IT202100014138A1 - Struttura di scambiatore di calore con purificatore d’aria - Google Patents
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Description
Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: "STRUTTURA DI SCAMBIATORE DI CALORE CON PURIFICATORE D?ARIA"
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha come oggetto una struttura di scambiatore di calore con purificatore d?aria.
Negli impianti di refrigerazione e trattamento aria, l?aria ambiente viene riscaldata o raffreddata mediante uno scambiatore di calore.
L?aria, oltre ad attraversare lo scambiatore, lambisce tutti gli elementi presenti nell?ambiente, i quali possono essere costituiti, a titolo di esempio, da persone, derrate alimentari, macchinari, oggetti vari presenti in ambiente, le pareti stesse degli ambienti.
Durante il contatto tra l?aria e gli altri elementi avviene un?interazione che trascina nel flusso d?aria sostanze di varia natura, elementi inquinanti, funghi, batteri, virus, sostanze pericolose per la salute umana o per la conservazione delle derrate alimentari.
Per prevenire questi contagi si utilizzano vari tipi di sistemi igienizzanti, posti in ambiente, e procedure di pulizia.
Sono ad esempio noti i filtri aria a carboni attivi, comunemente utilizzati per rimuovere i gas.
I filtri a carboni attivi sono progettati per filtrare i gas attraverso un letto di carbone attivo e sono solitamente usati per combattere composti organici volatili emessi comunemente in ambiente domestico.
Tuttavia, le propriet? filtranti di tale sistema degradano progressivamente ed i filtri a carbone attivo non sono efficaci contro alcuni batteri e virus patogeni; anzi, essi stessi possono effettivamente favorire colture batteriche.
Inoltre, molti contaminanti come fluoruri, nitrati, sodio, metalli pesanti non sono intaccati dai filtri a carbone attivo.
Vi ? inoltre il problema dello smaltimento, dovuto alla necessit? di una speciale e costosa operazione di distillazione che rappresenta una minaccia per gli operatori ed anche per l'ambiente.
Sono inoltre noti i sistemi ionizzanti d?aria, costituiti da generatori di ioni negativi, i quali utilizzano l'alta tensione per ionizzare le molecole d'aria per ridurre gli agenti infestanti.
Non vi sono studi completi che provino l?efficacia dei sistemi ionizzanti, inoltre gli studi effettuati sui generatori di ioni negativi hanno evidenziato pericoli dovuti all'ozono prodotto, il quale supera i livelli considerati sicuri per quanto riguarda ambienti piccoli non ventilati.
Inoltre, l'ozono pu? reagire con altri componenti, quali detergenti e prodotti come deodoranti per ambienti, aumentando gli agenti inquinanti, quali la formaldeide, con i rischi per la salute associati.
I filtri HEPA sono considerati i migliori sistemi di filtraggio attualmente noti perch? sono in grado di intrappolare le particelle fino a 0,3 ?m.
Tuttavia, molti allergeni, batteri, virus e sostanze chimiche disperse nell'aria sono pi? piccoli di 0,3 ?m.
Il filtro HEPA ? quindi un ottimo depolveratore per sostanze di grandi dimensioni fino a quelle pi? piccole, di PM 2,5, tuttavia distrugge pochissime sostanze nocive.
Inoltre, il filtro HEPA raccoglie la polvere e perde la sua efficacia rapidamente e deve quindi essere sostituito frequentemente.
I sistemi UVC sono l'unica alternativa utile per la rimozione di batteri e virus e la loro efficacia ? indiscussa, si deve tuttavia prestare molta attenzione alle bande di frequenza UV utilizzate.
L?eventuale presenza di ozono pu? aumentare gli effetti germicidi delle lampade UV ed esercita un buon effetto deodorante ma rappresenta un fattore di rischio non trascurabile per le persone.
Pertanto, l'uso delle lampade UVC che producono ozono ? riservato ai sistemi chiusi, facendo attenzione che tutto l'ozono prodotto reagisca nel sistema senza diffondersi nell'ambiente.
L?uso di lampade UVC in sistemi aperti e in spazi ristretti ? ammissibile soltanto in assenza di persone o a condizione che il limite di concentrazione fissato per l'ozono nell'ambiente non sia mai superato.
Inoltre, l?effetto ossidante molto elevato dell'ozono pu? danneggiare rapidamente guarnizioni e il rivestimento isolante dei cavi elettrici in prossimit? delle lampade.
I costi operativi delle lampade UV, anche a LED, sono alti a causa dell?elevato consumo energetico e la vita operativa ? breve, non superando le 3000-5000 ore.
Compito del presente trovato ? quello di realizzare uno scambiatore di calore che abbia integrato un sistema di purificazione dell?aria, che superi gli inconvenienti della tecnica nota citata sopra.
Nell?ambito di questo compito, uno scopo del trovato ? quello di realizzare uno scambiatore di calore che abbia integrato un sistema di purificazione, in modo da trattenere le impurit? esattamente fino dall?atto della loro distribuzione in ambiente tramite un sistema di ventilazione.
Uno scopo del trovato ? quello di realizzare un?apparecchiatura che soddisfi tutti i requisiti base per la sanificazione di ambienti interni e in particolare l?immediata ed efficiente eliminazione dei microrganismi aerei e degli inquinanti atmosferici, quali batteri, virus, compreso il SarsCov2, cattivi odori, composti organici volatili e formaldeide, particelle di inquinamento atmosferico, PM 2,5, PM10 e NOx, aerosol, traspiranti, allergeni, polline e spore.
Un ulteriore scopo del trovato ? quello di realizzare un?apparecchiatura efficiente nel garantire la distruzione immediata di batteri e virus presenti nell'aria, l?immediata decomposizione di microrganismi.
Un ulteriore scopo del trovato ? quello di realizzare un sistema sicuro, non pericoloso per l'uomo e che garantisca l?assenza di ozono e di luce UV.
Un ulteriore scopo del trovato ? quello di realizzare un sistema che funzioni in continuo, 24 ore al giorno, 7 giorni su 7, con luce visibile bianca, senza alcuna interruzione per speciale manutenzione.
Un ulteriore scopo del trovato ? quello di realizzare un sistema che operi con un processo pulito, con residui non patogeni e con quantit? innocue residue di CO2 e H2O.
Un ulteriore scopo del trovato ? quello di realizzare un sistema economico, con costi operativi molto ridotti, che non prevede sostituzioni di materiali di smaltimento e che richiede una manutenzione minima.
La presente struttura, per le sue peculiari caratteristiche realizzative, ? in grado di assicurare le pi? ampie garanzie di affidabilit? e di sicurezza nell'uso.
Questo ed altri scopi, che meglio appariranno evidenziati in seguito, sono raggiunti da una struttura di scambiatore di calore, caratterizzata dal fatto di comprendere un sistema di ventilazione ed almeno un filtro foto-catalitico associati ad un corpo scatolare il quale accoglie almeno uno scambiatore di calore ed almeno un sistema di illuminazione; detta struttura costituendo uno scambiatore di calore ventilato comprendete un elemento purificatore dell?aria, mediante filtro catalitico attivato da una radiazione luminosa.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'oggetto del presente trovato risulteranno maggiormente evidenziati attraverso un esame della descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:
la figura 1 ? una vista schematica, in sezione, la quale illustra uno scambiatore di calore, secondo la presente invenzione, con flusso aria aspirante;
la figura 2 ? una vista schematica, in sezione, la quale illustra uno scambiatore di calore, secondo la presente invenzione, con flusso aria premente,
la figura 3 ? una vista schematica, in sezione, la quale illustra uno scambiatore di calore, secondo la presente invenzione, con doppio scambiatore e flusso aria premente.
Con particolare riferimento ai simboli numerici delle suddette figure, la struttura di scambiatore di calore, secondo il trovato, indicata globalmente con il numero di riferimento 1, comprende un sistema di ventilazione 4 ed un filtro foto-catalitico 6 associati ad un corpo scatolare 2 il quale accoglie uno scambiatore di calore 3 ed un sistema di illuminazione 5.
Secondo la presente invenzione, la struttura di scambiatore di calore ventilato comprende pertanto un elemento purificatore dell?aria, mediante un filtro catalitico il quale ? opportunamente attivato dalla radiazione luminosa.
Vantaggiosamente, la struttura di scambiatore comprende un sistema di alimentazione e comando dei dispositivi elettrici, indicato con il numero di riferimento 7.
Vantaggiosamente, il sistema di illuminazione 5 ? interposto tra lo scambiatore di calore 3 e il filtro foto-catalitico 6.
Il sistema di illuminazione 5 attiva opportunamente il filtro fotocatalitico 6.
Il sistema di ventilazione 4 garantisce una distribuzione uniforme dell?aria sullo scambiatore di calore 3 e sul filtro foto-catalitico 6.
Il sistema di alimentazione e comando dei dispositivi elettrici 7, che ? opzionale, serve a gestire l?accensione e lo spegnimento della ventilazione e dell?illuminazione.
La struttura 1 funziona con flusso d?aria aspirante.
La figura 2 illustra un ulteriore esempio realizzativo della struttura secondo l?invenzione, indicata con il numero di riferimento 101, la quale comprende un sistema di ventilazione 104 ed un filtro foto-catalitico 106 associati ad un corpo scatolare 102 il quale accoglie uno scambiatore di calore 103 ed un sistema di illuminazione 105.
La struttura 101 presenta un opzionale sistema di alimentazione e comando dei dispositivi elettrici, indicato con il numero di riferimento 107, il quale serve a gestire l?accensione e lo spegnimento della ventilazione e dell?illuminazione.
La struttura 101 illustrata nella figura 2 funziona con flusso aria premente.
La figura 3 illustra un ulteriore esempio realizzativo della struttura secondo l?invenzione, indicata con il numero di riferimento 201, la quale comprende un doppio scambiatore a flusso aria premente ed ? costituita da un sistema di ventilazione 204 e due filtri foto-catalitici 206 associati ad un corpo scatolare 202 il quale accoglie due scambiatori di calore 203 e due sistemi di illuminazione 205.
La struttura 201 presenta un opzionale sistema di alimentazione e comando dei dispositivi elettrici, indicato con il numero di riferimento 207, il quale serve a gestire l?accensione e lo spegnimento della ventilazione e dell?illuminazione.
La struttura di scambiatore di calore oggetto della presente invenzione costituisce uno scambiatore di calore ventilato che garantisce l?emissione di aria sanificata tramite un filtro foto-catalitico.
A valle del filtro foto-catalitico, l?aria non presenta tracce di sostanze inquinanti dal punto di vista sanitario, quali muffe, batteri, funghi, virus.
A valle del filtro foto-catalitico l?aria non presenta tracce di sostanze non biologiche pericolose per la conservazione degli alimenti.
Secondo un aspetto dell?invenzione, il filtro foto-catalitico ? realizzato ad esempio con titanio biossido (TiO2), ed ? attivato da radiazione luminosa UV.
Secondo un altro aspetto dell?invenzione, il filtro foto-catalitico ? realizzato ad esempio con triossido di tungsteno (WO3) ed ? attivato da radiazione luminosa emessa da una normale lampada di illuminazione.
Secondo un altro aspetto dell?invenzione, il filtro foto-catalitico ? realizzato ad esempio con triossido di tungsteno (WO3) ed ? attivato da radiazione luminosa emessa da una lampada a LED.
Come descritto negli esempi di realizzazione, la struttura pu? essere dotata di uno o due scambiatori di calore.
Come decritto negli esempi di realizzazione, il flusso aria pu? essere aspirante, con ingresso aria dal lato scambiatore ed uscita lato ventilatore, oppure premente, con ingresso aria lato ventilatore ed uscita lato scambiatore.
Come decritto negli esempi di realizzazione, il filtro foto-catalitico pu? essere posto internamente oppure esternamente al corpo scatolare.
Si ? in pratica constatato come il trovato raggiunga il compito e gli scopi prefissati.
Si ? infatti realizzata una struttura di scambiatore di calore che permette l?eliminazione di etilene, batteri, muffe e micro tossine contenute nell'aria e indirettamente sulle superfici.
Un importante vantaggio della presente invenzione ? costituito dal fatto che la struttura ? economicamente conveniente e facile da installare.
Inoltre, la presente struttura richiede poca manutenzione ed ha un consumo elettrico trascurabile.
La struttura di scambiatore secondo la presente invenzione ? vantaggiosamente utilizzabile per conservare frutta e verdura per un tempo maggiore.
La struttura di scambiatore secondo la presente invenzione offre un concreto vantaggio ecologico in quanto non richiede l?utilizzo di prodotti chimici e costituisce un metodo di sanificazione compatibile con produzioni "bio".
La struttura di scambiatore secondo la presente invenzione garantisce la massima sicurezza operativa, non essendoci alcuna emissione di raggi UV, alcuno spreco di decomposizione e causando soltanto un'emissione infinitesimale di CO2 e vapore acqueo.
Naturalmente i materiali impiegati, nonch? le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze.
Claims (10)
1. Struttura di scambiatore di calore, caratterizzata dal fatto di comprendere un sistema di ventilazione (4, 104, 204) ed almeno un filtro foto-catalitico (6, 106, 206) associati ad un corpo scatolare (2, 102, 202) il quale accoglie almeno uno scambiatore di calore (3, 103, 203) ed almeno un sistema di illuminazione (5, 105, 205); detta struttura costituendo uno scambiatore di calore ventilato comprendente un elemento purificatore dell?aria, mediante filtro catalitico attivato da una radiazione luminosa.
2. Struttura di scambiatore di calore, secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere un sistema di alimentazione e comando dei dispositivi elettrici (7, 107, 207).
3. Struttura di scambiatore di calore, secondo una o pi? rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto sistema di illuminazione (5, 105, 205) ? interposto tra detto scambiatore di calore (3, 103, 203) e detto filtro foto-catalitico (6, 106, 206).
4. Struttura di scambiatore di calore, secondo una o pi? rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il sistema di ventilazione (4, 104, 204) effettua una distribuzione uniforme dell?aria su detto scambiatore di calore (3, 103, 203) e su detto almeno un filtro fotocatalitico (6, 106, 206).
5. Struttura di scambiatore di calore, secondo una o pi? rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta struttura (1) funziona con flusso d?aria aspirante.
6. Struttura di scambiatore di calore, secondo una o pi? rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta struttura (101) funziona con flusso aria premente.
7. Struttura di scambiatore di calore, secondo una o pi? rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere un doppio scambiatore a flusso aria premente e di essere costituita da un sistema di ventilazione (204) e due filtri foto-catalitici (206) associati ad un corpo scatolare (202); detto corpo scatolare (202) accogliendo due scambiatori di calore (203) e due sistemi di illuminazione (205).
8. Struttura di scambiatore di calore, secondo una o pi? rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto filtro foto-catalitico (6, 106, 206) ? realizzato in titanio biossido (TiO2), ed ? attivato da radiazione luminosa UV.
9. Struttura di scambiatore di calore, secondo una o pi? rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto filtro foto-catalitico (6, 106, 206) ? realizzato in triossido di tungsteno (WO3) ed ? attivato da radiazione luminosa emessa da una normale lampada di illuminazione.
10. Struttura di scambiatore di calore, secondo una o pi? rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto filtro foto-catalitico (6, 106, 206) ? realizzato in triossido di tungsteno (WO3) ed ? attivato da radiazione luminosa emessa da una lampada a LED.
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2021
- 2021-05-31 IT IT102021000014138A patent/IT202100014138A1/it unknown
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