IT201800004088A1 - Impianto di riscaldamento a pavimento, piastrella per un impianto di riscaldamento a pavimento e pavimento per il riscaldamento dal suolo - Google Patents

Description

IMPIANTO DI RISCALDAMENTO A PAVIMENTO, PIASTRELLA PER UN

IMPIANTO DI RISCALDAMENTO A PAVIMENTO E PAVIMENTO PER IL

RISCALDAMENTO DAL SUOLO

DESCRIZIONE

Il presente trovato si riferisce a un impianto di riscaldamento a pavimento, ad una piastrella per un impianto di riscaldamento a pavimento e ad un pavimento per riscaldamento dal suolo.

Allo stato attuale della tecnica, i costi per la realizzazione e il mantenimento di un impianto di riscaldamento a pavimento sono molto esosi, tanto che tale dispositivo non è di certo accessibile alle tasche di tutti.

Questo tipo di impianto, infatti, prevede un tubo in plastica ad alta resistenza termica e meccanica inserito tutto d'un pezzo sotto il pavimento a formare serpentine (in un numero tale da assicurare un adeguato ed omogeneo riscaldamento), su un isolante ad alte prestazioni termiche e acustiche. All'interno del tubo scorre dell'acqua calda (a una temperatura di 30-40 °C, riscaldata da una caldaia) che trasmette calore al pavimento e, per convezione, all'ambiente dal basso verso l'alto.

Il riscaldamento a pavimento può essere utilizzato con qualsiasi tipo di rivestimento del pavimento, compreso il parquet.

In generale, un buon impianto di riscaldamento a pavimento può costare fino ad 80 euro/mq, che è una cifra molto elevata.

Un altro inconveniente di questo impianto è che vi è una reazione lenta agli improvvisi cambiamenti di temperatura negli ambienti, problema che può essere risolto tramite la combinazione con il riscaldamento a parete, vale a dire ricorrendo al classico radiatore (termosifone) con altri costi di impianto. Un altro inconveniente dell'impianto con tubi a serpentina è dato dal fatto che l'acqua che scorre all'interno dei tubi deve essere riscaldata ad una temperatura molto alta per poter garantire un ambiente confortevole. In alcune giornate invernali particolarmente fredde, ad esempio, per avere una temperatura ambientale di 20 °C, occorre riscaldare l'acqua fino a 40 °C, con un notevole consumo di gas, con anche le implicazioni di impatto ambientale che ne conseguono e a cui ormai gli utilizzatori sono sempre più sensibili.

Un'altra problematica è data dal fatto che un impianto di questo tipo necessita di una caldaia molto potente, in grado di riscaldare una notevole quantità di acqua in un tempo relativamente breve e spesso tale caldaia richiede una stanza apposita, con relative conseguenze anche in termini di ingombri.

Il compito che si propone il trovato è di eliminare gli inconvenienti sopra lamentati in tipi noti di impianto di riscaldamento a pavimento che consenta di contenere i costi per la realizzazione di un impianto per riscaldamento a pavimento.

Nell'ambito del compito suddetto, uno scopo che si propone il trovato è di realizzare un impianto di riscaldamento a pavimento, che abbia un'isteresi limitata agli improvvisi cambiamenti di temperatura nell'ambiente da riscaldare, riuscendo a fornire quindi calore repentinamente all'occorrenza. Un altro scopo che si propone il trovato è di limitare o eliminare completamente l'uso di gas per il riscaldamento.

Un altro scopo dell'impianto di riscaldamento a terra secondo il trovato è di avere ingombri molto contenuti, in modo tale da trovare applicazione in qualsiasi tipologia di edificio.

Non ultimo scopo del trovato è di realizzare un impianto di riscaldamento a pavimento, con mezzi facilmente reperibili in commercio e usando materiali d'impiego comune, in modo che il dispositivo sia economicamente concorrenziale.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un impianto di riscaldamento a pavimento, secondo il trovato, comprendente un insieme di piastrelle mutuamente connesse a definire il pavimento di un ambiente da riscaldare, almeno una piastrella di detto insieme di piastrelle presentando almeno una sede di alloggio definita nella sua superficie inferiore e atto ad alloggiare una lamina in materiale termicamente conduttore, detta lamina essendo connessa a una sorgente di calore, in modo da riscaldare detta almeno una piastrella e di trasmettere il calore, proveniente da detta sorgente di calore, da detta almeno una piastrella ad almeno un'altra piastrella ad essa adiacente, per il riscaldamento di detto ambiente.

Preferibilmente, la sede di alloggio è costituita da uno scasso definito nella superficie inferiore della piastrella, ad esempio per fresatura nel caso di piastrella in legno, in modo da semplificare, economizzare e rendere industrialmente più conveniente la realizzazione, la produzione ed il montaggio delle piastrelle.

La Richiedente ha intuito che se la sorgente di calore è una resistenza elettrica, alimentata da un opportuno circuito elettrico, in contatto con un lembo della lamina, è possibile produrre calore in modo economicamente vantaggioso (per effetto Joule).

Inoltre, provvedendo con pannelli fotovoltaici l'edificio nel quale si trova l'ambiente da scaldare, la produzione di riscaldamento sarà ancor più economicamente conveniente, senza alcun impatto ambientale.

Vantaggiosamente, la larghezza della sede di alloggio è maggiore della larghezza della lamina, in maniera da recuperare almeno una luce, definita tra il lembo estremo della lamina e la parete interna della sede di alloggio, che possa permettere la dilatazione termica della lamina stessa senza produrre danni alla piastrella.

La Richiedente ha studiato un modo per assicurare la lamina alla piastrella e ha pensato a uno strato di materiale collante, quale una colla conduttrice termica, interposto tra almeno una porzione della lamina e la sede di alloggio.

Vantaggiosamente, sono previsti mezzi di rilevazione della temperatura dell'ambiente, come ad esempio un sensore termico sistemato nel punto più opportuno, di azionamento per la sorgente di calore.

Questi mezzi di rilevazione della temperatura ambientale, possono preferibilmente essere in grado di disattivare la sorgente di calore.

In questo modo, l'utilizzatore riesce ad avere una temperatura ottimale all'interno dell'ambiente da riscaldare.

L'insieme delle piastrelle forma il pavimento. Tali piastrelle sono vantaggiosamente interconnesse tra di loro in modo da formare un'unica struttura autoportante.

Preferibilmente, tali incastri sono del tipo maschio-femmina, in maniera da rendere più semplice il montaggio o l'eventuale smontaggio delle piastrelle stesse.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva del impianto di riscaldamento a pavimento, illustrato a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli uniti disegni in cui:

la figura 1 schematizza un impianto di riscaldamento a pavimento, in cui il pavimento 101 è formato dalle piastrelle 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 e 80;

la figura 2 rappresenta la variante preferita di piastrella 1 impiegata nell'impianto di riscaldamento a terra, in esploso;

la figura 3 rappresenta la piastrella 1 con una metà raffigurante la superficie superiore 7 e l'altra metà raffigurante la superficie inferiore 3;

la figura 4 rappresenta la piastrella 1 in alzato, con uno strappo raffigurante una sezione sostanzialmente normale rispetto alla direzione di sviluppo della lamina 5.

Con riferimento alle citate figure, è mostrata una forma di realizzazione preferita di un impianto di riscaldamento a pavimento, secondo il trovato, che comprende un insieme di piastrelle 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 e 80, mutuamente connesse a definire il pavimento 101 di un ambiente A da riscaldare (fig. 1). Almeno una piastrella 1 dell'insieme di piastrelle 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 e 80) presenta almeno una sede di alloggio 2 definita nella sua superficie inferiore 3 (fig. 2). La sede di alloggio 2 è atta ad alloggiare una lamina 5 in materiale termicamente conduttore, la quale è connessa a una sorgente di calore (fig. 2 e 3). In questo modo, è riscaldata direttamente la piastrella 1 e il calore proveniente dalla sorgente viene trasmesso dalla piastrella 1 stessa ad almeno un'altra piastrella 10 ad essa adiacente, per il riscaldamento dell'ambiente A (fig. 1).

In questa soluzione realizzativa, la sede di alloggio 2 è costituita da uno scasso 2 ottenuto per asportazione di materiale dalla superficie inferiore 3 della piastrella 1.

La piastrella è preferibilmente in legno, in modo che il suo impiego assieme a quello di altre piastrelle 10 siffatte, possa realizzare un pavimento in parquet.

Come schematizzato nelle figure 1 e 4, la sorgente di calore è una resistenza elettrica R in contatto con un lembo 8 della lamina 3.

La larghezza dello scasso 2 è maggiore della larghezza della lamina 5. In pratica, tra il lembo estremo 5' della lamina 5 e la parete interna 2' dello scasso 2 è definita una luce 9 che possa permettere la dilatazione termica della lamina 5 stessa senza produrre danni alla piastrella 1 quando quest'ultima si riscalda per effetto Joule.

Una soluzione realizzativa prevede che la lamina presenti un elemento di inserimento e guida all'interno dello scasso 2: tale elemento comprende un bordo 5" sporgente dalla faccia interna della lamina 5 e si sviluppa lungo la direzione di sviluppo 4 della lamina 5 stessa, laddove per faccia interna si intende la faccia della lamina 5 che si affaccia verso la superficie inferiore della piastrella, vale a dire la faccia opposta a quella che guarda verso l'esterno.

Con riferimento alla figura 4, in questo esempio esecutivo è previsto uno strato di colla conduttrice termica 3 interposta tra il bordo 5" e il fondo dello scasso 2".

Nella soluzione realizzativa qui presentata, i mezzi di rilevazione della temperatura dell'ambiente comprendono una sonda termica S, posizionata nella stanza da riscaldare detto ambiente A, di azionamento per la resistenza R quando la temperatura ambienta rilevata dalla sonda S è inferiore ad una temperatura minima ambientale predefinita.

La sonda termica (S) è altresì in grado di disattivare la resistenza (R) quando la temperatura dell'ambiente (A) è superiore ad una temperatura massima ambientale preimpostata.

Le piastrelle prevedono degli incastri del tipo maschio-femmina per la reciproca interconnessione.

Una volta che il pavimento è stato montato a regola d'arte e sono state attivate le resistenze elettriche, la sonda S rileva costantemente la temperatura dell'ambiente A.

Quando questa temperatura scende sotto un valore minimo predefinito, ad esempio 19°C, un circuito elettrico alimenta la resistenza R che, collegata per mezzo del lembo 8 alla matrice di lamine 5, provvede a riscaldare il metallo ad alta conduttività con cui le lamine 5 sono realizzate. Il calore è trasmesso alle lamine delle piastrelle adiacenti e viene trasmesso per contatto al legno delle piastrelle che formano il pavimento 101 (fig. 1).

La trasmissione del calore da una piastrella all'altra avviene per conduzione. In questo modo, per convezione è riscaldato anche l'ambiente A.

Quando la temperatura di A raggiunge un valore superiore ad una temperatura di soglia massima preimpostata, ad esempio 21°C, il circuito elettrico che alimenta la resistenza si apre e cessa la trasmissione del calore. Ovviamente, a seconda delle dimensioni dell'ambiente da riscaldare, dalle condizioni climatiche e ambientali, nonché in base alle caratteristiche meccaniche dei materiali impiegati, possono essere previste più resistenze R da collegare a rispettivi lembi 8 di relative piastrelle 1 e 10.

Come mostrato in figura se, tali incastri maschio-femmina presentano nella variante di piastrella 1 preferita un nasello 6' definito in almeno un lato della piastrella 1 atto ad impegnarsi con un alloggio 6" definito su almeno un lato di una piastrella adiacente.

Ovviamente, la piastrella 1, è provvista sia del nasello 6' che dell'alloggio 6". In questa maniera, l'utilizzatore non dovrà far altro che infilare il nasello 6' nel relativo alloggio 6" per connettere (amovibilmente) due piastrelle (ad esempio la 1 e la 10).

Da quanto sopra descritto, si vede quindi come il trovato raggiunga il compito e gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che viene realizzato un impianto di riscaldamento a pavimento, che permette di contenere i costi per la realizzazione di un impianto per riscaldamento a pavimento.

In particolare l'uso di una piastrella riscaldata mediante una resistenza elettrica, permette un'ottima performance a costi estremamente limitati. Un altro vantaggio del trovato è dato dal fatto che eliminando l'uso di gas combustibile, anche l'impatto ambientale è limitato.

Inoltre, trattandosi di dissipazione di calore da corrente elettrica per effetto Joule, è possibile monitorare istantaneamente i consumi in termini di energia assorbita dall'impianto (Kwh, kilowattora).

In più, un altro vantaggio legato alla produzione di energia per effetto joule, è di eliminare il problema della risposta ritardata ai cambiamenti di temperatura nell'ambiente da riscaldare, dato che dimensionando opportunamente la resistenza elettrica, ad esempio con resistenze in parallelo o con l'uso di resistori, si riesce a progettare un impianto che riesce a fornire calore velocemente e con un azionamento immediato, ad esempio provvedendo all'installazione di un apposito interruttore (anche messo nella stessa cassetta elettrica di quello della luce) di comando per la resistenza e la produzione pressoché istantanea di calore.

Un altro vantaggio del trovato è dato dal fatto che la trasmissione del calore per conduzione permette di realizzare un impianto con un'inerzia termica notevolmente inferiore rispetto ai sistemi tradizionali (termosifoni o riscaldamento pavimento con tubazioni ad acqua calda) consentendo quindi un notevole risparmio.

Oltre a ciò, l'impianto ha un'efficienza elevata: tutto il calore prodotto per effetto Joule va prima o poi a dissiparsi per convezione sull'ambiente da riscaldare. Non ci sono quindi perdite di carico poiché il calore è prodotto proprio dove serve, in altre parole direttamente nella stanza o nell'ambiente da riscaldare.

Un altro vantaggio di un impianto di questo tipo è che i costi di manutenzione sono praticamente pari a zero; in ogni caso qualsiasi problema sarebbe facilmente identificabile (una volta dimensionati i parametri dell'impianto, sarà solo necessario verificare se passa corrente e se la resistenza è in grado di dissipare correttamente).

Un altro vantaggio dell'impianto di riscaldamento a terra secondo il trovato, è di non aver bisogno di una caldaia, ma di necessitare soltanto di scatole di dimensioni contenute, all'interno delle quali sono racchiuse le resistenze. In questo modo esso può essere impiegato in qualsiasi tipologia di edificio. Inoltre, la grande facilità di realizzazione delle piastrelle, specialmente in legno, permette di ammodernare gli impianti di riscaldamento già esistenti anche senza l'impiego di personale qualificato o altamente specializzato (ad esempio senza idraulico).

Infatti, con piastrelle di questo tipo è possibile rivestire pavimentazioni già esistenti, riqualificando di fatto l'immobile dal punto di vista energetico senza interventi strutturali economicamente impegnativi.

Un altro vantaggio del pavimento, secondo il trovato, è dato dal fatto che la piastrella siffatta è praticamente "armata" e risulta quindi più pesante e strutturalmente più resistente. Di conseguenza, tutto il pavimento è più stabile evitando perciò i problemi di sollevamento dovuti all'umidità molto frequenti nei parquet.

Non ultimo, l'uso di mezzi facilmente reperibili in commercio e l'impiego di materiali comuni, rendono il dispositivo economicamente concorrenziale. Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti neN'ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze, purché coerenti con lo scopo realizzativo.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Un impianto di riscaldamento a pavimento comprendente un insieme di piastrelle (1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80) mutuamente connesse a definire il pavimento (101) di un ambiente (A) da riscaldare, almeno una piastrella (1) di detto insieme di piastrelle (1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80) presentando almeno una sede di alloggio (2) definito nella sua superficie inferiore (3) e atto ad alloggiare una lamina (5) in materiale termicamente conduttore, detta lamina (5) essendo connessa a una sorgente di calore, in modo da riscaldare detta almeno una piastrella (1) e di trasmettere il calore, proveniente da detta sorgente di calore, da detta almeno una piastrella (1) ad almeno un'altra piastrella (10) ad essa adiacente, per il riscaldamento di detto ambiente (A).
2. 2) Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui detta sorgente di calore comprende una resistenza elettrica (R) in contatto con un lembo (4) di detta lamina (3).
3. 3) Impianto secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta lamina (5) presenta un elemento (5") di inserimento e guida all'interno di detta sede di alloggio (2).
4. 4) Impianto secondo la rivendicazione 3, in cui detto elemento (5") è un bordo (5") sporgente dalla faccia interna di detta lamina (5) e sviluppantisi lungo la direzione di sviluppo (4) di detta lamina (5).
5. 5) Impianto secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui uno strato di materiale collante (3) è interposto tra almeno una porzione di detta lamina (5) e detta sede di alloggio (2).
6. 6) Impianto secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi di rilevazione della temperatura dell'ambiente, di azionamento per detta sorgente di calore.
7. 7) Impianto secondo la rivendicazione 6, in cui detti mezzi di rilevazione comprendono una sonda termica (S) di azionamento per detta resistenza (R) quando la temperatura dell'ambiente (A) è inferiore ad una temperatura minima ambientale predefinita, detta sonda termica (S) essendo posizionata nella stanza da riscaldare detto ambiente (A).
8. 8) Impianto secondo la rivendicazione 9, in cui detta sonda termica (S) è di disattivazione per detta resistenza (R) quando la temperatura dell'ambiente (A) è superiore ad una temperatura massima ambientale preimpostata.
9. 9) Piastrella (1) per un impianto di riscaldamento a pavimento, secondo una o più delle rivendicazioni 1-8.
10. 10) Un pavimento (P) per il riscaldamento dal suolo, comprendente almeno due piastrelle adiacenti 1 e 10 come da una o più delle