IT201800005204A1 - FLOW DETECTION DEVICE FOR A HYDRAULIC SYSTEM AND A HYDRAULIC SYSTEM SO OBTAINED - Google Patents
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Description
Descrizione del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “DISPOSITIVO DI RILEVAMENTO DI PORTATA PER UN IMPIANTO IDRAULICO ED IMPIANTO IDRAULICO COSI’ OTTENUTO”, Description of the patent for industrial invention entitled: "FLOW DETECTION DEVICE FOR A HYDRAULIC SYSTEM AND A HYDRAULIC SYSTEM SO OBTAINED",
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Ambito dell’invenzione Scope of the invention
La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di rilevamento di portata destinato ad essere installato in un impianto idraulico, quale un impianto per la produzione di acqua calda sanitaria, dimensionato per alimentare sia basse portate che portate elevate del tipo generalmente installato in edifici e strutture quali alberghi, o impianti sportivi, ma anche condomini, ed in generale provviste di un elevato numero di utenze. The present invention refers to a flow detection device intended to be installed in a hydraulic system, such as a system for the production of domestic hot water, sized to supply both low and high flow rates of the type generally installed in buildings and structures such as hotels, or sports facilities, but also condominiums, and in general equipped with a high number of users.
Il trovato si riferisce, inoltre, ad un impianto per la produzione di acqua calda sanitaria che integra tale dispositivo di rilevamento e ad un relativo metodo per la produzione di acqua calda sanitaria. The invention also relates to a plant for the production of domestic hot water which integrates this detection device and to a relative method for the production of domestic hot water.
Descrizione della tecnica nota Description of the prior art
Com’è noto, in edifici e strutture provviste di un impianto idraulico dimensionato per l’erogazione di elevate portate di acqua, normalmente 400 – 500 l/min, o superiori, e provviste di molte utenze indipendenti, vengono normalmente installate tubazioni di elevato diametro, anche diversi pollici, in modo da poter soddisfare efficacemente eventuali richieste simultanee di acqua. As is known, in buildings and structures equipped with a hydraulic system sized for the delivery of high water flow rates, normally 400 - 500 l / min, or higher, and equipped with many independent users, pipes of large diameter are normally installed. , even several inches, so that any simultaneous requests for water can be effectively met.
Tuttavia, in questo tipo di impianti idraulici, in particolare per l’uso di tali tubazioni di elevato diametro, ma anche perché pensate per erogare elevate portate, qualora la richiesta di acqua sia modesta, per esempio nel caso in cui solo una utenza venga aperta, non sono in grado di rilevare efficacemente tale modesta richiesta di acqua con conseguenti disagi per gli utenti. However, in this type of plumbing system, in particular for the use of such large diameter pipes, but also because they are designed to deliver high flow rates, if the demand for water is modest, for example if only one user is opened , are not able to effectively detect this modest demand for water with consequent inconvenience for users.
Il suddetto inconveniente, è particolarmente avvertito negli impianti di produzione di “acqua calda sanitaria” impiegata per la pulizia e l’igiene personale. The aforementioned drawback is particularly felt in "domestic hot water" production plants used for cleaning and personal hygiene.
Il principale componente di un impianto per la produzione di acqua calda sanitaria è sicuramente costituito dall’apparecchiatura che produce la potenza termica necessaria per riscaldare l’acqua fino ad una determinata temperatura, ad esempio una caldaia, o boiler, oppure una pompa di calore, o ancora uno, o più pannelli solari, ma anche un termo-camino, o simili dispositivi. L’acqua riscaldata dall’apparecchiatura di produzione di potenza termica, può essere introdotta all’interno di un accumulatore inerziale, ossia di un serbatoio di accumulo dell’acqua termicamente isolato, in particolare nel caso in cui vengano impiegati pannelli solari. A valle dell’apparecchiatura di produzione di potenza termica, o del serbatoio di accumulo, è poi prevista almeno una pompa che invia l’acqua calda ad uno scambiatore di calore, tipicamente uno scambiatore di calore a piastre, dal quale l’acqua calda esce ad una temperatura normalmente compresa tra i 45°C e i 48°C per raggiungere l’utenza, o le utenze, che sono stati aperte. Più precisamente, la, o ciascuna, pompa prevista nell’impianto, è collegata ad una centralina elettronica che, sulla base della richiesta di acqua calda che viene fatta dalle diverse utenze rilevata da un flussostato, aziona una, o più pompe, per erogare il corrispondente flusso allo scambiatore di calore e, quindi, alle utenze finali. The main component of a system for the production of domestic hot water is certainly constituted by the equipment that produces the thermal power necessary to heat the water up to a certain temperature, for example a boiler, or boiler, or a heat pump, or one or more solar panels, but also a thermo-fireplace, or similar devices. The water heated by the thermal power production equipment can be introduced into an inertial accumulator, that is, a thermally insulated water storage tank, in particular in the case where solar panels are used. Downstream of the thermal power production equipment, or of the storage tank, there is then at least one pump that sends the hot water to a heat exchanger, typically a plate heat exchanger, from which the hot water exits at a temperature normally between 45 ° C and 48 ° C to reach the user, or users, that have been opened. More precisely, the or each pump provided in the system is connected to an electronic control unit which, based on the request for hot water that is made by the various users detected by a flow switch, activates one or more pumps to deliver the corresponding flow to the heat exchanger and, therefore, to the final users.
Tuttavia, negli impianti di produzione di acqua calda di tipo noto, installati in edifici, o in strutture, provviste di numerose utenze, il flussostato che rileva la richiesta di acqua calda è dimensionato in modo tale da rilevare solo portate elevate, e, comunque, non inferiori a 20 litri/min. Di conseguenza, se la richiesta di acqua calda è di pochi litri/min, ossia se proviene da un’unica utenza, quale un unico rubinetto collegato all’impianto, la centralina elettronica non aziona la pompa dell’impianto e, pertanto, non viene alimentata acqua calda verso l’utenza che la richiede con conseguente disagio per l’utente. However, in known type hot water production plants, installed in buildings, or in structures, equipped with numerous users, the flow switch that detects the hot water request is sized in such a way as to detect only high flow rates, and, in any case, not less than 20 liters / min. Consequently, if the hot water request is of a few liters / min, i.e. if it comes from a single user, such as a single tap connected to the system, the electronic control unit does not activate the system pump and, therefore, is not hot water is supplied to the user who requests it with consequent inconvenience for the user.
Sintesi dell’invenzione Summary of the invention
È quindi scopo della presente invenzione fornire un dispositivo per il rilevamento di portata in un impianto idraulico, che sia in grado di rilevare in maniera altamente precisa anche una richiesta di una bassa portata, ossia in grado di superare i suddetti inconvenienti dello stato dell’arte. It is therefore an object of the present invention to provide a device for detecting the flow rate in a hydraulic system, which is capable of detecting in a highly precise manner even a request for a low flow rate, that is, capable of overcoming the aforementioned drawbacks of the state of the art. .
È uno scopo particolare della presente invenzione fornire un impianto per la produzione di acqua calda sanitaria che sia in grado di erogare acqua calda sia per richieste di flussi modesti che per richieste di flussi elevati. It is a particular object of the present invention to provide a plant for the production of domestic hot water which is capable of delivering hot water both for requests for low flows and for requests for high flows.
È altresì scopo della presente invenzione fornire un metodo per la produzione di acqua calda sanitaria che abbia analoghi vantaggi rispetto allo stato dell’arte. It is also an aim of the present invention to provide a method for the production of domestic hot water that has similar advantages over the state of the art.
Questi ed altri scopi sono realizzati da un dispositivo di rilevamento di portata configurato per essere installato tra un primo punto P1 ed un secondo punto P2 di un condotto avente un predeterminato diametro d*, in un impianto idraulico, detto dispositivo di rilevamento essendo caratterizzato dal fatto di comprendere: These and other purposes are achieved by a flow detection device configured to be installed between a first point P1 and a second point P2 of a duct having a predetermined diameter d *, in a hydraulic system, said detection device being characterized by the fact to understand:
- un primo ramo avente un primo diametro d1, con d1<d*, e provvisto di un elemento di rilevamento configurato per rilevare una portata superiore ad un primo predeterminato valore di soglia ϕ1* compreso tra 1 l/min e 4 l/min; - a first branch having a first diameter d1, with d1 <d *, and provided with a detection element configured to detect a flow rate higher than a first predetermined threshold value ϕ1 * between 1 l / min and 4 l / min;
- un secondo ramo avente un secondo diametro d2, con d2>d1, detto secondo ramo essendo collegato in parallelo a detto primo ramo ed essendo provvisto di un elemento a valvola configurato per passare da una posizione di chiusura ad una posizione di apertura quando detta portata che attraversa detto dispositivo di rilevamento è superiore ad un secondo predeterminato valore di soglia ϕ2*>ϕ1*, in modo tale che una portata uguale, o inferiore, a detto secondo predeterminato valore di soglia ϕ2* passa solo attraverso detto primo ramo, mentre una portata superiore a detto predeterminato secondo valore di soglia ϕ2* passa anche attraverso detto secondo ramo. In particolare, il presente trovato, installato in un impianto idraulico del tipo, ma non esclusivamente, un impianto per produrre acqua calda sanitaria, destinato a soddisfare le richieste di molteplici utenze, consente sia di rilevare richieste di portate modeste di acqua, in particolare di acqua calda, sia di rilevare richieste di elevate portate. - a second branch having a second diameter d2, with d2> d1, said second branch being connected in parallel to said first branch and being provided with a valve element configured to pass from a closed position to an open position when said flow which crosses said detection device is higher than a second predetermined threshold value ϕ2 *> ϕ1 *, so that a flow rate equal to or lower than said second predetermined threshold value ϕ2 * passes only through said first branch, while a flow rate higher than said predetermined second threshold value ϕ2 * also passes through said second branch. In particular, the present invention, installed in a hydraulic system of the type, but not exclusively, a system for producing domestic hot water, intended to satisfy the requests of multiple users, allows both to detect requests for modest water flow rates, in particular for hot water, and to detect requests for high flow rates.
Altre caratteristiche tecniche della presente invenzione sono definite dalle rivendicazioni dipendenti. Other technical characteristics of the present invention are defined by the dependent claims.
Preferibilmente, l’elemento di rilevamento installato sul primo ramo del dispositivo di rilevamento è un flussostato. In alternativa, l’elemento di rilevamento può essere un flussimetro. Preferably, the detection element installed on the first branch of the detection device is a flow switch. Alternatively, the detection element can be a flow meter.
Vantaggiosamente, l’elemento a valvola installato sul secondo ramo del dispositivo di rilevamento è una valvola di ritegno provvista di un elemento otturatore atto a passare dalla suddetta posizione di chiusura alla suddetta posizione di apertura quando la portata di acqua che attraversa il dispositivo di rilevamento è superiore al suddetto secondo valore di soglia ϕ2*. Ad esempio, l’elemento otturatore può essere tenuto nella suddetta posizione di chiusura da una molla dimensionata in modo da esercitare una forza elastica corrispondente al suddetto valore di soglia ϕ2*. Advantageously, the valve element installed on the second branch of the detection device is a check valve provided with a shutter element able to pass from the aforementioned closed position to the aforementioned open position when the flow of water passing through the detection device is higher than the aforementioned second threshold value ϕ2 *. For example, the shutter element can be held in the aforementioned closing position by a spring sized so as to exert an elastic force corresponding to the aforementioned threshold value ϕ2 *.
In una forma realizzativa prevista, il suddetto elemento a valvola può essere una elettrovalvola. In an envisaged embodiment, the aforementioned valve element can be a solenoid valve.
In particolare, il suddetto primo valore di soglia ϕ1* può essere compreso tra 1,2 l/min e 3 l/min. In particular, the aforementioned first threshold value ϕ1 * can be between 1.2 l / min and 3 l / min.
Vantaggiosamente, il suddetto primo valore di soglia ϕ1* può essere compreso tra 1,4 l/min e 2,2 l/min, ad esempio uguale a 1,8 l/min. Advantageously, the aforementioned first threshold value ϕ1 * can be comprised between 1.4 l / min and 2.2 l / min, for example equal to 1.8 l / min.
In una possibile forma realizzativa, il suddetto flussostato è un flussostato a comando magnetico. In a possible embodiment, the aforesaid flow switch is a magnetic control flow switch.
Preferibilmente, il suddetto flussostato è un flussostato ad effetto Hall. Preferably, the aforementioned flow switch is a Hall effect flow switch.
In alternativa, il suddetto flussostato può essere un flussostato di tipo elettromeccanico. Alternatively, the aforementioned flow switch can be an electromechanical type flow switch.
In particolare, il suddetto secondo valore di soglia ϕ2* può essere uguale, o superiore, a 4 l/min, vantaggiosamente compreso tra 4 l/min e 20 l/min. In particular, the aforesaid second threshold value ϕ2 * can be equal to or greater than 4 l / min, advantageously comprised between 4 l / min and 20 l / min.
Secondo un altro aspetto dell’invenzione, un impianto di produzione di acqua calda sanitaria comprende: According to another aspect of the invention, a domestic hot water production plant includes:
- una apparecchiatura per la produzione di una predeterminata potenza termica; - an apparatus for the production of a predetermined thermal power;
- uno scambiatore di calore configurato per scambiare calore tra una linea di riscaldamento ed una linea di alimentazione, detta linea di riscaldamento comprendendo un primo tratto che va da detta apparecchiatura per la produzione di potenza termica a detto scambiatore di calore attraversata, in uso, da un flusso di acqua ad una temperatura Tc, ed un secondo tratto che va da detto scambiatore di calore verso detta apparecchiatura per la produzione di potenza termica attraversato, in uso, da un flusso di acqua ad una temperatura Tf con Tf<Tc, detta linea di alimentazione comprendendo un primo tratto che va da una sorgente di acqua verso detto scambiatore di calore attraversato, in uso, da un flusso di acqua ad una temperatura T1, ed un secondo tratto che va da detto scambiatore di calore verso una pluralità di utenze attraversato, in uso, da un flusso di acqua ad una temperatura T2, con T2>T1; - a heat exchanger configured to exchange heat between a heating line and a supply line, said heating line comprising a first section which goes from said apparatus for the production of thermal power to said heat exchanger crossed, in use, by a flow of water at a temperature Tc, and a second stretch that goes from said heat exchanger to said apparatus for the production of thermal power, crossed, in use, by a flow of water at a temperature Tf with Tf <Tc, said line supply comprising a first section that goes from a water source to said heat exchanger crossed, in use, by a flow of water at a temperature T1, and a second section that goes from said heat exchanger to a plurality of users crossed , in use, from a flow of water at a temperature T2, with T2> T1;
- una unità di pompaggio installata su detto primo tratto di detta linea di riscaldamento e configurata per alimentare un determinato flusso di acqua verso detto scambiatore di calore; - a pumping unit installed on said first section of said heating line and configured to feed a determined flow of water towards said heat exchanger;
- un sensore di temperatura configurato per rilevare la temperatura su detto secondo tratto di detta linea di alimentazione; - a temperature sensor configured to detect the temperature on said second section of said supply line;
- una unità di controllo configurata per ricevere un segnale di temperatura da detto sensore di temperatura ed azionare, sulla base di detto segnale di temperatura ricevuto, detta unità di pompaggio per alimentare una corrispondente determinata portata di acqua a detta temperatura T2 verso detto scambiatore di calore, in modo tale da avere in corrispondenza di detto secondo tratto di detta linea di alimentazione un flusso di acqua ad un predeterminato valore di temperatura T2*; - a control unit configured to receive a temperature signal from said temperature sensor and operate, on the basis of said received temperature signal, said pumping unit to feed a corresponding determined flow rate of water at said temperature T2 towards said heat exchanger , in such a way as to have a flow of water at a predetermined temperature T2 * in correspondence with said second section of said feed line;
la cui caratteristica principale è di prevedere un dispositivo di rilevamento come sopra descritto installato tra un primo punto P1 ed un secondo punto P2 di un condotto del primo tratto della suddetta linea di alimentazione, detto condotto avendo un predeterminato diametro d*. the main feature of which is to provide a detection device as described above installed between a first point P1 and a second point P2 of a duct of the first section of the aforesaid supply line, said duct having a predetermined diameter d *.
In particolare, l’impiego del dispositivo di rilevamento, secondo il presente trovato in un impianto per la produzione di acqua calda sanitaria, consente di soddisfare sia richieste di portate modeste che richieste di portate elevate, e di garantire al tempo stesso che l’acqua calda, sia in un caso che nell’altro, sia erogata ad una predeterminata temperatura T2* desiderata. In particular, the use of the detection device, according to the present invention in a plant for the production of domestic hot water, allows to satisfy both requests for modest flow rates and requests for high flow rates, and to guarantee at the same time that the water hot, both in one case and in the other, is delivered at a predetermined desired temperature T2 *.
Preferibilmente, il suddetto scambiatore di calore è uno scambiatore di calore a piastre. Questa soluzione realizzativa per lo scambiatore di calore consente di ridurre l’ingombro rispetto ad altre soluzioni impiantistiche, in particolare rispetto ad uno scambiatore a fascio tubiero, oltre ad avere coefficienti di scambio termico elevati. Preferably, the aforementioned heat exchanger is a plate heat exchanger. This construction solution for the heat exchanger allows you to reduce the overall dimensions compared to other plant solutions, in particular compared to a shell and tube exchanger, as well as having high heat exchange coefficients.
In una possibile forma realizzativa, l’unità di pompaggio comprende una pluralità di pompe operativamente connesse a detta unità di controllo. In a possible embodiment, the pumping unit comprises a plurality of pumps operatively connected to said control unit.
In particolare, l’unità di pompaggio comprende una prima pompa ed una seconda pompa associate ad una rispettiva portata. Più in particolare, le portate delle due pompe sono diverse, in modo tale che l’unità di controllo, in funzione della richiesta di acqua, azioni l’una o l’altra pompa in modo da ottenere il suddetto valore predeterminato di temperatura T2* per il flusso di acqua calda. In particular, the pumping unit comprises a first pump and a second pump associated with a respective flow rate. More specifically, the flow rates of the two pumps are different, so that the control unit, depending on the demand for water, operates one or the other pump so as to obtain the aforementioned predetermined temperature value T2 * for hot water flow.
In alternativa, l’unità di pompaggio può prevedere un’unica pompa a portata variabile, cioè a velocità variabile, in particolare una pompa con inverter. Alternatively, the pumping unit can include a single variable displacement pump, i.e. variable speed, in particular a pump with inverter.
Secondo un ulteriore aspetto dell’invenzione, un metodo per la produzione di acqua calda sanitaria comprende le fasi di: According to a further aspect of the invention, a method for the production of domestic hot water includes the steps of:
- produzione di una predeterminata potenza termica mediante un’apparecchiatura per la produzione di potenza termica; - production of a predetermined thermal power by means of an equipment for the production of thermal power;
- riscaldamento, mediante uno scambiatore di calore, dell’acqua in transito lungo una linea di alimentazione mediante l’acqua in transito lungo una linea di riscaldamento, detta linea di riscaldamento comprendendo un primo tratto che va da detta apparecchiatura per la produzione di potenza termica a detto scambiatore di calore attraversato, in uso, da un flusso di acqua ad una temperatura Tc, ed un secondo tratto che va da detto scambiatore di calore verso detta apparecchiatura per la produzione di potenza termica attraversato, in uso, da un flusso di acqua ad una temperatura Tf con Tf<Tc, detta linea di alimentazione comprendendo un primo tratto che va da una sorgente di acqua verso detto scambiatore di calore attraversato, in uso, da un flusso di acqua ad una temperatura T1, ed un secondo tratto che va da detto scambiatore di calore verso una pluralità di utenze attraversato, in uso, da un flusso di acqua ad una temperatura T2, con T2>T1; - heating, by means of a heat exchanger, the water in transit along a supply line by means of the water in transit along a heating line, said heating line comprising a first section that goes from said apparatus for the production of thermal power to said heat exchanger crossed, in use, by a flow of water at a temperature Tc, and a second section that goes from said heat exchanger to said apparatus for the production of thermal power, crossed, in use, by a flow of water at a temperature Tf with Tf <Tc, said supply line comprising a first section that goes from a source of water to said heat exchanger crossed, in use, by a flow of water at a temperature T1, and a second section that goes from said heat exchanger to a plurality of users crossed, in use, by a flow of water at a temperature T2, with T2> T1;
- pompaggio verso detto scambiatore di calore di un determinato flusso di acqua a detta temperatura Tc mediante una unità di pompaggio installata su detto primo tratto di detta linea di riscaldamento; - pumping towards said heat exchanger of a determined flow of water at said temperature Tc by means of a pumping unit installed on said first section of said heating line;
- rilevamento della temperatura dell’acqua in corrispondenza di detto secondo tratto di detta linea di alimentazione, mediante un sensore di temperatura; - azionamento di detta unità di pompaggio da parte di una unità di controllo, detta unità di controllo essendo configurata per ricevere un segnale di temperatura da detto sensore di temperatura ed azionare, sulla base di detto segnale di temperatura ricevuto, detta unità di pompaggio per alimentare una determinata portata di acqua a detta temperatura T2 in ingresso a detto scambiatore di calore, in modo tale da avere in detto secondo tratto di detta linea di alimentazione, un flusso di acqua calda ad un predeterminato valore di temperatura T2*;; - detection of the water temperature in correspondence with said second section of said supply line, by means of a temperature sensor; - actuation of said pumping unit by a control unit, said control unit being configured to receive a temperature signal from said temperature sensor and to operate, on the basis of said received temperature signal, said pumping unit to supply a certain flow rate of water at said temperature T2 at the inlet of said heat exchanger, so as to have in said second section of said supply line, a flow of hot water at a predetermined temperature T2 *;
ed in cui è prevista una fase di rilevamento realizzata da parte di un dispositivo di rilevamento di portata installato tra un primo punto P1 ed un secondo punto P2 di un condotto posizionato nel suddetto primo tratto della linea di alimentazione ed avente un predeterminato diametro d*, detto dispositivo di rilevamento di portata comprendendo: and in which a detection step is provided, carried out by a flow detection device installed between a first point P1 and a second point P2 of a duct positioned in the aforementioned first section of the supply line and having a predetermined diameter d *, said flow detection device comprising:
- un primo ramo avente un primo diametro d1, con d1<d*, e provvisto di un elemento di rilevamento configurato per rilevare una portata superiore ad un primo predeterminato valore di soglia ϕ1* compreso tra 1 l/min e 4 l/min; - a first branch having a first diameter d1, with d1 <d *, and provided with a detection element configured to detect a flow rate higher than a first predetermined threshold value ϕ1 * between 1 l / min and 4 l / min;
- un secondo ramo avente un secondo diametro d2, con d2>d1, e collegato in parallelo al suddetto primo ramo, detto secondo ramo essendo provvisto di un elemento a valvola configurato per passare da una posizione di chiusura ad una posizione di apertura e consentire, quindi, il passaggio di acqua attraverso il secondo ramo, quando la portata che attraversa il dispositivo di rilevamento di portata è superiore ad un secondo predeterminato valore di soglia ϕ2*, con ϕ2*>ϕ1*, in modo tale che un flusso di acqua uguale, o inferiore, a detto predeterminato primo valore di soglia ϕ1* passa solo attraverso detto primo ramo, mentre un flusso di acqua superiore a detto predeterminato secondo valore di soglia ϕ2* passa anche attraverso il suddetto secondo ramo. - a second branch having a second diameter d2, with d2> d1, and connected in parallel to the aforementioned first branch, said second branch being provided with a valve element configured to pass from a closed position to an open position and allow, therefore, the passage of water through the second branch, when the flow rate passing through the flow detection device is greater than a second predetermined threshold value ϕ2 *, with ϕ2 *> ϕ1 *, so that an equal water flow or lower than said predetermined first threshold value ϕ1 * passes only through said first branch, while a flow of water higher than said predetermined second threshold value ϕ2 * also passes through said second branch.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
L’invenzione verrà ora illustrata con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui: The invention will now be illustrated with the following description of one of its embodiments, made by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings in which:
- la figura 1 mostra schematicamente una prima forma realizzativa di un dispositivo di rilevamento di portata secondo il presente trovato, in una prima configurazione di esercizio; Figure 1 schematically shows a first embodiment of a flow detection device according to the present invention, in a first operating configuration;
- la figura 2 mostra un ingrandimento del dispositivo di rilevamento di portata di figura 1, in una seconda configurazione di esercizio; Figure 2 shows an enlargement of the flow detection device of Figure 1, in a second operating configuration;
- la figura 3 mostra schematicamente una prima forma realizzativa di un possibile impianto, in particolare un impianto per la produzione di acqua calda sanitaria, nel quale può essere installato il dispositivo di rilevamento di portata di figure 1 e 2; - le figure 4 e 6 mostrano schematicamente una possibile variante dell’impianto di figura 3 per la produzione di acqua calda sanitaria nel quale può essere installato il dispositivo di rilevamento di portata, secondo l’invenzione, in due diverse configurazioni di lavoro; Figure 3 schematically shows a first embodiment of a possible plant, in particular a plant for the production of domestic hot water, in which the flow detection device of Figures 1 and 2 can be installed; - Figures 4 and 6 schematically show a possible variant of the system of Figure 3 for the production of domestic hot water in which the flow detection device according to the invention can be installed in two different working configurations;
- le figure 5 e 7 mostrano schematicamente un ingrandimento del dispositivo di rilevamento di portata, rispettivamente dell’impianto di figura 4 e dell’impianto di figura 6; - Figures 5 and 7 schematically show an enlargement of the flow detection device, respectively of the system of figure 4 and of the system of figure 6;
- la figura 8 mostra un’altra variante prevista dal presente trovato per l’impianto di figura 3; - figure 8 shows another variant provided by the present invention for the plant of figure 3;
- la figura 9 mostra un ingrandimento del dispositivo di rilevamento di portata e del relativo circuito di ricircolo dell’impianto di figura 8; - figure 9 shows an enlargement of the flow rate detection device and the relative recirculation circuit of the system in figure 8;
- le figure 10A e 10B mostrano schematicamente in viste longitudinali ed in due diverse configurazioni di esercizio, una possibile forma realizzativa per il flussostato del quale è provvisto il dispositivo di rilevamento di portata, secondo il presente trovato. Figures 10A and 10B schematically show in longitudinal views and in two different operating configurations, a possible embodiment for the flow switch with which the flow detection device according to the present invention is provided.
Descrizione dettagliata di alcune forme realizzative Come mostrato schematicamente in figura 1, un dispositivo di rilevamento di portata 40, secondo il presente trovato, è configurato per essere installato tra un primo punto P1 ed un secondo punto P2 di un condotto 31, in particolare di un impianto idraulico, avente un predeterminato diametro d*. Più precisamente, secondo quanto previsto dal presente trovato, il dispositivo di rilevamento di portata 40 prevede un primo ramo 41 avente un primo diametro d1<d*, e provvisto di un elemento di rilevamento 45 configurato per rilevare una portata superiore ad un primo valore di soglia ϕ1* compreso tra 1 l/min e 4 l/min. Inoltre, il dispositivo di rilevamento di portata 40 prevede un secondo ramo 42 avente un secondo diametro d2, con d2>d1, e collegato in parallelo al suddetto primo ramo 41 e provvisto di un elemento a valvola 43 configurato per passare da una posizione di chiusura ad una posizione di apertura e consentire, quindi, il passaggio di acqua attraverso il secondo ramo 42, quando il flusso di acqua che attraversa il dispositivo di rilevamento di portata 40, ossia la portata di acqua calda richiesta, è superiore ad un predeterminato secondo valore di soglia ϕ2*, con ϕ2*>ϕ1*, ad esempio ϕ2* può essere uguale, o superiore a 4 l/min, vantaggiosamente compreso tra 4 l/min e 20 l/min. Più precisamente, i punti di “innesto” P1 e P2 del condotto 31, in corrispondenza dei quali il dispositivo di rilevamento di portata 40 viene installato sono, rispettivamente, a monte e a valle dei punti di intersezione P1’ e P2’ dei rami 41 e 42. Il dispositivo di rilevamento di portata 40 è in grado di rilevare sia una richiesta di una bassa portata di acqua, in particolare compresa tra circa 1 l/min e circa 4 l/min, che portate molto superiori, ad esempio fino a circa 400-500 l/min, in un impianto idraulico. Più in dettaglio, il suddetto dispositivo di rilevamento di portata 40, secondo l’invenzione, è in grado di rilevare sia una richiesta di una bassa portata di acqua, in particolare compresa tra circa 1 l/min e circa 4 l/min, che portate molto superiori, ad esempio fino a circa 500-1000 l/min, dell’impianto idraulico nel quale è installato. In particolare, se la richiesta di acqua che viene fatta all’impianto nel quale è installato il dispositivo di rilevamento di portata 40, è compresa tra il primo ed il secondo valore di soglia, vale a dire se ϕ1*<ϕ<ϕ2*, l’elemento a valvola 43 rimane nella posizione chiusa ed il flusso di acqua attraversa il solo primo ramo 41, in corrispondenza del quale attraversa l’elemento di rilevamento 45. In questo caso, l’elemento di rilevamento 45 invia un segnale ad una unità di controllo 300 alla quale è, vantaggiosamente, operativamente connesso. Detailed description of some embodiments As shown schematically in Figure 1, a flow detection device 40, according to the present invention, is configured to be installed between a first point P1 and a second point P2 of a duct 31, in particular of a hydraulic system, having a predetermined diameter d *. More precisely, according to the provisions of the present invention, the flow rate detection device 40 provides a first branch 41 having a first diameter d1 <d *, and provided with a detection element 45 configured to detect a flow rate greater than a first value of threshold ϕ1 * between 1 l / min and 4 l / min. Furthermore, the flow detection device 40 provides a second branch 42 having a second diameter d2, with d2> d1, and connected in parallel to the aforementioned first branch 41 and provided with a valve element 43 configured to pass from a closed position to an open position and therefore allow the passage of water through the second branch 42, when the flow of water that passes through the flow detection device 40, i.e. the flow rate of hot water required, is greater than a predetermined second value threshold ϕ2 *, with ϕ2 *> ϕ1 *, for example ϕ2 * can be equal to or greater than 4 l / min, advantageously between 4 l / min and 20 l / min. More precisely, the "coupling" points P1 and P2 of the duct 31, in correspondence with which the flow detection device 40 is installed, are respectively upstream and downstream of the intersection points P1 'and P2' of the branches 41 and 42. The flow detection device 40 is able to detect both a request for a low water flow rate, in particular between about 1 l / min and about 4 l / min, and much higher flow rates, for example up to about 400-500 l / min, in a hydraulic system. More in detail, the aforementioned flow rate detection device 40, according to the invention, is capable of detecting both a request for a low water flow rate, in particular between about 1 l / min and about 4 l / min, and much higher flow rates, for example up to about 500-1000 l / min, of the hydraulic system in which it is installed. In particular, if the request for water that is made to the system in which the flow detection device 40 is installed is between the first and the second threshold value, i.e. if ϕ1 * <ϕ <ϕ2 *, the valve element 43 remains in the closed position and the water flow only passes through the first branch 41, at which it passes through the sensing element 45. In this case, the sensing element 45 sends a signal to a unit control 300 to which it is advantageously operationally connected.
Invece, se, come schematicamente illustrato in figura 2, la portata di acqua richiesta all’impianto 100, ossia se la portata che attraversa il dispositivo di rilevamento di portata 40, è superiore al secondo valore di soglia ϕ2*, e, quindi, se le utenze dell’impianto 100 aperte sono molte, il flusso di acqua è in grado di causare il passaggio dell’elemento a valvola 43 dalla posizione di chiusura alla posizione di apertura. Di conseguenza, il flusso di acqua attraversa anche il secondo ramo 42 del dispositivo di rilevamento di portata 40. Il dispositivo di rilevamento di portata 40, secondo il presente trovato, pertanto, consente di superare la bassa “sensibilità” alle modeste richieste di acqua, riscontrata negli impianti idraulici dimensionati per alte portate, provvisti di tubazioni di diametri elevati, superiori anche a 4-5 pollici. On the other hand, if, as schematically illustrated in Figure 2, the flow rate of water required by the system 100, that is, if the flow rate that passes through the flow detection device 40, is higher than the second threshold value ϕ2 *, and, therefore, if there are many open users of the system 100, the flow of water is able to cause the passage of the valve element 43 from the closed position to the open position. Consequently, the flow of water also passes through the second branch 42 of the flow detection device 40. The flow detection device 40, according to the present invention, therefore, allows to overcome the low "sensitivity" to modest requests for water, found in hydraulic systems designed for high flow rates, equipped with pipes of large diameters, even greater than 4-5 inches.
In una forma realizzativa del trovato l’elemento di rilevamento 45 può essere configurato in modo da avere un valore minimo di attivazione. Più precisamente, in caso di portate inferiori al suddetto valore minimo di attivazione, ad esempio inferiore ad 1 l/min, il dispositivo di rilevamento di portata 40 non invia alcun segnale all’unità di controllo 300. In questo modo si evita che l’impianto 1 possa avviare l’unità di pompaggio 70 in caso di piccole perdite che possono verificarsi lungo la linea e non di una reale richiesta di acqua da parte delle utenze 250. In one embodiment of the invention, the detection element 45 can be configured so as to have a minimum activation value. More precisely, in case of flow rates lower than the aforementioned minimum activation value, for example lower than 1 l / min, the flow detection device 40 does not send any signal to the control unit 300. In this way it is avoided that the system 1 can start the pumping unit 70 in the event of small leaks that may occur along the line and not of a real demand for water by the users 250.
In figura 3 è schematicamente illustrato, a titolo di esempio, un possibile impianto idraulico 100, nello specifico si tratta di un impianto per la produzione di acqua calda sanitaria, nel quale può essere installato il dispositivo di rilevamento di portata 40 secondo il presente trovato. A tal proposito è, comunque, opportuno precisare che il dispositivo di rilevamento di portata 40, secondo l’invenzione, può essere installato, con analoghi vantaggi, in un qualunque impianto idraulico dimensionato per portate elevate ad esempio superiori ai 500 l/min, che debba però soddisfare anche richieste di basse portate di acqua. Figure 3 schematically illustrates, by way of example, a possible hydraulic system 100, specifically a system for the production of domestic hot water, in which the flow detection device 40 according to the present invention can be installed. In this regard, however, it is appropriate to specify that the flow detection device 40, according to the invention, can be installed, with similar advantages, in any hydraulic system designed for high flow rates, for example above 500 l / min, which however, it must also satisfy requests for low water flow rates.
L’impianto 100 prevede, in particolare, una linea di alimentazione 30 configurata per alimentare un flusso di acqua solo in una prima direzione 101, e precisamente dalla rete idrica, o altra sorgente di acqua, 200, verso una pluralità di utenze 250. Più precisamente, la linea di alimentazione 30 prevede un primo tratto 30a che va da una sorgente di acqua fredda 200, ad una temperatura T1, ad uno scambiatore di calore 60, ed un secondo tratto 30b che va dallo scambiatore di calore 60 alle utenze 250. Più in particolare, il flusso di acqua 63 proveniente dal primo tratto 30a e che entra nello scambiatore di calore 60, si trova alla suddetta temperatura T1. Dalla temperatura T1, il flusso di acqua 63 viene riscaldato fino all’interno dello scambiatore di calore 60 fino ad una temperatura T2, con T2>T1, producendo il flusso di acqua 64 che viene immesso nel secondo tratto 30b della linea di alimentazione 30 per essere erogato verso le utenze 250. Per quanto si parli genericamente di “acqua fredda”, come noto ad un tecnico del settore di riferimento, con tale espressione si intende l’acqua alla temperatura ambiente T1. Questa, in base alla stagione, e alla posizione geografica dove l’impianto 100 viene installato può variare anche di diversi °C, ma ai fini del presente trovato si intende T1 compresa tra 0°C e circa 30 °C. The plant 100 provides, in particular, a supply line 30 configured to supply a flow of water only in a first direction 101, and more precisely from the water network, or other source of water, 200, towards a plurality of users 250. More precisely, the supply line 30 provides a first section 30a which goes from a source of cold water 200, at a temperature T1, to a heat exchanger 60, and a second section 30b which goes from the heat exchanger 60 to the users 250. More specifically, the flow of water 63 coming from the first section 30a and entering the heat exchanger 60 is at the aforementioned temperature T1. From temperature T1, the flow of water 63 is heated up inside the heat exchanger 60 up to a temperature T2, with T2> T1, producing the flow of water 64 which is introduced into the second section 30b of the supply line 30 for be supplied to users 250. Although we speak generically of "cold water", as known to a technician in the reference sector, this expression means water at room temperature T1. This, depending on the season, and the geographical position where the system 100 is installed can vary even by several ° C, but for the purposes of the present invention, T1 is understood to be between 0 ° C and about 30 ° C.
L’impianto 100 prevede, inoltre, un’apparecchiatura 50 per la produzione di una predeterminata potenza termica, ad esempio una caldaia, oppure almeno un pannello solare termico, o ancora almeno un termo-camino, schematicamente indicata in figura 3 con un blocco rettangolare, e utilizzata per fornire la potenza termica necessaria per riscaldare un flusso di acqua da una temperatura Tf ad una temperatura Tc. Più precisamente, l’impianto 100 prevede uno scambiatore di calore 60, preferibilmente uno scambiatore di calore a piastre, configurato per riscaldare l’acqua che circola nel primo tratto 30a della linea di alimentazione 30 dalla temperatura T1 alla temperatura T2 sfruttando la potenza termica di una linea di riscaldamento 20, in particolare configurata in modo tale da essere attraversata da un flusso di acqua in una predeterminata seconda direzione 102. Più in particolare, la linea di riscaldamento 20 prevede un primo tratto 20a che va dalla suddetta apparecchiatura 50 per la produzione di potenza termica, verso uno scambiatore di calore 60, attraversata, in uso, da un flusso di acqua ad una temperatura Tc, ad esempio compresa tra 45°C e circa 100°C, ed un secondo tratto 20b che va dallo scambiatore di calore 60 verso l’apparecchiatura 50, all’interno del quale scorre un flusso di acqua 62 ad una temperatura Tf, con Tf<Tc, per aver ceduto calore alla linea di alimentazione 30. The plant 100 also provides an apparatus 50 for the production of a predetermined thermal power, for example a boiler, or at least a solar thermal panel, or at least a thermo-chimney, schematically indicated in figure 3 with a rectangular block , and used to provide the thermal power needed to heat a flow of water from a temperature Tf to a temperature Tc. More precisely, the plant 100 provides a heat exchanger 60, preferably a plate heat exchanger, configured to heat the water circulating in the first section 30a of the supply line 30 from temperature T1 to temperature T2 by exploiting the thermal power of a heating line 20, in particular configured in such a way as to be crossed by a flow of water in a predetermined second direction 102. More particularly, the heating line 20 provides a first section 20a which goes from the aforementioned apparatus 50 for the production of thermal power, towards a heat exchanger 60, crossed, in use, by a flow of water at a temperature Tc, for example between 45 ° C and about 100 ° C, and a second section 20b which goes from the heat exchanger 60 towards the apparatus 50, inside which flows a flow of water 62 at a temperature Tf, with Tf <Tc, due to having transferred heat to the supply line 30.
Più precisamente, il flusso di acqua fredda 63 proveniente dal primo tratto 30a della linea di alimentazione 30 entra nello scambiatore di calore 60 dove viene riscaldato dalla temperatura di ingresso T1 alla temperatura di uscita T2, dal flusso di acqua calda 61 proveniente dal primo tratto 20a della linea di riscaldamento 20, e che, a sua volta, passa dalla temperatura di ingresso Tc alla quale entra nello scambiatore di calore 60, alla temperatura di uscita Tf. Successivamente, il flusso di acqua 62 alla temperatura Tf in uscita dallo scambiatore 60 torna all’apparecchiatura 50 per essere nuovamente riscaldata fino alla temperatura Tc. L’impianto 100 è, inoltre, provvisto di una unità di pompaggio 70 installata lungo la linea di riscaldamento 20, a valle dell’apparecchiatura 50 per la produzione di potenza termica, ma a monte dello scambiatore di calore 60, ed è configurata per alimentare un determinato flusso ϕ di acqua calda, ossia alla temperatura Tc, verso lo scambiatore di calore 60. Nell’esempio di figura 3, l’unità di pompaggio 70 prevede un’unica pompa 70 associata ad una rispettiva valvola di ritegno 71 montata sull’aspirazione. In questo caso, come sarà descritto nel dettaglio più avanti, l’unità di pompaggio 70, ad esempio una pompa con inverter a giri variabili, è in grado di variare la portata in base alle condizioni di esercizio richieste. More precisely, the cold water flow 63 coming from the first section 30a of the supply line 30 enters the heat exchanger 60 where it is heated from the inlet temperature T1 to the outlet temperature T2, by the hot water flow 61 coming from the first section 20a of the heating line 20, and which, in turn, passes from the inlet temperature Tc at which it enters the heat exchanger 60, to the outlet temperature Tf. Subsequently, the flow of water 62 at the temperature Tf leaving the exchanger 60 returns to the equipment 50 to be heated again up to the temperature Tc. The plant 100 is also provided with a pumping unit 70 installed along the heating line 20, downstream of the apparatus 50 for the production of thermal power, but upstream of the heat exchanger 60, and is configured to supply a determined flow ϕ of hot water, ie at the temperature Tc, towards the heat exchanger 60. In the example of Figure 3, the pumping unit 70 provides for a single pump 70 associated with a respective check valve 71 mounted on the aspiration. In this case, as will be described in detail below, the pumping unit 70, for example a pump with variable speed inverter, is able to vary the flow rate based on the required operating conditions.
Per quanto in figura 3, l’apparecchiatura 50 sia rappresentata direttamente collegata alla linea di riscaldamento 20 dell’impianto 100, è anche prevista la possibilità, illustrata schematicamente nelle figure 4, 6 e 8, che l’impianto 100 sia provvisto di un accumulatore inerziale 55, ossia di un serbatoio di accumulo dell’acqua calda termicamente isolato, tramite il quale l’apparecchiatura 50 viene collegata alla linea di riscaldamento 20. In particolare, la presenza dell’accumulatore inerziale 55 assicura di poter erogare l’acqua calda anche quando l’apparecchiatura 50 non lavora, si pensi, in particolare, al caso in cui vengano impiegati pannelli solari. Although in figure 3, the apparatus 50 is shown directly connected to the heating line 20 of the system 100, the possibility is also provided, schematically illustrated in figures 4, 6 and 8, that the system 100 is provided with an accumulator 55, ie a thermally insulated hot water storage tank, through which the equipment 50 is connected to the heating line 20. In particular, the presence of the inertial accumulator 55 ensures that hot water can also be supplied when the apparatus 50 is not working, think, in particular, of the case in which solar panels are used.
L’impianto 100 prevede, inoltre, un sensore di temperatura 80 configurato per rilevare la temperatura sulla linea di riscaldamento 20 a valle dello scambiatore di calore 60, ed inviare un corrispondente segnale di temperatura ad una unità di controllo 300. Questa è, in particolare, configurata per ricevere il suddetto segnale di temperatura dal sensore di temperatura 80 ed azionare, sulla base dello stesso, l’unità di pompaggio 70 perché alimenti una corrispondente determinata portata di acqua calda allo scambiatore di calore 60. The plant 100 also provides for a temperature sensor 80 configured to detect the temperature on the heating line 20 downstream of the heat exchanger 60, and to send a corresponding temperature signal to a control unit 300. This is, in particular , configured to receive the aforementioned temperature signal from the temperature sensor 80 and operate, on the basis of the same, the pumping unit 70 to feed a corresponding predetermined flow of hot water to the heat exchanger 60.
In questo modo, in uscita dallo scambiatore di calore 60, lungo la linea di alimentazione 30, si ottiene la portata di acqua ad un predeterminato valore di temperatura T2*, normalmente compreso tra 45 °C e 48 °C. In this way, at the outlet from the heat exchanger 60, along the supply line 30, the flow of water is obtained at a predetermined temperature value T2 *, normally between 45 ° C and 48 ° C.
Secondo quanto previsto dal presente trovato, lungo la linea di alimentazione 30, a monte del suddetto scambiatore di calore 60, è installato un dispositivo di rilevamento di portata 40 in grado di rilevare sia una richiesta di una bassa portata di acqua calda sanitaria, in particolare compresa tra circa 1 l/min e circa 4 l/min, che portate molto superiori, ad esempio fino a circa 400-500 l/min, ma anche portate superiori, per le quali l’impianto 100 è dimensionato. Più precisamente, secondo quanto previsto dal presente trovato, come sopra anticipato con riferimento alle figure 1 e 2, il dispositivo di rilevamento di portata 40 prevede un primo ramo 41 provvisto di un elemento di rilevamento 45 configurato per rilevare una portata superiore ad un primo valore di soglia ϕ1* compreso tra 1 l/min e 4 l/min. Il dispositivo di rilevamento di portata 40 prevede, poi, un secondo ramo 42 collegato in parallelo al suddetto primo ramo 41 e provvisto di un elemento a valvola 43 configurato per passare da una posizione di chiusura ad una posizione di apertura e consentire, quindi, il passaggio di acqua attraverso il secondo ramo 42, quando il flusso di acqua che attraversa il dispositivo di rilevamento di portata 40, ossia la portata di acqua calda richiesta, è superiore ad un predeterminato secondo valore di soglia ϕ2*, con ϕ2*>ϕ1*, ad esempio ϕ2* può essere compreso tra 10 l/min e 50 l/min, vantaggiosamente compreso tra 20 l/min e 40 l/min. In questo modo, se la richiesta di acqua calda sanitaria, ossia la portata di acqua fredda che attraversa il dispositivo di rilevamento di portata 40, è compresa tra il primo ed il secondo valore di soglia, vale a dire se ϕ1*<ϕ<ϕ2*, il elemento a valvola 43 rimane nella posizione chiusa e la portata di acqua fredda attraversa il solo primo ramo 41, in corrispondenza del quale attraversa l’elemento di rilevamento 45 per poi passare attraverso lo scambiatore di calore 60. In questo caso, l’elemento di rilevamento 45 invia un segnale all’unità di controllo 300, la quale aziona l’unità di pompaggio 70 in modo tale da avere una bassa portata di acqua calda in ingresso allo scambiatore di calore 60. La situazione sopra descritta è illustrata schematicamente in figura 5. According to the provisions of the present invention, along the supply line 30, upstream of the aforementioned heat exchanger 60, there is installed a flow detection device 40 capable of detecting both a request for a low flow rate of domestic hot water, in particular between about 1 l / min and about 4 l / min, which have much higher flow rates, for example up to about 400-500 l / min, but also higher flow rates, for which the system 100 is designed. More precisely, according to the provisions of the present invention, as anticipated above with reference to Figures 1 and 2, the flow detection device 40 provides a first branch 41 provided with a detection element 45 configured to detect a flow rate greater than a first value threshold ϕ1 * between 1 l / min and 4 l / min. The flow detection device 40 then provides a second branch 42 connected in parallel to the aforementioned first branch 41 and provided with a valve element 43 configured to pass from a closed position to an open position and therefore allow the passage of water through the second branch 42, when the flow of water passing through the flow detection device 40, that is the flow rate of hot water required, is higher than a predetermined second threshold value ϕ2 *, with ϕ2 *> ϕ1 * , for example ϕ2 * can be between 10 l / min and 50 l / min, advantageously between 20 l / min and 40 l / min. In this way, if the request for domestic hot water, i.e. the flow of cold water that passes through the flow detection device 40, is between the first and second threshold value, that is to say if ϕ1 * <ϕ <ϕ2 *, the valve element 43 remains in the closed position and the flow of cold water only passes through the first branch 41, at which it passes through the sensing element 45 and then passes through the heat exchanger 60. In this case, the The detection element 45 sends a signal to the control unit 300, which activates the pumping unit 70 in such a way as to have a low flow rate of hot water entering the heat exchanger 60. The situation described above is schematically illustrated in figure 5.
Invece, come schematicamente illustrato in figura 6, se la portata di acqua calda richiesta all’impianto, ossia se la portata che attraversa il dispositivo di rilevamento di portata 40, è superiore al secondo valore di soglia ϕ2*, e, quindi, se le utenze dell’impianto 100 aperte sono molte, il flusso di acqua in transito nel primo tratto 30a della linea di alimentazione 30 è in grado di causare il passaggio dell’elemento a valvola 43 dalla posizione di chiusura alla posizione di apertura. Di conseguenza, il flusso di acqua attraversa anche il secondo ramo 42 del dispositivo di rilevamento di portata 40 per poi entrare nello scambiatore di calore 60. Poiché all’interno dello scambiatore di calore 60 la portata di acqua fredda, in questo caso, è elevata, per avere un flusso di acqua calda alla suddetta predeterminata temperatura T2* a valle dello scambiatore di calore 60, in particolare in corrispondenza della posizione nella quale è posizionato il sensore di temperatura 80, l’unità di controllo 300 comanda all’unità di pompaggio 70 di aumentare la portata di acqua calda fino a quando la temperatura letta dal sensore di temperatura 80 ed inviata all’unità di controllo 300 non raggiunge il suddetto predeterminato valore T2*. On the other hand, as schematically illustrated in figure 6, if the flow rate of hot water required by the system, that is, if the flow rate that passes through the flow detection device 40, is higher than the second threshold value ϕ2 *, and, therefore, if the There are many open users of the system 100, the flow of water in transit in the first section 30a of the supply line 30 is capable of causing the valve element 43 to pass from the closed position to the open position. Consequently, the flow of water also passes through the second branch 42 of the flow detection device 40 and then enters the heat exchanger 60. Since inside the heat exchanger 60 the flow of cold water, in this case, is high , in order to have a flow of hot water at the aforementioned predetermined temperature T2 * downstream of the heat exchanger 60, in particular in correspondence with the position in which the temperature sensor 80 is positioned, the control unit 300 commands the pumping unit 70 to increase the flow rate of hot water until the temperature read by the temperature sensor 80 and sent to the control unit 300 reaches the aforementioned predetermined value T2 *.
Più precisamente, se l’unità di pompaggio 70 è provvista di un’unica pompa, in particolare una pompa a velocità variabile, preferibilmente con inverter, l’unità di controllo 300 comanda un aumento della velocità della pompa, ossia del numero di giri della stessa, che in questo caso sarà opportunamente dimensionata. More precisely, if the pumping unit 70 is equipped with a single pump, in particular a variable speed pump, preferably with an inverter, the control unit 300 commands an increase in the speed of the pump, i.e. the number of revolutions of the itself, which in this case will be suitably sized.
In una possibile forma realizzativa dell’invenzione, come illustrato nell’esempio di figure 4 e 5, l’unità di pompaggio 70 può comprendere 2, o più pompe 70a, 70b, in particolare a velocità variabile, vantaggiosamente con inverter, ed associata ad una rispettiva valvola di ritegno 71a, 71b, montata sull’aspirazione della stessa. In questo caso, se la richiesta di acqua è modesta, ossia se il flusso di acqua attraversa il solo condotto 41 provvisto dell’elemento di rilevamento 45, l’unità di controllo 300 aziona la sola pompa 70b, cioè quella con portata più bassa, impostandone la velocità, ossia il numero di giri, in modo tale che la temperatura rilevata dal sensore di temperatura 80 sia uguale, entro una predeterminata tolleranza, al suddetto valore predeterminato T2* (figura 4). Se la richiesta di acqua è elevata, o comunque superiore al secondo valore di soglia ϕ2*, che causa il passaggio del elemento a valvola 43 dalla posizione di chiusura alla posizione di apertura e, pertanto, il flusso di acqua che attraversa il dispositivo di rilevamento di portata 40, attraversa anche il secondo ramo 42, l’unità di controllo 300 aziona inizialmente la pompa 70b con portata minore, ma, rispetto al caso precedente, imposta un numero di giri più alto. Se giunti al numero massimo di giri della pompa 70b, la temperatura rilevata dal sensore 80 inizia a diminuire, ossia se la portata alimentata mediante la sola pompa 70b, non è sufficiente, l’unità di controllo 300 aziona la pompa 70a con portata maggiore e spegne la pompa 70b (figura 7). Se, anche in questo caso, giunti al numero massimo di giri possibile per la pompa 70a, la temperatura rilevata dal sensore 80 è inferiore al valore T2*, e cioè se la richiesta di acqua calda sanitaria è molto alta, l’unità di controllo 300 aziona entrambe le pompe 70a e 70b, impostando un determinato numero di giri per ciascuna di esse. A tal proposito è opportuno precisare che l’unità di pompaggio 70 sarà dimensionata, in modo da soddisfare la massima richiesta possibile di acqua dell’impianto 100, o anche sovradimensionata rispetto ad essa, in modo da garantire l’erogazione di acqua calda alla temperatura T2* anche nel caso in cui tutte le utenze 250 vengano aperte. In a possible embodiment of the invention, as illustrated in the example of Figures 4 and 5, the pumping unit 70 can comprise 2, or more pumps 70a, 70b, in particular at variable speed, advantageously with inverter, and associated with a respective check valve 71a, 71b, mounted on the intake thereof. In this case, if the water demand is modest, i.e. if the water flow only passes through the duct 41 provided with the sensing element 45, the control unit 300 activates only the pump 70b, i.e. the one with the lowest flow rate, setting its speed, ie the number of revolutions, so that the temperature detected by the temperature sensor 80 is equal, within a predetermined tolerance, to the aforesaid predetermined value T2 * (Figure 4). If the demand for water is high, or in any case higher than the second threshold value ϕ2 *, which causes the valve element 43 to pass from the closed position to the open position and, therefore, the flow of water through the detection device of flow rate 40, also passes through the second branch 42, the control unit 300 initially activates the pump 70b with a lower flow rate, but, with respect to the previous case, it sets a higher number of revolutions. If at the maximum number of revolutions of the pump 70b, the temperature detected by the sensor 80 begins to decrease, i.e. if the flow supplied by the pump 70b alone is not sufficient, the control unit 300 activates the pump 70a with a higher flow rate and switches off pump 70b (figure 7). If, also in this case, once the maximum possible number of revolutions for the pump 70a is reached, the temperature detected by the sensor 80 is lower than the T2 * value, that is, if the demand for domestic hot water is very high, the control unit 300 drives both pumps 70a and 70b, setting a certain number of revolutions for each of them. In this regard, it is appropriate to specify that the pumping unit 70 will be sized, in order to satisfy the maximum possible water demand of the system 100, or even oversized with respect to it, in order to guarantee the supply of hot water at the temperature T2 * even if all 250 users are opened.
In figura 8 è schematicamente illustrata un’ulteriore variante dell’impianto 100, secondo l’invenzione. In questo caso, la linea di alimentazione 30 prevede anche un terzo tratto 30c atto a connettere un punto P3 del secondo tratto 30b, a valle dello scambiatore di calore 60, con un punto P4 del primo tratto 30a a monte dello scambiatore di calore 60 e, vantaggiosamente, a valle del dispositivo di rilevamento di portata 40. In particolare, è prevista una pompa di ricircolo 70c atta a realizzare il passaggio di una quota del flusso di acqua calda in transito lungo il tratto 30b verso il tratto 30a e quindi verso lo scambiatore di calore 60. Figure 8 schematically illustrates a further variant of the system 100, according to the invention. In this case, the supply line 30 also provides a third section 30c adapted to connect a point P3 of the second section 30b, downstream of the heat exchanger 60, with a point P4 of the first section 30a upstream of the heat exchanger 60 and , advantageously, downstream of the flow rate detection device 40. In particular, a recirculation pump 70c is provided which is suitable for carrying out the passage of a portion of the flow of hot water in transit along the section 30b towards the section 30a and therefore towards the heat exchanger 60.
In questo modo si realizza un “anello caldo” per velocizzare, in particolare in fase di avvio, l’arrivo dell’acqua calda alle utenze 250. In this way, a "hot ring" is created to speed up the arrival of hot water to the users 250, especially in the start-up phase.
Più precisamente, il terzo tratto 30c, come mostrato nelle figure 8 e 9, è provvisto di un sensore di temperatura 85, in particolare a valle del dispositivo di rilevamento di portata 40, ed invia un relativo segnale di temperatura all’unità di controllo 300. Il terzo tratto 30c, a valle del sensore di temperatura 85, può essere vantaggiosamente anche provvisto di una valvola di ritegno 48 a valle della pompa 70c. More precisely, the third section 30c, as shown in Figures 8 and 9, is provided with a temperature sensor 85, in particular downstream of the flow detection device 40, and sends a relative temperature signal to the control unit 300 The third section 30c, downstream of the temperature sensor 85, can advantageously also be provided with a check valve 48 downstream of the pump 70c.
In questo modo, grazie al sensore di temperatura 85 è possibile avere anche un dato relativo alla temperatura dell’acqua in transito lungo la linea di alimentazione 30, ma a monte dello scambiatore di calore 60 e, pertanto, ottimizzare ulteriormente la gestione dell’impianto 100 da parte dell’unità di controllo 300. In this way, thanks to the temperature sensor 85 it is also possible to have a data relating to the temperature of the water in transit along the supply line 30, but upstream of the heat exchanger 60 and, therefore, to further optimize the management of the system. 100 by the control unit 300.
In tutti gli esempi dell’impianto 100 sopra descritti con riferimento alle figure dalla 1 alla 9, si è fatto genericamente riferimento ad un elemento di rilevamento 45 e ad un elemento a valvola 43. Per quanto riguarda l’elemento a valvola 43, questo può essere vantaggiosamente una valvola di ritegno, in alternativa una elettrovalvola. In all the examples of the system 100 described above with reference to Figures 1 to 9, reference has been made generically to a detection element 45 and to a valve element 43. As regards the valve element 43, this can advantageously be a check valve, alternatively a solenoid valve.
In una forma realizzativa preferita, l’elemento di rilevamento 45 può essere un flussostato. In particolare, il flussostato 45 può essere di tipo elettro-meccanico, oppure di tipo magnetico, preferibilmente del tipo ad effetto Hall. In una variante prevista, l’elemento di rilevamento 45 può essere un flussimetro. In a preferred embodiment, the detection element 45 can be a flow switch. In particular, the flow switch 45 can be of the electro-mechanical type, or of the magnetic type, preferably of the Hall effect type. In a variant provided, the detection element 45 can be a flow meter.
Un esempio di un flussostato 45 ad effetto Hall adottabile nel dispositivo di rilevamento di portata 40, secondo il trovato, è schematicamente illustrato nelle figure 10A e 10B. Più in dettaglio, il flussostato 45 prevede un corpo cavo principale 144 provvisto di un prima apertura 144a e di una seconda apertura 144b connesse, in uso, ad un condotto di ingresso 147a e ad un condotto di uscita 147b. Il corpo cavo principale 144 è, inoltre, provvisto di una terza apertura 144c in corrispondenza della quale, in uso, è atto ad impegnarsi ad un corpo cavo secondario 146. All’interno del corpo cavo principale 144 è montato scorrevole un elemento cursore 145 avente una porzione di estremità 145a montata scorrevole, in maniera guidata, all’interno del corpo cavo secondario 146. Esternamente al corpo cavo secondario 146 è previsto un sensore ad effetto Hall, o altro sensore di presenza, 142, ad esempio impegnato alla superficie esterna del corpo cavo secondario 146 mediante un supporto 143. In particolare, il sensore 142 è configurato per rilevare la porzione in materiale magnetico 141 dell’elemento cursore 145 entro un determinato raggio d’azione. L’elemento cursore 145 è, poi, tenuto in una posizione di riposo mediante un elemento elastico 148. An example of a Hall effect flow switch 45 which can be adopted in the flow detection device 40, according to the invention, is schematically illustrated in Figures 10A and 10B. More in detail, the flow switch 45 provides a main hollow body 144 provided with a first opening 144a and a second opening 144b connected, in use, to an inlet conduit 147a and an outlet conduit 147b. The main hollow body 144 is also provided with a third opening 144c in correspondence with which, in use, it is adapted to engage with a secondary hollow body 146. Inside the main hollow body 144 a slider element 145 is slidably mounted having an end portion 145a mounted slidingly, in a guided manner, inside the secondary hollow body 146. Outside the secondary hollow body 146 there is a Hall effect sensor, or other presence sensor, 142, for example engaged to the external surface of the secondary hollow body 146 by means of a support 143. In particular, the sensor 142 is configured to detect the portion made of magnetic material 141 of the slider element 145 within a determined range of action. The slider element 145 is then held in a rest position by an elastic element 148.
Più precisamente, fino a quando non c’è richiesta di acqua calda sanitaria all’impianto, ossia fino a quando la portata nel dispositivo di rilevamento di portata 40, e, quindi, la pressione dell’acqua all’interno del corpo cavo principale 144, non raggiunge il suddetto valore di soglia ϕ1*, ad esempio almeno 1,8 l/min, corrispondente all’incirca all’apertura di un’utenza 250, il flussostato 45 rimane nella condizione schematicamente illustrata in figura 8A, e pertanto il sensore di presenza 142, ad esempio ad effetto Hall, non invia alcun segnale all’unità di controllo 300 in quanto la porzione magnetica 141 è fuori dal suo raggio d’azione. Quando, invece, viene aperta almeno un’utenza 250 e, quindi, il valore della portata dell’acqua è pari, o superiore, al suddetto valore di soglia ϕ1*, la pressione dell’acqua spinge l’elemento cursore 145 vincendo la forza elastica di una molla 148 e portando la porzione dell’elemento cursore 145 provvista del magnete 141 nel raggio d’azione del sensore 142. Di conseguenza, questo invia un corrispondente segnale all’unità di controllo 300, la quale aziona l’unità di pompaggio 70 per soddisfare la richiesta di acqua calda sanitaria all’impianto 100 con la modalità sopra descritta nel dettaglio. More precisely, as long as there is no request for domestic hot water from the system, i.e. until the flow rate in the flow detection device 40, and, therefore, the water pressure inside the main hollow body 144 , does not reach the aforementioned threshold value ϕ1 *, for example at least 1.8 l / min, corresponding approximately to the opening of a user 250, the flow switch 45 remains in the condition schematically illustrated in figure 8A, and therefore the sensor presence 142, for example with a Hall effect, does not send any signal to the control unit 300 since the magnetic portion 141 is out of its range of action. When, on the other hand, at least one user 250 is opened and, therefore, the value of the water flow rate is equal to or greater than the aforementioned threshold value ϕ1 *, the water pressure pushes the slider element 145 overcoming the force elastic of a spring 148 and bringing the portion of the slider element 145 provided with the magnet 141 within the range of action of the sensor 142. Consequently, this sends a corresponding signal to the control unit 300, which actuates the pumping unit 70 to satisfy the request for domestic hot water to the system 100 in the manner described above in detail.
Secondo quanto previsto dal presente trovato, il condotto di ingresso ed il condotto di uscita 147a e 147b sono vantaggiosamente realizzati in rame, mentre il corpo cavo principale 144 ed il corpo cavo secondario sono preferibilmente realizzati in ottone. According to the present invention, the inlet conduit and the outlet conduit 147a and 147b are advantageously made of copper, while the main hollow body 144 and the secondary hollow body are preferably made of brass.
L’impianto 100, secondo il trovato, è stato schematicamente illustrato nelle figure 3, 4, 6 e 8 con un determinato numero di valvole di intercettazione 25, o 35, di valvole di sicurezza 26, o 36, rispettivamente, a seconda che siano installate lungo la linea di riscaldamento 20, o lungo la linea di alimentazione 30, ed un vaso di espansione 28, sui quali non ci si soffermerà in quanto di tipo noto per il settore tecnico. The system 100, according to the invention, has been schematically illustrated in Figures 3, 4, 6 and 8 with a determined number of interception valves 25, or 35, safety valves 26, or 36, respectively, depending on whether they are installed along the heating line 20, or along the supply line 30, and an expansion tank 28, which we will not focus on since it is of a type known for the technical sector.
La descrizione di cui sopra di alcune forme realizzative specifiche è in grado di mostrare l'invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tale forma realizzativa specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma realizzativa specifica. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo. The above description of some specific embodiments is able to show the invention from the conceptual point of view so that others, using the known technique, will be able to modify and / or adapt this specific embodiment in various applications without further research and without departing from the inventive concept, and, therefore, it is understood that such adaptations and modifications will be considered as equivalent to the specific embodiment. The means and materials for carrying out the various functions described may be of various nature without thereby departing from the scope of the invention. It is understood that the expressions or terminology used have a purely descriptive purpose and therefore not limitative.
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