ITPD20100060A1 - Sistema per fancoil a 4 tubi senza scambiatore ausiliario - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Campo della tecnica a cui i’invenzione fa riferimento.

Il sistema proposto viene usato nel settore idraulico, al fine di migliorare l’efficienza del fancoil.

Stato della tecnica preesistente.

Si chiama idronico un sistema in cui viene prodotto sia caldo che freddo utilizzando l’acqua come fluido termovettore.

In poche parole il sistema idronico usa l’acqua per trasportare l’energia termica, un’operazione che viene effettuata per riscaldare e raffrescare l’ambiente. Un ventilconvettore o fan coil (3) (abbreviato con VC o FC) è costituito da un carter metallico all'interno del quale sono presenti una (5) o due (8), (9) batterie di scambio termico aria/acqua, un ventilatore (4), un filtro dell'aria, una vaschetta per la raccolta della condensa; all'esterno presenta i collegamenti con le reti dell'acqua calda e/o refrigerata (7), (12), (13) e la rete per lo scarico dell’eventuale condensa.

Negli impianti esistenti muniti di caldaia (1), e’ possibile inserire un raffrescatore chiamato Chiller (2) ed utilizzare il medesimo impianto o un secondo circuito anche per raffrescare.

Dal punto di vista della struttura i ventilconvettori possono essere "a 2 tubi" (fig.l) o "a 4 tubi" (fig.2).

I VC a 2 tubi (fig.l) funzionano solamente con un tipo di fluido termovettore, mentre quelli a 4 tubi (fig.2) sono in grado di lavorare sia con acqua calda che refrigerata fornita da due entità diverse (caldaia e chiller) (1), (2) su due circuiti idraulici distinti (12) e (13).

Il ventilatore (4) preleva l'aria dell'ambiente (da scaldare o raffreddare) facendola entrare da un'apertura posta in basso all’unità.

Una volta entrata l'aria viene prima filtrata e poi spinta dal ventilatore (4) verso la batteria di scambio termico (5) che per convezione forzata scambia calore con l'acqua: in caso di riscaldamento il calore viene prelevato, in caso di raffreddamento il calore viene ceduto.

Come già accennato, i VC vengono largamente utilizzati negli impianti di climatizzazione misti aria/acqua, con lo scopo di controllare la temperatura deH’arnbiente.

1 classici sistemi a 4 tubi, invece, prevedono che nell’unità siano montati due distinti scambiatori di calore a pacco alettato (8) e (9).

Nella maggior parte dei casi, lo scambiatore principale, normalmente a 3 o 4 ranghi (9) viene utilizzato per il condizionamento, mentre quello ausiliario, normalmente a 1 o 2 ranghi (8) viene impiegato per il riscaldamento. Pertanto nelle applicazioni, troveremo sempre due circuiti indipendenti dell’acqua calda (12) e fredda (13) che vanno ad alimentare due scambiatori distinti (8) e (9) e non interscambiabili tra loro.

Novità dell’invenzione.

Il sistema elaborato è composto da un kit valvole e da un controllo di tipo elettronico con sonda di temperatura interna, adatto al comando delle valvole di intercettazione (10) e (11) in fig.3, che permette in un fan coil (3), la gestione di un sistema a 4 tubi con il solo scambiatore principale (5).

La novità del sistema sviluppato, consente l’impiego di un unico scambiatore a pacco alettato ti tipo promiscuo (5), ovvero che può essere alimentato alternatamene dall’acqua calda o fredda inviata dalla caldaia (1) o dal chiller (2) attraverso due circuiti (12) e (13) che continuano a rimanere indipendenti, nel rispetto della definizione classica di impianti a 4 tubi.

Pertanto i 4 tubi, rispettivamente di ingresso e di ritorno dell’acqua dal chiller (13) e dalla caldaia (12), verranno collegati direttamente al nuovo kit tubi studiato (fig.3, 4, 5, 6).

Il controllo elettronico, implementato di una particolare logica di gestione delle valvole, consentirà l’alimentazione dell’unico scambiatore principale (5) con acqua fredda o calda, a seconda della richiesta dell’utenza finale.

Il tutto sarà possibile senza aver bisogno di apportare alcuna modifica rilevante al progetto del sistema idraulico, che prevedrà sempre l’uso di almeno due pompe per i due circuiti acqua calda (12) e fredda (13) con portate d’acqua che possono essere diverse.

Il sistema innovativo sviluppato può essere applicato a tutte le unità che vengono usate per il trattamento deH’aria nella climatizzazione degli ambienti.

Le unità in questione sono alimentate con acqua o miscela di acqua e glicole.

Per un corretto funzionamento del sistema, i circuiti di raffreddamento (13) e riscaldamento (12) dovranno contenere la stessa percentuale di antigelo.

Il sistema in questione non necessita di particolari tipologie di pompe di circolazione dato che il sistema a riposo permette il by-pass tra la mandata e il ritorno del fluido in esso contenuto.

In altre parole, se le valvole di intercettazione (10) e (11) dei due circuiti acqua fredda (13) e calda (12) sono chiuse, la stessa acqua di mandata dal chiller/caldaia (1), (2), ritorna al chiller/caldaia (1), (2) senza passare per lo scambiatore allettato (5) del fan coil (3).

11 sistema trattato esclude completamente l’uso del secondo scambiatore di calore a pacco alettato (8) adoperato tipicamente per il riscaldamento deH’ambiente.

Ciò comporta una riduzione delle perdite di carico del ventilatore (4) con la conseguente riduzione del rumore e una maggiore efficienza del fancoil (3) in riscaldamento dovuta all’uso dello stesso scambiatore a pacco alettato (5) impiegato per il raffreddamento (3 o 4 ranghi anziché 1 o 2 come avviene nei classici sistemi a 4 tubi). L’elettronica è parte indispensabile per garantire un corretto bilanciamento dei circuiti dell’acqua calda/fredda (12) e (13).

Il termostato di regolazione presenta una particolare logica di funzionamento che differisce dallo standard perché nella commutazione estate/inverno (passaggio dal condizionamento al riscaldamento e viceversa), avviene una sincronizzazione dell’apertura/chiusura delle valvole (10) e (11) che consente di mantenere indipendenti i due circuiti (12) e (13).

Il tutto è stato reso possibile implementando un ritardo temporizzato tra chiusura e apertura delle valvole (10) e (1 1).

In caso di black-out, al ritorno della tensione di linea, il termostato fa ripartire l’unità (3) in base alle ultime impostazioni settate, in accordo con i tempi minimi sopra citati.

In caso di solo riscaldamento il ventilatore (4) viene fatto partire con un ritardo di alcuni minuti nel rispetto della funzione implementata dal termostato di minima che fa girare il ventilatore (4) quando la temperatura dello scambiatore (5) supera una temperatura impostata.

Il kit tubi di collegamento (14),(15),(16), semplificato e industrializzato per garantire un’installazione veloce e nello stesso tempo semplice, comprende l’impiego delle due valvole 3vie/4porte (17) e delle due valvole 2vie/2porte (18) indicate in fìg.4.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. il sistema a 4 tubi, inteso come kit tubi fisico (componenti di raccorderia e altro) (pezzi n. 10, 11,14,15,16 in fìg.3) studiato per fan coil con lo scopo di eliminare lo scambiatore ausiliario (8) negli impianti di riscaldamento/condizionamento così detti a “4 tubi” (fig.2); 2. il sistema a 4 tubi senza scambiatore ausiliario viene inteso come circuito idraulico e come modo di collegamento delle due valvole di intercettazione a 3 vie/4 porte (17) e delle due valvole a 2 vie/2 porte (18), in modo da garantire la compatibilità con i classici impianti a 4 tubi (vedi sez.DISEGNI, schema di collegamento idraulico, fig.4, fig.5, fig.6); 3. il termostato per il controllo delle valvole di intercettazione che permette con segnali 230V-50Hz di andare ad aprire e a chiudere le suddette valvole (17) e (18) nel rispetto dei tempi minimi per garantire la non promiscuità dei circuiti di raffrescamento (13) e di riscaldamento (12). 4. Lo stesso termostato permette anche la funzione del termostato di minima che in riscaldamento fa partire il ventilatore (4) solo se la batteria (5) è sufficientemente calda, in modo da evitare la movimentazione di aria fredda all’interno dell’ambiente da riscaldare.