CH702197A2 - Tetto energetico a falde. - Google Patents

Abstract

L’invenzione concerne un tetto energetico a falde in grado di assorbire il calore dall’ambiente circostante. Il tetto energetico è composto da pannelli preferibilmente a «sandwich» formati da una lamiera di copertura grecata (1) e da uno strato rigido (3) racchiudenti uno strato di materiale termicamente isolante (2) e da uno o più condotti tubolari lineari (5) o a serpentina (4) nei quali scorre un fluido termovettore. Preferibilmente i condotti tubolari (4 e 5) sono appoggiati direttamente sulla lamiera di copertura grecata (1) e disposti tra le greche (10). La novità dell’invenzione consiste nel fatto che il o i condotti tubolari sono perennemente e direttamente esposti al sole e alle altre fonti di calore latente. Sopra i condotti tubolari può essere disposta una rete scura a maglia fine (6) che assieme alle traverse (7) conferisce al tetto energetico l’aspetto di un tetto convenzionale con le tegole, inoltre l’intero tetto può essere ricoperto da una pellicola avvolgibile trasparente o opaca.

Description

[0001] Il tetto energetico a falde inventato è composto da uno o più pannelli di copertura formati da due lamiere di cui quella superiore è grecata, racchiudenti uno strato di materiale termicamente isolante e da uno o più condotti tubolari nei quali scorre un fluido termovettore, sistemati sopra i suddetti pannelli di copertura. Preferibilmente i condotti tubolari sono appoggiati direttamente sulla lamiera superiore dei pannelli di copertura, disposti tra le greche e coperti da una rete a maglia sottile. La novità dell’invenzione consiste nella combinazione pannelli multistrato - condotti tubolari e nel fatto che il o i condotti tubolari sono perennemente e direttamente esposti al sole e alle altre fonti di calore latente per cui il tetto termico assorbe costantemente il calore da ogni fonte disponibile e nel contempo funge da tetto vero e proprio.

Stato della tecnica

[0002] I pannelli solari attualmente in uso, a prescindere dalla caratteristica che possono produrre elettricità, presentano tutta una serie di considerevoli svantaggi: -rendimento ridotto, soprattutto incapacità di produrre energia in assenza di insolazione, ossia incapacità di ricuperare l’energia latente presente nell’ambiente, per esempio nell’acqua piovana, nel vento, nella nebbia e neve. Per questo motivo i pannelli attuali non possonono attingere energia da quelle fonti che sono presenti soprattutto in inverno e nei giorni di cattivo tempo quando invece l’approvvigionamento energetico è importante.

[0003] Inoltre esiste la necessità di proteggere i pannelli solari dalle sollecitazioni meccaniche come la grandine o oggetti portati dal vento. Si veda qui ad esempio la EP-1757873, che ben descrive queste problematiche

[0004] - un problema è l’effetto estetico, soprattutto se i pannelli solari vengono applicati sui tetti di edifici preesistenti o nei nuclei storici.

[0005] - la durata nel tempo delle parti componenti è limitata, in particolare delle cellule fotovoltaiche e delle guarnizioni e/o sigillature, fatto che rende questa soluzione economicamente poco conveniente.

[0006] Il tetto energetico ad assorbimento di calore tramite un fluido circolante in un tubo, è noto da tempo (brevetto CH 619 770 dal titolo «Pannello assorbente l’energia solare e sua utilizzazione per la copertura di un tetto a falde») ed è già commercializzato su larga scala dalla ditta Elioform. Lo stato della tecnica è esemplificato dalle EP-0 864 824, WO 2005/042 872, WO 2006/121 345. Il pannello oggetto del brevetto CH 619 770 già permetteva un miglior rendimento perchè con la pompa a calore si poteva assorbire l’energia calorica presente nell’ambiente giorno e notte, estate e inverno.

[0007] Pure dal punto di vista estetico (tetto completo e simile a un tetto coperto da tegole tradizionali), della durata e della manutenzione questa soluzione era migliore dei pannelli termici e fotovoltaici correnti, tuttavia la conformazione a pannelli medio-piccoli col tempo rendeva il tetto permeabile con conseguente deterioramente della struttura portante del tetto, perdite termiche, riduzione della capacità di assorbimento e costi di manutenzione superiori. La presente invenzione ha lo scopo di migliorare ulteriormente la conformazione e il rendimento del tetto energetico rispetto a quanto noto e in particolare rispetto alla soluzione oggetto del brevetto 619 770 summenzionato depositato dallo stesso inventore. Basandosi anche sui successivi sviluppi teorici e pratici in questo settore, la presente invenzione permette: un miglior sfruttamento dell’energia latente nell’ambiente circostante anche in giorni di cattivo tempo, durante la notte e in periodi freddi un miglioramento dell’aspetto estetico tale da permetterne l’utilizzo anche per tetti a falde nei nuclei storici. un risparmio enonomico e di tempo nella fabbricazione, nella posa e durante l’esercizio con conseguente possibilità di un ammortamento rapido dell’investimento. una minore manutenzione e una durata nel tempo più lunga paragonabile a quella di un tradizionale tetto con le tegole.

[0008] L’invenzione è ovviamente abbinata a una pompa di calore, tecnologia nota, a una centralina di distribuzione, tecnologia nota, e a una centralina elettronica di comando e regolaggio, pure tecnologia nota, che permettono uno sfruttamento ottimale del tetto energetico.

[0009] Un forma di realizzazione di un tetto energetico come alla rivendicazione 1 e seguenti è descritta in dettaglio con riferimento ai disegni allegati di cui <tb>- la Fig. 1<sep>rappresenta uno spaccato assonometrico di una falda di un tetto energetico. <tb>- la Fig. 2<sep>rappresenta una sezione verticale del tetto rappresentato nella Fig. 1.

[0010] Nella Fig. 1 (assonometria):

[0011] Con 1 è indicata la lamiera grecata del pannello di copertura, preferibilmente di colore scuro, munita di greche 10 e di nervature 12. Questa lamiera può essere metallica o di materiale sintetico ad alta conducibilità termica. Con 2 è indicata la sottostante isolazione termica coibentata che funge da isolazione termica e fonica e impedisce la formazione di acqua di condensazione sotto il tetto.

[0012] Con 3 è indicato il sottostante strato di isolazione idrofuga che funge pure da freno vapore. Questo strato potrebbe essere metallico o di materiale sintetico rigido e può formare un tutt’uno con la lamiera grecata 1 e l’isolazione 2 così da formare un pannello a «sandwich» coibentato che migliora l’isolazione termica e fonica. Questa conformazione a «sandwich» degli elementi 1, 2 e 3 è già nota e rappresenta un notevole vantaggio durante la posa che risulta più semplice e rapida.

[0013] Con 4 è indicato il condotto di assorbimento del calore che in questo caso assume la forma di una serpentina appoggiata e/o fissata direttamente sulla lamiera grecata 1 con o senza nervature e/o distanziatori. In alcuni punti, per esempio nel punto 8, il condotto appoggia e/o è fissato anche alia greca 10. Il fatto di appoggiare direttamente sulla lamiera grecata 1 permette al condotto di assorbimento di entrare in contatto anche con l’acqua piovana o l’acqua di condensazione della neve che scorre sulla lamiera grecata 1, ciò che ne facilita l’estrazione dell’energia calorica. Nel condotto passa il fluido vettore specialmente concepito per resistere anche a temperature leggermente sotto lo zero. Il condotto è di un materiale termoconduttore, preferibilmente di rame, alluminio o acciao, preferibilmente di colore scuro, con buona resistenza meccanica e agli influssi atmosferici.

[0014] Con 5 è indicato il condotto di assorbimento del calore che in questa variante assume la forma di un gruppo di tubi diritti e lineari appoggiati e/o fissati direttamente sulla lamiera grecata 1. Il punto 9 mostra un condotto appoggiato o fissato anche contro la greca 10. Il condotto è di un materiale con elevata conducibilità termica, preferibilmente di rame, alluminio o acciao inox, preferibilmente di colore scuro, con buona resistenza meccanica e agli influssi atmosferici. È pensabile che il condotto 5 sia fissato sulla lamiera grecata 1 già in fase di fabbricazione della lamiera grecata 1 o del pannello a «sandwich» come descritto nel capoverso 3. È pure pensabile che il condotto tubolare assuma la forma di un gruppo di tubi 17 raccordati tra di loro.

[0015] Con 6 è indicata la copertura di mascheramento composta da una rete sottile ma resistente, a maglia relativamente fine e di colore scuro, preferibilmente di fibra di carbonio, posizionata tra le greche 10, sopra i condotti 4 e 5 ma sotto le traverse 7. La rete è tenuta tesa da apposite molle fissate alle estremità e può appoggiarsi direttamente sui condotti 4 e 5. Questa rete, nascondendo i condotti di assorbimento 4 e 5, ha la funzione di conferire all’insieme l’aspetto di un tetto coperto da tegole tradizionali, inoltre permette il passaggio dell’aria, della pioggia ecc. di cui i condotti sottostanti 4 e 5 possono assorbire il calore. In particolare l’acqua piovana può attraversare la copertura 6 e bagnare i condotti 4 e 5 e l’elemento di copertura metallico 1 facilitando così l’assorbimento del calore presente nell’acqua piovana. Il colore scuro permette inoltre di assorbire in modo ottimale il calore del sole che viene così trasmesso ai sottostanti condotti di assorbimento 4 e 5. Inoltre ha una funzione meccanica di protezione dei condotti 4 e 5. In fase esecutiva, per un risparmio economico o se non esplicitamemente richiesta, la copertura 6 può anche essere tralasciata. In questo caso i condotti di assorbimento 4 e 5 sono visibili ma l’esperienza pratica ha dimostrato che l’aspetto estetico è ancora accettabile.

[0016] Con 7 sono indicate le traverse che hanno la funzione estetica di conferire al complesso l’aspetto di un tetto coperto con tegole tradizionali e di fissare la copertura 6. Inoltre hanno pure una funzione meccanica di protezione dei condotti 4 e 5 e della copertura 6, inoltre devono impedire lo scorrimento della neve lungo la falda del tetto. A questo scopo le traverse sono leggermente piegate verso il basso come risulta visibile al punto 11 nella Fig. 2. Questa parte piegata (deflettore) può essere un elemento applicato, inoltre funge da irrigidimento della traversa e da appoggio per il piede di una persona che debba accedere al tetto. Il deflettore trattiene inoltre la corrente di aria calda ascendente che scorre lungo la falda del tetto accentuando l’assorbimento del calore da questa corrente d’aria. A questo scopo, in assenza della copertura 6 il deflettore può essere prolungato fino a toccare i condotti di assorbimento 4 e 5. L’inclinazione del deflettore è ottimizzata caso per caso in funzione della pendenza del tetto e dell’esposizione dello stesso al sole.

[0017] Con 10 sono indicate le greche, conformazione caratteristica di questo tipo di profilato. Le greche non sono coibentate ma vuote. Le greche fungono da elemento irrigitore e da appoggio per le traverse 7. Servono pure da appoggio per le persone che accedono al tetto e da canale per l’aria che riscaldandosi forma una corrente di aria calda ascendente che però rimane confinata nella greca perchè all’estremità superiore è chiusa. In questo modo la greca funge da serbatoio dell’aria calda. Le greche 10 hanno pure una funzione estetica perchè, abbinate alle traverse 7, conferiscono al tetto energetico l’aspetto di un usuale tetto con le tegole.

[0018] Con 11 sono disegnate le frecce che indicano il senso di marcia della corrente di aria calda ascendente che si forma nella greca.

[0019] Con 12 sono indicate le nervature che servono per irrigidire la lamiera grecata 1 e per appoggiare i condotti di assorbimento 4 e 5 e di tenerli leggermente distanziati dalla lamiera grecata 1. La presenza di queste nervature non è indispensabile.

[0020] Con 14 è indicata la pellicola di copertura con il rullo motorizzato 15 e un cavo guida 18.

[0021] Nella Fig. 2 (sezione verticale): Con 1 è indicata la lamiera grecata del pannello di copertura Con 2 è indicata l’isolazione termica coibentata. Con 3 è indicata l’isolazione idrofuga sottostante. Con 4 è indicato il condotto di assorbimento a serpentina. Con 6 è indicata la copertura conformata a rete. Con 7 sono indicate le traverse. Con 13 è indicata la parte ripiegata della traversa 7 o «deflettore». Con 14 è indicata un’eventuale pellicola di copertura avvolgibile che può essere distesa sul tetto per limitare la dispersione calorica in caso di vento. Di per sè questo tipo di copertura è noto perchè simile a una tenda avvolgibile, ma è inedito il suo utilizzo quale copertura di un tetto energetico. La pellicola di copertura si avvolge su un rullo 15 azionato da un motore elettrico ed è trascinata lungo dei cavi guida stesi sopra il tetto energetico stesso e fissati su un controrullo 16 che li mantiene tesi.

[0022] La copertura può essere trasparente, semitrasparente o opaca, se necessario con un disegno imitante un tetto a tegole o con le piode.

Claims (10)

1. Tetto energetico a falde assorbente l’energia solare e il calore latente presente negli elementi naturali come la pioggia, l’aria, il vento, la nebbia, la neve, ecc., caratterizzato dal fatto che si compone di uno o più pannelli «a sandwich» di copertura formati da una lamiera grecata preferibilmente metallica (1) e da una lastra (3) preferibilmente di metallo 0 di materiale sintetico rigido ad alta conducibilità termica, coibentati all’interno con materiale termoisolante (2), e da uno o più condotti tubolari (4) (5) contenenti un fluido termovettore, posizionati sopra la lamiera grecata (1) e sistemati tra le greche (10) in modo da essere esposti al sole e al calore latente.

2. Tetto energetico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la lamiera grecata (1) ha una o più greche (10) disposte nei senso della linea di pendenza della falda e nelle quali può penetrare e circolare l’aria (11) e che può avere una o più nervature (12) disposte tra le greche di cui sopra

3. Tetto energetico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che tra le greche (10) ma sopra il o i condotti tubolari (4) (5) è sistemata una rete fine (6), di colore scuro e tesa da apposite molle

4. Tetto energetico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che 1 singoli elementi o tutti gli elementi che compongono il tetto energetico sono di colore scuro.

5. Tetto energetico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il o i condotti tubolari (4) (5) sono di materiale ad aita conducibilità termica, preferibilmente di rame, di alluminio o di acciaio.

6. Tetto energetico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il o i condotti tubolari sono lineari (5) e disposti parallelamente alle greche (10) singolarmente (5) o raggruppati (16), oppure sono conformati a serpentina (4).

7. Tetto energetico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il o i condotti tubolari (4) (5) sono appoggiati (8) (9) alle greche (10) e/o sono appoggiati sulle nervature (12) della lamiera grecata (1).

8. Tetto energetico secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che sopra le greche (10) e perpendicolarmente ad esse sono sistemate delle traverse (7).

9. Tetto energetico secondo la rivendicazioni 1 e 8, caratterizzato dal fatto che le traverse (7) hanno una parte sporgente «deflettore» (13) piegata verso il basso per trattenere l’aria calda ascendente e per fungere da appoggio e paraneve.

10. Tetto energetico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che sopra tutto il tetto energetico può essere stesa una pellicola di copertura (14) flessibile, retrattile, opaca, trasparente o colorata, avvolgibile su appositi rulli (15) e scivolante lungo dei cavi guida (18) stesi sopra il tetto a loro volta tenuti tesi da un apposito rullo inferiore (16).