ITPC20110015A1 - Sistema solare integrato elettro-idraulico per la ottimizzazione della gestione della produzione di acqua calda da solare termico nelle applicazioni multiutenza, e relativo metodo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'INVENZIONE INDUSTRIALE

avente per TITOLO :

SISTEMA SOLARE INTEGRATO ELETTRO-IDRAULICO PER L'OTTIMIZZAZIONE DELLA GESTIONE DELLA PRODUZIONE DI ACQUA CALDA DA SOLARE TERMICO NELLE APPLICAZIONI MULTI UTENZA, E RELATIVO METODO

La presente invenzione propone un sistema integrato di raccolta e distribuzione dell'energia solare, composto da una parte idraulica ed una parte elettronica di controllo, per l'ottimizzazione della installazione e gestione complessiva degli impianti multiutenza che utilizzano pannelli solari-termici per la produzione di acqua calda ad uso riscaldamento e/o sanitario, permettendo una nuova tipologia impiantistica complessiva in edifici composti da più unità abitative.

L'invenzione riguarda anche il metodo di gestione complessivo del sistema stesso.

Attualmente in caso di edifici composti da più unità abitative dove si voglia sfruttare l'energia solare termica per la produzione di acqua calda ad uso riscaldamento e/o sanitario, ad esempio in Italia dove le attuali normative dispongono che almeno il 50% dell'energia primaria necessaria per riscaldare l'acqua calda sanitaria provenga da fonte rinnovabile, possono essere realizzati:

· impianti autonomi per ogni singola unità abitativa, dove ciascun elemento necessario viene dimensionato per uso unifamiliare, duplicando tutti i singoli elementi in ciascuna abitazione. Nello specifico i pannelli solari da installare sul tetto comune delTed ificio per ogni singola unità abitativa che lo compone, dovendo coprire una data percentuale del fabbisogno ed allo stesso tempo essendo i pannelli fisicamente di taglie dimensionali e prestazionali definite, vengono dimensionati generalmente in esubero, oppure sottodimensionati, per effetto del necessario compromesso tra taglie disponibili dei pannelli sul mercato e fabbisogno teorico richiesto; • impianti centralizzati, dove si ha un unico collettore solare ed un unico bollitore di accumulo comune da cui tutte le utenze devono attingere. Bollitore che deve essere di notevoli dimensioni, pesi ed ingombri, generalmente posizionato in un locale dedicato da realizzarsi, con tutta una serie di problematiche di gestione e manutenzione, e di equa distribuzione dei consumi tra le varie utenze.

La presente invenzione permettere di risolvere le problematiche impiantistiche e di uso di entrambe le tipologie impiantistiche riportate come esempio, sfruttando in modo intelligente tutti gli elementi anche grazie alla logica di controllo compresa nella presente invenzione, introducendo inoltre tutta una serie di importanti vantaggi e novità che verranno descritte nel proseguo.

II sistema solare integrato oggetto dell'invenzione riportato in via esplicativa ma non esclusiva e/o limitativa in figura 1, integra al suo interno :

• la componentistica idraulica necessaria per il funzionamento del campo collettori solari (1) quali vaso di espansione per il liquido solare (4) e opportuno gruppo pompa (3) per il movimento del liquido stesso

· un unico scambiatore di calore (2) liquido solare<->acqua, per lo scambio diretto dell'energia captata dal collettore solare

• un impianto di distribuzione dell'acqua calda verso le varie utenze, composto da opportuni collettori/equilibratori dell'acqua in ingresso ed in uscita (17), e dove per ogni circuito mandata-ritorno alle singole utenze è previsto almeno un misuratore di temperatura (9), un misuratore di portata (10), un regolatore di portata (11), una valvola di non ritorno (8) una pompa (7) e una valvola motorizzata (13). Il corretto bilanciamento delle portate ai vari utilizzatori può essere effettuato in modo manuale, oppure dinamicamente in modo automatico tramite il controllo elettronico dei sistemi di regolazione e controllo previsti da parte della logica implementata dal controllore elettronico che fa parte dell'invenzione. Per una migliore efficienza dell'impianto di distribuzione si prevede anche un opportuno vaso di espansione (15) ed un by-pass (14). Per un corretto conteggio del calore effettivamente fornito alle varie utenze, possono essere inseriti anche opportuni contabilizzatori di calore;

• un impianto di sicurezza per lo smaltimento del calore eventualmente istantaneamente in eccesso, composto da uno scambiatore (12) acqua <->aria, o scambiatore acqua<->acqua, e dalla relativa pompa (16), che verrà attivata dal controllore elettronico qualora siano presenti eventuali condizioni di ristagno o picchi di sovratemperature al collettore solare; questo circuito può essere utilizzato anche per meglio regolare e bilanciare l'impianto, in funzione della effettiva richiesta di energia;

• una centralina elettronica di controllo (5), opportunamente studiata e progettata per permettere il controllo di tutti i parametri dell'intero sistema, determina l'ottimizzazione complessiva dell'impianto solare-termico dell'intero edificio. Ad esempio la regolazione e controllo delle portate consente di avere sempre l'equilibrio termo-idraulico su tutte le utenze, anche al variare del numero di utenze effettivamente servite in quel dato momento; predisponendo opportunamente le misure di temperatura (9) al campo collettore solare, ai collettori/equilibratori dell'acqua ed alle singole utenze, si possono implementare logiche di controllo diverse, e gestire in modo ottimale le singole richieste di calore delle varie utenze in modo equo e correttamente distribuito. Inoltre il controllore elettronico facente parte dell'invenzione può memorizzare gli usi ed abitudini delle varie utenze, dinamicamente aggiornati anche in funzione della stagionalità, e gestire eventuali periodi di assenza delle stessa, integrando queste informazioni all'interno della logica completa gestione generale delle richieste delle singole utenze, in modo da anticipare e/o prevedere la richiesta specifica di ciascuna utenza, creando una sorta di lista puntuale di priorità tra le utenze per meglio sfruttare tutto il calore dinamicamente disponibile, evitando se possibile situazioni di stagnazione, e massimizzare la resa effettiva all'utenza; ulteriore incremento deN'ottimizzazione complessiva dell'impianto multiutenza. Le logiche di gestione implementabili nella gestione complessiva del impianto e nella distribuzione puntuale dell'energia solare disponibile, sono poi svariate, a seconda del parametro funzionale che di installazione in installazione si predilige e delle condizioni funzionali che si dinamicamente di riscontrano, il tutto sempre finalizzato alla massima efficienze dell'intero impianto.

Il sistema solare integrato in oggetto si caratterizza anche per :

· struttura compatta di dimensioni contenute che ne consentano una installazione agevole in qualsiasi posizione dell'edificio e quindi anche nel sottotetto immediatamente in prossimità del collettore solare

• estrema facilità di installazione, integrando già tutti gli elementi necessari al funzionamento di un impianto solare termico, e predisponendo in modo chiaro ed univoco tutti i punti di collegamento necessari, compattando e semplificando estremamente l'installazione

• estrema semplicità di progettazione dell'impianto complessivo dell'edificio, dal momento che il sistema oggetto dell'invenzione verrà predisposto e dimensionato opportunamente per soddisfare diverse tipologie impiantistiche con diversi carichi di lavoro.

Grazie all'impiego del sistema solare integrato oggetto dell'invenzione sarà possibile realizzare impianti solari termici multiutenza che, pur mantenendo i vantaggi propri degli impianti autonomi, permettano di sfruttare in modo intelligente i benefici prodotti dalla unificazione di alcuni elementi, ottimizzandone il funzionamento e massimizzandone la resa, anche grazie alla logica di controllo ideata con la presente invenzione.

Sarà quindi possibile realizzare impianti solari termici multiutenza che, a livello esplicativo ma non esclusivo, potranno essere così composti:

1) un unico campo collettore solare, opportunamente dimensionato per coprire il fabbisogno di tutti gli utenti. In considerazione del calcolo nel numero totale di pannelli necessari, in riferimento alle taglie disponibili, e riferiti alla somma dei fabbisogni, si determina una superficie complessiva mediamente minore rispetto alla somma delle singole superfici necessarie nel caso degli impianti autonomi, a parità di calore fornito. In ogni caso l'utilizzo di un unico collettore permette una ottimizzazione delle aree del tetto, permettendo di realizzare impianti più compatti con ottimizzazione degli staffaggi, migliore robustezza e minor costo dell'installazione stessa; inoltre è necessario effettuare un solo foro di passaggio attraverso il tetto per la circuiteria idraulica portante mandata e ritorno del liquido solare e per il collegamento elettrico del sensore di temperatura del pannello, anziché un foro per ogni utenza come negli impianti autonomi, con minori criticità sui tetti stessi e rischi di infiltrazioni di acqua piovana.

2) Il sistema solare integrato oggetto della presente invenzione, composto principalmente ma non esclusivamente dagli elementi già descritti, che ha le funzioni principali di :

<■>gestire opportunamente il liquido solare portatore dell'energia captata dal pannello

<■>scambiare direttamente l'energia solare captata con l'acqua, tramite opportuno scambiatore

<■>distribuire opportunamente a tutte le utenza l'acqua calda prodotta, in modo equo ed equilibrato e dinamicamente controllato tramite i sensori e regolatori previsti nel sistema in oggetto, il tutto supervisionato dall'elettronica di controllo opportunamente sviluppata

<■>sottosistema antistagnazione di sicurezza, che verrà opportunamente attivato in caso di necessità

3) singoli bollitori unifamiliari all'interno delle singole abitazioni, molto più semplificati dovendo scambiare solo con acqua calda anziché con liquido solare. I bollitori unifamiliari, di ridotte dimensioni possono essere allocati in qualsiasi punto dell'abitazione, adeguandosi alle più svariate esigenze impiantistiche e permettendo quindi la massima flessibilità.

I vantaggi dell'impiego della presente invenzione sono quindi evidenti:

<■>Ingombro sul tetto dell'edificio estremamente ottimizzato, con conseguente riduzione delle opere murarie e di installazione;

<■>circuiteria idraulico ed elettrica che collega gli elementi all'interno delle abitazioni con quelli presenti sul tetto, ed eventuali locali tecnici, estremamente ridotti e semplificati, minore circuiteria, minori calate tettoabitazioni-seminterrati;

<■>il sistema integrato oggetto dell'invenzione può essere posizionato nelle immediate vicinanze del collettore solare, date le ridotte dimensioni del sistema, ed in considerazione che questo integra direttamente lo scambiatore per lo sfruttamento e conversione dell'energia solare in calore all'acqua, viene ad essere estremamente ridotta la circuiteria necessaria alla propagazione del liquido solare, portatore dell'energia solare captata, con notevole semplificazione impiantistica e soprattutto volumi di liquido estremamente ridotti ed ottimizzati; si ha quindi anche una conseguente drastica riduzione di inquinanti prodotti, essendo il liquido solare in uso un elemento soggetto a sostituzione periodica e relativo smaltimento specifico una volta esausto;

<■>possibilità di utilizzare bollitori unifamiliari, di dimensioni compatte, posizionabili con estrema facilità in qualsiasi posizione all'interno o all'esterno dell'abitazione a seconda delle più svariate esigenze progettuali e/o abitative, utilizzando elementi di facile movimentazione, uso e manutenzione;

<■>i bollitori unifamiliari, inoltre non dovendo effettuare lo scambio termico con liquido solare, dal momento che questa importante funziona è già svolta dallo scambiatore presente all'interno del sistema in oggetto, non hanno particolari vincoli strutturali e possono essere sia monovalenti che bivalenti, addirittura possono essere realizzate soluzioni ibride (alcuni mono, altri bivalenti) all'interno dello stesso impianto complessivo;

<■>minori problematiche relativamente ai metodi, a volte conflittuali, di ripartizioni delle spese di produzione di acqua calda sui vari condomini, tipiche degli impianti centralizzati;

<■>possibilità di eliminare l'impianto di ricircolo sanitario necessario sugli impianti centralizzati, con notevoli risparmi di installazione e soprattutto di gestione, anche in riferimento ai noti problemi legati all'antilegionella, che viene ad essere implementata sui singoli circuiti unifamiliari, anziché su l'intero circuito dal bollitore centralizzato alle singole utenze, con un notevole risparmio di energia, oltre alla semplicità di gestione;

<■>minori dispersioni del calore prodotto, riducendo il percorso delle tubature idrauliche di distribuzione del liquido solare portatore del calore captato dall'energia solare stessa per mezzo del collettore posto sul tetto;

<■>estrema ottimizzazione dello sfruttamento dell'energia solare captabile dalla dimensione totale del pannello, tramite lo sviluppo di una logica di gestione e distribuzione tra le utenze altamente efficiente ed equilibrata, che, sulla base delle rilevazioni dinamiche dei vari sensori presenti, mira a redistribuire automaticamente l'energia solare minimizzando gli sprechi e/o inutilizzi tipici degli impianti tradizionali, con opportuno sistema di calcolo del calore distribuito ad ogni utenza secondo il reale utilizzo, e corretta contabilizzazione e ripartizione;

<■>l'elevata efficienza complessiva dell'impianto, grazie all'utilizzo del sistema, determina anche una minore quota di integrazione nella produzione del calore atto a soddisfare il fabbisogno complessivo con utilizzo da effettuarsi attraverso l'uso di combustibili tradizionali, quindi una riduzione complessiva di inquinanti da essi generati;

<■>notevole riduzione dei costi complessivi degli impianti multiutenza, semplificazione dell'installazione stessa, riduzione delle aree di fabbricato da adibirsi al posizionamento dei vari elementi dell'impianto complessivo;

<■>massimizzazione del compromesso fisico/progettuale tra superfici disponibili (a tetto e generali di struttura e spazi) e calore prodotto da fonte rinnovabile e quantità di tale calore effettivamente reso disponibile in utenza; dove rispetto agli impianti ad oggi in uso l'utilizzo del sistema in oggetto consente:

o a parità di calore captato, di avere un notevole incremento della quantità effettivamente resa all'utenza;

o a parità di superfici disponibili, di avere un incremento del calore captabile ed ottimizzazione dello sfruttamento e resa utile dello stesso il tutto con riduzione di costi complessivi di installazione, manutenzione e costi in energia tradizionale necessaria alla copertura del fabbisogno totale. Il sistema in oggetto è quindi estremamente versatile, in quanto può essere impiegato nelle più svariate tipologie impiantistiche multiutenza, sia dove la parte di energia prodotta da fonti rinnovabili, quali il sole, venga progettualmente previsto da abbinarsi ad integrazione con energia da altre fonti prodotta con impianti autonomini, oppure venga prevista per essere prodotta in modo centralizzato o provenga da impianti di teleriscaldamento, laddove questo servizio sia disponibile.

Tutti i vantaggi che il presente sistema introduce, con aspetti pratici, funzionali ed economici, consentiranno inoltre una maggiore diffusione dei sistemi solari termici, con tutti i vantaggi che a sua volta questo consente anche a livello ambientale ed energetico globale.

Si riporta un esempio esemplificativo ma non esclusivo delle situazioni impiantistiche attuali e dei vantaggi specifici per ciascuna di esse che il presente sistema solare integrato permette di ottenere.

• Nel caso di impianti autonomi, sviluppati ad esempio come in figura 2, è necessario installare sul tetto una serie di pannelli solari (18) di dimensioni sufficienti a coprire, ad esempio in Italia, una percentuale del 50% di fabbisogno medio richiesto, ed all'interno di ciascuna abitazione è necessario installare almeno un bollitore di accumulo (19) in grado di scambiare il calore prodotto da energia solare, corredato di pompa solare (20) e vaso di espansione per il liquido solare (21), generalmente sovradimensionato per sopperire ad eventuali sovratemperature che si presentino nel singolo impianto, oltre ad una unità termica (22) a combustibile tradizionale che vada ad integrare il calore disponibile dall'energia solare qualora questa non sia sufficiente a coprire le esigenze istantanee del nucleo famigliare, e di una opportuna centralina elettronica (23) per la regolazione del funzionamento unifamiliare, che sulla base della temperatura rilevata sul pannello solare definisca la priorità della tipologia di energia da utilizzarsi per coprire puntualmente il fabbisogno di acqua calda. Tutti gli elementi necessari al buon funzionamento dell'impianto devono essere duplicati per ciascuna utenza presente nell'edificio, con un notevole impiego di circuiteria idraulica ed elettrica che dal tetto raggiunge ogni singola abitazione e con un limite stringente della superficie fisicamente disponibile sul tetto, che deve tra l'altro presentare una corretta esposizione solare, e che nel complesso deve essere disponibile per la duplicazione dell'installazione per ogni unità abitativa. Tutti gli elementi presenti sul tetto devono essere staffati singolarmente, raccordati e collegati con gli elementi presenti nelle singole abitazioni, con passaggi di tuberia idraulica ed elettrica da sopra al tetto all'interno di ciascuna abitazione, con notevole impegno risorse, in termini di spazi, costi e lavoro. Inoltre la superficie complessiva di tetto necessaria per l'installazione dei pannelli dimensionati in funzione di ciascuna unità abitativa è generalmente elevata, e talvolta la superfice a tetto effettivamente disponibile non è sufficiente a permettere l'installazione di quanto richiesto.

Il sistema integrato solare oggetto della presente invenzione, con una installazione tipo come riportato in figura 3, esemplificativa ma non limitativa della presente invenzione, permette la realizzazione e la corretta gestione dell'impianto complessivo dell'edificio permettendo di sostituire i singoli impianti solare-termico presenti nel caso precedente per ciascuna abitazione, con un unico campo collettore solare che serva opportunamente le varie utenze, componendosi di opportuni dispositivi di distribuzione dell'energia solare-termica e della relativa contabilizzazione in funzione degli usi. Il campo solare unico (24), di dimensioni più compatte rispetto all'installazione di n campi monoutenza, permette di massimizzare il rapporto area occupata <--> energia solare captata, massimizzandone quindi l'efficienza. Tutta la componentistica necessaria allo scambio termico dell'energia solare viene eliminata dall'interno dell'appartamento, con benefici in termini di ingombri, rumorosità e semplificazione dell'impiantistica e riduzione del liquido solare utilizzato, essendo già completamente integrata nel sistema oggetto dell'invenzione (25), che gestisce come già descritto tutte le necessarie regolazioni in temperatura e portate, al fine di ottimizzare il funzionamento complessivo, la corretta distribuzione tra le varie utenze e quindi la massimizzazione dello sfruttamento dell'energia solare captabile. Il sistema permette quindi, per ciascuna tipologia di elemento, la riduzione del numero complessivo di elementi da installare e l'ottimizzazione del relativo dimensionamento. Allo stesso tempo vengono mantenuti i vantaggi principali propri dei sistemi autonomi, con l'utilizzo di bollitori di piccole dimensioni, che avendo eliminato tutta la circuiteria di contorno e non dovendo scambiare con liquido solare, divengono ancora di semplici, di agevole posizionamento, installazione e manutenzione.

• Nel caso di impianti centralizzati, invece, sviluppati ad esempio come in figura 4, pur essendo già previsto un unico campo solare (26), lo sfruttamento del calore solare avviene generalmente tramite il bollitore solare unico (27), dotato di propria pompa (28) e vaso di espansione (29) di dimensioni notevoli, adeguate ai carichi. Dovendo soddisfare le esigenze di tutte le utenze presenti nell'edificio, il bollitore deve essere in grado di stoccare volumi importanti e risulta essere di notevole dimensione e peso; deve quindi essere posizionato in un apposito locate tecnico, generalmente ai piani inferiori degli edifici. Ad esempio le attuali norme di riferimento in Italia per la valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici, prevedono che per ogni 100 mq di appartamento siano necessari circa 150 litri di acqua calda sanitaria a 40°C, soddisfabile mediamente con accumuli attorno ai 120÷150 litri. Se si dovesse pensare ad un immobile con 8 appartamenti da 100 mq il volume complessivo da riservare all'accumulo, si aggira tra i 960÷1200 litri, che significano, se concentrati in un unico bollitore, con un peso complessivo attorno ai 1500 kg, e questo dimensionamento risulta sufficiente a coprire la sola quota del 50% del fabbisogno di acqua calda sanitaria che a livello normativo deve essere prodotta da fonti rinnovali, ma non è sufficiente a coprire le intere esigenze delle utenze. L'utilizzo di bollitori unici di queste dimensioni determina una certa difficoltà di movimentazione e caratteristiche edili del piano di supporto di tale bollitore da valutarsi correttamente, per evitare flessioni del piano portante tali da creare crepe o fessurazioni delle murature vicine.

In questa tipologia di impianti è necessario prevedere inoltre tutta una circuiteria idraulica per il ricircolo dell'acqua calda (30) nell'impianto complessivo che dal bollitore comune serve le varie utenze, con un notevole spreco di calore ed energia. Inoltre tutto il lungo circuito idraulico tra bollitore centralizzato fino al punto di servizio su ciascuna utenza deve essere protetto dai pericolosi fenomeni di legionellosi, protezione che generalmente viene compiuta portando tutto il circuito idrico, compreso tutto il volume di acqua del bollitore, ad elevata temperatura con periodicità almeno settimanale, e questo determina un grosso impiego di calore, che non sempre si traduce in calore effettivamente sfruttato dall'utenza.

L'utilizzo del bollitore unico centralizzato, determina mediamente anche che tutta una serie di altre risorse vadano ad essere sprecate, ad esempio: la necessità di riscaldare comunque un volume notevole di acqua indipendentemente dal suo reale utilizzo (uno o più condomini non presenti nei loro appartamenti); la necessità di creazione di un apposito locale tecnico comune di dimensioni considerevoli per l'alloggiamento di tale bollitore; l'impossibilità di recuperare il calore disperso da questo bollitore in quanto il locale non è adibito a residenza e quindi il suo riscaldamento è del tutto inutile.

Rimane poi il non trascurabile problema del metodo da adottare a livello condominiale per la ripartizione dei consumi e delle relative spese tra i vari condomini, ciascuno dei quali ha generalmente abitudini ed orari differenti che rendono sempre piuttosto spiacevole la definizione di un metodo equo in grado di soddisfare tutti.

In questa tipologia di impianti il sistema integrato solare oggetto della presente invenzione, con una installazione tipo come riportato in figura 5, esemplificativa ma non limitativa della presente invenzione, permette di sfruttare appieno tutta l'energia solare captata tramite il campo solare unico comune (31), ed allo stesso tempo permette di sostituire il bollitore centralizzato e la relativa circuiteria con bollitori singoli unifamiliari (32), con notevoli vantaggi in termini prestazionali, di installazione, gestione e manutenzione, e di consumi e costi.

Il sistema in oggetto (33) determina una gestione ottimale ed equilibrata dei singoli bollitori unifamiliari, quando uno dei bollitori è in temperatura il corrispettivo circuito viene interrotto e l'energia solare disponibile andrà a scaricarsi sui restanti circuiti aperti, riducendo i tempi di preparazione dei bollitori che effettivamente necessitano ancora di apporto di energia, andando così a fornire calore in maggiore quantità proprio dove è necessario. Diversamente, un sistema con accumulo centralizzato riscalda invece comunque tutto l'accumulo, indipendentemente dalle reali richieste del singolo appartamento, con utilizzo di maggiore energia, dal sole e quando questa non sia sufficiente, tramite integrazione con combustibili tradizionali, ed allo stesso tempo con una ripartizione non sempre idonea alle reali necessità dei singoli utilizzatori.

Il sistema in oggetto permette anche una più equa ridistribuzione dell'energia solare complessivamente captata, permettendo ad ogni singolo utente di avere la sua quota parte della energia ottenuta da fonte rinnovabile, evitando che vi siano utenze che utilizzino la gran parte dell'acqua prodotta con fonte rinnovabile, escludendone altre, come invece potrebbe accadere con un unico bollitore comune.

Il reintegro della temperatura del bollitore qualora la fonte rinnovabile non fosse più disponibile avviene solo in quei bollitori che necessitano tale azione, mentre nel bollitore comune investe tutto il volume, anche se non necessario, con maggiori sprechi.

Anche gli interventi di manutenzione periodica possono essere gestiti in modo più funzionale, isolando ciclicamente il singolo bollitore in manutenzione, senza comportare l'interruzione del servizio per tutti gli utenti come sarebbe diversamente necessario con bollitore unico.

Infine l'utilizzo del presene sistema permette anche di rimuovere tutto il circuito di ricircolo tipico degli impianti con unico bollitore di accumulo, con risparmi in termini impiantistici, strutturale e con salvaguardia del calore prodotto e conseguente risparmio energetico, anche per quanto riguarda gli aspetti di protezione dalla legionellosi.

II sistema integrato solare oggetto della presente invenzione industriale, descritto precedentemente nei contenuti principali ed i cui vantaggi sono stati evidenziati, potrà essere anche completamente progettato, dimensionato e realizzato in varie taglie, adatte a soddisfare le più svariate esigenze impiantistiche, e fornito assemblando i singoli elementi elettro-idraulici all'interno di un unico box, in modo da permettendone una elevata industrializzazione. In questo modo si renderà disponibile al mercato un prodotto unico per la gestione complessiva degli impianti solare termico multiutenza, completamente testato e collaudato nel suo insieme dal produttore, che grazie alla struttura idraulica ideata e alla relativa logica di controllo e regolazione elettronica implementata, sia in grado di ottimizzare lo sfruttamento e la distribuzione dell'energia solare termica riducendo al massimo gli spechi di energia stessa, anche in funzione dello specifico impianto multiutenza in cui viene impiegato. Inoltre grazie all'utilizzo di questo sistema i collegamenti idraulici, meccanici ed elettrici necessari al funzionamento dell'intero impianto dell'edificio vengono notevolmente semplificati e ridotti, con notevoli riduzione dei costi dell'impianto complessivo e degli spazi fisici da dedicarsi all'installazione.

Inoltre è un sistema estremamente versatile e può essere impiegato in diverse tipologie impiantistiche multiutenza, sposandosi con impianti che prevedono la produzione della quota di integrazione da altre fonti energia con impianti autonomini, oppure in modo centralizzato o proveniente da impianti di teleriscaldamento, laddove questo servizio sia disponibile, o altro.

Il presente sistema permette quindi di sviluppare e realizzare nuove soluzioni impiantistiche nel campo del solare termico in edifici multiutenza, ottimizzando diversi aspetti relativi alla realizzazione ed alla gestione dell'intero impianto, riducendo i costi di realizzazione e di mantenimento, massimizzando lo sfruttamento dell'energia solare con conseguente riduzione dell'energia tradizionale necessaria per coprire il fabbisogno complessivo, riduzione degli inquinanti prodotti dall'impianto complessivo per la produzione di acqua calda, in termine di combustibile tradizionale utilizzato e quindi dei relativi prodotti della combustione, e dei liquidi antigeli solari che una volta esausti necessitano di specifico smaltimento.

Un esperto del settore potrà poi prevedere diverse modifiche e varianti, che dovranno però ritenersi tutte comprese nell'ambito del presente trovato.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI dell'INVENZIONE INDUSTRIALE avente per TITOLO : SISTEMA SOLARE INTEGRATO ELETTRO-IDRAULICO PER L'OTTIMIZZAZIONE DELLA GESTIONE DELLA PRODUZIONE DI ACQUA CALDA DA SOLARE TERMICO NELLE APPLICAZIONI MULTIUTENZA, E RELATIVO METODO 1) Sistema solare integrato elettroidraulico per l'ottimizzazione degli impianti multiutenza per la produzione di acqua calda per uso riscaldamento e/o sanitario che utilizzino energia da fonti rinnovabili quali solare termico, in edifici composti da più unità abitative, caratterizzato dal fatto di prevedere:<■>dispositivi idraulici, mezzi atti ad assorbire l'espansione del liquido solare, sensori per la misura della temperatura del liquido stesso, attuatori per il corretto movimento del fluido, e regolatori atti alla gestione idraulica e funzionale di un campo solare unificato e dimensionato per soddisfare tutte le utenze, massimizzando il rapporto tra area a tetto occupata e calore captato, <■>dispositivi idraulici, sensori di temperatura, attuatori per il corretto movimento dei fluidi, e regolatori atti alla gestione idraulica e funzionale del dell'intero processo di scambio termico tra calore complessivamente captato dal liquido solare circolante nel campo collettori solari e acqua al fine di produrre acqua calda per uso riscaldamento e/o sanitario, scambio che avviene direttamente a valle del campo collettore stesso in modo comune per tutte le utenze; <■>dispositivi idraulici, sensori di temperatura e portata, attuatori e regolatori atti alla gestione idraulica e funzionale del processo di redistribuzione dell'acqua calda prodotta ai singoli circuiti di utenza, servendo direttamente dei bollitori monoutente corrispondenti alle singole unità abitative dell'edificio, con estrema massimizzazione della redistribuzione del calore stesso in funzione del calore puntualmente disponibile, dello stato delle singole utenze e delle loro richieste.
2. 2) Sistema solare integrato secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di implementare in un unico sistema mezzi atti alla gestione completa degli impianti solari multiutenza permettendo di sfruttare a pieno i vantaggi del l'util izzo di : <■>unico campo collettore solare per tutte le utenze; <■>singoli mezzi atti a stoccare e rendere disponibile a ciascuna utenza l'acqua calda prodotta.
3. 3) Sistema solare integrato secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto di prevedere inoltre: <■>mezzi atti a misurare la temperatura del liquido solare dal collettore, indice del calore puntualmente captato; <■>mezzi atti a misurare la temperatura dell'acqua calda disponibile alle singole utenze direttamente sui singoli bollitori <■>mezzi atti a gestire la corretta ed equa distribuzione dell'acqua calda prodotta alle singole utenze, tramite diverse logiche programmabili specifiche anche in funzione delle temperature misurate.
4. 4) Sistema solare integrato secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto di prevedere inoltre: <■>mezzi atti a misurare la temperatura del liquido solare dal collettore, indice del calore puntualmente captato; <■>mezzi atti a misurare la temperatura dell'acqua calda disponibile alle singole utenze, indirettamente sui ritorni dei singoli circuiti di distribuzione posizionati all'interno del sistema in oggetto, senza dover cablare il sensore di temperatura fino al bollitore in utenza. <■>mezzi atti a gestire la corretta ed equa distribuzione dell'acqua calda prodotta alle singole utenze, tramite diverse logiche programmabili specifiche anche in funzione delle temperature misurate.
5. 5) Sistema solare integrato secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto di prevedere inoltre: <■>mezzi atti a misurare la portata dell'acqua calda in mandata e/o ritorno a ogni singola utenza; <■>mezzi atti a regolare la portata dell'acqua calda a ogni singola utenza e conseguentemente il relativo apporto termo-idraulico; <■>mezzi atti ad effettuare la regolazione dinamica della portata fornita alle singole utenze, anche in funzione delle utenze che in quel momento sono servite contemporaneamente.
6. 6) Sistema solare integrato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere inoltre: <■>mezzi atti a conteggiare l'energia captata <■>mezzi atti a conteggiare l'energia effettivamente distribuita a ciascun utente<■>mezzi atti a memorizzare gli usi e consumi di ciascuna singola utenza, per meglio ottimizzare la logica dei cicli di distribuzione ed il calcolo della ripartizione delle spese complessive di energia utilizzata dall'impianto.
7. 7) Sistema solare integrato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere mezzi atti ad evitare situazioni funzionali critiche dell'impianto complessivo, quali la stagnazione, anche tramite la redistribuzione del calore in eccesso anticipando le esigenze dei vari utenti.
8. 8) Metodo per la massimizzazione del calore producibile tramite pannelli solari termici in installazioni multiutenza, e relativa ottimizzazione della distribuzione alle singole utenze, caratterizzato dal fatto di prevedere: <■>la gestione idraulica e funzionale di un unico campo solare comune a tutte le utenze, <■>la gestione idraulica e funzionale della fase di scambio termico tra liquido solare ed acqua, <■>la gestione idraulica e funzionale della distribuzione dinamica ad ogni singola utenza dell'acqua calda prodotta al punto precedente, in funzione della quantità di calore disponibile e della richiesta puntuale di ciascuna utenza, con logiche diverse e programmabili, finalizzate all'ottimizzazione dello sfruttamento e distribuzione dell'energia solare captata.
9. 9) Metodo secondo la rivendicazione 8 caratterizzato inoltre dal fatto di prevedere logiche di memorizzazione dei dati relativi a usi e consumi delle singole utenze, dinamicamente aggiornati anche in funzione della stagionalità, che vengono utilizzati nella gestione generale delle richieste delle singole utenze, in modo da anticipare e/o prevedere la richiesta specifica di ciascuna utenza, creando una sorta di lista puntuale di priorità tra le utenze per meglio sfruttare tutto il calore dinamicamente disponibile, evitando se possibile situazioni di stagnazione, e massimizzare la resa effettiva all'utenza.