IT201900004633U1 - Dispositivo per la riduzione delle dispersioni termiche in un serbatoio d'accumulo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di Brevetto per Modello di Utilit? avente per titolo:

?DISPOSITIVO PER LA RIDUZIONE DELLE DISPERSIONI TERMICHE IN UN SERBATOIO D?ACCUMULO?

DESCRIZIONE DELL?INVENZIONE

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo per la riduzione delle perdite di calore per convezione termica attraverso le tubazioni di allaccio di un?apparecchiatura termosanitaria ad un impianto termosanitario.

L?invenzione si inserisce preferibilmente nel campo delle apparecchiature termosanitarie comprendenti serbatoi per l?accumulo di un fluido di servizio da riscaldare, quali ad esempio scaldabagni ad accumulo, elettrici o a gas, e/o scaldacqua a pompa di calore.

E? noto come in tali apparecchiature termosanitarie l?acqua prelevata dalla rete idrica venga immagazzinata all?interno di almeno un serbatoio d?accumulo per essere riscaldata fino ad una temperatura idonea a soddisfare un prelievo.

Ad ogni prelievo, l?acqua calda viene prelevata, alla massima temperatura disponibile, attraverso una tubazione di prelievo (anche detta d?uscita), mentre acqua fredda viene reintegrata in corrispondenza del fondo del serbatoio d?accumulo, attraverso una relativa tubazione di ingresso.

In periodi di standby, quando cio? non ? in atto un prelievo, l?acqua contenuta nel serbatoio d?accumulo dell?apparecchiatura termosanitaria pu? essere soggetta a moti convettivi, pi? o meno intensi, derivanti dal suo precedente riscaldamento.

L?acqua calda trasportata verso la parte sommitale del serbatoio per convezione termica pu? pertanto fluire verso almeno una delle suddette tubazioni d?allaccio, cedendogli parte del proprio calore.

Ci? accade, in particolare, in quei serbatoi in cui la tubazione di prelievo dell?acqua calda ? posta in prossimit? della zona sommitale e rivolta verso l?alto, ovvero soggetta ad un flusso d?acqua orizzontale e/o ascendente.

? questa la tipica configurazione prevista per gli scaldacqua ad accumulo ?sotto-lavello?, ad asse verticale o orizzontale, o per gli scaldabagni orizzontali.

In tal caso, anche in assenza di prelievi, dell?acqua calda pu? fuoriuscire per convezione naturale dallo scaldacqua ad accumulo e ristagnare su detta tubazione di prelievo.

Le dispersioni termiche che ne derivano possono rappresentare una percentuale non trascurabile del calore totale fornito all?acqua del serbatoio.

Con l?aumento dei costi energetici ed in un periodo in cui si sta ricercando la massima efficienza per le apparecchiature termosanitarie, queste dispersioni non sono tollerabili.

Scopo del presente trovato ? quello di eliminare i problemi sopra esposti sfruttando un innovativo dispositivo per la riduzione delle dispersioni termiche per convezione attraverso le tubazioni di allaccio di un?apparecchiatura termosanitaria, comprendente un serbatoio d?accumulo.

Pi? precisamente, scopo della presente invenzione ? quello di fornire un dispositivo per la riduzione di dette dispersioni e perdite di calore durante periodi di standby dell?apparecchiatura termosanitaria, ovvero in assenza di prelievi d?acqua calda da parte di un?utenza.

Ulteriore scopo del presente trovato ? quello di fornire un dispositivo per la riduzione di dette dispersioni e perdite di calore che sia economico, di semplice realizzazione e facilmente installabile/sostituibile in caso di inefficienza o manutenzione.

Questi ed altri scopi, che risulteranno chiari in seguito, si conseguono con un dispositivo conforme al dettato della rivendicazione 1.

Altri scopi possono essere inoltre ottenuti mediante le caratteristiche supplementari delle rivendicazioni dipendenti.

Ulteriori caratteristiche del presente trovato risulteranno meglio evidenziate dalla seguente descrizione di alcune preferite forme di realizzazione, conformi alle rivendicazioni brevettuali e illustrate, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, nelle allegate tavole di disegno, in cui:

- la fig. 1 mostra una vista assonometrica del dispositivo per l?eliminazione delle perdite di calore per convezione termica secondo l?invenzione;

- la fig. 2 mostra un esploso di una possibile configurazione applicativa del dispositivo di fig.1;

- le figure 3a e 3b mostrano, rispettivamente, i componenti dell?esploso di fig.2 tra loro assemblati ed una relativa vista in sezione;

- la figura 4 mostra una vista assonometrica dell?assemblaggio di fig.3a, 3b installato in un?apparecchiatura termosanitaria;

- la figura 5 mostra una vista in sezione dell?assemblaggio di fig.4.

Si descrivono ora le caratteristiche del trovato, avvalendosi dei riferimenti contenuti nelle figure. Si precisa che le suddette figure, pur se schematiche, riproducono i componenti dell?invenzione secondo proporzioni tra le loro dimensioni ed orientamenti spaziali che sono compatibili con una o pi? possibili forme esecutive. Si precisa, inoltre, che qualsiasi termine dimensionale e spaziale (quale ?inferiore?, ?superiore?, ?interno?, ?esterno? e simili) si riferisce alle posizioni degli elementi come rappresentati nelle figure allegate, senza alcun intento limitativo rispetto alle possibili condizioni operative.

Da qui in poi, per semplicit? descrittiva, per apparecchiatura termosanitaria si intender? una qualsiasi apparecchiatura comprendente almeno un serbatoio di accumulo per un fluido da riscaldare, ad es., scaldabagni ad accumulo sia elettrici che a gas, scaldacqua a pompe di calore (quest?ultimi anche conosciuti con l?acronimo ?HPWH?) o simili.

Pi? in particolare, si far? riferimento a serbatoi d?accumulo in cui la tubazione di prelievo dell?acqua calda ? posta in prossimit? della zona sommitale e rivolta verso l?alto o con inclinazioni che vanno dall?orizzontale verso l?alto, ovvero normalmente soggetta ad un flusso d?acqua orizzontale e/o ascendente.

Le figure 4 e/o 5 mostrano pertanto una porzione di detto serbatoio d?accumulo 1 di una convenzionale apparecchiatura termosanitaria, in particolare, la sua zona sommitale 10 (da qui in poi detta ?calotta superiore? o ?duomo 10?).

Il fluido (in genere acqua come da qui in poi verr? detto) contenuto in detto serbatoio 1, riscaldata da appositi e noti mezzi riscaldanti (ad es., una o pi? resistenze elettriche interne o un bruciatore; non mostrati in quanto non facenti parte dell?invenzione) ? prelavata attraverso una tubazione d?uscita 11 cooperante ed installata in corrispondenza del duomo 10.

Un noto giunto 2 pu? collegare detta tubazione d?uscita 11 con una corrispondente conduttura dell?impianto termosanitario per la distribuzione dell?acqua calda alle utenze (da qui in poi detta ?conduttura dell?acqua calda?).

A tale scopo, il giunto 2, che corrisponde sostanzialmente ad un raccordo cavo, comprende una prima estremit? 20 dotata internamente di una filettatura 23 suscettibile di accoppiarsi con la tubazione d?uscita 11 del serbatoio 1 ed una opposta estremit? 21, con filettatura esterna 24, vincolabile alla conduttura dell?acqua calda dell?impianto termosanitario.

Nulla vieta che su detto giunto 2 possano essere previsti mezzi d?innesto equivalenti od alternativi alle filettature, ad es. del tipo ?a scatto?, ?a baionetta? o per accoppiamento di forma.

? possibile che il giunto 2 sia un giunto dielettrico cos? da assicurare una separazione elettrica permanente tra serbatoio d?accumulo 1 ed impianto termosanitario, proteggendo il serbatoio 1 medesimo da eventuali correnti vaganti (anche dette ?parassite?) e dal conseguente rischio di corrosione.

Secondo l?invenzione, un dispositivo 3 per l?eliminazione delle dispersioni termiche durante periodi di standby dell?apparecchiatura termosanitaria (cio? in assenza di prelievi) coopera con almeno la tubazione d?uscita 11 del serbatoio d?accumulo 1; detto dispositivo 3 impedisce cio? che l?acqua contenuta in detto serbatoio 1, in assenza di prelievi, ?risalga? per convezione termica lungo la tubazione 11 medesima.

Pi? precisamente, tale dispositivo 3 ? del tipo in grado di eliminare o almeno ridurre le perdite di calore risultanti da detta convenzione termica, separando meccanicamente il serbatoio 1 dalla tubazione d?uscita 11 quando non sono previsti prelievi di acqua calda dall?apparecchiatura termosanitaria.

Senza alcun intento limitativo, il dispositivo 3 pu? consistere in un diaframma 3 in grado di intercettare e bloccare flussi d?acqua calda verso almeno la tubazione d?uscita 11 durante i periodi di standby dell?apparecchiatura termosanitaria, ma di permetterla, con minime perdite di carico, durante un effettivo prelievo.

Come mostrato in fig. 1, il diaframma 3 comprende una parte centrale 30 consistente in una membrana flessibile suddivisa in una pluralit? di settori od alette flessibili 31.

Dette alette 31 sono individuate da almeno una coppia di fessure o intagli 32, 33 che si intersecano sostanzialmente in corrispondenza del centro della membrana 30.

Nelle figure allegate ? mostrato, senza alcun intento limitativo, un diaframma 3 comprendente due intagli 32, 33 tra loro ortogonali che definiscono quattro alette 31.

In assenza di prelievi, le alette 32 del diaframma 3 si estendono trasversalmente alla sezione di passaggio della tubazione 11 ostruendola, mentre nel corso di un attingimento sono ?sollevate? dal relativo flusso d?acqua fino ad assumere un assetto sostanzialmente parallelo all?asse longitudinale della medesima tubazione 11, aprendola.

Quando la richiesta di acqua calda da parte di un?utenza cessa, le alette 31 tornano automaticamente nella loro posizione trasversale, bloccando eventuali correnti convettive attraverso la tubazione 11.

A tale scopo, detta membrana 30 ?:

? sufficientemente sottile e flessibile da permettere alle relative alette 31 di sollevarsi sotto le tipiche pressioni previste nel corso di un attingimento di acqua calda,

- dotata di un?opportuna memoria elastica che, al termine del prelievo, riporta dette alette 31 nella loro originaria posizione trasversale, - resistente e compatibile con le temperature raggiungibili dall?acqua all?interno del serbatoio 1.

Le caratteristiche geometriche e tecnologiche del diaframma 3 (ad es., il suo spessore, le sue dimensioni, la forma e/o il materiale) sono cio? opportunamente scelte in modo tale che le alette 31 della relativa membrana 30 possano essere prontamente spostate in una posizione ?completamente aperta? sotto le tipiche pressioni e portate di un attingimento e tornare a riposo al termine del prelievo, assicurando continuit? di funzionamento.

Senza alcun intento limitativo, la membrana 30 ? pertanto realizzata in gomma termoplastica o EPDM o in qualsiasi altro simile materiale ammesso al contatto con acqua potabile se il fluido di servizio contenuto nel serbatoio d?accumulo ? anche per uso potabile.

Come mostrato in fig. 1, il diaframma 3 dell?invenzione comprende ulteriormente una corona 34 che circonda la membrana 30 e che ha preferibilmente funzione di guarnizione di tenuta.

Secondo l?invenzione, la corona 34 di detto diaframma 3 ? quindi conformata per essere alloggiata nelle sedi normalmente previste per le tradizionali guarnizioni di tenuta, in particolare:

- in una opportuna sede interna alla tubazione d?uscita 11 del serbatoio d?accumulo 1 (soluzione non mostrata nelle figg. allegate), detta sede essendo ricavata, ad es., in prossimit? della sezione di raccordo della tubazione 11 al duomo 10 del serbatoio 1 o in quella di accoppiamento con il giunto 2, e/o preferibilmente

- in una sede anulare 22 del giunto 2 medesimo, preferibilmente ricavata nella sua estremit? di raccordo 20 in prossimit? della parte sommitale della filettatura interna 23, come mostrato in fig.3b e/o 5,

dette sedi essendo ovviamente sagomate e dimensionate per alloggiare e trattenere (ad es., per incastro, accoppiamento di forma o pressione) almeno detta corona 34 perimetrale del diaframma 3.

In questa variante preferita, il diaframma 3 pu? essere fornito integrato e gi? montato nel giunto 2 o distribuito come guarnizione e/o ricambio installabile all?occorrenza nel giunto 2 medesimo.

E? chiaro che numerose varianti del trovato sopra descritto sono possibili all?uomo del ramo, senza per questo uscire dagli ambiti di novit? insiti nell?idea inventiva, cos? come ? chiaro che nella pratica attuazione dell?invenzione i vari componenti in precedenza descritti potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Ad esempio, nulla vieta che un analogo diaframma 3 possa essere previsto ed installato anche in corrispondenza della tubazione di ingresso dell?acqua fredda nel serbatoio d?accumulo 1. Tale soluzione potrebbe essere utile almeno per quelle tipologie di apparecchiature termosanitarie ?non convenzionali?, nelle quali cio? peculiari posizionamenti della tubazione dell?acqua fredda potrebbero esporla ai suddetti moti convettivi, sebbene in misura e con effetti minori.

? utile infine precisare come per il diaframma 3 dell?invenzione possano essere previste geometrie e forme differenti da quella circolare delle figure, purch? compatibili con le sezioni trasversali delle tubazioni e/o giunti che lo alloggiano, cos? come appare possibile prevedere, rispetto a quanto fin qui descritto, un numero maggiore di intagli 32, 33, tra loro intersecantesi, e quindi di relative alette 31 flessibili.

In conclusione, ? facile comprendere come con il dispositivo 3 dell?invenzione si raggiungano gli scopi prefissati, in particolare la possibilit? di eliminare, o almeno ridurre notevolmente, le perdite di calore per convezione termica attraverso le tubazioni di uscita e/o ingresso dell?acqua di un serbatoio d?accumulo 1, durante le fasi di standby della relativa apparecchiatura termosanitaria.

Il diaframma 3 dell?invenzione impedisce infatti che, in assenza di prelievi, dell?acqua calda fuoriesca per convezione naturale dallo scaldacqua ad accumulo e ristagni su almeno uno delle tubazioni d?allaccio raffreddandosi.

Tale soluzione risulta inoltre di semplice fattura e realizzazione, essendo il diaframma 3 realizzabile secondo tecniche produttive gi? note e consolidate, in quanto ampiamente impiegate nel campo della fabbricazione di guarnizioni e affini.

Il diaframma 3 risulta infine di facile ed immediata installazione, anche per tecnici ed operatori poco esperti.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI Riv 1. Dispositivo (3) per la riduzione delle dispersioni da convezione termica attraverso almeno una delle tubazioni (11) d?allaccio di una apparecchiatura termosanitaria comprendente almeno un serbatoio d?accumulo (1) d?acqua calda, detto dispositivo (3) comprendendo almeno una membrana centrale (30) suddivisa in una pluralit? di alette (31) che, in assenza di prelievi d?acqua calda, separa meccanicamente detto serbatoio (1) da detta almeno una tubazione (11) d?allaccio, impedendo flussi per moti convettivi caratterizzato dal fatto che detta membrana (30) ?: - sufficientemente sottile e flessibile da permettere a dette alette (31) di sollevarsi durante un attingimento di acqua calda, dette alette (31) assumendo un assetto sostanzialmente parallelo all?asse longitudinale di detta almeno una tubazione d?allaccio (11), - dotata di un?opportuna memoria elastica per riportare al termine di un prelievo dette alette (31) nella loro posizione originaria trasversale a detta almeno una tubazione d?allaccio (11), - resistente e compatibile con le temperature raggiungibili dall?acqua all?interno di detto serbatoio (10). Riv 2. Dispositivo (3) secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che dette alette (31) sono individuate da almeno una coppia di intagli (32, 33) che si intersecano sostanzialmente in corrispondenza del centro di detta membrana (30). Riv 3. Dispositivo (3) secondo qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto diaframma (3) comprende ulteriormente una corona (34) che circonda detta membrana (30). Riv 4. Dispositivo (3) secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detta corona (33) ? conformata per essere alloggiata e trattenuta in una sede interna di detta almeno una tubazione d?allaccio (11). Riv 5. Dispositivo (3) secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che detta corona (33) ? conformata per essere alloggiata e trattenuta in una sede (22) anulare di un giunto (2), preferibilmente in materiale dielettrico, di collegamento di detta almeno una tubazione (11) d?allaccio ad una rispettiva conduttura di distribuzione dell?acqua calda alle utenze. Riv 6. Dispositivo (3) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto diaframma (3) ? realizzato in gomma termoplastica o EPDM. Riv 7. Dispositivo (3) secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto diaframma (3) ? un materiale per uso potabile.