ITUD980159A1 - Procedimento di produzione di tubazioni radianti e tubazioni radianti ottenute mediante tale procedimento - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo: "PROCEDI-' MENTO DI PRODUZIONE DI TUBAZIONI RADIANTI E TUBAZIO-NI RADIANTI OTTENUTE MEDIANTE TALE PROCEDIMENTO"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Formano oggetto del presente trovato un procedimento di produzione di tubazioni radianti, nonché le tubazioni radianti ottenute mediante tale procedimento, come espressi nelle rispettive rivendicazioni principali.

Il trovato si applica per la produzione di tubazioni impiegate nelle linee di riscaldamento ad irraggiamento utilizzate, vantaggiosamente ma non solo, per riscaldare ambienti civili, industriali o commerciali di grandi dimensioni quali capannoni, magazzini, palestre, serre, chiese, ecc.

STATO DELLA TECNICA

Sono noti gli impianti di riscaldamento ad irraggiamento di calore che comprendono linee di tubazioni disposte all'interno dell'ambiente da riscaldare, generalmente lungo il soffitto od in altra posizione voluta. Dette linee di tubazioni radianti realizzano un circuito nel quale viene fatto circolare un fluido gassoso termovettore ad alta temperatura che riscalda le tubazioni e, per irraggiamento, l'ambiente circostante.

Dette tubazioni radianti vengono associate, ad una estremità, ad un gruppo generatore di calore, ad esempio un bruciatore ad aria soffiata od aspirata, atto a produrre detto fluido gassoso termovettore, e ad un'altra estremità ad un gruppo di aspirazione e/o ricircolo, ad esempio un ventilatore, atto a forzare la circolazione del fluido gassoso entro dette tubazioni radianti.

Dette linee radianti comprendono solitamente due tubazioni, una associata al bruciatore e l’altra associata al gruppo di aspirazione e/o ricircolo, collegate tra loro tramite elementi di raccordo che chiudono il percorso di circolazione del fluido.

Le tubazioni radianti vengono almeno parzialmente rivestite con elementi avvolgenti e coibentati che hanno la funzione di indirizzare l'irraggiamento del calore e limitare le dispersioni; nel caso di tubazioni installate a soffitto, detti elementi avvolgenti sono posti sopra e di lato a dette tubazioni radianti ed indirizzano il calore sostanzialmente verso il basso.

Le tubazioni vengono normalmente realizzate a partire da un nastro di acciaio alluminato {cioè superficialmente rivestito in alluminio) fornito in bobine (coils). Tale nastro di acciaio alluminato viene svolto, sagomato e poi giuntato per l'ottenimento della conformazione finale.

Il trattamento di alluminatura conferisce all'acciaio una maggiore malleabilità, facilitando la sagomatura del nastro, ed inoltre costituisce una protezione da agenti corrosivi e/o ossidanti dei gas presenti all'interno delle tubazioni radianti.

Rispetto alla zincatura, inoltre, tale trattamento non origina emissioni inquinanti in atmosfera.

Le tubazioni radianti così prodotte presentano però un ridotto coefficiente di emissività termica che limita notevolmente il rendimento degli impianti di riscaldamento ad irraggiamento in cui le stesse vengono impiegate.

Per incrementare detto coefficiente di emissività termica le tubazioni vengono perciò esternamente verniciate almeno nella parte non rivestita, ovvero nella parte rivolta verso i locali da riscaldare.

Per l'esecuzione di tale operazione di verniciatura si rendono necessarie specifiche attrezzature di lavorazione, e soprattutto impianti di depurazione e smaltimento delle emissioni nocive derivanti dalla verniciatura.

Tale operazione comporta inoltre un allungamento dei tempi di ciclo e maggiori costi di esercizio.

Per ovviare a tali inconvenienti ed ottenere ulteriori vantaggi, la proponente ha studiato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rispettive rivendicazioni principali.

Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all’idea di soluzione principale.

Scopo del presente trovato è quello di realizzare tubazioni radianti presentanti un elevato coefficiente intrinseco di emissività termica, e quindi notevole rendimento, senza necessità di verniciatura delle stesse.

Le tubazioni radianti a cui il trovato si riferisce sono preferenzialmente di diametro di almeno 200 mm, e vengono utilizzate per il riscaldamento di grandi ambienti quali capannoni industriali, magazzini o simili.

Dette tubazioni presentano tipicamente soltanto una parte della loro superficie, normalmente la parte inferiore, che effettivamente irradia calore verso l'ambiente in quanto l'altra parte è ricoperta da un rivestimento che, nella maggioranza dei casi, comprende un elemento isolante termicamente.

Altro scopo del trovato è fornire un procedimento che consenta di realizzare tali tubazioni radianti in un'unica fase ed in uno stesso impianto, riducendo i costi ed i tempi di produzione.

Nel presente trovato, con il termine tubazione si intendono anche sezioni diverse da quella circolare, ad esempio ellittica od anche poligonale in genere.

Il trovato prevede di realizzare tubazioni radianti sagomando un nastro di acciaio alluminato che viene, in una fase del processo di produzione, sottoposto ad un trattamento a caldo in un forno. In una prima formulazione, detto trattamento in forno viene eseguito dopo la fase di formazione del tubo. In una variante, il nastro di acciaio alluminato viene sottoposto a trattamento in forno prima delle operazioni di sagomatura.

Tale trattamento viene ottenuto facendo transitare le tubazioni, o il coil da cui le stesse vengono ottenute, in un forno ad una temperatura superiore alla temperatura di fusione dell'alluminio e per un periodo di tempo predefinito.

In una formulazione preferenziale, la temperatura di trattamento è compresa tra 600 e 900 °C, ed il periodo di mantenimento all'interno del forno delle tubazioni radianti è compreso tra 5 e 20 minuti.

Tale trattamento determina una compenetrazione delle particelle di alluminio di rivestimento tra le particelle di acciaio in modo tale da conferire alle tubazioni un notevole ed intrinseco incremento delle caratteristiche di emissività termica, ovviando alla necessità di verniciatura delle stesse .

Inoltre , tale incremento di emissività interessa in modo omogeneo l'intera superficie delle tubazioni radianti, sia all'interno che all'esterno di esse, ciò comportando un ulteriore miglioramento del rendimento delle stesse.

Infatti, il calore irraggiato sul lato ove è presente la copertura e la coibentazione, che nelle tubazioni radianti di questo tipo ha un valore estremamente limitato per la presenza stessa di un rivestimento coibentato, viene riflesso all'interno del tubo verso la superficie delle tubazioni radianti rivolta verso l'ambiente da riscaldare e quindi ceduto a tale ambiente.

Si ha quindi che il calore irradiato verso l'ambiente dal lato non rivestito della tubazione viene reintegrato in continuo dal calore provenient dall'altro lato della tubazione ed irraggiato all'interno della tubazione stessa.

Detto calore, non potendo propagarsi verso l'esterno per la presenza del rivestimento, si trasmette in modo naturale verso la parte della tubazione che, essendo a contatto con l'ambiente esterno, ha una temperatura inferiore a quella della parte restante della tubazione stessa.

Questo fenomeno non si verifica nelle tubazioni verniciate, in quanto in questo caso il trattamento è solo superficiale e non va ad interessare la faccia interna della tubazione.

Non si verifica neanche nelle tubazioni che non presentano almeno una parte rivestita e/o coibentata, e quindi in condizioni di irraggiamento differenti rispetto all'altra parte delle tubazione. Le tubazioni radianti secondo il trovato possono essere così realizzate interamente in linea mediante uno stesso impianto con notevole contenimento dei costi e dei tempi di produzione.

Dette tubazioni possono essere ottenute anche per calandratura o con altro opportuno procedimento.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo , non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui :

- la fig. 1 illustra in sezione trasversale una linea di tubazioni radianti secondo il trovato;

- la fig. 2 illustra un diagramma di flusso del procedimento di produzione di tubazioni radianti secondo il trovato in due possibili varianti.

DESCRIZIONE DI UNA FORMA DI REALIZZAZIONE

PREFERENZIALE DEL TROVATO

Con riferimento alla fig. 1, il numero 10 indica generalmente le tubazioni radianti secondo il trovato di una linea 11 ad irraggiamento impiegata per il riscaldamento di ambienti 12 di uso civile, commerciale od industriale quali capannoni, impianti sportivi, luoghi di assemblea od altro.

Tale linea 11 comprende una coppia di tubazioni 10 definenti un circuito chiuso all'interno del quale viene fatto circolare il fluido gassoso termovettore di riscaldamento prodotto da un generatore, ad esempio un bruciatore. Dette tubazioni 10 possono estendersi ravvicinate e parallele fra loro, od anche separate e distanziate, purché sempre convergenti verso il generatore.

Le tubazioni radianti 10 sono associate ad una copertura 14, fissata nel caso di specie al soffitto 13 dell'ambiente 12, che le avvolge e sostanzialmente le riveste superiormente e lateralmente.

Tale copertura 14 presenta conformazione ad "U" rovescia e comprende, nel caso di specie, un involucro 15 in lamiera ed un rivestimento di isolante termico 16 sostanzialmente a contatto, o comunque molto vicino, alla superficie interessata della tubazione 10. L'involucro 15 può anche non essere presente.

La conformazione e la struttura della copertura 14 e la presenza del rivestimento isolante 16 impediscono sostanzialmente l'irraggiamento del calore dalla parte superiore della tubazione radiante 10, facendo sì che l'unica parte ad irradiare sia quella rivolta verso il basso e verso l'ambiente 12 da riscaldare.

Tali tubazioni radianti 10 vengono realizzate a partire da un nastro di acciaio alluminato che viene normalmente fornito in bobine.

Il procedimento di produzione delle tubazioni 10 secondo il trovato è schematizzato secondo due possibili varianti nel diagramma di fig. 2.

In una prima soluzione, tale procedimento prevede lo svolgimento del coil di nastro di acciaio alluminato e la sua sagomatura per formare il tubo. Successivamente, dopo eventuali operazioni di taglio a misura e/o di giunzione e ripiegatura dei tratti terminali, le tubazioni vengono fatte transitare all'interno di un forno, ad esempio a tunnel, dove vengono sottoposte ad un trattamento a caldo in forno.

Più in particolare, le tubazioni vengono mantenute all 'interno del forno per un periodo di tempo predefinito ad una temperatura superiore alla temperatura di fusione dell'alluminio, tali condizioni determinando una compenetrazione tra le particelle di alluminio e quelle di acciaio.

In una soluzione preferenziale, ed in funzione delle caratteristiche dimensionali e tecnologiche del materiale di base, il periodo di permanenza delle tubazioni all'interno del forno è compreso tra 5 e 20 minuti, e la temperatura di trattamento è compresa tra 600 e 900 °C.

In uscita dal forno le tubazioni radianti 10 così prodotte vengono raffreddate e poi evacuate per essere eventualmente completate con gli elementi di giunzione, ad esempio a flangia, e quindi assemblate alle coperture 14 coibentate.

Secondo una variante, l ' operazione di taglio a misura viene eseguita al termine della fase di raffreddamento successiva al trattamento in forno . In una seconda soluzione, il trovato prevede che il trattamento in forno venga eseguito direttamente sul coil di acciaio alluminato ; il coil viene poi raffreddato , svolto e sagomato per l ' ottenimento delle tubazioni 10.

La compenetrazione tra alluminio ed acciaio ottenuta mediante trattamento in forno conferisce alle tubazioni 10 un notevole incremento delle caratteristiche intrinseche di emissività termica, ovviando alla necessità di una loro verniciatura. La notevole emissività termica estesa anche alla superficie interna delle tubazioni 10 ne determina inoltre un ulteriore miglioramento di rendimento. Infatti, il calore irraggiato dalle tubazioni radianti 10 dal lato rivolto verso la copertura 14 (indicato schematicamente in linea tratteggiata in fig. 1), non potendo uscire verso l'esterno per la presenza stessa della copertura 14 con relativa coibentazione 16, causa su questo lato un aumento di temperatura con conseguente irraggiamento continuo nella direzione del lato rivolto verso l'ambiente 12 da riscaldare, il quale lato è costantemente ad una temperatura inferiore a causa dell'emissione libera di calore verso l'esterno.

Questo calore aggiuntivo viene a sua volta ceduto all’ambiente 12, migliorando perciò il rendimento delle tubazioni radianti 10 e garantendo la massima emissività da parte dell'intera superficie della tubazione 10, nel contempo a costi e con tempi di produzione ridotti.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Procedimento di produzione di tubazioni radianti per impianti di riscaldamento ad irraggiamento per ambienti (12), dette tubazioni radianti definendo un circuito di circolazione forzata di un fluido gassoso termovettore di riscaldamento ed essendo associate su almeno parte della loro superficie a mezzi di copertura (14) almeno parzialmente coibentati, dette tubazioni radianti essendo ottenute a partire da un nastro in acciaio alluminato, caratterizzato dal fatto che detto nastro in acciaio alluminato viene sottoposto, durante il ciclo di produzione della tubazione radiante (10), ad un trattamento a caldo eseguito in un forno mantenuto ad una temperatura superiore a quella di fusione dell'alluminio, allo scopo di migliorare le caratteristiche intrinseche di emissività termica di dette tubazioni (10). 2 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto trattamento in forno viene eseguito dopo la formazione della tubazione (10) a partire dal nastro di acciaio alluminato. 3 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto trattamento in forno viene eseguito prima della formazione della tubazione (10) a partire dal nastro di acciaio alluminato. 4 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto trattamento in forno ha durata compresa tra 5 e 20 minuti in funzione delle caratteristiche dimensionali e tecnologiche del nastro di acciaio alluminato. 5 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto trattamento in forno viene eseguito ad una temperatura compresa tra 600 e 900 °C in funzione delle caratteristiche dimensionali e tecnologiche del nastro di acciaio alluminato. 6 - Tubazioni radianti per impianti di riscaldamento ad irraggiamento per ambienti ( 12 ) def inenti un circuito chiuso di circolazione forzata di un fluido gassoso di riscaldamento, dette tubazioni radianti essendo associate , su almeno parte della loro superficie, a mezzi di copertura ( 14 ) almeno parzialmente coibentati ed essendo costituite da un nastro in acciaio alluminato sagomato in forma tubolare , caratterizzate dal fatto che de t to nastro di acciaio alluminato è sottoposto a trattamento a caldo in forno . 7 - Procedimento e tubazioni radianti come sostanzialmente descritte ed illustrate negli annessi disegni.