ITVR20110178A1 - Bollitore per il riscaldamento di acqua sanitaria - Google Patents

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Description

BOLLITORE PER IL RISCALDAMENTO DI ACQUA SANITARIA
DESCRIZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un bollitore per il riscaldamento di acqua sanitaria.
La sempre maggiore attenzione alle problematiche relative al risparmio energetico nonché alcune esigenze riscontrate in particolari tipologie abitative hanno portato, negli ultimi anni, a sviluppare alcune tipologie di impianti per la produzione di acqua calda, i quali essenzialmente si compongono di un serbatoio di accumulo dell'acqua.
Il riscaldamento dell'acqua contenuta nel serbatoio d'accumulo (la quale può in alcuni casi essere utilizzata per il riscaldamento mediante radiatori e/o impianto a pavimento) viene garantito mediante l'impiego di pannelli solari, di fonti di riscaldamento alternative (ad esempio a legna) oppure, mediante uno scambiatore di calore “classico†associato ad una caldaia.
Una prima tipologia di impianti prevede che, all'interno del serbatoio d'accumulo venga alloggiato un serbatoio di contenimento dell'acqua sanitaria da riscaldare, acqua che viene riscaldata in pratica a bagnomaria dall'acqua calda contenuta all'interno del serbatoio d'accumulo.
Gli inconvenienti principali di tale tipologia di impianto consistono nella lentezza di riscaldamento dell'acqua contenuta nel serbatoio di contenimento a causa della limitata superficie di scambio termico e nella limitata capacità di acqua sanitaria disponibile.
Un'altra tipologia di impianto prevede invece che il serbatoio d'accumulo, riscaldato anche in questo caso mediante scambiatori di calore collegati a pannelli solari e ad una caldaia, sia anche di contenimento dell'acqua sanitaria.
Nel caso specifico à ̈ necessario realizzare il serbatoio d'accumulo in acciaio inossidabile oppure in acciaio smaltato internamente: in questo caso si ha una maggiore disponibilità di acqua sanitaria calda ma, oltre ai maggiori costi per la realizzazione del serbatoio, si riscontrano maggiori costi di gestione dell'impianto dovendosi prevedere dei cicli periodici di riscaldamento di tutta l'acqua contenuta nel serbatoio al di sopra dei 60°C per prevenire il rischio di salmonellosi.
Un'ultima tipologia di impianti noti prevede che il serbatoio d'accumulo, riscaldato mediante scambiatori di calore collegati a pannelli solari e alla caldaia, sia attraversato da un serpentino all'interno del quale scorre l'acqua sanitaria proveniente dalla rete idrica.
In pratica, l'acqua sanitaria, attraversando il serpentino alloggiato all'interno del serbatoio d'accumulo, si riscalda. In questo caso, si riscontra un costo elevato dell'impianto determinato dal costo del serpentino che deve essere opportunamente corrugato (oltre che lungo) per garantire una sufficiente superficie di scambio termico.
Compito precipuo del presente trovato à ̈ quello di mettere a disposizione un bollitore per il riscaldamento di acqua sanitaria in grado di eliminare, o quantomeno di ridurre drasticamente, gli inconvenienti lamentati negli impianti oggi disponibili in commercio.
All'interno di questo compito, uno scopo importante del presente trovato à ̈ quello di offrire un bollitore per il riscaldamento di acqua sanitaria che consenta di ottenere il riscaldamento dell'acqua sanitaria in tempi rapidi e con rendimenti energetici particolarmente elevati.
Non ultimo scopo del trovato à ̈ quello di ideare un bollitore per il riscaldamento di acqua sanitaria presentante un costo estremamente competitivo in modo tale che il suo impiego risulti vantaggioso anche dal punto di vista economico.
Questo compito, nonché questi e altri scopi ancora che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un bollitore per il riscaldamento di acqua sanitaria secondo quanto previsto nella rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcune forme di esecuzione preferite ma non esclusive di un bollitore per il riscaldamento di acqua sanitaria secondo il presente trovato, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni in cui:
la figura 1 illustra un bollitore secondo il trovato parzialmente in sezione;
la figura 2 rappresenta una sezione trasversale del tubo scambiatore.
Negli esempi di realizzazione che seguono, singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno in realtà essere intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazioni.
Inoltre, à ̈ da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni.
Il presente trovato riguarda un bollitore, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, per il riscaldamento di acqua sanitaria.
Il bollitore 1 Ã ̈ supportato, vantaggiosamente, da un'intelaiatura di supporto (non illustrata nelle figure) costituita ad esempio da una base di supporto per una camera di contenimento che si sviluppa lungo un asse di sviluppo longitudinale 100 che risulta disposto, in uso, lungo una direzione sostanzialmente verticale.
La camera di contenimento 2 à ̈ associata ad un dispositivo di riscaldamento 3 ed à ̈ atta a contenere un fluido primario (tipicamente dell'acqua).
Vantaggiosamente, il dispositivo i di riscaldamento 3 comprende un primo gruppo scambiatore 3a connesso ad un gruppo di riscaldamento a pannelli solari 13.
In particolare, i primi mezzi di riscaldamento 3 comprendono un primo gruppo scambiatore 12 connesso ad un gruppo di riscaldamento a pannelli solari 13.
Il gruppo scambiatore 12 à ̈ vantaggiosamente costituito da una struttura di serpentino 12a comprendente un elemento tubolare collegato, alle proprie estremità, ad un rispettivo condotto di mandata 3a e di ritorno 3b del fluido destinato ad attraversare la struttura di serpentino 12a.
L'elemento tubolare à ̈ avvolto, a spirale circolare, attorno ad un asse di avvolgimento 101. In tal modo la struttura di serpentino 1 si sviluppa sostanzialmente su un piano di giacitura sostanzialmente perpendicolare al suddetto asse di avvolgimento 101.
Opportunamente, tale elemento tubolare presenta, in sezione trasversale, una conformazione appiattita lungo un asse di sviluppo longitudinale 102 sostanzialmente parallelo all'asse di avvolgimento 101.
Il posizionamento dell'elemento solare in corrispondenza della base della porzione inferiore del corpo di contenimento 1 consente di trasferire l'energia termica nella zona in cui il fluido primario à ̈ più freddo aumentando, conseguentemente, l'efficienza dello scambio termico.
Secondo il presente trovato, all'interno della camera di contenimento 2 Ã ̈ alloggiato un tubo scambiatore 4 collegato, in ingresso, ad un circuito scambiatore 5.
Il tubo scambiatore 4 sfocia in una bocca di scarico 6 alloggiata all'interno della camera di contenimento 2.
Il circuito scambiatore 5 Ã ̈ associato, o associabile, esternamente alla camera di contenimento 2, a mezzi di riscaldamento 10 del fluido primario ed a mezzi di circolazione forzata 11 del fluido primario.
In particolare, i mezzi di circolazione forzata 11 del fluido primario sono atti a prelevare il fluido primario, attraverso una prima bocca di prelievo 7, dalla camera di contenimento 2 per inviarla al tubo scambiatore 4.
Entrando maggiormente nei dettagli, il tubo scambiatore 4 Ã ̈ almeno parzialmente attraversato internamente da almeno un condotto di riscaldamento 9 di acqua sanitaria.
In particolare, il o ciascun condotto di riscaldamento 9 dell'acqua sanitaria à ̈ collegato, attraverso un raccordo di alimentazione 9a, alla rete idrica 20 e, attraverso un raccordo di invio 9b, alla rete di utilizzo 21 dell'acqua sanitaria. Opportunamente, almeno un tratto del tubo scambiatore 4 presenta uno sviluppo a spirale cilindrica attorno ad un asse di avvolgimento 100 che, opportunamente, coincide con un asse verticale.
Si à ̈ riscontrato essere particolarmente vantaggioso prevedere che il tubo scambiatore 4 sia almeno parzialmente attraversato internamente da due o più condotti di riscaldamento 9 di acqua sanitaria così da garantire una maggior superficie di scambio termico tra il fluido primario movimentato all'interno del tubo scambiatore 4 e l'acqua sanitaria da riscaldare attraversante i condotti di riscaldamento 9.
Opportunamente, l'acqua sanitaria da riscaldare attraversa i condotti di riscaldamento 9 in controcorrente rispetto al fluido primario attraversante il tubo scambiatore 4.
Secondo una preferita forma di realizzazione, la prima bocca di prelievo 7 à ̈ atta a prelevare il fluido primario superiormente al tubo scambiatore 4 e, più nel dettaglio, tale prima bocca di prelievo 7 à ̈ posizionata sostanzialmente in corrispondenza della sommità del corpo di contenimento 2.
Vantaggiosamente, i mezzi di circolazione forzata 10 comprendono una pompa mentre i mezzi di riscaldamento 11 possono essere costituiti da una una caldaia.
Secondo una preferita forma di realizzazione, il circuito scambiatore 5 Ã ̈ collegabile ad una seconda bocca di prelievo 8 disposta inferiormente al tubo scambiatore 4.
Vantaggiosamente, il bollitore 1 presenta, sostanzialmente in corrispondenza del raccordo di invio 9b, un primo sensore di temperatura 15 operativamente connesso ad un dispositivo di controllo atto a comandare, in funzione della temperatura rilevata dal primo sensore di temperatura, i mezzi di circolazione forzata 11 e i mezzi di riscaldamento 10 del fluido primario. Opportunamente, il bollitore 1 comprende almeno un circuito di utilizzo 22 del fluido primario che può essere un circuito di riscaldamento a pavimento o a termosifoni.
Il circuito di utilizzo 22 Ã ̈ collegato alla camera di contenimento 2 rispettivamente attraverso una bocca di mandata 22a e ad una bocca di ritorno 22b.
Vantaggiosamente, in corrispondenza della bocca di mandata 22a à ̈ previsto un secondo sensore di temperatura 16 operativamente connesso ad un dispositivo di controllo atto a comandare, in funzione della temperatura rilevata, i mezzi di circolazione forzata 11 e i mezzi di riscaldamento 10 del fluido primario.
L'utilizzo di un bollitore 1 secondo il presente trovato discende in maniera evidente da quanto sopra descritto.
In particolare, quando il fluido primario all'interno del corpo di contenimento 2 à ̈ già caldo, ad esempio a seguito dell'azione dei primi mezzi di riscaldamento 3 collegati ai pannelli solari, e vi à ̈ richiesta di acqua sanitaria calda, la pompa inizia a prelevare il fluido di riscaldamento dalla prima bocca di prelievo 7 per fargli attraversare il tubo scambiatore 4 così da trasferire il calore all'acqua sanitaria da riscaldare che attraversa il o ciascun condotto di riscaldamento 9.
Nel caso in cui il primo sensore di temperatura 15 rilevi che la temperatura dell'acqua sanitaria inviata alla rete di utilizzo 21 à ̈ inferiore a quella prevista, il dispositivo di controllo ad esso associato aumenta la portata della pompa così da garantire un maggiore scambio termico verso l'acqua sanitaria da riscaldare.
Tale dispositivo di controllo à ̈ inoltre programmato per comandare l'accensione della caldaia (e quindi il riscaldamento del fluido primario attraversante il circuito scambiatore 5) qualora la pompa superi una prefissata portata che, indicativamente, può corrispondere al 70-80% della potenza della pompa.
Impiegando ad esempio una pompa e una caldaia modulante, non vi sarà la necessità di prevedere una valvola di miscelazione in quanto il dispositivo di controllo, sulla base dei dati raccolti dal primo sensore di temperatura 15, provvederà a comandare la portata della pompa ed eventualmente l'accensione/spegnimento della caldaia in modo tale da garantire, in uscita dal raccordo di invio 9a, la temperatura impostata dall'utilizzatore.
Quando invece non vi à ̈ richiesta di acqua sanitaria calda ma il circuito di utilizzo 22 (ad esempio di riscaldamento a pavimento) risulta attivo, la pompa preleverà il fluido di riscaldamento dalla seconda bocca di prelievo 8 per inviarla al tubo scambiatore 4.
Anche in questo caso, qualora il secondo sensore di temperatura 16 rilevasse una temperatura dell'acqua di riscaldamento inferiore a quella prefissata, il dispositivo di controllo ad esso associato aumenterà via via la portata della pompa così da garantire un aumento della temperatura del fluido primario.
Tale dispositivo di controllo à ̈ inoltre programmato per comandare l'accensione della caldaia (e quindi il riscaldamento del fluido primario attraversante il circuito scambiatore 5) qualora la pompa superi una prefissata portata che, indicativamente, può corrispondere al 70-80% della potenza.
Tutte le caratteristiche del trovato, su indicate come vantaggiose, opportune e simili, possono anche mancare o essere sostituite da equivalenti. Il trovato così concepito à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.
Si à ̈ in pratica constatato come in tutte le forme realizzative il trovato abbia raggiunto il compito e gli scopi ad esso preposti.
In particolare, il bollitore secondo il trovato consente di ottenere acqua calda sanitaria istantanea oltre che fornire acqua a bassa temperatura per un impianto di utilizzo (quale un impianto di riscaldamento a pavimento) senza la necessità di prevedere l'anodo e di prendere precauzioni contro lo sviluppo della legionella. Il bollitore à ̈ inoltre in grado di utilizzare efficacemente l'energia termica ricavata dal gruppo a pannelli solari riducendo, al contempo, l'intervento della caldaia.
Le dimensioni, i materiali e le forme contingenti potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze.
La particolare struttura del bollitore 1 consente di realizzare il corpo di contenimento e il tubo scambiatore in ferro non smaltato mentre i condotti di riscaldamento potranno essere realizzati in materiale idoneo ad essere attraversato dall'acqua sanitaria (quale l'acciaio o il rame).
Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.
Laddove le caratteristiche tecniche nelle rivendicazioni sono seguite da riferimenti numerici e/o sigle, detti riferimenti numerici e/o sigle sono stati aggiunti all'unico scopo di aumentare l'intellegibilità delle rivendicazioni e pertanto detti riferimenti numerici e/o sigle non producono alcun effetto sull'ambito di ciascun elemento identificato solo a titolo indicativo da detti riferimenti numerici e/o sigle.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Bollitore (1) per il riscaldamento di acqua sanitaria caratterizzato dal fatto di comprendere una camera di contenimento (2) associata ad un dispositivo di riscaldamento (3) e atta a contenere un fluido primario, all'interno di detta camera di contenimento (2) essendo alloggiato un tubo scambiatore (4) collegato in ingresso ad un circuito scambiatore (5) e sfociante in una bocca si scarico (6) alloggiata all'interno di detta camera di contenimento (2), detto circuito scambiatore (5) essendo associato, esternamente a detta camera di contenimento (2), a mezzi di riscaldamento (10) di detto fluido primario ed a mezzi di circolazione forzata (11) di detto fluido primario atti a prelevare detto fluido primario, attraverso una prima bocca di prelievo (7), da detta camera di contenimento (2) per inviarla a detto tubo scambiatore (4), detto tubo scambiatore (4) essendo almeno parzialmente attraversato internamente da almeno un condotto di riscaldamento (9) di acqua sanitaria collegato, attraverso un raccordo di alimentazione (9a), alla rete idrica (20) e, attraverso un raccordo di invio (9b), alla rete di utilizzo (21) dell'acqua sanitaria.
  2. 2. Bollitore (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che almeno un tratto di detto tubo scambiatore (4) presenta uno sviluppo a spirale cilindrica attorno ad un asse di avvolgimento (100).
  3. 3. Bollitore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto tubo scambiatore (4) à ̈ almeno parzialmente attraversato internamente da almeno due condotti di riscaldamento (9) di acqua sanitaria.
  4. 4. Bollitore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta prima bocca di prelievo (7) à ̈ atta a prelevare detto fluido di riscaldamento superiormente a detto tubo scambiatore (4).
  5. 5. Bollitore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di circolazione forzata (10) comprendono una pompa.
  6. 6. Bollitore (1)secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto circuito scambiatore (5) à ̈ collegabile ad una seconda bocca di prelievo (8) disposta inferiormente a detto tubo scambiatore (4).
  7. 7. Bollitore (1) per il riscaldamento di acqua sanitaria secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di riscaldamento (11) comprendono una caldaia.
  8. 8. Bollitore (1) per il riscaldamento di acqua sanitaria secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di riscaldamento (3) comprende un primo gruppo scambiatore (12) connesso ad un gruppo di riscaldamento a pannelli solari (13).
  9. 9. Bollitore (1) per il riscaldamento di acqua sanitaria secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere, sostanzialmente in corrispondenza di detto raccordo di invio (9a), un primo sensore di temperatura (15) operativamente connesso ad un dispositivo di controllo atto a comandare, in funzione della temperatura rilevata, detti mezzi di circolazione forzata (11) e detti mezzi di riscaldamento (10) di detto fluido primario.
  10. 10. Bollitore (1) per il riscaldamento di acqua sanitaria secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un circuito di utilizzo (22) di detto fluido primario collegato a detta camera di contenimento (2) attraverso una bocca di mandata (22a) e ad una bocca di ritorno (22b), essendo previsto, sostanzialmente in corrispondenza di detta bocca di mandata (22a), un secondo sensore di temperatura (16) operativamente connesso ad un dispositivo di controllo atto a comandare, in funzione della temperatura rilevata, detti mezzi di circolazione forzata (11) e detti mezzi di riscaldamento (10) di detto fluido primario.
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