ITMN960006A1

ITMN960006A1 - Caldaia a gas a condensazione

Info

Publication number: ITMN960006A1
Application number: IT96MN000006A
Authority: IT
Inventors: Giovanni Jahier; Jean-Francois Chene
Original assignee: Unical Ag Spa
Priority date: 1996-02-08
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 1997-08-08
Also published as: IT1287846B1; EP0789203A1

Abstract

Il trovato si riferisce ad una caldaia a gas a condensazione, caratterizzata dal fatto che ciascuno dei suoi elementi comprende mezzi atti a convogliare almeno parte dell'acqua fredda in ingresso direttamente nella zona prossima alla camera di combustione, ed a portare acqua sufficientemente fredda nella zona lambita dai fumi in fase di condensazione del vapor d'acqua in essi contenuto, per indirizzare poi tutta l'acqua al raccordo d'uscita così da compiere un percorso che la porta a contatto con tutta la parete lambita dai fumi.

Description

CALDAIA A GAS A CONDENSAZIONE.-

DESCRIZIONE

Il trovato si riferisce ad una caldaia a gas a condensazione.-E? nota la grande diffusione raggiunta nel campo degli impianti di riscaldamento dalle caldaie alimentate a gas e denominate a condensazione perch? al loro interno i fumi prodotti dalla combustione vengono raffreddati fino a determinare la condensazione del vapor d?acqua in essi presente, in modo da recuperare il calore latente di condensazione e trasferirlo all?acqua da riscaldare che attraversa le caldaie stesse.-Le caldaie note presentano almeno una coppia di elementi affiancati destinati ad essere attraversati dall?acqua da riscaldare che entra fredda dal ritorno dell?impianto attraverso un raccordo di ingresso nella zona pi? bassa, ed esce riscaldata da un raccordo di uscita presso la sommit?.-Tra i due elementi affiancati si genera una porzione di spazio che prevede in sommit? la presenza di un bruciatore alloggiato ih' adatta camera di combustione, ed i fumi percorrono la detta porzione di spazio scendendo verso il basso cedendo il calore all?acqua contenuta negli elementi e permanendo in essa fino a raffreddarsi al punto da determinare la condensazione del vapor d'acqua in essi contenuto .-Il fenomeno ? ben favorito dal fatto che i fumi nella zona di condensazione, che ? situata presso la base della caldaia prima dell?uscita verso una camera fumi, lambiscono pareti a contatto dall?altra parte con l?acqua pi? fredda, che ? appunto quella all?ingresso che avviene proprio in questa zona, e dunque da questo punto di vista le caldaie note presentano notevole efficacia. -In esse ? presente per? una caratteristica svantaggiosa determinata dal fatto che nella zona alta degli elementi la parete si trova a contatto da una parte con la camera di combustione, e dunque in condizioni di massimo flusso di calore, e dall?altra con l?acqua alla temperatura pi? elevata perch? ormai prossima all?uscita, e dunque nelle condizioni pi? favorevoli per il verificarsi del fenomeno dell?incrostazione della detta parete determinata dal deposito di carbonato di calcio che, come sappiamo, inizia al di sopra di una certa temperatura e si esalta al crescere della temperatura stessa. -La concomitanza nella zona alta della caldaia del massimo flusso termico e del pi? forte fenomeno di incrostazione della parete crea una situazione pericolosa perch? la detta incrostazione ? isolante, e dunque ? possibile pervenire a surriscaldamenti localizzati nelle zone di pi? grande inerostazione con conseguente rottura.-Compito del presente trovato ? allora quello di realizzare una caldaia a gas a condensazione nella quale sia praticamente eliminato il pericolo di rotture in corrispondenza della camera di combustione, e sia correttamente attivato il fenomeno della condensazione del vapor d?acqua presente nei fumi.-Il compito proposto viene raggiunto da una caldaia a gas a condensazione, secondo il trovato, particolarmente per impianti di riscaldamento, comprendente almeno una coppia di elementi dotata di un raccordo di ingresso dell?acqua fredda e di un raccordo d?uscita dell?acqua riscaldatasi percorrendo all?interno i detti elementi, e comprendente inoltre un bruciatore in una camera di combustione situata alla sommit? di una porzione di spazio compresa tra i due elementi che presentano le pareti affacciate su detta porzione di spazio dotate di propaggini atte ad attivare lo scambio termico tra i fumi prodotti dal bruciatore e l?acqua contenuta all?interno dei detti elementi, caratterizzata dal fatto che ciascun elemento comprende mezzi atti a convogliare almeno parte dell?acqua fredda in ingresso direttamente nella zona prossima alla camera di combustione, ed a portare acqua sufficientemente fredda nella zona lambita dai fumi in fase di condensazione del vapor d?acqua in essi contenuto, per indirizzare poi tutta l?acqua al raccordo d?uscita cos? da compiere un percorso che la porta a contatto con tutta la parete lambita dai fumi.-Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcune forme di esecuzione preferite ma non esclusive del trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni in cui: - la figura 1 rappresenta in vista assonometrica il trovato con l?asportazione di porzioni di parete per chiarezza di rappresentazione ;

- le figure 2 e 3 rappresentano schematicamente due varianti del trovato;

- la figura 4 rappresenta ancora in vista assonometrica una ulteriore variante del trovato.-Con riferimento alla suddetta figura 1, sono indicati con 1 e 2 i due elementi compresi nella caldaia che sono dotati di raccordi d?ingresso connessi reciprocamente come la per l?elemento 1 e di raccordi d?uscita lb per l?elemento 1 e 2b per l?elemento 2 pure connessi reciprocamente; il raccordo la ? collegato con la linea di ritorno dell?acqua fredda da un impianto di riscaldamento, ed il raccordo lb ? collegato con la linea di mandata dell?acqua calda al detto impianto e, grazie alla connessione reciproca dei singoli raccordi, i due elementi vengono percorsi dall?acqua in parallelo.-E? poi indicata con 3 la camera di combustione di un bruciatore a gas 3a alimentato mediante il tubo 3bj situata presso la sommit? di una porzione di spazio compresa tra gli elementi 1 e 2 i quali presentano le superfici affacciate dotate di piolini come 4a, 4b atti ad attivare lo scambio termico tra i fumi prodotti dal bruciatore e l?acqua contenuta all?interno degli elementi 1 e 2.-Detti fumi percorrono la porzione di spazio compresa tra gli elementi 1 e 2 muovendosi verso il basso e permanendo all?interno di essa fino a raffreddarsi al punto da determinare la condensazione del vapor d?acqua in essi contenuto che avviene in corrispondenza della zona, che chiameremo zona di condensazione, prossima alla base dei detti elementi, per inserirsi poi nella camera fumi 5 ove le goccioline di condensa vengono depositate, ed avviarsi infine al camino tramite il raccordo 5a seguendo la freccia in figura; ? indicato con 5b un attacco per un condotto di evacuazione della condensa accumulatasi nella detta camera 5.-Tutto questo in modo noto,-Caratteristica saliente del trovato nella forma di realizzazione che ci apprestiamo a descrivere consiste nel fatto che ciascuno dei due elementi ? dotato di mezzi atti a convogliare una porzione dell?acqua fredda in ingresso direttamente verso la zona superiore prossima alla camera di combustione 3, ed una porzione di detta acqua direttamente verso il basso ossia presso la zona di condensazione, cos? da soddisfare in modo ottimale la duplice esigenza di salvaguardare la detta camera di combustione e di provocare un attivo fenomeno di condensazione del vapor d?acqua contenuto nei fumi.-Dal punto di vista del circuito dell?acqua che ora andremo a descrivere i due elementi sono identici, e pertanto ci riferiremo esclusivamente all?elemento 1.-I detti mezzi comprendono allora il setto longitudinale 6 atto a suddividere il flusso dell?acqua fredda in ingresso dal raccordo la in due porzioni evidenziate dalle frecce visibili nella figura.-Una porzione si dirige direttamente verso l'alto, ossia verso la zona prossima alla camera di combustione 3 e, grazie alla presenza dei setti traversali 6a, 6b, che si derivano dal setto 6 e dei setti pure trasversali 7a, 7b, percorre poi un percorso a serpentina che la porta fino al raccordo d?uscita lb.-La rimanente porzione del flusso d?acqua in ingresso si dirige verso la zona di condensazione situata in basso e, grazie alla presenza dei setti trasversali 6d, 6c che si derivano dal setto 6 e dei setti pure trasversali 7d, 7c, percorre pur essa un percorso a serpentina che si conclude al raccordo d?uscita lb.-Mentre la prima porzione di acqua, direttasi verso l?alto, provvede a mantenere sufficientemente raffreddata la parete dell?elemento 1 prospiciente la camera di combustione 3 per evitare il pericolo di incrostazioni all?interno di essa, la porzione rimanente raffredda la parete del detto elemento 1 nella zona di condensazione in modo sufficiente ad assicurare la realizzazione della condensazione stessa, e cos? la caldaia secondo il trovato si caratterizza in modo ottimale per sicurezza di funzionamento ed elevato rendimento .-Una prima variante del trovato ? rappresentata nella figura 2, e si nota che l?elemento 1 prevede la presenza dei setti divisori paralleli 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h, 8i che determinano una circolazione dell?acqua evidenziata dalle frecce, suddivisa in una pluralit? di porzioni.-Una porzione dell?acqua fredda in ingresso attraverso il raccordo la, e precisamente quella che si inserisce nel canaletto compreso tra la parete dell?elemento ed il setto 8a, ma possiamo dire anche quella che percorre il canaletto tra i setti 8a e 8b, perviene direttamente nella zona prossima alla camera di combustione; un?altra porzione di detta acqua fredda, e precisamente quella che percorre il canaletto tra la parete dell?elemento ed il setto 8i, ma anche quella che percorre il canaletto tra i setti 8h e 8i, perviene direttamente nella zona di condensazione, e dunque anche in questa variante si registrano le caratteristiche funzionali che abbiamo visto a proposito della prima forma di realizzazione descritta.-Una seconda variante del trovato ? visibile nella figura 3, e si nota che in essa il setto 9 suddivide il flusso dell?acqua fredda in ingresso in due porzioni.-Parte della prima porzione che si dirige verso l?alto, e precisamente quella che si inserisce tra la parete dell?elemento ed il setto 10, ma possiamo dire anche quella che percorre il canaletto tra il setto 10 ed il setto 11, perviene direttamente alla zona prossima alla camera di combustione e si porta poi al raccordo d?uscita lb, mentre la rimanente parte di detta prima porzione perviene al detto raccordo d?uscita dopo un percorso a serpentina guidato dai setti 12, 14, 13, 15.-In modo analogo parte della porzione del flusso di acqua fredda che si dirige verso il basso, e precisamente quella che si inserisce tra la parete dell?elemento ed il setto 20, ma anche quella che percorre il canaletto tra i setti 19 e 20, perviene direttamente alla zona di condensazione e si porta poi al raccordo d?uscita lb, mentre la rimanente parte perviene al detto raccordo d?uscita dopo un percorso a serpentina tra i setti 17, 18, 16, 15.-Nella figura 4 ? rappresentata una ulteriore variante che differisce dalle precedenti perch? in essa il flusso d?acqua fredda in ingresso non viene suddiviso.-Vediamo infatti che l?intero flusso di acqua fredda entrata attraverso il raccordo 1a viene subito indirizzato setti 21, 22, 23 a compiere un breve percorso a serpentina nella zona prossima alla camera di combustione per essere poi convogliato direttamente dal setto 24 alla zona di condensazione inferiore; da qui una pluralit? di setti 25, 26, 27, 28, 29, 30 determina un percorso a serpentina che conduce l?acqua al raccordo d?uscita.-L?intero flusso di acqua fredda che subito lambisce la parete dell?elemento 1 nella zona prossima alla camera di combustione ? lontano dal rischio di depositare incrostazioni sulla parete stessa, e lascia la detta zona per raggiungere la zona di condensazione ancora sufficientemente freddo da operare con efficienza nel facilitare la condensazione stessa,-Il trovato descritto ? suscettibile di numerose modifiche e varianti, oltre a quelle descritte, tutte rientranti nell?ambito del concetto inventivo: cos? ad esempio i raccordi di entrata ed uscita potranno essere situati ad una quota qualsiasi .-Tutte le varianti descritte sono relative a caldaie con elementi realizzati in forma di capacit? atte ad essere attreversate dall?acqua, e pertanto i mezzi atti a creare i particolari percorsi dell?acqua descritti si sono materializzati in setti divisori delle capacit? stesse; nel caso di elementi comprendenti una piastra che reca solidali tubicini di convogliamento dell?acqua, sar? una perticolare conformazione dei tubicini stessi a creare i mezzi di convogliamento dell?acqua secondo il trovato.-Nella pratica realizzazione del trovato i materiali impiegati, nonch? le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze; inoltre tutti i particoleri potranno essere sostituiti con altri elementi tecnicamente equivalenti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Caldaia a gas a condensazione, particolarmente per impianti di riscaldamento, comprendente almeno una coppia di elementi dotata di un raccordo di ingresso dell?acqua fredda e di un raccordo d?uscita dell?acqua riscaldatasi percorrendo all?interno i detti elementi, e comprendente inoltre un bruciatore in una camera di combustione situata alla sommit? di una porzione di spazio compresa tra i due elementi che presentano le pareti affacciate su detta porzione di spazio dotate di propaggini atte ad attivare lo scambio termico tra i fumi prodotti dal bruciatore e l?acqua contenuta all?interno dei detti elementi, caratterizzata dal fatto che ciascun elemento comprende mezzi atti a convogliare almeno parte dell?acqua fredda in ingresso direttamente nella zona prossima alla camera di combustione, ed a portare acqua sufficientemente fredda nella zona lambita dai fumi in fase di condensazione del vapor d?acqua in essi contenuto, per indirizzare poi tutta l?acqua al raccordo d?uscita cos? da compiere un percorso che la porta a contatto con tutta la parete lambita dai fumi.-2) Caldaia secondo la riv. 1, caratterizzata dal fatto che ciascun elemento comprende mezzi atti a determinare il convogllamento di una porzione di acqua fredda in ingresso direttamente verso la zona prossima alla camera di combustione, e di una porzione di detta acqua fredda direttamente verso la zona di condensazione, ed a far convergere l?intero flusso dell?acqua verso il raccordo d?uscita.-3) Caldaia secondo le riv. 1 e 2, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi sono atti a suddividere il flusso dell?acqua fredda in ingresso in due porzioni, ed a far pervenire la prima di dette porzioni direttamente nella zona prossima alla camera di combustione e la seconda di dette porzioni direttamente nella zona di condensazione, per indirizzarle poi in un percorso a serpentina che porta al raccordo d?uscita.-4) Caldaia secondo le riv. 1 e 2, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi sono atti a suddividere il flusso dell?acqua fredda in ingresso in una pluralit? di porzioni, almeno una delle quali perviene direttamente nella zona prossima alla camera di combustione ed almeno una perviene direttamente nella zona di condensazione, ed a far convergere tutte le dette porzioni verso il raccordo d?uscita.-5) Caldaia secondo le riv. 1 e 2, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi sono atti a suddividere il flusso dell?acqua fredda in ingresso in due porzioni che rispettivamente pervengono almeno in parte direttamente nella zona prossima alla camera di combustione e nella zona di condensazione, per avviarsi ciascuna verso il raccordo d?uscita parte direttamente e parte dopo un percorso a serpentina .-6) Caldaia secondo la riv. 1, caratterizzata dal fatto che ciascun elemento comprende mezzi atti a convogliare l?intero flusso dell?acqua fredda in ingresso direttamente nella zona prossima alla camera di combustione, ed a far compiere a detto intero flusso un breve percorso in detta zona per convogliarlo poi direttamente alla zona di condensazione, e da qui verso il raccordo d?uscita.-7) Caldaia secondo le riv. 1 e 6, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi atti a convogliare l?intero flusso dell?acqua fredda in ingresso sono conformati in modo da indirizzare il detto flusso in un breve percorso a serpentina nella zona prossima alla camera di combustione, a convogliarlo poi direttamente alla zona di condensazi?ne, e da qui con un percorso a serpentina verso il raccordo d?uscita.-8) Caldaia secondo una o pi? delle riv. precedenti, comprendente elementi in forma di capacit? attraversata dall?acqua, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi comprendono setti divisori della capacit? stessa.-9) Caldaia secondo una o pi? delle riv. precedenti, comprendente elementi in forma di piastra che reca solidali tubicini di convogliamento dell?acqua, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi comprendono tubicini opportunamente conformati .-10) Caldaia a gas a condensazione, caratterizzata dal fatto di comprendere una o pi? delle caratteristiche descritte e/o illustrate.