ITLT20070012U1 - Sistema per il risparmio di acqua calda sanitaria tramite il ricircolo forzato controllato da centralina elettronica. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione avente per TITOLO: ” SISTEMA PER IL RISPARMIO DI ACQUA CALDA SANITARIA TRAMITE IL RICIRCOLO FORZATO CONTROLLATO DA CENTRALINA ”,

RIASSUNTO

Sistema essenzialmente costituito da elettrovalvole, elettropompa, sensori termici, idro-flussostati ed una centralina elettronica. Nelle sue molteplici possibilità di implementazione realizza un efficace soluzione per la riduzione o l' annullamento delle perdite di acqua calda sanitaria non riscaldata. Si prenda ad esempio un impianto domestico per la fornitura di acqua calda, prima che la stessa fuoriesca alla temperatura impostata nella caldaia è necessario far fuori uscire, e quindi perdere, una quantità d’acqua mediamente pari o superiore a 2 litri. La presente invenzione annulla o riduce la quantità di acqua inutilizzata che si è costretti a disperdere tramite un sistema di ricircolo forzato controllato da una centralina elettronica. L’acqua sanitaria che si è raffreddata nelle condutture, e quella che inizialmente la caldaia eroga ad una temperatura inferiore a quella impostata viene generalmente lasciata correre, e quindi gettata, fino all’ arrivo di quella calda. Grazie al ricircolo forzato al l’interno del circuito stesso essa viene nuovamente riscaldata per poi fuoriuscire solamente dopo aver raggiunto la temperatura impostata.

DESCRIZIONE

Campo del l’invenzione

Questa invenzione è rivolta ad aumentare l’efficienza di un generico impianto preposto alla distribuzione di acqua termicamente condizionata. Essa descrive il principio di funzionamento che può essere applicato a qualsiasi tipo di fluido e di condizionamento termico, sia verso il freddo che verso il caldo.

Stato della tecnica

Per descrivere semplicemente l’invenzione si prenderà’ in considerazione un tipico impianto domestico di riscaldamento dell’acqua sanitaria. E’ facile osservare che ogni qualvolta si desideri acqua calda dal rubinetto è necessario attendere da pochi secondi a qualche decina lasciando scorrere numerosi litri di acqua.

Il tempo di attesa è necessario alla caldaia di rilevare la richiesta di acqua, accendere il bollitore e raggiungere la temperatura impostata. Nel frattempo è necessario lasciar correre l’acqua per far attivare la caldaia e svuotare le tubazioni dall’acqua che, rimasta ferma per ore, si è raffreddata.

Analizzando più attentamente è facile comprendere che, ogni volta che si richiede acqua calda vengono gettati dai 2 ai 4 litri di acqua dolce, quindi potabile, a seconda delle caratteristiche dell’impianto. Le caratteristiche che penalizzano i litri di acqua necessari al riscaldamento sono : la configurazione di installazione delle tubazioni (stella o multipunto), l’isolamento delle tubazioni, la loro distanza dalla caldaia e l’efficienza della medesima.

Volendo eseguire un calcolo su base empirica ma che sia in grado di definire le unita’ di grandezza in gioco è ragionevole supporre che la richiesta di acqua calda, che abbia atteso un sufficiente periodo di raffreddamento, in una famiglia tradizionale viene svolta mediamente 3 volte al giorno. Vengono quindi gettati minimo 6 litri di acqua potabile, che per le 20 milioni di famiglie in Italia significano uno spreco di ben 120 milioni di litri di acqua potabile al Scopi e sommario dell’invenzione

L’invenzione è attuabile in diverse configurazioni in modo da poter essere applicata ad impianti esistenti o ad impianti da realizzare. La differenza sostanziale delle due principali possibilità’ di implementazione consiste, nel primo caso, in una drastica riduzione della quantità’ di acqua sanitaria erogata inutilmente in attesa dell’acqua calda, mentre, nel secondo caso, consente il suo annullamento.

Il principio di funzionamento e’ basato sull’accensione forzata della caldaia tramite un consenso elettrico esterno oppure semplicemente il suo flussostato interno e sul ricircolo forzato dell’acqua nella tubazione, per consentirne la sua erogazione solamente dopo il raggiungimento della temperatura prestabilita. Gli impianti tradizionali per utenza domestica sono realizzati tramite una caldaia a cui viene collegata in ingresso l’acqua fredda ed in uscita tutti i rubinetti del bagno, cucina, ecc..

L’invenzione prevede, rispetto all’ impianto tradizionale rappresentato in Figura 1, una tubazione che colleghi l’acqua in uscita dalla caldaia a quella in ingresso e su cui sono installati un sensore di temperatura ed un’ elettropompa in grado di forzare il circolo dell’acqua.

Dopo la tubazione per il ricircolo ed in prossimità’ di ciascun rubinetto e’ prevista un’elettrovalvola che consentirà’ il passaggio solo all’acqua calda. Il criterio di funzionamento e’ di immediata comprensione nella Figura 2. Al momento dell’apertura del rubinetto dell’acqua calda deve corrispondere una richiesta elettrica alla centralina elettronica che provvede a verificare se la temperatura dell’acqua pronta all’erogazione è ancora ragionevolmente calda. In caso contrario la centralina elettronica aziona la chiusura dell’elettrovalvola che impedisce la fuoriuscita di acqua e l’elettropompa che ne forza il ricircolo. La caldaia azionerà iol suo bruciatore per scaldare l’acqua poiché’ il suo flussostato interno e’ stato eccitato. La centralina elettronica monitora costantemente la temperatura dell’acqua in prossimità della valvola, quando questa avrà raggiunto la temperatura prestabilita la centralina comanderà l’apertura della elettrovalvola ed il fermo dell’ elettropompa.

In conclusione, l’acqua che sarebbe andata perduta nell’attesa di quella riscaldata viene riutilizzata per scaldare il circuito fino a portarlo alla temperatura desiderata, evitando l’enorme spreco.

Breve descrizione dei disegni

La presente invenzione può’ essere meglio compresa ed i suoi numerosi scopi e vantaggi risulteranno evidenti anche ai non esperti del settore con riferimento ai disegni schematici allegati, che ne mostrano le molteplici possibilità’ di implementazione.

La Figura 1 mostra uno schema a blocchi di un impianto domestico tradizionale per riscaldamento dell’acqua sanitaria;

la Figura 2 mostra lo schema di principio dell’invenzione;

la Figura 3 mostra una possibile forma di implementazione dell’invenzione in un impianto pre-esistente;

la Figura 4 mostra l’ implementazione dell’invenzione nella sua forma ideale; la Figura 5 mostra una possibile implementazione dell’invenzione a livello industriale;

Descrizione di forme di attuazione dell’invenzione

Rispetto agli impianti tradizionali è necessaria l’applicazione di una ulteriore tubazione per il ricircolo, diventa quindi difficoltosa la sua applicazione per gli impianti esistenti. In questo caso è possibile realizzare l' impianto schematizzato in Figura 3. Il modello comportamentale dello schema rappresentato in figura è uguale a quello ideale ma in questa implementazione non consente il totale ricircolo dell’acqua, causandone quindi il suo inutilizzo al momento della fuoriuscita. La soluzione di Figura 3, una delle possibili per gli impianti pre- esistenti, è migliorativa rispetto agli impianti tradizionali poiché consente un risparmio di acqua equivalente alla quantità che sarebbe fuoriuscita nel periodo di tempo necessario alla caldaia per raggiungere la temperatura di regime. La medesima soluzione non consente Γ immediata fuoriuscita dell’acqua alla temperatura prestabilita ma necessita della perdita di una quantità di acqua pari a quello contenuto nelle tubazioni fino al rubinetto.

Una delle possibilità implementative del modello ideale è semplificato nella Figura 4. Esso è costituito da : caldaia (1), elettrovalvola (2), sensore di temperatura (3), centralina elettronica(4), valvola di non ritomo(5), elettropompa(ó), interruttore (7). Il circuito risulta costantemente in pressione grazie alla valvola di non ritorno (5) posta all’ingresso dell’acqua. Il consenso di richiesta di acqua calda potrebbe essere implementato direttamente all’interno del rubinetto tramite un interruttore connesso meccanicamente alla valvola dell’acqua calda oppure realizzando un rubinetto di tipo digitale che utilizzi elettrovalvole per il controllo della portata e non valvole manuali, nel quale sarebbe inoltre possibile impostare esattamente la temperatura dell’acqua in uscita. Ricevuto il consenso di richiesta di acqua calda, la centralina elettronica (4) verifica la temperatura nella tubazione tramite l’apposito sensore (3). Se la temperatura dell’acqua è prossima a quella preimpostata la lascia fuoriuscire dal rubinetto aprendo l’elettrovalvola (2), in caso contrario provvede a chiudere l’elettrovalvola (2) e ad azionare Γ elettropompa (6) che forza il ricircolo dell’acqua contenuta nella tubazione. Le caldaie meno recenti avevano l’acqua sanitaria sempre pronta a temperatura con notevoli consumi, quelle più recenti rilevano il flusso di acqua tramite sensori denominati flussostati o flussometri. Lo scorrimento dell’acqua viene interpretata dalla caldaia come una richiesta di acqua calda accendendo quindi il bruciatore. Quando la temperatura dell’acqua rilevata dal sensore di temperatura (3) avrà raggiunto quella impostata nella centralina elettronica quest’ultima fermerà l’elettropompa ed aprirà l’elettrovalvola consentendo all’acqua calda di uscire dal rubinetto.

La soluzione definitiva in un’ottica di producibilita’ industriale potrebbe essere quella rappresentata in figura 5 dove i componenti aggiunti dalla presente invenzione vengono integrati nei dispositivi di un impianto tradizionale. In Figura 5 si può’ osservare che la caldaia , oltre a conservare le caratteristiche tradizionali, dovrà’ includere una valvola di non ritorno, un’ elettropompa, un sensore di temperatura e la centralina elettronica. Le connessioni presenti saranno un ingresso di acqua calda, un ingresso l’acqua di ricircolo, un uscita di acqua calda, un uscita elettrica per l’azionamento delle elettrovalvole ed un ingresso elettrico per il consenso della richiesta acqua calda proveniente dai rubinetti.

Questi ultimi potrebbero essere realizzati integrando al loro interno un pulsante elettrico connesso meccanicamente alla valvola dell’acqua calda ed in prossimità’ di ciuscuno di essi e’ necessario installare un raccordo a “T” ed un’ elettrovalvola.

Al fine di mantenere una completa compatibilita’ dei rubinetti tradizionali, e per non penalizzare il design sempre piu’ estroso, e’ possibile ricavare la richiesta di acqua calda tramite una soluzione costituita da un sensore di pressione differenzialeapplicato agli estremi dell’elettrovalvola.

Il criterio di funzionamento e’ molto semplice. Considerando il rubinetto e l’elettrovalvola chiusa, il sensore dovrebbe rilevare che la differenza di pressione ai capi dell’elettrovalvola e’ nulla.

Al momento dell’apertura della valvola dell’acqua calda la differenza tra la pressione presente nel circuito e quella uscente viene rilevata dal sensore e di conseguenza interpretata dalla caldaia come una richiesta di acqua calda. La caldaia accenderà’ il bollitore per scaldare l’acqua ed azionerà’ la pompa forzandone il ricircolo fino al raggiungimento della temperatura prestabilita, dopodiché’ comanderà’ l’apertura dell’elettrovalvola per l’erogazione dell’acqua.

Nel momento della chiusura della valvola la differenza di pressione dell’acqua ai capi dell’elettrovalvola diminuirà’ quindi il sensore tornerà in condizione di riposo.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di ricircolo forzato per fluidi, controllato da centralina elettronica, al fine di mantenere la temperatura costante in un circuito in cui scorre il fluido.
2. 2. Sistema di ricircolo forzato per fluidi, controllato da centralina elettronica, affinché la temperatura del fluido erogato sia costante.
3. 3. Sistema di ricircolo forzato di acqua calda sanitaria, controllato da centralina elettronica, al fine di mantenere la temperatura costante in tutto il circuito in cui fluisce.
4. 4. Sistema di ricircolo forzato di acqua calda sanitaria, controllato da centralina elettronica, al fine di evitare che l’acqua che si raffredda nelle tubazioni venga poi erogata.
5. 5. Sistema per il risparmio di acqua calda sanitaria tramite il suo ricircolo forzato.