IT202000018919A1 - Unità di ventilazione ad elevate prestazioni di fonoassorbenza e termoisolanza - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DEL BREVETTO PER INVENZIONE INDUSTRIAELE DAL
TITOLO: ?Unit? di ventilazione ad elevate prestazioni di fonoassorbenza e termoisolanza?
TESTO DELLA DESCRIZIONE
CAMPO DELL'INVENZIONE
La presente invenzione ha come oggetto un?unit? di ventilazione ad elevate prestazioni di fonoassorbenza e termoisolanza.
TECNICA ANTERIORE NOTA
Sono note unit? di ventilazione con recupero di calore che funzionano come scambiatori di calore mediante una prima linea o primo ramo che alimenta aria fresca dall'esterno ed una seconda linea o secondo ramo che espelle aria viziata proveniente dall?interno verso l?esterno.
Tali unita prevedono, secondo una prima realizzazione di arte nota, paratie setti o divisori in lamiere di metallo piane, ad esempio in alluminio, i quali quindi non sono efficienti dal punto di vista aerodinamico.
Infatti, la lamiera non si adatta alle necessit? di costanza di sezione. La costanza di sezione permette una costanza di velocit? sulla sezione (m/s), con conseguente mantenimento dell?energia a meno delle perdite di carico distribuite.
In una seconda realizzazione di arte nota, le separazioni in lamiera non sono in linea.
In arte non vi sono dei veri e propri ?moduli? assemblati come pezzi unici, bens? elementi di separazione in lamiera.
Si nota che una soluzione che prevede di non avere in linea separazioni in lamiera, obbliga il flusso dell?aria ad indesiderate variazioni di direzione con conseguenti perdite di carico. Variazioni di velocit? all?interno della sezione di passaggio variano la distribuzione delle velocit? nella sezione e quindi l?energia ? in parte dissipata per attrito.
Ulteriormente, le unit? di arte nota presentano spesso problemi di deformazione dei pannelli orizzontali.
Tali unit? infatti sono molto larghe per dimensionamento aeraulico e sono pertanto sottoposte ad elevati sforzi dovuti al peso proprio. Le unit? note in genere hanno altezza notevole per ridurre al minimo la flessione. La maggior parte delle lamiere sono disposte orizzontalmente. La realizzazione delle unit? in pannelli di lamiera (sandwich) obbligano ad un sovradimensionamento (del peso proprio) e a vincoli progettuali (setti di lamiere) per contenere le deformazioni dovute alla gravit?.
Un ulteriore difetto della unit? di ventilazione secondo la tecnica nota ? dato dall?assemblaggio che in genere ? completamente manuale.
La scelta del materiale e della configurazione obbligano infatti ad un ridotto utilizzo di automazione, il che implica una ridotta applicabilit? di robot di montaggio.
Ancora, ? da segnalare un peso elevato per unit? performanti acusticamente e termicamente, finalizzato ad ottenere isolamento acustico e termico.
Un ulteriore difetto ? dato dal fatto che il peso elevato comporta che le unit? di ventilazione note siano spesso difficili da montare durante l?installazione, se non con operazioni di assemblaggio progressivo, cosa che porta naturalmente a tempi di installazione elevati e utilizzo di pi? persone del necessario.
Scopo della presente invenzione ? pertanto quello di realizzare un?unit? di ventilazione con recupero di calore che consenta di ottenere elevate prestazioni di fonoassorbenza e termoisolanza.
Altro scopo dell?invenzione ? quello di realizzare un?unit? di ventilazione che offra elevate prestazioni in termini di sanificazione degli ambienti.
Ulteriore scopo dell?invenzione ? quello di ottenere quanto sopra in modo semplice ed economico.
Altri scopi e vantaggi dell?invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione che segue.
BREVE RIASSUNTO DELL'INVENZIONE
Tali scopi sono raggiunti da un?unit? di ventilazione ad elevate prestazioni di fonoassorbenza e termoisolanza, detta unit? di ventilazione comprendendo uno scambiatore di calore, la cui emissione rumorosa la suddetta unit? di ventilazione ? predisposta ad abbattere, detta unit? di ventilazione essendo realizzata come una struttura autosupportante che prevede una pluralit? di moduli, ove la suddetta struttura modulare comprende una pluralit? di aree finalizzate all?abbattimento di alte e basse frequenze sonore, dette aree di abbattimento di basse frequenze comprendendo una pluralit? di risonatori di Helmholtz, ed ove una sezione della suddetta struttura modulare per l?abbattimento di alte e basse frequenze ? realizzata mediante tecnologie di manifattura additiva, ed ove una sezione destinata all'abbattimento delle alte frequenze e realizzata mediante tecnologie di manifattura sottrattiva.
Un vantaggio dell?invenzione ? dato dal fatto che essa consente di superare le problematiche menzionate relative all'uso, nella tecnica nota, di pannelli metallici, ad esempio in lamiera zincata o anche in materiali stampati, i quali non sono ottimizzati per ottenere contemporaneamente elevate prestazioni di fonoassorbenza e di termoisolanza.
Grazie all?invenzione si ottiene infatti una combinazione di materiali che consente la massima fonoassorbenza e termoisolanza.
Ulteriori caratteristiche dell?invenzione sono desumibili dalle rivendicazioni dipendenti.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE
I vantaggi dell?invenzione risultano evidenti dall?esame delle figure illustrate nelle tavole allegate in cui:
- la figura 1 illustra una vista assonometrica di un?unit? di ventilazione ad elevate fonoassorbenza e termoisolanza, secondo una realizzazione della presente invenzione;
- la figura 2 ? una sezione dell?unit? di ventilazione della figura 1, secondo un piano longitudinale;
- le figure 3-5 illustrano particolari della figura 2;
- la figura 6 ? una ulteriore sezione dell?unit? di ventilazione della figura 1, secondo un piano longitudinale;
- la figura 7 ? una vista assonometrica di un modulo sottrattivo per alte frequenze dell?unit? di ventilazione dell?invenzione;
- la figura 8 ? una vista che illustra, in esploso, particolari del modulo sottrattivo della figura 7;
- la figura 9 ? una vista di un dettaglio esploso del modulo sottrattivo della figura 7;
- la figura 10 ? una vista assonometrica di una coppia di setti fonoassorbenti secondo una realizzazione della presente invenzione;
- la figura 11 illustra varie viste dei setti fonoassorbenti di figura 10; e
- la figura 12 illustra un sistema sanificante applicato all?unit? di ventilazione dell?invenzione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE
Con riferimento alla figura 1, si evidenzia una vista assonometrica di un?unit? di ventilazione ad elevate prestazioni di fonoassorbenza e termoisolanza, secondo una realizzazione della presente invenzione, globalmente indicata con il riferimento numerico 10.
L?unit? di ventilazione 10 comprende uno scambiatore di calore in grado di funzionare mediante una prima linea che alimenta aria fresca dall'esterno ed una seconda linea che espelle aria calda proveniente dall?interno verso l?esterno.
Al fine, in primo luogo, di ridurre l'emissione rumorosa di tale scambiatore di calore, secondo l'invenzione l?unit? di ventilazione 10 ? realizzata mediante una struttura modulare.
Tale struttura modulare comprende una pluralit? di aree finalizzate all?abbattimento di alte e basse frequenze sonore.
Inoltre, la struttura modulare comprende una pluralit? di moduli indicati a titolo di esempio con il riferimento numerico 20 nella figura 1, i suddetti moduli 20 essendo separati tra loro da partizioni metalliche 30.
In una variante, tra modulo e modulo pu? essere interposto un materiale di tenuta di varia natura.
I moduli 20 possono anche essere rivestiti di materiale isolante metallico 40.
La struttura modulare 10 presenta numerosi vantaggi.
In primo luogo, detta struttura pu? essere assemblata in maniera molto rapida anche utilizzando sistemi semiautomatici o addirittura robotizzati.
In secondo luogo, la struttura modulare 10 configura un sistema autosupportante che non necessita di pannelli di rinforzo.
Le partizioni metalliche 30 inoltre possono funzionare efficacemente da assorbitori di basse frequenze, conferendo ad ogni singolo modulo il proprio specifico contributo alla riduzione di dette basse frequenze sonore.
La realizzazione delle partizioni metalliche 30 pu? essere effettuata vantaggiosamente mediante il taglio preciso delle stesse utilizzando opportune maschere di taglio.
Le partizioni metalliche 30 possono essere utilizzate vantaggiosamente per il taglio preciso dei moduli 20.
Al fine di evitare ponti termici, si prevede di poter rimuovere parte della partizione prima del suo incollaggio.
La figura 2 ? una sezione dell?unit? di ventilazione 10 della figura 1, secondo un piano longitudinale, dalla quale si evidenziano partizioni 30 e 50 meglio descritte nel seguito.
Le figure 3-5 illustrano particolari della figura 2, ed in special modo la figura 3 illustra una partizione metallica 30, a sua volta composta da un telaio metallico 32 (figura 4) e da un telaio in materiale isolante 34 (figura 5).
La figura 6 illustra una ulteriore sezione dell?unit? di ventilazione 10, dalla quale figura 6 sono meglio evidenziabili le diverse aree di abbattimento di alte e basse frequenze sonore.
In particolare, procedendo da sinistra a destra della figura 6, si riscontra innanzitutto un?area di abbattimento di basse frequenze 55, una coclea 60 ed una ulteriore area di abbattimento di basse frequenze 70 che comprende una pluralit? di risonatori di Helmholtz.
Tra ognuno dei moduli ? prevista una lastra di guarnizione 90. Lo spessore 80 di ogni modulo ? calcolato in funzione delle frequenze residue.
In figura 6 ? anche visibile uno scambiatore di calore 100, blocchi sagomati in materiale imputrescibile 110, nonch? ulteriori aree di abbattimento di frequenze sonore.
In particolare, una sezione 120 della struttura modulare 10 ? realizzata mediante tecnologie di manifattura additiva, ed una sezione 130 destinata all'abbattimento delle alte frequenze ? realizzata mediante tecnologie di manifattura sottrattiva.
La figura 7 ? una vista assonometrica di un modulo sottrattivo, completamente assemblato, per alte frequenze dell?unit? di ventilazione dell?invenzione.
La figura 8 ? una vista che illustra, in esploso, particolari del modulo sottrattivo della figura 7.
In particolare, ? visibile un componente in poliuretano 122 che presenta una pluralit? di fori sagomati.
Nel dettaglio della figura 9 si evidenzia la tecnologia che consente la riduzione ed annullamento del ponte termico, ove in particolare ? possibile "tarare" sulle frequenze opportune il potere fonosssorbente della paratia metallica 30 ed ove in particolare si utilizza un anello di dima per lavorazione sottrattiva, al termine della quale viene eliminato in modo da evitare ponti termici durante il funzionamento.
La figura 10 ? una vista assonometrica di una coppia di setti fonoassorbenti 200 secondo una realizzazione della presente invenzione.
La figura 11 illustra varie viste dei setti fonoassorbenti 200 della figura 10.
Ognuno dei setti fonoassorbenti 200 ? costituito da un involucro esterno 210 realizzato in plastica ottenuta tramite tecniche di produzione additiva.
Con l'espressione tecniche di produzione additiva si intendono le note tecniche di stampa tridimensionale.
All'interno di ognuno degli involucri esterni 210, ? presente un corpo di rivestimento 220 in materiale fonoassorbente a celle aperte, utilizzato per assorbire le alte frequenze, ove detto materiale ? ottenuto tramite produzione sottrattiva.
La struttura 210 ?, a sua volta, ottenuta mediante una pluralit? di componenti 215, ciascuno dei quali provvisto di un canale silenziante 217 utilizzato per le basse frequenze e basato sul principio dei risuonatori di Helmholtz.
Tali canali silenzianti 217 vengono direttamente ottenuti mediante produzione additiva.
Nel dettaglio D di figura 11, ? visibile secondo la freccia F1, la direzione dell'onda sonora che entra all'interno del canale 217 presente in ogni componente 215 e che intrappola le basse frequenze.
Il componente 215 ? inoltre formato da una pluralit? di microcasse risonanti 219 che assorbono le basse frequenze.
Inoltre, l?unit? di ventilazione 10 pu? essere dotata di un sistema di abbattimento attivo del rumore (ANC ? Active Noise Cancellation) per avere un abbattimento maggiore del rumore a parit? di altre caratteristiche.
La figura 12 illustra un sistema sanificante applicato all?unit? di ventilazione 10 dell?invenzione.
L'unit? di ventilazione dell'invenzione comprende infatti anche un sistema sanificante integrato e ottimizzato aeraulicamente, composto da una pluralit? di lampade UV 130 che possono essere estratte tramite un motore.
Infine l'unit? di ventilazione 10 dell'invenzione comprende anche un plenum ottimizzato per ridurre le emissioni sonore del flusso di ripresa.
Ovviamente, all?invenzione cos? come descritta potranno essere apportate modifiche o migliorie dettate da motivazioni contingenti o particolari, senza per questo uscire dall?ambito dell?invenzione come sotto rivendicata.
Claims (9)
1. Unit? di ventilazione (10) ad elevate prestazioni di fonoassorbenza e termoisolanza, detta unit? di ventilazione (10) comprendendo uno scambiatore di calore (100), la cui emissione rumorosa la suddetta unit? di ventilazione (10) ? predisposta ad abbattere, detta unit? di ventilazione (10) essendo realizzata come una struttura autosupportante che prevede una pluralit? di moduli (20), ove la suddetta struttura modulare comprende una pluralit? di aree finalizzate all?abbattimento di alte e basse frequenze sonore, dette aree di abbattimento di basse frequenze comprendendo una pluralit? di risonatori di Helmholtz, ed ove una sezione della suddetta struttura modulare per l?abbattimento di alte e basse frequenze ? realizzata mediante tecnologie di manifattura additiva, ed ove una sezione destinata all'abbattimento delle alte frequenze e realizzata mediante tecnologie di manifattura sottrattiva.
2. Unit? di ventilazione (10) come alla rivendicazione 1, in cui una prima porzione della suddetta struttura modulare comprende un?area di abbattimento di basse frequenze (55), una coclea (60) ed una ulteriore area di abbattimento di basse frequenze (70) che comprende una pluralit? di risonatori di Helmholtz.
3. Unit? di ventilazione (10) come alla rivendicazione 1, in cui l?area di abbattimento di alte e basse frequenze realizzata mediante tecnologie di manifattura additiva comprende una pluralit? di setti fonoassorbenti (200), ove ognuno dei suddetti setti fonoassorbenti (200) comprendendo un involucro esterno (210) realizzato in plastica ottenuta tramite tecniche di produzione additiva ed ove all?interno del suddetto involucro esterno (210) ? posizionato un corpo di rivestimento (220) in materiale fonoassorbente a celle aperte, utilizzato per assorbire le alte frequenze.
4. Unit? di ventilazione (10) come alla rivendicazione 3, in cui il suddetto involucro esterno (210) ? ottenuto mediante una pluralit? di componenti (215), ciascuno dei suddetti componenti (215) essendo provvisto di un canale silenziante (217) utilizzato per le basse frequenze e basato sul principio dei risuonatori di Helmholtz, ove i suddetti canali silenzianti (217) sono direttamente ottenuti mediante produzione additiva.
5. Unit? di ventilazione (10) come alla rivendicazione 4, in cui ciascuno dei componenti (215) del suddetto involucro esterno (210) comprende una pluralit? di microcasse risonanti (219) per l?assorbimento delle basse frequenze.
6. Unit? di ventilazione (10) come alla rivendicazione 1, in cui la suddetta unit? di ventilazione (10) ? dotata di un sistema sanificante integrato e ottimizzato aeraulicamente, composto da una pluralit? di lampade UV (130) che possono essere estratte tramite un motore.
7. Unit? di ventilazione (10) come alla rivendicazione 1, in cui la suddetta unit? di ventilazione (10) ? dotata di un sistema di abbattimento attivo del rumore (ANC ? Active Noise Cancellation).
8. Unit? di ventilazione (10) come alla rivendicazione 1, in cui i moduli (20) appartenenti alla suddetta struttura modulare sono separati tra loro da partizioni metalliche (30) configurate per funzionare efficacemente come assorbitori di basse frequenze, i suddetti moduli (20) essendo rivestiti di materiale isolante metallico (40).
9. Unit? di ventilazione (10) come alla rivendicazione 8, in cui le suddette partizioni metalliche (30) sono rispettivamente composte da un telaio metallico (32) e da un telaio in materiale isolante (34).
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