ITMI960044A1 - Dispositivo ottimizzatore del rendimento di un generatore di calore a combustibile gassoso - Google Patents

Description

Descrizione di un brevetto d'invenzione

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo secondo il preambolo della rivendicazione principale.

Come è noto, un moderno generatore di calore o caldaia a combustibile gassoso (o semplicemente gas) comprende un ventilatore impiegato come dispositivo di evacuazione dei fumi dalla camera di combustione e come organo alimentatore di aria comburente.

In una caldaia di tipo noto, al variare della portata termica richiesta, il generatore di calore di tipo modulante regola la portata termica attraverso l'azione della sua unità di controllo sul regolatore di pressione della valvola del gas lasciando, però, inalterata la velocità di rotazione della ventola corrispondente ad una portata volumetrica costante (che è ottimizzata per la massima portata termica). In un tale generatore, pertanto, la combustione avviene con portate d'aria comburenti ottimali solo per la massima portata termica e quindi con portate d'aria eccessive e crescenti al diminuire delle portate termiche. A seguito di ciò, il rendimento termico diretto all’acqua diminuisce in relazione dell'eccesso d'aria.

Per ovviare tale inconveniente, è noto regolare la velocità della ventola e quindi la portata d’aria comburente in funzione delle portate di gas bruciate. Ciò viene ottenuto disponendo entro il condotto d'ammissione un sensore di pressione connesso all'unità di controllo; attraverso tale sensore, l'unità rileva la variazione di portata del gas nel condotto d'ammissione e quindi interviene conseguentemente sulla ventola o ventilatore modificandone la velocità di rotazione. Tale soluzione, pur consentendo una variazione di portata d'aria in funzione della portata del gas combustibile, presenta una notevole complessità realizzativa e non può essere impiegata su caldaie già operative se non intervenendo, con ovvi inconvenienti, sul condotto d'ammissione del gas. Inoltre, la nota soluzione non permette di mantenere una adeguata portata d'aria comburente (attraverso il mantenimento di una opportuna velocità di rotazione della ventola) qualora si avesse un calo della tensione di rete d'alimentazione .

Scopo pertanto del presente trovato è quello di offrire un perfezionato dispositivo ottimizzatore del rendimento di una caldaia a gas.

In particolare, scopo del trovato è quello di offrire un dispositivo del tipo citato che consenta una sostanziale istantanea regolazione della portata d'aria comburente in funzione della portata di gas bruciato così da garantire un eccesso d'aria ottimale in tutti i campi di lavoro (ovvero in corrispondenza di ogni possibile portata termica richiesta) del generatore di calore.

Un altro scopo è quello di offrire un dispositivo del tipo citato che, anche in caso di variazione (diminuzione o aumento) della tensione di rete, consenta di mantenere una ottimale portata d'aria comburente in funzione della portata di gas indirizzata al bruciatore, in particolare consentendo di mantenere una minima portata d'aria corrispondente ad una minima portata termica anche a seguito di un diminuzione della tensione di rete. Questi ed altri scopi che risulteranno evidenti all'esperto del ramo vengono raggiunti da un dispositivo secondo le rivendicazioni annesse.

Per una maggiore comprensione del presente trovato si allega a titolo puramente esemplificativo, ma non limitativo, il seguente disegno, in cui l'unica figura rappresenta uno schema a blocchi dell'invenzione.

Con riferimento alla citata figura, in essa è rappresentato il dispositivo 1 secondo il trovato comprendente mezzi 2 di comando di un motore 3 di un usuale ventilatore o ventola (non mostrato) posto entro una camera di combustione di un generatore di calore alimentato a gas (non rappresentato). I mezzi 2 rilevano la tensione ai capi di un usuale regolatore di portata comandato elettricamente (non mostrato) posto nel condotto di alimentazione del gas del generatore o caldaia ed in funzione di essa (ovvero in funzione della portata del gas inviata al bruciatore) intervengono sul motore 3 del ventilatore modificando la velocità di quest'ultimo così da modificare la portata dell'aria comburente.

Più in particolare, una tensione VRIF è prelevata ai capi di un modulatore di una valvola del gas (non mostrata), definente il regolatore di portata di gas più sopra citato. Tale tensione viene inviata ad un amplificatore 5 che amplifica il segnale VRIF e costituisce uno stadio con ingresso ad alta impedenza. Dall'amplificatore esce un segnale VC che viene inviato ad un comparatore 6 il quale confronta tale segnale con un segnale di tensione VR proveniente da un blocco 7 rilevatore della tensione della rete elettrica di alimentazione del generatore di calore. Tale blocco 7, in particolare comprende un generatore di rampa 8 connesso ad un rilevatore di zero 9 da cui riceve un segnale . Quest'ultimo è formato da una sequenza di impulsi generati ogni volta che la tensione di rete passa per lo zero. Il blocco 7 è connesso alla tensione di rete (simbolizzata dal blocco 10) attraverso un riduttore di tensione 12.

Il generatore di rampa 8 è connesso ad un organo temporizzatore 15 che riceve la tensione di rete a valle del riduttore di tensione e che è posto in parallelo al rilevatore di zero 9. Tale organo 15 ha lo scopo di consentire di alimentare ad ogni accensione del generatore di calore e per un prefissato periodo di tempo, il motore del ventilatore 3 così da ottenerne la massima velocità di rotazione (e quindi la massima portata d'aria comburente), indipendentemente dal valore di VRIF così da garantire il "lavaggio" della camera di combustione.

Tornando al comparatore 6, esso confronta i segnali VC e VR e genera un segnale di uscita VU che viene inviato ad un nodo sommatore 17 a cui perviene anche un segnale proveniente da un organo filtrante 18 di tipo compensatore-limitatore che riceve la tensione di rete a valle del riduttore 12. Tale organo 18 compensa le variazioni della tensione di rete che altrimenti influerenzerebbero la tensione di alimentazione del motore 3. In particolare, l'organo 18 assicura che la tensione di alimentazione,del motore non scenda mai al disotto di un valore minimo prestabilito in modo tale da consentire comunque una minima velocità di rotazione del motore 3 per avere una portata d'aria corrispondente alla minima portata termica della caldaia.

Dal nodo sommatore 17 si diparte un segnale Vx che perviene ai mezzi di comando 2. Questi ultimi possono essere una vera e propria unità a microprocessore (cosi, ad esempio, da permettere una regolazione automatica e memorizzata del motore 3 in funzione di ogni valore di VRIF rilevato o del segnale Vx) oppure un più semplice organo comparatore o altri mezzi di comando in sè noti. L'unità 2 è connessa ad un separatore galvanico 20 che garantisce un adeguato isolamento elettrico tra la tensione di rete e la bassissima tensione di sicurezza presente nel circuito. Il segnale dell 'unità 2 quindi comanda la chiusura e apertura di un interruttore statico (ad esempio un TRIAC) 22 attraverso il quale l'alimentazione di rete perviene al motore 3.

L'utilizzo del dispositivo 1 risulta chiaro dalla descrizione sopra riportata. Durante tale impiego, i mezzi di unità o comando 2 rilevano la tensione VRIF corrispondente allo stato di afflusso di gas al bruciatore e, quindi, attraverso tale segnale rilevano la portata di gas indirizzato a tale bruciatore. Tale segnale, in particolare, viene confrontato con il segnale rappresentativo della tensione di rete alimentante attualmente il motore 3. Qualora tale confronto mostri che tra i due segnali sussiste una predefinita differenza, viene generato il segnale VU che, opportunamente trattato col segnale VK, giunge nei mezzi 2. Questi ultimi, in funzione di tale segnale VU rappresentativo di uno squilibrio tra la porta d'aria comburente (rilevata attraverso il segnale che alimenta il motore) e la portata di gas inviata al bruciatore, intervengono modificando il ciclo utile ( "duty cycle") dell'interruttore statico modificando pertanto la velocità del motore 3 e quindi del ventilatore.

Il dispositivo secondo il trovato è affidabile, di semplice realizzazione e può essere montato, dopo la loro istallazione, in caldaie già provviste di regolatore della porta del gas comandato elettricamente .

Con il dispositivo secondo il trovato è possibile ottimizzare il rendimento di un generatore di calore del tipo citato in quanto la portata d'aria comburente viene regolata in funzione della attuale portata di combustibile che perviene al bruciatore.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) per ottimizzare il rendimento di un generatore di calore a combustibile gassoso comprendente un bruciatore posto entro una camera di combustione provvista di un ventilatore per l'evacuazione di fumi, a detto bruciatore il combustibile pervenendo attraverso un condotto d'alimentazione su cui è posto un regolatore di pressione alimentato elettricamente, detto regolatore essendo comandato così da variare la portata di gas al bruciatore, attraverso segnali elettrici generati da un’unità di controllo del generatore di calore, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di comando e controllo (2) del motore (3) del ventilatore atti a modificare la velocità di tale motore (3), e quindi la portata d'aria comburente nella camera di combustione, in funzione del rilevamento di un segnale di comando (VRIF) del regolatore di pressione.
2. 2. Dispositivo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di confronto (6) atti a confrontare il segnale di comando (VRIF) del regolatore di pressione con un segnale di riferimento (VR) rappresentativo della tensione di rete alimentante tale motore, detti mezzi di confronto (6) generando un segnale d'uscita (VU) che è inviato ai mezzi di comando e controllo (2) del motore (3) del ventilatore.
3. 3. Dispositivo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi di comando e controllo (2) comandano mezzi interruttori (22) attraverso i quali il motore (3) del ventilatore riceve l’alimentazione di rete (10).
4. 4. Dispositivo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi temporizzatori (15) atti a consentire l'alimentazione elettrica del motore (3) del ventilatore così che esso, ad ogni avviamento del generatore di calore, generi per un prefissato periodo di tempo, la massima portata d’aria comburente nella camera di combustione.
5. 5. Dispositivo di cui alla rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i mezzi temporizzatori (15) sono connessi a mezzi generanti il segnale di riferimento (VR) rappresentativo della tensione di rete.
6. 6. Dispositivo di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (18) compensatori della variazione della tensione di rete e limitatori della tensione minima di alimentazione del motore (3) del ventilatore così da consentire una minima portata d'aria comburente corrispondente alla minima portata di combustibile gassoso.
7. 7. Dispositivo di cui alla rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i mezzi compensatori e limitatori (18) generano un segnale di uscita (VK) indirizzato ad un nodo sommatore (17 ) a cui perviene anche il segnale di uscita (VU) dei mezzi di comparazione (6), tale nodo (17) generando un segnale di uscita (Vx) inviato ai mezzi di comando e controllo del ventilatore.