ITBS20000081A1

ITBS20000081A1 - PRESSURIZED WATER THERMOREGULATOR

Info

Publication number: ITBS20000081A1
Application number: IT2000BS000081A
Authority: IT
Inventors: Mauro Inverardi
Original assignee: I E C I Di Inverardi Mauro & C
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2002-02-04
Also published as: ITBS20000081A0; IT1314920B1

Description

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

del BREVETTO PER INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: of the PATENT FOR INDUSTRIAL INVENTION entitled:

“TERMOREGOLATORE AD ACQUA PRESSURIZZATA" "PRESSURIZED WATER THERMOREGULATOR"

Campo dell’Invenzione Field of the Invention

La presente invenzione riguarda il campo della termoregolazione di fluidi liquidi o gassosi mediante apparecchi cosiddetti termoregolatori, in particolare termoregolatori ad acqua. The present invention relates to the field of thermoregulation of liquid or gaseous fluids by means of so-called thermoregulatory devices, in particular water thermoregulators.

Stato dell’Arte State of the art

I termoregolatori sono scambiatori di calore impiegati per portare e mantenere un'utenza, quale uno stampo, ad una temperatura di esercizio costante attraverso la circolazione di un fluido termovettore scaldato o raffreddato secondo necessità. Il riscaldamento del fluido termovettore può essere effettuato mediante resistenze elettriche, bruciatori a gas, fluidi caldi o altro sistema; il raffreddamento del fluido termovettore è ottenuto tramite scambio termico con il passaggio controcorrente di un veicolo refrigerante. Thermoregulators are heat exchangers used to bring and maintain a user, such as a mold, at a constant operating temperature through the circulation of a heat transfer fluid heated or cooled as needed. The heating of the heat transfer fluid can be carried out by means of electric resistances, gas burners, hot fluids or other systems; the cooling of the heat carrier fluid is obtained by heat exchange with the counter-current passage of a refrigerant vehicle.

Il fluido termovettore può essere acqua e questa può essere usata sotto pressione avendo allora un termoregolatore ad acqua pressurizzata. In un termovettore ad acqua pressurizzata bisogna mantenere una pressione relativamente alta per avere acqua liquida anche alle temperature più alte di esercizio quali circa 200°C a circa 15 bar, per esempio. Tuttavia, in tali condizioni di esercizio non si può alimentare acqua alla temperatura e pressione di rete per la procedura di raffreddamento del sistema e/o sopperire alle perdite di fluido termovettore. In tal caso, bisognerebbe depressurizzare prima di ripressurizzare poi il sistema con evidenti inconvenienti e perdite di tempo. The heat transfer fluid can be water and this can be used under pressure thus having a pressurized water thermoregulator. In a pressurized water heat carrier it is necessary to maintain a relatively high pressure to have liquid water even at the highest operating temperatures such as about 200 ° C at about 15 bar, for example. However, in these operating conditions it is not possible to supply water at the network temperature and pressure for the system cooling procedure and / or to compensate for the heat transfer fluid losses. In this case, it would be necessary to depressurize before re-pressurizing the system with obvious drawbacks and waste of time.

Scopo e sommario dellinvenzione Purpose and summary of the invention

Scopo della presente invenzione è di risolvere efficientemente le problematiche sopra esposte gravanti attualmente sui termoregolatori ad acqua pressurizzata e corrispondentemente di mettere in grado questo tipo di termoregolatori di poter essere impiegati effettivamente alle alte temperature ed alimentati con acqua fresca di rete secondo necessità. The object of the present invention is to efficiently solve the above-mentioned problems currently affecting pressurized water thermoregulators and correspondingly to enable this type of thermoregulator to be effectively used at high temperatures and fed with fresh mains water as needed.

Lo scopo è conseguito, in accordo con l’invenzione, con un termoregolatore ad acqua pressurizzata secondo la rivendicazione 1. The purpose is achieved, in accordance with the invention, with a pressurized water thermoregulator according to claim 1.

Pertanto, un termoregolatore ad acqua pressurizzata secondo l’invenzione, oltre ad essere dotato di una pompa, a trascinamento magnetico, per il riciclo del fluido termovettore, devono disporre di una pompa, usualmente centrifuga, con una portata massima, per es. 40 l/min, ed una pressione massima, per esempio 15 bar. Therefore, a pressurized water thermoregulator according to the invention, in addition to being equipped with a pump, with magnetic drive, for the recycling of the heat transfer fluid, must have a pump, usually centrifugal, with a maximum flow rate, for example. 40 l / min, and a maximum pressure, for example 15 bar.

Tale pompa è indispensabile per evitare la depressurizzazione dei circuito in fase di carico e durante il raffreddamento, di tipo diretto, ossia con ingresso di acqua di rete che andrà poi a miscelarsi con il fluido circolante evitando cosi che si manifestino shock termici dovuti a notevoli differenze di temperature tra acqua e utenza. This pump is essential to avoid the depressurization of the circuit during the loading phase and during the cooling, of the direct type, i.e. with the inlet of mains water which will then mix with the circulating fluid, thus avoiding thermal shocks due to significant differences. of temperatures between water and users.

In assenza di una pompa di pressurizzazione sarebbe impossibile caricare il circuito e raffreddare mantenendo le pressioni necessarie per avere l’acqua sempre allo stato liquido anche a temperature elevate. In the absence of a pressurization pump it would be impossible to load the circuit and cool while maintaining the necessary pressures to have the water always in a liquid state even at high temperatures.

In aggiunta, per limitare il valore di pressione massima nel circuito idraulico entro valori prestabiliti, per esempio 18 bar, è necessario permettere la fuoriuscita del liquido in eccedenza. Il termoregolatore ad acqua pressurizzata secondo l’invenzione, utilizza per questa funzione valvole pneumatiche funzionali quindi con aria compressa ad una pressione minima , 3 bar, per esempio. In addition, to limit the maximum pressure value in the hydraulic circuit within predetermined values, for example 18 bar, it is necessary to allow the excess liquid to escape. The pressurized water thermoregulator according to the invention uses functional pneumatic valves for this function, therefore with compressed air at a minimum pressure, 3 bar, for example.

Le valvole pneumatiche rispetto alle normali valvole di sfiato permettono un'apertura graduale dell'uBcita evitando quindi una immediata depressurizzazione del circuito. The pneumatic valves compared to the normal air valves allow a gradual opening of the outlet thus avoiding an immediate depressurization of the circuit.

Per compensare l’aumento di volume dell’acqua in fase di riscaldo viene utilizzato un vaso di espansione. Inoltre è previsto uno scambiatore termico che permette, tramite circolazione di acqua di rete, il raffreddo dei vapori di espansione che in caso contrario andrebbero a danneggiare il vaso. An expansion vessel is used to compensate for the increase in water volume during the heating phase. Furthermore, a heat exchanger is provided which allows, through the circulation of mains water, the cooling of the expansion vapors which otherwise would damage the vessel.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Maggiori dettagli dell’invenzione risulteranno evidenti dal prosieguo della descrizione fatta con riferimento agli allegati disegni indicativi e non limitativi, nei quali: More details of the invention will become clear from the continuation of the description made with reference to the attached indicative and non-limiting drawings, in which:

la Fig. l mostra uno schema idraulico di una prima realizzazione di un termoregolatore; e Fig. 1 shows a hydraulic diagram of a first embodiment of a thermoregulator; And

la Fig.2 mostra un analogo schema idraulico di una seconda realizzazione. Fig.2 shows an analogous hydraulic diagram of a second embodiment.

Descrizione dettagliata dell’Invenzione Detailed description of the Invention

Nella realizzazione della Fig. l, il circuito idraulico del termoregolatore comprende due linee 18, 20 rispettivamente di entrata e uscita dell’acqua di rete e due linee 17, 19 rispettivamente di mandata e ritorno dell'acqua, come termovettore, ad e da un utilizzo, quale uno stampo da termoregolare. In the embodiment of Fig. 1, the water circuit of the thermoregulator comprises two lines 18, 20 for the inlet and outlet of the mains water respectively and two lines 17, 19 for the delivery and return of the water respectively, as heat carrier, to and from a use, such as a mold to be thermoregulated.

Sulla linea di entrata 18 sono inseriti un filtro d’ingresso 1, un eventuale flussostato 14 ed una pompa 3 di carico e pressurizzazione del circuito. Questa pompa 3 provvede ad alimentare la linea 17 di mandata dell’acqua aU’utilizzo attraverso un’elettrovalvola 8, una valvola di ritegno unidirezionale 6 ed una sonda di temperatura 9 dell’acqua pressurizzata in mandata. An inlet filter 1, a possible flow switch 14 and a pump 3 for loading and pressurizing the circuit are inserted on the inlet line 18. This pump 3 feeds the water delivery line 17 for use through a solenoid valve 8, a one-way check valve 6 and a temperature probe 9 of the pressurized water in the delivery.

Sulla linea 19 di ritorno dall’utilizzo è inserita una pompa, per esempio a trascinamento magnetico 2, di ricircolo dell’acqua pressurizzata, pompa 2 che è posta a valle di un gruppo riscaldatore 22, in questa esecuzione del tipo a resistenze elettriche esterne, e la cui uscita è collegata, attraverso una valvola di ritegno unidirezionale 6’ alla linea 17 di mandata dell’acqua pressurizzata all’utilizzo. A pressurized water recirculation pump 2 is inserted on the return line 19 from use, for example with magnetic drive 2, pump 2 which is placed downstream of a heater unit 22, in this execution of the type with external electric resistances, and whose outlet is connected, through a one-way check valve 6 'to the pressurized water delivery line 17 to the use.

Il circuito comprende inoltre un vaso di espansione 4 collegato alla linea 19 di ritorno dell’acqua dall’utilizzo e dotato di uno scambiatore termico S di raffreddo del vapore acqueo per evitarne l’entrata nel vaso di espansione stesso. Lo scambiatore di raffreddo vapore 5 è collegato, da una parte, attraverso un’elettrovalvola 8 ’ ed una valvola di ritegno unidirezionale 6”, alla linea di entrata dell’acqua 18 e, d’altra parte, alla linea di uscita dell’acqua 20. The circuit also includes an expansion vessel 4 connected to line 19 for returning the water from use and equipped with a heat exchanger S for cooling the water vapor to prevent it from entering the expansion vessel itself. The steam cooling exchanger 5 is connected, on the one hand, through an 8 'solenoid valve and a 6 "one-way check valve, to the water inlet line 18 and, on the other hand, to the water outlet line 20.

Sulla linea di ritorno 20 daU’utilizzo può essere inserito un pressostato 15 per un controllo delle perdite di pressione nel circuito. Sulla linea di uscita dell’acqua 20 può essere inserita una valvola pneumatica di sfiato 16 con una linea di entrata d’aria 21 ed un pressostato 16’ . A pressure switch 15 can be inserted on the return line 20 for use to control the pressure losses in the circuit. A pneumatic relief valve 16 can be inserted on the water outlet line 20 with an air inlet line 21 and a pressure switch 16 '.

Completano il circuito rappresentato un manometro 7 di lettura della pressione nel circuito, un pannello elettronico di impostazione e di gestione delle varie funzioni, un pressostato di pressione massima 11, un pressostato di livello acqua 12 ed un pressostato EVS 13. The circuit shown is completed by a pressure gauge 7 for reading the pressure in the circuit, an electronic panel for setting and managing the various functions, a maximum pressure switch 11, a water level pressure switch 12 and an EVS 13 pressure switch.

Nella realizzazione della Fig.2, il circuito idraulico del termoregolatore è essenzialmente analogo a quello della Fig. l, ed in esso gli stessi elementi e componenti sono indicati con gli stessi numeri di riferimento usati in detta Fig. l . In the embodiment of Fig. 2, the hydraulic circuit of the thermoregulator is essentially similar to that of Fig. 1, and in it the same elements and components are indicated with the same reference numbers used in said Fig. 1.

Questa seconda realizzazione si differenzia per il fatto di presentare un gruppo di riscaldamento costituito da una caldaia 26 con bruciatore a gas, che implica una linea di alimentazione del gas 25 con una valvola riduttrice 23 della pressione d’ingresso del gas di rete ed un manometro 24 di controllo della pressione di alimentazione del bruciatore della caldaia. This second embodiment differs in that it presents a heating unit consisting of a boiler 26 with a gas burner, which involves a gas supply line 25 with a valve 23 for reducing the inlet pressure of the mains gas and a pressure gauge. 24 to control the boiler burner supply pressure.

In entrambe le realizzazioni, la presenza di una pompa di carico e pressurizzazione 3 del circuito e di una pompa 2 di ricircolo dell’acqua pressurizzata, consentono di raggiungere le condizioni di esercizio riferite sopra nel sommario e dunque un effettivo impiego dei termoregolatori con acqua pressurizzata ad alte temperature dell’ordine di 200°C e più. In both embodiments, the presence of a loading and pressurization pump 3 of the circuit and of a pressurized water recirculation pump 2, allow to reach the operating conditions referred to above in the summary and therefore an effective use of the thermoregulators with pressurized water. at high temperatures of the order of 200 ° C and more.

Il vaso di espansione e l’adozione di valvole pneumatiche di sfiato consentono da un lato di compensare l’aumento di volume dell’acqua riscaldata e d’altro lato di limitare il valore della pressione e dunque l’esercizio del sistema in condizioni affidabili e di sicurezza. The expansion tank and the adoption of pneumatic vent valves allow on the one hand to compensate for the increase in volume of the heated water and on the other hand to limit the pressure value and therefore the operation of the system in reliable and safety.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Pressurized water thermoregulator comprising a hydraulic circuit with lines (18, 20) for the inlet and outlet of the mains water and with lines (17, 19) for the delivery and return of water, with heat transfer fluid, to and from a use to be thermoregulated and where a water heating unit (22, 26) is provided on said delivery and return lines (17, 19), characterized by a pump (3) for loading and pressurizing the hydraulic circuit inserted on the delivery line aH use (17) and a pressurized water recirculation pump (2) placed on the return line (19) from the use, downstream of the heating unit, the circuit being equipped with flow control instruments, the pressure and temperature of the water put into circulation by said pumps.

2. Pressurized water thermoregulator according to claim 1, further characterized by an expansion tank (4) on the return line of the water from use (19) with associated water heat exchanger (S) for cooling the steam of direct expansion to the expansion vessel, said heat exchanger (4) being connected at the inlet and outlet to the inlet and outlet lines (18, 20) of the mains water through flow control means.

3. Pressurized water thermoregulator according to claim 1 or 2, further characterized by a pneumatic relief valve (16) for a gradual discharge of excess water from a pressurized line (18, 20) of the system, said relief valve (16 ) being connected to an air inlet line (21) managed by a pressure switch.

4. Pressurized water thermoregulator comprising a hydraulic circuit with lines (18, 20) for the inlet and outlet of the mains water and with lines (17, 19) for the delivery and return of water, with heat transfer fluid, to and from a use to be thermoregulated and where a water heating unit (22, 26) is provided on said delivery and return lines (17, 19), characterized by a pump (3) for loading and pressurizing the hydraulic circuit inserted on the delivery line to the use (17) and by a pressurized water recirculation pump (2) placed on the return line (19) from the use, downstream of the heating unit, the circuit being equipped with flow control instruments, of the pressure and temperature of the water put into circulation by these pumps, from an expansion tank (4) on the return line of the water from use (19) with an associated water heat exchanger (5) for cooling the steam of expansion directed to the expansion tank, called s heat exchanger (4) being connected at the inlet and outlet to the inlet and outlet lines (18, 20) of the mains water through flow control means, and by a pneumatic vent valve (16) for a gradual discharge of the excess water from a pressurized line (18, 20) of the system, said vent valve (16) being connected to an air inlet line (21) managed by a pressure switch.

5. Pressurized water thermoregulator according to any one of the preceding claims, in which said heating unit is electric.

6. Pressurized water thermoregulator according to any one of claims 1-4, wherein said heating body is a gas boiler.

7. Pressurized water thermoregulator according to any one of claims 1-6, wherein the charge and pressurization pump (3) of the circuit can be a centrifugal pump and said water recirculation pump (2) can be a drive pump magnetic.

8. Pressurized water thermoregulator, as substantially described above, illustrated and claimed for the specified purposes.