ITPV20130011A1 - Gruppo fornitore integrato di energia termica e di acqua a temperatura controllata - Google Patents

Gruppo fornitore integrato di energia termica e di acqua a temperatura controllata

Info

Publication number
ITPV20130011A1
ITPV20130011A1 IT000011A ITPV20130011A ITPV20130011A1 IT PV20130011 A1 ITPV20130011 A1 IT PV20130011A1 IT 000011 A IT000011 A IT 000011A IT PV20130011 A ITPV20130011 A IT PV20130011A IT PV20130011 A1 ITPV20130011 A1 IT PV20130011A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
heat exchanger
subgroup
thermal energy
primary
thermal
Prior art date
Application number
IT000011A
Other languages
English (en)
Inventor
Antonio Covello
Original Assignee
Antonio Covello
Zanev Zwetan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Antonio Covello, Zanev Zwetan filed Critical Antonio Covello
Priority to IT000011A priority Critical patent/ITPV20130011A1/it
Publication of ITPV20130011A1 publication Critical patent/ITPV20130011A1/it

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/002—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • F24D11/003—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system combined with solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F24D19/1075—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water the system uses solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
    • F24S20/25—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants using direct solar radiation in combination with concentrated radiation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • F24S60/30—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors storing heat in liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D18/00—Small-scale combined heat and power [CHP] generation systems specially adapted for domestic heating, space heating or domestic hot-water supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2101/00—Electric generators of small-scale CHP systems
    • F24D2101/40—Photovoltaic [PV] modules
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2103/00—Thermal aspects of small-scale CHP systems
    • F24D2103/10—Small-scale CHP systems characterised by their heat recovery units
    • F24D2103/13—Small-scale CHP systems characterised by their heat recovery units characterised by their heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/02—Photovoltaic energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/14—Solar energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

DOMANDA DI BREVETTO PER INVENZIONE INDUSTRIALE
AVENTE PER TITOLO "GRUPPO FORNITORE DI ENERGIA TERMICA E DI ACQUA A TEMPERATURA CONTROLLATA
DESCRIZIONE
Questa invenzione riguarda un gruppo fornitore integrato di energia termica e di acqua a temperatura controllata con funzionalità combinate e sinergicamente migliorate rispetto ai meccanismi analoghi di tipo noto, nonché con rendimenti superiori in termini di conversione e produzione.
Nella tecnica oggigiorno nota, la produzione e l'utilizzazione di energia termica e/o di acqua (calda o fredda) nei tipici impianti domestici si basa sulla circolazione negli impianti di calore - veicolato attraverso opportuni fluidi di lavoro - e sulla possibilità di erogare acqua alla temperatura desiderata.
A sua volta, la veicolazione di energia termica deve essere resa possibile da un’opportuna trasformazione di una fonte energetica primaria quale ad esempio gas o un combustibile fossile, mentre l'erogazione ed il condizionamento termico dell'acqua vengono messi in atto sfruttando parte dell’energia termica generata o convertita (e nel caso di refrigerazione dell’acqua, impiegando una certa quantità di energia nel funzionamento di un ciclo frigorifero).
Gli impianti di tipo noto, pur essendo oggigiorno realizzati in molti tipi diversi e presentando anche elevate complessità strutturali, hanno comunque problemi (o più in generale, hanno aspetti tecnologici suscettibili di miglioramenti sostanziali), tra cui ad esempio bassi rendimenti, elevati costi di gestione, elevata dipendenza da fonti energetiche non-rinnovabili e scarsa capacità di abbattere le emissioni inquinanti.
Nell'ottica di migliorare i problemi della tecnica nota, questa invenzione ha quindi come scopo quello di realizzare un gruppo fornitore integrato di energia termica e di acqua a temperatura controllata più economico, con rendimento energetico sensibilmente maggiore e con elevata affidabilità costruttiva ed alta eco-compatibilità.
Questi scopi sono raggiunti da un gruppo fornitore integrato di energia termica e di acqua a temperatura controllata secondo quanto qui descritto e rivendicato, e qui di seguito illustrato nel dettaglio di una sua possibile forma realizzativa, nonché illustrato nella qui allegata figura 1 (che mostra uno schema circuitale dei vari componenti del gruppo fornitore integrato di energia termica e di acqua a temperatura controllata secondo l'invenzione).
Nelle figure della presente invenzione il gruppo fornitore integrato di energia termica e di acqua a temperatura controllata è complessivamente indicato con il riferimento numerico 100 e comprende principalmente un elemento di conversione energetica primario (21) che riceve in irraggiamento la radiazione solare (e che la converte simultaneamente in energia termica ed in energia elettrica); in associazione a questo elemento di conversione energetica primario (21) si trovano almeno questi due macro-componenti: - un sottogruppo di condizionamento ambientale, che sfrutta l’energia termica e/o elettrica proveniente dall’elemento di conversione energetica primario (21) e che serve per esercitare una funzione di climatizzazione invernale o estiva; e
- un sottogruppo di produzione di acqua a temperatura controllata che sfrutta l’energia termica e/o elettrica proveniente dall’elemento di conversione energetica primario (21) in modo da produrre - ad esempio - acqua a temperatura controllata per usi domestici e/o sanitari.
Per un maggior livello di chiarezza espositiva, si deve considerare che nella presente invenzione l'elemento di conversione energetica primario (21) comprende almeno un pannello fotovoltaico definibile anche come pannello termo-foto-concentratore: questo componente è quindi atto ad esercitare una funzione di raccolta e concentrazione di energia termica contenuta in una radiazione solare incidente sul pannello fotovoltaico stesso, di modo da produrre simultaneamente energia elettrica (tramite fenomeni di conversione fotoelettrica) ed energia termica (tramite fenomeni di riscaldamento conduttivo e/o conduttivo e/o per irraggiamento su un predeterminato quantitativo di un fluido di lavoro).
L'eventuale surplus di energia termica catturata dalla radiazione solare può essere immagazzinato, nello spirito dell'invenzione, in mezzi di accumulazione di energia termica (19) e/o (20): questi sottocomponenti dell’invenzione sono circuitalmente connessi almeno al pannello fotovoltaico termo-foto-concentratore (21) e servono ad immagazzinare per un periodo di tempo un dato quantitativo di energia termica convertita dal pannello fotovoltaico termo-foto-concentratore (21) stesso.
Notevolmente, l'invenzione prevede la presenza di un altro sottocomponente, che si può definire come sottogruppo di riconversione energetica: questo sottogruppo di riconversione energetica serve a prelevare almeno una frazione dell'energia termica accumulata negli elementi di accumulazione di energia termica (19) e/o (20) e a produrre di conseguenza energia elettrica in uscita verso un’utenza (e questa utenza può essere esterna al gruppo 100 o anche uno o più sottocomponenti “motorizzati" del gruppo 100 stesso).
Dal punto di vista del suo funzionamento, il sottogruppo di riconversione energetica si può attivare in corrispondenza di condizioni ambientali in cui una radiazione solare impattante sul pannello fotovoltaico termo-foto-concentratore (21) è nulla o al di sotto di un valore di soglia minimo (ad esempio, di notte o con cielo coperto o fortemente nuvoloso): in quest’ottica, questo sottogruppo può quindi fungere da “gruppo di continuità” e comunque permette uno sfruttamento molto più efficiente dell’energia catturata dal pannello (21 ) in condizioni di irraggiamento ottimale o addirittura “sovrabbondante”.
In termini di componentistica illustrata nella figura 1 , gli elementi di accumulazione di energia termica comprendono una pila termica primaria (20) direttamente connessa al pannello fotovoltaico termo-foto-concentratore (21) ed una pila termica secondaria (19) che invece è connessa indirettamente (e cioè con l’interposizione circuitale di altri sottocomponenti) al sottogruppo di condizionamento ambientale e/o al sottogruppo di produzione di acqua a temperatura controllata e/o al sottogruppo di riconversione energetica.
Sempre come si può vedere nella figura 1 , il sottogruppo di riconversione energetica è preferibilmente connesso alla pila termica primaria (20) e comprende, in dettaglio strutturale, un elemento induttore (14) movimentabile in modo rotativo (ad esempio): questo elemento induttore (14) generare un voltaggio e/o una corrente elettrica in funzione di sue movimentazioni - che possono essere rotative o di natura diversa, a seconda del tipo di induttore sceglibile.
Per completare il funzionamento dell’elemento induttore (14) sono presenti inoltre questi componenti strutturali:
- almeno due poli elettromagnetici associati all’elemento induttore (14); e
- una porzione di passaggio conica operativamente correiabile a compressioni di un fluido di lavoro (questo fluido di lavoro proviene dagli elementi di accumulazione di energia termica (19) e/o (20)), ed è conformata in modo da indurre movimentazioni dell’elemento induttore (14).
Sempre per poter funzionare in modo adeguatamente “calibrabile” a seconda dell’eccesso di energia termica disponibile dalle pile termiche (19) e/o (20), il sottogruppo di riconversione energetica può comprendere inoltre mezzi di regolazione dell’energia elettrica prodotta dall’elemento induttore (14), che a loro volta si compongono di quanto segue:
- una valvola di laminazione (10) che serve per calibrare parametri di flusso del fluido di lavoro in funzione della pressione e della temperatura del fluido di lavoro stesso;
- una valvola pressostatica (11) che serve per allontanare o avvicinare i poli elettromagnetici associati all’elemento induttore (14), preferibilmente in funzione della pressione del fluido di lavoro;
- mezzi di frenatura (13) (ad esempio realizzati tramite magneti permanenti) attivi sull’elemento induttore (14); e
- una valvola di laminazione (12) che serve a regolare un flusso ausiliario di fluido di lavoro verso mezzi o canali di raffreddamento associati ai poli elettromagnetici di generazione di energia elettrica associati all’elemento induttore (14) e/o verso mezzi o canali di raffreddamento associati ai mezzi di frenatura (13).
Per garantire la massima flessibilità di impiego e la massima adattabilità alle più disparate condizioni ambientali o stagionali, il presente gruppo 100 è funzionalmente coordinato in modo che il pannello fotovoltaico termo-foto-concentratore (21), il sottogruppo di condizionamento ambientale, il sottogruppo di produzione di acqua a temperatura controllata ed il sottogruppo di riconversione energetica definiscono cooperativamente un circuito di circolazione di un fluido di lavoro.
Questo circuito di circolazione è dotato di un predeterminato numero di scambiatori di calore e di compressori attivi sul fluido di lavoro per determinarne scambi di energia termica verso un’utenza e/o verso un’acqua erogabile, e vantaggiosamente gli scambiatori di calore e/o i compressori possono avere funzionalità reversibili in funzione di fattori ambientali quali ad esempio una temperatura ambiente esterna al gruppo (100) stesso: in altre parole, uno o più tra gli scambiatori di calore o tra i compressori che si possono trovare nel circuito di circolazione possono funzionare anche con ruoli diversi a seconda del fatto che si stia creando acqua calda (o che si stia trasferendo energia termica verso un impianto di circolazione di aria condizionata) o acqua fredda (o che si stia eseguendo un raffrescamento o un condizionamento di aria con abbattimento della temperatura).
Per spiegare più in dettaglio il principio di funzionamento “multiruolo” qui sopra introdotto, si può vedere che nella figura 1 il circuito di circolazione comprende:
- uno scambiatore termico reversibile (18) (che può avere una struttura del tipo “a quattro tubi") interposto tra la pila termica secondaria (19), il pannello fotovoltaico termofoto-concentratore (21), il sottogruppo di condizionamento ambientale, il sottogruppo di produzione di acqua a temperatura controllata ed il sottogruppo di riconversione energetica;
- uno scambiatore termico ad alta temperatura primario (1a) interposto tra il sottogruppo di riconversione energetica e la pila termica primaria (20);
- uno scambiatore termico a bassa temperatura (1 b) collegato almeno allo scambiatore termico reversibile (18); e
- uno scambiatore termico ad alta temperatura secondario (1c) interposto tra lo scambiatore reversibile (18) e lo scambiatore termico a bassa temperatura (1 b).
In termini di reversibilità funzionale, gli scambiatori termici ad alta temperatura (1a) e (1c) e/o lo scambiatore termico a bassa temperatura (1b) possono essere reversibilmente configurabili - o in altre parole possono funzionare in maniera diversa rispetto ala maniera classica implicita nel loro nome - in qualità di evaporatori: questo cambio di tipologia di funzionamento si può verificare in funzione di un valore di temperatura ambiente minore o maggiore di un predeterminato valore di soglia (ad esempio 0 °C).
Continuando a riscontrare la figura 1 , si deve notare anche la presenza di questi componeti:
- un compressore ad alta temperatura (9) interposto tra lo scambiatore termico ad alta temperatura primario (1 a) e lo scambiatore termico ad alta temperatura secondario (1 c) (questo compressore ad alta temperatura (9) si attiva in corrispondenza di una temperatura ambiente esterna minore al valore di soglia, che come visto sopra può essere minore di 0 °C); e
- un compressore a bassa temperatura (17) interposto tra lo scambiatore termico reversibile (18) e lo scambiatore termico secondario (1b) (questo compressore a bassa temperatura (17) si attiva invece in corrispondenza di una temperatura ambiente maggiore al valore di soglia, sempre ad esempio maggiore di 0 °C).
Per completare la descrizione della struttura di figura 1 , si deve anche rilevare la presenza di molteplici mezzi di regolazione del flusso e/o della reversibilità di flusso del fluido di lavoro, che si basano almeno su questi componenti:
- un adeguato numero di sottogruppi di smistamento interposti tra gli scambiatori termici (1a, 1 b, 1c e 18), ciascuno dei quali si compone di valvola a due vie (2), preferibilmente del tipo “a solenoide", e di una valvola parzializzatrice (3), preferibilmente del tipo “a sfera”, che è circuitalmente connessa alla valvola a due vie (2) e che svolge una funzione di parzializzazione dei flussi di fluido di lavoro attraversanti i sottogruppi di smistamento stessi;
- un filtro (4) ed un elemento di controllo e verifica del flusso (5) connesso almeno al filtro (4) interposti tra lo scambiatore termico ad alta temperatura primario (1a), lo scambiatore termico ad alta temperatura secondario (1c) e lo scambiatore termico reversibile (18);
- una valvola deviatrice (6) interposta tra lo scambiatore termico ad alta temperatura primario (1a), ed il compressore ad alta pressione (9);
- un filtro separatore (7) connesso almeno alla valvola deviatrice (6);
- un separatore di olio (8) connesso almeno al filtro separatore (7);
- una valvola (15), preferibilmente del tipo “a solenoide” ed ancor più preferibilmente del tipo “di non ritorno” interposta tra lo scambiatore termico ad alta temperatura primario (1 a), la pila termica primaria (20) e l’elemento induttore (14); ed infine
- un filtro (16), preferibilmente di tipo “bi-stadio", interposto tra il compressore a bassa pressione (17) e lo scambiatore termico reversibile (18).
L'invenzione risolve i problemi della tecnica nota, soprattutto nel senso del miglioramento del rendimento e della massimizzazione delle condizioni di impiego.
Infatti, la composizione strutturale e funzionale dei diversi componenti qui sopra elencati permette di sfruttare al massimo dell'efficienza la radiazione solare, sia per quanto riguarda la possibilità di generare energia elettrica che per quanto riguarda la possibilità di incamerare e sfruttare energia termica.
Allo stesso tempo, l’invenzione offre la possibilità di sfruttare l’energia catturata dal pannello solare in diverse modalità, contemporanee o anche diluite nel tempo: questo offre un'adattabilità senza precedenti e permette di inglobare in un’unica unità operativa funzioni che in genere sono svolte da impiantì differenziati (impianto termico di riscaldamento, impianto di condizionamento ambientale, impianto elettrico e così via).
Va anche rimarcato che la divisione interna della struttura di questa invenzione permette di svolgere funzioni di regolazione della temperatura (ad esempio, dell'acqua che poi può essere inviata ai rubinetti, dell’acqua circolante nell'impianto di riscaldamento o di raffrescamento o di qualsiasi altro gas o liquido “ambientale” che può essere usato in un ambito abitativo) in qualsiasi condizione climatica o stagionale.
Un ulteriore vantaggio di questa invenzione è dato, in maniera evidente, dalla possibilità di stoccare l’energia termica catturata dal pannello fotovoltaico e di riutilizzarla quando il pannello non è nelle condizioni ottimali di raccoglierla “in tempo reale": questa energia termica catturata e conservata può essere impiegata per generare energia elettrica, che a sua volta può essere impiegata per far funzionare l'invenzione o per alimentare una rete domestica (e le sue possibili utenze).
Infine, va rilevato che l'estrema compattezza in termini di dimensioni complessive e l’elevato grado di interconnessione strutturale e funzionale permette notevole flessibilità in termini di installazione e di adattamento a varie tipologie di spazi interni o esterni ad abitazioni o strutture civili/edili/industriali della più disparata natura.

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo fornitore integrato di energia termica e di acqua a temperatura controllata comprendente: - un elemento di conversione energetica primario (21 ) atto a ricevere in irraggiamento una radiazione solare ed a convertirla simultaneamente in energia termica ed in energia elettrica; e - un sottogruppo di condizionamento ambientale atto a sfruttare l’energia termica e/o l’energia elettrica proveniente dall’elemento di conversione energetica primario (21) ed atto ad esercitare una funzione di climatizzazione invernale o estiva; e - un sottogruppo di produzione di acqua a temperatura controllata atto a sfruttare l’energia termica e/o l’energia elettrica proveniente dall’elemento di conversione energetica primario (21), detta acqua a temperatura controllata essendo ad esempio acqua calda per usi domestici e/o sanitari. 2. gruppo secondo la rivendicazione 1 , in cui l’elemento di conversione energetica primario (21) comprende almeno un pannello fotovoltaico termo-foto-concentratore atto ad esercitare almeno una funzione di raccolta e concentrazione di energia termica contenuta in una radiazione solare incidente sul pannello fotovoltaico stesso, il pannello fotovoltaico termo-foto-concentratore (21) essendo atto a produrre simultaneamente: - energia elettrica tramite fenomeni di conversione fotoelettrica; e - energia termica tramite fenomeni di riscaldamento conduttivo e/o conduttivo e/o per irraggiamento su un predeterminato quantitativo di un fluido di lavoro. 3. gruppo secondo una o più tra le rivendicazioni precedenti, nel quale sono inoltre presenti mezzi di accumulazione di energia termica circuitalmente connessi almeno al pannello fotovoltaico termo-foto-concentratore (21) ed atti ad immagazzinare per un periodo di tempo un dato quantitativo di energia termica convertita dal pannello fotovoltaico termo-foto-concentratore (21) stesso. 4. gruppo secondo una o più tra le rivendicazioni precedenti, nel quale è inoltre presente un sottogruppo di riconversione energetica atto a prelevare almeno una frazione dell'energia termica accumulata negli elementi di accumulazione di energia termica (19) per produrre energia elettrica in uscita verso un’utenza, il sottogruppo di riconversione energetica essendo preferibilmente attivabile in corrispondenza di condizioni ambientali in cui una radiazione solare impattante sul pannello fotovoltaico termo-foto-concentratore (21) è nulla o al di sotto di un valore di soglia minimo. 5. gruppo secondo le rivendicazioni 3 e 4, nel quale, gli elementi di accumulazione di energia termica comprendono: - una pila termica primaria (20) direttamente connesso al pannello fotovoltaico termofoto-concentratore (21); e - una pila termica secondaria (19) connessa indirettamente al sottogruppo di condizionamento ambientale e/o al sottogruppo di produzione di acqua a temperatura controllata e/o al sottogruppo di riconversione energetica. 6. gruppo secondo le rivendicazioni 4 e 5, nel quale il sottogruppo di riconversione energetica è preferibilmente connesso alla pila termica primaria (20) e comprende: - un elemento induttore (14) movimentabile in modo preferibilmente rotativo ed atto a generare un voltaggio e/o una corrente elettrica in funzione di sue movimentazioni rotative; - almeno due poli elettromagnetici associati all’elemento induttore (14); e - una porzione di passaggio conica operativamente correiabile a compressioni di un fluido di lavoro circuitalmente proveniente dagli elementi di accumulazione di energia termica (19) e/o (20) ed atta ad indurre movimentazioni dell’elemento induttore (14). 7. gruppo secondo la rivendicazione 6, nel quale il sottogruppo di riconversione energetica comprende inoltre mezzi di regolazione dell’energia elettrica prodotta dall’elemento induttore (14), i mezzi di regolazione comprendendo: - una valvola di laminazione (10) atta a calibrare parametri di flusso del fluido di lavoro in funzione delia pressione e della temperatura del fluido di lavoro stesso; - una valvola pressostatica (11) per allontanare o avvicinare i poli elettromagnetici associati all’elemento induttore (14), preferibilmente in funzione della pressione del fluido di lavoro; - mezzi di frenatura (13), preferibilmente realizzati con magneti permanenti, attivi sull’elemento induttore (14); e - una valvola di laminazione (12) atta a regolare un flusso ausiliario di fluido di lavoro verso mezzi o canali di raffreddamento associati ai poli elettromagnetici di generazione di energia elettrica associati all’elemento induttore (14) e/o verso mezzi o canali di raffreddamento associati ai mezzi di frenatura (13). 8. gruppo secondo una o più tra le rivendicazioni precedenti, nel quale il pannello fotovoltaico termo-foto-concentratore (21), il sottogruppo di condizionamento ambientale, il sottogruppo di produzione di acqua a temperatura controllata ed il sottogruppo di riconversione energetica definiscono cooperativamente un circuito di circolazione di un fluido di lavoro dotato di un predeterminato numero di scambiatori di calore e di compressori attivi sul fluido di lavoro per determinarne scambi di energia termica verso un’utenza e/o verso un’acqua erogabile, gli scambiatori di calore e/o i compressori avendo funzionalità reversibili in funzione di fattori ambientali quali ad esempio una temperatura ambiente esterna al gruppo (100). 9. gruppo secondo la rivendicazione 8, nel quale il circuito di circolazione comprende: - uno scambiatore termico reversibile, preferibilmente con struttura del tipo “a quattro tubi”, (18) interposto tra la pila termica secondaria (19) il pannello fotovoltaico termofoto-concentratore (21), il sottogruppo di condizionamento ambientale, il sottogruppo di produzione di acqua a temperatura controllata ed il sottogruppo di riconversione energetica; - uno scambiatore termico ad alta temperatura primario (1 a) interposto tra il sottogruppo di riconversione energetica e la pila termica primaria (20); - uno scambiatore termico a bassa temperatura (1b) collegato almeno allo scambiatore termico reversibile (18); e - uno scambiatore termico ad alta temperatura secondario (1 c) interposto tra lo scambiatore reversibile (18) e lo scambiatore termico a bassa temperatura (1b). 10. gruppo secondo la rivendicazione 9, nel quale gli scambiatori termici ad alta temperatura (1a) e (1c) e/o lo scambiatore termico a bassa temperatura (1 b) sono reversibilmente configurabili in qualità di evaporatori in funzione di un valore di temperatura ambiente minore o maggiore di un predeterminato valore di soglia, detto valore di temperatura ambiente di soglia essendo preferibilmente pari a 0 °C. 11. gruppo secondo le rivendicazioni 8 e 9, nel quale il circuito di circolazione comprende inoltre: - un compressore ad alta temperatura (9) interposto tra lo scambiatore termico ad alta temperatura primario (1a) e lo scambiatore termico ad alta temperatura secondario (1c) ed attivantesi in corrispondenza di una temperatura ambiente esterna minore al valore di soglia, preferibilmente minore di 0 °C; e - un compressore a bassa temperatura (17) interposto tra lo scambiatore termico reversibile (18) e lo scambiatore termico secondario (1b) ed attivantesi in corrispondenza di una temperatura ambiente maggiore al valore di soglia, preferibilmente maggiore a 0 °C. 12. gruppo secondo una qualsiasi tra le rivendicazioni precedenti, nel quale il circuito di circolazione comprende mezzi di regolazione del flusso e/o della reversibilità di flusso del fluido di lavoro, questi mezzi di regolazione del flusso e/o della reversibilità di flusso comprendendo: - un predeterminato numero di sottogruppi di smistamento interposti tra gli scambiatori termici (1a, 1 b, 1c e 18) e rispettivamente comprendenti una valvola, preferibilmente a solenoide, a due vie (2) ed una valvola parzializzatrice (3), preferibilmente a sfera, circuitalmente connessa alla valvola a due vie (2) atta a parzializzare flussi di fluido di lavoro attraversanti i sottogruppi di smistamento stessi; - un filtro (4) ed elemento di controllo e verifica del flusso (5) connesso almeno al filtro (4) interposti tra lo scambiatore termico ad alta temperatura primario (1 a), lo scambiatore termico ad alta temperatura secondario (1c) e lo scambiatore termico reversibile (18); - una valvola deviatrice (6) interposta tra lo scambiatore termico ad alta temperatura primario (1a), ed il compressore ad alta pressione (9); - un filtro separatore (7) connesso almeno alla valvola deviatrice (6); - un separatore di olio (8) connesso almeno al filtro separatore (7); - una valvola (15), preferibilmente a solenoide ed ancor più preferibilmente del tipo “di non ritorno” interposta tra lo scambiatore termico ad alta temperatura primario (1a), la pila termica primaria (20) e l’elemento induttore (14); e - un filtro (16), preferibilmente bi-stadio, interposto tra il compressore a bassa pressione (17) e lo scambiatore termico reversibile (18).
IT000011A 2013-12-30 2013-12-30 Gruppo fornitore integrato di energia termica e di acqua a temperatura controllata ITPV20130011A1 (it)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000011A ITPV20130011A1 (it) 2013-12-30 2013-12-30 Gruppo fornitore integrato di energia termica e di acqua a temperatura controllata

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000011A ITPV20130011A1 (it) 2013-12-30 2013-12-30 Gruppo fornitore integrato di energia termica e di acqua a temperatura controllata

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ITPV20130011A1 true ITPV20130011A1 (it) 2015-07-01

Family

ID=50342385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT000011A ITPV20130011A1 (it) 2013-12-30 2013-12-30 Gruppo fornitore integrato di energia termica e di acqua a temperatura controllata

Country Status (1)

Country Link
IT (1) ITPV20130011A1 (it)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008040028A1 (de) * 2008-06-30 2010-01-07 Fördertechnik & Maschinenbau Thum e.K. Energiewandlungsanlage sowie Verfahren zur Gewinnung, Wandlung, Speicherung und Bereitstellung von Energie an Verbraucher
US20110139221A1 (en) * 2008-07-02 2011-06-16 Johann GIRITSCH Photovoltaic system
EP2482002A1 (en) * 2009-09-24 2012-08-01 Hitachi, Ltd. Heat pump power generation system
DE102011050643A1 (de) * 2011-05-26 2012-11-29 Willi Bihler Kombinierte Photovoltaik- und Solarthermieanlage

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008040028A1 (de) * 2008-06-30 2010-01-07 Fördertechnik & Maschinenbau Thum e.K. Energiewandlungsanlage sowie Verfahren zur Gewinnung, Wandlung, Speicherung und Bereitstellung von Energie an Verbraucher
US20110139221A1 (en) * 2008-07-02 2011-06-16 Johann GIRITSCH Photovoltaic system
EP2482002A1 (en) * 2009-09-24 2012-08-01 Hitachi, Ltd. Heat pump power generation system
DE102011050643A1 (de) * 2011-05-26 2012-11-29 Willi Bihler Kombinierte Photovoltaik- und Solarthermieanlage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Efficacy of integrated photovoltaics-air source heat pump systems for application in Central-south China
Si et al. An optimization method applied to active solar energy systems for buildings in cold plateau areas–The case of Lhasa
WO2019076279A1 (zh) 多能互补应用***
CN101738005B (zh) 太阳能热泵热管复合***
CN104716665A (zh) 一种太阳能光伏发电及集热循环一体化***
CN1651828A (zh) 太阳能光伏热泵空调***
CN105180508A (zh) 一种基于太阳能的热电冷联供***
CN205227491U (zh) 一种太阳能综合利用***
CN101285420A (zh) 一种燃气轮机循环与热泵集成的供能***及方法
CN102419010A (zh) 一种光电冷热一体化的太阳能利用装置
CN203823962U (zh) 带热水供应的家用光伏直流变频空调器
Kim et al. Hybrid ground-source heat pump systems
CN203489527U (zh) 一种太阳能辅助地源热泵***
Harrison The potential and challenges of solar boosted heat pumps for domestic hot water heating
Jafari Mosleh et al. A comprehensive comparative investigation on solar heating and cooling technologies from a thermo‐economic viewpoint—A dynamic simulation
CN204787333U (zh) 家用太阳能热电联产机组
CN202970104U (zh) 太阳能综合利用环保建筑
CN205090466U (zh) 低谷电加热蓄能的热水供热装置
Meggers et al. The missing link for low exergy buildings: Low temperature-lift, ultra-high COP heat pumps
CN100471002C (zh) 温差电池与蓄电池并用的供电***
ITPV20130011A1 (it) Gruppo fornitore integrato di energia termica e di acqua a temperatura controllata
CN110725568A (zh) 一种通过普通技术利用天然能源的被动房
CN202131681U (zh) 一种热管-外墙干挂饰面一体化多功能隔热***
CN202675729U (zh) 太阳能空调热泵
CN203260608U (zh) 一种光伏光热综合***