ITAN20120110A1 - Cappa da cucina innovativa avente funzione di climatizzazione invernale ed estiva ad alta efficienza energetica e metodo per la riduzione dei consumi energetici e per il miglioramento della qualità dell¿aria dell¿ambiente interno - Google Patents

Description

“CAPPA DA CUCINA INNOVATIVA AVENTE FUNZIONE DI CLIMA-TIZZAZIONE INVERNALE ED ESTIVA AD ALTA EFFICIENZA E-NERGETICA E METODO PER LA RIDUZIONE DEI CONSUMI E-NERGETICI E PER IL MIGLIORAMENTO DELLA QUALITÀ DELL’ARIA DELL’AMBIENTE INTERNOâ€

CAMPO DELLA TECNICA

La presente invenzione si inserisce nel campo dei dispositivi a risparmio energetico per l’estrazione dei fumi da cucina, e dei dispositivi di purificazione dell’aria.

La presente invenzione si inserisce inoltre nel campo dei dispositivi ad alta efficienza energetica per la climatizzazione invernale ed estiva, e dei dispositivi per il miglioramento del comfort ambientale interno.

STATO DELLA TECNICA

La domanda di brevetto europeo EP2151632 A1, pubblicata in data 10.02.2010, analizza una cappa da cucina ecologica e relativo metodo di riduzione delle dispersioni energetiche. Il dispositivo à ̈ costituito da un case esterno in cui à ̈ 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.

La domanda di brevetto europeo EP2110610 A2, pubblicata in data 21.10.2009, analizza 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 umidità relativa dell’aria dell’ambiente interno dai valori acquisiti in fase di esercizio della cappa durante l’estrazione dei fumi da cottura dei cibi, ai valori iniziali.

La domanda di brevetto giapponese JP2006097982 (A), pubblicata in data 13.04.2006, analizza la soluzione in merito al problema di poter fornire una cappa in grado di mantenere un adeguato livello di comfort nell’ambiente interno, nonostante la generazione di fumi e vapori durante la cottura dei cibi, consentendo tramite l’invenzione trovata, la deodorizzazione e la deumidificazione dell’aria . La soluzione consiste nell’immissione in ambiente di una sostanza foto catalizzatrice rappresentata dall’ossido di titanio, su cui viene emessa una radiazione ultravioletta mediante una scarica elettrica in base al tasso di umidità interna dell’ambiente.

La domanda di brevetto inglese GB1452265 (A), pubblicata in data 13.10.1976, esamina un dispositivo per ventilazione e riscaldamento, quest’ultimo comprendente una camera di combustione alimentata a gas, petrolio o combustibile solido. Il dispositivo à ̈ inoltre dotato di un pressostato/umidostato per eventuali richieste di deumidificazione.

La domanda di brevetto internazionale WO2006/045250 A1 esamina un dispositivo funzionante come cappa da cucina a cui à ̈ 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.

La domanda di brevetto cinese CN1474097 (A) pubblicata in data 11.02.2044 esamina un dispositivo di recupero dei fumi esausti in abbinamento ad un sistema di condizionamento d’aria estivo ed invernale. Il sistema à ̈ 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 può essere installato ed usato facilmente, regolando sia la temperatura che il tasso di umidità relativa dell’aria.

PROBLEMA TECNICO DA RISOLVERE

In relazione allo stato della tecnica e alle soluzioni presenti sul mercato sono state riscontrate le seguenti problematiche:

• Il mercato offre soluzioni costituite da dispositivi che svolgono la funzione, oltre che aspirare l’aria esausta dai fumi di cottura, anche di raffrescare l’aria da un punto di vista termico ed igrometrico, mediante l’ 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 necessità 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 à ̈ rappresentato dal fatto che i sistemi analizzati prevedono solo il raffrescamento estivo, in caso di surriscaldamento di aria dell’ambiente interno per effetto dell’attivazione dei fornelli del piano cottura, senza prevedere invece il 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.

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

Cappa da cucina innovativa con funzione di climatizzazione invernale ed estiva, in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, integrante più dispositivi, tra i quali una pompa di calore per il condizionamento dell'aria ed uno scambiatore a flussi incrociati, la quale risulta caratterizzata da: 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

VANTAGGI DELL’INVENZIONE

La cappa da cucina innovativa offre innanzitutto il vantaggio di integrare più dispositivi, garantendo migliori prestazioni a livello complessivo e riducendo anche gli ingombri, fungendo sia da cappa, che da sistema di raffrescamento e riscaldamento.

Il recuperatore di calore presente all’interno del dispositivo consente un efficace scambio termico fra flusso d’aria di espulsione e quella di rinnovo, la quale subisce un preriscaldamento o preraffrescamento, in funzione della stagione, a spese dell’aria espulsa.

La logica di controllo regola essenzializzando il funzionamento del dispositivo ed ottimizzandone al massimo il consumo energetico globale, sulla base delle condizioni climatiche dell’ambiente interno ed esterno. La stessa logica di controllo à ̈ in grado di operare anche il solo controllo della qualità dell’aria in termini di tasso di umidità relativa e di anidride carbonica, agendo soltanto su tali parametri, attivando solo se necessario raffrescamento o riscaldamento dell’aria.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

In Fig.1 Ã ̈ rappresentato il ciclo estivo di funzionamento relativo alla cappa da cucina innovativa con funzione di climatizzazione invernale ed estiva.

In Fig.2 Ã ̈ rappresentato il ciclo invernale di funzionamento relativo alla cappa da cucina innovativa con funzione di climatizzazione invernale ed estiva.

In Fig.3 Ã ̈ rappresentato il ciclo invernale o estivo di funzionamento relativo alla cappa da cucina innovativa con funzione di climatizzazione invernale ed estiva, nella condizione in cui opera solo recuperatore e convogliatore di aria.

In Fig.4 à ̈ rappresentato il ciclo invernale o estivo di funzionamento relativo alla cappa da cucina innovativa con funzione di climatizzazione invernale ed estiva, nella condizione in cui il prelievo dell’aria dall’ambiente interno e l’immissione verso l’ambiente interno ed esterno avviene senza l’ausilio del recuperatore e della pompa di calore.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

In Fig.1 à ̈ rappresentato il ciclo estivo di funzionamento relativo alla cappa da cucina innovativa con funzione di climatizzazione invernale ed estiva. In particolare, in fig. 1 si evidenzia che l’aria prelevata all’interno dell’ambiente passa attraverso il recuperatore (9), consentendo all’aria prelevata dall’ambiente esterno, tramite il convogliatore (10), di essere preraffrescata prima di transitare nell’evaporatore (6). L’aria prelevata dall’ambiente interno, dopo aver attraversato il recuperatore (9), passa attraverso il condensatore (3), il quale la dirige verso l’ambiente esterno tramite il convogliatore (10). 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 condensatore (3) attraverso il tubo capillare (4) e il filtro (5) fino all’evaporatore (6). Il pressostato (8) limita superiormente la pressione del gas nel circuito. Durante detta condizione la valvola di bypass (11) rimane disattivata come rappresentato in fig.

1.

In Fig.2 à ̈ rappresentato il ciclo invernale di funzionamento relativo alla cappa da cucina innovativa con funzione di climatizzazione invernale ed estiva. In particolare, in fig. 2 si evidenzia che l’aria prelevata all’interno dell’ambiente passa attraverso il recuperatore (9), consentendo all’aria prelevata dall’ambiente esterno, tramite il convogliatore (10), di essere preriscaldata prima di transitare nel condensatore (6). L’aria prelevata dall’ambiente interno, dopo aver attraversato il recuperatore (9), passa attraverso l’evaporatore (3), il quale la dirige verso l’ambiente esterno tramite il convogliatore (10). 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 condensatore (6), e quindi attraverso il tubo capillare (4) e il filtro (5) fino all’evaporatore (3). Il pressostato (8) limita superiormente la pressione del gas nel circuito. Durante detta condizione la valvola di bypass (11) rimane disattivata come rappresentato in fig. 2.

In Fig.3 à ̈ rappresentato il ciclo invernale o estivo di funzionamento relativo alla cappa da cucina innovativa con funzione di climatizzazione invernale ed estiva, nella condizione in cui opera solo recuperatore e convogliatore di aria. In particolare, in fig. 3 si evidenzia che l’aria prelevata all’interno dell’ambiente passa attraverso il recuperatore (9), consentendo all’aria prelevata dall’ambiente esterno, tramite il convogliatore (10), 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 convogliatore (10). Durante detta condizione la valvola di bypass (11) rimane disattivata come rappresentato in fig. 3.

In Fig.4 à ̈ rappresentato il ciclo invernale o estivo di funzionamento relativo alla cappa da cucina innovativa con funzione di climatizzazione invernale ed estiva, nella condizione in cui il prelievo dell’aria dall’ambiente interno e l’immissione verso l’ambiente interno ed esterno avviene senza l’ausilio del recuperatore e della pompa di calore, ovvero quando i parametri di temperatura ed umidità relativa rilevati tramite la logica di controllo, all’esterno e all’interno dell’ambiente rientrano entro i valori riferimento stabiliti.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Cappa da cucina innovativa con funzione di climatizzazione invernale ed estiva, in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, integrante più dispositivi, tra i quali una pompa di calore per il condizionamento dell'aria ed uno scambiatore a flussi incrociati, la quale risulta caratterizzata da: 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 2. Cappa da cucina innovativa, in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, secondo la rivendicazione 1, in cui il recuperatore di calore à ̈ posto nella parte centrale del dispositivo ed ha la funzione di recuperare l'energia termica proveniente dal piano cottura e dall’ambiente, trasferendolo al flusso di rinnovo senza passaggio di odori e con alta efficienza. 3. Cappa da cucina innovativa, in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, secondo la rivendicazione 1, in cui la valvola di bypass posta a lato della cappa permette di convogliare in maniera differente il flusso di aria calda proveniente dal piano cottura in base alle condizioni di temperatura esterna. Nella stagione invernale il flusso d’aria viene utilizzato per pre-riscaldare l’aria fredda in ingresso dalla cappa, mentre nella stagione estiva questo flusso viene by-passato e deviato direttamente all’esterno per evitare di riscaldare ulteriormente l’aria già calda. 4. Cappa da cucina innovativa, in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, secondo la rivendicazione 1, in cui il compressore svolge la funzione di mettere in pressione il gas al fine di garantire il raffrescamento/riscaldamento dell’aria immessa in ambiente interno. 5. Cappa da cucina innovativa, in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, secondo la rivendicazione 1, in cui il condensatore ha il compito di cedere calore all’aria. 6. Cappa da cucina innovativa, in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, secondo la rivendicazione 1, in cui il tubo capillare rappresenta l’organo di laminazione in cui avviene il salto termico o di pressione del gas che circola all’interno del circuito. 7. Cappa da cucina innovativa, in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, secondo la rivendicazione 1, in cui il filtro deidratatore ha il compito di trattenere l’umidità in eccesso contenuta nel gas all’interno del circuito. 8. Cappa da cucina innovativa, in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, secondo la rivendicazione 1, in cui l’evaporatore sottrae calore al fluido transitante, ovvero all’aria. 9. Cappa da cucina innovativa, in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, secondo la rivendicazione 1, in cui la vaschetta di raccolta liquido serve per raccogliere la condensa prodotta durante il processo di evaporazione. 10. Cappa da cucina innovativa, in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, secondo la rivendicazione 1, in cui il pressostato rappresenta un interruttore di sicurezza, il quale disattiva l’alimentazione elettrica in caso di superamento del limite massimo di sicurezza di pressione del fluido circolante nel circuito. 11. Cappa da cucina innovativa, in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, secondo la rivendicazione 1, in cui i due convogliatori svolgono il compito di convogliare l’aria verso l’ambiente interno e verso l’ambiente esterno. 12. Cappa da cucina innovativa, in grado di garantire migliori prestazioni energetiche e di ridurre insieme gli ingombri, secondo la rivendicazione 1, dotata almeno di un primo sensore di temperatura e di umidità relativa posti nel condotto di estrazione dall’ambiente esterno, di un secondo sensore di temperatura e di un secondo sensore di umidità relativa posti in corrispondenza del condotto di immissione dell’aria nell’ambiente interno, di un terzo sensore di temperatura e di un terzo sensore di umidità relativa posti a livello del condotto di aspirazione dell’aria dall’ambiente interno, di un quarto sensore di temperatura e un quarto sensore di umidità relativa posti all’interno del dispositivo di controllo da remoto della cappa, e di almeno di un sensore di anidride carbonica posto all’interno del dispositivo di controllo da remoto della cappa, i quali sensori hanno la funzione di analizzare la qualità dell’aria dell’ambiente interno, prima di procederne al miglioramento. 13. Metodo per la riduzione dei consumi energetici e per il miglioramento della qualità dell’aria dell’ambiente interno durante l’estrazione dei fumi e durante la climatizzazione invernale o estiva, mediante un unico dispositivo identificato come cappa da cucina di cui alla rivendicazione 1, in cui, se la temperatura dell’aria dell’ambiente esterno à ̈ inferiore o à ̈ superiore rispetto ad una determinata temperatura di riferimento, la logica di controllo implementata da software elabora un ciclo di funzionamento rispettivamente invernale o estivo, come rappresentato in dettaglio dagli elaborati grafici. 14. Metodo di cui alla rivendicazione 7, in cui se la temperatura dell’aria dell’ambiente interno rispetta certi valori di riferimento prefissati, rimangono attivi solo il recuperatore e i convogliatori con la finalità di estrarre i fumi di cottura e comunque migliorare la qualità dell’aria in termini di umidità relativa e di percentuale di anidride carbonica; in caso contrario, si attiva insieme al recuperatore e ai convogliatori anche il sistema pompa di calore, ovvero si attivano i componenti finalizzati alla climatizzazione invernale o estiva.