ITVI20110116A1 - Apparato per la cogenerazione di energia elettrica e termica - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

La presente invenzione à ̈ generalmente applicabile al settore tecnico dei sistemi per la produzione di energia ed ha particolarmente per oggetto un apparato per la cogenerazione di energia, in particolare energia elettrica e termica.

Stato della tecnica

Come à ̈ noto, i cogeneratori sono apparati destinati a fornire contemporaneamente energia elettrica e termica a partire da una stessa fonte di energia.

Tipicamente, i cogeneratori comprendono un gruppo elettrogeno che con un motore endotermico alimentato mediante un combustibile fluido, quale benzina, gasolio, gas, il cui albero di potenza à ̈ connesso ad un generatore elettrico atto a trasformare l'energia meccanica trasmessagli dal motore in energia elettrica da immettere nella rete o trasferire ad un’utenza.

Inoltre, lo scarico dei gas combusti à ̈ collegato ad uno scambiatore a tubi del tipo gas/acqua destinato ad essere collegato ad un impianto di riscaldamento disposto in un ambiente da riscaldare differente da quello in cui à ̈ collocato il cogeneratore.

In aggiunta può essere previsto un ulteriore scambiatore del tipo acqua/acqua per recuperare il calore del liquido di raffreddamento del motore, così come uno scambiatore olio/acqua per recuperare il calore dall’olio di lubrificazione.

Sia il motore che gli scambiatori sono alloggiati all’interno di un involucro atto a proteggere le varie parti ed a ridurre le emissioni sonore.

Il primo scambiatore gas/acqua à ̈ inoltre collegato ad un silenziatore atto a ridurre le emissioni sonore del cogeneratore.

Generalmente, gli scambiatori gas/acqua presentano al loro interno un fascio tubiera per il passaggio dei gas combusti caldi provenienti dal motore, lambito esternamente in controcorrente dal fluido scaldante alimentato dall'impianto di riscaldamento esterno ed al quale sarà trasferita l’entalpia dei gas combusti prodotti dal gruppo elettrogeno.

Una simile soluzione di cogeneratore à ̈ descritta ad esempio nel brevetto italiano IT1360133 e commercializzato con il marchio TANDEM®.

Un primo inconveniente delle soluzioni note à ̈ rappresentato dal fatto che generalmente i tubi di passaggio dei gas combusti presentano un diametro relativamente elevato, per cui, al fine di ottenere in uscita una potenza termica sufficiente, à ̈ necessario realizzare scambiatori di elevato ingombro.

Per tale motivo, in tali configurazioni si rende necessario alloggiare il silenziatore all’esterno dell'involucro, con evidenti problematiche sia per quanto riguarda l’isolamento e la messa in sicurezza di tale elemento che in termini di riduzioni dell’inquinamento acustico.

Inoltre, simili scambiatori, a causa delle loro rilevanti dimensioni, presentano un’elevata rumorosità, richiedendo pertanto il ricorso ad accorgimenti tecnici di varia natura al fine di limitare l’inquinamento acustico.

Un ulteriore limite à ̈ inoltre rappresentato dal fatto che il particolare accoppiamento tra lo scambiatore ed il silenziatore richiede una raccolta separata dei liquidi acidi di condensa provenienti dai gas presenti nello scambiatore e nel silenziatore.

Ne consegue che i cogeneratori secondo l’arte nota sono ingombranti, rumorosi e di complessa gestione, risultando così anche particolarmente costosi sia nella realizzazione che nella manutenzione.

Presentazione dell’invenzione

Scopo del presente trovato à ̈ quello di superare gli inconvenienti sopra riscontrati, realizzando un apparato per la cogenerazione di energia elettrica e termica che abbia caratteristiche di elevata efficienza e relativa economicità.

Uno scopo particolare à ̈ quello di realizzare un apparato per la cogenerazione di energia elettrica e termica che sia particolarmente compatto e presenti emissioni sonore relativamente ridotte rispetto alle soluzioni note.

Ancora altro scopo à ̈ quello di realizzare un apparato per la cogenerazione di energia elettrica e termica che sia di semplice gestione, in particolare per quanto riguarda lo smaltimento delle condense acide.

Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiari in seguito, sono raggiunti da un apparato cogeneratore per la produzione di energia elettrica da immettere in una rete locale e/o remota e di energia termica per il riscaldamento di un fluido scaldante proveniente da un impianto di riscaldamento esterno, in cui l'apparato comprende un gruppo elettrogeno avente un motore endotermico alimentabile con un fluido combustibile ed avente uno scarico per i gas combusti ed un generatore elettrico trascinato dall’albero di potenza di detto motore per produrre energia elettrica da immettere nella rete, un primo scambiatore di calore per il recupero dell’entalpia prodotta da detto gruppo elettrogeno ed avente un circuito primario percorso dai gas combusti ed un circuito secondario collegabile all’impianto di riscaldamento per il passaggio del fluido scaldante, un silenziatore avente una camera di espansione con un condotto di ingresso collegato a detto circuito primario ed un condotto di uscita dei gas combusti.

L’apparato si caratterizza per il fatto che detto circuito primario presenta almeno un tratto finale sostanzialmente verticale ed avente nella sua porzione inferiore una vasca per la raccolta dei liquidi di condensa dei gas combusti.

Inoltre, il silenziatore à ̈ collegato a detto tratto finale di detto circuito primario anch’esso sostanzialmente verticale e con detta camera di espansione sostanzialmente coassiale a detto tratto finale per consentire la raccolta dei liquidi di condensa che si formano in detta camera di espansione all’interno di detta vasca di raccolta.

Grazie a questa particolare configurazione, si otterrà un apparato compatto e sensibilmente silenzioso, in quanto sarà possibile alloggiare tutti gli elementi all’interno di uno stesso involucro o carcassa di protezione, evitando inoltre percorsi complessi per i gas combusti in uscita che sono generalmente causa di rumorosità.

Inoltre, la possibilità di raccogliere la condensa generata dai gas combusti presenti sia nello scambiatore che nel silenziatore consente una gestione più semplice dell’apparato.

Opportunamente, il circuito primario potrà comprendere una pluralità di fasci tubieri disposti in successione tra loro tra un ingresso ed una uscita dei gas combusti e formati ognuno da una pluralità di tubi sostanzialmente verticali e paralleli tra loro ed avente sezione trasversale con diametro interno sostanzialmente costante di valore compreso tra 5mm e 15mm e preferibilmente prossimo a 10mm.

Grazie alle dimensioni particolarmente ridotte dei tubi, si ridurranno ulteriormente le emissioni sonore prodotte dallo scarico dei gas combusti.

Forme vantaggiose di realizzazione del trovato sono ottenute in accordo alle rivendicazioni dipendenti.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un apparato per la cogenerazione di energia secondo il trovato, illustrata a titolo di esempio non limitativo con l'aiuto delle unite tavole di disegno in cui:

la FIG. 1 Ã ̈ una vista prospettica di un apparato secondo il trovato, privo di alcuni particolari;

la FIGG. dalla 2 alla 4 sono viste laterali e frontali del primo scambiatore gas/acqua appartenente ad un apparato secondo il trovato; la FIG. 5 Ã ̈ una vista prospettica di un silenziatore appartenente all'apparato di Fig. 1 ;

la FIG. 6 Ã ̈ una vista frontale sezionata del primo scambiatore accoppiato al silenziatore di Fig. 5;

le FIGG. 7 e 8 sono viste in sezione del primo scambiatore delle figure dalla 2 alla 4;

la FIG. 9 Ã ̈ una vista frontale in sezione del primo scambiatore privo di alcuni particolari;

le FIGG. 10 e 11 sono viste frontali di due particolari dello scambiatore delie figure dalla 2 alla 4.

Descrizione detagliata di un esempio di realizzazione preferito Con riferimento alle figure citate, un apparato cogeneratore per la produzione congiunta di energia elettrica e termica secondo il trovato, indicato globalmente con 1 , potrà essere destinato ad essere installato sia in ambienti domestici o industriali.

Ad esempio, l'apparato 1 potrà essere destinato a servire una o più utenze civili, in impianti, singoli o centralizzati, per la fornitura di energia elettrica, riscaldamento e fornitura di acqua sanitaria.

L'apparato 1 potrà essere opportunamente dimensionato per servire anche utenze di tipo industriale e potrà avere potenze in uscita comprese 10KW a 100 KW, con rendimenti energetici superiori al 90%.

In particolare, l’apparato 1 sarà destinato ad essere collegato in parallelo ad una rete locale e/o remota per la generazione di energia elettrica, generalmente in bassa tensione, e ad un impianto di riscaldamento di tipo tradizionale, non illustrato, operante con un fluido scaldante, generalmente acqua, per la produzione di energia termica atta al riscaldamento ambientale e/o del fluido.

Ad esempio, l'impianto sarà un impianto di riscaldamento di ambienti e/o di acqua sanitaria.

Come si osserva da Fig. 1, l’apparato 1 comprende un gruppo elettrogeno con motore endotermico 2 alimentabile con un fluido ' combustibile ed avente un condotto di scarico, non visibile nelle figure, per i gas prodotti dalla combustione ed un albero di potenza, anch’esso non visibile nei disegni allegati, meccanicamente connesso ad un generatore elettrico 3 per trascinarlo in modo da produrre energia elettrica da immettere in una rete locale e/o remota.

E’ inoltre previsto un primo scambiatore di calore 4, del tipo gas/liquido, per il recupero dell’entalpia prodotta dal gruppo elettrogeno.

il primo scambiatore 4 comprende un circuito primario 6 in comunicazione con il condotto di scarico del motore 2 ed un primo circuito secondario 5 collegabile all’impianto di riscaldamento per il passaggio del fluido scaldante ed in comunicazione termica con il circuito primario 6.

Come più chiaramente illustrato nelle Figg. dalla 2 alla 4, il circuito<'>primario 6 presenta un ingresso 7 per i gas combusti relativamente caldi provenienti dal condotto di scarico del motore 2 per il riscaldamento del fluido scaldante presente nel circuito secondario 5 ed un’uscita 8 per i gas combusti, relativamente freddi, dopo avere ceduto parte dell’entalpia al fluido scaldante.

L’uscita 8 à ̈ fiuidicamente collegata ad un silenziatore 9, illustrato in Fig. 5, avente una camera di espansione 10 con un condotto di ingresso 11 collegato all’uscita 8 del circuito primario 6 ed un condotto di uscita 12 per l’espulsione dei gas esausti.

Il circuito primario 6 presenta almeno un tratto di uscita 6’ sostanzialmente verticale e provvisto nella sua porzione inferiore di una - vasca 13 per la raccolta dei liquidi di condensa dei gas combusti e delle impurità eventualmente presenti negli stessi.

Inoltre, come si osserva da Fig. 6, il silenziatore 9 à ̈ collegato all’uscita 8 del circuito primario 6 ed à ̈ disposto anch’esso in posizione verticale con la camera di espansione 10 sostanzialmente coassiale al tratto finale 6’ del circuito di scambio 6.

In questo modo, la camera di espansione 10 risulterà in collegamento fluidico con la stessa vasca di raccolta 13 realizzata nella porzione inferiore del circuito primario 6 per consentire la raccolta nella stessa anche dei liquidi di condensa che si formano nella camera di espansione 10.

La rimozione dei liquidi di condensa avverrà attraverso una tubazione di scarico 14 disposta nella porzione inferiore della vasca 13 e collegabile ad un impianto di smaltimento degli stessi, non illustrato nelle presenti figure.

Opportunamente, il condotto di ingresso 11 dello scambiatore 9 sarà filettato per avvitarsi su una superficie controfilettata deN’uscita 8 del circuito primario 6.

Il silenziatore 9 sarà configurato al suo interno secondo una qualsiasi delle modalità note dalla tecnica e pertanto la sua camera di espansione 10 non sarà descritta più in dettaglio.

Preferibilmente, il circuito primario 6 comprenderà una pluralità di elementi 6’, 6†, 6’†sostanzialmente verticali in reciproca comunicazione fluidica e che si estendono dall’ingresso 7 all’uscita 8 dei gas combusti.

Nella configurazione illustrata, puramente esemplificativa del trovato, - sono presenti tre elementi verticali 6’, 6†, 6’†sostanzialmente paralleli tra loro e ad un asse longitudinale di sviluppo X e sfalsati lungo una direzione trasversale Y, come visibile nelle Figg. 7 e 8.

Preferibilmente, lo scambiatore 4 sarà del tipo a fascio tubiera e gli elementi verticali 6’, 6†, 6’†saranno definiti da rispettivi fasci tubieri 15’, 15†, 15†’ disposti in successione tra loro tra l’ingresso 7 e l’uscita 8.

L’ingresso 7 e l’uscita 8 saranno inoltre realizzati, rispettivamente, in corrispondenza della porzione inferiore dell'elemento verticale iniziale 6†e della porzione superiore dell’elemento verticale finale 6’.

Ogni singolo fascio tubiero 15’, 15†, 15’†sarà costituito da una pluralità di tubi, indicati genericamente 16, sostanzialmente verticali e paralleli tra loro ed aventi ognuno sezione trasversale con diametro interno φ sostanzialmente costante.

Preferibilmente, ma non esclusivamente, il diametro interno φ dei tubi 16 avrà valore compreso tra 5mm e 15mm e preferibilmente tra 8mm e 11mm, ad esempio prossimo a 10mm.

In questo modo, come illustrato in Fig. 10, sarà possibile alloggiare all’interno del primo scambiatore 4 un numero relativamente elevato di tubi 16 di ridotto diametro interno φ, incrementando l'efficienza dello scambio termico in quanto risulterà incrementata la superficie di scambio resa calda dai gas e che sarà lambita dal fluido scaldante da riscaldare alimentato dall'impianto di riscaldamento e che attraversa il circuito secondario 5.

Come si osserva da Fig. 7, i tubi 16 di ogni fascio 15’, 15†, 15†’ saranno uniti tra loro mediante rispettive coppie di piastre di testa 17, 18, rispettivamente inferiore e superiore, fissate, preferibilmente saldate, alle estremità opposte dei tubi 16.

In questo modo, il primo fascio di estremità 15†sarà fluidicamente collegato con il fascio centrale 15’†in corrispondenza di una camera di convogliamento superiore 19, mentre il fascio centrale 15’" sarà in comunicazione fluidica con il secondo fascio di estremità 15’ attraverso una camera di convogliamento inferiore 20 che potrà comprendere almeno parte della vasca di raccolta 13.

Pertanto, in questo caso, la vasca di raccolta 13 sarà in comunicazione fluidica anche con il fascio tubiero intermedio 15’†, consentendo la raccolta dei liquidi di condensa che si formano nello stesso fascio tubiera 15’†.

La particolare configurazione dei tubi 16 e le loro ridotte dimensioni consentiranno di avere gas che scorrano all’interno dei fasci 15’, 15†, 15†’ con una velocità relativamente elevata, ad esempio maggiore o uguale a 20m/s, tale da consentire la rimozione e l’espulsione di eventuali incrostazioni formatesi all'interno dei tubi 16, realizzando così uno scambiatore 4 del tipo autopulente.

Tuttavia, la velocità dei gas nell’ultimo tratto 6’ sarà sufficientemente contenuta per non ostacolare la caduta dei liquidi di condensa nella vasca di raccolta 13.

Come si osserva da Fig. 9, il circuito secondario 5 per il passaggio del fluido scaldante comprende una coppia di setti 21 , 22 sostanzialmente verticali e paralleli atti a suddividerlo in tre porzioni 5’, 5†, 5†’ sostanzialmente verticali ed affiancate.

In particolare, i setti verticali 21, 22 presentano dimensioni longitudinali inferiori all’altezza interna massima dello scambiatore 4 in modo da definire una coppia di passaggi inferiore 23 e superiore 24 per la comunicazione fluidica tra porzioni verticali 5’, 5†, 5†’ adiacenti.

Gli elementi verticali 6’, 6†, 6†’, ossia i fasci tubieri 15’, 15†, 15†’ del circuito primario 6 saranno alloggiati in rispettive porzioni verticali 5’, 5†, 5†’ del circuito secondario 5.

In Fig. 9 con le frecce a linea continua à ̈ indicato il percorso seguito dai gas nel circuito primario 6 mentre con le frecce in linea tratteggiata à ̈ indicato il percorso seguito dal fluido scaldante nel circuito secondario 5.

All’interno del circuito secondario 5 saranno anche disposti setti 25 sostanzialmente trasversali, generalmente orizzontali, atti a definire all’interno di ogni porzione verticale 5’, 5†, 5’†un percorso a serpentina per il fluido scaldante, in modo da incrementarne la turbolenza e favorire lo scambio termico.

Vantaggiosamente, i setti orizzontali 25 avranno estensione superficiale proporzionale a quella delle piastre di testa 17, 18, ad esempio pari al 70% della superficie delle stesse. Inoltre, presenteranno una pluralità di fori per il passaggio dei tubi 16, come evidenziato in Fig. 11.

Opportunamente, il circuito secondario 5 comprenderà un raccordo di ingresso 26 ed un raccordo di uscita 27 per il fluido realizzati in corrispondenza, rispettivamente, del tratto finale 6’ e del tratto iniziale 6†del circuito primario 6.

In particolare, il raccordo di ingresso 26 del fluido e l’uscita 8 dei gas combusti saranno disposti in corrispondenza della porzione superiore 4’ del primo scambiatore 4, mentre il raccordo di uscita 27 del fluido e l’ingresso 7 dei gas combusti saranno disposti in corrispondenza della porzione inferiore 4†del primo scambiatore 4.

In questo modo lo scambio termico tra i gas combusti nel circuito primario 6 ed il fluido scaldante nel circuito secondario 5 avverrà in controcorrente.

Come si osserva da Fig. 1 , l’apparato 1 comprenderà un secondo 28 ed un terzo scambiatore di calore 29 aventi rispettivi circuiti secondari, non visibili in quanto interni ai rispettivi scambiatori 28, 29, collegabili all'impianto di riscaldamento esterno per il passaggio del fluido scaldante.

In particolare, i circuiti secondari del secondo e terzo scambiatore 28, 29 interagiranno rispettivamente con il circuito di raffreddamento ed il circuito di lubrificazione del motore endotermico 2, non descritti né illustrati più nel dettaglio in quanto di tipo noto, per prelevare l’entalpia associata al fluido di raffreddamento del motore 2 e dell’olio motore.

Il collegamento dei tre scambiatori 4, 28, 29 al condotto di scarico dei gas combusti ed ai circuiti di raffreddamento e lubrificazione avverrà tramite opportune tubazioni di raccordo non illustrate in quanto anch'esse di tipo noto.

Il secondo ed il terzo scambiatore 28, 29 potranno essere di qualsiasi tipo, ad esempio scambiatori a piastre.

In particolare, il secondo scambiatore 28 sarà del tipo liquido/liquido e comprenderà passaggi di ingresso 30 ed uscita 31 collegabili al circuito di raffreddamento a liquido del motore 2, ed un circuito secondario avente un secondo ingresso 32 per il fluido scaldante collegabile all’impianto di riscaldamento esterno ed una seconda uscita 33 per il fluido scaldante portato a temperatura più elevata.

La seconda uscita 33 sarà a sua volta collegata in serie ad un terzo ingresso 34 appartenente al circuito secondario del terzo scambiatore 29, che sarà del tipo olio/liquido.

Il circuito secondario del terzo scambiatore 29 presenterà inoltre una terza uscita 35 per il fluido ulteriormente riscaldato collegata in serie al raccordo di ingresso 26 del circuito secondario 5 del primo scambiatore 4.

Il terzo scambiatore 29 presenterà inoltre passaggi di ingresso 36 ed uscita 37 collegabili al circuito di lubrificazione del motore 2 per l’ingresso e l'uscita dell’olio motore. In questo modo sarà possibile recuperare il calore anche dal liquido di raffreddamento e dall’olio di lubrificazione del motore 2, incrementando ulteriormente il rendimento dell’apparato 1.

Opportunamente , il secondo 28 ed il terzo scambiatore 29 potranno essere fissati direttamente sulla carcassa 38 del primo scambiatore 4, ad esempio mediante saldatura o saldobrasatura, così da incrementare la compattezza dell’apparato 1.

In una variante di realizzazione, non illustrata nelle figure, potrà essere previsto anche un catalizzatore interposto tra il condotto di scarico del motore 2 e l’ingresso gas 7 del primo scambiatore 4 al fine di abbattere le emissioni di NOx e della CO.

Secondo una configurazione particolarmente vantaggiosa del trovato, non illustrata nelle presenti figure, l’intero assieme definito da motore 2, generatore 3, scambiatori 4, 28, 29 e silenziatore 9, oltre che da tutte le diverse parti accessorie e di collegamento saranno alloggiati all'interno di un involucro unitario 39, schematizzato in Fig. 1, sostanzialmente scatolare.

In questo caso potranno essere previsti opportuni mezzi di raffreddamento 40, semplicemente schematizzati nella figura, per raffreddare l’interno dell’involucro 39, provvisti in maniera puramente esemplificativa, di un dissipatore a ventola, e/o di altri dissipatori eventualmente a controllo elettronico, ad esempio un dry cooler.

L’involucro 39 potrà presentare una parete superiore 41 provvista di una prima apertura 42 per porre i mezzi di raffreddamento 40 in comunicazione fluidica con l’esterno.

La parete superiore 41 presenterà una seconda apertura 43 posta in corrispondenza del condotto di uscita 12 dei gas combusti del silenziatore 9, per porre quest'ultimo in comunicazione con l’esterno.

Opportunamente, potrà essere prevista una copertura di protezione 44 solidale alla parete superiore 41 del’involucro 39 , superiormente alla stessa, e configurato per ricoprire sia la prima 42 che la seconda apertura 43 e proteggerle dagli agenti atmosferici.

In questo modo l’apparato 1 secondo il trovato sarà collocabile sia in ambienti chiusi che aH'aperto, incrementando le destinazioni d'uso.

Grazie alla particolare disposizione delle diverse parti ed in particolare a quella reciproca dello scambiatore 4 e del silenziatore 9, l'involucro 39 avrà dimensioni particolarmente compatte e non richiederà che il silenziatore 9 sia disposto al suo esterno, garantendo ridotte emissioni sonore.

In maniera puramente esemplificativa, il primo scambiatore 4 avrà altezza massima compresa tra 700mm e 800mm, ad esempio prossima a 760mm, larghezza tra 300mm e 400mm, ad esempio prossima a 360mm, e profondità, con esclusione dei condotti di collegamento, tra 100mm e 200mm, ad esempio prossima a 120mm.

L’involucro 39 potrà avere una larghezza compresa tra 700mm per le versioni a minore potenza e 1200mm per le versioni a maggiore potenza. La sua lunghezza potrà essere compresa tra 1500mm per le versioni a minore potenza e 2800mm per le versioni a maggiore potenza. Infine, la sua altezza potrà essere compresa tra 1600mm per le versioni a minore potenza e 2100mm per le versioni a maggiore potenza.

Il motore 2 potrà essere un comune motore endotermico alimentato con qualsiasi combustibile, ad esempio benzina, gasolio, gas, quali GPL o metano, biogas, ma preferibilmente sarà un motore a ciclo otto gassificato, ossia modificato per funzionare a gas. La sua cilindrata potrà variare in funzione delle potenze da erogare in uscita e potrà essere compresa, ad esempio tra 2,5dm<3>e 9dm<3>.

Anche il generatore 3 potrà essere un comune generatore scelto tra quelli normalmente disponibili sul mercato, ad esempio un generatore asincrono con potenza apparente in uscita compresa tra 20KVA e 100KVA.

II suo accoppiamento all’albero di potenza del motore 2 potrà essere realizzato mediante un giunto, non visibile nelle figure, opportunamente dimensionato per ridurre le vibrazioni.

Da quanto sopra descritto appare evidente che il trovato realizza gli scopi prefissati ed in particolare quello di realizzare un apparato per la cogenerazione di energia termica ed elettrica particolarmente compatto ed avente ridotte emissioni sonore.

L’apparato secondo il trovato à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire daH'ambito del trovato.

Anche se l'apparato à ̈ stato descritto con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza del trovato e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela rivehdicàto.

Claims (10)

1. R I V E N D I C AZ I O N I 1. Un apparato cogeneratore per la produzione di energia elettrica da immettere in una rete locale e/o remota e di energia termica per il riscaldamento di un fluido scaldante da immettere in un impianto di riscaldamento, in cui l’apparato comprende: - un gruppo elettrogeno con un motore endotermico (2) alimentabile con un fluido combustibile ed avente un condotto di scarico per i gas combusti ed un generatore elettrico (3) trascinato dall’albero di potenza di detto motore (2) per produrre energia elettrica da immettere nella rete; - un primo scambiatore di calore (4) per il recupero dell’entalpia prodotta da detto gruppo elettrogeno ed avente un circuito primario (6) percorso dai gas combusti ed un circuito secondario (5) collegabile all’impianto di riscaldamento per il passaggio del fluido scaldante; - un silenziatore (9) avente una camera di espansione (10) con un condotto di ingresso (11) collegato a detto circuito primario (6) ed un condotto di uscita (12) dei gas combusti; caratterizzato dal fatto che detto circuito primario (6) presenta almeno un tratto finale (6’) sostanzialmente verticale ed avente nella sua porzione inferiore (4’) una vasca (13) per la raccolta dei liquidi di condensa dei gas combusti, detto silenziatore (9) essendo collegato a detto tratto finale (6’) di detto circuito primario (6) anch’esso sostanzialmente verticale e con detta camera di espansione (10) sostanzialmente coassiale a detto tratto finale (6’) per consentire la raccolta dei liquidi di condensa che si formano in detta camera di espansione (10) all'interno di detta vasca di raccolta (13).
2. 2. Apparato secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto circuito primario (6) comprende una pluralità di elementi (6' 6†, 6’†) sostanzialmente verticali in reciproca comunicazione fluidica e che si estendono da un ingresso (7) ad una uscita (8) dei gas combusti.
3. 3. Apparato secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti elementi (6’, 6†, 6’†) sostanzialmente verticali di detto circuito primario (6’) presentano rispettivi fasci tubieri (15'. 15†, 15†’) disposti in successione tra loro tra detto ingresso (7) e detta uscita (8).
4. 4. Apparato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che ognuno di detti fasci tubieri (15’, 15†, 15†’) comprende una pluralità di tubi (16) sostanzialmente verticali e paralleli tra loro ed aventi ognuno sezione trasversale con diametro interno ( φ ) sostanzialmente costante di valore compreso tra 5mm e 15mm e preferibilmente tra 8mm e 11mm.
5. 5. Apparato secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che detto circuito secondario (5) comprende una pluralità di setti (21, 22) sostanzialmente verticali atti a suddividerlo in porzioni (5’, 5†, 5’†) sostanzialmente verticali ed affiancate, ognuno di detti elementi verticali (6’, 6†, 6’†) di detto circuito primario (6) essendo alloggiato in una rispettiva di dette porzioni verticali (5’, 5", 5’†).
6. 6. Apparato secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che ognuna di dette porzioni verticali (5’, 5", 5†’) di detto circuito secondario (5) presenta una pluralità di setti (25) sostanzialmente trasversali atti a definire al loro interno un percorso a serpentina per il fluido scaldante.
7. 7. Apparato secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto circuito secondario (5) comprende un raccordo di ingresso (26) ed un raccordo di uscita (27) per il fluido scaldante posti, rispettivamente, in prossimità della porzione superiore (4’) di detto tratto finale (6’) di detto circuito primario (6) e della porzione inferiore (4†) di un tratto iniziale (6†) di detto circuito primario (6) per realizzare uno scambio in controcorrente tra i gas combusti ed il fluido scaldante.
8. 8. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo (28) ed un terzo scambiatore di calore (29) aventi rispettivi circuiti secondari collegabili all'impianto di riscaldamento per il passaggio del fluido scaldante, detti secondo (28) e terzo scambiatore (29) essendo collegati rispettivamente al circuito di raffreddamento ed al circuito di lubrificazione di detto motore endotermico (2) per prelevarne l'entalpia associata ai rispettivi fluidi di lavoro.
9. 9. Apparato secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dai fatto che i circuiti secondari di detti primo (4), secondo (28) e terzo scambiatore (29) sono disposti in serie tra loro.
10. 10. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un involucro unitario (39) sostanzialmente scatolare alloggiante almeno detto gruppo elettrogeno (2, 3), detto primo scambiatore (4), detto silenziatore (9) e mezzi di raffreddamento (40) degli stessi, detto involucro (39) avendo una parete superiore (41) provvista di una prima apertura (42) per porre detti mezzi di raffreddamento (40) in comunicazione con l’esterno e di una seconda<'>apertura (43) posta in comunicazione con detto condotto di uscita (12) di detto silenziatore (9), essendo inoltre prevista una copertura di protezione (44) posta superiormente a detta parete superiore (41) per ricoprire detta prima (42) e detta seconda apertura (43).