ITVI20120294A1 - Procedimento di controllo del funzionamento dei motori di aspirazione fumi in apparecchi riscaldanti a combustibile solido - Google Patents

Description

PROCEDIMENTO DI CONTROLLO DEL FUNZIONAMENTO DEI MOTORI DI ASPIRAZIONE FUMI IN APPARECCHI RISCALDANTI A

COMBUSTIBILE SOLIDO

La presente invenzione si riferisce genericamente ad un metodo di controllo del funzionamento del motore di aspirazione dei fumi installato all’interno di un apparecchio riscaldante a combustibile solido, quale una stufa a legna o pellet.

Più in particolare, l’invenzione riguarda una nuova ed innovativa gestione di controllo dinamico del flusso dell’aria comburente e, conseguentemente, dei giri del motore di aspirazione fumi, al fine di garantire una ottimale combustione e funzionamento dell’apparecchio riscaldante indipendentemente da fattori esterni.

Nelle stufe a pellet operanti in depressione, il motore di aspirazione dei fumi, posto all’uscita del generatore di calore, aspira i fumi caldi e li convoglia verso la canna fumaria; la depressione creata all’interno della camera di combustione richiama aria ambiente comburente all’interno del generatore di calore attraverso percorsi precisi e calibrati.

Al fine di ottenere una combustione ottimale ed evitare un eccessivo intasamento del braciere, à ̈ necessario garantire, per ogni potenza calorifica selezionabile dall’utilizzatore e quindi per ogni portata di combustibile, una specifica portata di aria comburente. La diminuzione della portata d’aria comburente, rispetto a quella ottimale prevista per la specifica potenza, che si riscontra negli apparecchi riscaldanti di tipo tradizionale, può essere causata da vari fattori, primo fra tutti l’intasamento del braciere. Inoltre, nelle stufe a pellet di tipo noto il controllo della portata d’aria comburente avviene attraverso la lettura del flusso d’aria in ingresso tramite un sensore di flusso o debimetro; tale lettura viene poi confrontata con valori di flusso fissi (uno per ciascuna potenza disponibile), che sono calcolati in fase progettuale dell’apparecchio riscaldante.

Tramite poi il confronto tra il set di valori fissi ed i corrispondenti valori misurati, à ̈ possibile compensare il numero di giri del motore di aspirazione fumi, in modo da riportare sempre il valore del flusso d’aria comburente all’interno di un intervallo previsto per quella determinata potenza.

Tali impostazioni vengono stabilite in fase progettuale impiegando parametri prefissati previsti nel caso di condizioni di installazione e di funzionamento ottimali dell’apparecchio riscaldante.

Tuttavia, a causa di molteplici fattori, quali la sporcizia e l’intasamento del braciere, l’incertezza nella lettura dei valori, le tolleranze ed il deterioramento dei componenti), la lettura del flusso di aria comburente tramite il debimetro può risultare non corretta e provocare di conseguenza compensazioni nei giri del motore di aspirazione fumi che non risultano necessarie e/o che non sono corrette.

Scopo della presente invenzione à ̈, dunque, quello di indicare un metodo di controllo del funzionamento del motore di aspirazione fumi installato all’interno di un apparecchio riscaldante a combustibile solido e, in particolare, a pellet, che elimini gli inconvenienti della tecnica nota sopra menzionati e, in particolare, quello di indicare un metodo di controllo del funzionamento del motore di aspirazione fumi, che consenta di compensare i giri del motore estrattore in base alla lettura dinamica del flusso di aria comburente in entrata.

Altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di indicare un metodo di controllo del funzionamento del motore di aspirazione dei fumi installato all’interno di una stufa a combustibile solido, che consenta di migliorare la combustione della stufa, aumentando di conseguenza il rendimento energetico dell’apparecchio ed evitando pericolose ostruzioni del braciere.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di indicare un metodo di controllo del funzionamento del motore di aspirazione dei fumi installato all’interno di un apparecchio riscaldante a combustibile solido, che risulti efficiente ed affidabile.

Questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione, sono conseguiti da un metodo di controllo del funzionamento del motore di aspirazione fumi per stufe a combustibile solido, secondo la rivendicazione 1 allegata; altre caratteristiche di dettaglio sono presenti nelle rivendicazioni dipendenti successive. In modo vantaggioso, il metodo di gestione e/o controllo del motore di aspirazione fumi, secondo l’invenzione, permette di compensare i giri del motore di aspirazione fumi non sulla base di valori fissi del flusso d’aria comburente (in quanto tali valori sono statici e non possono essere modificati durante il funzionamento), ma attraverso una gestione dinamica del set di valori di riferimento.

In pratica, il valore di riferimento del flusso d’aria comburente viene ricalcolato continuamente durante il funzionamento dell’apparecchio riscaldante, in modo da ottenere sempre un valore certo, non influenzato da fattori esterni.

Grazie a tale innovativo controllo dinamico del flusso dell’aria comburente, si riesce così a garantire un’ottimale combustione ed un conseguente efficace funzionamento dell’apparecchio riscaldante a combustibile solido, quale legna o pellet, in modo indipendente da fattori esterni, che possono influenzare la lettura del sensore di flusso (debimetro).

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno chiari dalla descrizione che segue, relativa ad una forma di realizzazione esemplificativa e preferita, ma non limitativa, del metodo di controllo del funzionamento del motore di aspirazione dei fumi installato all’interno di un apparecchio riscaldante a combustibile solido, quale legna o pellet.

La gestione del flusso d’aria comburente, secondo la presente invenzione, avviene nel seguente modo.

Appena si entra nella fase di lavoro, si esegue per un tempo prestabilito (per esempio, pari a 128 secondi) la media del flusso d’aria misurato, mantenendo i giri del motore di aspirazione fumi impostati come da parametro standard.

Tale media del flusso d’aria viene calcolata ad intervalli di tempo prestabiliti (per esempio, la media viene calcolata preferibilmente ogni 10 minuti) ed il flusso medio così calcolato diventa, per il successivo intervallo di tempo prestabilito (per esempio, 10 minuti), il valore di riferimento del flusso, vale a dire un set di funzionamento del flusso medio (SFM). In base a questo set di funzionamento del flusso medio à ̈ possibile eseguire una compensazione dei giri del motore di aspirazione fumi, in modo da riportare il valore del flusso d’aria misurato nell’intorno del set del flusso medio SFM calcolato.

Per fare ciò à ̈ possibile utilizzare i parametri di isteresi positiva IP1 (variabile tra 1 e 20%) e di isteresi negativa IP2 (variabile tra 1 e 20%).

Quindi, in base al set di funzionamento del flusso medio SFM ed ai parametri IP1 e IP2, si esegue la compensazione dei giri del motore di aspirazione fumi, in modo tale che:

- se il flusso d’aria misurato (FAM) à ̈ maggiore della somma dei valori SFM e IP1, allora si diminuiscono i giri del motore di aspirazione fumi sino ad un valore preimpostato;

- se il flusso d’aria misurato FAM à ̈ compreso tra i valori SFM-IP2 e SFM+IP1 (zona morta), allora non si opera sui giri del motore;

- se il flusso d’aria misurato FAM à ̈ minore della differenza fra i valori SFM e IP2, allora si incrementano i giri del motore di aspirazione fumi sino ad arrivare ad un valore massimo impostato. In definitiva, à ̈ possibile aumentare i giri del motore di aspirazione fumi, ma non à ̈ possibile diminuirli al di sotto di un valore impostato come parametro.

La funzione, inoltre, rimane attiva finché non intervengono altre compensazioni, quale, per esempio, la compensazione dei giri del motore di aspirazione fumi in base alla temperatura dei fumi rilevata ed alla potenza energetica di calore selezionata.

Un esempio realizzativo di compensazione dei giri del motore di aspirazione dei fumi in base al flusso dell’aria comburente, secondo la presente invenzione, à ̈ mostrato nel grafico della figura 1 allegata, in cui sono mostrate le varie fasi del metodo di controllo. Nella “Fase 1†la stufa lavora normalmente senza nessuna compensazione dei giri del motore di aspirazione dei fumi; infatti il “set giri motore fumi†SGF equivale al “set giri motore fumi modificato†SGM (con un “incremento giri motore fumi†IGM pari a zero), perché il “flusso letto o rilevato†FL dell’aria comburente à ̈ all’interno della zona delimitata dalla “soglia flusso negativa†SFN e dalla “soglia flusso positiva†SFP, soglie calcolate tramite il valore del “flusso medio†FM.

Nella “Fase 2†à ̈ rappresentato il fatto che, per un qualsiasi motivo, il “flusso letto†FL inizia a diminuire; quindi, non appena si esce dalla “zona morta†, vale a dire dalla zona ove il valore del “flusso letto†FL à ̈ inferiore al valore della “soglia flusso negativo†SFN, inizia la compensazione della velocità del motore di aspirazione dei fumi, secondo il metodo di controllo della presente invenzione. In particolare, il valore del “set giri motore fumi modificato†SGM inizia ad incrementare (e quindi l’“incremento giri motore fumi†IGM aumenta) fino a che il valore del “flusso letto†FL si riporta all’interno della zona delimitata dalla “soglia flusso negativa†SFN e dalla “soglia flusso positiva†SFP.

Nella prima parte della “Fase 3†il valore del “flusso letto†FL à ̈ superiore al valore della “soglia flusso positivo†SFP e, in questo caso, la compensazione realizzata dal metodo di controllo secondo la presente invenzione interviene diminuendo il valore del “set giri motore fumi modificato†SGM (e quindi l’“incremento giri motore fumi†IGM diminuisce) fino a che il valore del “flusso letto†FL si riporta all’interno della zona delimitata dalla “soglia flusso negativa†SFN e dalla “soglia flusso positiva†SFP oppure il valore “incremento giri motore fumi†IGM diventa nullo. Nella seconda parte della “Fase 3†si ripete quello che accade nella fase precedente.

Nella “Fase 4†viene ricalcolato il “flusso medio†FM e, quindi, la compensazione del motore di aspirazione fumi viene disabilitata; il “flusso medio†FM viene poi ricalcolato ad intervalli prestabiliti.

Nella “Fase 5†il “flusso medio†FM à ̈ ricalcolato (come si nota dal grafico il “flusso medio†FM à ̈ aumentato), così come la “soglia flusso negativa†SFN e la “soglia flusso positiva†SFP, e si riattiva la compensazione del flusso con le nuove soglie. La stufa lavora normalmente senza nessuna compensazione dei giri del motore fumi; infatti, il “set giri motore fumi†SGF equivale al “set giri motore fumi modificato†SGM (e l’†incremento giri motore fumi†IGM à ̈ pari a zero), perché il “flusso letto†FL à ̈ all’interno della zona delimitata dalla “soglia flusso negativa†SFN e dalla “soglia flusso positiva†SFP.

La “Fase 6†à ̈ analoga alla “Fase 2†, mentre la “Fase 7†à ̈ analoga alla “Fase 3†, con soglie di controllo differenti e calcolate in base alla nuova “media flusso†MF calcolata nella “Fase 4†.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche del metodo di controllo del funzionamento del motore di aspirazione dei fumi installato all’interno di un apparecchio riscaldante a combustibile solido, che à ̈ oggetto della presente invenzione, così come chiari ne risultano i vantaggi. E’ chiaro, infine, che numerose altre varianti possono essere apportate al metodo di controllo in questione, senza per questo uscire dai principi di novità insiti nell’idea inventiva, così come à ̈ chiaro che, nella pratica attuazione dell’invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e gli stessi potranno essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di controllo del funzionamento dei motori di aspirazione fumi in apparecchi riscaldanti a combustibile solido, quale legna o pellet, atti a garantire una determinata portata di aria comburente ed un corrispondente numero di giri del motore di aspirazione per una prefissata potenza energetica riscaldante, caratterizzato dal fatto che detto procedimento prevede di compensare i giri del motore di aspirazione fumi sulla base di un set di valori variabili di riferimento del flusso d’aria comburente, detti valori variabili di riferimento essendo misurati in continuo durante il funzionamento dell’apparecchio riscaldante.
2. 2. Procedimento di controllo come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto procedimento prevede almeno le seguenti fasi: - esecuzione, per un tempo prestabilito, di una media fra i valori di flusso d’aria comburente misurati, mantenendo pre-impostati i giri del motore di aspirazione fumi; - calcolo di detta media ad intervalli di tempo prestabiliti al fine di ottenere un flusso medio; - utilizzo di detto flusso medio calcolato quale valore di riferimento per un successivo intervallo di tempo prestabilito; - compensazione dei giri del motore di aspirazione fumi in base ad un set di valori di riferimento (SFM), in modo da riportare un valore di flusso d’aria misurato nell’intorno di detto set di valori di riferimento (SFM) del flusso medio.
3. 3. Procedimento di controllo come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta fase di compensazione dei giri del motore di aspirazione fumi avviene in modo tale che: - se il valore misurato (FAM) di detto flusso d’aria comburente à ̈ maggiore della somma fra detto set di valori di riferimento (SFM) ed un primo parametro percentuale predefinito (IP1), si iniziano a diminuire i giri del motore di aspirazione fumi sino ad un valore minimo impostato; - se il valore misurato (FAM) di detto flusso d’aria à ̈ compreso tra due valori, rispettivamente pari alla differenza fra detto set di valori di riferimento (SFM) ed un secondo parametro percentuale (IP2) e pari alla somma fra detto set di valori di riferimento (SFM) e detto primo parametro percentuale (IP1), non si variano i giri del motore di aspirazione fumi; - se il valore misurato (FAM) di detto flusso d’aria misurato à ̈ minore della differenza fra detto set di valori di riferimento (SFM) e detto secondo parametro percentuale (IP2), si aumentano i giri del motore di aspirazione fumi sino ad un valore massimo impostato.
4. 4. Procedimento di controllo come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto primo parametro percentuale (IP1) Ã ̈ variabile tra 1% e 20%.
5. 5. Procedimento di controllo come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto secondo parametro percentuale à ̈ variabile tra 1% e 20%.
6. 6. Procedimento di controllo come ad almeno una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta fase di compensazione dei giri del motore di aspirazione fumi in base al flusso d’aria comburente misurato rimane attiva finché non intervengono altre compensazioni, quale, per esempio, una fase di compensazione dei giri del motore di aspirazione fumi in base alla temperatura dei fumi rilevata ed alla potenza energetica di calore selezionata.