CH649829A5

CH649829A5 - Apparecchiatura per la produzione di calore, tramite una pompa di calore, dai fumi di un impianto di riscaldamento e/o dall'aria ambiente.

Info

Publication number: CH649829A5
Application number: CH4436/82A
Authority: CH
Inventors: Paolo Curti
Original assignee: Paolo Curti
Priority date: 1982-07-21
Filing date: 1982-07-21
Publication date: 1985-06-14
Also published as: DE3273223D1; GR78371B; JPS59170694A; EP0099441B1; EP0099441A2; ATE22168T1; US4523438A; EP0099441A3

Description

La presente invenzione si riferisce ad una apparecchiatura per la produzione di calore, tramite una pompa di calore, dai fumi di un impianto di riscaldamento e/o dall'aria ambiente.

Apparecchiature per il ricupero di calore dai fumi dispersi al camino, in un impianto di riscaldamento a caldaia, basate sull'impiego di una pompa di calore, sono note. Si vedano ad esempio: la Offenlegungsschrift DE 2 758 181 del 5 luglio 1979 e il brevetto Europeo domanda 0 013 018 del 22 dicembre 1978.

L'apparecchiatura secondo la presente invenzione differisce notevolmente dalle realizzazioni note ed è caratterizzata da congegni che permettono il ricupero del calore dei fumi con depurazione dei fumi stessi uscenti da un impianto di riscaldamento e contemporaneamente e indipendentemente il ricupero del calore dell'aria dall'ambiente naturale. Oltre a ciò, nel caso dei fumi, essa determina una depurazione dei fumi stessi delle particelle solide in sospensione e persino dei componenti gassosi nocivi, quali l'anidride solforosa ed altri, con innegabili vantaggi che ne risultano dal punto di vista ecologico.

Se l'apparecchiatura in oggetto è applicata al camino di un impianto domestico di riscaldamento, nel periodo estivo, quando il bruciatore è spento, la stessa apparecchiatura permette di fornire, asportando calore dall'aria ambiente naturale, il calore necessario per il riscaldamento dell'acqua per uso domestico ed, utilizzando l'aria di espulsione, il condizionamento dell'aria in uno o in diversi appartamenti.

L'apparecchiatura in oggetto è caratterizzata da ciò che essa comprende congegni che permettono il ricupero del calore dei fumi con depurazione degli stessi uscenti da un impianto di riscaldamento e contemporaneamente ed indipendentemente il ricupero del calore dell'aria dell'ambiente naturale.

A maggior chiarimento, il disegno allegato rappresenta un preferito esempio di realizzazione dell'apparecchiatura in oggetto.

Precisamente:

la figura unica mostra schematicamente un impianto di riscaldamento a caldaia con incorporata l'apparecchiatura in oggetto.

Con riferimento alla figura stessa, con 1 è rappresentata una caldaia provvista di bruciatore 2. Dalla caldaia 1, i fumi caldi vengono convogliati tramite il condotto 3, provvisto di valvola 3' comandabile a mano nell'insieme dell'apparecchiatura A, che è conformata a scatola chiusa. Dopo una deviazione 3" di 90° verso il basso del condotto 3, i fumi vengono orientati nella direzione verticale verso l'alto, attraversando l'evaporatore 4, che costituisce parte dell'impianto a pompa di calore. Nel condotto 3", i fumi caldi conseguono un preraffreddamento lungo il loro percorso di discesa fino ad arrivare alla camera 5 sottostante l'evaporatore 4. Detta esimerà è destinata alla miscelazione dei fumi con aria ambiente. Alla base della camera di miscelazione 5 è applicato uno scarico 6 per il condensato che precipita dall'evaporatore 4.

L'apporto di aria di ambiente naturale alla camera di miscelazione 5 avviene tramite una valvola a farfalla 7, che precede un condensatore supplementare 8, la quale valvola regola il flusso dell'aria aspirata attraverso detto condensatore in funzione della temperatura esistente nella camera di miscelazione 5.

Detta ultima valvola a farfalla 7 è comandata per mezzo di una sonda, non meglio raffigurata nei disegni, la quale sonda è predisposta all'interno della camera di miscelazione 5. Con ciò il rendimento della pompa di calore, che comprende detto complesso evaporatore 4 ed il condensatore principale 12, meglio descritto in seguito, è mantenuto al valore massimo di rendimento, permettendo essi inoltre di assicurare una efficace depurazione dei fumi a qualsiasi temperatura dell'aria ambiente.

Dopo l'avvenuta miscelazione dei fumi provenienti dalla caldaia con l'aria ambiente, a partire dalla camera di miscelazione 5 la miscela stessa o semplicemente l'aria dell'ambiente naturale attraversa ascensionalmente il complesso evaporatore 4. La camera di miscelazione 5 ha una conformazione parallele-pipeda, per dare luogo in essa ad una notevole turbolenza e quindi ad una perfetta miscelazione dei fumi e dell'aria fra di loro.

Detto attraversamento ascensionale è favorito da un ventilatore 9 montato contiguo alla camera di raccolta 10, che sovrasta la camera di miscelazione 5 e lo stesso evaporatore 4. Il ventilatore 9 costituisce inoltre vantaggiosamente l'unico tiraggio dei fumi che si sviluppano nella caldaia.

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L'evaporatore 4 è costituito da un grande numero di serpentine. Più precisamente, i tronchi tubolari e rettilinei delle serpentine, che sono lambiti dalla miscela dei fumi e dall'aria ascendente, sono disposti orizzontalmente mentre i raccordi delle loro testate sono inclinati. Entro detti fasci di serpentine, realizzati preferibilmente in tubo di rame, circola un fluido, vantaggiosamente costituito da diclorodifluormetano, noto in commercio con il nome di Freon 22.

Con riferimento alla già citata valvola a farfalla 7, che è anteposta sia al condensatore supplementare 8 che alla camera di miscelazione 5, e variando l'apporto della quantità dell'aria proveniente dall'ambiente naturale, è possibile mantenere nella camera 5 una temperatura costante.

Il ventilatore 9, di asportazione della miscela di gas e/o di aria raffreddata e depurati, è del tipo a portata costante.

L'apparecchiatura A può essere considerata autosufficiente prelevandoli calore unicamente dall'aria ambiente al fine di produrre acqua calda per uso domestico e per il fabbisogno del riscaldamento fino ad una determinata temperatura esterna.

La caldaia dotata di bruciatore costituisce dunque un complemento limitato ai periodi freddi.

In estate si avrà una produzione continua di acqua calda mentre il bruciatore rimarrà spento.

Per contro, nel periodo freddo, ossia in inverno o quando il condensatore è in via di produzione di acqua calda, il bruciatore si accenderà per soddisfare il fabbisogno calorico, richiesto per il riscaldamento.

Come già è stato accennato, quando il bruciatore 2 è spento, l'aria che dall'apparecchiatura A viene espulsa per azione del ventilatore 9 e dopo che ad essa è stata prelevata una determinata quantità di calore, può essere utilizzata vantaggiosamente per il condizionamento dell'aria di un ambiente chiuso.

Vantaggiosamente, l'evaporatore 4 è provvisto di un impianto di sbrinamento automatico, ad inversione di ciclo, provvisto di valvola di espansione 11. Lo stesso impianto è a sua volta controllato da un pressostato, il quale impartisce l'ordine di sbrinamento soltanto quando l'evaporatore viene ricoperto dal ghiaccio.

Oltre a comandare l'operazione di sbrinamento, lo stesso pressostato, non meglio rappresentato nei disegni che però è disposto nella tubazione di gas di Freon di rientro al compressore, interrompe momentaneamente il funzionamento del brucia-j tore 2 per impedire al ventilatore 9 di espellere dei fumi che non siano stati raffreddati e depurati.

L'operazione di sbrinamento dell'evaporatore 4 dura circa da uno a due minuti primi.

io II già citato condensatore supplementare 8 permette di conseguire un raffreddamento ulteriore del Freon, o di altro liquido adatto allo scopo, per consentire al condensatore principale 12 di mantenersi ad una temperatura alquanto elevata, ossia a 70-80°C.

15 L'apparecchiatura in oggetto assicura la depurazione dei fumi anche a temperature di condensazione elevate.

Con riferimento alla figura si denota, che in un impianto di riscaldamento centrale il condensatore principale 12 è disposto 2o sul ritorno 1' dell'acqua nella caldaia, con funzionamento in controcorrente. A partire dai suoi estremi, il condensatore principale 12 presenta, superiormente, l'attacco di apporto del gas (Freon) caldo, sul cui condotto 13 è sistemato un compressore 14. L'attacco 15, di uscita di acqua calda, è disposto superior-25 mente all'attacco 16 del Freon liquido e all'attacco 17 di entrata dell'acqua fredda del riscaldamento.

Immettendo entro la camera di miscelazione 5 una miscela di fumo e di aria ambiente, nell'apparecchiatura A e per effetto dell'evaporatore 4 si eliminano, per precipitazione, numerosi componenti gassosi e nocivi dei fumi, quali l'anidride solforosa ed altri, insieme ad una notevole quantità di acqua, conteniita nell'aria, deumificando inoltre quanto viene espulso dal ventilatore.

35 Oltre ad un notevole risparmio energetico nell'impianto di riscaldamento, l'apparecchiatura consente l'eliminazione pres-socché totale dei componenti solidi e gassosi nocivi dei fumi con vantaggi indiscutibili dal punto di vista ecologico.

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1 foglio disegni

Claims

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1. Apparecchiatura per la produzione di calore, tramite una pompa di calore, dai fumi di un impianto di riscaldamento e/o dall'aria ambiente, caratterizzata da ciò che essa comprende congegni che permettono il ricupero del calore dei fumi con depurazione dei fumi stessi uscenti da un impianto di riscaldamento e contemporaneamente e indipendentemente il recupero del calore dell'aria dall'ambiente naturale.

2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata da un condotto (3") che convoglia dall'alto in basso i fumi prelevati dalla caldaia (1) di riscaldamento in una camera di miscelazione inferiore (5), che dalla camera di miscelazione i fumi, miscelati con aria ambiente vengono riportati verso l'alto attraverso l'evaporatore (4) per effetto dell'aspirazione di un ventilatore (9); il condensatore (12) della pompa di calore cedendo il calore asportato dai fumi e/o dall'aria all'utilizzatore.

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RIVENDICAZIONI

3. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzata da ciò che contemporaneamente al cedimento di calore, proveniente dai fumi e/o dell'aria dell'ambiente naturale, lo stesso evaporatore (4) realizza un raffreddamento di questi ultimi con conseguente depurazione dei fumi stessi.

4. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzata da ciò che il condensatore (12) racchiude due circuiti indipendenti: l'uno per il ritorno dall'utilizzatore del fluido di riscaldamento dell'impianto, l'altro percorso dal fluido condensante della pompa di calore.

5. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzata da ciò che l'evaporatore (4) è rinchiuso in un involucro (A'), presentante superiormente una camera di uscita dei fumi (10) provvista di ventilatore (9) ed inferiormente (4) una camera di miscelazione (5) di detti fumi con l'aria ambiente; l'evaporatore (4) essendo attraversato centralmente e verticalmente dall'alto in basso da almeno un canale (3") che sfocia entro detta camera (5) di miscelazione provvista inferiormente di un condotto (6) di scarico del condensato.

6. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni da 1 a 3 e 5, caratterizzata da ciò che l'evaporatore (4) è attraversato da una pluralità di canali (3").

7. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni da 1 a 3 e 5, caratterizzata da ciò che l'evaporatore (4) è costituito da serpentine con tronchi rettilinei ed orizzontali, che sono lambiti dalla miscela di fumi e/o dell'aria ascendenti.

8. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzata da ciò che la quantità di apporto di aria ambiente alla camera di miscelazione (5) e rispettivamente ai fumi caldi è regolata da una valvola (7) preferibilmente a farfalla, che è comandata da una sonda esistente nella camera di miscelazione (5).

9. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 1, 2 e 8, caratterizzata da ciò che la valvola a farfalla (7) precede un condensatore supplementare (8) percorso dal fluido condensante inserito nella tubazione (16) subito dopo il condensatore principale (12).

10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata da ciò che l'evaporatore (4) è provvisto di un impianto di sbrinamento automatico realizzato ad inversione di ciclo.