IT8320248A1

IT8320248A1 - Procedimento di immagazzinamento e di restituzione dell'energia calorica, e dispositivo per la sua attuazione costituente un elemento portante di un edificio

Info

Publication number: IT8320248A1
Application number: IT1983A20248A
Authority: IT
Original assignee: Phenol Eng
Priority date: 1982-03-24
Filing date: 1983-03-23
Publication date: 1984-09-23
Also published as: AU556648B2; FR2524124B1; AU1275383A; CA1212849A; IT1160829B; IT8320248A0; ES8401226A1; US4469086A; JPS5912290A; FR2524124A1; ES520891A0

Description

"PROCEDIMENTO DI IMMAGAZZINAMENTO E DI RESTITUZIONE DELL'ENERGIA CALORI-CA, E DISPOSITIVO PER LA SUA ATTUAZIONE COSTITUENTE UN ELEMENTO PORTANTE DI UN EDIFICIO".

RIASSUNTO

L'immagazzinamento e la restituzione dell?energia calorica sono assicurati da una stessa vasca cilindrica (l), che compie, inoltre,la funzione di elemento portante di un edificio (2). La parete della vasca comprende uno spessore interno di calcestruzzo (io) e uno spessore esterno di calcestruzzo (11), separati da un'anima centrale (12) isolata mediante messa sotto vuoto. Lo spessore interno di calcestruzzo (10) delimita un volume (15) eli immagazzinamento del fluido, collegato ad un circuito (d? 6 a 9) di riscaldamento di detto fluido, ad esempio mediante captatori solari (3). Nello spessore esterno (11) di calcestruzzo ? compresa una tubazione (16) per la restituzione dell'energia calorica, le cui estremit? (17, 18) sono collegate all'interno del volume di immagazzinamento mediante una pompa (19) che permette la circolazione del fluido nella tubazione (16), per cedere calore agli ambienti dell'edificio (2) che circondano la vasca (1).

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento di immagazzinamento e restituzione di energia calorica, ed ha inoltre per oggetto un dispositivo per l'attuazione di detto pr? cedi monto di immagazzinamento e di restituzione, detto dispositivo essendo contemporaneamente un elemento portante di un edificio.

La domanda di brevetto francese N. 79 12518 del 10 maggio 1979, pubblicata al N. 2 456 175, a nome della Richiedente, descrive gi? un sistema di costruzione a mezzo di componenti che consentono la realizzazione della struttura portante di un edificio, o di un insieme di edifici, e che contribuiscono all'integrazione di soluzioni apportate al riscaldamento di detti edifici, detto sistema essendo applicabile, in particolare, per la costruzione razionale ed a costo contenuto di edifici dotati di riscaldamento a mezzo di captatori solali, e per l'immagazzinamento della energia calorica in vasche. Pi? particolarmente, il brevetto citato prevede, nell'ambito delle strutture in esso descritte e rappresentate, delle vasche o serbatoi di immagazzinamento aventi forma cilindrica ed asse verticale, collegate al circuito percorso dal fluido di riscaldamento, costituenti le travi portanti della struttura dell'edificio, dette vasche cilindriche garantendo al meglio la loro funzione statica in quanto vengono generalmente riempite, quasi completamente, con un fluido idraulico.

Il procedimento di immagazzinamento e restituzione di energia calorica secondo la presente invenzione si applica, pi? particolarmente, al concetto sopra citato, e permette in questo caso di ottenere, allo stesso tempo, sia un eccellente isolamento della vasca, al fine di realizzare un accumulo di calore al minimo di perdite, sia una restituzione diretta dell'energia attraverso le pareti della vasca, con possibilit? di controllare e regolare il trasferimento di calore, in modo, inoltre, da utilizzare detta vasca quale radiatore per gli spazi abitabili, che la circondano, ed anche quale unico mezzo di riscaldamento degli ambienti dell'edificio, del quale costituisce anche l'elemento portante.

A tale scopo, la presente invenzione ha essenzialmente per oggetto un procedimento di immagazzinamento e restituzione dell'energia calorica che permette di accumulare un fluido caldo in una vasca o serbatoio a pareti termicamente isolanti, e di restituire l'energia calorica di detto fluido facendolo circolare nello spessore della parete della stessa vasca o serbatoio. La stessa struttura, qui di seguito chiamata "vasca? o "serbatoio", collegata ad esempio a captatori solari, pu? cos? assicurare contemporaneamente e indistintamente l'immagazzinamento delle calorie, assorbite dal fluido che percorre i captatori solari, e lo scambio di calore che consente di restituire direttamente le calorie di detto fluido. Preferibilmente, detta struttura di vasca o di serbatoio, partecipa in terzo luogo, alla stabilit? dell'?dificio nell'ambito del quale svolge la funzione termica.

L'invenzione ha anche per oggetto un dispositivo per l'immagazzinamento e la restituzione di energia calorica, avente finizione di elemento portante di un edificio, detto dispositivo comprendendo essenzialmente una vasca cilindrica ad asse verticale, con una parete interna in calcestruzzo e una parete esterna in calcestruzzo separate da un'anima centrale isolante, la parete interna in calcestruzzo delimitando uno spazio di immagazzinamento del fluido, collegato ad un circuito di riscaldamento di detto fluido e la parete esterna in calcestruzzo includendo almeno una tubazione per la restituzione dell'energia calorica, Avente le sue estremit? collegate all'interno del volume di immagazzinamento sopra citato, ed essendo associata a mezzi di comando e di controllo della circolazione del fluido nella tubatura stessa.

Quando il fluido non circola all?interno della tubazione di restituzione, questa essendo realizzabile sottoforma di una serpentina collegata alla sommit? ed alla base del volume di immagazzinamento, la vasca ha un ruolo passivo di accumulatore di energia calorica, le dispersioni ter miche essendo preferibilmente minimizzate creando il vuoto nell'anima centrale che separa i due spessori concentrici di calcestruzzo. Quando il flu? do circola nella tubazione ed ?'irriga?, in tal modo, lo spessore di calcestruzzo situato all'esterno dell'anima centrale isolante, le calorie accumulate da detto fluido possono essere restituite all'esterno, la vasca com portandosi a mo' di radiatore nei confronti degli spazi abitabili che la circondano, detti spazi appartenendo all'edificio del quale la vasca considerata ? il pilastro portante a uno dei pilastri portanti. Si noti che, grazie all'isolamento, detta vasca, pur assicurando il trasferimento di ca lorde verso l'esterno, continua ad avere la funzione di accumulatore di calore nei confronti del fluido che rimane nel volume interno di immagazzinamento, la presenza di detto fluido, se di tipo idraulico, contribuendo, inoltre, alla .'stabilit? della vasca e, conseguentemente, dell'edificio del quale detta vasca ? l'elemento portante.

Il trasferimento di calorie verso l 'esterno pu? essere controllato e regolato in modo semplice, intervenendo sull'erogazione del fluido che circola nella o nelle tubazioni di restituzione, anhegate nello spessore della parete esterna di calcestruzzo. Un modo complementare di regola- .

zione del trasferimento di calorie verso l?esterno, consiste nel modificarre il grado di isolamento della vasca variando il grado di vuoto nell?arnima centrale che separa i due spessori di calcestruzzo?

Tuttavia, l?invenzione sar? meglio compresa con l?aiuto della descrizione che segue facendo riferimento all'allegato disegno schematico che rappresenta, a titolo di esempio non limitativo, un modo di attuazione di detto dispositivo per l'immagazzinamento e la restituzione di energia calorica, che costituisce un elemento portante di un edificio:

La figura 1 ? una vista prospettica, molto schematica,di una casa fornita di riscaldamento solare, costruita attorno ad un dispositivo di immagazzinamento e di restituzione di energia calorica secondo l'invenzione, detto dispositivo essendo il suo unico elemento portante;

la figura 2 ? una vista in sezione verticale, passante per l?asse della vasca di detto dispositivo di immagazzinamento e di restituzione di energia calorica.

Come mostrato in figura 1, il dispositivo, oggetto dell'invenzione, comprende essenzialmente una vasca cilindrica 1 che poggia sul terreno con il proprio asse in posizione verticale, detta vasca 1 assolvendo la funzione di elemento portante centrale di una casa 2, sul tetto della quale sono posizionati dei captatori solari 3, in forma di pannelli collegati tra un collettore inferiore 4 ed un collettore superiore 5? Un primo condotto 6 si estende dalla porzione inferiore della vasca 1 al collettore 4, mentre un altro condotto 7 va dal collettore superiore 5 alla porzione superiore della vasca 1,detta vasca potendo anche assolvere la funzione di dispositivo di immagazzinamento e di restituzione di energia calorica.

Come ? mostrato in figura 2, il circuito del fluido che percorre i captatori solari 3 comprende inoltre una pompa di circolazione 8 ed una valvola anti-ritomo 9

La vasca 1 stessa ? costituita da due spessori coassiali di calcestruzzo, cio? uno spessore interno 10 di calcestruzzo e uno spessore esterno 11 di calcestruzzo, separati da un?anima centrale isolante 12, questa potendo essere in particolare una struttura alveolare a ?nido d'ape", con cellule comunicanti, delimitata da una lamiera cilindrica interna 13 e da una lamiera cilindrica esterna 14. le spessore interno 10 di calcestruzzo delimita il volume di immagazzinamento della vasca 1, contenente il fluido 15; il condotto 6 ha il suo punto di partenza alla base di detto volume di immagazzinamento per portare il fluido da scaldare ai captatori solari 3, e il condotto 7 sbocca nella parte superiore di detto volume di inmagazzinamento per riportarvi il fluido riscaldato dai captatori 3.

Nello spessore esterno 11 di calcestruzzo ? inclusa una serpentina 16, che si estende sia nella parte superiore che nella parete laterale della vasca 1. L'estremit? superiore della serpentina 16 ? collegata mediante un condotto di partenza 17 alla sommit? del volume di immagazzinamento che contiene il fluido 15? mentre l'estremit? inferiore della serpentina 16 ? collegata mediante un condotto di ritorno 18 alla base di detto volume di immagazzinamento. Sul?condotto di partenza 17 ? frapposta una pompa di circolazione 19, il cui funzionamento pu? essere comandato da una sonda 20 di temperatura,

La vasca 1, costruita nel modo descritto precedentemente, realizza un accumulatore di calore utilizzante il fluido 15 riscaldato nei captatori solari 3 ed immagazzinato nel voltane delimitato dallo spessore interno 10 in calcestruzzo. Detta itinzione di immagazzinamento dell'energia ca lorica ? tanto meglio assicurata quanto pi? l'isolamento ? perfetto, a tale scopo venendo creato di preferenza il vuoto nella struttura alveolare a "nido d?ape" dell'anima centrale 12.

La restituzione dell'energia calorica, agli ambienti abitati della., casa 2 che circondano la vasca 1, si ottiene mediante la messa in moto della pompa 19? la quale eroga il fluido nella serpentina 16, detto fluido venendo prelevato dal condotto 17 alla sommit? del volume di immar* gazzinamento, e riportato alla base del volume di immagazzinamento dal condotto 18. Lo spessore esterno 11 di calcestruzzo viene, in tal modo "irrigato" dal fluido, e l?: calorie di detto fluido vengono trasferite direttamente all'esterno, allo scopo di scaldare gli ambienti della casa 2.

Naturalmente, l'invenzione non si limita alveolo modo di attua^-zione di detto dispositivo per l'immagazzinamento e la restituzione della energia calorica, costituente un elemento portante dell'edificio, che ? stata descritta qui sopra a titolo esemplificativo; ne comprende, al contrarrlo, tutte le. varianti di attuazione e di applicazione. Cos?, in particolare, non ci si allontaner? dall'ambito dell'invenzione modificando la natura del fluido contenuto nella vasca e circolante nella sua parete, il fluido potendo essere liquido o gassoso, o scaldando il fluido in modo diverso da quello che utilizza dei captatori solari, o ancora impiegando la vasca non come unico elemento portante di un edificio, bens? in combinazione con altre vasche simili, ciascuna delle quali ? un pilastro portante, co

Claims

RIVEND ICAZIONI

1. Procedimento per l'immagazzinamento e la restituzione di energia calorica, caratterizzato dal fatto di consistere essenzialmente nell'accumulare un fluido caldo (15) in una vasca (1) o serbatoio a parete isolante, e nel restituire l'energia calorica di detto fluido (15), facendolo circolare nello spessore (11) della parete della stessa vasca (l) 0 serbatoio.

2. Procedimento per 1'immagazzinamento e la restituzione di energia calorica secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la vasca (l), 0 serbatoio, sopra citata partecipa, inoltre, alla stabilit? di un edificio (2) del quale assicura le finizioni termiche.

3. Dispositivo di immagazzinamento e restituzione di energia calorica, detto dispositivo costituendo un elemento portante di un edificio, destinato all'attuazione del procedimento second? la rivendicazione 2, caratte rizzato dal fatto di comprendere essenzialmente una vasca cilindrica (l) ad asse verticale con una parete interna (10) in calcestruzzo e una parete esterna (11) in calcestruzzo separate da un'anima centrale isolante (12), la parete interna (io) in calcestruzzo delimitando un volume di immagazzinamento del fluido (15), collegato ad un circuito di riscaldamento (da 3 a 9) di detto fluido, e la parete esterna (il) in calcestruzzo includendo almeno una tubazione (16) di restituzione dell'energia calorica avente le sue estremit? (17, 18) collegate all'interno del volume di immagazzinamento sopra citato ed associata a mezzi di comando )19) e di controllo (20) della circolazione del fluido all'interno della detta tubazione (16).

4 ? Dispositivo di immagazzinamento e restituzione dell'energia calorica secondo la rivendicazione 3? caratterizzato dal fatto che l'isolamento termico della vasca (1 ) viene realizzato creando il vuoto nell'anima centrale (12) che separa i due spessori coassiali ( 10, 11 ) di calcestruzzo.

5. Dispositivo di immagazzinamento e restituzione di energia calori ca secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l'anima centrale isolante (12), che separa i due spessori coassiali ( 10, 11 ) di calcestruzzo della vasca (1 ), ? una struttura alveolare a "nido d'ape" delimi tata da una lamiera cilindrica interna (13) e da una lamiera cilindrica esterna ( 14 ) ?

6. Dispositivo di immagazzinamento e restituzione di energia calorica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzato dal fatto che la tubazione di restituzione, inclusa nella parete esterna (11 ) in calcestruzzo ? realizzata sotto forma di una serpentina (16) che si estende allo stesso tempo nella parte superiore e nella parete laterale della vasca (1 ), e avente le sue estremit? collegate alla sommit? e alla base del volume di immagazzinamento del fluido (15)?

7 Dispositivo di immagazzinamento e restituzione di energia calorico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, caratterizzato dal fatto che la 'sommit? e la base del volume di immagazzinamento del fluido (15) della vasca (1) sono collegate ad un circuito (da 6 a 9) di riscaldamento di detto fluido per mezzo di captatori solari (3).

8. Dispositivo di immagazzinamento e restituzione di energia calorica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7, caratterizzato dal fatto che la vasca (1) ? l'elemento portante centrale unico .dell'edificio (2) per il quale essa immagazzina e al quale essa restituisce energia calorica.

9. Dispositivo di immagazzinamento e restituzione di energia calorica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7, caratterizzato dal fatto che la vasca ( 1 ) viene impiegata in combinazione con altre vasche simili, ogni vasca (l ) essendo un pilastro portante dell'edificio per il quale essa immagazzina e al quale essa restituisce energia calorica.