IT8224914A1 - Impianto perfezionato per la produzione di acqua calda con l'uso di una pompa di calore - Google Patents

Description

Descrizione di un'invenzione avente titolo:

IMPIANTO PERFEZIONATO PER LA PRODUZIONE DI ACQUA CALDA CON L'USO DI UNA POMPA DI CALORE"

RIASSUNTO

Ad un contenitore coibentato ? collegato un circuito di circolazione dell'acqua, il quale comprende una pompa di circolazione ed una valvola a due posizioni comandata da un sensore che rileva la temperatura dell'acqua nel circuito stesso.

La valvola, anche se chiusa, non esclude per? il pas-_saggio di una frazione della portata della pompa verso il contenitore. Nel circuito ? posto uno scambiatore di caliere, atraverso il quale l'acqua del circuito riceve calore da una pompa di calore.

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un impianto perfezionato per la produzione di acqua calda con l'uso di una pompa di calore. L'impianto ? del tipo comprendente un contenitore coibentato per l'acqua con condotti di ingresso e d'uscita; un circuito dell'acqua posto in parallelo al contenitore ed includente una pompa di circolazio ne dell'acqua; una valvola comandata, ed uno scambiatore di calore, attraverso il quale una pompa di calore forni sce energia termica all'acqua del circuito.

Un impianto di questo tipo ? descritto nella domanda di brevetto italiano 20740 A/82 del 15.4.82 a nome della stessa richiedente. In questo noto impianto, la vaiala comandata ripartisce^ in funzione della temperatura della acqua rilevata da un sensore^la mandata della pompa tra il contenitore ed una linea di ritorno posto in parallelo sia al contenitore che allo scambiatore di calore. Per evi tare perdite di calore e quindi bassi rendimenti, la linea di ritorno, di lunghezza relativameite notevole, deve essere adeguatamente coibentata. Si ? inoltre constatato che il corretto dimensionamento della linea di ritorno pone non poche difficolt?, e che la circolazione dell'acqua attraverso la linea di ritorno riduce notevolmente il rea dimento (COP) della pompa di calore.

Scopo precipuo della presente invenzione ? quello d:. perfezionare gli impianti noti in modo che non presentino gli svantaggi e gli inconvenienti sopraspecificati.

Secondo l'invenzione, questo scopo, oltre ad altri che meglio risulteranno dalla descrizione dettagliata che: segue, viene raggiunto da un impianto del tipo indicato, il quale si caratterizza essenzialmente per il fatto che la valvola comandata ? a due posizioni, ? controllata da un sensore che rileva la temperatura dell'acqua nel circui to ed in nessuna delle due posizioni impedisce un passag gio d'acqua dalla pompa al contenitore. In questo modo si eliminano gli inconvenienti derivanti dall'uso sia di una valvola modulante, che di un condotto di ritorno pre sentante uno sviluppo longitudinale relativamente notevole e che deve essere necessariamente coibentato; inoltre viene semplificato il montaggio della pompa di calore su un con tenitore gi? da tempo installato.

Per ottenere un passaggio d'acqua indipendentemente dalla posizione in cui si trova la valvola, si possono adot-. tare diverse soluzioni. La pi? semplice consiste nello adottare una valvola priva di posizione d'intercettazione ; la valvola avr? cio? una posizione di apertura massima ec una di apertura minima oppure potr? prevedere un -passaggio nel proprio organo otturatore. Un'altra semplice soluzione consiste in una valvola avente posizione di chiusura tota le ed lina di apertura, ed associata a un condotto o cana. di piccola sezione posto in parallelo a quello controllaio dalla valvola stessa.

L'invenzione sar? meglio compresa dalla seguente de scrizione dettagliata, fornita a puro titolo esemplificativo e quindi non limitativo, di alcune sue preferite forme d realizzazione, illustrate nell'annesso disegno, in cui: la figura 1 mostra schematicamente l'impianto perfe zionato dell'invenzione;

le figure 2 e 3 mostrano in sezione assiale schema tica due diverse realizzazioni della\alvola usata nello impianto della figura 1.

Con riferimento alla figura 1, con 1 ? complessivamen te indicato-un contenitore, rivestito -da .uno strato isolan te 2 onde evitare p'erdite di calore dell'acqua contenuta verso l'esterno. Il contenitore pu? essere un qualsiasi noto boiler ed essere quindi provvisto internamente di una resistenza di riscldamento associata ad un protettore termico (non rappresentati). Inferiormente, il contenitore ? idraulicamente collegato attraverso un usuale raccordo a T, indicato con 20, sia alla rete idrica, in 3, che ad un circuito di riscaldamento dell'acqua, compiessivamen te indicato con 4. Superiormente, il contenitore 1 ? idr?u licamente collegato attraverso un.usuale raccordo a T, indicato con 20A, con il predetto circuito 4 e con una tubazione 5 che porta l'acqua calda verso il punto di uti lizzazione, ad esempio alla doccia di .un appartamento.

Il circuito dell'acqua 4 comprende una pompa di cir colazione 6 azionata elettricamente ed uno scambiatore di calore 7. L'intero circuito 4 e quindi anche lo scambiatere 7, sono opportunamente isolati termicamente verso l?este Un termostato T, che controlla i motori elettrici della pompa di circolazione 6 e del compressore 10 appartenent ad una pompa di calore 9, rileva la temperatura dell'acq nel contenitore 1 tramite il suo sensore,TA. Per il risei, damento dell?acqua che circola nel circuito 4, lo scambi*, tore di calore ? associato al condensatore 8 della pompa di calore 9, la quale comprende, in modo convenzionale,l tre alcitato compressore 10, iL .condensatore 8, il dispc sitivo di espansione 11 (ad esempio una valvola termosta tica) e l?evaporatore 12 che pu?, come rappresentato, esse re investito da una corrente d?aria generata da un vent_i latore 13. In alternativa, a contatto dell'evaporatore 12 pu? essere pollato anche un liquido di raffreddamento alitien tato da una pompa. Anche il ventilatore 13 pu? essere cor trollato dal termostato T. Il termostato T pu? essere posto anche in un punto del circuito 4 dell?acqua. Tra la pompa li circolazione 6 ed il raccordo 20A, nel circuito della acqua ? disposta una valvola 14, che pu? assumere due po sizioni, una di completa intercettazione, cio? di chiusur ed una di apertura. La valvola pu? essere di tipo termost tico, cio? aprire e chiudere in funzione della dilatazion e contrazione di un componente che ?sente" la temperatura dell'acqua. Questo "sensore" ? rappresentato separatamene 2 indicato con S nella figura 1. La valvola potr? per? essere di tipo elettromagnetico ed aprirsi quando la tempe ratura rilevata del sensore S avr? determinato la chiusu ra del circuito elettrico di alimentazione della valvola stessa. In parallelo alla valvola 14 ? presente un c to, indicato con 16, il quale, indipendentemente dallo stato della valvola 14, convoglia una frazione prestabil ta della mandata della pompa 6 verso il contenitore 1.

La sezione del condotto 16 ? una frazione di quelli di passaggio della valvola 14. La valvola 14 pu? anche es sere realizzata come mostrato schematicamente nelle figu re 2 e 3. Con queste valvole si elimina la necessit? di prevedere un condotto 16 posto in parallelo alla valvola. Infatti, nella figura 2,nel corpo 20 della valvola 14A ? Drevisto un canale 16A posto in parallelo al passaggio 21 destinato ad essere intercettato dall'otturatore 22, il quale ? comandato dall'induttore 23. Quest'ultimo ? alimen :ato da un sorgente elettrica quando il relativo circuito di alimentazione viene chiuso ad opera del sensore termi co S. Al posto del canale 16 si pu? prevedere (figura 3) che l'otturatore 22B della valvola 14B lasci un'apertura di passaggio 16B, quando l'otturatore ? nella posizione d massima intercettazione. Oppure, l'otturatore pu? prevedi re un foro passante che permette il passaggio di una fra zione della mandata della pompa 6, quando l'otturatore ? nella sua posizione di intercettazione.

Nell'ipotesi che l'impianto descritto sia stato ap pena collegato con la rete idrica, il contenitore 1 e la linea 4 risulteranno pieni di acqua fredda alla temperat: ra di rete, ad esempio 12?C, il termostato T sar? interv nuto mettendo in funzione il compressore 10, la pompa di circolazione 6 ed eventualmente il ventilatore 13, mentr la valvola 14 sar? nella posizione d'intercettazione, si che l'acqua alimentata dalla pompa 6 percorrer? il condbt to 16.

Poich? il condotto 16 presenta una sezione inferior a quella di passaggio della valvola, la portata d'acqua che circola nel circuito 4 ? minore di quella che si ha a valvola aperta. L'acqua circola pi? lentamente nel cir 111 to 4 di quanto non faccia quando la valvola ? aperta e raggiunge quindi a monte della valvola 14 una temperatura pi? elevata dopo un dato tempo. Quando l'acqua all'altez za del sensore S arriva ad una data temperatura, la valvola 14 si apre e viene percorsa dalla massima portata d'acqui che viale inviata nel contenitore 1. Questa acqua calda viene sostituita dall'acqua fredda che viene prelevata da basso del contenitore. Ne consegue che la valvola014 si chiude nuovamente, la portata d'acqua diminuisce, la tem peratura dell'acqua aumenta in S e la valvola 14 si apre quando su S viene laggiunto il valore di soglia. Il gioco si ripete fino a quando tutta l'acqua ha raggiunto la

Claims (5)

RIVENDICAZIONI

1. Impianto perfezionato per la produzione di acqua calda, comprendente; un contenitore coibentato per l'acq con condotti di ingresso e d'uscita; un circuito dell'ac posto in parallelo al contenitore ed includente una pompi di circolazione dell'acqua; una valvola comandata, ed un scambiatore di calore, attraverso il quale una pompa di calore fornisce energia termica all'acqua del circuito, caratterizzato dal fatto che la valvola (14) comandata ? a due posizioni, ? controllata da un sensore (S) che ril eva la temperatura dell'acqua nel circuito, ed in nessuna de le due posizioni impedisce un passaggio d'acqua dalla pompa (6) al contenitore (1).

2. Impianto secondo la rivendicazione 1 caratterizzi, to dal fatto che la valvola (14) ? di intercettazione, ma in parallelo alla stessa ? presente un condotto (16) avente una sezione inferiore a quella di passaggio della valvola (14),

3. -Impianto secondo la rivendicazione 1,caratterizzai to dal fatto che la valvola (14B) ha una posizione di a pertura eduna di strozzamento del relativo passaggio.

4. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratteriz zato dal fatto che la valvola (14A) possiede un corpo (2?) ove ? previsto un canale (16A) aggirante l'organo ottura tore (22) della valvola stessa ed avente una sezione infi riore a quella di passaggio (21) della valvola medesima.

5. Impianto secondo la rivendicazione 1, caratteriz zato dal fatto che la valvola comprend rgano unte cettazione provvisto di un canale passante