ITBO20110171A1 - Collettore per impianti idraulici multi-zona - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F24D3/1066—Distributors for heating liquids
Description
DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“COLLETTORE PER IMPIANTI IDRAULICI MULTI-ZONAâ€
La presente invenzione à ̈ relativa ad un collettore per impianti idraulici multi-zona.
Nell’ambito degli impianti di riscaldamento sono noti dei collettori per impianti idraulici multi-zona. Ciascun collettore comprende generalmente un corpo principale cavo provvisto di mezzi di separazione tra le acque calde e le acque fredde, e dei raccordi di smistamento delle acque calde, rispettivamente, delle acque fredde.
Tuttavia un tipico collettore à ̈ ottenuto, per esempio, partendo da un profilato a “C†, al cui interno vengono saldati dei setti di separazione tra le acque calde e quelle fredde, profilato che poi viene chiuso da una quarta parete laterale e da due pareti di testa, anch’esse saldate.
Tutto ciò comporta una lavorazione artigianale di ciascun pezzo che implica parecchie saldature manuali, le quali, ovviamente, fanno levitare il prezzo del collettore.
Scopo principale della presente invenzione à ̈, quindi, quello di realizzare un collettore per impianti idraulici multi-zona in cui non vi à ̈ la necessità di assemblare elementi mediante operazioni di saldatura, ma gli accoppiamenti tra i diversi elementi viene effettuata sfruttando sostanzialmente le deformazioni elastiche degli elementi stessi da assemblare.
Pertanto, secondo la presente invenzione viene realizzato un collettore per impianti idraulici multi-zona secondo quanto rivendicato nella rivendicazione 1 o in una qualsiasi delle rivendicazioni dipendenti direttamente o indirettamente dalla rivendicazione 1.
Per una migliore comprensione della presente invenzione vengono ora descritte alcune forme di attuazione preferite, a puro titolo di esempi non limitativi e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la figura 1 illustra schematicamente un impianto per la produzione e la distribuzione di acqua calda in cui à ̈ inserito almeno un collettore per impianti idraulici multizona realizzato secondo gli insegnamenti della presente invenzione;
- la figura 2 mostra una vista tridimensionale di una prima forma di attuazione di un collettore per impianti idraulici multi-zona realizzato secondo gli insegnamenti della presente invenzione;
- la figura 3 fa vedere un esploso del collettore di cui alla figura 2;
- la figura 4 illustra una vista laterale del collettore di cui alle figure 2, 3;
- la figura 5 mostra una vista dall’alto del collettore di cui alle figure 2, 3, 4;
- la figura 6 fa vedere una vista dal basso del collettore di cui alle figure 2, 3, 4, 5;
- la figura 7 illustra una prima sezione trasversale A-A di un collettore secondo le figure 2, 3, 4, 5;
- la figura 8 mostra una seconda sezione trasversale B-B di un collettore secondo le figure 2, 3, 4, 5;
- la figura 9 fa vedere una sezione trasversale ingrandita di una seconda forma di attuazione di un collettore per impianti idraulici multi-zona realizzato secondo gli insegnamenti della presente invenzione; e
- la figura 10 illustra una sezione trasversale ingrandita di una terza forma di attuazione di un collettore per impianti idraulici multi-zona realizzato secondo gli insegnamenti della presente invenzione.
In figura 1, con (IMP) si à ̈ indicato, nel suo complesso, un impianto di riscaldamento ad acqua calda munito di una caldaia (CLD), di un circuito idraulico (CIR) provvisto di una pompa principale (PP) e di un collettore 10 per impianti idraulici multi-zona realizzato secondo i dettami della presente invenzione.
Come mostrato sempre in figura 1 tale collettore 10 serve da partenza e da arrivo di una pluralità di impianti idraulici (IDR1), (IDR2), (IDR3). Ciascun impianto idraulico (IDR1), (IDR2), (IDR3) serve ad alimentare con acqua calda una rispettiva zona (Z1), (Z2), (Z3).
Pertanto, ciascuna zona (Z1), (Z2), (Z3) diventa così indipendente rispetto alle altre zone dal punto di vista del suo bisogno di calore.
In altre parole, in un certo appartamento, nella zona (Z1) potrebbero essere compresi i vani da riscaldare in alta temperatura (mandata/ritorno 70°/50°C) con termosifoni ad acqua calda, mentre, per esempio, le zone (Z2, Z3) potrebbero comprendere i vani da riscaldare in bassa temperatura (mandata/ritorno 40/30°C) con pavimento radiante ad acqua calda. È chiaro, quindi, che, necessitando di potenze calorifiche e temperature dell’acqua diverse, ciascun impianto idraulico (IDR1), (IDR2), (IDR3) deve essere dimensionato nel modo più conveniente per garantire il giusto comfort nell’unità di tempo in ciascuna condizione di lavoro. Nel caso di un impianto di riscaldamento a zone ciascun impianto idraulico (IDR1), (IDR2), (IDR3) deve essere previsto di un tubo di mandata ed un tubo di ritorno da/verso il collettore 10.
A sua volta, il collettore 10 deve essere anche provvisto di un raccordo generale di ritorno 20 verso la caldaia (CLD) e di un raccordo generale di mandata 30 dalla caldaia (CLD) stessa.
Al collettore 10 Ã ̈ anche associato un dispositivo degassificatore 25, una scheda di controllo 26 a cui sono collegati elettronicamente dei termostati ambiente (TR1), (TR2), (TR3), responsabile, ciascuno, del controllo della temperatura di ciascuna rispettiva zona (Z1), (Z2), (Z3).
Si noti anche che la scheda di controllo 26 à ̈ collegata elettricamente con una pluralità di valvole di regolazione e/o una pluralità di pompe sempre relative a ciascuna zona (Z1), (Z2), (Z3) (figura 1), con la finalità di regolare la temperatura e la portata dell’acqua calda nelle varie zone (Z1), (Z2), (Z3).Una pluralità di inserti di valvole unidirezionali 85 molto compatti, realizzati in materiale termoplastico, sono accoppiati direttamente all’interno dei raccordi 80A, 80B, 80C, di ritorno zone del collettore 10 con la funzione di impedire circolazioni d’acqua calda inverse o passive nelle zone momentaneamente in stand-by con pompa non attivata.
Vantaggiosamente l’integrazione delle valvole unidirezionali 85, all’interno dei raccordi 80A, 80B, 80C, di ritorno zone del collettore 10 consente di:- risparmiare un corpo valvola in materiale metallico per ciascuna zona;-avere una conseguente riduzione degli ingombri esterni;-ottenere una considerevole riduzione dei costi di fabbricazione e dei tempi di assemblaggio; ed
- eliminare dei giunti idraulici per sigillare a tenuta i corpi valvola.
Il collettore 10 Ã ̈ mostrato in maggior dettaglio nelle figure 2-8.
Il collettore 10 comprende un corpo principale cavo 40, che nelle forma di attuazione mostrata in figura 2 presenta una sezione trasversale di forma quadrata.
In particolare il corpo principale cavo 40 presenta una faccia superiore 40A, una faccia inferiore 40B e due facce laterali 40C, 40D.
Ovviamente le stesse considerazioni valgono per corpi principali cavi (non illustrati) la cui sezione trasversale à ̈ rettangolare.
All’interno del corpo principale cavo 40 à ̈ inserito un elemento separatore 50, in questa particolare forma di attuazione a forma di “V†. In altre parole l’elemento separatore 50 comprende due pareti 50A e 50B unite da uno spigolo 51 (figura 3).
Vantaggiosamente, ma non necessariamente, le due pareti 50A, 50B possono essere ottenute di pezzo, in particolare, possono essere ottenute dal piegamento di uno stesso pezzo di lamiera.
Ciascuna parete 50A, 50B, a sua volta, presenta un rispettivo segmento di base 51A, 51B (figura 3).
Nella configurazione illustrata nelle figure 2, 3, mentre lo spigolo 51 à ̈ appoggiato alla faccia inferiore 40B, il segmento di base 51A coincide sostanzialmente con l’angolo solido formato dalla intersezione delle facce 40A, 40C, mentre, rispettivamente, il segmento di base 51B, coincide sostanzialmente con l’angolo solido formato dalla intersezione delle facce 40A, 40D.
L’elasticità del materiale con cui à ̈ realizzato l’elemento separatore 50 (e/o il corpo principale cavo 40) permette un intimo contatto tra lo spigolo 51 ed i segmenti di base 51A, 51B con l’interno del corpo principale cavo 40. In questo modo si ottiene la suddivisione dello spazio interno del corpo principale cavo 40 in tre settori prismatici 60A, 60B, 60C sostanzialmente a tenuta (figura 2).
In particolare:
- il settore prismatico 60A à ̈ definito dall’intera faccia laterale 40C, da una prima porzione 40B* della faccia inferiore 40B e dalla parete laterale 50A dell’elemento separatore 50;
- il settore prismatico 60B à ̈ definito dall’intera faccia laterale 40D, da una seconda porzione 40B** della faccia inferiore 40B e dalla parete 50B dell’elemento separatore 50; ed
- il settore prismatico 60C à ̈ definito dall’intera faccia superiore 40A e dalle pareti 50A, 50B dell’elemento separatore 50.
Inoltre, come mostrato sempre nelle figure 2, 3, sulla parete 50B viene realizzata una prima asola passante 70A, mentre, rispettivamente, sulla parete 50A viene eseguita una seconda asola passante 70B.
L’asola passante 70A mette in comunicazione idraulica il settore prismatico 60B con il settore prismatico 60C, mentre, a sua volta, l’asola passante 70B serve a mettere in comunicazione idraulica il settore prismatico 60A sempre con il settore prismatico 60C.
Come mostrato sempre in figura 2, un raccordo generale 20A ed un raccordo generale 30A sono collegati idraulicamente con il settore prismatico 60C centrale. Si noti che dal raccordo generale 20A esce un flusso di acqua di ritorno verso la caldaia (CLD) secondo una freccia (F1), mentre nel raccordo generale 30A entra il flusso d’acqua di mandata proveniente dalla caldaia (CLD) stessa secondo una freccia (F2).
Sulla faccia superiore 40A à ̈ presente anche un raccordo 25A su cui à ̈ avvitato il citato dispositivo degassificatore 25.
Sempre con riferimento alla figura 2, ciascun raccordo di mandata 90A, 90B, 90C, verso le zone à ̈ associato ad un rispettivo foro passante realizzato sulla prima porzione 40B** della faccia inferiore 40B.
Analogamente, ciascun raccordo di ritorno 80A, 80B, 80C, dalle zone à ̈ associato ad un rispettivo foro passante realizzato sulla seconda porzione 40B* della faccia inferiore 40B.Con riferimento alla figura 4, ciascun raccordo di ritorno 80A, 80B, 80C, dalle zone, ha una sede interna dimensionata per ricevere in accoppiamento diretto l’inserto termoplastico di valvola unidirezionale 85.
Ovviamente, ciascun circuito idraulico (IDR1), (IDR2), (IDR3) comprende almeno un raccordo di ritorno 80A, 80B, 80C, dalle zone ed almeno un raccordo di mandata 90A, 90B, 90C verso le zone (vedi anche figura 1.
Si notino anche i flussi di acqua che attraversano i raccordi 80A, 80B, 80C (contraddistinti sempre dalla freccia (F1)), e, rispettivamente i flussi di acqua che attraversano i raccordi 90A, 90B, 90C (contraddistinti sempre dalla freccia (F2)).
Come illustrato nelle figure 2, 3, il corpo principale cavo 40 à ̈ chiuso alle sue estremità da due tappi uguali 95, 96. Tali tappi 95, 96 sono fissati al corpo principale cavo 40 tramite mezzi conosciuti, per esempio tramite saldatura.
Il funzionamento del collettore 10 Ã ̈ il seguente:
- l’acqua fredda di ritorno dalle zone fluisce nel settore prismatico 60A secondo la freccia (F1) (figura 2); tutta l’acqua fredda raccolta nel settore prismatico 60A proveniente da tutti i raccordi di ritorno zone 80A, 80B, 80C (freccia (F1)) passa dal settore prismatico 60A al settore prismatico 60C fluendo attraverso l’asola passante 70B (freccia (F3)); tale acqua fredda viene subito dopo immediatamente risucchiata nel raccordo generale 20A (freccia (F3)) ed inviata alla caldaia (CLD) dell’impianto (IMP);
- analogamente, l’acqua calda che fluisce verso le zone (Z1), (Z2), (Z3) scorre nel raccordo generale 30A verso il settore prismatico 60C (freccia (F2)); l’acqua calda passa poi dal settore prismatico 60C al settore prismatico 60B fluendo attraverso l’asola passante 70A (freccia (F4)) e dal settore prismatico 60B viene poi distribuita nella varie zone tramite i raccordi 90A, 90B, 90C (freccia (F2)).
Si noti altresì che nel settore prismatico 60C, pur essendo presenti contemporaneamente sia l’acqua fredda che l’acqua calda, tali acque a temperature diverse non si miscelano in maniera rimarchevole all’interno del settore prismatico 60C stesso perché l’acqua in uscita dal raccordo generale 20A à ̈ risucchiata dalla pompa (PP) (figura 1), mentre l’acqua in ingresso dal raccordo 30A à ̈ risucchiata attraverso l’asola passante 70A ed i raccordi 90A, 90B, 90C a causa dell’effetto aspirante delle pompe abbinate a ciascun impianto idraulico (IDR1), (IDR2), (IDR3).
Nella parte centrale del settore prismatico 60C vi sarà , pertanto, soltanto una miscelazione trascurabile tra l’acqua calda e l’acqua fredda.
Si à ̈ trovato sperimentalmente che per avere degli ottimi risultati per quanto riguarda il deflusso delle acque si devono avere i seguenti valori:
- la sezione trasversale del settore prismatico 60C deve essere almeno 1,8 volte maggiore della sezione trasversale del settore prismatico 60A, oppure della sezione trasversale del settore prismatico 60B (dato che le sezioni trasversali dei settori prismatici 60A, 60B sono uguali);
- la sezione trasversale di ciascuna asola passante 70A, 70B deve essere almeno 1,2 volte maggiore della sezione trasversale del settore prismatico 60A, oppure della sezione trasversale del settore prismatico 60B (dato che le sezioni trasversali dei settori prismatici 60A, 60B sono uguali); e
- la sezione trasversale di ciascun raccordo di mandata zone 90A, 90B, 90C, e di ritorno zone 80A, 80B, 80C, deve essere inferiore a 0,4 volte la sezione trasversale del settore prismatico 60A, oppure la sezione trasversale del settore prismatico 60B (dato che le sezioni trasversali dei settori prismatici 60A, 60B sono uguali).
Si noti che all’interno del corpo principale 40 non vi à ̈ alcuna saldatura ma che, come à ̈ stato detto, l’accoppiamento tra l’elemento separatore 50 ed il corpo principale 40 stesso avviene per contatto forzato tra i due elementi sfruttando l’elasticità del materiale, eventualmente metallico, con cui à ̈ costruito l’elemento separatore 50.
Il procedimento di costruzione del collettore 10 per impianti idraulici multi-zona à ̈ il seguente:
- partendo da un profilato di sezione quadrangolare lavorato al laser per taglio e foratura si ottiene il tubo collettore al cui interno viene inserito, per interferenza, un elemento separatore ricavato a parte da una striscia di lamiera piegata a “V†che va a ripartire la sezione interna del collettore in tre settori predefiniti.
Il tubo collettore viene inserito su di un mascheraggio apposito dove vengono posizionate le due piastrine di tamponamento ed i sei raccordi da saldare.
Un processo di saldatura TIG robotizzata va a completare la fabbricazione del collettore multizona.
Dopo il collaudo di tenuta idraulica vengono inserite a pressione all’interno dei raccordi di ritorno zone gli inserti termoplastici delle valvole unidirezionali.
Nelle figure 9 e 10 sono stati rappresentati altre due forme di attuazione di un elemento separatore. Difatti, in figura 9 viene illustrato un elemento separatore 50* a forma di “Y†, mentre un ulteriore elemento separatore 50** a forma di “T†à ̈ mostrato in figura 10.
Le funzionalità espletate dagli elementi separatori 50*, rispettivamente, 50** sono identiche a quelle dell’elemento separatore 50 a forma di “V†descritto con riferimento alle figure 1-8 e quindi non verranno descritte nuovamente.
I principali vantaggi del collettore per impianti idraulici multi-zona oggetto della presente invenzione sono i seguenti:
- assenza di cordoni di saldatura interni ed esterni che sarebbero stati di difficile esecuzione; -accoppiamento praticamente di solo due elementi precostituiti sfruttando l’elasticità intrinseca di almeno uno dei due elementi; ed- integrazione a scomparsa nei raccordi di ritorno zone di inserti di valvole unidirezionali senza giunti idraulici di tenuta.
Claims (17)
- RIVENDICAZIONI 1. Collettore (10) per impianti idraulici multi-zona (IMP, IDR1, IDR2, IDR3); collettore (10) comprendente un corpo principale cavo (40) provvisto di mezzi di separazione tra le acque calde e le acqua fredde; e - condotti di smistamento delle acque calde, rispettivamente, delle acqua fredde; collettore (10) caratterizzato dal fatto di comprendere: - un corpo centrale cavo (40) in cui sono inseriti detti mezzi di separazione (50; 50*; 50**) comprendenti delle pareti (50A, 50B), ciascuna parete (50A, 50B) essendo provvista di una rispettiva apertura passante (70A, 70B) per il deflusso delle acque.
- 2. Collettore (10), come rivendicato alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di integrare inserti termoplastici di valvole unidirezionali (85) all’interno dei raccordi (80A, 80B, 80C) di ritorno zone.
- 3. Collettore (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le pareti (50A, 50B) sono ottenute di pezzo.
- 4. Collettore (10), come rivendicato alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che le pareti (50A, 50B) sono ottenute dal piegamento di uno stesso pezzo di lamiera.
- 5. Collettore (10), come rivendicato alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l’accoppiamento tra detto corpo centrale cavo (40) e detti mezzi di separazione (50; 50*; 50**) à ̈ ottenuto sfruttando l’elasticità di detto corpo centrale cavo (40) e/o di detti mezzi di separazione (50; 50*; 50**).
- 6. Collettore (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che lo spazio interno di detto corpo principale cavo (40) Ã ̈ suddiviso in tre settori prismatici (60A, 60B, 60C) da detti mezzi di separazione (50; 50*; 50**).
- 7. Collettore (10), come rivendicato alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il settore prismatico (60A) à ̈ definito dall’intera faccia laterale (40C), da una prima porzione (40B*) della faccia inferiore (40B) e dalla parete laterale (50A) dell’elemento separatore (50); - il settore prismatico (60B) à ̈ definito dall’intera faccia laterale (40D), da una seconda porzione (40B**) della faccia inferiore (40B) e dalla parete (50B) dell’elemento separatore (50); ed - il settore prismatico (60C) à ̈ definito dall’intera faccia superiore (40A) e dalle pareti (50A, 50B) dell’elemento separatore (50).
- 8. Collettore (10), come rivendicato alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che sulla parete (50B) viene realizzata una prima asola passante (70A), mentre, rispettivamente, sulla parete (50A) viene eseguita una seconda asola passante (70B); dove l’asola passante (70A) mette in comunicazione idraulica il settore prismatico (60B) con il settore prismatico (60C), mentre, a sua volta, l’asola passante (70B) serve a mettere in comunicazione idraulica il settore prismatico (60A) sempre con il settore prismatico (60C).
- 9. Collettore (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni 6-8, caratterizzato dal fatto che un raccordo generale di ritorno (20A) verso la caldaia ed un raccordo generale di mandata dalla caldaia (30A) sono collegati idraulicamente con il settore prismatico (60C) centrale; dove dal raccordo generale (20A) esce un flusso di acqua verso la caldaia (CLD)(freccia (F1)), mentre dal raccordo generale di (30A) entra un flusso d’acqua proveniente dalla caldaia (CLD) stessa (freccia (F2)).
- 10. Collettore (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni 6-9, caratterizzato dal fatto che ciascun raccordo di ritorno dalle zone (80A, 80B, 80C) Ã ̈ associato ad un rispettivo foro passante realizzato sulla prima porzione (40B*) della faccia inferiore (40B).
- 11. Collettore (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni 6-9, caratterizzato dal fatto che ciascun raccordo di mandata verso le zone (90A, 90B, 90C) Ã ̈ associato ad un rispettivo foro passante realizzato sulla seconda porzione (40B**) della faccia inferiore (40B).
- 12. Collettore (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno alcune pareti (50A, 50B) di detti mezzi di separazione (50) sono disposte a forma sostanzialmente di una “V†.
- 13. Collettore (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni 1-11, caratterizzato dal fatto che almeno alcune pareti (50A, 50B) di detti mezzi di separazione (50*) sono disposte a forma sostanzialmente di una “Y†.
- 14. Collettore (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni 1-11, caratterizzato dal fatto che almeno alcune pareti (50A, 50B) di detti mezzi di separazione (50**) sono disposte a forma sostanzialmente di una “T†.
- 15. Collettore (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni 5-14, caratterizzato dal fatto che la sezione trasversale del settore prismatico (60C) Ã ̈ almeno 1,8 volte maggiore della sezione trasversale del settore prismatico (60A), oppure della sezione trasversale del settore prismatico (60B).
- 16. Collettore (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni 5-15, caratterizzato dal fatto che la sezione trasversale di ciascuna asola passante (70A, 70B) Ã ̈ almeno 1,2 volte maggiore della sezione trasversale del settore prismatico (60A), oppure della sezione trasversale del settore prismatico (60B).
- 17. Collettore (10), come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni 5-16, caratterizzato dal fatto che la sezione trasversale di ciascun raccordo ( 80A, 80B, 80C, 90A, 90B, 90C) Ã ̈ inferiore a 0,4 volte la sezione trasversale del settore prismatico (60A), oppure la sezione trasversale del settore prismatico (60B).
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3201395A1 (de) * | 1982-01-19 | 1983-07-28 | Maile + Grammer Gmbh, 7407 Rottenburg | Rohrverteiler fuer heizungsanlagen |
| DE3731195A1 (de) * | 1987-09-17 | 1989-03-30 | Maatz Alfons | Vorrichtung zum verteilen von rohren in heizungsanlagen mit einer vorlauf- und einer ruecklaufkammer |
| WO2004011851A1 (en) * | 2002-07-25 | 2004-02-05 | Risto Antero Ojala | Manifold for central heating systems |
| DE202008011672U1 (de) * | 2008-09-02 | 2010-01-28 | Comfort-Sinusverteiler Gmbh | Rohrverteiler für eine Heizungs- oder Kühlanlage |
-
2011
- 2011-04-01 IT IT000171A patent/ITBO20110171A1/it unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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