IT202100001796A1 - Erogatore di acqua sanitaria con riscaldamento ad onde elettromagnetiche - Google Patents

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Description

EROGATORE DI ACQUA SANITARIA RISCALDAMENTO AD ONDE ELETTROMAGNETICHE
Descrizione
Campo di applicazione
La presente invenzione ? generalmente applicabile al settore degli impianti idraulici, particolarmente ma non limitatamente per applicazioni domestiche o generalmente in ambito di edilizia civile ed in tutti gli ambienti dotati di servizi sanitari in cui ? richiesta acqua calda per uso sanitario, ed ha per oggetto un erogatore di acqua sanitaria con sistema di riscaldamento ad onde elettromagnetiche.
Stato della tecnica
Come ? noto, i sistemi tradizionali per il riscaldamento dell?acqua ad uso sanitario comprendono generalmente un mezzo di riscaldamento dell?acqua, solitamente uno scaldabagno elettrico o una caldaia a gas, che serve l?intero impianto e che pertanto ? solitamente disposto a distanza rispetto ai vari punti di erogazione, ossia i rubinetti. Ci? comporta un elevato dispendio sia di acqua che di energia, al fine di portare l?acqua erogata alla temperatura desiderata.
Infatti, innanzitutto il mezzo di riscaldamento ha un consumo di energia legato alla necessit? di preriscaldare l?acqua anche in assenza di una richiesta di erogazione, cos? da poter inviare subito acqua calda all?apertura del rubinetto.
In secondo luogo, un ulteriore spreco energetico ? legato alla necessit? di portare alla stessa temperatura la tubazione del percorso caldaia-rubinetto al fine di avere l?acqua alla giusta temperatura, spreco che sar? tanto maggiore quanto pi? lungo sar? tale percorso.
Non da ultimo, si avr? un considerevole spreco di acqua, costituito dal flusso iniziale in uscita non sufficientemente riscaldato.
Tali sprechi saranno maggiori qualora il rubinetto venga aperto con frequenza nell?arco della giornata, poich? ogni volta occorrer? portare a temperatura la tubazione raffreddatasi prima che l?acqua esca nuovamente calda.
In caso di utilizzo di caldaie a gas c?? poi da aggiungere anche l?ulteriore impatto negativo sull?ambiente in termini di CO2 prodotta dalla combustione del metano.
Sono altres? noti sistemi atti ad essere applicati a tubazioni di impianti idraulici ed atti a riscaldare l?acqua direttamente in corrispondenza dell?uscita mediante l?invio di microonde.
Tali soluzioni, pur consentendo un notevole risparmio in termini di consumo energetico e di acqua, presentano ancora alcuni limiti.
Un primo di questi limiti ? costituito dal fatto che questi sistemi richiedono alimentazione elettrica mediante collegamento alla rete che non permette la loro comoda e rapida applicazione in qualsiasi punto dell?impianto idraulico.
Presentazione dell?invenzione
Scopo della presente invenzione ? quello di superare gli inconvenienti sopra lamentati, mettendo a disposizione un erogatore di acqua sanitaria che prevenga sprechi di energia e di acqua.
Uno scopo particolare ? quello di mettere a disposizione un erogatore di acqua sanitaria che permetta di riscaldare in maniera immediata ed efficiente l?acqua solo al momento della richiesta di erogazione.
Ancora altro scopo ? quello di mettere a disposizione un erogatore di acqua sanitaria che sia di facile e rapida installazione e che non richieda il collegamento elettrico diretto ad una rete di alimentazione.
Tali scopi, nonch? altri che appariranno pi? chiari in seguito, sono raggiunti da un erogatore di acqua sanitaria che, in accordo alla rivendicazione 1, comprende un condotto realizzato in un materiale permeabile alle onde elettromagnetiche ed atto ad essere posto in collegamento fluidico con una delle uscite della tubazione, mezzi scaldanti operanti mediante onde elettromagnetiche ed atti a riscaldare in maniera controllata il flusso all?interno di detto condotto, mezzi di alimentazione elettrica di detti mezzi scaldanti che comprendono mezzi per la generazione di onde in radiofrequenza e la loro trasformazione in energia elettrica per l?alimentazione elettrica di detti mezzi scaldanti.
Grazie a questa combinazione di caratteristiche la parte dell?erogatore provvista dei mezzi scaldanti non richieder? il collegamento diretto alla rete di alimentazione elettrica, potendo essere collocata anche a distanza dai punti di prelievo della corrente elettrica, semplificando notevolmente il posizionamento dell?erogatore.
Forme vantaggiose di realizzazione dell?invenzione sono ottenute in accordo alle rivendicazioni dipendenti.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell?oggetto dell?invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di due forme di realizzazione preferite ma non esclusive dell?erogatore secondo l?invenzione, illustrate a titolo di esempio non limitativo con l?ausilio delle unite tavole di disegno in cui: Fig. 1 ? una vista schematica dell?erogatore in una prima configurazione;
Fig. 2 ? una vista schematica dell?erogatore in una seconda configurazione.
Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferito In Fig. 1 ? illustrata una prima configurazione, preferita ma non esclusiva, di un erogatore secondo l?invenzione, destinato ad essere applicato ad una tubazione di un circuito idraulico in corrispondenza di un punto di erogazione dell?acqua.
In particolare, l?erogatore, indicato globalmente con 1, comprende un involucro o camera di riscaldamento 2 destinata ad essere montata in corrispondenza di una uscita di erogazione di una condotta del circuito idraulico di erogazione dell?acqua sanitaria e che alloggia al suo interno un condotto 3 realizzato in un materiale permeabile alle onde elettromagnetiche, quale vetro temperato, lexan, arcopal o similari, ed atto ad essere posto in collegamento fluidico con una delle uscite della tubazione per consentire il flusso dell?acqua, indicato in figura con la freccia.
Sono inoltre presenti mezzi scaldanti operanti mediante generazione di onde elettromagnetiche ed atti a riscaldare in maniera controllata il flusso all?interno del condotto.
Esternamente alla camera di riscaldamento 2 sono poi previsti mezzi di alimentazione elettrica dei mezzi scaldanti.
I mezzi scaldanti comprendono un generatore 4 di onde elettromagnetiche, preferibilmente microonde, capace di generare onde elettromagnetiche direttamente all?interno di una camera di irraggiamento 5 di forma preferibilmente cilindrica, le cui pareti impediscono invece la propagazione delle onde al suo esterno ed in cui passa il condotto 3 in materiale permeabile alle microonde.
Il condotto 3 sar? atto ad essere posto in collegamento fluidico con normale tubi per acqua (propilene, rame o altro materiale), a loro volta collegati alla tubazione del circuito idraulico.
In particolare, all?estremit? inferiore del condotto 3 presente nella camera di irraggiamento 5 ? collegato un altro tubo 6 che pu? contenere una valvola 7, a regolazione meccanica o elettronica, per la regolazione del flusso dell?acqua.
Sempre su questo tubo 6 insiste un sensore 8 per rilevare la pressione dell?acqua: questa informazione una volta generata viene inviata ad una centralina elettronica 9. Il tubo superiore 10 di collegamento al condotto 3 della camera di irraggiamento 5 consente il trasporto dell?acqua riscaldata fino all?ugello 11 dell?erogatore.
La centralina elettronica 9 ? il componente gestionale per regolare il corretto funzionamento del generatore 4 delle microonde. La centralina 9 riceve il segnale di input (avvio) da un trasmettitore del segnale 12 quando viene aperto il rubinetto o si attiva la fotocellula del rubinetto per rilasciare l?acqua.
La centralina 9 riceve anche l?informazione della pressione dell?acqua, attraverso il rilevatore di pressione 8, e della temperatura a cui deve essere scaldata l?acqua tramite un regolatore della temperatura 13.
Il rilevatore di pressione 8 ? il componente che rileva la pressione del flusso di acqua fredda in entrata nel tubo inferiore 7 rispetto alla camera di irraggiamento 5 e trasmette l?informazione alla centralina elettronica 9.
Il regolatore di temperatura 13 consente invece la regolazione della temperatura agendo meccanicamente attraverso una levetta oppure mediante un controllo digitale, inviando in ogni caso questa informazione alla centralina elettronica 9 da cui viene gestita.
La centralina 9 riceve e gestisce tre segnali in entrata, rispettivamente dal trasmettitore di segnale 12, dal rilevatore della pressione 8 e dal regolatore della temperatura 13. In base ai parametri gi? settati in partenza, al variare dei segnali in entrata (input), la centralina 9 regoler? il funzionamento del generatore 4 delle microonde: l?emissione delle microonde sar? pi? o meno intensa al variare della velocit? di flusso dell?acqua, ossia della sua pressione nel condotto, e del valore di temperatura richiesto all?acqua erogata.
I mezzi di alimentazione elettrica saranno invece disposti almeno in parte esternamente alla camera di riscaldamento 2 per essere collocati anche a distanza ed in corrispondenza di un punto di prelievo della corrente elettrica.
In particolare, i mezzi di alimentazione comprendono un primo trasformatore 14 di energia elettrica in onde energetiche in radiofrequenza, che potr? essere collegato ad una normale presa della corrente, ad esempio da 220/240 V o altro voltaggio in base alle caratteristiche della rete elettrica locale, da cui viene prelevata energia elettrica, successivamente trasformata in onde in radiofrequenza.
Un trasmettitore di radiofrequenze 15 consente alle onde d?energia in radiofrequenza generate dal primo trasformatore 14 di essere rilasciate nell?ambiente circostante affinch? possano essere captate da un ricevitore di radiofrequenze 16 collocato nella camera di riscaldamento 2, che a sua volta le convoglier? in un secondo trasformatore 17 di onde in radiofrequenza in energia elettrica.
Quest?ultimo componente consente di fornire energia elettrica a tutte le componenti prossime al condotto, ossia il generatore 4 di microonde, la centralina elettronica 9, il trasmettitore di segnale 12, il ricevitore delle radiofrequenze 16, il rilevatore di pressione 8, se digitale, il regolatore di temperatura 13, se digitale, al fine di garantirne il corretto funzionamento.
Il trasmettitore di segnale 12 ? invece il componente che all?apertura del rubinetto, sia essa meccanica o attraverso sensore digitale, invia un segnale radio di intensit? diversa dalle onde in radiofrequenza che pu? essere captato da un ricevitore di segnale 18. Il trasmettitore di segnale 12 ? collegato anche alla centralina elettronica 9 che pu? inviare a questo un segnale input di attivazione.
Il ricevitore di segnale 18 serve a sua volta a trasferire il segnale di accensione dell?erogatore d?acqua (il rubinetto o simile) al primo trasformatore 14 di energia elettrica in onde energetiche in radiofrequenza.
Il modello di erogatore d?acqua scaldabile mediante le microonde sopra descritto pu? funzionare senza collegamento via cavo, poich? sfrutta l?energia ricavata da un emettitore di onde energetiche in radiofrequenza collegato ad una comune presa della corrente elettrica (220/240V).
Questa configurazione si presenta particolarmente vantaggiosa anche perch? in locali in cui sono presenti pi? rubinetti, come ad esempio in un bagno di un?abitazione o anche in bagni pubblici di uffici, ristoranti, aree di sosta in autostrada dove sono presenti pi? erogatori di acqua sanitaria, sar? possibile gestire contemporaneamente i vari punti di erogazione.
Ne deriva un sensibile risparmio per l?impianto elettrico, potendo utilizzare una qualsiasi presa elettrica disponibile nel locale piuttosto che modificare impianto elettrico per garantire l?accesso alla corrente elettrica direttamente per ciascun erogatore d?acqua sanitaria
Fig. 2 illustra invece un modello di erogatore di acqua 1 pi? semplice del precedente e provvisto di collegamento diretto all?impianto elettrico. In questo caso si riduce il numero dei componenti e si semplifica l?architettura funzionale, senza alcuna variazione in termini di efficienza di funzionamento e di rendimento.
Tale modello si presenta sostanzialmente identico al precedente fuorch? per l?assenza di tutte le componenti che gestiscono la trasformazione di energia elettrica in onde radio e viceversa e di quelle componenti che provvedono allo scambio dei segnali. In una versione ancora pi? semplificata, qualora l?attivazione dell?erogazione di acqua sanitaria riscaldata avvenga tramite sensore a fotocellula, posto in prossimit? dell?ugello di erogazione, potrebbe essere conveniente che il flusso dell?acqua sia gi? determinato e quindi potrebbe essere non pi? necessaria la valvola regolatrice del flusso di acqua.
Da quanto esposto appare evidente che l?oggetto dell?invenzione raggiunge gli scopi prefissati.

Claims (10)

Rivendicazioni
1. Un erogatore di acqua sanitaria, applicabile ad una tubazione provista di una o pi? uscite di erogazione dell?acqua, il quale erogatore comprende:
- un condotto (3) realizzato in un materiale permeabile alle onde elettromagnetiche ed atto ad essere posto in collegamento fluidico con una delle uscite della tubazione; - mezzi scaldanti operanti mediante onde elettromagnetiche ed atti a riscaldare in maniera controllata il flusso all?interno di detto condotto;
- mezzi di alimentazione elettrica di detti mezzi scaldanti;
caratterizzato dal fatto che detti mezzi di alimentazione elettrica comprendono mezzi per la generazione di onde in radiofrequenza e la loro trasformazione in energia elettrica per l?alimentazione elettrica di detti mezzi scaldanti.
2. Erogatore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di generazione comprendono un primo trasformatore (14) per la trasformazione di energia elettrica in onde in radiofrequenza atto ad essere collegato ad una sorgente di energia elettrica esterna e provvisto di trasmettitore (15) di dette onde in radiofrequenza.
3. Erogatore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di generazione comprendono un secondo trasformatore (17) per la trasformazione delle onde in radiofrequenza prodotte da detto primo trasformatore (14) in energia elettrica, detto secondo trasformatore (17) essendo atto a ricevere dette onde in radiofrequenza da detto trasmettitore (15) e ad inviarle a detti mezzi scaldanti.
4. Erogatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi scaldanti comprendono un generatore di onde (4) aventi frequenza scelte nel campo delle microonde o delle radiofrequenze.
5. Erogatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto generatore (4) ? disposto all?interno di un involucro di contenimento (2) alloggiante una camera di irraggiamento (5) impermeabile a dette onde elettromagnetiche e verso cui sono dirette dette onde elettromagnetiche ed avente un passaggio per detto condotto (3).
6. Erogatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una centralina elettronica di controllo (9) collegata a mezzi di rilevamento dell?erogazione dell?acqua ed associata ad un trasmettitore di segnale (12) atto ad inviare a detti mezzi di generazione un segnale di attivazione in seguito alla richiesta di erogazione dell?acqua.
7. Erogatore secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di generazione comprendono un ricevitore di segnale (17) atto a ricevere il segnale inviato da detto trasmettitore di segnale (12) per l?attivazione di detto primo trasformatore (14).
8. Erogatore secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto di comprendere un rilevatore di pressione (8) collegato con detta centralina elettronica (9) per inviare alla stessa un dato relativo alla pressione dell?acqua in detto condotto (3).
9. Erogatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 6 alla 8, caratterizzato dal fatto di comprendere un regolatore di temperatura (13) collegato con detta centralina elettronica (9) per inviare alla stessa un dato relativo alla temperatura di uscita richiesta per il flusso d?acqua.
10. Erogatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi valvolari (7) per la regolazione del flusso in detto condotto (3).
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