IT8248771A1

IT8248771A1 - Perfezionamento negli scambiatori di calore

Info

Publication number: IT8248771A1
Application number: ITRM1982A048771A
Authority: IT
Original assignee: Ti Group Services Ltd
Priority date: 1981-07-09
Filing date: 1982-07-07
Publication date: 1984-01-07
Also published as: JPS5860168A; DE3225588A1; IL66225A; FR2509455B1; FR2509455A1; SE8204177L; MX156373A; IL66225A0; SE8204177D0; AU8552282A; AU550868B2; ZA824646B; ES8308037A1; IT8248771A0; IT1150385B; US4517721A; CA1211668A; IN159504B; ES513824A0

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

40771 A/82 PP 1374 TIRL

DESCRIZIONE

?a_corredo_di_una do manda _di_Breve_tto_jp er invenzione _

? l dal titolo : _ _

I "

! ^Perfezionamento negli scambiatori di calo re" _ _ j

i _a_nome_ della: TI (GROUP SERVICES) LIMITED _ '

c

RIASSUNTO

Uno_ scambiatore di calore avente un pannello di assorbimento o di irradiazione di calore ? for-? mato da una piastra che ? montata in contatto termi?

! co con un tubo od una serie d.i tubi. Il pannello ?

: montato in un organo a telaio senza saldatura, mezzi i

di giunzione essendo interposti fra il pannello e l'organo a telaio , per posizionare bordi adiacenti

! del pannello e dell'organo a telaio e fissarli assie?

! me . La piastra che forma il pannello e l'organo a te-1 laio possono e ssere realizzati da un singolo foglio

j

di materiale in una singola operazione di formatura.

? _ _ _ Questa invenzione si riferisce a scambiai

[ tori di calore e , in particolare , sebbene non esclu-[

; sivamente , a pannelli di riscaldamento solare. _

E' noto formare pannelli di riscaldamento

' solare da una piastra di metallo , alla quale ? attac-!

cato un tubo o tubi , attraverso i quali pu? essere

fatto circolare un mezzo di trasferimento di calore.

Un tale pannello di riscaldamento solare pu? essere

! formato in conformit? alla descrizione di brevetto

inglese No. 15650^2. j

Finora, tali pannelli sono stati formati

per l 'assemblaggio in installazioni^ particolarmente _

?

progettate oppure alternativamente ? stato necessario

* ?

alloggiare il pannello in una cassa o scatola vetri- ea_

Ci?_ jnata, formata ad esempio da estrusioni di alluminio. -? \ oc ?Tali scatole o casse tuttavia sono relativamente di- O S a? :spendiose in confronto al costo del pannello e si som- X r-4 mano considerevolmente al costo totale di una instal- e-a ?CD lazione . I

r-j atr La presente invenzione fornisce una uni- ca cr x t? a scambiatore di calore che ? idonea, ad esempio ,

!

per sistemi domestici di riscaldamento solare, che

pu?, essere, installata su esistenti_tetti a_tegole

e_po ssono _e ssere _ fabbricati in_modo .economico . _ l ?

_ Secondo un_aspetto _della_presente, invenzio-I

ne ,_uno. scambiatore di^calore comprende: .un.pannello_

di assorbimento o di radiazione del calore .formato

da _una. piastra?avente .un tubo o?tubi , , attraverso .i

quali_pu? essere . fatto_ circo lare _un. mezzo .di scambio

di calore , montate, in contatto termico con cessi ; un_?

organo a telaio senza saldatura formato, da. material Te

in foglio circondante il pannello; e mezzi di giunzione interposti fra di essi per posizionare bordi adiacenti dell 'organo a telaio e del pannello e fissati assieme.

Preferibilmente , i mezzi di giunzione menu di ante i quali il pannello viene fissato all?organo1 o? SE a telaio sono rappresentati da un pezzo stampato od* O o estrusione che si estende attorno a tutta o ad una I ?

Z parte sostanziale della periferia del pannello . So-,

r>es no previste delle formazioni nel pezzo stampato od

\?restrusione per impegnare la periferia esterna del oc -"U ? ?IO pannello e l 'adiacente periferia dell'organo a telaio ;

* in relazione distanziata. Preferibilmente , il pezzo stampato od estrusione viene formato da materiale di isolamento termico , oppure alternativamente sono previsti i nserti di isolamento termico fra il pannello ed il pezzo stampato od estrusione .

J _

Lo scambiatore di calore pu? essere dotato di_ una copertura trasparente realizzata di vetro o _

l di materiale plastico, particolarmente dove deve es- _

? ' ' - - - | sere usato come un pannello di riscaldamento solare ..

... I

La copertura pu? essere tenuta in posizione mediante ulteriori formazioni sul pezzo stampato od estrusione oppure mediante formazione sull 'organo a telaio. Strati di materiale isolante possono essere previsti sul lato inferiore del pannello, nell?organo a telaio.

!<

Questi strati isolanti possono essere installati _ !

?

quando lo scambiatore di calore viene assemblato e ?

possono essere trattenuti in posizione_mediante un '

??. I (/) idoneo foglio _di_supporto ,_^ppure alternativamente

o lo strato isolante pu? jessere iniettato nella cavit? OC O o al disotto del pannello, dopo l?installazione dell 'u oc "PC" nit? a scambiatore di calore sul suo sito operativo . r-~4

In alcune applicazioni , ad esempio siste- o r-J mi a raccoglitore solare a termosifone , OC ? de side ra- -- -?a bile avere un serbatoio di accumulazione del fluido C3 di scambio di calore , posizionato adiacente allo scambiatore di calore . In conformit? alla presente invenzione , pu? anche essere previsto un coperchio per un

tale serbatoio. Convenientemente , questo coperchio

o copertura sar? previsto come parte dell' organo a

telaio , sebbene sia concepibile che potrebbe essere previsto come parte del jannello oppure come un

pannello separato posizionato nell? organo a telaio.

i

Similmente , _ coperture o coperchi possono essere previsti per altri componenti che debbo no_e ssere associati con lo scambiatore di calore, ad esempio pompe

o valvole.

_ _ _ Secondo un_ulteriore_ aspetto__della pre sente invenzione , un procedimento di formazione di _ uno,

scambiatore di calore che comprende un pannello di irradiazione o assorbimento di calore formato da una piastra avente un tubo o tubi attraverso i quali pu? c'r-

_esse _re fatt _o circolare u _n mezzo di scambio di calore, o montato in contatto termico con essa, un organo a te- S laio senza giunzione formato da materiali in foglio

i circondante il pannello e mezzi di giunzione inter-. posti fra di essi per fissare i l pannello sulla sua r~-J cui cica periferia all'organo a telaio , include le fasi di ci formare la piastra e l'organo a telaio , da un singolo foglio di materiale in una singola operazione

di formatura, dividere la piastra dall 'organo a telaio e ri-assemblarli inserendo mezzi di giunzione

fra di essi , per fissare la piastra, sulla sua periferia, all'organo a telaio.

Questo procedimento di fabbricazione ? particolarmente idoneo per la fabbricazione di scambiatori di calore da metalli superplastici . Con tali materiali , il tubo cyi tubi possono essere incassati

nella piastra, nel modo rivendicato nella descri zione di brevetto inglese No. 15650b2 , dallo stesso

tempo in cui vengono formati la piastra e l 'organo a telaio . Il pannello viene quindi separato dall'organo a telaio mediante taglio attorno al profilo appropriato del foglio formato. Il procedimento tutta? via pu? essere usato - con metalli in foglio convenzio ij nali , usando un?operazione di pressatura per formare simultaneamente la piastra e l ?organo a telaio. Il

tubo od i tubi possono quindi susseguentemente essere fissati alla piastra mediante qualsiasi idoneo < procedimento , ad esempio saldatura a lega saldante

o brasatura. Dove viene utilizzata un'operazione di r pressatura, gli utensili di pressatura possono e ssere disposti , di modo che in una singola operazione ,

l ?organo a telaio e la piastra vengono sagomati e

' vengono successivamente separati l'uno dall 'altro.

Entrambi i processi di formatura superplastica e di

esJ pressatura sono inoltre idonei per fornire delle for-Za mazioni per coperture di serbatoio e simili , fornendo

I inoltre altre formazioni , ad esempio risalti od on-T

dulazioni per rinforzo del pannello , della parte di

copertura e/o dell 'organo a telaio.

Vari_aspetti della presente invenzione vengono _or a __de se ri 11 i so lt anto_ a Jbi to lo_di_e sempio_ con

?

riferimento agli allegati disegni in cui : _ _ _ ^

_ la _ jf i gur a 1 _ illustra . in_ sez i o ne una p a r t e J

marginale di_un pannello di riscaldamento solare in_

conformit? alla presente _ invenzione; _ ^ _ _J_

ia figura 2 illustra la preforma usata

per il pannello di assorbimento di calore e per l?o rr

I/O ,gano_a_telaio della forma _di_realizzazione mostrata..

o Q?. nella figura 1;_ ;_

a tzc la figura 3 mostra un procedimento alterna- y r-'J _tivo di giunzi _ _one del p _annello di as _sorbime _n _to di ca _-lore all argano a telaio mostrato nella figura 1 ; _ i _ 3 ?=

! _ la figura 4 illustra in elevazione par- j ?3 ziale in sezione un procedimento alternativo dii ffiissi ? saggio di una copertura trasparente al pannello di riscaldamento solare mostrato nella figura 1;

la figura 5 illustra in sezione una parte marginale di una forma di realizzazione alterna-' tiva dell?invenzione;

la figura 6 illustra la preforma utilizzata per formare il pannello di assorbimento di calore e l 'organo a telaio della forma di realizzazione mostrata nella figura 5 , e

la figura 7 illustra in sezione un pannello ' di riscaldamento solare formato in conformit? alla presente invenzione , idoneo per l 'uso in un sistema di riscaldamento a termosifone.

Come illustrato nella figura 1 , un pannello di riscaldamento solare comprende una piastra di i

| assorbimento di calore sostanzialmente rettangolare - .j

10 avente un tubo 11 a serpentino parzialmente incasjsato in essa. La piastra 10 di assorbimento di calore i 8 -I e circondata da un organo a telaio di lamiera me tal -i

i

j lica 12 a me zzo di un pezzo stampato continuo di_ ^ _

? gomma 13 , la periferia esterna della piastra 10 e la

!

periferia interna dell' organo a telaio 12 impegnando---Ci.? ?? si in fessure rjispe ttivamente 14 e _ 15 , nel pezzo stam -<

-seca pato di gomma 13. Una copertura di vetro 16 che sta oa al disopra della piastra 10, viene inoltre trattenu- OC V

| ta in posizione in una cavit? 17 nel pezzo stampato r~~J di gomma 13. Un foglio di isolamento termico rigido

j preformato 18 ? previsto nella cavit? al disotto de l o<

-C -m la piastra 10 e nell'organo a telaio 12.

La piastra 10 e l?organo a telaio 12 sono

formati da una lega di alluminio superplastica. Un

foglio 1? della lega di alluminio superplastica vie-[ ne deformato in modo superplastico attorno al tubo a

j serpentino 11, in conformit? alla descrizione di brej vetto inglese No. 15650^2, per formare la piastra

JjlO ed allo stesso tempo l 'organo a telaio 12. Il foj glio formato 1^ viene quindi tagliato attorno alla ?

i

parte orizzontale 20, che definisce la periferia esterna della piastra 10 e la periferia interna del-I _ ; "" 1

I l'organo a telaio 12 / lungo la linea verticale X-X

j per separare la piastra 10 dall'organo a telaio 12. |

L'organo a telaio 12 viene quindi invertito e la piastra 10 e l'organo a telaio 12 vengono assemblati

nel pannello di riscaldamento solare descritto sonra.

Nella forma di realizzazione di cui sopra, ^ i ?4-il pezzo stampato di gomma 13 ? uno scarso conduttoi re di calore e conseguentemente fornisce isolamento ? termico adeguato frala piastra 10 di assorbitore diI S calore e l?organo a telaio 12. Il pezzo stampato 13,

? - _- pu? essere realizzato da materiali che non sono tali

!? r-4 buoni isolatori termici, mediante posizionamento di Si t una nervatura isolante 21 fra una piastra 10 ed il 1 ? pezzo stampato 13, come mostrato nella figura 3. Que-I

sta nervatura 21 convenientemente pu? essere formata da un tubo spaccato, di materiale di isolamento termico, che viene posto al disopra della periferia della piastra 10. Ulteriori fessure possono essere previste nel pezzo stampato 13* ip&ui strisce di pressione, realizzate di plastica, gomma dura o metallo, possono essere inserite per applicare una pressione di

:bloccaggio alle parti della piastra 10, dell?organo a telaio 12 e copertura 16, che sono impegnate nel pezzo stampato 13? i1 _ _ Come illustrato nella figura 4, una coper- _ _

1 tura di plastica trasparente stampata 25 pu? essere usata al posto della copertura di vetro 16 della

? forma di realizzazione sopra descritta. In questo caso, una parte a flangia 26 attorno alla periferia ? l della copertura 25 pu? impegnarsi nella stessa fessura 27 nel pe zzo stampatole , come l 'organo a telaio

12. Alternativamente, la copertura di plastica stam-; pata pu? essere disposta pe r impegnare una idonea

formazione nell ' organo a telaio 12. Dove vengono usaa. te coperture di plastica stampata 25 , la copertura (/) ? fornir? una protezione continua contro le intemperi e o I e conseguentemente non vi ? necessit? che il pezzo c~ L ?

-i stampato 28 sia continuo attorno alla . p.eriferia. d.e.l- ..

| la piastra 10, corae_ avviene nella forma di realizza-! zione mostrata nella figura 1. Il pezzo stampato 28 _ ^ _A.. . i ' O conseguentemente pu? essere sostituito da strisce e- ? O ' struse .

? _ Nella forma di realizzazione illustrata

nelle figure 5 e 6 , la periferia esterna della piastra 10 e la periferia interna dell 'organo a telaio

12 sono inclinate e si impegnano in fessure similmente inclinate 14 e 15 nel pezzo stampato 13. Modificando la progettazione della piastra 10 e dell 'organo a telaio 12 in que sta maniera, quando la pia

? 1 . . ?

etra 10 e l 'organo a telaio 12 sono formati in un

singolo foglio 1 come illustrato nella figura 6 ,

la parte 30 che definisce la periferia esterna della

I *

piastra 10 e la periferia interna dell'organo a telaio 12 saranno inclinate e conseguentemente posso

t _no e ssere separate con un taglio di sega orizzontale lungo la_linea 3C-X, facilitando cos? questo sta-' dio del processo di fabbricazione. o.

. . ; ' " ' ? * r oO _ Nel sistema raccoglitore solare per termoo oc sifone, il pannello raccoglitore solare y ? collega Oa oc to ad un serbatoio di immagazzinamento 35, come il?~ JLustrato^ nella figura 7. Quando il pannello solare viene installato, il serbatoio di immagazzinamento

a 35 viene posizionato al disopra del pannello racco O C

glitore y di modo che quando il fluido di scambio

~ .

di calore , ad esempio acqua, viene ri scaldato nel pannello raccoglitore y , la azione a termosifone

f f ar? si che esso si muova verso l 'alto attraverso

|il canale previsto nel pannello raccoglitore y e

nel serbatoio di immagazzinamento 35, per essere sostituito nel pannello a raccoglitore y da fluido relativamente freddo proveniente dal serbatoio di

timmagazinamento 35. In questo modo, il fluido viene continuamente fatto circolare attraverso il pannello

!a collettore y senza la necessit? di mezzi esterni

jdi pompaggio. ACqua calda pu? essere prelevata dal

*serbatoio di immagazzinamento 35, come e quando richiesto. ! _ _ Il_raccoglitore solare a termosifone illustrato nella figura 1 ? di costruzione fondamentale

{ e simile al pannello illustrato nella figura 1. Un {_

^ tubo a serpentino 1 1 , con tratti paralleli attravers?

? ; la larghez 'za del pann ^ello ? , forra all canale per flui-

d? di scambio di calore . Le estremit? del tubo 1 1 so-

rlo collegate al serbatoio di immagazzinamento 35 , che

ci ? posizionato lungo una delle estremit? del pannello

9 , che ? parallelo ai tratti paralleli del tubo a o oc.

O j serpentino 1 1 , un tratto di tubo (non mostrato) es- c?i

J sendo previsto fra l' estremit? pi? distante del tu- ? -t r--t .. - ? : ? ?

| bo a serpentino 11 ed il serbatoio 35 per formare una - Z>

M

I uscita dal serbatoio 35 nel pannello ? ed un tratto -X i j

'di tubo 36 fra l'estremit? pi? vicina del tubo a ser- ts>

S-

pentino 1 1 ed il serbatoio 35 formando una entrata

i

la serbatoio 35 dal pannello y. Il tubo a serpentino ? '

i

11 e tratti di tubo dal serbatoio 35 alle estremit? del

"" * ' \

jtubo a serpentino 11 , sono incassati nella piastra i

10 di assorbimento di calore.

j _ _ _I1 pannello raccoglitore ? ? montato in j.

|un organo a telaio 12 e dotato di una copertura di .

i : vetro 16 , questi vari componenti essendo uniti assie i

i m.e da un idoneo pezzo stampa 'todi go'mma continu 'a. 13.,?

1

!nel modo descritto con riferimento __alla figura_1. __

i_L'organo a telaio_ 12 ? dotato di una parte 38 che

I

| forma una copertura per il serbatoio di immagazzina-

mento 35.

Claims

RIVENDICAZIONI (

1. Scambiatore di calore caratterizzato ? ! dal fatto che un pannello (y) di assorbimento o di irradiazione di calore formato da una piastra ( 10 ) avente un tubo o tubi .(11) attraverso i_ quali pu? - es-[sere fatto circolare un mezzo di scambio di calore, 1

? montata in contatto termico con essi ? ? montata in

-feO -!

un organo a telaio senza giunzione ( 12 ) formata da J. -o ? -materiale in foglio ( 1?) mezzi di giunzione ( 12 ; 28 ) o d ? oc [essendo _ interposti fra di eesi per posizionare bordi 3C r-4 adiacenti dell 'organo a telaio ( 12 ) e del pannello j

?Or j_( iy) e fissarli assieme . _

2. Scambiatore di calore secondo la rivendi- CGk C T cazione 1 caratterizzato dal fatto che i mezzi di

! giunzione ( 13 ; 28) sono rappresentati da un pezzo f

j ? . ? ~ i"

stampato od estrusione che si estende attorno a tutta o a parte sostanziale della periferia del pannello e che ha formazioni (14, 15; 27) per impegnare la

periferia del pannello (y) e l'adiacente periferia 1

. | dell 'organo a telaio ( 12) . j^

3. Scambiatore di calore secondo la ri- !

I vendicazione 1 oppure 2 caratterizzato dal fatto che

l i me zzi di giunzione ( 13 ; 28) sono realizzati di un1

materiale di isolamento termico .

4~--Scambiatore di-calore secondo la- ri ?

vendi cazione _1 oppure -2 caratterizzato dal fatto-che

i

-inserti di isolamento -termico _(2 1) sono-previsti_fra

-i_mezzi di giunzione?( 13; ,28)_ed il pannello (y). ? j

- ? __ 5. Scambiatore di calore secondo qualsia-'

ai delle rivendicazioni da 1 a 4 caratterizzato dal fatto che il pannello (y) ? dotato di una copertura */?__ trasparente ( 16 ; 25) .

? I od _ 6 Scambiatore di calore secondo la ri- _ O o ? ?-< vendicazione_5 caratteri zzato dal fatto che la copertura trasparente ( Jh5 ; 25) viene trattenuta in posi-* zione a mezzo di una idonea formazione ( 17 ; 27)

OQ

sull 'organo di giunzione ( 13 ; 28) o l'organo a tei - CD-laio_ ( 12 ) . _ ? _ _ _

? _ 7. Scambiatore di calore secondo qu&siasi

I

delle rivendicazioni da 1 a 6 caratterizzato dal fat-I

to che il materiale di i solamento termico ( 18) ? prej visto nella cavit? formata al disotto del pannello

(y ) e nell 'organo a telaio ( 12) .

8. Scambiatore di calore secondo qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7 caratterizzato dal fatto che l ' organo a telaio ( 12 ) e/o il pannello (y) sono dotati di formazioni (38) che servono come una copertura per apparecchiatura ausiliaria.

? y. Scambiatore di calore secondo qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7 caratterizzato dal fatto che mezzi di copertura separati pe r apparecchiatura ausiliaria sono previ sti nell'organo a telaio ( 12 ) . r " 10. Scambiatore di calore secondo qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a y caratterizzato dal fat-L

' I to che la piastra ( 10) del pannello_(9) e organo a

telaio _( 12)__sono?realizzati_da_un metallo, sup e rp laetico. _ _ _ __

11 ,_Scarabiatore_di_calore_secondo qualsiasi

delle rivendicazioni da_1?a?10 caratterizzato dal fat-T -e;

c to che la piastra ( 10) del pannello . (9) _e 1 porgano. 4 _

j_a_telaiq_ (12 )_ sono realizzati da un singolo . foglio o cr C

j di materiale (19) le cui dimensioni sono sostanzial- C' c -mente le dimensioni esterne dell 'organo a^ telaio ( 12 ) ; _ ^

12. Procedimento per la formazione i uno <D di calore comprendente un pannello di as or 1 scambiatore

OC

sorbimento o di irradiazione di calore formato da O , una piastra avente un tubo o tubi , attraverso i qua-1 ? li un mezzo di scambio, te .rmico . pu? e ssere ? fatto cir v-^colare , montati in contatto termico con essa, un organo a telaio senza giunzione formato da materiale

j in foglio circondante il pannello e mezzi di giun -zione interposti fra di essi per fi ssare il pannel-! lo sulla sua periferia all 'organo a telaio ; caratte -rizzato dalle fasi di formare la piastra ( 10) e l'organo a telaio ( 12) da un singolo foglio di materia- .

le ( 19) in una singola operazione di formatura; dividere la piastra( 10) dall?organo a telaio ( 12) e riassemblarli , inserire mesi di giunzione ( 13; 28) tra

di e ssi , per fissare la piastra ( 10) sulla sua peri

feria all?organo a telaio ( 12) . i

/

_ J3? Procedimento secondo la rivendicazione

? 12 caratterizzato dal fatto che la piastra ( 10) e l?organo a telaio ( 12 ) sono formati da un metallo superplastico utilizzando un processo di formatura _superplastico in_ cui il foglio ( 10 ) viene_ de formato, attorno al tubo o tubi ( 1 1 ) che definiscono il cana ! le del pannello _(?) _e la_ p_iastra (10) e l'organo _

?' ' " " ? " .

a telaio__(l2) sono formati in una singola operazioi ne.

_ _ 14. Procedimento secondo la rivendicazione | 12 caratterizzato dal fatto che la piastra ( 1O) e _

! l'organo a telaio ( 12 ) sono formati mediante un pro-I

cesso di pressatura.

15. Procedi mento se condo qualsiasi delle

1

rivendicazioni da 12 a 14 caratterizzato dal fatto ch^?a piastra ( 10) e l'organo a telaio ( 12 ) vengo I?A? SMAfO RODZARN IG B?RZAiN &p-... no divisi con un idoneo utensile di taglio .

i 16. Procedimento secondo la rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che la parte (20$ del foglio formato ( 1?) definente le periferie della piastra ( 10) e l'organo a telaio ( 12 ) ? inclinata,

, per cui la piastra ( 10) e l'organo a telaio ( l2)pos-! sono essere divisi con un taglio che ? parallelo al [ piano generale del foglio formato ( 1?) .

17. Procedimento secondo la rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che la- piastra (10) e _ l?organo a telaio (12) vengono divisi, come parte _ I -l dell?operazione di pressatura.