ITPN970060A1 - Lavatrice automatica con sistema di recupero energetico - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: "LAVATRICE AUTOMATICA CON SISTEMA DI RECUPERO ENERGETICO"

La presente invenzione si riferisce ad una macchina lavatrice automatica, in particolare una lavastoviglie, dotata di un sistema atto a consentire un recupero termico ai fini di un risparmio energetico complessivo.

Sono ben note macchine lavatrici con sistemi atti a recuperare acqua ed eventualmente calore di acqua precedentemente riscaldata.

Dalla EP-A-0 669 097, ad esempio, è nota una lavastoviglie dotata di un serbatoio atto ad immagazzinare l'acqua dell'ultima fase di risciacquo per riutilizzarla come acqua di lavaggio durante un ciclo operativo successivo. In particolare, il serbatoio è conformato come serbatoio dosatore volumetrico ed è collegato in serie nel circuito di alimentazione d'acqua della macchina, per cui esso è automaticamente "lavato" da acqua di rete ogni qual volta il circuito di alimentazione è aperto.

Con tale soluzione il serbatoio è sostanzialmente esente da incrostazioni e problemi igieni i, m l'acqua che esso è in grado i recuperare e di trasferire nuovamente nella vasca di lavaggio attraverso appositi collegamenti ausiliari è comunque inquinata, in quanto essa è già stata precedentemente impiegata per una fase operativa, ad esempio una fase di risciacquo finale in cui l'acqua è addittivata con brillantante, o simile.

Per realizzare un recupero di energia termica senza riutilizzare acqua già inquinata, sono state proposte anche lavastoviglie in cui il serbatoio non solo è collegato in serie nel circuito di alimentazione d'acqua della macchina, ma è anche in rapporto di scambio termico con la vasca di lavaggio. Invece di essere impiegato per immagazzinare temporaneamente acqua già utilizzata per una fase operativa, il serbatoio viene riempito con acqua di rete, in un predeterminato istante di una fase di lavaggio in cui l'acqua nella vasca della macchina è riscaldata, in modo tale che l'energia termica di tale acqua riscaldata viene parzialmente trasferita nell'acqua fresca immagazzinata nel serbatoio. Quest 'ultima , così pre-riscaldata , viene successivamente immessa nella vasca di lavaggio per effettuare una tradizionale fase di risciacquo "freddo", cioè senza ulteriore riscaldamento dell'acqua stessa. Come è noto, infatti, i principali cicli operativi delle lavastoviglie domestiche comprendono normalmente, in successione, una fase di lavaggio con acqua calda, una o più fasi di risciacquo con acqua fredda, una fase di risciacquo con acqua calda, ed una fase finale di asciugatura delle stoviglie.

Il recupero termico realizzato dalla soluzione sopra descritta risulta pertanto sostanzialmente irrazionale, poiché esso può essere sfruttato solo per effettuare una fase operativa in cui il riscaldamento dell'acqua non è significativo. Al contrario, sarebbe auspicabile sfruttare il recupero termico dalla fase di lavaggio per effettuare la successiva fase di risciacquo ''caldo", in cui il riscaldamento dell'acqua è di fondamentale importanza.

Scopo della presente invenzione è quello di fornire una lavatrice automatica dotata di un sistema di recupero energetico efficace e razionale, il quale non comporti alcun utilizzo di acqua già inquinata durante precedenti fasi operative.

In particolare, è scopo dell'invenzione fornire una lavatrice del tipo citato la quale sia in grado di recuperare in modo semplice energia termica. impiegata durante una fase di lavaggio per utilizzarla soltanto durante una successiva fase di risciacquo "caldo", anziché durante un risciacquo "freddo" intermedio.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di fornire una lavatrice del tipo citato atta ad utilizzare l'acqua di alimentazione in modo da ottenereun bilancio nrgt co ottimale nel suo funzionamento complessivo.

Secondo l'invenzione, tali scopi sono ottenuti in una lavatrice automatica con sistema di recupero■energetico incorporante le caratteristiche delle rivendicazioni allegate.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell'invenzione saranno chiariti dalla seguente descrizione, avente solo titolo di esempio non limitativo. La descrizione fa riferimento agli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 mostra schematicamente i principali componenti della lavatrice in una forma preferita di realizzazione dell'invenzione; e

- la figura 2 è un grafico che mostra i periodi di azionamento dei principali organi operativi nelle principali fasi di un ciclo operativo della macchina.

Con riferimento alla figura 1, la lavatrice automatica è preferibilmente una lavastoviglie domestica comprendente una vasca di lavaggio 1 provvista sul fondo di un pozzetto 2 di raccolta dell'acqua che può essere riscaldata mediante una resistenza elettrica 3 ed irrorata sulle stoviglie da lavare (non mostrate) attraverso mezzi di spruzzatura 4 alimentabili da una pompa di circolazione 5. L'acqua può essere evacuata dalla vasca 1 mediante una pompa di scarico 6.

La lavatrice è inoltre dotata di un circuito di alimentazione d'acqua comprendente un tubo 7 che da un lato è atto ad essere collegato alla rete idraulica e dall'altro lato si ripartisce in almeno una prima e almeno una seconda diramazione 8 e 9, rispettivamente.

In particolare, la diramazione 9 è collegata direttamente alla vasca di lavaggio 1 e comprende preferibilmente una valvola controllata di carico 10 normalmente chiusa. La diramazione 8 comprende invece almeno un serbatoio di raccolta 11 disposto in serie ad una valvola controllata 12 normalmente chiusa, attraverso la quale la diramazione 8 collega il fondo del serbatoio 11 con la vasca di lavaggio 1. A monte del serbatoio 11, la diramazione 8 comprende inoltre una valvola controllata 13 normalmente chiusa.

Si noti che le valvole 10 e 13 possono essere sostituite da mezzi equivalenti, quali una valvola a tre vie atta ad intercollegare il tubo 7 con le diramazioni 8, 9, oppure una singola valvola controllata disposta sul tubo 7 e associata a mezzi deviatori atti a collegarla selettivamente con le diramazioni 8, 9.

In ogni caso, il serbatoio 11 è preferibilmente realizzato come serbatoio dosatore volumetrico, e a tale scopo è preferibilmente provvisto di mezzi di controllo di livello 14, ad esempio del tipo a galleggiante, atti a consentire l'apertura della valvola 13 soltanto quando il livello dell'acqua nel serbatoio stesso è inferiore ad un predeterminato valore L.

Inoltre, il serbatoio 11 è disposto preferibilmente all'esterno della vasca di lavaggio 1, con la quale è in rapporto di scambio termico, in modo in sé noto, come indicato schematicamente dalle frecce 17.

Il circuito di alimentazione d'acqua 7 - 14 comprende inoltre almeno un decalcif icator e d'acqua 15, che preferibilmente è disposto in serie nella diramazione 8, a monte del serbatoio 11.

Ovviamente, un analogo addolcitore può essere previsto in serie nella diramazione 9 del circuito di alimentazione, oppure un addolcitore comune può essere previsto in serie nel tubo 7, a monte delle diramazioni 8, 9.

Sostanzialmente tutti gli organi operativi descritti sono atti ad essere controllati dal programmatore della macchina, indicato schematicamente con 16 in figura 1, sostanzialmente come mostrato in figura 2.

In modo in sé noto, la lavastoviglie è azionabile dal programmatore 16 per effettuare un ciclo operativo comprendente in successione una fase di prelavaggio (preferibilmente con acqua fredda ed escludibile dal ciclo), una fase di lavaggio con acqua calda, almeno una fase di risciacquo con acqua fredda, almeno una fase di risciacquo con acqua calda, ea infine una fase di asciugatura delle stoviglie.

All'inizio del ciclo operativo il serbatoio 11 è pieno di acqua pulita di rete, precedentemente immessa nel serbatoio stesso come sarà chiarito in seguito.

Per effettuare la fase di prelavaggio, il programmatore 16 determina l'apertura della valvola 10 in modo da immettere nella vasca 1, attraverso il tubo 7 e la sua diramazione 9, una predeterminata quantità d'acqua di rete che viene eventualmente addizionata di detersivo e spruzzata sulle stoviglie mediante azionamento della pompa di circolazione 5 ed infine scaricata mediante azionamento della pompa 6. La resistenza 3 non viene azionata in questa fase .

Per effettuare la fase di lavaggio, il programmatore 16 determina la temporanea apertura della valvola 12, per cui il volume dosato d'acqua contenuto nel serbatoio 11 penetra per gravità nella vasca di lavaggio 1, attraverso la valvola 12 e la porzione terminale della diramazione 8.

La fase di lavaggio viene quindi effettuata in modo sostanzialmente tradizionale, con un opportuno azionamento della pompa di circolazione 5 e della resistenza di riscaldamento 3 (ed opportuna aggiunta di detersivo), e si conclude con lo scarico dell'acqua dalla vasca 1 mediante azionamento della pompa 6.

Durante la fase di lavaggio, comunque, e preferibilmente dopo il periodo di riscaldamento dell'acqua (come appare evidente dalla figura 2), la valvola 13 viene aperta per riempire nuovamente il serbatoio 11, attraverso il decalcificatore 15 e la diramazione 8 del circuito di alimentazione d'acqua, finché il sensore di livello 14 rivela il raggiungimento del livello L.

Grazie allo scambio termico fra la vasca 1 ed il serbatoio 11, l'acqua fresca e pulita così immagazzinata nel serbatoio si riscalda assorbendo calore dalla massa riscaldata (ad esempio a circa 60°C) della vasca di lavaggio.

Si noti che tale massa comprende principalmente la vasca stessa, le stoviglie, l'acqua ed il circuito idraulico 4 alloggiati nella vasca stessa.

Secondo un aspetto dell'invenzione, tale riscaldamento dell'acqua immagazzinata nel serbatoio 11 può proseguire anche durante la successiva fase di risciacquo freddo, in quanto non è necessario asportare l'acqua dal serbatoio.

Analogamente al prelavaggio, infatti, la fase (o le fasi) di risciacquo freddo ha luogo con la temporanea apertura della valvola 10 e la conseguente immissione di acqua di rete nella vasca 1 attraverso il tubo 7 e la diramazione 9. L'acqua viene poi irrorata sulle stoviglie mediante azionamento della pompa di circolazione 5, ed infine scaricata mediante la pompa 6. Si noti che in una moderna lavastoviglie il volume d'acqua immesso nella vasca in questa fase è sostanzialmente ridotto in confronto alla massa calda della vasca stessa, delle stoviglie e del circuito idraulico 4 associato. Pertanto, durante il risciacquo freddo la suddetta massa della vasca 1 si raffredda in misura sostanzialmente trascurabile, tale da non alterare la temperatura dell'acqua immagazzinata nel serbatoio 11.

Per effettuare la successiva fase di risciacquo caldo, il programmatore 16 determina la temporanea apertura della valvola 12, per cui l'acqua contenuta nel serbatoio 11 (pre-riscaldata-come descritto in precedenza) penetra per gravità nella vasca di lavaggio 1, attraverso la valvola 12 e la porzione terminale della diramazione 8. Vengono quindi azionate la pompa di circolazione 5 e la resistenza 3, che in questa fase deve solo completare il riscaldamento dell'acqua contenuta nella vasca 1 (preferibilmente addizionata di brillantante). Anche il risciacquo caldo termina ovviamente con l'azionamento della pompa di scarico 6.

In definitiva, l'energia termica impiegata per riscaldare l'acqua della fase di lavaggio viene parzialmente recuperata dall'acqua immagazzinata nel serbatoio 11 e riutilizzata, by-passando la fase di risciacquo freddo, per effettuare il risciacquo caldo con un corrispondente risparmio energetico. Inoltre, tutte le fasi operative vengono effettuate immettendo nella vasca di lavaggio solo acqua pulita di rete, rendendo così l'intera macchina sostanzialmente esente da problemi igienici e da incrostazioni di sporco, e ottenendo inoltre un migliore risultato finale di lavaggio delle stoviglie.

Dopo il risciacquo caldo, la fase di asciugatura delle stoviglie avviene col programmatore 16 che determina l'apertura della valvola 13, per cui acqua fresca di rete, addolcita dal decalcificatore 15, fluisce nuovamente nel serbatoio li, attraverso il tubo di alimentazione 7 e la sua diramazione 8, fino al raggiungimento del livello L.

Il serbatoio 11 contiene pertanto un volume d'acqua fresca che può essere utilizzato come descritto in precedenza per la fase di lavaggio di un ciclo operativo successivo .

Si deve notare, inoltre, che grazie allo scambio termico fra la vasca 1 ed il serbatoio il, l'acqua fredda immessa nel serbatoio 11 durante la fase di asciugatura favorisce la condensazione del vapore all'interno della vasca e quindi l'asciugatura delle stoviglie, come è noto. Ovviamente, l'asciugatura delle stoviglie può essere ulteriormente favorita da un opportuno azionamento "in aria" della resistenza 3, in modo noto in sé.

Riassumendo, secondo l'invenzione soltanto l' acqua utilizzata per effettuare fasi operative "a caldo” (lavaggio e risciacquo caldo) viene immessa nella vasca 1 attraverso la valvola 13 e l'associato circuito idraulico 7, 8, 11, 12, 15. Nella forma preferita di realizzazione, inoltre, solo tale acqua viene decalcificata e l'acqua per effettuare il lavaggio, in particolare, può essere impiegata anche per favorire una precedente fase di asciugatura delle stoviglie.

Per contro, soltanto l'acqua utilizzata per effettuare fasi operative "a freddo" (prelavaggio e risciacquo freddo) viene immessa nella vasca 1 attraverso la valvola 10 e l'associato circuito idraulico 7, 9. Nella forma preferita di realizzazione, inoltre, tale acqua non viene decalcif icata, in quanto non implica sostanziali problemi di incrostazioni calcaree. Ciò permette l'ulteriore vantaggio di ridurre lo sfruttamento del decalcificatore 15, che pertanto deve essere rigenerato con salamoia (in modo in sé noto) in misura corrispondentemente ridotta.

Il tutto si traduce vantaggiosamente in un ulteriore risparmio energetico e minore inquinamento ambientale.

Ovviamente, la lavatrice descritta può subire numerose modifiche rientranti nell'ambito dell'invenzione.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Lavatrice automatica comprendente una vasca di lavaggio alimentatale con acqua di rete attraverso un circuito associato ad almeno un serbatoio in rapporto di scambio termico con detta vasca e atto ad immagazzinare temporaneamente acqua di rete successivamente immessa nella vasca stessa, la lavatrice essendo atta ad effettuare, sotto il controllo di un programmatore, cicli operativi comprendenti in successione una fase di lavaggio con acqua calda, almeno una fase di risciacquo con acqua fredda e almeno una fase di risciacquo con acqua calda seguita da una fase di asciugatura, caratterizzata dal fatto che detto circuito di alimentazione (7) è collegato alla vasca di lavaggio (1) attraverso una prima e una seconda diramazione (8,9) normalmente chiuse da mezzi valvolari (10,12,13) che sono controllati dal programmatore (16) per aprire selettivamente dette prima e seconda diramazione, detto serbatoio (11) essendo collegato in serie in detta prima diramazione (8).
2. 2. Macchina lavatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi valvolari (10,12,13) del circuito di alimentazione (7) sono controllati dal programmatore (16) in modo da riempire sostanzialmente detto serbatoio (11) attraverso detta prima diramazione (8), durante detta fase di lavaggio, con acqua di rete che viene immessa nella vasca (1), per effettuare detta fase di risciacquo caldo, soltanto dopo detta fase di risciacquo freddo.
3. 3. Lavatrice secondo la rivendicazione 2, in cui detta fase di lavaggio comprende un periodo di riscaldamento dell'acqua nella vasca mediante mezzi riscaldanti controllati dal programmatore, caratterizzata dal fatto che detto serbatoio (11) è riempito con acqua di rete dopo detto periodo di riscaldamento.
4. 4. Lavatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi valvolari (10,12,13) del circuito di alimentazione (7) sono controllati dal programmatore (16) in modo tale da alimentare detta vasca (1) attraverso la prima diramazione (8) con l'acqua per dette fasi di lavaggio e di risciacquo caldo, e attraverso la seconda diramazione (9) con l'acqua per detta fase di risciacquo freddo.
5. 5. Lavatrice secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi valvolari (10,12,13) del circuito di alimentazione (7) sono controllati dal programmatore (16) in modo da riempire sostanzialmente detto serbatoio (il) attraverso detta prima diramazione (8), durante detta fase di asciugatura, con acqua di rete che viene poi immessa nella vasca (1) per effettuare una fase di lavaggio di un ciclo operativo successivo
6. 6. Lavatrice secondo la rivendicazione 1, in cui il circuito di alimentazione d'acqua comprende almeno un decalcif icatore, caratterizzata dal fatto che detto deca lcificatore (15) è collegato in sèrie nella prima diramazione (8), a monte di detto serbatoio (11).