ITBO20090616A1

ITBO20090616A1 - Gruppo valvolare multifunzione per moduli in impianti di riscaldamento centralizzato

Info

Publication number: ITBO20090616A1
Application number: IT000616A
Authority: IT
Inventors: Alberto Spaggiari; Remo Spaggiari
Original assignee: O T M A S N C Di Spaggiari & C
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-03-25
Also published as: EP2306097B1; EP2306097A2; DK2306097T3; EP2306097A3

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?GRUPPO VALVOLARE MULTIFUNZIONE PER MODULI IN IMPIANTI DI RISCALDAMENTO CENTRALIZZATO?

La presente invenzione ? relativa ad un gruppo valvolare multifunzione per moduli autonomi di contabilizzazione e regolazione del calore in impianti di riscaldamento centralizzato.

In particolare, la presente invenzione trova vantaggiosa, ma non esclusiva applicazione negli impianti di riscaldamento domestico, cui la descrizione che segue far? esplicito riferimento senza per questo perdere in generalit?.

Negli impianti di riscaldamento domestico sono noti dei gruppi valvolari che prevedono un corpo principale cavo.

Il corpo principale cavo, a sua volta, comprende:

- un condotto di ingresso dell?acqua calda proveniente da un impianto di riscaldamento centralizzato;

- un condotto di mandata dell?acqua calda verso i mezzi riscaldanti dell?impianto domestico;

- un condotto di ritorno dell?acqua fredda proveniente dai mezzi riscaldanti dell?impianto domestico;

- un condotto di uscita dell?acqua fredda verso l? impianto di riscaldamento centralizzato;

- un alloggiamento atto a contenere un elemento di otturazione a comando motorizzato e contrastato da mezzi elastici; l?elemento di otturazione essendo atto a chiudere a comando il condotto di uscita dell?acqua calda verso i mezzi riscaldanti; ed

- eventualmente un condotto di by-pass atto a mettere in collegamento idraulico il ramo di ingresso dell?acqua calda con il ramo di uscita dell?acqua fredda.

Tali gruppi valvolari prevedono l?uso di almeno un filtro dell?acqua, di una valvola di bilanciamento delle perdite di carico sui due rami dell?impianto, ed eventualmente, nel caso vi sia un condotto di by-pass, di un regolatore di flusso dell?acqua nel by-pass stesso. Tuttavia, nei gruppi valvolari conosciuti, la regolazione, l?ispezione e l?eventuale manutenzione del filtro, della valvola di bilanciamento, ed eventualmente del regolatore di flusso sono scomodi in quanto l?accesso a tali elementi non avviene esclusivamente secondo direzioni frontali.

Inoltre, bisogna sempre prevedere diverse versioni dello stesso gruppo valvolare in funzione delle diverse configurazioni delle connessioni idrauliche. In particolare un primo modello con gli attacchi per l?acqua calda sulla sinistra, ed un secondo modello con gli attacchi dell?acqua calda sulla destra.

Per di pi? i modelli attuali non consentono alcuna flessibilit? per quanto riguarda gli allacciamenti idraulici con il resto dell?impianto di riscaldamento.

Pertanto, scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un gruppo valvolare multifunzione, il quale sia esente dagli inconvenienti sopra descritti e, nello stesso tempo, sia di facile ed economica realizzazione.

Secondo la presente invenzione viene realizzato, quindi, un gruppo valvolare, secondo quanto rivendicato nella rivendicazione 1 o in una qualsiasi delle rivendicazioni dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1.

La presente invenzione verr? ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:

- la figura 1 illustra un lay-out generale di un impianto di riscaldamento domestico in cui viene utilizzato un modulo di contabilizzazione del calore contenente un gruppo valvolare secondo la presente invenzione;

- la figura 2 mostra una prima disposizione del gruppo valvolare secondo la presente invenzione;

- la figura 3 fa vedere una seconda disposizione del gruppo valvolare secondo la presente invenzione;

- la figura 4 illustra il gruppo valvolare come mostrato nelle figure 2, 3 con le varie possibilit? di connessione idraulica al resto dell?impianto;

- la figura 5 mostra un esploso del gruppo valvolare secondo la presente invenzione; e

- la figura 6 fa vedere una sezione longitudinale A-A (eseguita sul dispositivo di figura 4) del gruppo valvolare mostrato nelle figure 2, 3, 4, 5.

In figura 1, con 100 ? indicato, nel suo complesso, un gruppo valvolare multifunzione oggetto della presente invenzione inserito in un modulo 10 per la distribuzione e contabilizzazione del calore di un impianto di riscaldamento domestico.

In modo noto il modulo 10 comprende, inoltre, i seguenti elementi interconnessi tra di loro:

(a) - una caldaia (CLD) di riscaldamento centralizzato;

(b) - un ramo 11 di distribuzione di acqua calda verso almeno un radiatore (RT); l?acqua calda e pompata verso il radiatore (RT) da una pompa (PP);

(c) ? un ramo 12 di ritorno dell?acqua fredda proveniente dal radiatore (RT) verso la caldaia (CLD);

(d) ? un attuatore elettrico 20 agente su una valvola a due o tre vie appartenente al gruppo valvolare 100; l?attuatore elettrico 20 essendo comandato da una centralina elettronica (CC);

(e) - un cronotermostato (TT), posto nell?ambiente da riscaldare, atto a rilevare la temperatura dell?ambiente e ad inviare tali dati alla citata centralina elettronica (CC); ed

(f) - un contatore di calore 30 situato nel ramo 12 di ritorno collegato elettricamente con un bus 40 atto ad inviare i dati relativi al consumo termico del radiatore (RT) ad una centrale di elaborazione dati (non illustrata).

Con riferimento in particolare alle figure 2 e 6 il gruppo valvolare 100 presenta un corpo principale cavo 101, in metallo o in plastica, realizzato, preferibilmente, ma non necessariamente, con una unica operazione di pressofusione. In altre parole, il corpo centrale cavo 101 ? un monoblocco cavo provvisto di una pluralit? di aperture (vedi oltre).

Come mostrato in figura 6, il corpo principale cavo 101 presenta una apertura d?ingresso 102 dell?acqua calda, di asse (X) ed una apertura di uscita 103 dell?acqua calda stessa di asse (Y). Gli assi (X) e (Y) nella forma di attuazione mostrata nelle figure allegate non sono allineati fra di loro.

Con riferimento alle figure 1, 6, l?apertura d?ingresso 102 e quella di mandata 103 sono raccordate, rispettivamente, con un condotto 11A ed con un condotto 11B, appartenenti entrambi al ramo 11 di distribuzione di acqua calda.

In figura 6 sono anche rappresentate una apertura di ritorno 104 dell?acqua fredda proveniente dal radiatore (RT), ed una apertura di uscita 105 dell?acqua fredda verso la caldaia (CLD). Sempre con riferimento alla figura 1, l?apertura di ritorno 104 e quella di uscita 105 dell?acqua fredda sono raccordate, rispettivamente, con un condotto 12A ed un condotto 12B, appartenenti entrambi al ramo 12 di ritorno dell?acqua fredda stessa. L?apertura di ritorno 104 e quella di uscita 105 dell?acqua fredda sono allineate lungo un unico asse (Z).

In realt?, nella presente invenzione, come sar? visto meglio nel prosieguo con riferimento, per esempio, alla figura 4, il corpo principale 101 prevede tre aperture 103A, 103B, 103C, una sola delle quali, durante il montaggio, viene effettivamente accoppiata con una estremit? del condotto 11B. Ciascuna delle altre due aperture, scelte tra le aperture 103A, 103B, 103C, non utilizzate viene chiusa dal montatore mediante un rispettivo tappo (non illustrato). La scelta di quale delle tre aperture 103A, 103B, 103C, deve essere collegata al condotto 11B viene effettuata tenendo conto di come ? disposto il condotto 11B nell?impianto 10.

Inoltre il corpo principale 101 prevede due aperture 104A, 104B, una sola delle quali viene effettivamente accoppiata con il contatore di calore 30 (figure 4, 6). L?altra apertura rimasta non utilizzata viene chiusa dal montatore mediante un rispettivo tappo (non illustrato). La scelta di quale delle due aperture 104A, 104B deve essere collegata al contatore di calore 30 viene effettuata tenendo conto di quale ? la disposizione pi? comoda (se in verticale o in orizzontale), dal punto di vista impiantistico, del contatore di calore 30 stesso. E? da notare, inoltre, che l?acqua fredda di ritorno dal radiatore (RT), prima di fluire attraverso il corpo principale 101, passa attraverso il contatore di calore 30.

Dall?osservazione di figura 6 ? possibile dedurre il fatto che il corpo principale centrale 101 pu? anche essere considerato come un insieme di condotti, nella fattispecie:

- condotti 202, 203A (203B, 203C: non indicati in figura 6) relativi all?acqua calda da inviare al radiatore (RT);

- condotti 204A (204B), 205 nei quali fluisce l?acqua fredda di ritorno dal radiatore (RT);

- condotto 206 (di asse (K)) atto a contenere una cartuccia a tre vie 220 nel cui interno vi ? uno stelo 221 di un otturatore 222 contrastato, in maniera nota, da una molla elicoidale 223;

- condotto 207 di by-pass tra i rami 11, 12; i condotti 206, 207 e 104B prevedono tutti lo stesso asse (K).

Il condotto 207 di by-pass ? utile se si dispone di una pompa (PP) a portata costante. Tuttavia, come vedremo, nel caso in cui il costruttore abbia a disposizione una pompa (PP) a portata variabile ? possibile chiudere il condotto di by-pass 207 tramite un regolatore di flusso, ed utilizzare una valvola a 2 vie anzich? una valvola a 3 vie. In questo caso la portata di acqua calda attraverso il condotto 11A si autoregola in funzione della domanda di calore da parte del radiatore (RT).

All?interno del corpo principale 101, ed in particolare del condotto 202, dunque sul lato di arrivo dell?acqua calda, ? alloggiato un filtro 230 visibile anche nell?esploso di figura 5. Tale filtro 230, ovviamente, serve a filtrare l?acqua calda prima del suo passaggio dal condotto 202 al condotto 203A (o, a scelta, 203B, oppure 203C).

Come illustrato in maggior dettaglio in figura 5 il filtro 230 ? alloggiato in una sede 231 sostanzialmente cilindrica, il cui asse (J1) ? trasversale all?asse (X).

Ciascuna apertura verso l?esterno della sede 231 ? chiusa da un rispettivo coperchio 232A, 232B. Tra ciascun coperchio 232A, 232B e ciascuna rispettiva apertura della sede 231 ? posta una rispettiva guarnizione 233A, 233B. Per fissare i coperchi 232A, 232B al corpo principale 101 si utilizzano delle viti (VT) avvitate su apposite sedi filettate previste sulla superficie esterna del corpo principale 101 stesso (figura 5).

In figura 6 si ? mostrato, inoltre, che all?interno del condotto 207 vi ? una valvola by-pass 224 differenziale pre-tarata, che, come sar? visto meglio in seguito quando verr? spiegato il funzionamento del gruppo valvolare 100, serve, alla bisogna, a simulare le perdite di carico che si avrebbero a valle del gruppo valvolare 100 stesso quando il passaggio dell?acqua calda verso il radiatore (RT) ? impedito dalla chiusura del condotto 103A (o 103B, oppure 103C) da parte dell?otturatore 222.

Sia detto incidentalmente, che nella configurazione mostrata in figura 6 il condotto 203A ? chiuso, mentre il condotto di by-pass 207 ? aperto.

Il condotto di by-pass 207, inoltre, ? provvisto di un regolatore di flusso 240 alloggiato in una sede 241 di asse trasversale (J2) (sostanzialmente parallelo all?asse (J1)) ricavata nel corpo principale 101. Tale regolatore di flusso 240 pu? funzionare da rubinetto on/off per rendere attivo, oppure escludere, il condotto di by-pass 207.

Come illustrato in figura 5, il regolatore di flusso 240 ? conformato vantaggiosamente a cilindro attraversato da un foro 242 trasversale all?asse (J2). Inoltre, il regolatore di flusso 240 prevede su ciascuna delle sue due estremit? una rispettiva tacca 234A, 234B la quale consente di regolare il grado di apertura/chiusura del regolatore di flusso 240 stesso operando sia secondo la VISTA A, che secondo la VISTA B (figure 2, 3). In altre parole, in figura 3 si ? mostrato lo stesso gruppo valvolare 100 mostrato in figura 2 soltanto ruotato di 180? intorno ad un asse verticale qualsiasi. La regolazione del grado di apertura/chiusura del regolatore di flusso 240 avviene facendolo ruotare intorno all?asse (J2) utilizzando un giravite (non mostrato) impegnato con una delle due tacche 234A,234B.

Nel condotto 205 viene realizzata una sede 250 (figure 5, 6) atta a contenere una valvola di bilanciamento 251 conformata essenzialmente come il regolatore di flusso 240. Anche la valvola di bilanciamento 251 presenta vantaggiosamente una forma a cilindro, il quale ? attraversato da un foro 252 trasversale ad un asse (J3). Gli assi (J1), (J2), (J3) sono sostanzialmente paralleli tra di loro. Inoltre, la valvola di bilanciamento 251 prevede su ciascuna delle sue estremit? una rispettiva tacca 253A, 253B che consente di regolare la valvola di bilanciamento 251 stessa operando sia secondo la VISTA A, che secondo la VISTA B (figure 2, 3).

La regolazione del grado di apertura/chiusura della valvola di bilanciamento 251 avviene facendola ruotare intorno all?asse (J3) utilizzando un giravite (non mostrato) impegnato con una delle due tacche 253A, 253B.

La valvola di bilanciamento 251 serve a bilanciare (attraverso la regolazione del suo grado di apertura/chiusura) le perdite di carico sui due rami 11, 12.

Nella forma di attuazione mostrata in figura 5 le sedi 241, 250 sono chiuse da due piastrine trasversali 260A, 260B, poste da facce opposte, in uso fissate al corpo principale 101, provviste di relativi fori di passaggio delle superfici frontali del regolatore di flusso 240 e della valvola di bilanciamento 251. Il contorno di ciascun foro realizzato sulle piastrine 260A, 260B ? provvisto di una relativa scala graduata per consentire all?utente di regolare in maniera precisa l?apertura/chiusura del regolatore di flusso 240 e della valvola di bilanciamento 251.

E? ovvio per l?uomo dell?arte che ? possibile utilizzare qualsiasi accorgimento (per esempio una manopola) al posto delle tacche 234A, 234B e/o delle tacche 253A, 253B per ruotare il regolatore di flusso 240 e/o la valvola di bilanciamento 251 intorno all?asse (J2), oppure, rispettivamente, intorno all?asse (J3).

Grazie al fatto che, come abbiamo visto, il filtro 230 ? ispezionabile secondo la VISTA A (figura 2) asportando solo il coperchio 232A, oppure secondo la VISTA B (figura 3) togliendo soltanto il coperchio 232B, si ? ottenuta una estrema flessibilit? d?uso del gruppo valvolare 100 che pu? essere pertanto utilizzato sia nella configurazione di figura 2 che in quella di figura 3 senza che si debba operare su di esse nessun cambiamento strutturale.

E? possibile fare un analogo ragionamento per il regolatore di flusso 240 e/o per la valvola di bilanciamento 251 che sono regolabili sia nella configurazione di figura 2 che in quella di figura 3 senza effettuare su di essi nessun cambiamento strutturale.

Come abbiamo detto un forte contributo all?estrema flessibilit? del gruppo valvolare 100 ? dato anche sia dalla presenza delle aperture 103A, 103B, 103C, che consentono la scelta dell?allacciamento pi? comodo per l?installatore con il condotto 11B, sia dall?esistenza delle due aperture 104A, 104B per montare nella maniera pi? conveniente il contatore di calore 30.

Con riferimento alle figure 1, 5, 6, il montaggio del gruppo valvolare 100 e la messa a punto dell?impianto 10 avviene secondo le seguenti operazioni:

- si sceglie e si monta nell?impianto 10 il gruppo valvolare 100 migliore in funzione del tipo d?impianto (cio?, in definitiva, si stabilisce se montare il gruppo valvolare 100 secondo quanto illustrato in figura 2, oppure in figura 3);

- si raccorda il gruppo valvolare 100 con il resto dell?impianto 10 utilizzando una delle aperture di mandata 103A, 103B, 103C ed una delle aperture di ritorno 104A, 104B;

- in funzione del tipo di pompa (PP) (se a portata costante o a portata variabile) si sceglie se utilizzare una valvola a 3 vie oppure una valvola a 2 vie;

- se si utilizza il condotto 207 di by-pass si sceglie una valvola by-pass 224 differenziale pre-tarata avente determinate caratteristiche che simulano le perdite di carico dell?acqua in transito attraverso il condotto 11B, il radiatore (RT) ed il condotto 12A posti in serie;

- se si utilizza il condotto 207 di by-pass si apre il regolatore di flusso 240;

- si regola l?apertura/chiusura la valvola di bilanciamento 251 in funzione delle perdite di carico dell?acqua che fluisce nell?impianto 10.

In uso, se l?impianto 10 prevede l?uso di una pompa (PP) a portata costante, e se il termostato (TT) rileva che nell?ambiente ? stata superata una certa temperatura preimpostata la centralina elettronica (CC) invia un segnale all?attuatore elettrico 20 in modo che venga chiuso il condotto 203A (o 203B, oppure 203C) dall?otturatore 222. L?acqua calda viene by-passata direttamente dal condotto 202 al condotto 205 (e quindi dal ramo 11 al ramo 12). Pertanto viene impedito il flusso di acqua calda nei condotti 11B, 12A e nel radiatore (RT). Non avviene quindi cessione di calore nell?ambiente attraverso il radiatore (RT).

Se la temperatura ambiente si abbassa il sistema fa in modo che l?otturatore 222 si disponga in modo da lasciare libero il flusso di acqua dal condotto 202 al condotto 203A (o 203B, oppure 203C).

Il principale vantaggio del gruppo valvolare oggetto della presente invenzione consiste nel fatto che lo stesso gruppo valvolare pu? essere utilizzato nella configurazione mostrata in figura 2, oppure nella configurazione di figura 3. In altre parole se dovesse essere pi? facile montare il gruppo valvolare come mostrato in figura 3 baster? ruotare il gruppo valvolare mostrato in figura 2 di 180? intorno ad un asse verticale qualsiasi.

L?ispezione, e l?eventuale sostituzione, del filtro e/o la regolazione del grado di apertura/chiusura del regolatore di flusso e/o della valvola di bilanciamento possono effettuate secondo la VISTA A (figura 1), oppure secondo la VISTA B, utilizzando, e questa ? la cosa pi? importante, lo stesso gruppo valvolare.

Un ulteriore vantaggio del gruppo valvolare secondo l?invenzione consiste nel fatto che vi sono almeno tre aperture di uscita dell?acqua calda dal gruppo stesso, ed almeno due aperture per il montaggio di un contatore di calore. Le aperture verranno scelte in funzione di come sono disposti gli atri elementi dell?impianto di riscaldamento.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo valvolare (100) per moduli in impianti di riscaldamento centralizzati; il gruppo valvolare (100) prevedendo un corpo principale cavo (101) comprendente, a sua volta,: - un condotto (202) di ingresso dell?acqua calda proveniente da una caldaia (CLD); - almeno un condotto (203A, 203B, 203C) di mandata dell?acqua calda verso mezzi riscaldanti (RT); - almeno un condotto (204A, 204B) di ritorno dell?acqua fredda proveniente dai mezzi riscaldanti (RT); - un condotto (205) di uscita dell?acqua fredda verso la caldaia (CLD); - un alloggiamento (206) atto a contenere un elemento di otturazione (222) contrastato da mezzi elastici (223); detto elemento di otturazione (222) essendo atto a chiudere a comando elettrico almeno un condotto (203A, 203B, 203C); - ed eventualmente un condotto di by-pass (207) atto a mettere in collegamento idraulico i condotti (202) e (203A, 203B, 203C), da una parte, con i condotti (204A, 204B) e (205), dall?altra; gruppo valvolare (100) caratterizzato dal fatto di prevedere almeno un filtro (240) atto ad essere ispezionato e/o sostituito secondo una direzione (J1) trasversale ad un asse (X) del condotto (202), e dal fatto che l?ispezione e/o la sostituzione del filtro (240), sullo stesso gruppo valvolare (100), sono/? atte/a ad essere eseguite/a sia secondo una prima vista frontale (VISTA A), che secondo una seconda vista frontale (VISTA B).
2. Gruppo valvolare (100), come rivendicato alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere, inoltre, mezzi di bilanciamento (251) il cui asse (J3) ? posto trasversalmente ad un asse (Z) di detto condotto (205).
3. Gruppo valvolare (100), come rivendicato alla rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di bilanciamento (251) comprendono una valvola di bilanciamento (251) che presenta vantaggiosamente una forma a cilindro, il quale ? attraversato da un foro (252) trasversale all?asse (J3).
4. Gruppo valvolare (100), come rivendicato alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta valvola di bilanciamento (251) prevede su ciascuna delle sue estremit? rispettivi mezzi (253A, 253B) che consentono di regolare la valvola di bilanciamento (251) stessa operando sia secondo la (VISTA A), che secondo la (VISTA B).
5. Gruppo valvolare (100), come rivendicato alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la regolazione del grado di apertura/chiusura della valvola di bilanciamento (251) avviene facendola ruotare intorno al proprio asse (J3).
6. Gruppo valvolare (100), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che, nel caso vi sia detto condotto di by-pass (207), tale condotto di by-pass (207) ? munito di un regolatore di flusso (240) alloggiato in una sede (241) di asse (J2) sostanzialmente trasversale ad un asse (K) del condotto di by-pass (207) stesso.
7. Gruppo valvolare (100), come rivendicato alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che, il regolatore di flusso (240) ? conformato vantaggiosamente a cilindro attraversato da un foro (242) trasversale all?asse (J2).
8. Gruppo valvolare (100), come rivendicato alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che, detto regolatore di flusso (240) prevede su ciascuna delle sue estremit? rispettivi mezzi (234A, 234B) che consentono di regolare il regolatore di flusso (240) stesso operando sia secondo la (VISTA A),che secondo la (VISTA B).
9. Gruppo valvolare (100), come rivendicato alla rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la regolazione del grado di apertura/chiusura del regolatore di flusso (240) avviene facendolo ruotare intorno al proprio asse (J2).
10. Gruppo valvolare (100), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere almeno tre aperture (103A, 103B, 103C) dal lato di mandata dell?acqua calda verso i mezzi riscaldanti (RT); ciascuna di dette almeno tre aperture (103A, 103B, 103C) essendo atta ad essere accoppiata, a scelta, con un condotto (11B).
11. Gruppo valvolare (100), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere almeno due aperture (104A, 104B) di ritorno dell?acqua fredda proveniente dai mezzi riscaldanti (RT); ciascuna di dette almeno due aperture (104A, 104B) essendo atta ad essere accoppiata, a scelta, con un dispositivo contatore di calore (30).
12. Gruppo valvolare (100), come rivendicato alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto di comprendere due piastrine trasversali (260A, 260B), poste da facce opposte, fissate a detto corpo principale (101); dette due piastrine trasversali (260A, 260B) essendo provviste di relativi fori di passaggio delle superfici frontali di detto regolatore di flusso (240) e di detta valvola di bilanciamento (251).
13. Gruppo valvolare (100), come rivendicato alla rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che il contorno di ciascun foro realizzato su dette piastrine (260A, 260B) ? provvisto di una relativa scala graduata per consentire all?utente di regolare in maniera precisa l?apertura/chiusura di detto regolatore di flusso (240) e/o di detta valvola di bilanciamento (251).