ITMI990596A1 - Caldaia ad accumulo di tipo combinato - Google Patents

Caldaia ad accumulo di tipo combinato

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ITMI990596A1
ITMI990596A1 IT1999MI000596A ITMI990596A ITMI990596A1 IT MI990596 A1 ITMI990596 A1 IT MI990596A1 IT 1999MI000596 A IT1999MI000596 A IT 1999MI000596A IT MI990596 A ITMI990596 A IT MI990596A IT MI990596 A1 ITMI990596 A1 IT MI990596A1
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IT
Italy
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hot water
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heat exchanger
water
unit
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IT1999MI000596A
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Stefano Zanforlin
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Gruppo Imar S P A
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
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Description

Titolo: Caldaia ad accumulo di tipo combinato
DESCRIZIONE
Campo dell’invenzione
La presente invenzione si riferisce ad una caldaia ad accumulo del tipo cosiddetto combinato, comprendente:
uno scambiatore di calore secondario provvisto di rispettivi primi mezzi di scambio termico per riscaldare acqua sanitaria alimentata in detto scambiatore;
una unità di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria provvista di rispettivi secondi mezzi di scambio termico per riscaldare l’acqua sanitaria accumulata in detta unità;
un circuito idraulico secondario per la circolazione di acqua sanitaria provvisto di mezzi per prelevare selettivamente l’acqua sanitaria riscaldata da detto scambiatore di calore secondario e/o da detta unità di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria; in cui l’unità di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria è posizionata nel circuito idraulico secondario in parallelo allo scambiatore di calore secondario.
Nel seguito della descrizione e nelle successive rivendicazioni, con il termine di: caldaia di tipo combinato, si intende indicare una caldaia in grado di erogare sia acqua calda per il riscaldamento ambienti (acqua primaria), sia acqua calda per uso sanitario (acqua sanitaria).
Tecnica nota
Nel settore delle caldaie di impiego domestico ed in particolare in quelle di tipo combinato, è da tempo sentita l’esigenza di garantire sia una pronta erogazione di acqua calda sanitaria alla temperatura desiderata, sia la produzione di acqua calda primaria per il riscaldamento ambienti. Allo scopo di soddisfare questa esigenza, si sono affermate nel setore caldaie di tipo cosiddeto ad accumulo, in cui una certa quantità di acqua calda di pronto utilizzo viene immagazzinata in una unità di accumulo ed ivi mantenuta ad una temperatura prefissata, così da poter fornire in tempi relativamente rapidi acqua calda per uso sanitario.
Una tipologia di caldaie ad accumulo di tipo combinato attualmente disponibili in commercio comprende essenzialmente uno scambiatore di calore primario (generalmente del tipo gas-acqua) per la produzione di acqua calda primaria per il riscaldamento ambienti ed uno scambiatore di calore secondario (generalmente del tipo a piastre) per la produzione istantanea di acqua calda sanitaria e prevede l’utilizzo all’ato del prelievo da parte dell’utenza di una quantità prefissata di acqua calda sanitaria di pronto impiego previamente riscaldata in una unità separata di accumulo. Così, ad esempio, la domanda di brevetto tedesca DE 3714968 descrive una caldaia ad accumulo di tipo combinato in cui è previsto un unico circuito idraulico primario per la circolazione di acqua calda primaria che mete in comunicazione di fluido lo scambiatore di calore primario con lo scambiatore di calore secondario e quindi con il serbatoio di accumulo.
Più in particolare, l’acqua calda primaria in uscita dallo scambiatore di calore primario viene inviata all’impianto di riscaldamento esterno o, alternativamente, allo scambiatore di calore secondario e, da qui, al serbatoio di accumulo che risulta pertanto disposto in serie con il precedente. Per la circolazione dell’acqua sanitaria è previsto invece un circuito idraulico di acqua sanitaria comprendente una prima sezione per l’alimentazione dell’acqua sanitaria allo scambiatore di calore secondario ed una seconda sezione, estesa in parallelo alla suddeta prima sezione, per l’alimentazione dell’acqua sanitaria al serbatoio di accumulo. Il riscaldamento dell’acqua sanitaria nello scambiatore di calore secondario e nel serbatoio di accumulo avviene per scambio termico con l’acqua primaria circolante nel circuito idraulico primario.
Un inconveniente non trascurabile associato alle caldaie ad accumulo del tipo sopra descritto è correlato al fatto che il serbatoio di accumulo e lo scambiatore di calore secondario sono in serie tra loro nel circuito idraulico primario, per cui il riscaldamento dell’acqua sanitaria nel serbatoio di accumulo comporta, inevitabilmente, la circolazione di acqua calda primaria anche nello scambiatore di calore secondario e, dunque, il riscaldamento dell’acqua sanitaria in esso presente, anche quando vi è assenza di prelievo di acqua calda sanitaria (e quindi anche quando lo scambiatore secondario non è operativo) ma vi è l’esigenza di riportare alla temperatura desiderata l’acqua calda immagazzinata nel serbatoio di accumulo.
Ciò provoca la indesiderata formazione di calcare ed incrostazioni nel percorso di fluido per la circolazione dell’acqua sanitaria previsti all’interno dello scambiatore di calore secondario. Tali incrostazioni e calcare ostacolano lo scambio termico tra acqua sanitaria e acqua primaria, causando conseguentemente un decadimento delle prestazioni e dell’efficienza dello scambiatore secondario che peggiorano costantemente ed in modo sostanzialmente irreversibile con l’andar del tempo.
Il decadimento di prestazioni ed efficienza correlato alla formazione di calcare ed incrostazioni nel percorso di fluido per la circolazione dell’acqua sanitaria, infatti, provoca una graduale ma irreversibile riduzione della portata erogabile dallo scambiatore secondario alla massima temperatura di progetto di quest’ultimo, ovvero consente di erogare la portata massima di progetto ma ad una temperatura che risulta via via inferiore alla temperatura massima raggiungibile quando lo scambiatore secondario è nuovo.
Inoltre, la presenza di calcare ed incrostazioni nel percorso di fluido per la circolazione dell’acqua sanitaria nello scambiatore secondario della caldaia comporta inevitabilmente un aumento dei costi di esercizio e di manutenzione della caldaia stessa, fino ad arrivare alla necessità di sostituire lo scambiatore secondario con i costi che ne derivano.
Sommario dell 'invenzione
Il problema tecnico alla base della presente invenzione è pertanto quello di mettere a disposizione una caldaia ad accumulo di tipo combinato che consenta di garantire una pronta erogazione di acqua calda sanitaria, superando nel contempo gli inconvenienti sopra indicati con riferimento alla tecnica nota.
Questo problema è risolto secondo l’invenzione da una caldaia ad accumulo di tipo combinato del tipo sopra descritto, la quale si caratterizza per il fatto che i secondi mezzi di scambio termico previsti nell’unità di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria sono essenzialmente in parallelo ai primi mezzi di scambio termico previsti nello scambiatore di calore secondario.
In accordo con l’invenzione, è così possibile riscaldare l’acqua sanitaria accumulata nell ’unità di produzione ed accumulo senza per questo dover necessariamente riscaldare anche l’acqua sanitaria presente nello scambiatore di calore secondario, evitando vantaggiosamente gli inconvenienti sopra indicati correlati alla formazione di calcare ed incrostazioni nello scambiatore di calore secondario.
Breve descrizione delle figure
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno meglio dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di esecuzione preferita, fatta qui di seguito, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alla figura allegata, che mostra uno schema idraulico semplificato della caldaia secondo l’invenzione.
Descrizione dettagliata della forma di esecuzione preferita
Nella figura 1, con 1 è complessivamente e schematicamente indicata una caldaia ad accumulo del tipo combinato secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione.
La caldaia 1 comprende uno scambiatore di calore 2 gas-acqua, preferibilmente includente una sezione a condensazione, destinato alla produzione di acqua calda primaria per il riscaldamento ambienti (nel seguito indicato come scambiatore primario).
Lo scambiatore primario 2 è in comunicazione di fluido, tramite un primo circuito idraulico di acqua calda primaria, globalmente indicato con 3, con un impianto esterno di riscaldamento ambienti (non illustrato) e con uno scambiatore di calore 4, generalmente di tipo a piastre, destinato alla produzione di acqua calda sanitaria (nel seguito indicato come scambiatore secondario).
In modo di per sè noto, lo scambiatore secondario 4 è provvisto di rispettivi mezzi di scambio termico, come ad esempio un percorso di fluido di acqua calda primaria definito in una pluralità di intercapedini formate nel corpo dello scambiatore, i quali sono destinati a riscaldare l’acqua sanitaria fredda proveniente dalla rete idrica. A tale scopo, i primi mezzi di scambio termico previsti nello scambiatore secondario 4 sono associati al primo circuito idraulico 3 per la circolazione di acqua calda primaria da e verso lo scambiatore di calore primario 2.
Nel primo circuito idraulico 3 sono definiti due percorsi di acqua primaria, rispettivamente indicati con 3a e 3b, tra loro in parallelo.
Un primo percorso 3a è destinato a collegare lo scambiatore primario 2 con l’impianto esterno di riscaldamento e comprende un condotto 7 di mandata allo scambiatore primario 2, un condotto 8 di uscita dallo scambiatore primario 2, una prima valvola 9 deviatrice a tre vie ed un condotto 10 di mandata all’impianto esterno di riscaldamento. I suddetti condotti 7 e 10 di mandata allo scambiatore primario 2 ed all’impianto esterno di riscaldamento sono collegati a rispettivi condotti (non illustrati) dell’impianto di riscaldamento, tramite una còppia di raccordi, di per sè convenzionali e non rappresentati in figura.
Un secondo percorso 3b collega lo scambiatore primario 2 con lo scambiatore secondario 4 e comprende il condotto 7 di alimentazione allo scambiatore primario 2, il condotto 8 di uscita dallo scambiatore primario 2, la prima valvola deviatrice 9, un condotto 11 di raccordo, una seconda valvola deviatrice 12 a tre vie, condotti 13 e 14 rispettivamente di mandata al e di uscita dallo scambiatore secondario 4 ed un primo condotto di ritorno 15 allo scambiatore primario 2.
La caldaia 1 dell’ invenzione comprende altresì una unità 5 di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria, destinata alla produzione ed allo stoccaggio di acqua calda sanitaria di pronto utilizzo avente una temperatura prefissata.
L’unità 5, essenzialmente costituita da un serbatoio 33 di forma allungata con sviluppo sostanzialmente verticale, è provvista di rispettivi mezzi di scambio termico destinati a riscaldare l’acqua sanitaria fredda proveniente dalla rete idrica.
In una forma di realizzazione preferita, questi mezzi di scambio termico sono costituiti da uno scambiatore di calore 19, comprendente un tubo 19a avvolto ad elica, alloggiato nella porzione inferiore del serbatoio 33 ed atto a consentire lo scambio termico tra l’acqua calda primaria fluente al suo interno e l’acqua sanitaria accumulata nell’unità 5. In accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, illustrata in figura 1, lo scambiatore di calore 19 previsto nell’unità 5 di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria è in comunicazione di fluido con lo scambiatore primario 2, rispetto al quale è strutturalmente indipendente, tramite un secondo circuito idraulico 6 per la circolazione di acqua calda primaria da e verso lo scambiatore di calore primario 2 ed esteso in parallelo al primo circuito idraulico 3 di acqua calda primaria descritto in precedenza.
Tale secondo circuito idraulico 6 collega lo scambiatore primario 2 con l’unità 5 di produzione ed accumulo acqua calda tramite il condotto 7 di alimentazione allo scambiatore primario 2, il condotto 8 di uscita dallo scambiatore primario 2, la prima valvola deviatrice 9, il condotto 11, la seconda valvola deviatrice 12, un condotto 16 di alimentazione all’ unità 5 ed un secondo condotto di ritorno 17 allo scambiatore primario 2.
In modo di per sè convenzionale, lo scambiatore di calore 19 è collegato con i condotti 16 e 17 del secondo circuito idraulico 6 di acqua calda primaria tramite rispettivi raccordi non rappresentati.
I condotti 15 e 17 di ritoro allo scambiatore primario 2 dallo scambiatore secondario 4 e dall’unità di accumulo 5 sono collegati al condotto 7 di alimentazione allo scambiatore primario 2 in modo di per sè noto, cosi da definire rispettivi percorsi chiusi ad anello. La circolazione dell’acqua primaria nei circuiti idraulici 3 e 6 in parallelo viene promossa da una pompa di circolazione 18 disposta nel condotto 7 di alimentazione a monte dello scambiatore primario 2.
La circolazione dell’acqua primaria viene indirizzata verso i percorsi di fluido 3a e/o 3b del primo circuito idraulico 3 tramite la prima valvola 9 e verso il percorso 3b e/o il secondo circuito idraulico 6 tramite la seconda valvola 12. In particolare, la prima valvola 9 intercetta l’acqua calda primaria che circola nel condotto 8 di uscita dallo scambiatore primario 2 e la indirizza verso il condotto 10 di mandata all’impianto esterno di riscaldamento e/o verso il condotto di raccordo 11. La seconda valvola 12 è posizionata a valle della prima valvola 9 ed intercetta l’acqua calda primaria che circola nel condotto di raccordo 11 indirizzandola verso il condotto 13 di mandata allo scambiatore secondario 4 e/o verso il condotto 16 di alimentazione dell’unità 5 di produzione ed accumulo acqua calda.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la prima valvola deviatrice 9 è una valvola miscelatrice a tre vie, in grado dunque di indirizzare l’acqua calda primaria proveniente dallo scambiatore primario in parte verso l'impianto esterno di riscaldamento ed in parte verso l’unità 5 di accumulo.
Nella forma di realizzazione illustrata in figura 1, l’acqua sanitaria viene pertanto riscaldata nello scambiatore secondario 4 e nell’unità di accumulo 5 tramite scambio termico con l’acqua calda primaria circolante, rispettivamente, nel primo circuito 3 e nel secondo circuito 6 di acqua calda primaria.
In accordo con una forma di realizzazione alternativa, non illustrata, lo scambiatore di calore 19 previsto nell’unità 5 di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria può essere in comunicazione di fluido con la sezione a condensazione dello scambiatore primario 2, rispetto alla quale è strutturalmente indipendente, il circuito idraulico 6 essendo in tal caso collegato a tale sezione in parallelo al primo circuito idraulico 3 di acqua calda primaria descritto in precedenza tramite opportuni condotti, raccordi e mezzi valvolari.
In questa forma di realizzazione, l’acqua sanitaria accumulata nel serbatoio 33 può essere riscaldata essenzialmente ad opera della sola sezione a condensazione dello scambiatore primario 2, mentre la sezione principale di esso risulta in prevalenza dedicata a fornire calore all’impianto di riscaldamento e/o allo scambiatore secondario 4.
In accordo con una ulteriore forma di realizzazione alternativa, anch’essa non illustrata, i mezzi di scambio termico previsti nell’unità 5 di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria possono essere costituiti da una resistenza elettrica, per riscaldare l’acqua sanitaria in essa accumulata, o da un qualsiasi altro mezzo scaldante indipendente dal circuito idraulico 3 dell’acqua primaria e, come tale, ad esso in parallelo.
L’acqua sanitaria circola in un circuito idraulico di acqua sanitaria, globalmente indicato con 20, comprendente una prima ed una seconda sezione 20a, 20b, estese in parallelo tra un condotto 21 di alimentazione acqua sanitaria di rete alla caldaia 1 ed un condotto 22 di erogazione acqua calda sanitaria.
La prima sezione 20a del circuito idraulico 20 per la circolazione dell’acqua sanitaria comprende un condotto 23 di mandata allo scambiatore secondario 4, esteso tra il condotto 21 per il collegamento di fluido alla rete idrica e lo scambiatore secondario 4, un percorso di fluido lato acqua sanitaria (non illustrato) definito nello scambiatore secondario 4 ed un condotto 24 di uscita dallo scambiatore secondario 4 esteso tra quest’ultimo ed appropriati mezzi per prelevare selettivamente l’acqua sanitaria riscaldata dallo scambiatore secondario 4 e/o dall’unità 5 di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria.
In una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, i suddetti mezzi sono essenzialmente costituiti da una valvola deviatrice 27 a tre vie montata a monte del condotto 22 di erogazione dell’acqua calda sanitaria riscaldata.
La seconda sezione 20b del circuito idraulico 20 per la circolazione dell’acqua sanitaria comprende un condotto 25 di mandata all’unità 5, esteso tra il condotto 21 raccordato alla rete idrica e l’unità 5, nella quale penetra fino a raggiungere la porzione inferiore del serbatoio 33 laddove è alloggiato lo scambiatore di calore 19 ed un condotto 26 di uscita dall’unità 5 esteso tra detta unità e la valvola deviatrice 27 a tre vie.
I condotti 23 e 25 di mandata allo scambiatore secondario 4 ed all’unità di accumulo 5 sono raccordati in modo convenzionale con il condotto 21 di alimentazione acqua sanitaria di rete alla caldaia 1.
In una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, la valvola 27 a tre vie è una valvola miscelatrice, in grado dunque sia di prelevare selettivamente l’acqua sanitaria riscaldata dallo scambiatore secondario 4 o dall’unità 5 di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria, sia di prelevare simultaneamente l’acqua sanitaria riscaldata dallo scambiatore 4 e dall’unità 5 miscelando altresì in modo appropriato l’acqua prelevata in funzione della temperatura desiderata dall’utente.
Allo scopo di garantire un regolare funzionamento e la desiderata regolazione di temperatura dell’acqua sanitaria erogata, la caldaia 1 comprende inoltre sensori di temperatura 28, 29 e 30 disposti rispettivamente sul condotto 8 di uscita dallo scambiatore primario 2, sul condotto 29 di uscita dall’unità di accumulo 5 e sul condotto di erogazione acqua calda sanitaria 22. Un termostato 31 è disposto all’intemo dell’unità di accumulo 5 per consentire il mantenimento alla temperatura desiderata dell’acqua calda sanitaria in esso accumulata.
Un sensore di flusso 32 è inoltre disposto nel condotto 21 di alimentazione di acqua sanitaria alla caldaia 1.
Il funzionamento della caldaia dell’ invenzione avviene nel seguente modo, descritto con riferimento alla forma di realizzazione preferita di figura 1.
In assenza di prelievo di acqua calda sanitaria e di ripristino dell’unità 5 di accumulo, e dunque in modalità di solo riscaldamento ambienti, la pompa 18 promuove la circolazione di acqua primaria nel percorso 3a del primo circuito idraulico 3. L’acqua primaria circola dal condotto 7 al condotto 8 attraverso lo scambiatore primario 2, dove viene riscaldata dai gas caldi di combustione che circolano all’intemo dello stesso scambiatore 2. In tale modalità operativa, la valvola miscelatrice a tre vie 9 chiude il condotto 11, indirizzando così l’acqua calda primaria verso il condotto 10 di mandata all’impianto esterno di riscaldamento. La temperatura dell’acqua calda primaria prodotta nello scambiatore primario 2 viene rilevata dal sensore 28 disposto nel condotto di uscita 8 dallo scambiatore 2, il quale regola il funzionamento dello scambiatore primario 2 in modo da avere l’acqua calda primaria alla temperatura desiderata.
In modalità di ripristino dell’unità di accumulo 5, la pompa 18 promuove la circolazione di acqua primaria nel secondo circuito idraulico 6 di acqua calda primaria. L’acqua primaria circola in questo caso dallo scambiatore primario 2 verso il condotto di 11 ad opera della valvola 9. La valvola deviatrice 12 chiude il condotto 13 di mandata allo scambiatore secondario 4 ed indirizza l’acqua calda primaria unicamente verso il condotto 16 di alimentazione dell’unità 5 di accumulo di acqua calda sanitaria e, quindi nello scambiatore 19 dove cede parte della propria energia termica all’acqua sanitaria accumulata nell’unità 5. L’acqua primaria prosegue poi verso il condotto 17 di ritoro allo scambiatore primario 2 dove viene nuovamente riscaldata.
In assenza di prelievo di acqua sanitaria, la temperatura dell’acqua sanitaria accumulata nell’ unità 8 viene mantenuta ad un valore costante grazie all’intervento del termostato 31.
La presenza della valvola miscelatrice 9, al posto di una semplice valvola deviatrice, rende possibile effettuare il ripristino dell’unità 5 senza interrompere il servizio termico all’impianto di riscaldamento, ma solamente riducendolo per il tempo strettamente necessario a ripristinare l’unità 5. Ciò risulta particolarmente vantaggioso qualora limpianto di riscaldamento operi con un fattore di carico ridotto, ovvero impegni solo una frazione minoritaria della potenza nominale della caldaia, laddove una interruzione del servizio di riscaldamento potrebbe comportare un indesiderato abbassamento della temperatura dei corpi scaldanti (e, a lungo andare, anche quella dell’ambiente), con un conseguente allungamento dei tempi richiesti per riportare alla temperatura di regime limpianto di riscaldamento.
Vantaggiosamente, nella caldaia dell’invenzione il riscaldamento dell’acqua sanitaria non coinvolge lo scambiatore secondario 4, eliminando così per quest’ultimo i problemi legati alla formazione di calcare in condizioni di acqua ferma.
In modalità di prelievo di acqua calda sanitaria la valvola miscelatrice a tre vie 9 chiude il condotto 10 di mandata all’impianto esterno di riscaldamento ed indirizza l’acqua calda primaria verso il condotto di 11, mentre la valvola 12 chiude il condotto 16 di alimentazione dell’unità 5 di accumulo di acqua calda sanitaria ed indirizza l’acqua calda primaria unicamente verso lo scambiatore secondario 4 tramite il condotto 13. In tal caso, l’acqua calda primaria cede parte della propria energia termica all’acqua sanitaria prelevata dalla rete idrica tramite il condotto 23 e prosegue poi verso il condotto 15 di ritorno allo scambiatore primario 2 dove viene nuovamente riscaldata. La selezione di un determinato percorso per l’acqua sanitaria e per l’acqua primaria è comandata in modo di per sè noto da una centralina elettronica di controllo della caldaia (non rappresentata) ed avviene, ad esempio, allorché il sensore di flusso 32 rileva un prelievo di acqua sanitaria nel condotto 21 di alimentazione acqua sanitaria alla caldaia 1.
La caldaia della presente invenzione consente vantaggiosamente di erogare acqua calda sanitaria alla portata ed alla temperatura desiderate dall’utente grazie alla possibilità di effettuare un prelievo dallo scambiatore secondario 4 e/o dall’unità 5 di accumulo.
Infatti, quando il sensore 30 disposto sul condotto 22 di erogazione acqua calda sanitaria rileva una temperatura dell’acqua sanitaria inferiore rispetto a quella desiderata, la valvola miscelatrice 27 apre il condotto 26 in modo da prelevare acqua calda anche dall’unità 5 in grado di fornire con immediatezza acqua calda ad elevata temperatura. Operativamente, la caldaia della presente invenzione consente dunque di produrre acqua calda sanitaria secondo tre modalità di funzionamento differenti, preselezionabili dall’utente in funzione della portata di acqua calda sanitaria desiderata:
a) mediante il solo scambiatore secondario 4;
b) mediante lo scambiatore secondario 4 e l’unità 5, dando precedenza allo scambiatore secondario 4;
c) mediante lo scambiatore secondario 4 e l’unità 5, dando precedenza all’unità 5. La modalità a) è particolarmente indicata nei periodi di scarso utilizzo di acqua calda come ad esempio in estate. In questo caso, l’acqua sanitaria accumulata nell’unità 5 non viene riscaldata, limitando dunque sia la formazione di calcare aH’intemo della suddetta unità, sia le dispersioni termiche verso l’esterno con un vantaggioso aumento dell’efficienza globale della caldaia 1. Inoltre, è possibile regolare la temperatura dell’acqua calda sanitaria erogata prelevando una piccola quantità di acqua fredda dal serbatoio 33 tramite la valvola 27 comandata dall’elettronica di controllo della caldaia 1. Ciò consente, tra l’altro, un continuo ricambio dell’acqua accumulata nell’unità 5, riducendo cosi la proliferazione di microrganismi potenzialmente dannosi nell’acqua stagnante accumulata.
La modalità b) è particolarmente indicata nei periodi di massima erogazione di acqua calda sanitaria. In tal caso, l’energia termica e la portata dell’acqua calda prelevata dall’unità 5 di accumulo integrano quelle dell’acqua uscente dallo scambiatore secondario 4.
La modalità c) è indicata per i casi intermedi ai casi sopra indicati. In tale modalità, l’acqua calda sanitaria viene prelevata esclusivamente dall’unità 5 di accumulo non coinvolgendo lo scambiatore secondario 4, almeno fino a quando il contenuto energetico nell’unità 5 di accumulo non viene esaurito (tale contenuto energetico viene rilevato dal sensore di temperatura 29 disposto sul condotto 26 di uscita dall’unità di accumulo 5). È dunque possibile in queste condizioni erogare acqua calda sanitaria senza interrompere il servizio termico all’impianto di riscaldamento.
Da ultimo vi è da aggiungere che nelle modalità di erogazione dell’acqua calda sanitaria in cui interviene l’unità 5 di accumulo è possibile sfruttare integralmente il calore accumulato nell’acqua sanitaria calda immagazzinata nel serbatoio 33 che può essere gradualmente e completamente sostituita - grazie al vantaggioso effetto di stratificazione consentito dallo sviluppo in direzione prevalentemente verticale del serbatoio medesimo - da acqua fredda di rete. Al termine del prelievo di acqua (e calore) dall’unità 5, tale acqua fredda può essere riscaldata alla temperatura prefissata di accumulo seguendo una delle modalità descritte in precedenza.

Claims (14)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Caldaia (1) ad accumulo di tipo combinato, comprendente: uno scambiatore di calore secondario (4) provvisto di rispettivi primi mezzi di scambio termico per riscaldare acqua sanitaria alimentata in detto scambiatore (4); - una unità (5) di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria provvista di rispettivi secondi mezzi di scambio termico per riscaldare l’acqua sanitaria accumulata in detta unità (5); un circuito idraulico secondario (20) per la circolazione di acqua sanitaria provvisto di mezzi (27) per prelevare selettivamente l’acqua sanitaria riscaldata da detto scambiatore di calore secondario (4) e/o da detta unità (5) di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria; in cui detta unità (5) di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria è posizionata in detto circuito idraulico secondario (20) in parallelo allo scambiatore di calore secondario (4); caratterizzata dal fatto che i secondi mezzi di scambio termico previsti nell’unità (5) di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria sono essenzialmente in parallelo ai primi mezzi di scambio termico previsti nello scambiatore di calore secondario (4).
  2. 2. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente ulteriormente uno scambiatore di calore primario (2) per la produzione di acqua calda primaria per il riscaldamento ambienti ed in cui i primi mezzi di scambio termico previsti nello scambiatore di calore secondario (4) sono associati ad un primo circuito idraulico (3) per la circolazione di acqua calda primaria da e verso detto scambiatore di calore primario (2).
  3. 3. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 2, in cui i secondi mezzi di scambio termico previsti nell’unità (5) di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria sono associati ad un secondo circuito idraulico (6) di acqua calda primaria per la circolazione di acqua calda primaria da e verso detto scambiatore di calore primario (2) ed esteso in parallelo al primo circuito idraulico (3) di acqua calda primaria.
  4. 4. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detta unità (5) di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria è strutturalmente indipendente dallo scambiatore di calore primario (2) e detti secondi mezzi di scambio termico comprendono una resistenza elettrica.
  5. 5. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere primi mezzi valvolari (9) per l’intercettazione dell’acqua calda primaria posizionati in detto primo circuito idraulico (3) di acqua calda primaria tra lo scambiatore di calore primario (2) e lo scambiatore di calore secondario (4), per deviare selettivamente l’acqua calda primaria verso detto scambiatore di calore secondario (4) e/o verso un impianto di riscaldamento ambienti esterno alla caldaia (1).
  6. 6. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di comprendere secondi mezzi valvolari (12) per l’intercettazione dell’acqua calda primaria posizionati in detto secondo circuito idraulico (6) di acqua calda primaria tra lo scambiatore di calore primario (2) e l’unità (5) di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria, per deviare selettivamente l’acqua calda primaria verso detto scambiatore di calore secondario (4) e/o verso detta unità (5).
  7. 7. Caldaia (1) secondo le rivendicazioni 5 e 6, in cui detti secondi mezzi valvolari (12) per l’intercettazione dell’acqua calda primaria sono posizionati a valle di detti primi mezzi valvolari (9) per l’intercettazione dell’acqua calda primaria, tra il primo (3) ed il secondo (6) circuito idraulico di acqua calda primaria.
  8. 8. Caldaia (1) secondo le rivendicazioni 5 e 6, in cui detti primi (9) ed i secondi (12) mezzi valvolari per l’intercettazione dell’acqua calda primaria comprendono una valvola deviatrice a tre vie.
  9. 9. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 5, in cui detti primi mezzi valvolari (9) per l’intercettazione dell’acqua calda primaria comprendono una valvola miscelatrice a tre vie.
  10. 10. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 2, in cui lo scambiatore di calore primario (2) è uno scambiatore gas-acqua comprendente una sezione a condensazione ed in cui i secondi mezzi di scambio termico previsti nell’unità (5) di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria sono associati ad un secondo circuito idraulico (6) di acqua calda primaria per la circolazione di acqua calda primaria da e verso la sezione a condensazione dello scambiatore di calore primario (2) ed esteso in parallelo al primo circuito idraulico (3) di acqua calda primaria.
  11. 11. Caldaia (1) secondo le rivendicazioni 3 o 10, in cui l’unità (5) di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria comprende un serbatoio (33) ed in cui i secondi mezzi di scambio termico previsti in detta unità (5) comprendono un terzo scambiatore di calore (19) in comunicazione di fluido con detto secondo circuito (6) di acqua calda primaria.
  12. 12. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 11, in cui il serbatoio (33) è di forma allungata con sviluppo sostanzialmente verticale e detto terzo scambiatore di calore (19) è alloggiato nella parte inferiore di detto serbatoio (33).
  13. 13. Caldaia (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il circuito idraulico secondario (20) per la circolazione di acqua sanitaria comprende: una prima sezione (20a) comprendente un primo condotto (23) esteso tra un raccordo per il collegamento di fluido alla rete idrica e detto scambiatore di calore secondario (4), un percorso di fluido lato acqua sanitaria definito nello scambiatore di calore secondario (4) ed un secondo condotto (24) di erogazione acqua calda sanitaria esteso tra lo scambiatore di calore secondario (4) e detti mezzi (27) per prelevare selettivamente l’acqua sanitaria riscaldata da detto scambiatore di calore secondario (4) e/o da detta unità (5) di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria, una seconda sezione (20b) comprendente un terzo condotto (25) esteso tra detto raccordo per il collegamento di fluido alla rete idrica e l’unità (5) di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria, una zona di accumulo definita in detta unità (5) ed un quarto condotto (26) esteso tra detta unità (5) ed i mezzi (27) per prelevare selettivamente l’acqua sanitaria riscaldata dallo scambiatore di calore secondario (4) e/o da detta unità (5) di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria
  14. 14. Caldaia (1) secondo le rivendicazioni 1 o 13, caratterizzata dal fatto che i mezzi (27) per prelevare selettivamente acqua calda sanitaria dallo scambiatore di calore secondario (4) e/o da detta unità (5) di produzione ed accumulo di acqua calda sanitaria comprendono una valvola miscelatrice a tre vie.
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