ITMI20110727A1 - Ventilconvettore - Google Patents

Description

"Ventilconvettore"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un ventilconvettore.

Un ventilconvettore comprende tipicamente un involucro all'interno del quale à ̈ alloggiato uno scambiatore di calore alettato munito di una serpentina, per la circolazione di un fluido di scambio termico ed un gruppo di ventilazione che crea una convezione forzata dell'aria attraverso lo scambiatore alettato da un'apertura inferiore di aspirazione ad un'apertura superiore di mandata.

Tale configurazione risulta però inadeguata qualora il ventilconvettore debba essere utilizzato sia in modalità di raffrescamento che di riscaldamento. In particolare, la posizione fissa delle due aperture fa sì che il ventilconvettore possa essere utilizzato efficientemente solamente durante il periodo estivo in modalità di raffrescamento. E' noto, infatti, che l'aria calda e l'aria fredda presentano differenti densità e che l'aria calda tende a salire mentre l'aria fredda tende a scendere. Pertanto, in modalità di raffrescamento, l'aria fredda espulsa dall'apertura superiore à ̈ più pesante dell'aria presente nell'ambiente e quindi tende a scendere verso il pavimento determinando un raffrescamento uniforme. Al contrario, in modalità di riscaldamento, l'aria calda espulsa dall'apertura superiore à ̈ più leggera dell'aria presente nell'ambiente e quindi tende a salire verso il soffitto rendendo così difficile un riscaldamento uniforme dell'ambiente.

Giova altresì rilevare che il livello di comfort termico percepito dagli occupanti di un locale dipende da diversi fattori quali: velocità dell’aria, temperatura, umidità etc. I comuni ventilconvettori a mandata verticale garantiscono ottime prestazioni nelle stagioni calde in cui si necessita un raffrescamento ma nei periodi freddi, ove si richiede un riscaldamento dell’ambiente, l’immissione verticale dell’aria risulta non essere la scelta più corretta in quanto si favorisce la naturale stratificazione termica all’interno del locale. L’aria calda, meno densa, tende ad occupare la parte alta della stanza lasciando il volume inferiore all’aria più fredda con una conseguente riduzione del comfort percepito.

Studi termo-fluidodinamici condotti dal richiedente hanno mostrato come in condizioni di errata ventilazione nella stagione invernale si possano avere differenze di temperatura verticale all’interno della zona occupata dell’ordine di 4-5°C. L’utilizzo di ventilconvettori in grado di indirizzare l’aria calda verso il pavimento permette di ridurre il gradiente verticale di temperatura con differenze dell’ordine di 1-2°C.

Allo stato dell'arte sono stati proposti ventilconvettori dotati di sistemi per dirigere l'aria fredda verso l'alto e l'aria calda verso il basso rispettivamente durante il funzionamento estivo ed invernale.

Esempi di ventilconvettori del tipo sopra menzionato sono forniti dai documenti CN 2716696, EP 1628 028 e JP 11-237067.

Il modello di utilità cinese CN 2716696 descrive un ventilconvettore che comprende un involucro avente due aperture per il passaggio d'aria, uno scambiatore di calore ed un gruppo di ventilazione per determinare una circolazione d'aria all'interno dell'unità e attraverso lo scambiatore di calore. Le due aperture per l'aria sono disposte sul lato frontale, rispettivamente nella parte superiore ed inferiore dell'involucro e sono destinate ad operare indifferentemente come aperture di aspirazione o mandata d'aria, a seconda della modalità operativa del ventilconvettore, ossia di riscaldamento nella stagione invernale e di raffrescamento nella stagione estiva. All'interno dell'involucro sono posizionati due deviatori di flusso ciascuno comandabile per passare tra una configurazione di riscaldamento e di raffrescamento.

Nello specifico, in configurazione di raffrescamento, i due deviatori di flusso vengono ruotati in una posizione tale per cui il gruppo di ventilazione aspira aria dall'apertura inferiore, invia tale aspirata allo scambiatore di calore - nel quale circola un fluido di raffrescamento - ed espelle l'aria trattata attraverso l'apertura superiore. In configurazione di riscaldamento, i due deviatori di flusso ruotano in una posizione tale per cui l'aria entra dall'apertura superiore, viene trattata dallo scambiatore di calore - nel quale circola un fluido di riscaldamento - e viene aspirata ed espulsa dal gruppo di ventilazione attraverso l'apertura inferiore.

La domanda di brevetto europeo EP 1628 028 descrive un ventilconvettore che comprende un involucro con un'apertura di aspirazione e due aperture di mandata rispettivamente disposte superiormente ed inferiormente all'apertura di aspirazione. All'interno dell'involucro sono alloggiati un gruppo di ventilazione e due scambiatori di calore. Il gruppo di ventilazione à ̈ posizionato centralmente in corrispondenza dell'apertura di aspirazione mentre i due scambiatori di calore sono posizionati in corrispondenza di una rispettiva apertura di mandata. Tra il gruppo di ventilazione ed i due scambiatori di calore sono disposte rispettive guide di controllo che consentono di bloccare il flusso d'aria diretto verso uno dei due scambiatori di calore. Precisamente, in modalità di riscaldamento, il flusso d'aria viene indirizzato solamente verso lo scambiatore di calore inferiore così da espellere aria calda dall'apertura di mandata inferiore mentre, in modalità di raffrescamento, il flusso d'aria viene indirizzato solamente verso lo scambiatore di calore superiore così da espellere aria fredda dall'apertura di mandata superiore. In questo modo, viene realizzato un raffrescamento/riscaldamento uniforme dell'ambiente in cui à ̈ installato il ventilconvettore.

Il brevetto giapponese JP 11-237067 descrive un ventilconvettore con un involucro avente un'apertura di aspirazione aria disposta posteriormente e due aperture di mandata aria, l'una disposta sulla superficie superiore dell'involucro e l'altra disposta inferiormente sulla superficie frontale dello stesso. L'aria in ingresso dall'apertura di aspirazione viene trattata da uno scambiatore di calore ed inviata da un gruppo di ventilazione nella parte inferiore dell'involucro dove, tramite un deflettore, il flusso d'aria può essere indirizzato verso l'apertura di mandata inferiore (modalità operativa di riscaldamento) oppure verso quella superiore (modalità operativa di raffrescamento) oppure verso entrambe.

Le soluzione sopra descritte, sebbene consentano di dirigere l'aria fredda verso l'alto e l'aria calda verso il basso rispettivamente durante il funzionamento estivo ed invernale, risultano strutturalmente complesse e poco versatili.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di provvedere un ventilconvettore avente caratteristiche strutturali e funzionali tali da soddisfare le suddette esigenze e da ovviare nel contempo agli inconvenienti di cui si à ̈ detto con riferimento alla tecnica nota.

Tale scopo à ̈ raggiunto da un ventilconvettore in accordo con la rivendicazione 1.

Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi del ventilconvettore secondo la presente invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di un suo esempio preferito di realizzazione, data a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:

- la figura 1 mostra una vista frontale prospettica del ventilconvettore in accordo con la presente invenzione a cui à ̈ collegato un deviatore di flusso,

- la figura 2 mostra una vista frontale prospettica del ventilconvettore e del deviatore di flusso di figura 1 in configurazione separata,

- la figura 3 mostra una vista in sezione laterale del ventilconvettore di figura 1 atto operare in modalità di riscaldamento,

- la figura 4 mostra una vista in sezione laterale del ventilconvettore di figura 1 atto operare in modalità di raffrescamento.

Con riferimento alle figure allegate, con 1 Ã ̈ globalmente indicato un ventilconvettore in accordo con la presente invenzione.

Il ventilconvettore 1 comprende un involucro 2 all'interno del quale sono disposti uno scambiatore di calore 3 ed un gruppo di ventilazione 4.

In accordo con una forma di realizzazione, l'involucro 2 comprende un telaio di supporto 5, preferibilmente di materiale metallico, che supporta lo scambiatore di calore 3 ed il gruppo di ventilazione 4 ed una copertura 6, preferibilmente di materiale plastico, che riveste il telaio 5 ed i componenti da esso supportati.

Nell'esempio mostrato nelle figure allegate, la copertura 6 dell’involucro 2 à ̈ definita da un pannello superiore 6a, un pannello frontale 6e e due pannelli laterali 6c mentre il telaio 5 dell’involucro 2 à ̈ definito da un pannello posteriore 5b, un pannello inferiore 5d e due pannelli laterali 5c, collegati tra loro oppure realizzati di pezzo.

Lo scambiatore di calore 3 presenta connessioni 7,8 per il collegamento ad un circuito di alimentazione di un fluido di scambio termico.

In accordo con una forma di realizzazione, il gruppo di ventilazione 4 Ã ̈ disposto rispetto allo scambiatore di calore 3 in modo tale da indirizzare il flusso d'aria da essa espulso verso lo scambiatore di calore 3 stesso.

Il gruppo di ventilazione 4 comprende una o più ventole ed à ̈ accoppiato ad un motore elettrico (non mostrato in figura) atto a porre in rotazione la/le ventola/e del gruppo di ventilazione attorno ad un asse di rotazione.

L’involucro 2 presenta un’apertura di mandata 21 disposta in corrispondenza dell'estremità superiore dell'involucro 2 ed un'apertura di aspirazione 11 disposta in corrispondenza dell'estremità inferiore dell'involucro 2.

Nell'esempio, l'apertura di aspirazione 11 Ã ̈ ricavata nel pannello inferiore 5d del telaio 5 e l'apertura di mandata 21 Ã ̈ ricavata nel pannello superiore 6a della copertura 6.

Il gruppo di ventilazione 4 à ̈ destinato ad aspirare aria dall’apertura di aspirazione 11 ed espellere aria verso lo scambiatore di calore 3 e da questo verso l’apertura di mandata 21.

Il ventilconvettore 1 comprende inoltre un deviatore di flusso 30 associato in modo rimovibile all'involucro 2.

In accordo con una forma di realizzazione, il deviatore di flusso 30 comprende mezzi di fissaggio (non mostrati nelle figure) che consentono di fissare in modo rimovibile il deviatore di flusso 30 all'involucro 2.

Il deviatore di flusso 30 comprende una prima porzione 40 associata in copertura all'apertura di mandata 21 ed una seconda porzione 50 che si estende dalla prima porzione 40 lungo almeno una parte del frontale dell’involucro 2, nell'esempio lungo almeno una parte del pannello frontale 6e dell'involucro 6.

La prima porzione 40 presenta un'apertura di ingresso aria 41 disposta alla base 40a della prima porzione 40 ed atta ad intercettare l’aria espulsa attraverso l’apertura di mandata 21 ed una prima apertura di uscita aria 42 disposta sulla sommità 40b della prima porzione 40.

La seconda porzione 50 presenta una seconda apertura di uscita aria 52 disposta sul lato frontale 30a del deviatore di flusso 30.

Il deviatore di flusso 30 comprende inoltre una canalizzazione 60 che si estende tra la prima 40 e la seconda porzione 50 per mettere in comunicazione di fluido l’apertura di ingresso aria 41 con le due aperture di uscita aria 42,52.

Mezzi valvolari 70 sono inoltre previsti per intercettare il flusso d'aria fluente verso la prima apertura di uscita aria 42.

I mezzi valvolari 70 sono mobili tra una prima posizione associata ad una modalità operativa di riscaldamento del ventilconvettore 1 ed una seconda posizione associata ad una modalità operativa di raffrescamento del ventilconvettore .

Nella modalità operativa di riscaldamento, i mezzi valvolari 70 sono in posizione tale per cui almeno una parte dell'aria in ingresso all’apertura di ingresso aria 41 viene convogliata dalla canalizzazione 60 alla seconda apertura di uscita aria 52.

Nella modalità operativa di raffrescamento, i mezzi valvolari 70 sono in posizione tale per cui l'aria in ingresso all’apertura di ingresso aria 41 viene diretta ed espulsa attraverso la prima apertura di uscita aria 42.

In questo modo, in entrambe le modalità operative di riscaldamento e raffrescamento, si ottiene un riscaldamento/raffrescamento uniforme dell'ambiente in cui à ̈ collocato il ventilconvettore ottimizzando l'efficienza del gruppo di ventilazione e dello scambiatore di calore nonché minimizzando i costi complessivi del ventilconvettore.

Inoltre, grazie all'utilizzo di un deviatore di flusso associato in modo rimovibile all'involucro del ventilconvettore, à ̈ possibile utilizzare il deviatore di flusso quale retrofit per i ventilconvettori già installati.

In accordo con una forma di realizzazione, i mezzi valvolari 70 sono disposti in corrispondenza della prima apertura di uscita aria 42 e sono azionabili per muoversi tra una posizione almeno parzialmente chiusa ed una posizione aperta rispettivamente per impedire almeno parzialmente e consentire il passaggio dell’aria attraverso la prima apertura di uscita 42.

La posizione almeno parzialmente chiusa à ̈ associata alla modalità operativa di riscaldamento mentre la posizione aperta à ̈ associata alla modalità operativa di raffrescamento.

Secondo una forma di realizzazione, quando i mezzi valvolari 70 sono in una posizione parzialmente chiusa, una parte dell'aria in ingresso all’apertura di ingresso aria 41 viene espulsa dalla prima apertura di uscita aria 42 e l'altra parte viene convogliata dalla canalizzazione 60 alla seconda apertura di uscita aria 52.

In questo modo, nella modalità operativa di riscaldamento, almeno una parte dell'aria, ad esempio il 20%, viene espulsa dall'apertura di uscita aria 42 posta sulla sommità del deviatore di flusso 30 mentre la restante parte, ad esempio l'80%, viene convogliata dalla canalizzazione 60 verso la seconda apertura di uscita aria 52.

Nell'esempio, i mezzi valvolari 70 comprendono una pluralità di alette deflettrici azionabili per muoversi tra la posizione almeno parzialmente chiusa e la posizione aperta.

Nella forma di realizzazione mostrata nelle figure, i mezzi valvolari 70 comprendono una pluralità di alette deflettrici azionabili per muoversi tra la posizione chiusa ed una posizione aperta rispettivamente per impedire e consentire il passaggio dell’aria attraverso la prima apertura di uscita aria 42.

Come si può apprezzare da quanto descritto, il ventilconvettore secondo la presente invenzione consente di soddisfare le esigenze e di superare gli inconvenienti di cui si à ̈ riferito nella parte introduttiva della presente descrizione con riferimento alla tecnica nota.

Ovviamente, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti al ventilconvettore secondo l’invenzione sopra descritta, tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione dell'invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Ventilconvettore (1) atto ad operare in modalità di raffrescamento e di riscaldamento, detto ventilconvettore comprendendo: - un involucro (2) avente: - una apertura di mandata (21) disposta in corrispondenza dell'estremità superiore dell'involucro (2), - un'apertura di aspirazione (11) disposta in corrispondenza dell'estremità inferiore dell'involucro (2), - uno scambiatore di calore (3) ed un gruppo di ventilazione (4) alloggiati in detto involucro (2), detto gruppo di ventilazione (4) essendo destinato ad aspirare aria da detta apertura di aspirazione (11) ed espellere aria da detta apertura di mandata (21), - un deviatore di flusso (30) associato in modo rimovibile all'involucro (2) e comprendente: - una prima porzione (40) associata in copertura all'apertura di mandata (21), detta prima porzione (40) avendo un'apertura di ingresso aria (41) disposta alla base di detta prima porzione (40) ed atta ad intercettare l’aria espulsa da detta apertura di mandata (21) ed una prima apertura di uscita aria (42) disposta sulla sommità della prima porzione (40), - una seconda porzione (50) estendentesi dalla prima porzione (40) lungo almeno una parte del lato frontale dell’involucro (2), detta seconda porzione (50) avendo una seconda apertura di uscita aria (52) disposta sul lato frontale del deviatore di flusso (30), - una canalizzazione (60) che si estende tra la prima (40) e la seconda porzione (50) per mettere in comunicazione di fluido l’apertura di ingresso aria (41) con le due aperture di uscita aria (42,52), - mezzi valvolari (70) per intercettare il flusso d'aria fluente verso la prima apertura di uscita aria (42), detti mezzi valvolari (70) essendo mobili tra una prima posizione associata ad una modalità operativa di riscaldamento del ventilconvettore (1) ed una seconda posizione associata ad una modalità operativa di raffrescamento del ventilconvettore (1), in cui, in detta modalità operativa di riscaldamento, detti mezzi valvolari (70) sono in posizione tale per cui almeno una parte dell'aria in ingresso all’apertura di ingresso aria (41) viene convogliata dalla canalizzazione alla seconda apertura di uscita aria (52), ed in cui, in detta modalità operativa di raffrescamento, detti mezzi valvolari (70) sono in posizione tale per cui l'aria in ingresso all’apertura di ingresso aria (41) viene diretta ed espulsa attraverso la prima apertura di uscita aria (42).
2. 2. Ventilconvettore (1) in accordo con la rivendicazione 1, in cui detti mezzi valvolari (70) sono disposti in corrispondenza della prima apertura di uscita aria (42) e sono azionabili per muoversi tra una posizione almeno parzialmente chiusa ed una posizione aperta rispettivamente per impedire almeno parzialmente e consentire il passaggio dell’aria attraverso la prima apertura di uscita aria (42).
3. 3. Ventilconvettore (1) in accordo con la rivendicazione 2, in cui detta posizione almeno parzialmente chiusa à ̈ associata alla modalità operativa di riscaldamento e detta posizione aperta à ̈ associata alla modalità operativa di raffrescamento.
4. 4. Ventilconvettore (1) in accordo con la rivendicazione 2 o 3, in cui, quando i mezzi valvolari (70) sono in una posizione parzialmente chiusa, una parte dell'aria in ingresso all’apertura di ingresso aria (41) viene espulsa dalla prima apertura di uscita aria (42) e l'altra parte viene convogliata dalla canalizzazione alla seconda apertura di uscita aria (52).
5. 5. Ventilconvettore (1) in accordo con una qualunque delle rivendicazione da 2 a 4, in cui detti mezzi valvolari (70) comprendono una pluralità di alette deflettrici azionabili per muoversi tra detta posizione almeno parzialmente chiusa e detta posizione aperta.
6. 6. Ventilconvettore (1) in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui detto involucro (2) comprende un telaio di supporto (5) per supportare lo scambiatore di calore (3) ed il gruppo di ventilazione (4) ed una copertura (6) che riveste detto telaio (5), in cui - la copertura (6) Ã ̈ definita da un pannello superiore (6a), un pannello frontale (6a) e due pannelli laterali (6c), e - il telaio (5) Ã ̈ definito da un pannello posteriore (5b), un pannello inferiore (5d) e due pannelli laterali (5c), detta seconda porzione (50) estendendosi dalla prima porzione (40) lungo almeno una parte del pannello frontale (6a) della copertura (6).