invention also relates to a heating apparatus, for example a pellet stove, capable of controlling the supply of fuel to the combustion chamber according to the aforesaid method.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE
Attualmente, sono presenti svariati tipi di stufe per il riscaldamento degli ambienti domestici o, più in generale, dei locali chiusi. Currently, there are various types of stoves for heating domestic environments or, more generally, closed rooms.
Sostanzialmente, le stufe presenti sul mercato si differenziano tra loro in base al tipo di combustibile utilizzato per alimentare la fiamma in grado di produrre il calore necessario al riscaldamento del locale di interesse. Ad oggi, per esempio, esistono stufe a legna, a gas e a pellet. Basically, the stoves on the market differ from each other according to the type of fuel used to feed the flame capable of producing the heat necessary to heat the room of interest. To date, for example, there are wood, gas and pellet stoves.
Per ogni tipo di stufa, la regolazione del quantitativo di combustibile fornito in camera di combustione consente di controllare il calore prodotto dalla stufa stessa ed emanato nel locale di interesse. For each type of stove, adjusting the quantity of fuel supplied in the combustion chamber allows you to control the heat produced by the stove itself and emitted in the room of interest.
Nelle stufe a pellet la regolazione del combustibile non è precisa a causa della coclea motorizzata con un motore passo-passo ed utilizzata per prelevare il pellet dal serbatoio immettendolo poi in camera di combustione. Questa mancanza di precisione rende variabile l’apporto di combustibile in camera di combustione, sia per eccesso sia per difetto, rendendo di conseguenza variabile l’intensità di calore prodotto. In pellet stoves the fuel regulation is not precise due to the motorized screw with a stepping motor and used to take the pellets from the tank and then put them in the combustion chamber. This lack of precision makes the amount of fuel in the combustion chamber variable, both by excess and by defect, consequently making the intensity of heat produced variable.
Le stufe a pellet attualmente in commercio, durante un loro intero processo di utilizzo, sono progettate per attivare la coclea ad intervalli di tempo regolare, solitamente nell’ordine dei secondi e della decina di secondi, in modo da ottenere un’alimentazione costante della camera di combustione. Tali intervalli di tempo, tipicamente compresi tra 5 e 10 secondi, sono variabili in base al programma di funzionamento impostato per la stufa. Perciò, tali stufe, lavorando sostanzialmente in presenza di un eccesso di combustibile, sono in grado di sopperire alla mancanza di precisione della coclea durante la fase di rifornimento del pellet e, contemporaneamente, di accelerare il più possibile l’innalzamento del calore prodotto fino al livello necessario per il riscaldamento dell’ambiente. A questo riguardo, le stufe attualmente in commercio funzionano con diversi programmi di lavoro preimpostati, anche se sono solitamente attivate per operare con il regime di potenza massima per ovviare agli inconvenienti sopra lamentati. The pellet stoves currently on the market, during their entire process of use, are designed to activate the auger at regular intervals of time, usually in the order of seconds and tens of seconds, in order to obtain a constant supply of the chamber. combustion. These time intervals, typically between 5 and 10 seconds, vary according to the operating program set for the stove. Therefore, these stoves, working substantially in the presence of an excess of fuel, are able to compensate for the lack of precision of the auger during the pellet supply phase and, at the same time, to accelerate as much as possible the raising of the heat produced up to level required for space heating. In this regard, the stoves currently on the market operate with various preset work programs, even if they are usually activated to operate at the maximum power rate to obviate the above-mentioned drawbacks.
Tuttavia, come ricavato dalle analisi svolte dalla presente Richiedente, la camera di combustione di una stufa a pellet che opera in tali condizioni di regime di lavoro massimo è in grado di raggiungere temperature sensibilmente maggiori rispetto a quelle sufficienti al fine di emettere il calore necessario al riscaldamento dell’ambiente. Infatti, per motivi strettamente legati ai fattori costruttivi della stufa (come ad esempio la dispersione termica interna), un innalzamento di temperatura in camera di combustione non corrisponde ad un innalzamento significativo – e comunque sensibile per l’utilizzatore - di temperatura dell’aria emessa dalla stufa. However, as obtained from the analyzes carried out by the present Applicant, the combustion chamber of a pellet stove which operates in such conditions of maximum working regime is able to reach temperatures significantly higher than those sufficient in order to emit the heat necessary for space heating. In fact, for reasons strictly related to the constructive factors of the stove (such as internal heat loss), a temperature rise in the combustion chamber does not correspond to a significant - and in any case sensitive for the user - rise in the temperature of the emitted air. from the stove.
La presente Richiedente, quindi, ha concluso che le stufe a pellet presenti ad oggi sul mercato non sono ottimizzate sotto il profilo energetico e presentano una serie di inconvenienti che la presente invenzione intende risolvere. The present Applicant, therefore, has concluded that the pellet stoves present on the market today are not optimized from an energy point of view and have a series of drawbacks that the present invention intends to solve.
Innanzitutto, una stufa a pellet operante a regime di lavoro massimo subisce un deterioramento più veloce delle proprie componenti meccaniche ed elettroniche, con la conseguenza di dover ricevere un numero maggiore di interventi di manutenzione pari ad un aumento di costi per l’utilizzatore finale. First of all, a pellet stove operating at maximum working rate undergoes a faster deterioration of its mechanical and electronic components, with the consequence of having to receive a greater number of maintenance interventions equal to an increase in costs for the end user.
Un secondo inconveniente è rappresentato dall’eccessivo consumo di combustibile e dalla conseguente produzione eccessiva di calore in camera di combustione, il quale viene poi disperso nei fumi di scarico, risultando inutile al fine di riscaldare l’ambiente in cui è posizionata la stufa. A second drawback is the excessive consumption of fuel and the consequent excessive production of heat in the combustion chamber, which is then dispersed in the exhaust fumes, making it useless in order to heat the environment in which the stove is located.
Infine, il consumo eccessivo di pellet comporta un aumento delle spese per l’acquisto dello stesso combustibile. Finally, the excessive consumption of pellets leads to an increase in costs for the purchase of the same fuel.
SOMMARIO SUMMARY
In questo contesto, il compito tecnico alla base del presente trovato è quello di proporre un metodo per il controllo del rifornimento di combustibile in un apparato di riscaldamento in grado di ridurre la quantità di combustibile bruciato a parità di riscaldamento operato nell’ambiente e dunque in grado di migliorare il rendimento dell’apparato di riscaldamento. Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di fornire un apparato di riscaldamento che preservi le proprie componenti meccaniche ed elettroniche da un veloce deterioramento, riducendo quindi gli interventi di manutenzione. In this context, the technical task underlying the present invention is to propose a method for controlling the supply of fuel in a heating apparatus capable of reducing the quantity of fuel burned for the same heating performed in the environment and therefore in able to improve the efficiency of the heating apparatus. A further object of the present invention is to provide a heating apparatus which preserves its own mechanical and electronic components from rapid deterioration, thus reducing maintenance interventions.
Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un metodo per il controllo del rifornimento di combustibile solido e da un apparato di riscaldamento, i quali comprendono le caratteristiche tecniche esposte nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti corrispondono a ulteriori aspetti vantaggiosi dell’invenzione. The specified technical task and the specified purposes are substantially achieved by a method for controlling the supply of solid fuel and by a heating apparatus, which comprise the technical characteristics set out in the independent claims. The dependent claims correspond to further advantageous aspects of the invention.
Occorre apprezzare che questo sommario introduce una selezione di concetti in forma semplificata, i quali saranno ulteriormente sviluppati nella descrizione dettagliata di seguito riportata. It should be appreciated that this summary introduces a selection of concepts in simplified form, which will be further developed in the detailed description below.
L’invenzione è rivolta a un metodo per il controllo del rifornimento di combustibile solido in una camera di combustione di un apparato di riscaldamento, comprendente le seguenti fasi: The invention is aimed at a method for controlling the supply of solid fuel in a combustion chamber of a heating apparatus, comprising the following steps:
- introduzione di un combustibile solido all’interno della camera di combustione; - introduction of a solid fuel inside the combustion chamber;
- avviamento della combustione del combustibile solido; - starting the combustion of solid fuel;
- attivazione del rifornimento di combustibile solido in camera di combustione ad intervalli temporali di rifornimento predefiniti; - activation of solid fuel refueling in the combustion chamber at predefined refueling time intervals;
- rilevamento discreto o in continuo nel tempo di una temperatura operativa all’interno della camera di combustione; - discrete or continuous detection over time of an operating temperature inside the combustion chamber;
- confronto della temperatura operativa rilevata in camera di combustione con una temperatura di riferimento preimpostata; - comparison of the operating temperature detected in the combustion chamber with a pre-set reference temperature;
- variazione degli intervalli temporali di rifornimento del combustibile in camera di combustione in funzione del confronto tra la temperatura operativa rilevata e la temperatura di riferimento. - variation of the time intervals for refueling the fuel in the combustion chamber as a function of the comparison between the detected operating temperature and the reference temperature.
Preferibilmente, la temperatura operativa è rilevata a contatto con la fiamma prodotta dalla combustione del combustibile solido. Preferably, the operating temperature is detected in contact with the flame produced by the combustion of the solid fuel.
Il rilevamento della temperatura operativa direttamente a contatto della fiamma prodotta dalla combustione del combustibile solido, vantaggiosamente, consente di registrare valori più accurati di temperatura operativa interna alla camera di combustione. The detection of the operating temperature directly in contact with the flame produced by the combustion of the solid fuel advantageously allows to record more accurate values of the operating temperature inside the combustion chamber.
Secondo un aspetto del trovato, la fase di variazione degli intervalli temporali comprende le seguenti sottofasi: According to one aspect of the invention, the phase of variation of the time intervals comprises the following sub-phases:
- ridurre la durata degli intervalli temporali di rifornimento, se la temperatura operativa risulta minore o uguale alla temperatura di riferimento; - reduce the duration of the refueling time intervals, if the operating temperature is less than or equal to the reference temperature;
- aumentare la durata degli intervalli temporali di rifornimento, se la temperatura operativa risulta maggiore della temperatura di riferimento. Vantaggiosamente, modulare la durata degli intervalli temporali di rifornimento consente di regolare l’apporto di combustibile solido in camera di combustione e conseguentemente controllare il calore prodotto dall’apparato di riscaldamento in funzione delle prestazioni operative dello stesso apparato di riscaldamento, le quali sono state preventivamente impostate dall’utilizzatore. - increase the duration of the refueling time intervals, if the operating temperature is higher than the reference temperature. Advantageously, modulating the duration of the refueling time intervals allows to regulate the supply of solid fuel into the combustion chamber and consequently to control the heat produced by the heating apparatus according to the operating performance of the same heating apparatus, which have been previously set by the user.
Secondo un ulteriore aspetto del trovato, la fase di attivazione del rifornimento di combustibile solido in camera di combustione avviene in un momento successivo alla fase di avviamento della combustione. According to a further aspect of the invention, the step of activating the supply of solid fuel in the combustion chamber occurs at a time subsequent to the combustion start-up step.
Preferibilmente, il metodo comprende le ulteriori fasi di: Preferably, the method comprises the further steps of:
- ricezione di un segnale di comando; - receiving a command signal;
- impostazione di un’accensione e/o di uno specifico programma di funzionamento e/o di uno spegnimento dell’apparato di riscaldamento in funzione del segnale di comando ricevuto; - setting an ignition and / or a specific operating program and / or a shutdown of the heating apparatus according to the command signal received;
- attuazione del comando ricevuto; - implementation of the command received;
- rilevamento della temperatura operativa in camera di combustione dopo l’attuazione del segnale di comando ricevuto; - detection of the operating temperature in the combustion chamber after the activation of the command signal received;
- invio di un segnale di controllo rappresentativo della temperatura operativa rilevata in seguito alla ricezione del segnale di comando. - sending a control signal representative of the operating temperature detected following the reception of the command signal.
Secondo un aspetto del trovato, l’apparato di riscaldamento è una stufa e il combustibile solido comprende pellet. According to one aspect of the invention, the heating apparatus is a stove and the solid fuel comprises pellets.
Preferibilmente, l’attivazione del rifornimento di combustibile in camera di combustione avviene ad intervalli temporali aventi durata uguale tra loro. L’invenzione si riferisce, inoltre, ad un programma per elaboratore comprendente istruzioni eseguibili da un processore per implementare il metodo precedentemente descritto. Preferably, the activation of the fuel supply in the combustion chamber occurs at time intervals having the same duration between them. The invention also refers to a computer program comprising instructions executable by a processor to implement the method previously described.
In aggiunta, l’invenzione è rivolta ad un apparato di riscaldamento comprendente una camera di combustione, un serbatoio per il contenimento di un combustibile solido disposto in comunicazione con la camera di combustione, mezzi di alimentazione interposti tra il serbatoio e la camera di combustione per rifornire il combustibile solido nella camera di combustione a intervalli temporali di rifornimento predefiniti. In addition, the invention is directed to a heating apparatus comprising a combustion chamber, a tank for containing a solid fuel arranged in communication with the combustion chamber, supply means interposed between the tank and the combustion chamber for refuel solid fuel in the combustion chamber at predefined refueling time intervals.
L’apparato di riscaldamento, inoltre, comprende un sensore di temperatura attivo nella camera di combustione e configurato per rilevare in continuo o ad intervalli temporali un valore di temperatura operativa internamente alla camera di combustione in grado di generare un segnale rappresentativo della temperatura operativa rilevata e un’unità di controllo collegata ai mezzi di alimentazione e al sensore di temperatura per ricevere il segnale rappresentativo della temperatura operativa rilevata. L’unità di controllo è anche configurata per eseguire un confronto tra la temperatura operativa rilevata e una temperatura di riferimento preimpostata e comandare i mezzi di alimentazione in modo da aumentare o ridurre la durata degli intervalli temporali di rifornimento in funzione del confronto eseguito. The heating apparatus also comprises a temperature sensor active in the combustion chamber and configured to detect continuously or at time intervals an operating temperature value inside the combustion chamber capable of generating a signal representative of the detected operating temperature and a control unit connected to the power supply means and to the temperature sensor to receive the signal representative of the detected operating temperature. The control unit is also configured to perform a comparison between the detected operating temperature and a pre-set reference temperature and to control the supply means in order to increase or reduce the duration of the supply time intervals according to the comparison performed.
Preferibilmente, il sensore di temperatura rileva un valore di temperatura operativa a contatto con una fiamma presente nella camera di combustione. Preferably, the temperature sensor detects an operating temperature value in contact with a flame present in the combustion chamber.
Vantaggiosamente, il rilevamento della temperatura operativa in camera di combustione e direttamente a contatto con la fiamma in essa presente, consente un controllo più preciso dello stato di funzionamento dell’apparato di riscaldamento e quindi una gestione più efficiente dell’apparato stesso e/o un intervento più tempestivo in caso di malfunzionamento. Advantageously, the detection of the operating temperature in the combustion chamber and directly in contact with the flame present in it, allows a more precise control of the operating status of the heating apparatus and therefore a more efficient management of the apparatus itself and / or a more timely intervention in case of malfunction.
Secondo un aspetto del trovato, l’apparato di riscaldamento comprende un modulo di ricezione di segnale configurato per ricevere un segnale di comando da un dispositivo di controllo da remoto per impostare un’accensione e/o uno specifico programma di funzionamento e/o uno spegnimento dell’apparato di riscaldamento. According to an aspect of the invention, the heating apparatus comprises a signal receiving module configured to receive a command signal from a remote control device to set an ignition and / or a specific operating program and / or a shutdown. of the heating apparatus.
Secondo un ulteriore aspetto del trovato, l’apparato di riscaldamento comprende un modulo di trasmissione di segnale configurato per inviare un segnale di avviso al dispositivo di controllo da remoto in funzione della temperatura operativa rilevata dal sensore. According to a further aspect of the invention, the heating apparatus comprises a signal transmission module configured to send a warning signal to the remote control device as a function of the operating temperature detected by the sensor.
Vantaggiosamente, in questo modo l’apparato di riscaldamento garantisce un elevato grado di sicurezza in quanto un utilizzatore, anche da remoto, è in grado di controllare il reale stato di funzionamento dell’apparato di riscaldamento stesso. Advantageously, in this way the heating apparatus guarantees a high degree of safety as a user, even remotely, is able to check the actual operating status of the heating apparatus itself.
Preferibilmente, il combustibile solido comprende pellet. Preferably, the solid fuel comprises pellets.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un apparato di riscaldamento, come illustrato negli uniti disegni, in cui: Further characteristics and advantages of the present invention will become clearer from the indicative, and therefore non-limiting, description of a preferred, but not exclusive, embodiment of a heating apparatus, as illustrated in the accompanying drawings, in which:
- la figura 1 illustra un diagramma di flusso rappresentativo delle fasi operative di un metodo per il controllo del rifornimento di combustibile solido in una camera di combustione di un apparato di riscaldamento; Figure 1 illustrates a flow chart representative of the operating steps of a method for controlling the supply of solid fuel in a combustion chamber of a heating apparatus;
- la figura 2 illustra un diagramma di flusso in cui sono presenti fasi operative aggiuntive rispetto al metodo illustrato in figura 1; Figure 2 illustrates a flow chart in which there are additional operating steps with respect to the method illustrated in Figure 1;
- la figura 3, in vista laterale, una sezione di un apparato di riscaldamento in grado di applicare il suddetto metodo per il controllo del rifornimento di combustibile nella propria camera di combustione. Figure 3, side view, is a section of a heating apparatus capable of applying the above method for controlling the supply of fuel in its own combustion chamber.
Con riferimento ai disegni, essi servono unicamente per illustrare modi di realizzazione dell’invenzione al fine di meglio chiarire, in combinazione con la descrizione, i principi inventivi alla base del trovato. With reference to the drawings, they serve only to illustrate ways of implementing the invention in order to better clarify, in combination with the description, the inventive principles underlying the invention.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION
La presente invenzione è diretta ad un apparato di riscaldamento. The present invention is directed to a heating apparatus.
Con riferimento alle figure, un apparato di riscaldamento è stato genericamente indicato con il numero 100. With reference to the figures, a heating apparatus has been generically indicated with the number 100.
Gli altri riferimenti numerici si riferiscono a caratteristiche tecniche dell’invenzione che, fatte salve diverse indicazioni o palesi incompatibilità strutturali, il tecnico esperto del ramo saprà applicare a tutte le varianti realizzative descritte. The other numerical references refer to technical characteristics of the invention which, subject to different indications or obvious structural incompatibilities, the technician skilled in the art will be able to apply to all the construction variants described.
La figura 3 mostra un apparato di riscaldamento 100 comprendente una camera di combustione 1, un serbatoio 2 per il contenimento di un combustibile solido, mezzi di alimentazione 3 del combustibile solido in camera di combustione 1, un sensore 4 per il rilevamento della temperatura in camera di combustione 1 e un’unità di controllo 5 elettricamente collegata al sensore 4 di temperatura ed ai mezzi di alimentazione 3. Figure 3 shows a heating apparatus 100 comprising a combustion chamber 1, a tank 2 for containing a solid fuel, means 3 for feeding solid fuel into the combustion chamber 1, a sensor 4 for detecting the temperature in the chamber combustion unit 1 and a control unit 5 electrically connected to the temperature sensor 4 and to the supply means 3.
La camera di combustione 1 è disposta in comunicazione con il serbatoio 2 contenente il combustibile solido, preferibilmente pellet, il quale è prelevabile dai mezzi di alimentazione 3 per alimentare la combustione in camera di combustione 1 ad intervalli temporali aventi una durata predefinita. The combustion chamber 1 is arranged in communication with the tank 2 containing the solid fuel, preferably pellets, which can be taken from the feeding means 3 to feed the combustion in the combustion chamber 1 at time intervals having a predefined duration.
Preferibilmente, all’avvio dell’apparato di riscaldamento 100, gli intervalli temporali compresi tra un rifornimento della camera di combustione 1 ed il successivo hanno la medesima durata tra loro. Preferably, when starting the heating apparatus 100, the time intervals between one refueling of the combustion chamber 1 and the next have the same duration between them.
Come spiegato nel seguito della descrizione, la presente invenzione fornisce un controllo in retroazione tale per cui, al raggiungimento di una temperatura di riferimento in camera di combustione 1, la durata degli intervalli temporali di rifornimento viene variata in modo da ridurre il consumo di combustibile, senza penalizzare in modo sostanziale le prestazioni dell’apparato in termini di riscaldamento prodotto. As explained below in the description, the present invention provides a feedback control such that, upon reaching a reference temperature in the combustion chamber 1, the duration of the refueling time intervals is varied so as to reduce fuel consumption, without substantially penalizing the performance of the apparatus in terms of product heating.
Il controllo della durata degli intervalli temporali di rifornimento risulta particolarmente vantaggioso nel caso in cui, all’avvio dell’apparato di riscaldamento 100, la camera di combustione presenti già una temperatura elevata ma inferiore alla temperatura di riferimento, ad esempio a causa di un precedente utilizzo dell’apparato di riscaldamento 100 stesso. The control of the duration of the refueling time intervals is particularly advantageous in the case in which, at the start of the heating apparatus 100, the combustion chamber already has a high temperature but lower than the reference temperature, for example due to a previous use of the heating apparatus 100 itself.
Il controllo della durata degli intervalli temporali di rifornimento è altresì vantaggiosa per ovviare a imprecisioni di funzionamento della coclea di alimentazione, qualora essa sia utilizzata come mezzi di alimentazione 3; può accadere, infatti, che la coclea alimenti un eccesso di combustibile che porterebbe la temperatura operativa ad un valore elevato. The control of the duration of the time intervals of refueling is also advantageous for obviating inaccuracies in the operation of the feeding screw, if it is used as feeding means 3; it may happen, in fact, that the screw feeds an excess of fuel which would bring the operating temperature to a high value.
In entrambi i casi, quindi, la modulazione della durata degli intervalli temporali di rifornimento consente di mantenere la temperatura operativa della camera di combustione 1 pari ad una temperatura di riferimento preimpostata, mantenendo sostanzialmente inalterate le prestazioni dell’apparato 100 in termini di riscaldamento prodotto, ma migliorando il rendimento. In both cases, therefore, the modulation of the duration of the refueling time intervals makes it possible to maintain the operating temperature of the combustion chamber 1 equal to a pre-set reference temperature, while maintaining the performance of the apparatus 100 substantially unchanged in terms of product heating, but improving the performance.
A questo riguardo, ad esempio, la Richiedente ha constatato che una stufa a pellet secondo l’invenzione è in grado di funzionare ininterrottamente per un tempo maggiore di circa il 30% rispetto alla medesima stufa dotata dello stesso quantitativo di combustibile e impostata allo stesso programma di funzionamento della prima, ma senza un controllo degli intervalli temporali di rifornimento secondo l’invenzione. Nello specifico, il sensore 4 di temperatura, generalmente una sonda termica, è attivo in camera di combustione 1 per rilevare, in modo continuo o discreto nel tempo, il valore di temperatura operativa dell’ambiente interno alla camera di combustione 1. In this regard, for example, the Applicant has found that a pellet stove according to the invention is capable of operating continuously for a time greater than about 30% compared to the same stove equipped with the same quantity of fuel and set to the same program. of operation of the first, but without a control of the time intervals of refueling according to the invention. Specifically, the temperature sensor 4, generally a thermal probe, is active in the combustion chamber 1 to detect, continuously or discreetly over time, the operating temperature value of the environment inside the combustion chamber 1.
Il sensore 4, inoltre, è configurato per generare un segnale di temperatura interna rappresentativo del valore di temperatura operativa interna alla camera di combustione 1 che invierà all’unità di controllo 5. The sensor 4 is also configured to generate an internal temperature signal representative of the operating temperature value inside the combustion chamber 1 that it will send to the control unit 5.
Preferibilmente, secondo un aspetto del trovato, il sensore 4 di temperatura è configurato per rilevare tale temperatura operativa direttamente a contatto con la fiamma prodotta durante la combustione del combustibile solido. Preferably, according to an aspect of the invention, the temperature sensor 4 is configured to detect this operating temperature directly in contact with the flame produced during the combustion of the solid fuel.
Vantaggiosamente, tale disposizione del sensore 4 di temperatura consente di avere un maggiore controllo sull’effettivo stato di accensione, di spegnimento o di funzionamento dell’apparato di riscaldamento 100 e, conseguentemente, garantisce un elevato grado di sicurezza durante l’utilizzo dell’apparato di riscaldamento 100. Advantageously, this arrangement of the temperature sensor 4 allows greater control over the actual switching on, switching off or operating state of the heating apparatus 100 and, consequently, guarantees a high degree of safety during use of the apparatus. heating 100.
Secondo un aspetto del trovato, l’unità di controllo 5 è configurata per confrontare il segnale di temperatura interna ricevuto dal sensore 4 con il segnale di temperatura di riferimento preimpostata. According to one aspect of the invention, the control unit 5 is configured to compare the internal temperature signal received by the sensor 4 with the preset reference temperature signal.
In funzione del confronto operato tra il segnale di temperatura interna e il segnale di temperatura di riferimento, l’unità di controllo 5 è configurata per calcolare una nuova durata dell’intervallo temporale che deve intercorrere tra due successivi rifornimenti di combustibile in camera di combustione 1. According to the comparison made between the internal temperature signal and the reference temperature signal, the control unit 5 is configured to calculate a new duration of the time interval that must elapse between two successive refueling of fuel in the combustion chamber 1 .
Nello specifico, l’unità di controllo 5 è programmata per abilitare il rifornimento del combustibile solido in camera di combustione 1 tramite l’azionamento dei mezzi di alimentazione 3 ad intervalli temporali dipendenti dal confronto tra la temperatura operativa rilevata e la temperatura di riferimento preimpostata. Specifically, the control unit 5 is programmed to enable the supply of solid fuel in the combustion chamber 1 by activating the supply means 3 at time intervals dependent on the comparison between the detected operating temperature and the preset reference temperature.
Generalmente, i mezzi di alimentazione 3, comprendenti una coclea motorizzata da un motore passo-passo, non prelevano il medesimo quantitativo di combustibile solido per rifornire la camera di combustione 1 rendendo variabile la produzione di calore dell’apparato di riscaldamento 100. Generally, the feeding means 3, comprising an auger powered by a stepping motor, do not take the same amount of solid fuel to supply the combustion chamber 1, making the heat production of the heating apparatus 100 variable.
Nel caso in cui il valore della temperatura operativa interna risulti maggiore del valore della temperatura di riferimento, l’unità di controllo 5 aumenterà l’intervallo temporale che intercorre tra un rifornimento ed il successivo per ridurre il consumo di combustibile solido e, di conseguenza, abbassare il calore prodotto dall’apparato di riscaldamento 100 non richiesto da parte dell’utilizzatore. In the event that the value of the internal operating temperature is greater than the value of the reference temperature, the control unit 5 will increase the time interval between one refueling and the next to reduce the consumption of solid fuel and, consequently, lower the heat produced by the heating apparatus 100 not required by the user.
Alternativamente, nel caso in cui il valore della temperatura operativa risulti minore del valore della temperatura di riferimento, l’unità di controllo 5 diminuirà l’intervallo temporale che intercorre tra un rifornimento ed il successivo per aumentare il calore prodotto dall’apparato di riscaldamento 100 e alzare la temperatura dell’ambiente fino ad una temperatura di soglia decisa dall’utilizzatore. Tale temperatura di soglia è rilevata da un termostato elettricamente collegato con l’unità di controllo 5 e posto esternamente all’apparato di riscaldamento 110. Alternatively, if the operating temperature value is lower than the reference temperature value, the control unit 5 will decrease the time interval between one refueling and the next to increase the heat produced by the heating apparatus 100 and raise the room temperature up to a threshold temperature decided by the user. This threshold temperature is detected by a thermostat electrically connected to the control unit 5 and placed outside the heating apparatus 110.
Nello specifico, la temperatura di riferimento coincide con la temperatura massima che deve essere presente in camera di combustione 1 per garantire il miglior rendimento dell’apparato di riscaldamento 100 e, contemporaneamente, il minor spreco di calore prodotto e disperso tramite i fumi di scarico dell’apparato di riscaldamento 100 stesso. Specifically, the reference temperature coincides with the maximum temperature that must be present in the combustion chamber 1 to ensure the best efficiency of the heating apparatus 100 and, at the same time, the least waste of heat produced and dispersed through the exhaust fumes of the heating apparatus 100 itself.
La temperatura di riferimento varia al variare della modalità di lavoro dell’apparato di riscaldamento 100, la quale viene impostata dall’utilizzatore tramite un pannello di controllo. The reference temperature varies as the working mode of the heating apparatus 100 varies, which is set by the user via a control panel.
Il pannello di controllo funge da interfaccia grafica di comunicazione tra l’utilizzatore e l’unità di controllo 5, in modo che il primo sia in grado di impostare il programma di funzionamento desiderato compreso tra un programma di funzionamento a potenza minima, in cui il consumo di combustibile solido risulta contenuto e conseguentemente il calore prodotto è relativamente basso, ed un programma di funzionamento a potenza massima, in cui il rifornimento di combustibile in camera di combustione 1 è costante e il calore prodotto dell’apparato di riscaldamento 100 è massimo. The control panel acts as a graphic interface for communication between the user and the control unit 5, so that the former is able to set the desired operating program between an operating program at minimum power, in which the solid fuel consumption is limited and consequently the heat produced is relatively low, and an operating program at maximum power, in which the supply of fuel in the combustion chamber 1 is constant and the heat produced by the heating apparatus 100 is maximum.
Con riferimento alla tecnica nota per il programma di funzionamento a potenza massima si stima generalmente una temperatura di funzionamento pari a circa 600°C.Tuttavia, come precedentemente accennato, sia a causa dell’introduzione di combustibile ad intervalli di tempo preimpostati e molto ravvicinati l’uno all’altro per minimizzare il transitorio di riscaldamento, sia a causa della scarsa precisione durante il rifornimento da parte della coclea, la temperatura in camera di combustione 1 può raggiungere valori reali anche compresi tra 700°C e 750°C. Svantaggiosamente, come già spiegato, un tale innalzamento di temperatura in camera di combustione 1 non corrisponde ad un proporzionale innalzamento di temperatura dell’aria immessa in ambiente, sia per perdite intrinseche all’apparato di riscaldamento 100, , sia per scelte progettuali dettate da motivi di sicurezza, in quanto l’aria immessa a temperature elevate può danneggiare l’utilizzatore e/o il mobilio presente in prossimità dell’apparato di riscaldamento 100. With reference to the known technique for the program of operation at maximum power, an operating temperature of about 600 ° C is generally estimated. However, as previously mentioned, both due to the introduction of fuel at pre-set and very close intervals of time. 'one to the other to minimize the heating transient, and due to the poor precision during refueling by the auger, the temperature in the combustion chamber 1 can reach real values even between 700 ° C and 750 ° C. Disadvantageously, as already explained, such an increase in temperature in the combustion chamber 1 does not correspond to a proportional increase in the temperature of the air introduced into the environment, both due to intrinsic losses in the heating apparatus 100, and to design choices dictated by reasons safety, as the air introduced at high temperatures can damage the user and / or the furniture in the vicinity of the heating apparatus 100.
Vantaggiosamente, la presente invenzione, grazie ad un controllo retroattivo della temperatura operativa in camera di combustione 1, consente di modulare la durata degli intervalli temporali di rifornimento e quindi permette di mantenere la temperatura operativa della camera di combustione ad un valore sostanzialmente costante e preimpostato per ciascun programma di funzionamento eventualmente previsto per l’apparato di riscaldamento. Conseguentemente, quando la temperatura operativa risulta notevolmente minore della temperatura di riferimento, l’apparato di riscaldamento 100 abilita l’introduzione di combustibile, preferibilmente ad intervalli di tempo regolari, mentre quando la temperatura operativa raggiunge un valore sostanzialmente corrispondente alla temperatura di riferimento, l’unità di controllo 5 è programmata per aumentare la durata degli intervalli temporali ed evitare il superamento di tale temperatura di riferimento in camera di combustione 1.Nel caso in cui la temperatura operativa dovesse risultare sensibilmente maggiore della temperatura di riferimento, ad esempio per un’imprecisione di funzionamento dei mezzi di alimentazione, l’unità di controllo 5 è programmata per aumentare ulteriormente la durata degli intervalli temporali di rifornimento, riducendo così l’apporto di combustibile in camera di combustione 1 e riportando quindi la camera di combustione operare con una temperatura che garantisce un maggiore rendimento. Secondo un aspetto del trovato, l’apparato di riscaldamento 100 comprende un modulo di ricezione 6 di segnale configurato per ricevere un segnale di comando da un dispositivo di controllo da remoto, ad esempio uno smartphone o un generico dispositivo elettronico, per impostare un’accensione e/o uno specifico programma di funzionamento e/o uno spegnimento dell’apparato di riscaldamento 100. Advantageously, the present invention, thanks to a retroactive control of the operating temperature in the combustion chamber 1, allows to modulate the duration of the refueling time intervals and therefore allows to maintain the operating temperature of the combustion chamber at a substantially constant and preset value for each operating program possibly envisaged for the heating apparatus. Consequently, when the operating temperature is considerably lower than the reference temperature, the heating apparatus 100 enables the introduction of fuel, preferably at regular time intervals, while when the operating temperature reaches a value substantially corresponding to the reference temperature, the The control unit 5 is programmed to increase the duration of the time intervals and avoid exceeding this reference temperature in the combustion chamber 1 in the event that the operating temperature should be significantly higher than the reference temperature, for example for a inaccuracy of operation of the feeding means, the control unit 5 is programmed to further increase the duration of the time intervals of refueling, thus reducing the supply of fuel to the combustion chamber 1 and thus bringing the combustion chamber back to operate at a temperature which guarantees u n higher yield. According to one aspect of the invention, the heating apparatus 100 comprises a signal receiving module 6 configured to receive a command signal from a remote control device, for example a smartphone or a generic electronic device, to set an ignition and / or a specific operating program and / or a shutdown of the heating apparatus 100.
Inoltre, l’apparato di riscaldamento 100 comprende un modulo di trasmissione 7 di segnale configurato per inviare un segnale di avviso al dispositivo di controllo da remoto in funzione della temperatura operativa rilevata dal sensore 4. Furthermore, the heating apparatus 100 comprises a signal transmission module 7 configured to send a warning signal to the remote control device as a function of the operating temperature detected by the sensor 4.
Vantaggiosamente, in questo modo per l’utilizzatore è possibile controllare da remoto con un alto grado di precisione lo stato di funzionamento dell’apparato di riscaldamento 100. Advantageously, in this way it is possible for the user to remotely control the operating status of the heating apparatus 100 with a high degree of accuracy.
Forma, altresì, oggetto della presente domanda di brevetto un metodo per il controllo del rifornimento di combustibile solido nella camera di combustione 1 dell’apparato di riscaldamento 100 sopra descritto, preferibilmente una stufa a pellet. The subject of this patent application also forms a method for controlling the supply of solid fuel in the combustion chamber 1 of the heating apparatus 100 described above, preferably a pellet stove.
Tale metodo, illustrato tramite un diagramma di flusso in figura 1, comprende le seguenti fasi operative: This method, illustrated through a flow chart in Figure 1, includes the following operational steps:
- introduzione del combustibile solido all’interno della camera di combustione 1; - introduction of solid fuel inside the combustion chamber 1;
- avviamento della combustione del combustibile solido; - starting the combustion of solid fuel;
- attivazione del rifornimento di combustibile solido in camera di combustione 1 ad intervalli temporali di rifornimento predefiniti; - activation of solid fuel refueling in combustion chamber 1 at predefined refueling time intervals;
- rilevamento discreto o in continuo nel tempo della temperatura operativa all’interno della camera di combustione 1; - discrete or continuous detection over time of the operating temperature inside the combustion chamber 1;
- confronto della temperatura operativa rilevata in camera di combustione 1 con una temperatura di riferimento preimpostata; - comparison of the operating temperature detected in the combustion chamber 1 with a pre-set reference temperature;
- variazione degli intervalli temporali di rifornimento del combustibile in camera di combustione 1 in funzione del confronto eseguito tra la temperatura operativa rilevata e la temperatura di riferimento. - variation of the time intervals for refueling the fuel in the combustion chamber 1 as a function of the comparison made between the detected operating temperature and the reference temperature.
Preferibilmente, la fase di rilevamento della temperatura operativa prevede che la temperatura operativa sia rilevata a contatto con la fiamma prodotta dalla combustione del combustibile solido. Preferably, the step of detecting the operating temperature provides that the operating temperature is detected in contact with the flame produced by the combustion of the solid fuel.
Nello specifico, la fase di variazione della durata degli intervalli temporali di rifornimento comprende le seguenti sottofasi: Specifically, the phase of changing the duration of the refueling time intervals includes the following sub-phases:
- ridurre la durata degli intervalli temporali di rifornimento, se la temperatura operativa risulta minore o uguale alla temperatura di riferimento; - reduce the duration of the refueling time intervals, if the operating temperature is less than or equal to the reference temperature;
- aumentare la durata degli intervalli temporali di rifornimento, se la temperatura operativa risulta maggiore della temperatura di riferimento. Secondo un aspetto del trovato, la fase di attivazione del rifornimento di combustibile solido in camera di combustione 1 può avvenire in un momento successivo alla fase di avviamento della combustione, ad esempio in seguito alla fase di rilevamento della temperatura in camera di combustione 1 ed alla fase di confronto tra la temperatura operativa rilevata e la temperatura di riferimento predeterminata. - increase the duration of the refueling time intervals, if the operating temperature is higher than the reference temperature. According to an aspect of the invention, the step of activating the supply of solid fuel in the combustion chamber 1 can take place at a time subsequent to the combustion start-up step, for example following the step of detecting the temperature in the combustion chamber 1 and the comparison step between the detected operating temperature and the predetermined reference temperature.
Conseguentemente, nel caso in cui la fase di attivazione del rifornimento avvenga prima della fase di confronto delle temperature, la durata degli intervalli temporali di riferimento risulta costante. Tuttavia, in seguito all’applicazione della fase di rilevamento della temperatura operativa, gli intervalli temporali possono essere modificati in funzione della fase di confronto, in cui l’unità di controllo 5 verifica se la temperatura operativa interna alla camera di combustione 1 è superiore o inferiore rispetto alla temperatura di riferimento preimpostata. Consequently, if the refueling activation step occurs before the temperature comparison step, the duration of the reference time intervals is constant. However, following the application of the operating temperature detection phase, the time intervals can be modified according to the comparison phase, in which the control unit 5 checks whether the operating temperature inside the combustion chamber 1 is higher or lower than the preset reference temperature.
La fase di confronto prevede che la durata degli intervalli temporali venga ridotta se la temperatura operativa risulta maggiore della temperatura di riferimento oppure che la durata degli intervalli temporali venga aumentata se la temperatura operativa risulta minore della temperatura di riferimento. In aggiunta, secondo un ulteriore aspetto del trovato illustrato in figura 2, il metodo comprende le ulteriori fasi di: The comparison phase foresees that the duration of the time intervals is reduced if the operating temperature is higher than the reference temperature or that the duration of the time intervals is increased if the operating temperature is lower than the reference temperature. In addition, according to a further aspect of the invention illustrated in Figure 2, the method comprises the further steps of:
- ricezione di un segnale di comando; - receiving a command signal;
- impostazione di un’accensione e/o uno specifico programma di funzionamento e/o uno spegnimento dell’apparato di riscaldamento 100 in funzione del segnale di comando ricevuto; - setting of an ignition and / or a specific operating program and / or a shutdown of the heating apparatus 100 according to the command signal received;
- attuazione del segnale di comando ricevuto; - implementation of the command signal received;
- rilevamento della temperatura operativa in camera di combustione 1 in seguito all’attuazione del segnale di comando ricevuto; - detection of the operating temperature in combustion chamber 1 following the implementation of the command signal received;
- invio di un segnale di controllo rappresentativo della temperatura operativa rilevata in seguito alla ricezione del segnale di comando. - sending a control signal representative of the operating temperature detected following the reception of the command signal.
In tal modo, un utilizzatore è in grado di controllare lo stato di funzionamento dell’apparato di riscaldamento 100 anche da remoto tramite un apposito dispositivo. Il rilevamento della temperatura operativa direttamente in camera di combustione 1, preferibilmente direttamente a contatto con la fiamma, consente all’utilizzatore di sapere con maggiore precisione lo stato di funzionamento dell’apparato di riscaldamento 100 impostato. In this way, a user is able to control the operating status of the heating apparatus 100 even remotely using a special device. The detection of the operating temperature directly in the combustion chamber 1, preferably directly in contact with the flame, allows the user to know more precisely the operating status of the heating apparatus 100 set.
Per quanto concerne un esempio di funzionamento dell’apparato di riscaldamento 100, preferibilmente una stufa a pellet, in grado di applicare tale metodo per il controllo del rifornimento di combustibile solido in camera di combustione 1, esso deriva direttamente da quanto sopra descritto e viene qui di seguito richiamato. As regards an example of operation of the heating apparatus 100, preferably a pellet stove, capable of applying this method for controlling the supply of solid fuel in the combustion chamber 1, it derives directly from what has been described above and is here referred to below.
L’avvio di un apparato di riscaldamento 100 comporta il rifornimento di combustibile solido nel braciere della camera di combustione 1 e l’avviamento della combustione dello stesso. The start-up of a heating apparatus 100 involves the supply of solid fuel in the brazier of the combustion chamber 1 and the start of the combustion of the same.
In automatico o per scelta dell’utilizzatore, viene impostato un programma di funzionamento dell’apparato di riscaldamento 100, il quale è variabile tra un programma a potenza minima ed uno a potenza massima. Tale programma di funzionamento impostato definirà la durata degli intervalli temporali che devono intercorrere tra un rifornimento di combustibile solido ed il successivo da parte dei mezzi di alimentazione 3. Automatically or by choice of the user, an operating program of the heating apparatus 100 is set, which is variable between a program at minimum power and one at maximum power. This set operating program will define the duration of the time intervals that must elapse between one refueling of solid fuel and the next by the feeding means 3.
Contemporaneamente, un sensore 4 di temperatura attivo in camera di combustione 1 è in grado di monitorare, in modo continuo o discreto nel tempo, la variazione di temperatura operativa interna ed inviare un corrispettivo segnale di temperatura interna all’unità di controllo 5. At the same time, an active temperature sensor 4 in the combustion chamber 1 is able to monitor, continuously or discreetly over time, the internal operating temperature variation and send a corresponding internal temperature signal to the control unit 5.
L’unità di controllo 5 confronta tale segnale di temperatura interna con un segnale di temperatura di riferimento dipendente dal programma di funzionamento a cui è stato impostato l’apparato di riscaldamento 100. The control unit 5 compares this internal temperature signal with a reference temperature signal dependent on the operating program to which the heating apparatus 100 has been set.
In funzione di tale confronto, ovvero in funzione di quanto il valore di temperatura operativa dell’apparato di riscaldamento 100 è minore o maggiore del valore di temperatura di riferimento, l’unità di controllo 5 è configurata per calcolare una nuova durata degli intervalli temporali che devono intercorrere tra un rifornimento di combustibile solido ed il successivo. As a function of this comparison, i.e. as a function of how much the operating temperature value of the heating apparatus 100 is lower or higher than the reference temperature value, the control unit 5 is configured to calculate a new duration of the time intervals that must elapse between one solid fuel refueling and the next.
Forma, altresì, oggetto della presente domanda di brevetto un programma per elaboratore comprendente istruzioni eseguibili da un processore per implementare un metodo comprendente le fasi di: The subject of the present patent application also forms a computer program comprising instructions executable by a processor to implement a method comprising the steps of:
- introduzione del combustibile solido all’interno della camera di combustione 1; - introduction of solid fuel inside the combustion chamber 1;
- avviamento della combustione del combustibile solido; - starting the combustion of solid fuel;
- attivazione del rifornimento di combustibile solido in camera di combustione 1 ad intervalli temporali di rifornimento predefiniti; - activation of solid fuel refueling in combustion chamber 1 at predefined refueling time intervals;
- rilevamento discreto o in continuo nel tempo della temperatura operativa all’interno della camera di combustione 1; - discrete or continuous detection over time of the operating temperature inside the combustion chamber 1;
- confronto della temperatura operativa rilevata in camera di combustione 1 con una temperatura di riferimento preimpostata; - comparison of the operating temperature detected in the combustion chamber 1 with a pre-set reference temperature;
- variazione degli intervalli temporali di rifornimento del combustibile in camera di combustione 1 in funzione del confronto eseguito tra la temperatura operativa rilevata e la temperatura di riferimento. - variation of the time intervals for refueling the fuel in the combustion chamber 1 as a function of the comparison made between the detected operating temperature and the reference temperature.
Eventuali modifiche o varianti che, alla luce della descrizione, risultassero evidenti alla persona esperta del settore devono considerarsi rientranti nell’ambito di tutela stabilito dalla presente invenzione, secondo considerazioni di equivalenza tecnica. Any changes or variants that, in light of the description, are evident to the person skilled in the art must be considered as falling within the scope of protection established by the present invention, according to considerations of technical equivalence.
Claims (13)
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