ITTV20110157A1 - Caldaia - Google Patents

Description

“Caldaia ".

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto una caldaia.

Nella descrizione che segue si farà riferimento ad una caldaia per uso domestico, restando bene inteso che i principi della presente invenzione, che appariranno chiari in seguito, sono facilmente implementabili anche in altri tipi di caldaie.

Le caldaie combinate di tipo noto combinano la produzione di acqua calda per il riscaldamento dell’ambiente, alla produzione di acqua calda sanitaria.

Le caldaie di questo tipo possono essere essenzialmente di due tipi: con accumulo di acqua in un serbatoio, oppure istantanee, nel caso in cui l’acqua calda sanitaria venga prodotta istantaneamente nel momento in cui vi à ̈ una richiesta (apertura di un rubinetto).

Nelle caldaie con accumulo à ̈ predisposto un serbatoio detto bollitore, all’interno del quale à ̈ predisposta una serpentina in cui scorre l’acqua calda proveniente dallo scambiatore primario, che scalda di conseguenza l’acqua contenuta nel bollitore. Dal fondo del bollitore viene estratta l’acqua calda sanitaria, che viene inviata ai vari rubinetti.

Questo tipo di caldaie, anche se largamente utilizzate, non sono esenti da inconvenienti.

Ad esempio, nel caso in cui per qualche motivo non sia più garantita la fornitura di combustibile (nel caso in cui sia fornito da una rete di fornitura) o nel caso in cui il combustibile venga esaurito (ad esempio nel caso del gasolio), la caldaia non riesce a mantenere calda la temperatura dell’acqua, né quella sanitaria né quella per il riscaldamento, fino a quando non si provveda a ripristinare la fornitura.

Inoltre nel caso di malfunzionamento della caldaia, si à ̈ costretti a rinunciare all’alimentazione di acqua calda sanitaria ai rubinetti fino all’intervento di un tecnico e al pieno ripristino delle funzionalità.

Scopo della presente invenzione à ̈ pertanto quello di risolvere almeno parzialmente gli inconvenienti della tecnica nota.

Un primo compito della presente invenzione à ̈ quello di rendere disponibile una caldaia equipaggiata con un sistema che consenta di avere un funzionamento almeno parziale della caldaia, nel caso in cui l’alimentazione di combustibile alla caldaia sia assente.

Un secondo compito della presente invenzione à ̈ quello di rendere disponibile una caldaia che in caso di malfunzionamento possa essere messa in sicurezza, ma comunque utilizzata.

Gli scopi e i compiti sono raggiunti con una caldaia secondo la rivendicazione1.

Gli ulteriori vantaggi e le caratteristiche della caldaia della presente invenzione appariranno chiare dalla descrizione dettagliata che segue di alcuni esempi di realizzazione, fatta a titolo esplicativo e non limitativo, in relazione alle figure allegate, nelle quali:

Fig. 1 mostra una rappresentazione schematica di un impianto domestico comprendente una caldaia combinata;

Fig. 2 mostra uno schema a blocchi di una caldaia secondo l’arte nota;

Fig. 3 mostra uno schema a blocchi di una caldaia secondo la presente invenzione; e

Fig. 4 mostra una rappresentazione schematica di una caldaia secondo la presente invenzione.

Le caldaie secondo l’arte nota, di cui à ̈ rappresentato uno schema a blocchi semplificato in figura 2, comprendono due circuiti per la circolazione dell’acqua: un primo circuito 14 per l’alimentazione di acqua calda ai dispositivi di riscaldamento 34; e un secondo circuito per il riscaldamento dell’acqua calda sanitaria 16. Con riferimento alla figura 1, la caldaia 12 à ̈ adatta a fornire acqua calda ai dispositivi di riscaldamento 34 (radiatori), e acqua calda sanitaria a rubinetti 15.

Più in particolare, riferendosi a figura 2, il primo circuito 14 comprende una serie di tubazioni che collegano i dispositivi di riscaldamento 34 (ad esempio radiatori in ghisa) in serie, alla caldaia 12, per mezzo di due condotti: un condotto di mandata 28 e un condotto di ritorno 24. L’acqua calda in uscita dalla caldaia percorre il condotto di mandata 28, passa attraverso i radiatori 34, e ritorna alla caldaia attraverso il condotto di ritorno 24.

L’acqua proveniente dal condotto di ritorno 24, viene spinta all’interno di uno scambiatore primario 22 per mezzo di un circolatore 36, che garantisce la circolazione dell’acqua nel primo circuito 14. Lo scambiatore primario 22 à ̈ l’elemento della caldaia al quale viene fornito calore, ad esempio attraverso mezzi di riscaldamento 26. I mezzi di riscaldamento 26 possono essere costituiti da un bruciatore comprendente in modo in sé noto una camera di combustione.

La fiamma può essere alimentata attraverso l’uso di diversi combustibili ben noti al tecnico del ramo, tipicamente gasolio, gas metano o gpl.

Sul condotto di mandata 28, predisposto all’uscita dallo scambiatore 22, à ̈ predisposta una valvola a tre vie 30 che ha la funzione di raggruppare tre tubi dei circuiti dell’acqua:

- il condotto di mandata 28 in ingresso, uscente dallo scambiatore; - un secondo condotto 39 in uscita dalla valvola a tre vie 30, relativo al circuito 16 di riscaldamento dell’acqua calda sanitaria; e

- un terzo condotto 32 in uscita dalla valvola a tre vie 30, relativo al circuito 14 per l’alimentazione di acqua calda ai dispositivi di riscaldamento 34.

La valvola a tre vie 30 à ̈ un elemento dell’impianto in sé noto e il suo funzionamento non verrà approfondito.

Il secondo condotto 38 passa all’interno di uno scambiatore secondario 18. Il secondo condotto 38 all’interno dello scambiatore secondario 18 può assumere una configurazione a serpentina.

In accordo alla forma di realizzazione mostrata nelle figure 2 e 3, lo scambiatore secondario 18 Ã ̈ vantaggiosamente un bollitore 18 detto anche scambiatore acqua/acqua. Al bollitore 18 Ã ̈ fornita, tramite un condotto di alimentazione 40, acqua sanitaria fredda da scaldare. Dal bollitore viene prelevata acqua calda sanitaria per mezzo del condotto di mandata 42.

Il secondo condotto 39 all’uscita dallo scambiatore secondario 18 si collega al condotto di ritorno 24 dello scambiatore primario 22.

In figura 3 Ã ̈ rappresentato uno schema a blocchi di una caldaia secondo la presente invenzione, in cui parti simili o equivalenti a quelle precedentemente descritte, non verranno descritte e saranno indicate con gli stessi riferimenti numerici.

Una caldaia 12 combinata comprende uno scambiatore di calore primario 22, adatto a riscaldare l’acqua di un circuito 14 di alimentazione di acqua di riscaldamento e un circuito 16 per il riscaldamento dell’acqua calda sanitaria comprendente a sua volta uno scambiatore secondario 18 adatto a riscaldare l’acqua calda sanitaria.

Lo scambiatore di calore secondario 18 secondo la presente invenzione comprende mezzi elettrici di riscaldamento 20 adatti a riscaldare l’acqua calda sanitaria.

Come mostrato nella forma di realizzazione di figura 2, i mezzi elettrici di riscaldamento 20 possono comprendere vantaggiosamente una resistenza elettrica corazzata 38 ad immersione inserita nella parte inferiore del bollitore 18. La resistenza elettrica corazzata 38 à ̈ adatta ad essere inserita nell’acqua contenuta all’interno del bollitore 18.

Le resistenze corazzate 38 disponibili possono già essere predisposte con un termostato regolabile (non mostrato) cablato al loro interno. Il funzionamento della resistenza corazzata 38 può essere regolato ad esempio attraverso un orologio programmatore (non mostrato) di tipo on-clock-off che verrà descritto oltre.

Vantaggiosamente la caldaia che adotterà la soluzione tecnica appena esposta dovrà essere alimentata dalla rete elettrica con un cavo da almeno 3x1.5mm<2>per sopportare una potenza massima di 1200 W.

In accordo ad una possibile forma di realizzazione della presente invenzione, i mezzi elettrici di riscaldamento 20 comprendono vantaggiosamente, mezzi di comando (non mostrati) adatti a regolare il funzionamento dei mezzi elettrici di riscaldamento 20. Ad esempio i mezzi di comando possono essere un interruttore “on-off†.

In accordo ad una possibile forma di realizzazione della presente invenzione, i mezzi di comando in posizione “on†sono adatti ad azionare i mezzi elettrici di riscaldamento 20, e contemporaneamente sono adatti a bloccare l’alimentazione di combustibile alla caldaia e spegnere le utenze elettriche legate all’alimentazione del combustibile. Mentre in posizione “off†la caldaia à ̈ adatta a funzionare normalmente attraverso l’alimentazione di combustibile, e i mezzi elettrici di riscaldamento 20 sono spenti.

Pertanto si intuisce chiaramente che qualora vi sia qualche problema nella caldaia, attraverso l’interruttore “on-off†appena descritto à ̈ possibile mettere in sicurezza la caldaia 12, ma comunque riuscire ad avere l’acqua calda sanitaria necessaria all’utilizzazione dei rubinetti.

Allo stesso modo, nel caso di mancanza di combustibile per l’alimentazione del bruciatore, à ̈ possibile posizionare l’interruttore su “on†ed avere la disponibilità di acqua calda sanitaria ai rubinetti.

L’interruttore “on-off†può vantaggiosamente essere posto sul davanti della caldaia e può avere la forma di un comune pulsante a fungo.

Si descriverà nel seguito un ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione. Nelle caldaie di tipo noto la temperatura dell'acqua calda sanitaria viene determinata e limitata da un termostato di servizio.

Nelle caldaie di tipo noto, con una temperatura di ingresso dell’acqua fredda nel bollitore di 10-12°C il termostato di servizio interviene accendendo il bruciatore 27 dopo un prelievo di acqua calda sanitaria di circa 15 litri. Pertanto, attraverso un preriscaldamento effettuato attraverso i mezzi elettrici di riscaldamento 20, l’acqua calda sanitaria à ̈ già preriscaldata e quindi il termostato di servizio interverrà molto dopo, oppure non interverrà affatto.

Quando la temperatura dell’acqua calda sanitaria à ̈ inferiore al limite impostato dal termostato di servizio, chiude il contatto elettrico, e i mezzi di comando fanno partire il circolatore 36 e il bruciatore 27.

Nel momento in cui la temperatura dell’acqua calda sanitaria soddisfa il termostato di servizio, questo apre il contatto elettrico, in modo che il circolatore 36 e il bruciatore 22 si fermino.

Quando il termostato ambiente (del circuito di riscaldamento) richiede calore e la caldaia à ̈ impostata in modalità “inverno†si apre la valvola a tre vie motorizzata e ricomincia la stessa procedura appena menzionata, con la differenza che l’acqua non circola sul serpentino del bollitore 18 ma nel circuito 14 di alimentazione di acqua di riscaldamento.

Vantaggiosamente, nella presente invenzione à ̈ possibile preriscaldare l'acqua calda sanitaria attraverso i mezzi elettrici di riscaldamento 20. In questo caso infatti, il termostato di servizio del bollitore interverrà semplicemente bloccando la produzione di acqua calda sanitaria senza dover riprogrammare e riprogettare le schede elettroniche di comando della caldaia.

In accordo ad una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione, i mezzi di comando, sono un orologio elettronico adatto a regolare il funzionamento dei mezzi elettrici di riscaldamento 20.

Vantaggiosamente la regolazione dell’orologio elettronico avviene su tre posizioni:

a) mezzi elettrici di riscaldamento con orologio inserito, cioà ̈ il cui funzionamento à ̈ temporizzato attraverso l’orologio;

b) mezzi elettrici di riscaldamento sempre accesi; e

c) mezzi elettrici di riscaldamento sempre spenti.

La posizione a) à ̈ vantaggiosa ad esempio se l’utente ha installato un impianto solare fotovoltaico 60. È possibile programmare l’accensione nelle ore diurne, cioà ̈ quando l’impianto solare fotovoltaico 60 produce corrente. L'orologio elettronico consente, di escludere tali mezzi nelle ore notturne per non rendere la soluzione antieconomica.

In alternativa, qualora l'utente non disponga di un impianto solare fotovoltaico potrà disporre di acqua calda sanitaria anche nel caso in cui la caldaia abbia un qualunque guasto ad un qualsiasi componente, in quanto i mezzi elettrici di riscaldamento sono indipendenti dalla centralina che organizza il funzionamento della caldaia stessa, e possono essere connessi in modo noto ad esempio ad un impianto elettrico domestico. La posizione b) à ̈ vantaggiosa ad esempio se la caldaia dell’utente si à ̈ guastata e non funziona, oppure in mancanza di alimentazione di combustibile al bruciatore.

La posizione c) à ̈ vantaggiosa ad esempio se l’utente non ha interesse ad usare i mezzi elettrici di riscaldamento 20, se non in caso di emergenza.

La presente invenzione può essere applicata con facilità a qualsiasi caldaia combinata, quindi ad ogni caldaia che produce acqua calda sanitaria mediante ad esempio un bollitore.

La tipologia di caldaia a cui si può applicare include tutte le caldaie a gasolio e a gas, come ad esempio metano, GPL, Propano, Butano, e/o caldaie a condensazione, di tipo convenzionale, a basamento, murale e/o ad incasso.

Alle forme di realizzazione descritte sopra, la persona esperta potrà, al fine di soddisfare specifiche esigenze, apportare modifiche e/o sostituzioni di elementi descritti con elementi equivalenti, senza per questo uscire dall’ambito delle rivendicazioni allegate.

Sono ad esempio prevedibili forme di realizzazione nelle quali viene installato un pannello fotovoltaico dedicato, adatto a fornire energia elettrica ai mezzi elettrici di riscaldamento 20.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Caldaia (12) comprendente uno scambiatore di calore primario (22); un circuito di alimentazione di acqua di riscaldamento (14); e un circuito per il riscaldamento di acqua sanitaria (16) comprendente uno scambiatore di calore secondario (18) adatto a riscaldare l’acqua sanitaria, caratterizzata dal fatto che lo scambiatore di calore secondario (18) comprende mezzi elettrici di riscaldamento (20) adatti a riscaldare l’acqua sanitaria.
2. 2. Caldaia (12) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto scambiatore di calore (18) à ̈ uno scambiatore di calore acqua/acqua, all’interno del quale passa un secondo condotto (38) in comunicazione di fluido con il condotto di mandata (28) dello scambiatore primario (22).
3. 3. Caldaia (12) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detti mezzi elettrici di riscaldamento (20) comprendono una resistenza corazzata (24).
4. 4. Caldaia (12) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi elettrici di riscaldamento (20) sono alimentati almeno parzialmente da un pannello fotovoltaico (60).
5. 5. Caldaia (12) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzata dal fatto che detti mezzi elettrici di riscaldamento (20) sono alimentati da una rete elettrica domestica.
6. 6. Caldaia (12) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi di comando per i mezzi elettrici di riscaldamento (20).
7. 7. Caldaia (12) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di comando comprendono un interruttore on-off.
8. 8. Caldaia (12) secondo la precedente rivendicazione, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di comando: - in posizione “on†sono adatti ad azionare i mezzi elettrici di riscaldamento (20), e contemporaneamente sono adatti a bloccare l’alimentazione di combustibile alla caldaia (12) e spegnere utenze elettriche legate all’alimentazione del combustibile; e - in posizione “off†sono adatti ad interrompere il funzionamento dei mezzi elettrici di riscaldamento (20), sono adatti a far funzionare la caldaia (12) per mezzo dell’alimentazione a combustibile.
9. 9. Caldaia (12) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di comando comprendono un orologio elettronico avente tre posizioni.
10. 10. Caldaia (12) secondo la rivendicazione 9, caratterizzata dal fatto che le tre posizioni dell’orologio elettronico sono: a) mezzi elettrici di riscaldamento (20) con orologio inserito, e con funzionamento programmato; b) mezzi elettrici di riscaldamento (20) sempre accesi; e c) mezzi elettrici di riscaldamento (20) sempre spenti.