IT9021376A1

IT9021376A1 - Procedimento e dispositivo per tenere di scorta una piccola quantita' di acqua potabile ad un livello di temperatura sufficientemente alto. -

Info

Publication number: IT9021376A1
Application number: IT021376A
Authority: IT
Inventors: Joachim Berg
Original assignee: Vaillant Joh Gmbh & Co
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1992-03-05
Also published as: DE4028490A1; FR2651870A1; AT397426B; GB9019586D0; NL9001941A; FR2651870B1; IT1246451B; GB2237865A; ATA210589A; DE4028490C2; GB2237865B; BE1004547A7; IT9021376A0

Description

"Procedimento e dispositivo per tenere di scorta una piccola quantità di acqua potabile ad un livello di temperatura sufficientemente alto"

Riassunto del trovato

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per tenere di scorta una piccola quantità di acqua potabile a livello di temperatura sufficientemente alto, per evitare il pericolo della legionella, nonché si riferisce ad un dispositivo per detto procedimento. Una forma di realizzazione di un tale dispositivo è costituita di un accumulatore a passaggio (14), riscaldabile da almeno una sorgente di calore, per uno scaldacqua combinato con preparazione di acqua di utilizzazione e riscaldamento di locali, specialmente per un apparecchio di riscaldamento a gas da parete, con uno scambiatore di calore secondario (17), mediante il quale l'acqua di utilizzazione viene riscaldata dall'acqua di riscaldamento, con un accessorio di spillamento con interruttore (21) dell'acqua, nonché con una valvola (9) a tre vie per la commutazione dal funzionamento con acqua di riscaldamento a quello con acqua di utilizzazione tramite una unità regolatrice (8). Al riguardo è caratteristico il fatto che 1'acqua di riscaldamento riempie lo spazio dell'accumulatore e viene ivi tenuta di scorta. L'acqua di utilizzazione è portata nello scambiatore di calore secondario (17), eseguito come serpentina tubolare liscia, e per la ricarica delle perdite dell'accumulatore è prevista una bacchetta di riscaldamento elettrica (33), inseribile indipendentemente dall'unità di regolazione (8).

Figura.

Descrizione del trovato

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento per tenere di scorta una piccola quantità di acqua potabile a livello di temperatura sufficientemente alto, per evitare il pericolo della legionella, nonché si riferisce ad un relativo dispositivo, costituito di un accumulatore a passaggio, riscaldabile da almeno una sorgente di calore, per uno scaldacqua combinato con la preparazione dell'acqua di utilizzazione e riscaldamento di locali, specialmente per un apparecchio di riscaldamento a gas da parete, con uno scambiatore di calore secondario, mediante il quale 1'acqua di utilizzazione viene riscaldata dall'acqua di riscaldamento, con un accessorio di spillamento con 1'interruttore dell' acqua, nonché con la valvola a tre vie per la commutazione dal funzionamento con acqua di riscaldamento a quello con acqua di utilizzazione tramite un' unità regolatrice.

E' noto il fatto di riscaldare un accumulatore per fluidi, ad esempio un accumulatore di acqua di utilizzazione, per mezzo di due sorgenti di calóre. A tale scopo vengono spesso impiegati impianti solari, che preriscaldano 1'accumulatore con un carico di base, laddove il riscaldamento finale viene attuato per mezzo di una cartuccia di riscaldamento elettrica oppure per mezzo di una sorgente di calore con funzionamento con combustibile. E' inoltre noto il fatto di prevedere più registri di riscaldamento per accumulatori di acqua di utilizzazione, funzionanti in modo puramente elettrico, per consentire un riscaldamento di volumi parziali dell'accumulatore.

E' inoltre noto uno scambiatore di calore, descritto nella domanda di brevetto tedesco DE-OS 3 716 430, con un contenitore cilindrico per acqua di utilizzazione ed una serpentina tubolare, che è sistemata in esso e viene alimentata con acqua calda da un impianto di riscaldamento a circolazione. Aggiuntivamente all'interno del contenitore cilindrico è disposta una bacchetta di riscaldamento contribuente parimenti al condizionamento termico dell' acqua di utilizzazione. In tal caso è svantaggioso soprattutto 1'accumulo dell' acqua di utilizzazione all' interno di un contenitore cilindrico di grande volume, anche se si rende necessaria soltanto relativamente poca acqua di utilizzazione ad una temperatura possibilmente costante.

Gli scaldacqua combinati citati all'inizio vengono tuttavia costruiti per la preparazione di acqua di utilizzazione e per il riscaldamento dei piani di un edificio. Questa esecuzione è possibile in quanto il fabbisogno termico per il riscaldamento dell'acqua di utilizzazione compare soltanto in un intervallo di tempo relativamente breve, durante il quale il dispositivo di riscaldamento può essere disinserito senza problemi.

Per impianti di tale tipo con accumulatori a passaggio si possono distinguere tre fasi di esercizio.

L'esercizio di avviamento, che si avvia con 1'inizio dello spillamento con la quantità di spillamento minimo e termina al raggiungimento della piena potenza dello scambiatore di calore, 1'esercizio a passaggio, che segue all'avviamento termico e garantisce un prelevamento di acqua temporalmente illimitato, e 1'esercizio di ricaricamento, che mantiene termicamente pronto il contenuto dell'accumulatore entro limiti preassegnati, per compensare all'inizio dello spillamento la potenza dello scambiatore di calore ancora mancante.

In questi apparecchi finora si è partiti da una scorta dell'acqua di utilizzazione e da una ricarica delle perdite dell'accumulatore mettendo in funzione 1'apparecchio di riscaldamento allacciato. Ciò comportava ora in primo luogo una esecuzione dell'accumulatore, ed i necessari organi di commutazione, conformemente alle esigenze dell'acqua potabile, nonché un considerevole dispendio maggiorato relativamente alla tecnica di regolazione, poiché era necessario distinguere fra le indicate modalità di esercizio: avviamento, passaggio e ricarieamento, e d'altro canto non si poteva escludere completamente il pericolo delle legionelle.

Dalla domanda di brevetto tedesco DE-OS 3618 186 è noto un sistema di distribuzione dell'acqua per un impianto mobile o stazionario di decontaminazione, in cui 1'acqua da decontaminare viene fatta passare attraverso una serpentina tubolare disposta nell' interno dello scaldacqua a passaggio. Però questa acqua non è affatto utilizzabile come acqua potabile ma, nel migliore dei casi, è utilizzabile come acqua per la doccia.

Gli intervalli di temperatura e di volume di prelevamento si distinguono corrispondentemente.

La presente invenzione si pone il compito di evitare gli inconvenienti precedentemente menzionati e di sviluppare, in presenza di una semplice regolazione, un procedimento sicuro ed economico per la preparazione di acqua di utilizzazione, nonché un dispositivo per 1'esecuzione dello stesso.

In un procedimento conforme alla parte introduttiva, questo problema viene risolto per il fatto che dapprima 1'acqua di riscaldamento viene riscaldata ed accumulata, e che successivamente viene, riscaldata 1'acqua di utilizzazione portata in un sistema di piccolo volume dello scambiatore di calore secondario, inoltre che le perdite di accumulo vengono compensate esclusivamente mediante ricaricamento di una seconda sorgente di calore indipendente dalla sorgente di calore principale e dalla sua regolazione.

Un dispositivo per attuare il procedimento per uno scalda acqua combinato del genere menzionato all'inizio consiste nel fatto che 1'accumulatore è eseguito come accumulatore di acqua di riscaldamento, laddove 1'acqua di riscaldamento riempie lo spazio dell'accumulatore e viene ivi tenuta di scorta, che 1'acqua di utilizzazione è portata nello scambiatore di calore secondario eseguito come serpentina tubolare liscia, e che per la ricarica delle perdite dell' accumulatore è prevista una bacchetta di riscaldamento elettrica inseribile indipendentemente dall' unità regolatrice.

Con 1'accorgimento secondo 1'invenzione si può ottenere la tenuta di scorta di una piccola quantità di acqua potabile, a livello di temperatura sufficientemente alto, con un minimo di sensori, organi di impostazione ed elementi di comando. Inoltre la ricarica elettrica, specialmente nell' esercizio estivo, presenta vantaggi, poiché in questo caso per un tempo di ricarica di circa 2 minuti non è necessario portare a temperatura di esercizio l' intero apparecchio.

Però anche nell'eserciò invernale, specialmente nel caso di una regolazione della temperatura di andata, attuata in dipendenza degli agenti atmosferici, il preriscaldamento dello spazio dell' accumulatore effettuato in modo indipendente comporta decisivi vantaggi. Soprattutto quando nel circuito di riscaldamento si hanno temperature assai basse (caldaia a bassa temperatura, apparecchi a potere calorifico, funzionamento notturno fortemente ridotto). In questo caso è superfluo il riscaldamento periodico dell' apparecchio a temperatura di accumulo e il successivo indesiderato aumento di temperatura nel circuito di riscaldamento.

In una vantaggiosa esecuzione dell' invenzione, in cui sia per 1'esercizio con acqua di riscaldamento, che per quello con acqua di utilizzazione, per superare il ritardo iniziale nonché per attenuare le variazioni di temperatura, la scorta di acqua di riscaldamento nello spazio dell' accumulatore è prevista come compensatore, la conduttura di andata sbocca nella zona inferiore dell'accumulatore e 1'acqua di andata mediante lamiere di deviazione viene condotta elicoidealmente attorno ad un tubo di guida verticale, disposto coassialmente attorno allo scambiatore di calore secondario sul fondo del contenitore. Il raccordo per la conduttura di ritorno è previsto nel fondo del contenitore all'interno del tubo di guida. Con questa guida del flusso dell'acqua di riscaldamento nell' accumulatore si ottiene un efficace livellamento dell'andamento ondulatorio della temperatura. Un'ulteriore vantaggiosa caratteristica dell'invenzione è rappresentata dal fatto che la bacchetta di riscaldamento elettrica è incorporata nella zona inferiore dell'accumulatore e che essa è azionabile tramite un circuito termostatico di per sè noto, costituito di termosonda ed interruttore di regolazione, quando si scende al di sotto di una temperatura limite dell'acqua di riscaldamento nell'accumulatore, indipendentemente dall'unità regolatrice.

Con questo circuito si ottiene che le perdite dell'accumulatore vengono compensate rapidamente ed economicamente. Una disposizione particolarmente efficace contro il pericolo della legionella si ottiene per il fatto che la bacchetta di riscaldamento elettrica è disposta all'interno della serpentina tubolare liscia dello scambiatore di calore secondario.

Ulteriori dettagli, caratteristiche e vantaggi dell'invenzione vengono illustrati particolareggiatamente in base alla seguente descrizione con riferimento al disegno. Il disegno schematicamente mostra una forma di realizzazione di uno scaldacqua combinato.

Lo scaldacqua combinato presenta'uno scambiatóre di calore primario riscaldato da un bruciatore 1, ad esempio uno scambiatore di calore.2 a lamelle in acciaio legato, che è raccordato ad una conduttura di ritorno 4, dotata di una pompa di circolazione 3, e ad una conduttura di andata 5, laddove quest'ultimo presenta una termosonda di andata 6, che è connessa ad una linea di misurazione 7 e fa capo ad una entrata di una unità regolatrice 8. Nella conduttura di ritorno 4 è inoltre disposta una valvola 9 a tre vie azionabile tramite un dispositivo di azionamento 10 a motore. Il dispositivo di azionamento 10 a motore della valvola 9 a tre vie acquisisce la sua energia di impostazione tramite una linea 11 dall'unità regolatrice 8. Nella valvola 9 a tre vie sboccano la conduttura di ritorno 12 dell'acqua di riscaldamento, che proviene da un non rappresentato sistema di riscaldamento, ad esempio da radiatori e la conduttura di ritorno 13 dell'accumulatore che dall'accumulatore a passaggio 14 riporta verso lo scaldacqua. La conduttura di andata 5 si ripartisce in un elemento a T nella conduttura di andata di riscaldamento 15 e nella conduttura di andata 16 dell'accumulatore, che fa capo all'accumulatore a passaggio 14.

Nell'accumulatore 14, che è eseguito come accumulatore di acqua di riscaldamento con corrispondente isolamento, è disposto uno scambiatore di calore secondario 17, ad esempio nella forma ·di una serpentina tubolare liscia di tubi di rame. Coassialmente attorno alla serpentina tubolare liscia un tubo di guida 18 è fissato al coperchio 19. Attorno a questo tubo di guida 18 viene guidata elicoidalmente 1'acqua di riscaldamento dalla conduttura di andata 16 con 1'ausilio di lamiere direttrici 20. Il raccordo per la conduttura di ritorno 13 è previsto all'interno del tubo di guida 18 sul coperchio 19.

Ai tubi dello scambiatore di calore secondario 17 è connesso un interruttore 21 dell'acqua con selettore di temperatura 22 e microinterruttore 23. Nell'esercizio di spillamento, sia quando tramite un accessorio di spillamento dalla conduttura dell'acqua di utilizzazione 24 viene prelevata acqua calda, acqua fredda fluisce attraverso la conduttura 25 dell'acqua fredda tramite 1'interruttore 21 dell'acqua. Per effetto della differenza di pressione il microinterruttore 23 dell'interruttore 21 dell'acqua mediante segnali, tramite la linea 26 sull'unità regolatrice 8 attiva 1'esercizio con acqua di utilizzazione.

Il bruciatore 1 tramite una conduttura del gas 27, una valvola del gas 28, comandata da un dispositivo di azionamento magnetico 29, nonché tramite un dispositivo di regolazione del gas, viene alimentato con gas. Il dispositivo di azionamento magnetico 29 è collegato per mezzo di una linea di impostazione 31, ed una soffiante 30 è collegata mediante una linea 32 con 1'unità regolatrice 8. Inoltre al bruciatore 1 sono associati anche dispositivi non rappresentati in dettaglio, come dispositivo di accensione, dispositivo di segnalazione della fiamma eccetera.

Nell' accumulatore 14 a passaggio è disposto un ulteriore apparecchio di riscaldamento, una bacchetta di riscaldamento elettrica 33. Una termosonda 34 tramite una conduttura capillare 35 è collegata con un interruttore di regolazione 36. Se in seguito alle perdite dell' accumulatore 1'acqua di riscaldamento nell' accumulatore 14 scende al di sotto di una determinata temperatura, allora la bacchetta di riscaldamento 33 tramite un interruttore di regolazione 36 mediante chiusura dei contatti 38 viene connessa alla rete 37 e la bacchetta di riscaldamento 33, rappresentante circa una potenza di 0,5 fino a 1 kW, compensa le perdite dell'accumulatore. Per poter staccare dalla rete 1'intero impianto sono previsti interruttori principali 39 e 40.

Il funzionamento dell'accumulatore a passaggio con scorta energetica dal lato dell'acqua di riscaldamento e ricarica elettrica ha luogo nel modo seguente:

Si parte dal fatto che 1'accumulatore 14 si trova nello stato riscaldato, ossia sono aperti entrambi i contatti 38. In seguito alle perdite dell'accumulatore dopo un certo tempo il circuito termostatico formato da termosonda 34 e interruttore di regolazione 36 chiuderà i contatti 38. Il contenuto dell'accumulatore viene riscaldato in breve tempo e dopo il raggiungimento della temperatura prescritta la termosonda 34 tramite 1'interruttore di regolazione 36 apre di nuovo i contatti 38 e la bacchetta di riscaldamento 37 si disinserisce.

Questo tipo di ricarica delle perdite dell'accumulatore esclusivamente tramite la bacchetta di riscaldamento elettrico 33 è essenzialmente più economico di una ricarica per mezzo del bruciatore 1. Una tale ricarica significherebbe che 1'intero apparecchio di riscaldamento, inclusi i sistemi di condutture, dovrebbe essere portato necessariamente a temperatura di esercizio. In tal caso dovrebbe entrare in funzione anche la pompa 3. La quantità di calore che dovrà essere in tal caso immessa nel circuito può essere superiore di un multiplo della quantità di calore necessaria per mantenere 1'accumulatore 14 a temperatura di esercizio.

In un esercizio a spillamento tramite il microinterruttore 23 dell'interruttore 21 dell' acqua viene attivato 1' esercizio ad acqua di utilizzazione. La valvola 9 a tre vie tramite 1'unità regolatrice 8 dal motore 10 viene commutata sul circuito di carica. Contemporaneamente tramite l'unità regolatrice 8 viène comandata la soffiante 30 del bruciatore e, una volta trascorso il tempo di lavaggio, viene comandata la valvola del gas 28, nonché il dispositivo di accensione, e il bruciatore 1 entra in funzione. Per il superamento di questo ritardo iniziale, nonché per attenuare variazioni di temperatura nel funzionamento cadenzato del bruciatore, è disponibile la scorta di acqua di riscaldamento. La guida del bruciatore 1 avviene tramite la termosonda di andata 6 con la minima isteresi possibile. Al termine di un'operazione di spillamento il microinterruttore 23 sull'interruttore 21 dell'acqua disinserisce il funzionamento del bruciatore. La pompa di circolazione 3 continua a funzionare ulteriormente per un breve periodo, per scaricare il calore residuo dalla camera di combustione e dallo scambiatore di calore 2. Successivamente 1'apparecchio di riscaldamento si porta in posizione di pronto (nell'esercizio estivo), oppure la valvola 9 a tre vie tramite 1'unità regolatrice 8 viene nuovamente commutata nel circuito di riscaldamento e 1'apparecchio di riscaldamento funziona nella modalità di riscaldamento (nell'esercizio invernale).

Claims

Rivendicazioni 1. Procedimento per tenere di scorta una piccola quantità di acqua potabile a livello di temperatura sufficientemente alto, per evitare il pericolo della legionella, in un accumulatore a passaggio, riscaldabile da almeno una sorgente di calore e presentante uno scambiatore di calore secondario, caratterizzato dal fatto che dapprima 1'acqua di riscaldamento viene riscaldata ed accumulata, che successivamente 1'acqua di utilizzazione condotta in un sistema di piccolo volume dello scambiatore di calore secondario, viene riscaldata, e che le perdite dell' accumulatore vengono compensate esclusivamente mediante ricarica da una seconda sorgente di calore, indipendente dalla sorgente di calore principale e dalla sua regolazione.
2. Dispositivo per attuare il procedimento secondo la rivendicazione 1, con un accumulatore a passaggio, riscaldabile da almeno una sorgente di calore, per uno scaldacqua combinato con preparazione di acqua di utilizzazione e riscaldamento di locali, specialmente per un apparecchio di riscaldamento a gas da parete, uno scambiatore di calore secondario con il quale 1'acqua di utilizzazione viene riscaldata dall'acqua di riscaldamento, con un accessorio di spillamento con interruttore dell' acqua, nonché con una valvola a tre vie per la commutazione dall'esercizio con acqua di riscaldamento a quello con acqua di utilizzazione, tramite una unità regolatrice, caratterizzato dal fatto che 1'accumulatore (14) è eseguito come accumulatore di acqua di riscaldamento, laddove 1'acqua di riscaldamento riempie lo spazio dell' accumulatore e viene ivi tenuta di scorta, che 1'acqua di utilizzazione è portata nello scambiatore di calore secondario (17) eseguito come serpentina tubolare liscia, . e che per la ricarica delle perdite dell' accumulatore è prevista una bacchetta di riscaldamento elettrica (33) inseribile indipendentemente dall'unità regolatrice (8).
3. Dispositivo, secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che sia per 1'esercizio con acqua di riscaldamento, sia anche per quello con acqua di utilizzazione, per superare il ritardo iniziale nonché per compensare le variazioni di temperatura, la scorta di acqua di riscaldamento nello spazio dell'accumulatore è prevista come compensazione, che la conduttura di andata (16) sbocca nella zona inferiore dell'accumulatore (14), laddove 1'acqua di andata è guidata mediante lamiere di deviazione, elicoidalmente, attorno ad un tubo di guida verticale (18), disposto coassialmente attorno allo scambiatore di calore secondario (17) sul fondo (19) del contenitore, e che la conduttura di ritorno (13) nel fondo del contenitore è connessa all'interno del tubo di guida (18).
4. Dispositivo, secondo la rivendicazione 2 oppure 3, caratterizzato dal fatto che la bacchetta di riscaldamento elettrica (33) è azionabile indipendentemente dall'unità regolatrice (8).
5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 2.fino a 4, caratterizzato dal fatto che la bacchetta di riscaldamento elettrica (33) è disposta all'interno della serpentina tubolare liscia dello scambiatore di calore secondario (17).