ITBS20080168A1 - Collettore/deviatore per fan coils a due e quattro tubi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dai titolo :

COLLETTORE / DEVIATORE PER FAN COILS A DUE E QUATTRO TUBI .

BREVE DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un collettore/deviatore di flusso , studiato per la commutazione della batteria di scambio nei terminali idronid , denominati comunemente fan-coils ( 1) a quattro tubi. Questo collettore/deviatore , permette il passaggio dalla funzione di riscaldamento , alla funzione di raffreddamento della macchina , senza la necessità di utilizzare una doppia batteria di scambio.

STATO DELL'ARTE

Il presente brevetto si inserisce nel campo dei terminali interni detti idronici , che sono unità per il trattamento dell’aria per il condizionamento estivo ed il riscaldamento invernale . Queste macchine utilizzano come fluido refrigerante , detto fluido primario di scambio , l’acqua o una miscela di acqua e glicole. Il fluido primario, spinto da una pompa di circolazione presente a monte deirimpianto , raffredda lo scambiatore principale ( 2 ) o riscalda lo scambiatore secondario ( 3 ) . L’aria ambiente da trattare ( 4) , che in questo caso rappresenta il fluido secondario di scambio , viene spinta mediante il ventilatore ( 5 ) attraverso lo scambiatore (2 ) e (3) , assorbendo o cedendo calore a seconda della differenza di temperatura tra il fluido primario ed il secondario . Di norma , in condizionamento , l’aria oltre a raffreddarsi subisce anche un processo di deumidificazione. Le particolarità costruttive di questo brevetto , che andremo ad esplicare più avanti , fa si , che tale innovazione . sia applicabile anche a tutte le tipologie di terminali idronici esistenti , in primis i “ Fan colis “ ( 1) che sono macchine che possono essere installate sia a pavimento che a soffitto , le seconde che sono denominate "cassette” installate di norma a soffitto , ed in ultimo gli " split wali ad acqua “ che vengono installati a muro . Tutte queste tipologie di macchine hanno in comune la caratteristica di utilizzare l’acqua o una miscela, come fluido primario di scambio , e l’aria che come fluido secondario di scambio .

Nella categoria , dei " fan coils “ (1 ) esistono due tipologie di macchine , così dette a due o a quattro tubi . Le prima tipologia è collegate alla rete idraulica tramite due tubi (26), uno di arrivo ed uno di ritorno . Il tubo di arrivo è proveniente dalla centrale di trattamento dell’acqua , di solito la " caldaia " per il riscaldamento invernale , o il Chiller per il condizionamento estivo . Il secondo tubo denominato di ritorno , serve a riportare il fluido alla centrale . Da notare che la circolazione del fluido primario è ad opera di una pompa di circolazione .

La seconda tipologia a quattro tubi , viene collegate alla rete mediante quattro condotti (26) . I primi due provenienti dall’impianto di condizionamento alimentano lo scambiatore principale ( 2) , di norma il più grande , gli altri due provenienti dall'impianto di riscaldamento alimentano lo scambiatore secondario ( 3) , di norma il più piccolo .

Nelle nuove tipologie di “ Fan Coils “(1) che funzionano in modo automatico , sono equipaggiati di una scheda elettronica con microprocessore , la quale controlla e gestisce il funzionamento delle due valvole ( 18 ) e (21) presenti tra il i tubi di arrivo (26) e gli scambiatori (2) e (3). Queste valvole , paralizzano la portata del fluido primario allo scambiatore , in questo modo modulano la potenza termica sia in freddo che in caldo dei due scambiatori .

Gli inconvenienti tecnici di questa soluzione sono diversi e vengono di seguito riportati :

Primo fra tutti , è l’eccessiva perdita di carico che si presenta sul ventilatore , questo a causa della presenza di due batterìe di scambio . Questa problematica , obbliga i costruttori ad utilizzare motori più potenti e con un numero di giri ( RPM = rivoluzioni per minuto ) elevato per vincere la caduta di pressione generata . Il tutto , si traduce in un aumento della potenza impegnata dei motori e della rumorosità complessiva delle macchina .

Per ovviare parzialmente a questo inconveniente , i costruttori realizzano il secondo scambiatore , di norma usato per il riscaldamento , più sottile e quindi sotto dimensionato ; questo accorgimento , limita le prestazioni termodinamiche e di efficienza della macchina.

L’ingombro di queste macchine , a causa della doppia batterìa , risulta elevato . In particolare modo a risentirne è lo spessore .

SOMMARIO DELL’INVENZIONE E DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Lo scopo del presente brevetto è quello di risolvere tutti i problemi sopra suddetti , e di portare al prodotto “ Fan Coils “ (1 ) e terminali idronici in genere , nuovi vantaggi tecnici non presenti allo stato attuale dell'arte .

Questo risultato , è pienamente soddisfatto utilizzando il presente ritrovato tecnico che permette , l'eliminazione della seconda batterìa di scambio ( 3) e quindi di ridurre le perdite di carico dei ventilatori . In questo modo , è possibile utilizzare dei motori meno potenti e più lenti , il tutto con una sensibile riduzione delle rumorosità generale del macchinario .

In questo caso , la macchina utilizza un solo scambiatore denominato principale (2) che viene impiegato sia in funzione di riscaldamento che in funzione di condizionamento . La conseguenza , è un incremento delle prestazioni termodinamiche della macchine nella funzione di riscaldamento , la riduzione dei consumi elettrici e la riduzione delia rumorosità emessa . Ne consegue in modo naturale anche un miglioramento dal punto di vista dimensionale , macchine più compatte e semplici dal punto di vista costruttivo .

Il ritrovato consiste , in un collettore / deviatore ( 6 ) realizzato in due gusci di materiale termo plastico o realizzati in pressofusione di lega metallica . I due gusci , che qui chiameremo guscio superiore ( 7 ) e guscio inferiore ( 8 ) , possono essere accoppiati i svariate modi , o tramite saldatura o incollaggio , o tramite un semplice accoppiamento con viti ( 9 ) . Nella zona di accoppiamento dei due gusci , è realizzato un canale ( 10 ) , atto a contenere una guarnizione di tenuta o del silicone liquido , il quale solidificandosi , garantisce la tenuta del collettore .

Nella guscio inferiore (8) , sono presenti due bocchettoni filettati ( 11 ) e ( 12 ) . Importante sottolineare , che tale filettatura è di tipo gas sinistra , per facilitare il montaggio del collettore in pochissimo tempo. Il bocchettone (11) viene connesso all’ingresso della batterìa di scambio , generalmente nella parte alta , mentre il bocchettone ( 12 ) viene connesso all'uscita della batterìa . La connessione è molto semplice ed ingegnosamente realizzata nel presente trovato , infatti basta utilizzare il dado a doppia filettatura ( 13) , il quale in senso orario , si avviterà contemporaneamente sul condotto del collettore ( 11 ) e ( 12 ) e su quello presente sulla batterìa di scambio (2) . La tenuta tra i due condotti è affidata alla guarnizione circolare ( 14 ) realizzata in materiale plastico . Sul guscio superiore del collettore , sono presenti quattro bocchettoni filettati ( 15) e ( 16 ) , dedicati alla valvole motorizzata ( 18 ) , di norma ma non vincolante quella del freddo , ed i bocchettoni ( 19) e ( 20 ) dedicati alla seconda valvola ( 21 ) , di norma ma non vincolante quella del caldo. Anche questi quattro bocchettoni sono filettati con filettatura gas sinistra , per avere gli stessi vantaggi di installazione precedentemente descrìtti .

Le due valvole ( 18 ) e ( 21 ) , sono a loro volta collegate , tramite tubi flessibili o rìgidi (26), ai quattro tubi dell’impianto .

All’interno del collettore ( 6) , ricavati tramite i due gusci superiore ( 7) ed inferiore ( 8 ) , ci sono due canali di collegamento . Il primo canale di collegamento ( 22 ) è realizzato tra i bocchettoni ( 19 ) e ( 15 ) , ed il bocchettone ( 11 ) . Il secondo canale (23) è realizzato tra la coppia di bocchettone ( 20 ) e ( 16 ) ed il bocchettone ( 12 ) . In caso di funzionamento in condizionamento , la valvola ( 21 ) resta chiusa e la valvola (18) , modulando , inizia ad aprire il passaggio al fluido freddo che entra dal bocchettone ( 15) passa attraverso il collettore (6 ) percorrendo il canale ( 22) ed entra nello scambiatore tramite il condotto ( 11) . Il fluido passa attraverso lo scambiatore (2) e ritorna al collettore tramite condotto ( 12 ) , da qui attraversa la valvola e ritorna neirimpianto . Alla commutazione dalla funzione di condizionamento , alla funzione di riscaldamento , la valvola ( 18 ) attualmente aperta si chiude . Il ventilatore (5) continua a funzionare per un certo tempo , in modo da portare la temperatura del fluido primario , contenuto all’interno dello scambiatore (2) , alla medesima temperatura deH'aria ambiente (4) . Raggiunto questo livello di equilibrio termico , ma non vincolante per il principio di funzionamento del collettore , inizia ad aprirsi la valvola ( 21 ) che fa fluire il fluido caldo attraverso il condotto ( 19) all'interno del canale ( 22) e tramite il bocchettone (11) entra nello scambiatore per poi ritornare tramite il bocchettone ( 12 ) al collettore , ed attraverso la valvola ( 21 ) ritorna nell’impianto .

Un importante vantaggio tecnico , è rappresentato dalla riduzione delle perdite di carico del fluido primario attraverso il collettore ed al sistema di collegamento alio scambiatore mediante il bocchettone ( 11 ) e (12) . Questo risultato è ottenuto in primis , all’interno dei canali (22 ) e ( 23 ) presenti nel collettore , i quali hanno una sezione di passaggio ben dimensionata , non presentano strozzature o impedimenti alla libera circolazione del fluido . Il collegamento tramite il bocchettone ( 11 ) di ingresso e ( 12 ) di uscita , sfruttano tutta la sezione disponibile a differenza dei tradizionali sistemi che presentano brutte strozzature che creano turbolenze ed impedimenti alla libera circolazione , questo risultato è chiaramente visibile nella FIG. 8 .

Presente nella parte alta del collettore , un apposito sistema per lo sfiato dell'aiia (FIG.9). Il dispositivo è costituto , da una vite metrica (24) e da una guarnizione di tenuta ( 25) . Svitando semplicemente la vite ( 24) , si procede allo sfiato dell’aria presente nell’impianto. Questa operazione è importante , in quanto la presenza di aria all’interno dei condotti , potrebbe creare delle turbolenze e riduzioni delle prestazioni dello scambiatore . Di norma questo sfiato è presente negli scambiatori , con la problematica dovuta alla difficile accessibilità da parte dell’installatore ; la presente problematica è pienamente soddisfatta in modo costruttivamente semplice nel presente ritrovato .

Grazie alla particolarità sopra descrìtte , il presente ritrovato trova una appropriata applicazione anche nei terminali idronici a due tubi (26) , proprio per la semplicità di installazione e riduzione delle perdite di carico del fluido primario .

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Collettore / deviatore ( 6) realizzato in uno , due o più pezzi , al quale sono collegate le valvole automatiche o manuali ( 18 ) e ( 21 ) , ed a sua volta è collegato allo scambiatore di calore primario ( 2 ) tramite opportuni bocchettoni e raccordi .
2. 2. Collettore / deviatore secondo la rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che viene collegato ad uno solo scambiatore di calore ( 2) .
3. 3. Collettore / deviatore secondo la rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che viene collegato ad una sola o due valvole modulatrici ( 18 ) ( 21) , sia automatiche che manuali .
4. 4. Collettore / deviatore secondo la rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che presenta sul corpo , un dispositivo per lo sfiato dell’aria ( 24) .
5. 5. Collettore / deviatore secondo la rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che i bocchettoni di ingresso hanno una filettatura sinistra ( 15) ( 16) ( 19) ( 20) .
6. 6. Collettore / deviatore secondo la rivendicazione 1) caratterizzato dai fatto che i bocchettoni di ingresso ( 15) (16) ( 19) (20) hanno una filettatura con verso opposto a quello delle filettature presenti sul corpo valvola ( 18 ) ( 21) .
7. 7. . Collettore / deviatore secondo la rivendicazione 1) caratterizzato dai fatto che i bocchettoni di uscita hanno una filettatura sinistra ( 11) ( 12).
8. 8. Collettore / deviatore secondo la rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che i bocchettoni di uscita ( 11) (12) hanno una filettatura con verso opposto a quello delle filettature presenti sui raccordi di collegamento allo scambiatore 2 .