ITSA20080026A1 - Serbatoio di accumulo calore per generatori di calore, specialmemte solari. - Google Patents

Description

“Serbatoio di accumulo calore per generatori di calore, specialmente solari†.

Oggetto della presente invenzione à ̈ un serbatoio da interro la cui funzione à ̈ quella di accumulare calore generato, ad esempio, da collettori solari a concentrazione in modo da utilizzare l’energia termica, anche di notte o in assenza di sole, per generare vapore acqueo da trasformare in energia elettrica e contemporaneamente per alimentare impianti idro-sanitari.

Sono noti già sistemi di accumulo del calore, tipicamente generato da concentratori solari, che consentono di immagazzinare l'energia termica e di produrre energia elettrica quando serve e con continuità, anche in assenza di radiazione solare diretta; un esempio à ̈ quello de! progetto Enea che consìste in due grandi serbatoi, di cui uno accoglie per primo il fluido più caldo proveniente dai collettori, che passa poi al secondo serbatoio con un salto di circa 260° in modo da ridurre le perdite associate all’accumulo termico. È chiaro che per piccoli impianti questa soluzione diventa antieconomica e complessa da gestire. Inoltre comporta un occupazione di suolo non indifferente. Si à ̈ pensato quindi di proporre un sistema di accumulo termico estremamente efficiente, avente un aita disponibilità e versatilità confrontato con gli altri attualmente in uso per l’accumulo energetico.

Scopo della presente invenzione à ̈ l'utilizzo di un sistema di accumulo termico costituito da un serbatoio di stoccaggio di dimensioni contenute, mediante il quale, l'impianto può erogare una potenza termica/elettrica costante nell'arco delle 24 ore, indipendentemente dalla variabilità della fonte solare.

Altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di proporre l’utilizzo di serbatoi di accumulo interrati e che conservino un elevato salto termico tra il centro riscaldato del serbatoio e quello meno caldo della periferia, mantenendo una notevole capacità di accumulo e riducendo al minimo la dispersione.

Altro scopo della presente invenzione, in accordo con i precedenti, à ̈ l’utilizzo di un serbatoio di accumulo costruibile in serie in tutte le misure, e facilmente trasportabile, facile da installare ed utilizzabile come accumulatore di calore, anche per altri scopi e sistemi dì generazione del calore, per il teleriscaldamento, per grandi impianti in coogenerazione o per accumulare calore generato da fornerie e grandi forni per la cottura di manufatti argillosi o ceramiche

La fig.1 mostra il serbatoio in una vista in sezione laterale.

La fig. 2 mostra il serbatoio in una vista dall’alto.

La fig. 3 mostra il serbatoio interrato ed applicato ad un impianto a collettori solari lineari per una piccola utenza.

Conformemente alle figure si à ̈ indicato con (1) il serbatoio costruito preferibilmente in metallo o materiale non inquinante e comunque biodegradabile, provvisto di una coibentazione di lana di roccia (2) in modo che il salto termico tra le temperature esterne e quelle interne sia ridotto al minimo. Al suo interno il serbatoio (1) à ̈ provvisto di tre serpentine, poste concentricamente, una interna all’altra; la prima, i cui terminali sono indicati con (3), à ̈ posta al centro, lungo l<’>asse centrale longitudinale del serbatoio, le altre sono poste una esternamente alla prima, l’altra in prossimità deile pareti del serbatoio, i terminali sono indicati rispettivamente con (4) e (5). Il serbatoio à ̈ costituito da due parti, un contenitore (6) ed un coperchio (7) unite alle due estremità flangiate (8) con bulloni (13). Dopo aver effettuato l’installazione dei serbatoio entro lo scavo, viene riempito di sabbia compatta ad elevato calore specifico attraverso la bocchetta di carico (9), per non gravare sui costi di trasporto e per facilitare il posizionamento. Se i terreni sono di natura argillosa e sabbiosa può essere utilizzato anche il materiale di risulta dello scavo. Successivamente viene chiusa la bocchetta con bulloni passanti nelle apposite flange. Il serbatoio à ̈ provvisto di supporti di appoggio (14).

Il funzionamento del serbatoio di accumulo termico secondo la presente invenzione e con riferimento alla figura 3) Ã ̈ il seguente:

Il fluido vettore, viene convogliato nel serbatoio interrato (1) e fatto passare attraverso i tubi dì scambio termico del tipo (3).

La sabbia di tipo ad elevato calore specìfico accumula calore nella parte centrale all’interno del serbatoio, dove le temperature raggiungono le temperature più elevate. Il calore dalla parte centrale si diffonde a raggiera raggiungendo i tubi intermedi tipo (4).

La tubazione intermedia di tipo (4) à ̈ attraversata da acqua, la quale raggiunge una temperatura di poco inferiore a quella della zona in cui passa la serpentina di tipo 3), e viene convogliata all'esterno sotto forma di vapore, il quale vapore aziona, per inerzia, una turbina (11) alla quale à ̈ collegato un generatore di energia elettrica.

Il calore diffondendosi verso le pareti esterne del serbatoio diminuisce sino a una temperatura intorno agli 80-90 °C e cede calore alla tubazione di tipo (5) in cui circola acqua. Questa viene convogliata ad un radiatore con elettroventoia (12) e successivamente utilizzata per uso idro-sanitario.

I! radiatore con elettro-ventola (12) con sensore di controllo, oltre che avere il compito di regolare la temperature dell’acqua destinata ad uso domestico, può essere azionato anche in caso di emergenza, ovvero intervenire e dare il giusto equilibrio alle temperature nel serbatoio interrato esattamente come avviene per i motori a scoppio.

L’invenzione raggiunge pienamente gli scopi proposti ed ha le notevoli caratteristiche:

a) di funzionare senza liquidi sciolti, ovvero con un funzionamento a secco con sabbie inerti capaci dì trattenere calore grazie alle loro caratteristiche fisico chimico;

b) di non incidere sui trasporti perché à ̈ leggero, e perché il suo nucleo di accumulo termico può essere caricato in opera rilevando materiali di risulta dello scavo o sabbie inerti prodotte da frantoi locali.

c) dì poter essere utilizzato per recuperare, accumulare e spendere energia, in genere dispersa, prodotta dalle fornaci e grandi forni per cotture.

d) di contribuire ad un minor impatto visivo, perché i serbatoi di accumulo sono interrati, e dare un maggior apporto in termine di coibentazione e conservazione delle temperature parallelamente ad una maggiore sicurezza alle persone e nei pressi di centri abitati.

Claims (1)

1. Rivendicazioni 1)~ Serbatoio per l’accumulo di calore caratterizzato da! fatto che à ̈ costituito da due parti, un contenitore (6) ed un coperchio (7), unite alle due estremità flangiate (8) con bulloni (13), e il suo interno, riempito di sabbia compatta ad elevato calore specifico attraverso la bocchetta di carico (9), à ̈ provvisto di tre serpentine poste concentricamente una interna all’altra; la prima, i cui terminali sono indicati con (3), à ̈ posta al centro, lungo l'asse centrale longitudinale del serbatoio (1), la seconda racchiude la prima, la terza à ̈ installata in prossimità delle pareti del serbatoio, e i rispettivi terminali sono indicati con {4} e (5), 2) Serbatoio per l’accumulo di calore come a rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto di essere interrato. 3) Serbatoio di accumulo termico come a rivendicazione 1) e 2) caratterizzato dal fatto che il principio di funzionamento à ̈: il fluido vettore, viene convogliato nel serbatoio interrato (1) e fatto passare attraverso i tubi di scambio termico indicati con (3); la sabbia ad elevato calore specifico all'interno del serbatoio, dove le temperature sono molto elevate, accumula calore che si diffonde a raggiera raggiungendo s tubi di tipo (4); la tubazione intermedia indicata con (4) à ̈ attraversata da acqua, la quale raggiunge una temperatura di poco inferiore a quella presente nella porzione centrale del serbatoio, e viene convogliata all’esterno sottoforma di vapore, il quale aziona, per inerzia, una turbina (11) alla quale à ̈ collegato un generatore dì energia elettrica; il calore diffondendosi verso le pareti esterne del serbatoio diminuisce sino a una temperatura intorno agli 80-90 °C e cede calore alla tubazione dì tipo (5) a margine della parete del serbatoio nella quale circola acqua; l’acqua a bassa temperatura viene convogliata ad un radiatore con elettroventola (12) che permette di mantenerne costante il valore di temperatura ed eventualmente raffreddare le pareti del serbatoio; l’acqua successivamente viene utilizzata per uso idro-sanitario.