IT202100000500U1 - Cappa aspirante con sistema di sanificazione aria. - Google Patents

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Enrico Cappanera
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DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di brevetto per modello di Utilit? avente per titolo:
?CAPPA ASPIRANTE CON SISTEMA DI SANIFICAZIONE ARIA?.
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Il presente modello di utilit? si riferisce al campo dei dispositivi per l?estrazione dei fumi da cucina, e per la purificazione dell?aria, in particolare al campo dei dispositivi ad alta efficienza energetica per la climatizzazione invernale ed estiva, e dei dispositivi per il miglioramento del comfort ambientale interno e per l?eliminazione di virus, germi e batteri presenti nell?aria.
STATO DELLA TECNICA EP2151632A1 descrive una cappa da cucina ecologica e relativo metodo di riduzione delle dispersioni energetiche. Il dispositivo ? costituito da un case esterno in cui ? collocato un ventilatore, ed ha un paio di condotti, comunicanti rispettivamente con l?ambiente esterno ed interno.
Il condotto comunicante con l?ambiente interno estrae l?aria mediante un ventilatore facendola passare attraverso appositi dispositivi di filtraggio e la reimmette tutta o parzialmente nell?ambiente interno, espellendo l?eventuale restante parte di aria verso l?ambiente sterno.
EP2110610A2 descrive una cappa da cucina costituita da una parte aspirante unita a un compressore che funge da dispositivo di deumidificazione e climatizzazione estiva, operando mediante uno scambiatore di calore, in modo da riportare la temperatura e il tasso di umidit? relativa dell?aria dell?ambiente interno da valori acquisiti in fase di esercizio della cappa durante l?estrazione dei fumi da cottura dei cibi, a valori iniziali.
GB1452265(A) descrive un dispositivo per ventilazione e riscaldamento comprendente una camera di combustione alimentata a gas, petrolio o combustibile solido. Il dispositivo ? inoltre dotato di un pressostato/umidostato per eventuali richieste di deumidificazione.
WO2006/045250A1 descrive un dispositivo funzionante come cappa da cucina a cui ? integrato un condizionatore d?aria. Il sistema proposto consente di estrarre l?aria esausta dai i fumi di cottura e di portarla verso l?esterno, reintegrando l?aria estratta all?interno dell?ambiente mediante il dispositivo di climatizzazione.
CN1474097 (A) descrive un dispositivo di recupero dei fumi esausti, in abbinamento ad un sistema di condizionamento d?aria estivo ed invernale. Il sistema ? inoltre dotato di un?apertura di aspirazione dell?aria e una porta di condensa del flusso d?aria. Il dispositivo ha una semplice struttura e un basso costo e pu? essere installato ed usato facilmente, regolando sia la temperatura che il tasso di umidit? relativa dell?aria.
PROBLEMA TECNICO DA RISOLVERE
Le cappe secondo la tecnica nota hanno le seguenti problematiche:
Le cappe note sono costituite da dispositivi che svolgono la funzione di aspirare l?aria esausta dai fumi di cottura e anche di raffrescare l?aria da un punto di vista termico ed igrometrico, mediante attivazione di macchine convenzionali per la climatizzazione estiva. Tuttavia, le soluzioni sopra citate presentano il limite di non essere gestite da una logica di controllo capace di ottimizzare e ridurre al massimo i consumi energetici in base alle condizioni ambientali interne. Nei casi esaminati infatti, alla necessit? di raffrescare l?aria, si attiva, oltre alla cappa, il sistema pompa di calore, aggiungendo i propri consumi elettrici ai consumi elettrici del dispositivo cappa.
Altro limite della tecnica nota ? rappresentato dal fatto che i sistemi analizzati prevedono solo un raffrescamento estivo, in caso di surriscaldamento di aria dell?ambiente interno per effetto dell?attivazione dei fornelli del piano cottura, senza prevedere invece un riscaldamento invernale. Si evidenza pertanto la convenienza di poter integrare al sistema di raffrescamento anche un sistema di riscaldamento che sfrutti opportunamente il calore proveniente dai fumi di cottura dei cibi al fine di ridurre al massimo i consumi energetici.
Inoltre i sistemi noti non sono in grado di sanificare l?aria dalla presenza di virus germi e batteri.
Scopo della presente innovazione ? di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota fornendo una cappa aspirate che e sia in grado di climatizzare e sanificare l?aria, in modo da eliminare virus, germi e batteri dall?aria.
Altro scopo ? quello di fornire una tale cappe aspirante che abbia un basso consumo energetico.
Questi scopi sono raggiunti in accordo all?innovazione con le caratteristiche della rivendicazione indipendente 1.
Realizzazioni vantaggiose dell?innovazione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.
La cappa da cucina secondo l?innovazione ha funzione di climatizzazione invernale ed estiva ed ? in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, integrante pi? dispositivi, tra i quali una pompa di calore per il condizionamento dell'aria ed uno scambiatore a flussi incrociati. La cappa comprende:
a) Un recuperatore di calore a flussi incrociati;
b) Una valvola di by-pass.
c) Un compressore
d) Un condensatore
e) Un tubo capillare
f) Un filtro
g) Un evaporatore
h) Una vaschetta di raccolta liquido
i) Un pressostato
j) Due convogliatori di aria
k) Sistema di Sanificazione con ozono e raggi UV Tale cappa inoltre ha funzione di sanificazione di aria e comprende una lampada battericida di tipo fotocatalitica a raggi UV-C aventi lunghezze d'onda comprese nella banda UV-C (tra 100 e 280 nanometri). Tale tipo di radiazione UVC modifica il DNA o l'RNA di microorganismi quali virus, germi e batteri e quindi impedisce a tali microorganismi di riprodursi o di essere dannosi. Comprende inoltre un generatore di ozono che sfruttando l?alta tensione sanifica l?aria.
La cappa da cucina secondo l?innovazione ha il vantaggio di integrare pi? dispositivi, garantendo migliori prestazioni a livello complessivo e riducendo anche gli ingombri, fungendo sia da cappa, che da sistema di raffrescamento e riscaldamento che da sistema di sanificazione aria.
Il recuperatore di calore presente all?interno della cappa consente un efficace scambio termico fra flusso d?aria di espulsione e quello di rinnovo, che subisce un preriscaldamento o preraffrescamento, in funzione della stagione, a spese dell?aria espulsa.
La logica di controllo regola il funzionamento della cappa ed ottimizzando al massimo il consumo energetico globale, sulla base delle condizioni climatiche dell?ambiente interno ed esterno. La stessa logica di controllo ? in grado di operare anche il solo controllo della qualit? dell?aria in termini di tasso di umidit? relativa e di anidride carbonica, agendo soltanto su tali parametri, attivando solo se necessario raffrescamento o riscaldamento dell?aria.
Ulteriori caratteristiche dell?innovazione appariranno pi? chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a una sua forma di realizzazione puramente esemplificativa e quindi non limitativa, illustrata nei disegni annessi, in cui:
la Fig. 1 ? una vista schematica in sezione assiale della cappa secondo l?innovazione, funzionante come cappa aspirante;
la Fig. 2 ? una vista come Fig. 1 in cui la cappa funziona come sanificatore di aria;
la Fig. 3 ? una vista in prospettiva di una lampada germicida della cappa secondo l?innovazione;
la Fig. 4 ? una vista schematica illustrante un ciclo di funzionamento estivo della cappa da cucina secondo l?innovazione, in cui sono stati omessi condotto di collegamento, lampada germicida e ionizzatore;
la Fig. 5 ? una vista schematica illustrante un ciclo di funzionamento invernale della cappa, in cui sono stati omessi condotto di collegamento, lampada germicida e ionizzatore; la Fig. 6 ? una vista schematica illustrante un ciclo di funzionamento invernale o estivo della cappa, nella condizione in cui opera un recuperatore, in cui sono stati omessi condotto di collegamento, lampada germicida e ionizzatore; e
la Fig. 7 ? una vista schematica illustrante un ciclo di funzionamento invernale o estivo della cappa nella condizione in cui viene by-passato il recuperatore, in cui sono stati omessi condotto di collegamento, lampada germicida e ionizzatore.
Con l?ausilio delle figure viene descritta la cappa secondo l?innovazione indicata con il numero di riferimento 100.
Con riferimento alle Fig. 1, la cappa (100) comprende un corpo (101) avente una forma scatolata. Il corpo (101) ha una bocca d?ingresso (110) con una griglia, destinata ad essere rivolta verso fornelli (F) di una cucina per aspirare i fumi da un ambiente interno.
Il corpo (101) ha aperture di uscita (111) comunicanti con un canale assiale (120) di un primo condotto convogliatore (102) che trasporta l?aria verso l?esterno. A tale scopo il primo condotto convogliatore (102) ha un?uscita (121) comunicante con l?esterno. Nel primo condotto convogliatore (102) ? disposto un primo convogliatore (10a) costituito da una ventola, per aspirare aria dal corpo (101) della cappa verso l?esterno.
Un secondo condotto convogliatore (103) ? collegato ad un recuperatore (9) disposto entro il canale (120) del primo condotto convogliatore. Il secondo condotto convogliatore (103) ha una bocca d?ingresso (131) comunicante con l?esterno. Un secondo convogliatore (10b) ? disposto nel secondo condotto convogliatore (103) per aspirare aria dall?esterno verso il recuperatore (9). Il recuperatore (9) ? collegato ad una bocca d?uscita (132) disposta nell?ambiente interno per immettere aria nell?ambiente interno.
Un condotto di bypass (104) ? collegato al primo condotto convogliatore (102) per bypassare il recuperatore (9). Una valvola di bypass (11) abilita o disabilita il condotto di bypass (104).
Un condotto di collegamento (105) collega il primo condotto convogliatore (102) al secondo condotto convogliatore (103) a monte del recupero (9).
Una valvola di collegamento (106) apre/chiude una comunicazione del condotto di collegamento (105) con il primo condotto convogliatore (102).
La cappa (100) comprende almeno una lampada battericida o germicida (200) disposta nel primo condotto convogliatore (102) a monte della valvola di collegamento (106). La lampada battericida (200) ? tipo fotocatalitica a raggi UV-C, aventi lunghezze d'onda comprese nella banda UV-C (tra 100 e 280 nanometri).
La lampada battericida (200) pu? avere uno o pi? bulbi (201) che sporgono da un supporto (202) contenete l?elettronica della lampada. Fig. 3 mostra una lampada battericida (200) con sei bulbi (108) disposti in due file da tre paralleli tra loro.
Nel supporto (202) ci sono connettori elettrici atti alla connessione dei bulbi (201) della lampada battericida. Il bulbo (201) della lampada battericida ha una forma oblunga e sporge dal supporto (201). La lunghezza totale della lampada battericida (200) ? leggermente inferiore rispetto al diametro del primo condotto convogliatore in modo che l?aria aspirata nel primo condotto convogliatore attraversi la lampa germicida.
Uno ionizzatore (300) pu? essere disposto nel primo condotto convogliatore (102) a monte della valvola di collegamento (106).
Con riferimento a Fig. 2, quando la cappa funziona in modalit? di sanificatore di aria, la valvola di collegamento (106) apre la comunicazione tra il primo condotto convogliatore (102) e il secondo condotto convogliatore (103).
In questo modo l?aria aspirata dall?ambiente interno che fluisce nel primo condotto convogliatore (102) lambisce la lampada battericida (200) e lo ionizzatore (300) e viene sanificata. L?aria sanificata passa nel condotto di comunicazione (105) e attraversa il secondo condotto convogliatore (103) dal quale viene immessa nell?ambiente interno.
Ovviamente la modalit? di sanificazione aria illustrata in Fig. 2 pu? essere attivata in qualunque momento, quando la cappa non deve funzionare come cappa aspirate per l?aspirazione di fumi.
Con riferimento a Fig. 4, la cappa (100) comprende un circuito condizionatore (400) comprendente: un compressore (1), una valvola a 4 vie (2), un primo scambiatore di calore (3), un tubo capillare (4), un filtro (5), un secondo scambiatore di calore (6), una vaschetta (7) di raccolta liquido.
Il primo scambiatore di calore (3) ha una prima bocca (3a) e una seconda bocca (3b). Il secondo scambiatore di calore (6) ha una prima bocca (6a) e una seconda bicocca (6b).
Il primo scambiatore di calore (3) ? disposto nel primo condotto convogliatore (102) a valle del recuperatore (9). Il secondo scambiatore di calore (6) ? disposto nel secondo condotto convogliatore a valle del recuperatore (9).
Il compressore (1) ha un ingresso (1a) collegato alla vaschetta (7) e un?uscita (1b) collegata alla valvola (2). Un pressostato (8) ? disposto tra il compressore (1) e la valvola (2).
La valvola (2) ha una prima via (2a) collegata all?uscita (1b) del compressore, una seconda via (2b) collegata alla vaschetta (7), una terza via (2c) collegata alla prima bocca (3a) del primo scambiatore di calore ed una quarta via (2d) collegata alla seconda bocca (6b) del secondo scambiatore di calore.
In qualsiasi ciclo, la prima via (2a) ? un ingresso e la seconda via (2b) ? un?uscita. Nel ciclo estivo (Fig. 4) la terza via (2c) ? un?uscita e la quarta via (2d) ? un ingresso. Invece nel ciclo invernale (Fig. 5) la terza via (2c) ? un ingresso e la quarta via (2d) ? un?uscita.
La seconda bocca (3b) del primo scambiatore di calore (3) ? collegata al tubo capillare (4). Il tubo capillare (4) ? collegato al filtro (5). Il filtro (5) ? collegato alla prima bocca (6a) del secondo scambiatore di calore.
Con riferimento a Fig. 4, durante il ciclo di funzionamento estivo (raffreddamento) il primo scambiatore di calore (3) funziona da condensatore e il secondo scambiatore di calore (6) funziona da evaporatore. Quindi il fluido frigorifero dal compressore (1) va al primo scambiatore di calore (3) che funge da condensatore, attraversa il tubo capillare (4), attraversa il filtro (5), fluisce nel secondo scambiatore di calore (6) che funge da evaporatore e ritorna al compressore (1). Il pressostato (8) limita superiormente la pressione del gas nel circuito.
L?aria prelevata dall?interno dell?ambiente passa attraverso il recuperatore (9), consentendo all?aria prelevata dall?ambiente esterno, tramite il secondo convogliatore (10b), di essere preraffrescata prima di transitare nel secondo scambiatore di calore (6). Quindi l?aria preraffrescata passa attraverso il secondo scambiatore di calorie (6) che funge da evaporatore e viene ulteriormente raffreddata ed essere immessa nell?ambiente interno.
L?aria calda prelevata dall?ambiente interno, dopo aver attraversato il recuperatore (9), passa attraverso il primo scambiatore di calore (3), e si dirige verso l?ambiente esterno tramite il primo convogliatore (10a). Durante tale ciclo, si forma condensa che viene opportunamente raccolta dalla vaschetta (7).
Durante tale ciclo di funzionamento estivo, la valvola di bypass (11) rimane disattivata.
La Fig. 5 illustra il ciclo di funzionamento invernale. L?aria prelevata all?interno dell?ambiente passa attraverso il recuperatore (9), consentendo all?aria prelevata dall?ambiente esterno, tramite il secondo convogliatore (10b), di essere preriscaldata prima di transitare nel secondo scambiatore di calore (6). Fungente da condensatore.
L?aria prelevata dall?ambiente interno, dopo aver attraversato il recuperatore (9), passa attraverso il primo scambiatore di calore (3) fungente da evaporatore e si dirige verso l?ambiente esterno, tramite il primo convogliatore (10a). Durante il processo menzionato, si forma condensa che viene opportunamente raccolta dalla vaschetta (7).
La valvola a 4 vie (2) indirizza il gas pompato dal compressore (1) verso il secondo scambiatore di calore (6) fungente da condensatore, e quindi attraverso il tubo capillare (4) e attraverso il filtro (5) fino al primo scambiare di calore (3) fungente da evaporatore. Il pressostato (8) limita superiormente la pressione del gas nel circuito. Durante il funzionamento invernale la valvola di bypass (11) rimane disattivata.
La Fig. 6 mostra un ciclo di funzionamento invernale o estivo della cappa da cucina nella condizione in cui opera il recuperatore (9). L?aria prelevata dall?interno dell?ambiente passa attraverso il recuperatore (9), consentendo all?aria prelevata dall?ambiente esterno, tramite il secondo convogliatore (10b), di essere direttamente riscaldata (durante il ciclo invernale) o di essere direttamente raffrescata (durante il ciclo estivo).
L?aria prelevata dall?ambiente interno, dopo aver attraversato il recuperatore (9) viene diretta verso l?ambiente esterno tramite il primo convogliatore (10a). Durante detta condizione la valvola di bypass (11) rimane disattivata.
La Fig. 7 mostra un ciclo di funzionamento invernale o estivo della cappa in cui il prelievo dell?aria dall?ambiente interno e l?immissione verso l?ambiente interno ed esterno avviene senza l?ausilio del recuperatore (9).
La cappa comprende sensori di temperatura e umidit? disposti all?interno e all?esterno dell?ambiente e collegati ad un?unit? di controllo della cappa.
Quando i parametri di temperatura e umidit? all?esterno e all?interno dell?ambiente rientrano entro i valori riferimento stabiliti la logica di controllo comanda la valvola di bypass (11) abilita il condotto di by-pass (104). Conseguentemente l?aria prelevata dall?ambiente interno passa nel condotto di bypass (104), bypassando il recupero (9) e viene convogliata dal primo convogliatore (10a) verso l?esterno.

Claims (8)

RIVENDICAZIONI
1. Cappa (100) da cucina comprendente:
- un corpo (101) destinato ad essere disposto al di sopra di un piano cottura;
- un primo condotto convogliatore (102) collegato al corpo (101) e comunicante con l?esterno;
- un primo convogliatore (10a) configurato per aspirare aria nel primo condotto convogliatore (102) dall?interno verso l?esterno,
- un secondo condotto convogliatore (103) comunicante con l?esterno e l?interno,
- un secondo convogliatore (10b) configurato per aspirare aria nel secondo condotto convogliatore (103) dall?esterno verso l?interno,
- un circuito condizionatore (400) avente un primo scambiatore di calore (3) disposto nel primo condotto convogliatore (102) e un secondo scambiatore di calore (6) disposto nel secondo condotto convogliatore (103),
- un condotto di collegamento (105) che collega il primo condotto convogliatore (102) al secondo condotto convogliatore (103),
- una valvola di collegamento (106) che apre/chiude una comunicazione del condotto di collegamento (105) con il primo condotto convogliatore (102), e
- una lampada germicida (200) disposta in detto primo condotto convogliatore (102) a monte della valvola di collegamento (106).
2. Cappa (110) secondo la rivendicazione 1, in cui la lampada battericida (200) ? tipo fotocatalitica a raggi UV-C, aventi lunghezze d'onda comprese nella banda UV-C, tra 100 e 280 nanometri.
3. Cappa (110) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la lampada battericida (200) comprende uno o pi? bulbi (201) che sporgono da un supporto (202) contenete l?elettronica della lampada.
4. Cappa (110) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente uno ionizzatore (300) disposto in detto primo condotto convogliatore (102) a monte della valvola di collegamento (106).
5. Cappa (110) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un recuperatore (9) disposto in detto secondo condotto convogliatore (103) in cui detto secondo condotto convogliatore (103) attraversa detto primo condotto convogliatore, in modo che il recuperatore (9) del secondo condotto convogliatore si trovi entro il primo condotto convogliatore (102).
6. Cappa (110) secondo la rivendicazione 5, comprendente:
- un condotto di bypass (104) collegato al primo condotto convogliatore (102) per bypassare il recuperatore (9) e
- una valvola di bypass (11) che abilita o disabilita il condotto di bypass (104).
7. Cappa (110) secondo la rivendicazione 6, in cui detto primo scambiatore di calore (3) ? disposto nel primo condotto convogliatore (102) a valle del recuperatore (9);
detto secondo scambiatore di calore (6) ? disposto in una bocca di uscita (132) del secondo condotto convogliatore, a valle del recuperatore (9), e
detta lampada germicida (200) ? disposta nel primo condotto convogliatore (103) a monte del recuperatore (9.
8. Cappa (110) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto circuito condizionatore (400) comprendente: un compressore (1), una valvola a 4 vie (2), il primo scambiatore di calore (3), un tubo capillare (4), il secondo scambiatore di calore (6).
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