ITMI20112252A1 - HYBRID SYSTEM OF HEATING AND / OR COOLING - Google Patents

HYBRID SYSTEM OF HEATING AND / OR COOLING Download PDF

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ITMI20112252A1
ITMI20112252A1 IT002252A ITMI20112252A ITMI20112252A1 IT MI20112252 A1 ITMI20112252 A1 IT MI20112252A1 IT 002252 A IT002252 A IT 002252A IT MI20112252 A ITMI20112252 A IT MI20112252A IT MI20112252 A1 ITMI20112252 A1 IT MI20112252A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
heating
valve
heat pump
energy source
cooling system
Prior art date
Application number
IT002252A
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Italian (it)
Inventor
Marco Caleffi
Original Assignee
Caleffi Spa
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D12/00—Other central heating systems
    • F24D12/02—Other central heating systems having more than one heat source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
    • F24D3/1091—Mixing cylinders

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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

“Sistema ibrido di riscaldamento e/o raffrescamento†. â € œHybrid heating and / or cooling systemâ €.

SFONDO DELL’INVENZIONE BACKGROUND OF THE INVENTION

La presente invenzione si riferisce ad un sistema ibrido di riscaldamento e/o di raffrescamento mediante il quale si rende possibile un miglior uso di fonti energetiche rinnovabili per il riscaldamento e/o la climatizzazione di ambienti chiusi in edifici civili e/o industriali, in relazione al fabbisogno richiesto. The present invention refers to a hybrid heating and / or cooling system through which a better use of renewable energy sources is made possible for heating and / or air conditioning of closed environments in civil and / or industrial buildings, in relation to to the required needs.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

L’uso di sistemi per la generazione di calore comprendenti delle pompe di calore nella produzione di acqua calda sanitaria, à ̈ già stato variamente proposto per sfruttare fonti energetiche naturali, più semplicemente dette fonti rinnovabili, quali l’energia geotermica, di falde acquifere, l’energia solare accumulata dall’aria o altra fonte rinnovabile, tuttavia con scarsi risultati in termini di rendimento termico e di semplificazione impiantistica. The use of systems for the generation of heat including heat pumps in the production of domestic hot water, has already been variously proposed to exploit natural energy sources, more simply called renewable sources, such as geothermal energy, from groundwater aquifers, solar energy accumulated from the air or other renewable source, however with poor results in terms of thermal efficiency and simplification of plant engineering.

Pertanto i sistemi fino ad ora proposti presentano limiti e inconvenienti dipendenti dal tipo di fonte energetica utilizzata e dalle caratteristiche dell’impiantistica. Therefore, the systems proposed up to now have limits and drawbacks depending on the type of energy source used and the characteristics of the plant.

In generale in impianti monoenergetici la pompa di calore consente di soddisfare il fabbisogno fino al 70÷80% dell’energia richiesta; oltre tale limite l’energia mancante viene fornita mediante resistenze elettriche. In general, in monoenergetic systems, the heat pump can satisfy the needs up to 70 ° 80% of the required energy; beyond this limit, the missing energy is supplied by means of electric resistances.

Nel caso di impianti di riscaldamento e/o di raffrescamento per i quali sono richieste potenze termiche maggiori, la pompa di calore che preleva energia dalla fonte rinnovabile, in generale à ̈ in grado di coprire il fabbisogno energetico fino ad una determinata temperatura dell’ambiente esterno e/o interno dello stabile; per temperature più basse, inferiori ad una temperatura di soglia, occorre attivare una caldaia convenzionale, in parallelo alla pompa di calore operativamente collegata alla fonte energetica rinnovabile esterna allo stesso edificio. SCOPI DELL’INVENZIONE In the case of heating and / or cooling systems for which higher thermal powers are required, the heat pump that draws energy from the renewable source is generally able to cover the energy needs up to a certain temperature of the external and / or internal environment of the building; for lower temperatures, below a threshold temperature, a conventional boiler must be activated, in parallel with the heat pump operatively connected to the renewable energy source external to the same building. AIMS OF THE INVENTION

Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire una soluzione alternativa che consegua un miglior sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili, ad una conseguente semplificazione impiantistica dell’intero sistema che consentono sia un uso separato, che combinato, di diverse sorgenti termiche convenzionali per un accumulo energetico e/o per riscaldamento e/o raffrescamento di ambienti diversi. The purpose of the present invention is to provide an alternative solution that achieves a better exploitation of renewable energy sources, with a consequent plant simplification of the entire system that allow both separate and combined use of different conventional thermal sources for energy storage. and / or for heating and / or cooling of different environments.

Gli scopi sopra riferiti vengono conseguiti mediante un sistema che richiede un numero relativamente ridotto di componenti; in particolare uno o più gruppi valvolari in serie, collegabili selettivamente ad un impianto per la circolazione di un fluido termico di riscaldamento e/o di raffrescamento o refrigerazione. The objects referred to above are achieved by means of a system which requires a relatively small number of components; in particular, one or more valve groups in series, which can be selectively connected to a system for the circulation of a heating and / or cooling or refrigeration thermal fluid.

Un ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ di fornire un sistema ibrido di riscaldamento e/o di raffrescamento che vantaggiosamente possa utilizzare il calore dell’aria esterna assorbito dall’energia solare, quale sorgente di calore rinnovabile. A further object of the invention is to provide a hybrid heating and / or cooling system that can advantageously use the heat of the external air absorbed by solar energy, as a renewable heat source.

BREVE DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Gli scopi sopra riferiti sono conseguibili con un sistema secondo l’invenzione, in cui la pompa di calore viene usata per coprire il fabbisogno energetico dell’impianto fino ad una determinata temperatura di soglia dell’aria dell’ambiente esterno; per temperature inferiori al valore di soglia sopra riferito, la pompa di calore viene disattivata mentre viene messa in funzione una sorgente di energia termica convenzionale, ad esempio una caldaia a gas, a combustibile solido o di altro tipo, il tutto controllando l’attivazione e la disattivazione selettiva delle due sorgenti di energia termica tramite uno o più gruppi deviatori valvolari controllati da un’unità elettronica opportunamente programmata. Ciò consente alla pompa di calore di funzionare in condizioni termiche di convenienza. The purposes referred to above are achievable with a system according to the invention, in which the heat pump is used to cover the energy needs of the system up to a certain threshold temperature of the air of the external environment; for temperatures below the threshold value referred to above, the heat pump is deactivated while a conventional thermal energy source is put into operation, for example a gas, solid fuel or other type of boiler, all by controlling activation and the selective deactivation of the two sources of thermal energy by means of one or more valve diverter units controlled by a suitably programmed electronic unit. This allows the heat pump to operate in convenient thermal conditions.

L’invenzione à ̈ altresì diretta ad un kit di deviazione atto a collegare selettivamente la pompa di calore e la sorgente di energia termica convenzionale all’impianto di riscaldamento e/o raffrescamento, preassemblando una valvola deviatrice motorizzata, a tre vie, ed un collettore tubolare con tre raccordi, il tutto chiuso in una scatola isolata termicamente, in cui i raccordi di entrata e di uscita della valvola e del collettore sono orientati parallelamente e secondo due direzioni ortogonali. The invention is also directed to a deviation kit designed to selectively connect the heat pump and the conventional thermal energy source to the heating and / or cooling system, by pre-assembling a motorized three-way diverter valve, and a tubular manifold with three fittings, all closed in a thermally insulated box, in which the inlet and outlet fittings of the valve and of the manifold are oriented parallel and in two orthogonal directions.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Le caratteristiche generali del sistema di riscaldamento e/o raffrescamento secondo la presente invenzione, nonché alcune forme di realizzazione preferenziali, date a titolo puramente esemplificativo, verranno descritte qui di seguito con riferimento ai disegni, in cui: The general characteristics of the heating and / or cooling system according to the present invention, as well as some preferential embodiments, given purely by way of example, will be described below with reference to the drawings, in which:

Fig. 1 Ã ̈ uno schema di un primo sistema; Fig. 1 is a diagram of a first system;

Fig. 2 Ã ̈ uno schema di un secondo sistema; Fig. 2 is a diagram of a second system;

Fig. 3 Ã ̈ uno schema di un terzo sistema; Fig. 3 is a diagram of a third system;

Fig. 4 Ã ̈ una vista prospettica del gruppo valvolare utilizzato nei sistemi delle figure precedenti; Fig. 4 is a perspective view of the valve unit used in the systems of the previous figures;

Fig. 5 Ã ̈ una vista dei componenti interni del gruppo valvolare di figura 4; Fig. 5 is a view of the internal components of the valve assembly of figure 4;

Fig. 6 Ã ̈ una sezione longitudinale ingrandita dei componenti di figura 5; Fig. 6 is an enlarged longitudinal section of the components of figure 5;

Fig. 7 Ã ̈ un particolare ingrandito, visto in sezione, della valvola a sfera costituente una parte del gruppo valvolare. Fig. 7 is an enlarged detail, seen in section, of the ball valve constituting a part of the valve unit.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Con riferimento all’esempio di figura 1, il sistema comprende una pompa di calore 10 di qualsiasi tipo, idonea per l’applicazione, ad esempio del tipo aria-acqua, per scambiare e assorbire calore dall’aria di un ambiente esterno ad un edificio o ambiente chiuso da riscaldare, in cui l’aria costituisce una prima fonte di energia termica rinnovabile, ed una seconda sorgente di energia termica convenzionale 11 costituita, ad esempio, da una caldaia a gas di tipo murale o di altro tipo; con il riferimento numerico 12 à ̈ stato inoltre indicato un generico impianto di riscaldamento, operativamente e selettivamente collegabile alla pompa di calore 10 e alla caldaia 11 mediante un gruppo valvolare di deviazione 13, come schematicamente indicato. With reference to the example of figure 1, the system includes a heat pump 10 of any type, suitable for the application, for example of the air-water type, to exchange and absorb heat from the air of an external environment to a building or closed room to be heated, in which the air is a first source of renewable thermal energy, and a second source of conventional thermal energy 11 consisting, for example, of a wall-mounted or other type of gas boiler ; reference number 12 also indicates a generic heating system, operatively and selectively connectable to the heat pump 10 and to the boiler 11 by means of a deviation valve assembly 13, as schematically indicated.

Con riferimento alle figure da 4 a 7, il gruppo valvolare 13 comprende una valvola a tre vie 14 di tipo motorizzato, un cui primo attacco 15 di entrata per un fluido termico e un cui attacco di uscita 16 sono assialmente allineati e collegati al circuito di mandata M per un fluido termico, tra la pompa di calore 10 e l’impianto di riscaldamento 12; diversamente il secondo attacco 17 di entrata della valvola a tre vie 14 à ̈ collegato al circuito di mandata della caldaia 11, come mostrato. With reference to Figures 4 to 7, the valve unit 13 comprises a three-way valve 14 of the motorized type, a first inlet 15 for a thermal fluid and an outlet 16 for which are axially aligned and connected to the delivery M for a thermal fluid, between the heat pump 10 and the heating system 12; otherwise the second inlet connection 17 of the three-way valve 14 is connected to the delivery circuit of the boiler 11, as shown.

Dalla figura 1 si nota che il circuito di ritorno R dell’impianto di riscaldamento 12 à ̈ collegato alla pompa di calore 10 tramite un collettore tubolare 18 che si estende parallelamente all’asse degli attacchi di entrata 15 e di uscita 16 della valvola a tre vie 14; diversamente, il circuito di ritorno R dell’impianto di riscaldamento à ̈ collegato alla caldaia 11 tramite un attacco laterale 19 del collettore tubolare 18, che si estende in posizione distanziata parallelamente al secondo attacco di entrata 17 della valvola a tre vie 14. From figure 1 it can be seen that the return circuit R of the heating system 12 is connected to the heat pump 10 by means of a tubular manifold 18 which extends parallel to the axis of the inlet 15 and outlet 16 of the valve three-way 14; otherwise, the return circuit R of the heating system is connected to the boiler 11 through a lateral connection 19 of the tubular manifold 18, which extends in a spaced position parallel to the second inlet connection 17 of the three-way valve 14.

Questa particolare configurazione geometrica degli attacchi di entrata e di uscita della valvola a tre vie 14 e del collettore tubolare 18, à ̈ stata studiata sia per semplificare il lavoro di installazione, sia per consentire l’accoppiamento in serie di due o più gruppi valvolari 13 evitando accavallamenti tra tubazioni, come mostrato negli esempi di figure 2 e 3. This particular geometric configuration of the inlet and outlet connections of the three-way valve 14 and of the tubular manifold 18 has been designed both to simplify the installation work and to allow the series coupling of two or more valve groups. 13 avoiding overlaps between pipes, as shown in the examples of figures 2 and 3.

Il sistema ibrido di riscaldamento di figura 1 comprende inoltre una unità elettronica di controllo programmabile 19 per la gestione dell’intero sistema, un regolatore termico 20 atto a rilevare la temperatura dell’aria nell’ambiente interno, e una sonda climatica 21 atta a rilevare la temperatura dell’aria dell’ambiente esterno, o più in generale una temperatura correlata a quella della seconda sorgente di energia termica rinnovabile. Infine in figura 1, con linee a tratti sono stati schematicamente indicati i collegamenti operativi di parti funzionali della pompa di calore 10, della caldaia 11, elettrovalvola motorizzata 14, e delle sonde del regolatore termico 20 e della sonda climatica 21 con l’unità elettronica 19 di controllo dell’intero sistema che gestisce la scelta della fonte energetica, in particolare della pompa di calore 10 e della caldaia 11 o altra sorgente di energia termica in funzione di una temperatura di riferimento della temperatura dell’ambiente esterno. The hybrid heating system in figure 1 also includes a programmable electronic control unit 19 for managing the entire system, a thermal regulator 20 capable of detecting the temperature of the air in the internal environment, and a climatic probe 21 able to detect the air temperature of the external environment, or more generally a temperature correlated to that of the second renewable thermal energy source. Finally, in figure 1, the operational connections of the functional parts of the heat pump 10, of the boiler 11, motorized solenoid valve 14, and of the probes of the thermal regulator 20 and of the climatic probe 21 with the unit have been schematically indicated with dashed lines. electronics 19 for controlling the entire system which manages the choice of the energy source, in particular the heat pump 10 and the boiler 11 or other source of thermal energy as a function of a reference temperature of the external ambient temperature.

Il funzionamento del sistema ibrido di riscaldamento dell’esempio di figura 1, risulta brevemente il seguente. The operation of the hybrid heating system of the example in figure 1 is briefly as follows.

L’unità di controllo 19, in base al programma di lavoro e ai dati memorizzati, attiva il funzionamento della sola pompa di calore 10 quando la temperatura rilevata dal regolatore termico interno 20 e/o la temperatura dell’aria esterna rilevata dalla sonda climatica 21, supera una temperatura di soglia prefissata in una memoria dell’unità elettronica di controllo 19. The control unit 19, based on the work program and the stored data, activates the operation of the heat pump 10 only when the temperature detected by the internal thermal regulator 20 and / or the external air temperature detected by the probe climatic 21, exceeds a preset threshold temperature in a memory of the electronic control unit 19.

Quando il regolatore termico interno 20 lo richiede, e quando la sonda climatica esterna 21 rileva che la temperatura dell’ambiente esterno à ̈ scesa al di sotto del valore di soglia memorizzato nell’unità elettronica di controllo 19, quest’ultima disattiva la pompa di calore 10 e attiva la caldaia 11, o altra sorgente di energia termica convenzionale; viceversa avviene quando la temperatura dell’ambiente supera nuovamente la temperatura di soglia suddetta. In questo modo le due sorgenti di energia termica 10 e 11 possono essere gestite selettivamente e collegate all’impianto di riscaldamento 12, assicurando un funzionamento ottimale dell’intero sistema. When the internal thermal regulator 20 requests it, and when the external climatic probe 21 detects that the temperature of the external environment has dropped below the threshold value stored in the electronic control unit 19, the latter deactivates the heat pump 10 and activates the boiler 11, or other conventional thermal energy source; vice versa occurs when the room temperature again exceeds the above threshold temperature. In this way the two sources of thermal energy 10 and 11 can be selectively managed and connected to the heating system 12, ensuring optimal operation of the entire system.

La figura 2 mostra, sempre a titolo di esempio, una seconda soluzione del sistema ibrido di riscaldamento secondo la presente invenzione; in figura 2 sono stati usati gli stessi riferimenti numerici di figura 1 per indicare parti simili o equivalenti. Figure 2 shows, again by way of example, a second solution of the hybrid heating system according to the present invention; in Figure 2 the same numerical references as in Figure 1 have been used to indicate similar or equivalent parts.

In particolare la figura 2 mostra un sistema simile a quello di figura 1, il quale consente un funzionamento ibrido sia per gestire la fase di riscaldamento dell’impianto termico 12, sia la fase di produzione di acqua calda sanitaria, che viene accumulata nel serbatoio di un bollitore 22 collegato, in modo di per sé noto, ad una rete idrica 23 e ad un’utenza 24. In particular, figure 2 shows a system similar to that of figure 1, which allows hybrid operation both to manage the heating phase of the thermal system 12, and the production phase of domestic hot water, which is accumulated in the tank. of a boiler 22 connected, in a per se known way, to a water mains 23 and to a user 24.

A tale proposito, come mostrato nella figura 2, sia l’impianto di riscaldamento 12 che il serpentino 25 dello scambiatore di calore interno al bollitore 22, sono selettivamente collegabili ai vari circuiti di mandata M e di ritorno R, tramite due gruppi valvolari 13’ e 13†collegati in serie. In this regard, as shown in figure 2, both the heating system 12 and the coil 25 of the heat exchanger inside the boiler 22 can be selectively connected to the various delivery M and return R circuits, by means of two valve groups 13â € ™ and 13â € connected in series.

Il funzionamento del sistema ibrido di figura 2 à ̈ nuovamente gestito dall’unità di controllo centrale 20, che comanda le elettrovalvole dei due gruppi valvolari 13’ e 13†in modo da collegare selettivamente la pompa di calore 10, o la caldaia 11, all’impianto di riscaldamento 12 e/o al bollitore 22 per l’acqua calda sanitaria. The operation of the hybrid system in figure 2 is again managed by the central control unit 20, which controls the solenoid valves of the two valve groups 13 'and 13' in order to selectively connect the heat pump 10 or the boiler 11 , to the heating system 12 and / or to the boiler 22 for domestic hot water.

La figura 3 mostra, sempre a titolo di esempio, una terza soluzione di un sistema ibrido di riscaldamento e di raffrescamento secondo la presente invenzione; anche in figura 3 sono stati usati gli stessi numeri di riferimento delle figure precedenti per indicare parti simili o equivalenti. Figure 3 shows, again by way of example, a third solution of a hybrid heating and cooling system according to the present invention; also in figure 3 the same reference numbers of the previous figures have been used to indicate similar or equivalent parts.

In particolare la figura 3 mostra un sistema simile a quello di figura 2, il quale consente un funzionamento ibrido sia per gestire le fasi di riscaldamento dell’impianto 12, sia le fasi di raffrescamento di un impianto di refrigerazione 26. Nel caso di figura 3, a differenza dei casi di figure 1 e 2, la pompa di calore 10 deve essere di tipo reversibile, prevedendo l’uso di un commutatore elettrico 27, estate/inverno, per invertire il ciclo termofrigorifero, mandando in chiusura verso l’impianto di riscaldamento 12 la valvola a tre vie del gruppo valvolare 13†posto a valle del gruppo valvolare 13’ ed operativamente collegato alla caldaia 11 o altra fonte di energia termica convenzionale, rispettivamente mandando in apertura verso l’impianto di refrigerazione 26, consentendo l’invio del fluido refrigerato alimentato dalla pompa di calore 12. In questo modo, mediante i due gruppi valvolari 13’ e 13†collegati in serie, à ̈ possibile gestire selettivamente l’impianto di riscaldamento 12 durante il periodo invernale, nonché l’impianto di raffrescamento 26 durante il periodo estivo. In particular, figure 3 shows a system similar to that of figure 2, which allows hybrid operation both to manage the heating phases of the system 12 and the cooling phases of a refrigeration system 26. In the case of figure 3, unlike the cases of figures 1 and 2, the heat pump 10 must be of the reversible type, providing for the use of an electric switch 27, summer / winter, to reverse the thermo-refrigerating cycle, closing towards the Heating system 12 the three-way valve of the valve unit 13â € placed downstream of the valve unit 13â € ™ and operatively connected to the boiler 11 or other conventional thermal energy source, respectively opening towards the refrigeration system 26 , allowing the sending of the refrigerated fluid fed by the heat pump 12. In this way, by means of the two valve groups 13â € ™ and 13â € connected in series, it is possible to selectively manage the system. heating system 12 during the winter period, as well as the cooling system 26 during the summer period.

Le figure 4 e 5 mostrano infine viste e sezioni di un kit comprendente una valvola a tre vie motorizzata, del tipo a sfera, e un collettore di collegamento ai circuiti del fluido termico circolante nell’impianto di riscaldamento 12 e/o nel boiler 22 per l’acqua calda sanitaria, e nell’impianto di refrigerazione 26; nuovamente sono stati usati gli stessi riferimenti numerici delle figure precedenti per indicare parti simili o equivalenti. Finally, figures 4 and 5 show views and sections of a kit comprising a motorized three-way valve, of the ball type, and a manifold for connection to the circuits of the thermal fluid circulating in the heating system 12 and / or in the boiler 22 for domestic hot water, and in the refrigeration system 26; again the same numerical references of the previous figures have been used to indicate similar or equivalent parts.

Come mostrato in figure 4 e 5 la valvola a tre vie 14 di collegamento ai circuiti di mandata M, e il collettore 18 di collegamento ai circuiti di ritorno R per il fluido termico, sono racchiusi tra due semigusci 30’, 30†preformati con una coibentazione termica 31, adatta per impedire il formarsi di condensa d’acqua sulla valvola 14 e sul collettore 18 in impianti in cui à ̈ previsto il raffrescamento. As shown in figures 4 and 5, the three-way valve 14 for connection to the delivery circuits M, and the manifold 18 for connection to the return circuits R for the thermal fluid, are enclosed between two half-shells 30â € ™, 30â € preformed with a thermal insulation 31, suitable for preventing the formation of water condensation on the valve 14 and on the manifold 18 in systems where cooling is provided.

Come mostrato nelle figure 4, 5 e 6, gli attacchi di entrata e uscita 15 e 16 della valvola tre vie 14, e gli attacchi di entrata e uscita 18’ e 18†del collettore di ritorno 18, fuoriescono dai semigusci 30’, 30†e sono allineati secondo rispettivi assi longitudinali tra loro paralleli, in modo da consentire un possibile collegamento in serie di due o più gruppi valvolari 13, come precedentemente riferito. As shown in figures 4, 5 and 6, the inlet and outlet connections 15 and 16 of the three-way valve 14, and the inlet and outlet connections 18â € ™ and 18â € of the return manifold 18, protrude from the half-shells 30â € ™ , 30â € and are aligned according to respective longitudinal axes parallel to each other, so as to allow a possible connection in series of two or more valve groups 13, as previously referred to.

Diversamente, il secondo attacco di uscita 17 della valvola a tre vie, e il secondo attacco di entrata 19 del collettore 18, sono orientati verso il basso in una direzione ortogonale a quella degli attacchi precedenti, fuoriuscendo dalla parete di fondo dei due semigusci di contenimento 30’ e 30†. Al fine di mantenere la valvola a tre vie ed il collettore in uno stesso piano, oltre ad una soluzione particolarmente compatta del gruppo valvolare, il collettore 18, in corrispondenza dell’attacco 17 orientato verso il basso della valvola a tre vie 14, à ̈ stato curvato formando un’asse che consente di mantenere una disposizione complanare di entrambi i componenti. Otherwise, the second outlet connection 17 of the three-way valve, and the second inlet connection 19 of the manifold 18, are oriented downwards in a direction orthogonal to that of the previous connections, protruding from the bottom wall of the two containment half-shells. 30â € ™ and 30â €. In order to keep the three-way valve and the manifold in the same plane, in addition to a particularly compact solution of the valve unit, the manifold 18, in correspondence with the downward-facing connection 17 of the three-way valve 14, is It has been curved forming an axis which allows to maintain a coplanar arrangement of both components.

Le figure 6 e 7 mostrano una vista ingrandita, in sezione, della valvola a tre vie, del collettore di ritorno e un particolare della valvola a sfera che à ̈ stata opportunamente disegnata per ottenere perdite di carico ridotte, in relazione alle portate previste, nonché un’azione autopulente. Figures 6 and 7 show an enlarged sectional view of the three-way valve, the return manifold and a detail of the ball valve which has been suitably designed to obtain reduced pressure drops, in relation to the expected flow rates, as well as © a self-cleaning action.

Come mostrato, la valvola a tre vie 14 comprende un corpo valvola 35 internamente al quale ruota un otturatore a sfera 36 comandato per ruotare attorno ad un’asta di comando 37 operativamente collegata all’albero di un motoriduttore elettrico 32 esterno ai gusci di contenimento, e provvisto di un comando manuale 33. As shown, the three-way valve 14 comprises a valve body 35 inside which rotates a ball obturator 36 controlled to rotate around a control rod 37 operatively connected to the shaft of an electric gearmotor 32 external to the shells containment, and equipped with a manual control 33.

L’otturatore a sfera 36 à ̈ configurato con un primo passaggio assiale costituito da un foro cilindrico 38 adatto per collegare fluidicamente i due attacchi 15 e 16 della valvola 14 nella posizione angolare mostrata in figura 6, in cui chiude il collegamento fluidico verso l’attacco laterale di uscita 17. The ball obturator 36 is configured with a first axial passage consisting of a cylindrical hole 38 suitable for fluidically connecting the two connections 15 and 16 of the valve 14 in the angular position shown in figure 6, in which it closes the fluidic connection towards the € ™ lateral outlet connection 17.

L’otturatore a sfera 36 comprende inoltre un ampio passaggio laterale 39, che si estende angolarmente per un arco maggiore di 90°, ad esempio per un angolo compreso tra 120° e 150° in un piano ortogonale al foro 38 in modo da mantenere un’ampia sezione di passaggio per il fluido, sostanzialmente corrispondente o di poco inferiore alla sezione di passaggio degli attacchi di entrata 16 e di uscita 17 della valvola, chiudendo invece verso l’attacco di entrata 15, come mostrato in figura 7. The ball obturator 36 also includes a large lateral passage 39, which extends angularly for an arc greater than 90 °, for example for an angle between 120 ° and 150 ° in a plane orthogonal to the hole 38 in order to maintain a large passage section for the fluid, substantially corresponding to or slightly less than the passage section of the inlet 16 and outlet 17 of the valve, closing instead towards the inlet 15, as shown in figure 7.

Al fine di ottenere un’efficace azione di autopulizia della valvola 14, oltre alla forma sferica dell’otturatore 36, il passaggio laterale 39 presenta una superficie 40 di fondo e di contatto con il fluido di forma ondulata che presenta un tratto centrale convesso e un tratto concavo a ciascuna estremità, mantenendo un’ampia sezione di passaggio per il fluido per ridurre al massimo le perdite di carico. In order to obtain an effective self-cleaning action of the valve 14, in addition to the spherical shape of the obturator 36, the lateral passage 39 has an undulated surface 40 at the bottom and in contact with the fluid which has a central convex section and a concave section at each end, maintaining a large section of passage for the fluid to minimize pressure drops.

Da quanto detto e mostrato negli esempi delle figure allegate, risulta evidente che si à ̈ fornito un sistema ibrido per il collegamento di impianti di riscaldamento e/o di raffrescamento a due differenti fonti di energia termica, di cui una di tipo convenzionale e l’altra di tipo rinnovabile, nonché si à ̈ fornito un particolare kit di un gruppo valvolare mediante i quali si rende possibile conseguire una estrema semplificazione impiantistica e la possibilità di realizzare soluzioni compatte, in cui la pompa di calore, il kit o i kits valvolari impiegati e la stessa unità elettronica di controllo dell’intero sistema, possono essere preassemblati e alloggiati in un apposito armadio o cassetta di contenimento, rendendo più facile il lavoro per la loro messa in opera. From what has been said and shown in the examples of the attached figures, it is evident that a hybrid system has been provided for the connection of heating and / or cooling systems to two different sources of thermal energy, one of which is conventional and the ™ other renewable type, as well as a particular kit of a valve unit through which it is possible to achieve an extreme system simplification and the possibility of creating compact solutions, in which the heat pump, the kit or the valve kits used and the same electronic control unit of the entire system, can be pre-assembled and housed in a special cabinet or containment box, making the work for their installation easier.

Si intende comunque che quanto à ̈ stato detto e mostrato con riferimento alle varie figure, à ̈ stato dato a puro titolo esemplificativo e che altre modifiche e/o varianti possono essere apportate all’intero sistema o sue parti, senza con ciò allontanarsi dalle rivendicazioni. However, it is understood that what has been said and shown with reference to the various figures has been given purely by way of example and that other modifications and / or variants can be made to the entire system or its parts, without thereby departing from the claims.

Claims (11)

RIVENDICAZIONI 1. Un sistema ibrido di riscaldamento e/o di raffrescamento per impianti termici, comprendente: una pompa di calore (10) operativamente collegata ad una sorgente di energia rinnovabile, rispettivamente collegabile ad un impianto termico (12; 22; 26) in cui viene fatto circolare un fluido di riscaldamento e/o di raffrescamento; una sorgente di energia termica (11) di tipo convenzionale, operativamente collegabile all’impianto termico (12, 22) di riscaldamento; un impianto di riscaldamento (12, 22) e/o un impianto di raffrescamento (26); almeno un gruppo valvolare (13) di collegamento della pompa di calore (10) e della sorgente di energia termica convenzionale (11) a detto impianto di riscaldamento (12, 22) e/o di raffrescamento (26); una sonda climatica (21) atta a rilevare la temperatura (TA) di un ambiente esterno; e un’unità elettronica di controllo (19) programmata con una temperatura di riferimento (TR), detta unità elettronica di controllo (19) essendo configurata per collegare selettivamente l’impianto di riscaldamento (12, 22) alla pompa di calore (10) o alla sorgente di energia convenzionale (11), in funzione della temperatura ambiente (TA) rilevata dalla sonda climatica (19), comparata alla temperatura di riferimento (TR) dell’unità elettronica di controllo (19). CLAIMS 1. A hybrid heating and / or cooling system for thermal plants, comprising: a heat pump (10) operatively connected to a renewable energy source, respectively connectable to a thermal plant (12; 22; 26) in which a heating and / or cooling fluid is circulated; a conventional thermal energy source (11), operably connectable to the heating system (12, 22); a heating system (12, 22) and / or a cooling system (26); at least one valve unit (13) for connecting the heat pump (10) and the conventional thermal energy source (11) to said heating (12, 22) and / or cooling (26) system; a climatic probe (21) suitable for detecting the temperature (TA) of an external environment; And an electronic control unit (19) programmed with a reference temperature (TR), said electronic control unit (19) being configured to selectively connect the heating system (12, 22) to the heat pump (10 ) or to the conventional energy source (11), as a function of the ambient temperature (TA) detected by the climatic probe (19), compared to the reference temperature (TR) of the electronic control unit (19). 2. Il sistema ibrido di riscaldamento e/o raffrescamento secondo la rivendicazione 1, in cui la sorgente di energia rinnovabile à ̈ scelta tra le seguenti: aria, falda acquifera, geotermica, o di recupero energetico. The hybrid heating and / or cooling system according to claim 1, wherein the renewable energy source is chosen from the following: air, groundwater, geothermal, or energy recovery. 3. Il sistema ibrido di riscaldamento e/o raffrescamento secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la sorgente di energia termica convenzionale (11) à ̈ del tipo a combustibile gassoso, solido o liquido. The hybrid heating and / or cooling system according to claim 1 or 2, wherein the conventional thermal energy source (11) is of the gaseous, solid or liquid fuel type. 4. Il sistema ibrido di riscaldamento e di raffrescamento secondo la rivendicazione 1, in cui la pompa di calore (10) à ̈ del tipo reversibile. The hybrid heating and cooling system according to claim 1, wherein the heat pump (10) is of the reversible type. 5. Il sistema ibrido di riscaldamento e di raffrescamento secondo la rivendicazione 4, comprendente un impianto di riscaldamento (12) ed un impianto di raffrescamento (26), in cui l’impianto di riscaldamento (12) e l’impianto di raffrescamento (26) sono operativamente collegabili alla pompa di calore (10) della sorgente di energia rinnovabile, tramite un primo gruppo valvolare (13†) posto a valle, collegato in serie ad un secondo gruppo valvolare (13’) identico al precedente, a sua volta operativamente collegato alla sorgente di energia convenzionale (11). 5. The hybrid heating and cooling system according to claim 4, comprising a heating system (12) and a cooling system (26), in which the heating system (12) and the cooling system (26) can be operationally connected to the heat pump (10) of the renewable energy source, through a first valve unit (13â €) placed downstream, connected in series to a second valve group (13â € ™) identical to the previous one, to in turn operatively connected to the conventional energy source (11). 6. Il sistema ibrido di riscaldamento e di raffrescamento secondo la rivendicazione 1, in cui l’impianto (12, 22) comprende un primo impianto di riscaldamento per ambienti chiusi (12) e un secondo impianto (22) di riscaldamento per acqua sanitaria, ed in cui detti primo e secondo impianto di riscaldamento sono operativamente collegabili alla pompa di calore (10) tramite un primo gruppo valvolare (13†) posto a valle e collegato in serie ad un secondo gruppo valvolare (13’) identico al precedente, operativamente collegato ala sorgente di energia convenzionale (11). 6. The hybrid heating and cooling system according to claim 1, wherein the system (12, 22) comprises a first heating system for closed spaces (12) and a second heating system (22) for sanitary water , and in which said first and second heating systems are operatively connectable to the heat pump (10) by means of a first valve unit (13â €) placed downstream and connected in series to a second valve unit (13â € ™) identical to the previous , operatively connected to the conventional power source (11). 7. Un gruppo valvolare adatto per il sistema ibrido di riscaldamento e/o di raffrescamento secondo una o più rivendicazioni precedenti, comprendente: una valvola a tre vie motorizzata (14) operativamente collegata ai circuiti di mandata (M) e un collettore dei circuiti di ritorno (R) della pompa di calore (10) e della sorgente di energia convenzionale (11); ed in cui la valvola a tre vie (14) e il collettore di ritorno (18) presentano attacchi di collegamento in entrata ed in uscita disposti parallelamente e orientati in due direzioni tra loro ortogonali. 7. A valve assembly suitable for the hybrid heating and / or cooling system according to one or more preceding claims, comprising: a motorized three-way valve (14) operatively connected to the delivery circuits (M) and a manifold of the return circuits (R) of the heat pump (10) and of the conventional energy source (11); and in which the three-way valve (14) and the return manifold (18) have inlet and outlet connections arranged parallel and oriented in two mutually orthogonal directions. 8. Un gruppo valvolare (13) secondo la rivendicazione 7, comprendente una valvola a tre vie (14) del tipo a sfera in cui l’otturatore a sfera (36) à ̈ supportato per ruotare angolarmente secondo un primo asse di rotazione, ed in cui detto otturatore a sfera (36) comprende un primo passaggio (39) per un fluido che si estende diametralmente secondo un asse ortogonale a detto asse di rotazione, nonché comprende un secondo passaggio (39) per il fluido che si estende su un lato dell’otturatore a sfera, lungo un arco di circonferenza giacente in un piano ortogonale all’asse di detto primo passaggio diametrale (38). A valve assembly (13) according to claim 7, comprising a three-way valve (14) of the ball type in which the ball valve (36) is supported to rotate angularly according to a first axis of rotation, and wherein said ball obturator (36) comprises a first passage (39) for a fluid extending diametrically along an axis orthogonal to said axis of rotation, as well as including a second passage (39) for the fluid extending over one side of the ball shutter, along an arc of circumference lying in a plane orthogonal to the axis of said first diametrical passage (38). 9. Un gruppo valvolare secondo la rivendicazione 8 in cui il secondo passaggio (39) per il fluido presenta una superficie (40) di contatto con il fluido di forma ondulata che si estende per un arco maggiore di 90°. A valve assembly according to claim 8 wherein the second fluid passage (39) has a corrugated fluid contact surface (40) extending over an arc greater than 90 °. 10. Un kit per un gruppo valvolare (13) comprendente una valvola a tre vie (14) ed un collettore (18) secondo la rivendicazione 7, in cui gli attacchi di collegamento della valvola a tre vie (14) e del collettore di ritorno (18) sono disposti complanarmente. A kit for a valve assembly (13) comprising a three-way valve (14) and a manifold (18) according to claim 7, wherein the connection ports of the three-way valve (14) and the return manifold (18) are arranged coplanar. 11. Un kit per un gruppo valvolare (13) secondo la rivendicazione 11, in cui la valvola tre vie (14) e il collettore di ritorno (18) sono racchiusi in un guscio (30) termicamente isolato.A kit for a valve assembly (13) according to claim 11, wherein the three-way valve (14) and the return manifold (18) are enclosed in a thermally insulated shell (30).
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