ITGE20080091A1

ITGE20080091A1 - Apparato di riscaldamento idrico per docce a riscaldamento solare

Info

Publication number: ITGE20080091A1
Application number: IT000091A
Authority: IT
Inventors: Paolo Tesi
Original assignee: Paolo Tesi
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2010-05-13

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale avente per titolo: “Apparato di riscaldamento idrico per docce a riscaldamento solare”,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un apparato di riscaldamento idrico per docce a riscaldamento solare.

Attualmente sul mercato esistono vari tipi di docce a riscaldamento solare, formate da un corpo scatolare generalmente in materiale plastico e internamente cavo. Tali docce a riscaldamento solare vengono utilizzate all'aperto, ad esempio in stabilimenti balneari. L'acqua utilizzata nella doccia viene prelevata da una normale rete di distribuzione idrica, introdotta in tale corpo scatolare generalmente dal basso, quindi accumulata all'interno dello stesso e scaldata per irraggiamento solare, prima di venire erogata all'utente. A tal proposito il corpo scatolare in materiale plastico può essere realizzato di colore scuro, per ottenere una resa termica maggiore dalle radiazioni solari.

Tali docce a riscaldamento solare consentono di ottenere acqua calda in modo economico e con una buona efficienza, ma presentano dei problemi dal punto di vista della sicurezza igienica. Come è noto, infatti, l'accumulo di acqua all'interno di un recipiente, in questo caso il corpo scatolare della doccia, può provocare lo sviluppo di pericolose colonie batteriche, ad esempio la cosiddetta legionella, che si sviluppano soprattutto quando la temperatura scende sotto a certi livelli, in particolare sotto ai 65°C. Inoltre lo sviluppo di tali colonie batteriche può essere incrementato dalla porosità delle superfici interne del corpo scatolare della doccia, se quest'ultimo viene realizzato in materiale plastico o dall'ossidazione dello stesso se realizzato in materiale metallico. L'acqua erogata all'utente dalla doccia, infatti, entra in contatto con tali superfici interne del corpo scatolare. Tale continuo accumulo di acqua nelle docce solari note non garantisce, tra l'altro, un ricambio totale dell'acqua ad ogni utilizzo.

Lo scopo della presente invenzione è pertanto la realizzazione di un apparato di riscaldamento idrico per docce a riscaldamento solare che, in modo igienico, economico ed efficiente, consenta di riscaldare l'acqua da erogare attraverso la doccia in modo istantaneo, evitando a tale acqua il contatto diretto con le superfici interne del corpo scatolare della stessa, e quindi il contatto con eventuali colonie batteriche, e consenta altresì di effettuare un completo ricambio dell'acqua durante o tra una doccia e l'altra.

Tale scopo viene raggiunto dalla presente invenzione mediante un apparato di riscaldamento idrico per docce a riscaldamento solare, caratterizzato dal fatto che comprende almeno uno scambiatore di calore inserito in almeno un recipiente di ricezione e contenimento di un primo flusso d'acqua atta ad essere riscaldata principalmente mediante irraggiamento solare della superficie esterna di tale recipiente, realizzato in materiale plastico e/o in materiale metallico; in tale scambiatore di calore viene introdotto un secondo flusso d'acqua atta ad essere riscaldata mediante lo scambio termico con tale acqua contenuta nel recipiente; tale scambiatore di calore comunica a valle con almeno un soffione di erogazione finale del secondo flusso d'acqua.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, tale secondo flusso d'acqua fluisce in un circuito totalmente indipendente dal circuito in cui fluisce tale primo flusso d'acqua.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione verranno meglio compresi nel corso della seguente descrizione, considerata a titolo esemplificativo e non limitativo e riferita ai disegni allegati, nei quali:

• la Fig. 1 illustra un vista schematica, in elevazione laterale ed in sezione di una doccia a riscaldamento solare provvista di un apparato di riscaldamento idrico secondo la presente invenzione;

• la Fig. 2 illustra una vista schematica in prospettiva del presente apparato di riscaldamento idrico per docce a riscaldamento solare installato su dei tetti di cabine situate all'aperto, ad esempio in stabilimenti balneari, piscine, ecc.; e • la Fig. 3 illustra una vista schematica in prospettiva di una variante esecutiva dell'applicazione del presente apparato di riscaldamento idrico illustrata in fig. 2.

Con riferimento ai disegni allegati e con particolare riferimento alla Fig. 1 degli stessi, con 1 è indicato il corpo scatolare internamente cavo di una doccia a riscaldamento solare. Come accennato precedentemente tale corpo scatolare è realizzato in materiale plastico e preferibilmente di colore scuro, per assorbire meglio le radiazioni solari. Tale corpo scatolare 1 comprende superiormente un soffione 2 di erogazione finale dell'acqua e inferiormente una pedana 3 di posizionamento per l'utente, anch'essa internamente cava e funzionante, come il resto del corpo scatolare 1 , come superficie captante di raggi solari. Ad un'altezza intermedia tale corpo scatolare 1 presenta esternamente una manopola 4 di comando e regolazione dell'erogazione dell'acqua dal soffione 2. A monte del soffione è previsto un tubo 5 di sfiato ricavato nel corpo scatolare 1 , mentre a monte della pedana inferiore 3 è ricavato un condotto 6 di ingresso di un primo flusso d'acqua proveniente da una normale rete idrica. Tale primo flusso d'acqua viene convogliato dal condotto 6 alla pedana 3 e, a seguito del riscaldamento nella pedana 3, sale attraverso un tubo 7 a sifone dal quale fuoriesce e viene riversata all'interno del corpo scatolare 1 internamente cavo. Alla base del corpo scatolare 1 della doccia, oltre al condotto 6 ingresso di acqua atta ad accumularsi all'interno di tale corpo scatolare 1 , viene posizionato un secondo condotto 8 di ingresso nella doccia di un secondo flusso di acqua fredda, anch'essa prelevata dalla rete idrica. Tale secondo flusso d'acqua, attraverso un primo condotto 9 posto a valle di detto condotto di ingresso 8, viene convogliato in parte in uno scambiatore di calore a serpentina 10 ed in parte in un ulteriore condotto 1 1 che porta l'acqua direttamente alla manopola 4 di regolazione ed erogazione. A valle dello scambiatore 10 di calore, posizionato internamente al corpo scatolare 1 , è previsto un condotto 12 di convogliamento dell'acqua alla manopola 4, dalla quale si diparte un ulteriore condotto 13 collegato al soffione 2 di erogazione finale dell'acqua all'utente.

L'acqua contenuta all'interno del corpo scatolare 1 della doccia viene quindi riscaldata per irraggiamento dalle superfici del corpo scatolare e della pedana solare. Tale acqua riscaldata cede il proprio calore all'acqua fredda che entra dal condotto 8 e fluisce all'interno dello scambiatore 10 di calore a serpentina, in modo tale che al soffione 2 di erogazione finale arrivi un flusso d'acqua calda che, vantaggiosamente, è fluita in un proprio circuito indipendente di distribuzione, formato appunto dai condotti 8, 9, 1 1 12 e 13 e dallo scambiatore 10, evitando il contatto dannoso dal punto di vista igienico con le pareti interne del corpo scatolare 1, le quali, come accennato precedentemente, possono essere sede di proliferazione di colonie batteriche. Grazie al tubo 7 a sifone, viene creato un continuo ricircolo d'acqua dal basso verso l'alto e viceversa all'interno del corpo scatolare 1 : l'acqua calda infatti tende a salire lungo tale tubo 7 in seguito al riscaldamento all'interno della pedana 3 e l'acqua fredda, che ha ceduto il proprio calore allo scambiatore 10, scende nuovamente verso la pedana 3. Grazie a tale circuito indipendente di riscaldamento dell'acqua da erogare attraverso il soffione 2, inoltre, è possibile durante ogni doccia effettuare un completo ricambio dell'acqua. Inoltre lo sviluppo longitudinale dello scambiatore 10 a serpentina, che segue sostanzialmente l'asse longitudinale verticale del corpo scatolare 1 della doccia, garantisce un ottima efficienza di scambio termico del presente apparato.

Per ottenere una ancora maggiore efficienza termica, è possibile prevedere ulteriori mezzi di riscaldamento dell'acqua contenuta all'interno del corpo scatolare 1 e a contatto diretto con lo stesso. Con 14 è indicato un pannello solare collocato esternamente al corpo scatolare 1 della doccia e provvisto di una pompa 16 di ricircolo dell'acqua prelevata dalla base del corpo scatolare 1 della doccia mediante un condotto 15. Tale acqua prelevata dal condotto 15 attraversa, scaldandosi, il panello solare 14 e viene reintrodotta alla base del corpo scatolare 1 attraverso un condotto 17 di mandata. Tale pompa 16 di ricircolo può essere alimentata anch'essa da fonte solare, mediante ad esempio un pannello fotovoltaico 18. Tale pompa 16 di ricircolo può anche non essere presente, qualora il pannello solare 14 si trovi ad un'altezza da terra pari ad almeno l'altezza da terra della pedana 3 del corpo scatolare 1.

Il presente apparato di riscaldamento idrico comprendente lo scambiatore a serpentina ed i vari condotti di convogliamento dell'acqua descritti precedentemente può essere utilizzato anche all'interno di cabine di stabilimenti balneari, ed in particolare all'interno dei tetti delle stesse. A titolo esemplificativo, in fig. 2 sono illustrate due cabine 19 e 19' situate all'aperto, ad esempio cabine di uno stabilimento balneare, di una piscina o altro, formate ciascuna da quattro pareti 20 e 20' sormontate da un tetto 21 e 2 Γ. Ciascuno dei tetti 21 e 2 Γ delle cabine è formato da due pannelli 121 , 12 Γ e 221 , 22 Γ internamente cavi. Ciascuno di tali pannelli 121 , 12 Γ e 221 , 22 Γ poggia ed è collegato alle pareti 20 e 20' ed alloggia uno scambiatore 10' a serpentina. Su almeno una delle pareti di una delle due cabine, ad esempio la parete frontale 20 della cabina 21 , sono posizionati due condotti 6' e 8', rispettivamente di convogliamento di un primo flusso d'acqua fredda all'interno dei pannelli 121 e 221 della cabina 21 e di un secondo flusso d'acqua fredda allo scambiatore 10' di calore a serpentina. Come nel caso del corpo scatolare della doccia illustrata in fig. 1 , anche i pannelli 121 , 221 , 12 Γ, 22Γ, saranno preferibilmente in materiale plastico, preferibilmente di colore scuro, in modo da avere un maggiore potere captante per i raggi solari. Lo scambiatore 10' della cabina 21 è collegato a valle, mediante un condotto 22, con lo scambiatore 10' della cabina seguente 2Γ, il quale a sua volta è collegato a valle con un condotto 13' che porta il secondo flusso d'acqua al soffione 2 della doccia. Su ciascuno di tali pannelli 121 , 221 , 12Γ, 22Γ dei tetti delle cabine inoltre è previsto un tubo 5' di sfiato. Naturalmente, come si può intuire, il presente apparato può essere applicato ad una serie qualsivoglia di cabine, con la prima cabina provvista dei condotti 6' e 8' di ingresso dei flussi d'acqua dalla rete idrica e con una o più cabine di tale serie provviste della doccia di erogazione finale dell'acqua. Similmente al caso del corpo scatolare della doccia illustrato in fig. 1 , il primo flusso d'acqua viene scaldato per irraggiamento all'interno dei pannelli 121 , 221 , 12Γ, 22Γ dei tetti delle cabine e trasmette il proprio calore agli scambiatori 10' a serpentina disposti all'interno di tali tetti, in modo da avere un circuito indipendente di erogazione finale di acqua calda dal soffione 2 della doccia. Anche in questo caso l'acqua erogata dal soffione 2 non viene minimamente in contatto con la superficie interna dei pannelli dei tetti e può essere completamente ricambiata durante ogni utilizzo della doccia.

In alternativa o in aggiunta a quanto illustrato, anche le pareti 20 e 20' delle cabine 19 e 19', possono essere internamente cave ed atte ad accogliere il flusso d'acqua proveniente dal condotto 6', funzionando quindi anch'esse come superfici captanti delle radiazioni solari, come i tetti 21 e 2 Γ. Tali pareti 20 e 20' potranno essere in comunicazione con i pannelli dei tetti 21 e 2Γ e quindi trasmettere l'acqua già parzialmente scaldata agli stessi.

Una variante del presente apparato utilizzabile nelle cabine di stabilimenti balneari è illustrata in fig. 3. In questo caso i pannelli 121 , 221 , 12 Γ, 22 Γ dei tetti 21 e 2Γ scaldano l'acqua proveniente dalla rete idrica attraverso il condotto 6' e accumulata in un serbatotio 24 dove è inserito lo scambiatore 10" a serpentina. Mediante una pompa 23 di ricircolo tale acqua viene prelevata da detto serbatoio 24 di accumulo e convogliata all'interno dei pannelli 121 , 221 , 12 Γ, 22 Γ dei tetti 21 e 2 Γ nella quale si scalda mediante irraggiamento solare. Come nel caso del pannello solare illustrato in fig. 1 , in alternativa, la pompa 23 di ricircolo può non essere prevista qualora la base del serbatoio 24 si trovi ad un'altezza pari ad almeno l'altezza dei tetti delle cabine. Nel dettaglio, tale scambiatore 10" comprende a monte un condotto 8" di prelievo di acqua fredda e a valle un condotto di convogliamento di acqua calda al soffione 2 della doccia; mediante i condotti 25 e 26 rispettivamente di mandata e di prelievo dell'acqua, l'acqua riscaldata all'interno dei pannelli 121 , 221 , 12 Γ, 22 Γ dei tetti 21 e 2Γ, comunicanti mediante il condotto 27, viene inviata al serbatoio 24 di accumulo, dove trasferisce il suo calore all'acqua fredda contenuta nello scambiatore 10", quindi tale pompa reintroduce l'acqua, attraverso il condotto 26, all'interno dei tetti delle cabine per venire nuovamente riscaldata. Anche in questo caso i due circuiti di flusso dell'acqua, vale a dire l'acqua che fluisce dai tetti al serbatoio e viceversa e l'acqua che fluisce dalla rete idrica al soffione della doccia, sono completamente indipendenti l'uno dall'altro, garantendo così all'utilizzatore finale della doccia una grande sicurezza dal punto di vista igienico.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparato di riscaldamento idrico per docce a riscaldamento solare, caratterizzato dal fatto che comprende almeno uno scambiatore (10, 10', 10") di calore inserito in almeno un recipiente (1 , 121 , 221 , 12Γ, 22Γ, 24) di ricezione e contenimento di un primo flusso d'acqua atta ad essere riscaldata principalmente mediante irraggiamento solare della superficie esterna di detto recipiente (1 , 121 , 221 , 12Γ, 22Γ, 24), realizzato in materiale plastico e/o in materiale metallico, essendo in detto scambiatore (10, 10', 10") di calore introdotto un secondo flusso d'acqua atta ad essere riscaldata mediante lo scambio termico con detta acqua contenuta nel recipiente (1, 121 , 221 , 12Γ, 22Γ, 24) ed essendo detto scambiatore (10, 10', 10") di calore comunicante a valle con almeno un soffione (2) di erogazione finale del secondo flusso d'acqua.
2. Apparato secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto secondo flusso d'acqua fluisce in un circuito (8, 9, 10, 1 1, 12, 13) totalmente indipendente dal circuito (6, 3, 7, 1) in cui fluisce detto primo flusso d'acqua.
3. Apparato secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto recipiente in cui fluisce detto primo flusso d'acqua è un corpo scatolare (1) internamente cavo di una doccia a riscaldamento solare comprendente inferiormente una pedana (3), essendo detto corpo scatolare (1) e detta pedana (3) atti a captare le radiazioni solari e a riscaldare l'acqua contenuta al loro interno.
4. Apparato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta pedana (3) comunica con un tibo (7) a sifone che crea un continuo ricircolo di detto primo flusso d'acqua dal basso verso l'alto e viceversa di detto corpo scatolare (1).
5. Apparato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che all'interno di detto corpo scatolare (1) è inserito almeno uno scambiatore (10) di calore a serpentina disposto sostanzialmente lungo l'asse longitudinale di detto corpo scatolare (1).
6. Apparato secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta acqua contenuta in detto corpo scatolare (1) viene ulteriormente riscaldata mediante almeno un pannello solare esterno (14) in cui detto primo flusso d'acqua ricircola.
7. Apparato secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto pannello solare esterno (14) comprende dei mezzi (16) di pompaggio dell'acqua alimentati, preferibilmente, mediante un pannello fotovoltaico (18).
8. Apparato secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto recipiente di ricezione e contenimento di detto primo flusso d'acqua è costituito da almeno un pannello (121 , 221 , 12Γ, 22Γ) internamente cavo previsto in un tetto (21 , 2Γ) di una cabina (19, 19') situate all'aperto, essendo detto scambiatore (10') di calore posizionato internamente a detto pannello (121 , 221 , 121', 221').
9. Apparato secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detto scambiatore (10") di calore è posizionato all'interno di un recipiente esterno (24) di accumulo di detto primo flusso d'acqua, essendo in detto recipiente esterno (24) convogliato detto primo flusso d'acqua proveniente da uno o più pannelli (121 , 12Γ, 221 , 22Γ) formanti il o i tetti (21 , 2Γ) di cabine (19, 19') situate all'aperto ed atti a contenere l'acqua da riscaldare mediante principalmente irraggiamento solare.
10. Apparato secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che dette cabine (19, 19') comprendono delle pareti laterali (20, 20') internamente cave ed atte a ricevere e riscaldare detto primo flusso d'acqua, essendo dette pareti laterali (20, 20') comunicanti con i pannelli formanti il o i tetti delle cabine (19, 19').