ITMI20110050A1 - Procedimento ed impianto di tipo migliorato per il recupero energetico dalle acque di scarico provenienti da macchinari di lavaggio - Google Patents

Description

Procedimento ed impianto di tipo migliorato per il recupero energetico dalle acque di scarico provenienti

da macchinari di lavaggio

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un procedimento per il recupero energetico dalle acque di scarico provenienti dai macchinari di lavaggio. L’invenzione si estende anche aN’impianto utilizzato per realizzare questo procedimento.

Il campo dell'invenzione è quello dei sistemi utilizzati per il recupero di calore dalle acque di scarico delle macchine di lavaggio, in particolare dalle macchine del tipo lava-centrifughe e lava-continua.

In questo tipo di macchine si rende necessario sia operare il recupero del calore contenuto nelle acque sporche di scarico, così da poterlo riutilizzare per il preriscaldamento dell’acqua fredda pulita di lavaggio, sia evitare che il percorso dell’acqua sia ostruito dalle scorie (filacci di tessuto, residui di detersivo, eco...).

Attualmente gli impianti utilizzati a questo scopo comprendono dei dischi di scambio termico, mossi in rotazione sul pelo libero delle acque calde e sporche di scarico della lavatrice, così da asportare le scorie e da eseguire lo scambio termico. Le citate attrezzature note hanno tuttavia lo svantaggio di essere considerevolmente complesse per la loro progettazione ed installazione, e di richiedere degli interventi manuali per il prelievo delle scorie separate dall’acqua di lavaggio.

Sono inoltre noti degli impianti in cui lo scambio termico è realizzato per convogliamento dell’acqua calda e sporca, proveniente dalle lavatrici, all'interno di un fascio tubiero. In questo tipo di attrezzature si manifesta tuttavia il frequente intasamento dei tubi, dovuto alla presenza di scorie nell’acqua sporca scaricata dalla lavatrice.

Costituisce lo scopo principale della presente invenzione quello di fornire un nuovo procedimento ed il relativo impianto per il recupero energetico delle acque di scarico da macchinari di lavaggio i quali, rispetto ai noti procedimenti ed impianti, non richiedano interventi manuali per la raccolta delle scorie e che siano in grado sostanzialmente di eliminare le ostruzioni sul circuito idraulico dovute alla formazione di depositi e sedimenti capaci di otturarlo.

Questi ed altri scopi sono raggiunti con il procedimento e con rimpianto dalle rivendicazioni rispettivamente 1 e 9. Dei preferiti modi di realizzare l’invenzione risultano dalle restanti rivendicazioni.

In rapporto alla tecnica nota degli scambiatori a dischi rotanti rimpianto dell’invenzione offre il vantaggio di essere più semplice, economico ed affidabile, superando peraltro la tradizionale necessità degli interventi manuali per la raccolta delle scorie.

Con riferimento ai medesimi scambiatori a dischi rotanti l'impianto dell’invenzione offre inoltre il vantaggio di permettere il controllo sulla portata dell’acqua di scarico in circolo nello scambiatore, gestendola in funzione delle esigenze di esercizio (temperatura o altro) delle macchine lavatrici.

A confronto con i noti impianti di recupero termico a fascio tubiero, l’invenzione offre il vantaggio di eliminare sostanzialmente i fenomeni di deposito delle scorie e dei sedimenti, assicurando la continuità e la regolarità nel funzionamento complessivo dell’impianto di lavaggio.

Questi ed altri scopi, vantaggi e caratteristiche risultano dalla descrizione che segue di un preferito modo di realizzare l'impianto dell’invenzione illustrato, a titolo di esempio non limitativo, nelle figure delle allegate tavole di disegni. In esse:

la figura 1 illustra in vista schematica e in sezione l'impianto dell’invenzione;

la figura 2 illustra l'insieme dello scambiatore utilizzato sull’impianto di figura 1 ;

- la figura 3 illustra lo scambiatore di figura 2, scomposto nelle sue singole unità;

la figura 4 illustra in sezione longitudinale una delle unità dello scambiatore delle figure precedenti;

la figura 5 illustra in sezione V-V lo scambiatore di figura 2;

la figura 6 illustra in sezione VI-VI l’unità di scambiatore di figura 4; la figura 7 illustra lo schema del circuito dell’acqua calda sporca, in controcorrente con quella fredda pulita nello scambiatore delle figure precedenti;

la figura 7a, 7b, 7c illustrano il particolare dello scambiatore di figura 2 in vista da A, con indicazione dei circuiti rispettivamente di scambio termico con le acque sporche di lavaggio, di risciacquo della superficie interna del mantello delle singole unità di scambiatore, e di lavaggio della superficie esterna del fascio tubiero della medesima unità;

la figura 8 illustra lo scambiatore di figura 2 in vista da B; e la figura 9 illustra il particolare del sistema di pulizia delle unità dello scambiatore di figura 2.

L’impianto dell’invenzione è indicato complessivamente con 1 in figura 1 ed è destinato al recupero del calore dall’acqua calda e sporca 11 scaricata da una macchina di lavaggio 2, per esempio del tipo lavacontinua.

L’acqua 11 , raccolta all’interno di una vasca 3, è prelevata da una pompa 4 e di qui convogliata, per mezzo di un condotto 5, all’interno di uno scambiatore 6, in cui essa è posta in controcorrente con un flusso di acqua fredda e pulita alimentata da un corrispondente condotto di ingresso 7. Dopo scambio termico l’acqua pulita 8, riscaldata all’interno dello scambiatore 6, è inviata nella macchina di lavaggio 2. Dal canto suo la corrente 9 di acqua sporca raffreddata, in uscita dallo scambiatore 6, è raccolta in una vasca 10 e di qui convogliata al depuratore (non illustrato).

Lo scambiatore 6 illustrato in figura 1 è composto da quattro unità di scambio, rispettivamente 12 a 15, meglio rappresentate nelle figure 2 a 5. Ciascuna unità è composta da un mantello 16, all’interno del quale è collocato un corrispondente fascio tubiero 17 a sua volta recante, in posizione assiale centrale, una lancia forata 18 di lavaggio. Le medesime unità sono inoltre equipaggiate ciascuna con un condotto 19 di ingresso per l’acqua di risciacquo (figura 6). Il percorso dell’acqua calda e sporca 11 , proveniente dalla macchina di lavaggio 2 e convogliata all’interno dello scambiatore 6, si realizza in cascata tra le unità 12 e 15 che lo compongono, come illustrato a tratteggio in figura 3.

Lo scambio termico in controcorrente tra l’acqua calda e sporca e l’acqua pulita fredda all'interno di una delle unità 12-15 dello scambiatore 6 è illustrato in figura 4. Da questa risulta l’ingresso 7 dell’acqua fredda pulita, che esce in testa allo scambiatore come mandata 8 di acqua pulita e riscaldata alla macchina 2. L’acqua calda e sporca scaricata dalla medesima macchina 2 ha invece un ingresso superiore 5 e si scarica dalla mandata 9, come acqua sporca e raffreddata alla vasca 10.

Lo scambio termico che si realizza all’interno delle unità 12 e 14 dello scambiatore 6 dell’invenzione è rappresentato alla figura 7a. In particolare l’acqua calda e sporca che proviene dalla precedente unità 13 entra, dalla connessione 20, all’interno dell’unità 14. Di qui risale, restando all’esterno del fascio tubiero 17, lungo il mantello 16 di questa unità, nella direzione delle frecce F1. Quando giunta all’altezza della connessione 21 , l’acqua calda e sporca entra nella successiva unità 12 (frecce F2,F3), per poi scendere lungo il mantello di questa, sempre restando all’esterno del fascio tubiero 17, per scaricarsi infine dalla mandata 9 di acqua sporca raffreddata (freccia F4 di figure 7 e 7a). Dal canto suo l’acqua fredda e pulita, da riscaldare in controcorrente con l’acqua calda e sporca, entra dall’ingresso 7 nell’unità 12 (freccia F5), risale lungo di essa correndo all’interno del fascio tubiero 17 (freccia F6), giunge al raccordo 22 (a 180°) con l’unità 14 (freccia F7), entra nel fascio tubiero 17 di quest’ultima (freccia F8) ed esce dal raccordo 23 che collega la citata unità 14 alla successiva unità 13. Lo scambio prosegue nelle restanti unità con la stessa tipologia di circuito in controcorrente, come rappresentato nello schema generale di figura 7.

Quello sopra descritto è quindi il circuito relativo allo scambio termico tra l'acqua calda e sporca proveniente dalla macchina di lavaggio 2 e l'acqua fredda e pulita da inviare alla medesima macchina 2, dopo riscaldamento nello scambiatore 6 per scambio termico con la detta acqua calda e sporca.

In particolare il contatto di questa acqua calda e sporca con le pareti dello scambiatore 6 provoca la formazione di depositi e di sedimenti, soprattutto in corrispondenza della superficie interna del mantello 16 delle unità 12- 15 del medesimo scambiatore 6, nonché sulle superfici esterne dei singoli tubi che compongono il fascio tubiera 17 di queste unità.

Allo scopo di ripulire la superficie interna del mantello 16 delle citate unità dello scambiatore dell’invenzione, è utilizzato il circuito di risciacquo illustrato nelle figure 6 e 7b. Da queste risulta che il mantello 16 di ciascuna unità 12-15 dello scambiatore 6 è provvisto di un condotto 19 per l’ingresso dell’acqua di risciacquo, collocato in testa alle citate unità ed in posizione tangenziale rispetto al medesimo mantello 16. In particolare l’acqua del ciclo di risciacquo, dopo apertura delle valvole 26 di svuotamento delle unità 12-15, entra nel condotto di risciacquo 24, a sua volta controllato da una elettrovalvola 27 (freccia F9 di figura 7b). Di qui l’acqua di risciacquo entra nei citati condotti 19 (uno per ciascuna unità dello scambiatore 6), per uscirne con un percorso ad elica (frecce F10), che corre lungo la parete interna dei mantelli 16 di dette unità, asportandone i depositi e le impurità in genere, fuoriuscendo infine dall’unico scarico 25 (freccia F11 di figura 7b).

Tutto il ciclo di risciacquo, della durata normalmente di 7 secondi, avviene contemporaneamente allo scambio termico descritto con riferimento alla precedente figura 7a, osservato tuttavia che, a motivo dell’apertura delle citate valvole 26, parte dell’acqua calda e sporca proveniente dalla macchina 2 sarà scaricata dall’uscita 25 assieme all’acqua di risciacquo.

Allo scopo di ripulire la superficie esterna degli elementi che compongono il fascio tubiera 17, in caso di eventuali depositi di scorie residue ai precedenti trattamenti di risciacquo, è utilizzato il ciclo di lavaggio rappresentato in figura 7c. In questo ciclo l’acqua di lavaggio entra dai rispettivi condotti 28, collocati in testa a ciascuna unità 12-15 dello scambiatore 6, controllati da una corrispondente elettrovalvola 29. L’acqua di lavaggio entra dunque nelle unità 12-15 percorrendo l'interno delle rispettive lance 18 (frecce F12 di figura 7c), fuoriuscendo radialmente ed in modo uniforme dai fori calibrati 30 di queste (frecce F14), con dei getti che vanno a colpire la superficie esterna degli elementi del fascio tubiero 17, trasferendo sul mantello 16 gli eventuali depositi, successivamente asportati con il ciclo di risciacquo illustrato in fig. 7b. L’acqua di lavaggio, spruzzata attraverso i citati fori 30 delle lance 18, è quindi scaricata dall’unità 25 dello scambiatore 6 (freccia F13 di figura 7c), previa apertura delle valvole 26.

Il procedimento dell’invenzione, inteso come successione dei descritti cicli di scambio termico, risciacquo e lavaggio, è attivato nel seguente modo, sotto il controllo della centralina 31 di figura 2. Dopo un periodo prestabilito di scambio termico tra acqua calda sporca e acqua fredda pulita, si attiva in automatico il ciclo di risciacquo (7 secondi), mantenendo operativo il descritto scambio termico di figura 7a, senza interruzione dello stesso. Quindi, a fine giornata lavorativa e con orario impostato sulla centralina 31 , si attiva prima il ciclo di lavaggio (figura 7c), seguito immediatamente da un risciacquo (figura 7b), per una durata complessiva di 40 secondi circa. Oltre a comandare le valvole deN'impianto, la citata centralina 31 è anche adatta per gestire la portata delle pompe e per contabilizzare l'energia recuperata dall'impianto dell'invenzione.

II procedimento e l'impianto dell’invenzione, come sopra descritti ed illustrati, potrebbero essere realizzati in un unico stadio e in uno scambiatore provvisto di una sola unità a fascio tubiero, senza per questo uscire dall'ambito di tutela definito nelle rivendicazioni che seguono.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per il recupero energetico dalle acque calde e sporche di scarico provenienti da macchinari di lavaggio, caratterizzato dal fatto di prevedere lo scambio termico in uno scambiatore a fascio tubiero con passaggio, all’esterno di quest’ultimo, dell’acqua calda e sporca scaricata dai detti macchinari, eseguito in controcorrente con l’acqua pulita e fredda di mandata ai medesimi macchinari, in circolo all’interno del citato fascio tubiero.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto di prevedere inoltre la pulitura delle superfici interne del detto scambiatore dalle scorie e dai depositi in genere lasciati dal passaggio della detta acqua calda e sporca.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la detta pulitura comprende il risciacquo della superficie interna del mantello del detto scambiatore a fascio tubiero.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il detto risciacquo è eseguito per mezzo di una corrente di acqua di risciacquo, avente percorso tangenziale alla superficie interna del citato mantello dello scambiatore.
5. 5. Procedimento secondo una delle rivendicazioni 3 o 4, caratterizzato dal fatto che la detta pulitura comprende inoltre il lavaggio della superficie esterna del detto fascio tubiero.
6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il citato lavaggio è realizzato per mezzo di getti di acqua di lavaggio che colpiscono la superficie esterna del detto fascio tubiero, così da asportare da questo le scorie ed i depositi in genere lasciati dal contatto della citata superficie con l’acqua calda e sporca di scambio termico.
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto di prevedere: (a) lo scambio termico tra acqua calda e sporca, proveniente dai citati macchinari di lavaggio, e l’acqua fredda e pulita da riscaldare; e (b) contemporaneamente alla citata fase (a), il detto risciacquo della superficie interna del mantello dello scambiatore
8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di prevedere inoltre: (c) una fase di lavaggio della superficie esterna del detto fascio tubiero, seguita immediatamente da (d) una ulteriore fase di risciacquo della superficie interna del mantello dello scambiatore.
9. 9. Impianto per il recupero energetico dalle acque di scarico provenienti da macchinari di lavaggio con il procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere uno scambiatore (6) provvisto di almeno una unità di scambio termico (12-15) avente un fascio tubiero (17) alloggiato all'interno di un rispettivo mantello (16), la citata almeno una unità (12-15) essendo provvista di mezzi adatti per realizzare lo scambio termico in controcorrente fra un flusso di acqua calda e sporca scaricata dai detti macchinari di lavaggio e un flusso di acqua fredda e pulita, quest’ultima posta in circolo all'interno del detto fascio tubiero (17).
10. 10. Impianto secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la detta almeno una unità (12-15) di scambio termico è inoltre provvista di mezzi di risciacquo per la pulitura della superficie interna del citato mantello (16) dalle scorie e dai residui depositati, sulla medesima superficie, per contatto con l’acqua calda e sporca di recupero energetico.
11. 11. Impianto secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che i citati mezzi di risciacquo comprendono un condotto (19), collocato in testa alla citata almeno una unità (12-15) ed in posizione tangenziale rispetto al relativo mantello (16), di convogliamento di una corrente di acqua di risciacquo sulla superficie interna di quest’ultimo.
12. 12. Impianto secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la detta almeno una unità (12-15) di scambio termico è inoltre provvista di mezzi di lavaggio per la pulitura della superficie esterna dei tubi del citato fascio tubiero (17) dalle scorie e dai residui depositati, sulla medesima superficie, per contatto con l’acqua calda e sporca di recupero energetico.
13. 13. Impianto secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che i citati mezzi di lavaggio comprendono una lancia (18) provvista di una pluralità di fori (30) per il convogliamento di getti di acqua di lavaggio sulla citata superficie esterna dei tubi del detto fascio tubiero.
14. 14. Impianto secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che la citata lancia (18) è collocata in posizione assiale centrale al detto fascio tubiero (17).
15. 15. Impianto secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre una centralina (31) di azionamento di valvole (26) di svuotamento della detta almeno una unità di scambio termico (12-15) dalla citata acqua di risciacquo e da quella di lavaggio, la detta centralina (31) essendo adatta anche per gestire la portata delle pompe e per contabilizzare l'energia recuperata dal detto impianto.