ITDP20020006U1

ITDP20020006U1 - SOLAR

Info

Publication number: ITDP20020006U1
Authority: IT
Inventors: Ruggiero Farano
Original assignee: Ruggiero Farano
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2003-11-10
Also published as: ITDP20020006V0

Description

Centralina elettronica completa di sensori termici NTC atta a tenere sotto controllo le temperature dell’acqua all’uscita del pannello solare (per la produzione di acqua calda) e all’interno del boiler d’accumulo. Valutando se la tempeiatura dell’acqua (attraverso le sonde NTC) nel pannello solare è inferiore a quella nel boiler, comandando opportunamente due elettrovalvole (o 1 valvola motorizzata), farà sì che il liquido circolante nel pannèllo non circoli nel boiler per non sottrarre calore alPacqua riscaldata precedentemente; in questa situazione ci sarà ima circolazione corta (l’uscita dal pannello solare sarà cortocircuitata al suo ingresso senza passare attraverso il boiler). Nella situazione opposta, la circolazione del liquido contenutone! pannello, circolerà normalmente nel boiler cedendo calore all’acqua sanitaria. In caso di avaria della centralina elettronica, di mancanza dell’ alimentazione a 220 v., avaria dei sensori termici o altro, il SISTEMA, ripristinerà la circolazione normale lunga attraverso il boiler; questa situazione è ottenuta con elettrovalvola normalmente aperta (n.o.) elettrovalvola normalmente chiusa (n.c.) unitamente alla possibilità di mettere una batteria tampone nella centralina dimodoché funzioni anche in mancanza dell’alimentazione a 220 v. Electronic control unit complete with NTC thermal sensors designed to monitor the water temperatures at the outlet of the solar panel (for the production of hot water) and inside the storage boiler. Evaluating if the temperature of the water (through the NTC probes) in the solar panel is lower than that in the boiler, by appropriately controlling two solenoid valves (or 1 motorized valve), it will ensure that the liquid circulating in the panel does not circulate in the boiler in order not to subtract heat. previously heated water; in this situation there will be a short circulation (the output from the solar panel will be short-circuited at its entrance without going through the boiler). In the opposite situation, the circulation of the liquid contained! panel, will normally circulate in the boiler, releasing heat to the sanitary water. In case of failure of the electronic control unit, lack of 220 v power supply, failure of thermal sensors or other, the SYSTEM will restore normal long circulation through the boiler; this situation is obtained with a normally open solenoid valve (n.o.) normally closed solenoid valve (n.c.) together with the possibility of putting a buffer battery in the control unit so that it works even in the absence of a 220 v power supply.

Inoltre, per la sicurezza massima e per forzare la circolazione del liquido contenuto nel pannello a fare il percorso lungo attraverso il boiler, si alimentano le elettrovalvole in serie perchè la disgraziata interruzione della bobina di comando di una di esse metta a riposo anche l’altra ripristinando in ogni modo la circolazione più lunga. Furthermore, for maximum safety and to force the circulation of the liquid contained in the panel to make the long path through the boiler, the solenoid valves are fed in series so that the unfortunate interruption of the control coil of one of them also puts the other to rest. restoring in every way the longer circulation.

Έ’ previsto inoltre un sistema di avviso acustico/visivo con cicalino e LED lampeggiante per allarmare nei casi di avaria del sistema ed in mancanza di alimentazione a 220 v. (se c’è batteria tampone e trasferibile in luogo diverso della centralina) There is also an acoustic / visual warning system with buzzer and flashing LED to alarm in case of system failure and in the absence of 220 v power supply. (if there is a buffer battery and can be transferred to a different place than the control unit)

Materiali necessari al SISTEMA per funzionare: Materials needed by the SYSTEM to function:

1. 1 centralina elettronica SOLAR ' 1. 1 SOLAR 'electronic control unit

2. 2 sonde NTC 1000/2000 ohm di qualunque tipo 2. 2 NTC 1000/2000 ohm probes of any type

3. 1 e/valvola 12 v. c.a. normalmente chiusa 3. 1 and / 12v valve. c.a. normally closed

4. 1 “ “ “ “ aperta 4. 1 ““ ““ open

5. 1 valvola di ritegno antiritomo (sull’uscita boiler verso il pannello) 6. 1 pezzo di tubo per collegamento trasversale entrata/uscita boiler 7. 1 eventuale cireolatore (se mancante e richiesto) 5. 1 non-return check valve (on the boiler outlet towards the panel) 6. 1 piece of pipe for connecting the boiler inlet / outlet transversal 7. 1 possible cireolator (if missing and required)

La centralina può essere montata al riparo sotto il pannello solare, nel sottotetto o all’aperto poiché è provvista di tenuta stagna all’ac passacavi a pressione . The control unit can be mounted sheltered under the solar panel, in the attic or outdoors as it is equipped with watertight pressure cable glands.

Ideatore F ARANO RUGGIERO (sede V. Madonna d. Grazie Creator F ARANO RUGGIERO (headquarters V. Madonna d. Grazie

Via del Fine strone 11 02030 Ponticelli Sabino ( RI ) I «l Via del Fine strone 11 02030 Ponticelli Sabino (RI) I «l

Descrizione funzioni del sistema e della centralina elettronica S O L A R Function description of the system and of the electronic control unit S O L A R

1. ideatore Tarano Ruggiero 02030 Ponticelli ( RI ) Italia 1. creator Tarano Ruggiero 02030 Ponticelli (RI) Italy

2. consistenza s cheda elettronica, contenente tutti i componenti attivi e passivi atti al suo funzionamento trasformatore 220/12+12 v. scatola a tenuta stagna provvista di passacavi per il montaggio anche all’ esterno 2. consistency of electronic card, containing all active and passive components suitable for its operation transformer 220/12 + 12 v. watertight box equipped with cable glands for mounting also outdoors

3. corredo : 2 sonde termiche NTC 3. supplied with: 2 NTC thermal probes

Con questa aggiunta al pannello solare per la produzione di acqua calda sanitaria si avranno i s éguenti benefici: With this addition to the solar panel for the production of domestic hot water, the following benefits will be obtained:

• resa maggiore dell’effetto riscaldante del sistema • greater yield of the system's heating effect

ness perdita di calore dell’acqua già riscaldata no heat loss of water already heated

la mperatura dell’acqua sanitaria nel boiler rimarrà sempre al massimo della temp ratura raggiunta dalla potenzialità del pannello e non scenderà mai intazione permettendo) the domestic water temperature in the boiler will always remain at the maximum temperature reached by the potential of the panel and will never drop if desired)

er non cederà mai il calore acquisito allo scambiatore quando questi è più o (per esempio di notte o quando il sole è coperto) er will never release the acquired heat to the exchanger when it is more or (for example at night or when the sun is covered)

il sis ema SOLAR fa in modo che il pannello solare ceda il calore sempre verso il boiler e mai viceversa the SOLAR system ensures that the solar panel always transfers heat to the boiler and never vice versa

DESCRIZIONE del FUNZIONAMENTO OPERATION DESCRIPTION

Quandb il liquido contenuto nella circolazione del pannello solare è più caldo di x gradi (range regolabile) dell’acqua contenuta nel boiler (temperature rilevate dalle sonde NTC e portale alla centralina SOLAR) le elettrovalvole saranno a riposo (non alimentate). When the liquid contained in the circulation of the solar panel is warmer by x degrees (adjustable range) than the water contained in the boiler (temperatures detected by the NTC probes and portal to the SOLAR control unit) the solenoid valves will be at rest (not powered).

Siccome l’e/valvola (n. 1) sul tubo di mandata dal pannello al boiler è normalmente aperta, il liquido circolerà regolarmente (con o senza cireolatore) per convezione; l’altra e/valvola (n. 2), come da schema allegato, messa tra la MANDATA ed il RITORNO del pannello, essendo normalmente chiusa, non permetterà al liquido di fare il circuito corto. In questa situazione si avrà la normale circolazione (lunga) pannello/boiler. Since the e / valve (n. 1) on the delivery pipe from the panel to the boiler is normally open, the liquid will circulate regularly (with or without a circulation pump) by convection; the other e / valve (n. 2), as per the attached diagram, placed between the DELIVERY and RETURN of the panel, being normally closed, will not allow the liquid to make the short circuit. In this situation, normal (long) panel / boiler circulation will occur.

Nella situazione opposta cioè: quando l’acqua nel boiler ha temperatura maggiore di quella del liquido del pannello, la centralina elettronica alimenterà le 2 e/valvole che invertiranno il loro stato. In questa condizione, il liquido uscente dal pannello, sarà costretto a ritornare all’ingresso dello stesso attraverso (circolazione corta) Γ e/valvola aperta (n.2) che prima era chiusa e gli sarà sbarrata la circolazione verso il boiler dall’altra e/valvola chiusa (n. 1) che prima era aperta. In the opposite situation, that is: when the water in the boiler has a temperature higher than that of the liquid in the panel, the electronic control unit will power the 2 e / valves which will reverse their status. In this condition, the liquid coming out of the panel will be forced to return to its inlet through (short circulation) Γ and / open valve (n.2) which was previously closed and circulation to the boiler from the other will be blocked. and / closed valve (# 1) which was previously open.

Perché il liquido non circoli a rovescio dall’entrata del pannello verso il boiler (se c’è cireolatore) è stata prevista una valvola di ritegno che consente la sola circolazione boiler/pannello e non viceversa. In order for the liquid not to circulate backwards from the entrance of the panel to the boiler (if there is a circulator), a check valve has been provided that allows only the boiler / panel circulation and not vice versa.

Per fai' lavorare il sistema a pannello solare nella massima sicurezza come immesso sul MERCATO dalla CASA COSTRUTTRICE la centrale elettronica SOLAR è stata costruita in modo che, nei casi di rottura, malfunzionamento, mancanza di alimentazione a 220 v., bruciatura dei solenoidi di comando delle e/valvole o altro, costringerà il SISTEMA a lavorare nelle condizioni di NORMALITÀ’ ovvero si avrà la circolazione NORMALE o LUNGA cioè pannello/boiler come se non ci fossero modifiche o aggiunte. Questo è stato ottenuto in questi modi: To make the solar panel system work in maximum safety as placed on the MARKET by the MANUFACTURER, the SOLAR electronic control unit has been built in such a way that, in the event of breakage, malfunction, lack of 220 v power supply, burning of the control solenoids of the and / valves or other, will force the SYSTEM to work in NORMAL conditions, i.e. there will be NORMAL or LONG circulation, i.e. panel / boiler as if there were no modifications or additions. This was achieved in these ways:

1. è prevista una batteria tampone per alimentare la centralina elettronica anche quando manca la 220 v. 1. there is a buffer battery to power the electronic control unit even when there is no 220 v.

2. la centralina SOLAR è stata costruita con logica negativa per permettere, anche in caso ili rottura, di lasciare funzionare il pannello inalterato nel modo originale 3. nel caso che la centralina funzioni regolarmente ma si brucia uno solo o tutte e due i solenoidi delle e/valvole, rimanendo a riposo (non alimentate o bruciate) nella funzione normale (ovvero quando il liquido del pannello è più caldo dellYcqua nel boiler) non si avrà nessun danno o pericolo; anche quando questa condizione è rovesciata; si avrà, invece, un allarme visivo ed acustico che può essere trasmesso anche in luogo diverso da quello in cui è sita la centralina. 2. the SOLAR control unit has been built with negative logic to allow, even in the event of breakage, to let the panel work unaltered in the original way 3. in the event that the control unit works regularly but only one or both of the solenoids of the and / valves, remaining at rest (not powered or burned) in normal function (ie when the panel liquid is hotter than the water in the boiler) there will be no damage or danger; even when this condition is reversed; instead, there will be a visual and acoustic alarm which can also be transmitted in a place other than that in which the control unit is located.

4. nel CÌ iso si rendesse necessaria, per esigenze circuitali, un’altra valvola a scarico termico di sicurezza nel circuito del liquido nel pannello, la si può allocare all’uscita dello stesso a valle delle e/valvole. 4. in the ISo it is necessary, for circuit requirements, another safety thermal discharge valve in the liquid circuit in the panel, it can be allocated at the outlet of the same downstream of the e / valves.

5. per completare l’ottimizzazione del SISTEMA SOLAR, è prevista l’aggiunta (opzionale e dove il pannello è posizionato in luogo aperto) di 3 RIFLETTORI in lamiera zincata perpendicolari, cemierati e laterali al contorno del pannello solare (l a nord 1 ad est 1 ad ovest) che, orientati opportunamente da 2 attuatoli tipo aprifmestra e comandati da altra sezione aggiunta nella centralina elettronica, provvedono a riflettere sul pannello stesso i raggi del sole concentrandone una maggior quantità con il conseguente aumento di calore assorbito dal liquido riscaldante: l’effetto è quello che si otterrebbe se il pannello fosse carrellato e libero di seguire il movimento del sole. 5. to complete the optimization of the SOLAR SYSTEM, the addition (optional and where the panel is positioned in an open place) of 3 REFLECTORS in galvanized sheet perpendicular, cemiered and lateral to the contour of the solar panel is foreseen (l to the north 1 to the east 1 to the west) which, suitably oriented by 2 window opening actuators and controlled by another section added to the electronic control unit, reflect the sun's rays on the panel itself, concentrating a greater quantity with the consequent increase in heat absorbed by the heating liquid: the effect is what would be obtained if the panel were wheeled and free to follow the movement of the sun.

Inoltre, questi riflettori, hanno anche il compito di non lasciar raffreddare la superficie del pannello dovuto all* azione del vento. ;In definitiva il pannello solare potrà solo cedere calore all’acqua del boiler e mai riceverne (nel qual caso si raffredderebbe di nuovo l’acqua sanitaria calda accumulata precedentemente) ;;CONCLUSIONI: ;;1) Allo st ato attuale, i pannelli solari costruiti da tutte le CASE, hanno in costante contatt o il liquido contenuto nel pannello/scambiatore di calore all’interno del boiler e, quindi, con l’acqua sanitaria da riscaldare ed utilizzare. Questa condizione fa si chi e quando il liquido è più caldo dell’ acqua sanitaria il calore viene ceduto o a quest’ultima per la Legge della Termodinamica (è sempre il corpo più caldo cedere calore al corpo più freddo) . Nella condizione in cui, viceversa, l’acqih nel boiler è più calda del liquido nello scambiatore/p timeli© avviene lo stesso tipo di scambio termico ma, questa volta, dall’acqua al liqui do . E’ intuitivo che si abbassa, nell’acqua sanitaria, la temperatura acquisita prece dentemente (poiché la ricede al liquido ) con conseguente perdita dei vantaggi avuti dallo scambio precedente (vedasi la notte, quando il sole è coperto da nuvole o d’inv em o ). Peggiora ancora la situazione quando riscaldiamo, nel boiler, l’acqua sanitari a con la resistenza elettrica con grande spreco d’elettricità, ;2) Lo sco po del sistema SOLAR è quello di ottimizzare il rendimento dei pannelli solari ιοη permettendo le perdite nel boiler che attualmente hanno per calo di temper atura interna dovuto alla cessione di calore dell’acqua sanitaria al liquido del circuito pannello/scambiatore . ;3) Il sist sm a comandato dalla centralina elettronica SOLAR, in sintesi, fa due cose : tiene separati termicamente i due circuiti, del liquido e dell' acqua sanitaria, quando il prim o è più freddo dell’altra non permettendone la circolazione nello scambiatore; mentre sono sempre in contatto termico nella condizione opposta sempre in questa condizione negativa, il liquido è costretto a muoversi in cortocircuito poiché l’uscita del pannello solare viene deviata sul suo ingresso attrave rso il gioco delle elettrovalvole creando, così, un ricircolo che farà aumen tare la temperatura del liquido ad ogni passaggio assorbendo solo calore dal par nello senza cederlo subito all’ acqua sanitaria. Lo scambio di calore liquido/acqua sanitaria si avrà di nuovo solo quando la temperatura del liquido salirà sufficientemente al di sopra della temperatura dell<*>acqua sanitaria (range regolabi- le) poiché, solo in questa condizione è in grado di cedere convenientemente calore. Furthermore, these reflectors also have the task of not letting the surface of the panel cool due to the action of the wind. ; Ultimately, the solar panel will only be able to transfer heat to the boiler water and never receive it (in which case the previously accumulated hot sanitary water would be cooled again) ;; CONCLUSIONS: ;; 1) At present, the solar panels built by all the CASE, they have in constant contact with the liquid contained in the panel / heat exchanger inside the boiler and, therefore, with the sanitary water to be heated and used. This condition means who and when the liquid is hotter than sanitary water, the heat is transferred or to the latter according to the Law of Thermodynamics (it is always the hottest body to give heat to the colder body). In the condition in which, conversely, the water in the boiler is hotter than the liquid in the exchanger / p timeli ©, the same type of heat exchange takes place but, this time, from the water to the liquid. It is intuitive that the previously acquired temperature in domestic hot water is lowered (since it returns it to the liquid) with consequent loss of the advantages obtained from the previous exchange (see night, when the sun is covered by clouds or inv em or ). The situation gets even worse when we heat the sanitary water in the boiler with the electric resistance with great waste of electricity; 2) The purpose of the SOLAR system is to optimize the efficiency of the solar panels ιοη allowing losses in the boiler which currently have a drop in internal temperature due to the transfer of heat from the sanitary water to the liquid in the panel / exchanger circuit. ; 3) The system controlled by the SOLAR electronic control unit, in short, does two things: it keeps the two circuits, of the liquid and of the sanitary water, thermally separated, when the first one is colder than the other, not allowing its circulation in the exchanger; while they are always in thermal contact in the opposite condition, always in this negative condition, the liquid is forced to move in short circuit since the output of the solar panel is diverted to its inlet through the play of the solenoid valves thus creating a recirculation that will increase adjust the temperature of the liquid at each passage by absorbing only heat from the par in without immediately transferring it to the sanitary water. The liquid / sanitary water heat exchange will take place again only when the liquid temperature rises sufficiently above the sanitary water temperature (adjustable range) since, only in this condition is it able to conveniently release heat .

RIVENDICAZIONI : CLAIMS:

Per qui into fin qui specificato si rivendicano le seguenti migliorie e prestazioni: 1) l’aumento della capacità riscaldante del pannello solare per acqua sanitaria 2) un più veloce riscaldamento dell’acqua rispetto alla condizione originaria 3) una minore perdita di calore dovuta allo scambio reversibile nel boiler acqua sanitaria/liquido The following improvements and performances are claimed for herein specified: 1) the increase of the heating capacity of the solar panel for sanitary water 2) a faster heating of the water compared to the original condition 3) a lower heat loss due to reversible exchange in the domestic water / liquid boiler

4) un minor consumo di elettricità quando l’acqua è riscaldata dalla resistenza elettrica in mancanza di calore apportato dal pannello solare (in tutte le ore per cui c’è assenzi i o copertura del sole) 4) lower electricity consumption when the water is heated by the electric resistance in the absence of heat from the solar panel (at all times for which there is absence or coverage of the sun)

5) la completa separazione termica del pannello solare dal boiler durante l’inverno e nelle ore fredde 5) the complete thermal separation of the solar panel from the boiler during the winter and in the cold hours

ί> 6) lo sfrui lamento dell’irraggiamento solare anche quando è minimo (col riciclo in >- cortocircuito) che, altrimenti, a quel livello verrebbe sprecato in quanto non sufficiente a produrre calore nello scambiatore ί> 6) exploitation of solar radiation even when it is minimal (with recycling> - short circuit) which, otherwise, would be wasted at that level as it is not sufficient to produce heat in the exchanger

7) possibilità di adoperare la centralina elettronica SOLAR per tutte le applicazioni in cui sono in ballo 2 o più grandezze da mettere a confronto siano esse TEMPERATURE; RESISTENZE, CORRENTI o TENSIONI ELETTRICHE; 7) possibility of using the SOLAR electronic control unit for all applications in which 2 or more quantities to be compared are involved, whether they are TEMPERATURES; RESISTANCES, CURRENTS or ELECTRICAL VOLTAGES;

FLUSSI di LIQUIDI; INTENSITÀ’ LUMINOSE; SEGNALI DIGITALI ed ANAL OGICI; LIVELLI di LIQUIDI nei serbatoi e recipienti vari; PRESSIONI di LIQUIDI e GAS; PESI; anche tra UNITA’ di MISURA DIVERSE e di quant’altro si voglia compararne le differenze anche se minime per averne un effetto all’ESTERNO per COMANDARE altra APPARECCHIATURA o RIVELARNE la CONDIZIONE . FLOWS of LIQUIDS; LUMINOUS INTENSITY; DIGITAL and ANALOGICAL SIGNALS; LIQUID LEVELS in various tanks and containers; LIQUID and GAS PRESSURES; WEIGHTS; even between DIFFERENT UNITS of MEASUREMENT and anything else you want to compare the differences, even if minimal, to have an EXTERNAL effect to COMMAND other EQUIPMENT or REVEAL its CONDITION.

ideatore FAF RUGGIERO creator FAF RUGGIERO

domicilio ana ι: V. del Finestrone 11 domicile ana ι: V. del Finestrone 11

Claims

page keeps the two circuits, liquid and sanitary water separately, when the first one is colder than the other, not allowing its circulation in the exchanger; while they are always in thermal contact in the opposite condition, always in this negative condition, the liquid is forced to move in short circuit since the output of the solar panel is diverted to its inlet through the play of the solenoid valves, thus creating a recirculation that will supply food. the temperature of the liquid at each passage, absorbing only heat from the panel without immediately transferring it to the sanitary water. The liquid / sanitary water heat exchange will take place again only when the liquid temperature rises sufficiently above the sanitary water temperature (adjustable range) since, only in this condition is it able to conveniently release heat. CLAIMS: As far as specified above, the following improvements and performances are claimed: 1) the increase in the heating capacity of the solar panel for sanitary water 2) faster heating of the water compared to the original condition 3) less heat loss due to the reversible exchange in the domestic water / liquid boiler 4) lower electricity consumption when the water is heated by the electric resistance in the absence of heat from the solar panel (in all hours for which there is absence or coverage of the sun) 5) com (pity thermal separation of the solar panel from the boiler during winter and in cold hours 6) the exploitation of solar radiation even when it is minimal (with recycling short-circuited) which, otherwise, at that level would be wasted as it is not sufficient to produce heat in the exchanger 7) possibility of using the SOLAR electronic control unit for all applications in which 2 or more quantities are involved to be compared, whether they are TEMP ERATURE; RESISTANCES, CURRENTS or ELECTRICAL VOLTAGES; FLUS & 1 of LIQUIDS; LUMINOUS INTENSITY; DIGITAL and ANALOGICAL SIGNALS; LIQUID LEVELS in various tanks and containers; LIQUIDI and GAS PRESSURES; WEIGHTS; even between DIFFERENT UNITS of MEASUREMENT and anything else you want to compare the differences even if minimal to have an effect OUTSIDE to COMMAND other EQUIPMENT or REVEAL its CO • HEARING.

creator 1 RUGGIERO domicile>: V. del Finestrone 11