ITPD20120015A1 - Collettore modulare per impianti termici - Google Patents

Description

COLLETTORE MODULARE PER IMPIANTI TERMICI

Descrizione

La presente invenzione riguarda un dispositivo idraulico, ed in particolare una soluzione di elemento modulare per le centrali termiche a zone.

Stato della tecnica

E’ risaputo che attualmente gli elementi idraulici destinati al riscaldamento di complessi ed involucri edilizi si sono sempre più perfezionati tesi ad incontrare Fesigenze della clientela riguardo a flessibilità, risparmio energetico, ottimizzazione delle risorse disponibili.

In tale contesto trova sempre maggiore accoglimento nell’ambito del riscaldamento degli ambienti, la possibilità di frazionare il riscaldamento secondo zone termiche, all’ interno dello stesso involucro edilizio, sia per temperatura conseguita e mantenuta, sia per i tempi in cui i vari locali devono trovarsi alla temperatura prestabilita.

Poiché sempre maggiormente le zone termiche sono già stabilite in fase di progetto, con una singola centrale termica, vi è la necessità di portare la quantità di fluido termovettore già alla potenzialità termica prestabilita fin dalla prima suddivisione effettuata in corrispondenza di un collettore di distribuzione.

Tale collettore di distribuzione è pertanto ubicato preferibilmente in prossimità della centrale termica o alimentato da una condotta primaria disposto in una posizione baricentrica e/o equilibrata per facilitare il raggiungimento e distribuzione del calore.

Come per ogni altro impianto il posto disponibile è sempre alquanto ridotto, e le cassette di alloggiamento non fanno eccezione.

Inoltre poiché è risaputo che anche l’impianto termico può essere oggetto di futuri ampliamenti, lo spazio disponibile entro le cassette di alloggiamento è opportuno che non sia sperperato inutilmente.

Infatti le cassette di alloggiamento, oltre ad essere contenute come dimensioni, sono limitate in profondità per non creare ponti termici con Γ esterno dell 'involucro edilizio.

Quindi gli impiantisti, ed in particolare gli artigiani idraulici sono costretti ad impiegare moduli di distribuzione per l’alimentazione delle singole zone che possano essere compresi entro le cassette di alloggiamento.

Preferibilmente detti moduli di distribuzione consistono di una coppia di tubazioni passanti distanziate e sovrapposte con derivazione, nello stesso piano di giacitura delle suddette coppie di tubazioni di una coppia di attacchi per il collegamento delle tubazioni di andata e ritorno di una specifica zona termica. Ora, molto frequentemente, per mantenere la massima portata il collettore di andata e di ritorno è un unico spezzone di tubolare con il numero di derivazioni necessarie previste.

Poiché il costo per ogni derivazione aggiuntiva è molto costoso, gli elementi di distribuzione installati presentano esattamente il numero di derivazioni necessarie e previste ed effettivamente impiegate, senza alcuna possibilità di integrazione per un futuro ampliamento.

Se tale soluzione risulta la più economica dal punto di vista realizzativo e quella che meglio si adatta alla situazione contingente, risulta anche quella meno adattabile e di più difficile trattazione.

Infatti costringe il costruttore, il distributore e l’installatore a realizzare, rendere disponibile ed approvvigionarsi di una serie notevolmente estesa di moduli di distribuzione.

Ora inoltre tale configurazione risulta essere una configurazione chiusa e non adattabile ai normali adattamenti nel corso dei lavori, costringendo l’installatore idraulico ad una completa sostituzione per un eventuale ampliamento.

Per venire incontro a tale esigenza di modularità e maggiore flessibilità di configurazione sono da tempo presenti sul mercato dei moduli di distribuzione da disporre in serie.

Generalmente tali moduli hanno una o due derivazioni.

Le modalità realizzative di tali moduli di distribuzione sono o per fusione o come elementi ricavati da barre come spezzoni di trafilati tubolari.

Gli elementi realizzati per fusione sono costituiti da un singolo blocco dei due spezzoni di condotta sovrapposti con una derivazione che avvolge sull’esterno uno spezzone per rendere disponibili gli attacchi in derivazione su di un lato. I principali inconvenienti dei moduli di distribuzione per fusione è che sono elementi costosi, non consentono di interporre tra gli spezzoni alcun elemento di regolazione, e necessitano di un modulo aggiuntivo separato per rendere disponibile in derivazione il fluido termovettore alla corretta temperatura.

Inoltre tali moduli di distribuzione necessitano di essere filettati ad entrambe le estremità degli spezzoni e degli attacchi di distribuzione, il materiale essendo generalmente una lega di ottone raramente in bronzo, risulta essere meno apprezzato dell’acciaio.

Infine tali moduli di distribuzione per fusione necessitano, per essere accoppiati in serie, di un nipplo o bocchettone di congiunzione.

E’ evidente che la presenza di tale elemento di congiunzione estende le dimensioni di ingombro del sistema di distribuzione oltre le usuali dimensioni delle cassette di distribuzione già per configurazioni oltre le due unità accoppiate di moduli di distribuzione.

L’altra modalità realizzativa dei moduli di distribuzione è la soluzione ricavata da barra.

Tale barra che può essere circolare o più spesso parzialmente circolare con almeno due superfici piane contrapposte, è più facilmente configurabile, consentendo la presenza di un modulo di regolazione interposto.

Tuttavia anche in questo caso entrambe le estremità devono essere filettate per l' accoppiamento in serie di altro elemento di distribuzione.

In ogni caso per una filettatura eseguita su un sufficiente materiale è necessario partire da una barra di adeguato spessore.

L’impiego di un nipplo, che si innesta nella filettatura interna della suddetta barra, riduce notevolmente la sezione di deflusso del fluido termovettore fino al 30-40% della sezione interna della barra; per cui il sistema di distribuzione dopo l' accoppiamento al più di due moduli risulta particolarmente sbilanciato.

Nel caso di impiegare una filettatura esterna (almeno da una estremità) oltre a non superare l' inconveniente sopra esposto necessita la lavorazione di testa della barra per una battuta con sede piana di accoglimento della relativa guarnizione. Altri inconvenienti di tale impiego di barra risultano dalla difficile gestione e sostituzione delle eventuali guarnizioni, soprattutto per il supero trasversale di una barra da parte della derivazione ortogonale.

La necessaria presenza di una parte filettata sporgente per il tratto di tubazione che passa attraverso uno spezzone della tubazione, porta ad una ridotta disponibilità di spazio per l’inserimento di accessori compresi tra le tubazioni principali.

L’inconveniente maggiore è sempre quello della necessità di un nipplo o di un bocchettone di congiunzione, il quale estende le dimensioni del sistema di distribuzione oltre le usuali dimensioni delle cassette di distribuzione già per configurazioni oltre le due unità di moduli.

Presentazione dell'invenzione

Scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un collettore modulare che superi tutti gli inconvenienti sopra esposti.

Altro scopo del collettore modulare dell’invenzione è mettere a disposizione una soluzione che possa essere modulare senza l' utilizzo di elementi di collegamento interposti tra i singoli moduli.

Un ulteriore scopo del collettore dell’invenzione è mettere a disposizione una soluzione affidabile e meno costosa rispetto alla soluzioni di mercato.

Un ulteriore scopo del collettore dell’invenzione è mettere a disposizione una soluzione che non presenti restrizioni di sezione significative del fluido termovettore nelle tubazioni principali per il collegamento seriale.

Un ulteriore scopo del collettore dell’invenzione è mettere a disposizione una soluzione in cui la distanza disponibile tra i due spezzoni di tubazioni principali sia maggiore dello stato dell’arte e tale da poter inserire elementi di regolazione. Un ulteriore scopo del collettore dell’invenzione è mettere a disposizione una soluzione in cui l’elemento trasversale passante attraverso una delle tubazioni sia privo di guarnizioni.

Un ulteriore scopo del collettore dell’invenzione è mettere a disposizione una soluzione in cui siano presenti guarnizioni di tenuta solo verso l’esterno e solo verso gli elementi di regolazione interposti tra le due tubazioni principali, riducendo significativamente il tempo di installazione ed aumentando la sicurezza intrinseca di ogni singolo collettore.

Questi ed altri scopi verranno raggiunti da un collettore modulare secondo la seguente esposizione e/o dalle rivendicazioni allegate.

L’oggetto dell 'invenzione si configura come un collettore modulare composto da due spezzoni di tubazioni metalliche di adeguata sezione e di opportuno spessore, caratterizzato dal fatto che su di un lato sono filettati ed sul lato opposto presentano riportato un bocchettone con filettatura adeguata ad accoppiarsi alla filettatura maschio di un adiacente collettore modulare.

Vantaggiosamente tale bocchettone è riportato sul detto collettore modulare in maniera saldata.

Ulteriore vantaggio del suddetto bocchettone è che introduce una restrizione della sezione di deflusso inferiore al 5-10% della sezione della tubazione principale.

Altro vantaggio del suddetto collettore modulare consiste nel fatto che la derivazione trasversale passante attraverso una delle tubazioni è associata in maniera saldata senza la presenza di guarnizioni.

Un ulteriore vantaggio del suddetto collettore modulare consiste nel fatto che lo spazio reso disponibile tra le condotte principali, ed in particolare tra gli attacchi presenti tra le condotte principali è tale da permettere l’adozione di valvole miscelatrici od a tre vie con sezione di deflusso fino a 40-50% della sezione delle condotto principali.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche tecniche dell’invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate, ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa, e non limitativa in cui:

Fig. 1 mostra il collettore modulare oggetto dell’invenzione secondo una vista prospettica.

Fig. 2 mostra il collettore modulare di fig. 1 secondo una diversa vista prospettica.

Fig. 3 mostra il collettore modulare di fig. 1 secondo una vista piana frontale. Fig. 4 mostra il collettore modulare di fig. 1 secondo una vista piana laterale. Fig. 5 mostra il collettore modulare di fig. 1 secondo una vista piana laterale opposta a quella di fig. 4.

Fig. 6 mostra il collettore modulare di fig. 1 secondo una sezione piana frontale secondo il piano di sezione A-A come indicato in fig. 5.

Fig. 7 mostra un insieme di tre collettori modulari tra loco reciprocamente accoppiati.

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferita

Il collettore modulare oggetto dell’ invenzione è composto da un primo spezzone di tubazione 1 sovrapposto ad un secondo spezzone tubolare 2 di identiche dimensioni e sezione.

Ciascuno spezzone tubolare 1, 2 su di una estremità aperta è dotato di filettatura direttamente eseguita o riportata come elemento filettato 3, 4, e sulla estremità opposta è dotato di bocchettone 5, 6 con ghiera filettata 7, 8 femmina per potersi accoppiare con la filettatura o con l' elemento filettato di un adiacente collettore modulare.

Detti elementi filettati 3, 4 e bocchettone 5, 6 sono uniti allo spezzone di tubazione 1, 2 per mezzo di saldatura. Con tale modalità di unione, come facilmente verificabile dalla rappresentazione in sezione viene mantenuta praticamente inalterata la sezione di deflusso del liquido termovettore passante per ciascuno spezzone di tubazione 1, 2.

La restrizione della sezione non eccede il 5-10% della sezione totale dello spezzone di tubazione 1, 2.

Facendo uso di un elemento filettato 3, 4 e rispettivo bocchettone 5, 6 provvisto di ghiera 7, 8 con sede conica, viene facilitato il corretto montaggio autocentrante.

E’ evidente anche dalla visione dei tre collettori 9, 10, 11 modulari tra loro reciprocamente accoppiati che non vi è alcun distanziatore aggiuntivo tra gli elementi modulari e la precisione degli ingombri per ogni modulo aggiuntivo è mantenuta parti a quella esattamente del singolo modulo.

Con tale modalità di accoppiamento è semplice ed economica la realizzazione di collettori modulari realizzati anche in acciaio inox.

Su ciascuno spezzone di tubazione è presente uno stacco di derivazione 12, 13 per l’alimentazione della derivazione.

Detti stacchi di derivazione 12, 13 sono fissati saldamente sul relativo corpo di stacco mediante saldatura.

Per mantenere contenuta l’estensione in profondità dell’assieme, uno degli stacchi (nel caso raffigurato dai disegni lo stacco di derivazione 12) attraversa il corpo dello spezzone tubolare adiacente (nel caso mostrato, lo spezzone tubolare 2).

L’attraversamento 14 in mezzeria dello spezzone tubolare suddetto avviene forando il detto corpo tubolare per l’inserimento dell’attraversamento 14 e successivamente è direttamente unito e saldato al corpo dello spezzone tubolare garantendo la necessaria tenuta.

Tale modalità di realizzazione è sicuramente la più affidabile, evitando guarnizioni di tenuta che nel tempo potrebbero creare problemi di perdite.

Tale realizzazione inoltre, dell’ attraversamento 14 e degli stacchi 12,13 di derivazione direttamente saldati consente di rendere disponibile tra i due spezzoni di tubazioni principali un notevole spazio per l’adozione di accessori di regolazione, come una valvola a tre vie 15 notevolmente dimensionata con una sezione di ciascun ramo fino al 50% della sezione di ciascun spezzone tubolare 1, 3.

Anche il terzo ramo 16 della valvola a tre vie 15 si collega con uno stacco 17 realizzato sullo spezzone tubolare in maniera saldata.

Nel caso in cui non necessitasse alcuna regolazione sul flusso uscente dallo attacco 18 di derivazione, con esclusione di qualsiasi elemento interposto tra lo stacco 12 e l’elemento di attraversamento 14, la valvola a tre vie 15 è semplicemente sostituita da uno spezzone filettato alle estremità, mentre lo stacco 17 è opportunamente chiuso da un tappo.

E’ evidente la possibilità di reversibilità del collettore, consentendo la distribuzione verso il basso oppure verso l’alto a seconda delle esigenze di impiego.

Claims (8)

1. Rivendicazioni 1) Collettore modulare per impianti termici composto da due spezzoni di tubazioni metalliche (1, 2) di adeguata sezione e di opportuno spessore, caratterizzato dal fatto che su di un lato sono filettati (3, 4) ed sul lato opposto presentano riportato un bocchettone (5, 6) provvisto di ghiera (7, 8) con filettatura adeguata ad accoppiarsi alla filettatura maschio di un adiacente collettore modulare.
2. 2) Collettore modulare per impianti termici secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che tale bocchettone (5, 6) è associato ai detti spezzoni di tubazioni metalliche (1, 2) in maniera saldata.
3. 3) Collettore modulare per impianti termici secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la filettatura (3, 4) risulta essere un tronchetto riportato e saldato all’ estremità delle tubazioni metalliche (1,2).
4. 4) Collettore modulare per impianti termici secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che tale bocchettone (5, 6) e detta filettatura (3, 4) introduce una restrizione della sezione di deflusso inferiore al 5-10% della sezione della tubazione principale costituita da detti spezzoni di tubazioni metalliche (1, 2).
5. 5) Collettore modulare per impianti termici secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che tale bocchettone (5, 6) presenta una derivazione trasversale (14) passante attraverso una delle tubazioni che è associata alla tubazione attraversata in maniera saldata senza la presenza di guarnizioni.
6. 6) Collettore modulare per impianti termici secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che lo spazio reso disponibile tra le condotte principali costituite da detti spezzoni di tubazioni metalliche (1, 2), ed in particolare tra gli attacchi trasversali (12, 14, 17) derivati da dette condotte principali è tale da permettere l’adozione di valvole miscelatrici (15) od a tre vie con sezione di deflusso fino a 40-50% della sezione delle condotte principali (1, 2).
7. 7) Collettore modulare per impianti termici secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l’ingombro trasversale di più collettori modulari tra loro accoppiati è pari alla somma dell’ingombro trasversale dei singoli collettori.
8. 8) Collettore modulare per impianti termici secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le guarnizioni di tenuta per l’accoppiamento sono solo quelle verso le estremità delle condotte principali e di eventuali necessarie per l’adozione di elementi di regolazione interposti tra le dette condotte principali.