ITMI20070370A1

ITMI20070370A1 - Gruppo idraulico con doppio scambiatore secondario per inmpianti con caldaie a gas

Info

Publication number: ITMI20070370A1
Application number: IT000370A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Fugazza
Original assignee: Fugas S P A
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2008-08-28
Also published as: EP1965139A2; EP1965139A3

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale da! titolo:

"GRUPPO IDRAULICO CON DOPPIO SCAMBIATORE SECONDARIO PER IMPIANTI CON CALDAIE A GAS"

La presente invenzione riguarda un gruppo idraulico per caldaie a gas, in particolare caldaie murali, per riscaldamento domestico e la produzione di acqua calda sanitaria.

Le note caldaie di questo tipo prevedono uno scambiatore primario in cui fluisce l’acqua del circuito di riscaldamento domestico e nel quale essa viene riscaldata da un bruciatore a gas. Tramite l’utilizzo di una valvola a tre vie o altro dispositivo di instradamento, l'acqua riscaldata nello scambiatore primario viene convogliata o nel circuito di riscaldamento domestico (radiatori) oppure, in presenza di una richiesta di erogazione di acqua calda sanitaria, in uno scambiatore secondario, tipicamente a piastre, per la produzione attraverso quest’ultimo di acqua calda sanitaria.

Disposititivi di questo genere sono ad esempio noti da DE 19912284 B1. Inoltre, EP 396627 descrive una disposizione per il trasferimento di calore a distanza ad un sistema di riscaldamente che prevede due scambiatori collegati in parallelo.

Gli impianti noti presentano alcuni inconvenienti.

Più precisamente, l'acqua che fluisce attraverso lo scambiatore primario è la stessa che fluisce nell'impianto di riscaldamento domestico ed in essa possono essere presenti impurità cedute dai radiatori, dalle tubazioni o da altri elementi del circuito. Tali impurità possono provocare intasamenti dello scambiatore primario (soprattutto qualora quest’ultimo sia uno scambiatore a condensazione) e degli altri elementi presenti all’interno della caldaia.

Inoltre, particolarmente in impianti di riscaldamento a bassa temperatura, quali gli impianti a pavimento abbinati ad una caldaia a condensazione, è necessario avere elevate portate di acqua nell’impianto di riscaldamento domestico per consentire uno scambio termico adeguato a garantire un livello di riscaldamento confortevole degli ambienti domestici. A questo fine, nella tecnica anteriore è stata prevista l'aggiunta di una pompa ad alta prevalenza, tuttavia le pompe ad alta prevalenza hanno gli stessi ingombri delle pompe normali ed hanno in genere anche un costo maggiore. Un’altra soluzione, con costi ancora maggiori, prevede l'impiego di una pompa aggiuntiva esterna alla caldaia stessa.Quest’ ultima soluzione comporta costi ulteriori e necessita di spazi ed opere aggiuntivi.

Scopo della presente invenzione è quello di superare le limitazioni dei dispositivi noti, ed in particolare di realizzare un gruppo idraulico perfezionato che risolva questi inconvenienti con costi e spazi contenuti.

Secondo l'invenzione, questi scopi vengono conseguiti mediante un gruppo idraulico secondo la rivendicazione 1. Ulteriori vantaggiose caratteristiche formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Secondo l’invenzione vengono utilizzati un secondo scambiatore a piastre secondario ed una pompa aggiuntiva, così da formare due circuiti disconnessi ed indipendenti tra di loro, uno circolante all’interno della caldaia murale ed un secondo circolante nell’impianto di riscaldamento domestico (radiatori).

Utilizzando un secondo scambiatore a piastre secondario ed una pompa aggiuntiva secondo quanto previsto dalla presente invenzione si riesce a scindere il circuito di riscaldamento in due circuiti disconnessi ed indipendenti tra di loro, uno circolante all’interno della caldaia murale ed un secondo circolante nell’impianto di riscaldamento domestico (radiatori).

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento alla allegata Fig. 1 che mostra uno schema di una forma realizzativa preferita, ma non limitativa, dell'invenzione,

Nella descrizione che segue e nelle rivendicazioni, i termini circuito primario e circuito secondario riferiti ad uno scambiatore indicano, rispettivamente, la porzione di scambiatore in cui circola il lìquido che cede calore e la porzione di scambiatore in cui circola il liquido riscaldato.

La Fig. 1 mostra uno schema circuitale deirimpianto di caldaia in cui è inserito un gruppo idraulico secondo l’invenzione.

Esso comprende un bruciatore a gas (non mostrato), uno scambiatore di calore primario 1 e una pompa 5 che fornisce la prevalenza necessaria per far circolare acqua o un altro liquido che viene riscaldato nello scambiatore primario 1 dal bruciatore. Questo costituisce il cosiddetto circuito interno alla caldaia murale.

Lo scambiatore primario 1 è collegato, attraverso una valvola tre vie 4 alle entrate di due scambiatori secondari 2 e 3 che possono essere sostanzialmente uguali. La pompa 5 collega le due uscite degli scambiatori 2 e 3 allo scambiatore primario 1.

Il circuito “secondario" dello scambiatore secondario 2, dove, come indicato in precedenza con il termine “secondario” si intende il circuito del liquido che viene riscaldato, è collegato ai radiatori o altri elementi di riscaldamento domestico indicati genericamente dal riferimento 19, attraverso una pompa aggiuntiva 6 sul lato di mandata.

Il circuito “secondario” dello scambiatore secondario 3 è invece collegato all’ingresso e all’uscita acqua sanitaria, e più precisamente il suo ingresso, è collegato alla rete idrica RI, e l’uscita è collegata ai rubinetti F di erogazione dell’acqua calda. Un sensore 7 del flusso di acqua sanitaria comanda (direttamente o indirettamente attraverso una scheda elettronica) la commutazione della valvola tre vie 4.

Durante il funzionamento della caldaia in modalità riscaldamento (ossia per la funzione di riscaldamento dei radiatori domestici), il liquido riscaldato viene deviato attraverso la valvola tre vie 4 verso lo scambiatore secondario 2 all'interno del quale cede calore al fluido del circuito secondario di quest’ultimo che, grazie alla prevalenza fornita dalla pompa 6, circola nellimpianto di riscaldamento domestico (19) e nei relativi radiatori (o impianto a pavimento).

Quando da una utenza domestica di acqua sanitaria (tipicamente i miscelatori domestici) viene richiesta una certa portata di acqua calda, il funzionamento della caldaia passa nella modalità produzione acqua calda sanitaria grazie al sensore di flusso 7 che rileva la richiesta e comanda la commutazione della valvola tre vie 4 in modo tale da convogliare il liquido caldo proveniente dallo scambiatore primario 1 del circuito, nello scambiatore secondario 3 (anch’esso tipicamente uno scambiatore a piastre) dedicato alla produzione di acqua calda sanitaria.

E’ evidente come il liquido del circuito secondario risulti completamente separato dal liquido di riscaldamento primario.

Secondo una forma realizzativa preferita, il gruppo della presente invenzione è formato da un gruppo idraulico a sua volta suddiviso in due sottogruppi, rispettivamente di mandata 10 e di ritorno 20.

Il sottogruppo di mandata 10 comprende:

- una valvola a tre vie integrata 4 (a comando elettrico o idraulico),

- connessioni 11, 12, 13, 14 di attacco ai due scambiatori secondari 2 e 3, - una connessione 15 per la pompa aggiuntiva 6,

- una connessione 16 per il collegamento della mandata del circuito di riscaldamento,

- una connessione 17 per il collegamento dell'uscita acqua calda sanitaria - eventuali altre opportune connessioni non mostrate in Fig. 1, come ad esempio connessioni per un pressostato, per delle sonde di temperatura, per un dispositivo di by-pass, per una valvola di scarico dei circuiti, ecc...

Il sottogruppo di ritorno 20 comprende;

- una connessione 21 per la pompa 5 per la circolazione del liquido che viene riscaldato nello scambiatore primario 1 dal bruciatore,

- il sensore di flusso 7 per rilievo delia richiesta di acqua calda sanitaria da parte dell’utenza,

- connessioni 22, 23, 24, 25 di attacco ai due scambiatori secondari 2 e 3 - altre eventuali connessioni, non mostrate in Fig. 1, come ad esempio connessioni per una valvola di scarico di sicurezza, per delle sonde di temperatura, per un dispositivo di riempimento dei due circuiti, per un vaso di espansione, per un dispositivo di by-pass ecc.

I sottogruppi 10, 20 possono essere costituiti da un unico monoblocco o da più parti assemblare tra dì loro in vario modo, senza che per questo si pregiudichi la funzione specìfica del sottogruppo nel suo complesso così come descritta.

Il materiale dei citati sottogruppi può essere tipicamente ottone o materiale plastico composito.

Vantaggiosamente, la seconda pompa 6 può essere integrata tramite un’apposita connessione presente nel sottogruppo di mandata, per incrementare la portata nell’impianto di riscaldamento domestico migliorandone quindi le prestazioni di scambio.

Separando il circuito di riscaldamento in due sottocircuiti disconnessi, uno per il riscaldamento ed uno per la produzione di acqua calda sanitaria, l’invenzione consegue diversi vantaggi.

E’ innanzitutto possibile far circolare liquidi con caratteristiche differenti nei due sottocircuiti, così da avere sempre un fluido pulito circolante all’interno della caldaia con conseguente minor intasamento degli elementi della caldaia stessa e minor manutenzione relativa.

Per il sottocircuito della caldaia può essere impiegata una pompa di minor prevalenza e costo, ed inoltre, essendo tale sottocircuito molto più piccolo, lo spurgo dell’aria diventa più rapido ed efficace, con migliori rendimenti e minore rumorosità di funzionamento della caldaia.

Il gruppo idraulico può essere realizzato con dimensioni estremamente compatte in modo tale da integrarlo nelle dimensioni standard delle odierne caldaie senza dover aggiungere dispositivi esterni alla caldaia limitando quindi i costi e gli spazi di installazione.

Benché l'invenzione sia stata illustrata con riferimento ad una costruzione preferita, essa è in generale suscettibile di altre applicazioni e modifiche che si intendono comprese nell'ambito protettivo, come risulterà evidente al tecnico del settore.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Gruppo idraulico per un impianto misto di riscaldamento domestico e di produzione di acqua calda sanitaria, detto impianto comprendendo uno scambiatore di calore primario (1) ed una pompa (5) per la circolazione de! liquido primario riscaldato nel detto scambiatore primario (1); detto gruppo comprendendo un dispositivo dì deviazione (4) dei detto liquido primario riscaldato comandato da un sensore (7) del flusso di acqua sanitaria, ed uno scambiatore di calore secondario (3) il cui circuito secondario è collegato alla rete idrica (RI) e fornisce l’acqua calda sanitaria, detto gruppo idraulico essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo scambiatore di calore secondario (2), il cui circuito primario riceve il detto liquido primario riscaldato, ed il cui circuito secondario è collegato agli elementi di riscaldamento domestico (19) attraverso una seconda pompa (6).
2. Gruppo idraulico secondo fa rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere due sottogruppi, rispettivamente di mandata (10) e di ritorno (20).
3.Gruppo idraulico secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto sottogruppo di mandata (10) comprende: - una valvola a tre vìe (4); - quattro connessioni (11, 12, 13, 14} dì attacco ai detti due scambiatori secondari (2, 3); - una connessione (15) per la pompa aggiuntiva (6); - una connessione (16) per il collegamento alla mandata del circuito di riscaldamento domestico (19); - una connessione (17) per il collegamento dell’uscita acqua calda sanitaria.
4, Gruppo idraulico secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il detto sottogruppo di ritorno (20) comprende: - una connessione (21) per la pompa (5) per la circolazione del liquido che viene riscaldato nel detto scambiatore primario (1) dal bruciatore; - il detto sensore di flusso(7) per rilevare la richiesta di acqua calda sanitaria; - quattro connessioni (22, 23, 24, 25) di attacco ai detti due scambiatori secondari (2, 3).
5, Gruppo idraulico secondo le rivendicazioni precedenti 1 -4, caratterizzato dal fatto di essere realizzato in metallo.
6, Gruppo idraulico secondo le rivendicazioni precedenti 1 - 4, caratterizzato dal fatto di essere realizzato in marteriale plastico composito.