ITMI971218A1 - Shelter autoclimatizzante passivo e semipassivo - Google Patents

Description

DEFINIZIONI

- Uno shelter è definito passivo quando l'energia necessaria .per la sua climatizzazione è fornita interamente dall'energia termica disponibile per il naturale alternarsi del giorno o della notte. - E' definito semipassivo quando pur attingendo per la climatizzazione all'energia disponibile, per il naturale alternarsi del giorno e della notte, il potenziamento delle capacità di climatizzazione viene realizzato utilizzando una piccola parte dell'energia elettrica disponibile .

STATO DELLA TECNICA

- Parti, che compongono il sistema con riferimento alle figg. 1 e 2: attualmente gli shelter aiitoclimatizzanti passivi sono costituiti da uno shelter (Sh), con pareti isolate, che circoscrive l'ambiente da climatizzare, da un serbatoio di accumulo termico (St), collocato dentro lo shelter, che contiene la sostanza scelta per l'accumulo (acqua, paraffina, sali), da uno scambiatore interno (Si) e da uno scambiatore esterno (Se). Il serbatoio di accumulo e lo scambiatore esterno sono collegati dal circuito di trasporto (Ct), che realizza il trasferimento dell'energia dal serbatoio al dissipatore Se. Ognuna delle parti descritte realizza le funzioni elementari del sistema autoclimatizzante. La fig. 1 mostra un esempio di climatizzazione passiva ad acqua e la fig. 2 un esempio di climatizzazione passiva tradizionale a paraffina.

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO

- Durante il ciclo diurno la temperatura interna è inferiore a quella esterna, il circuito di trasporto è inattivo, pertanto le parti del sistema collocate dentro lo shelter non comunicano con l'esterno. Tutta l'energia dissipata dagli apparati ricoverati e quella che entra dalle pareti dello shelter viene assorbita dal serbatoio St.

- Durante il ciclo notturno la temperatura interna è più elevata di quella esterna. Per l'inversione delle temperature, il circuito di trasporto si riattiva trasferendo l'energia accumulata verso lo scambiatore esterno. In questo ciclo si realizza lo scambio diretto verso il dissipatore esterno e la rigenerazione del serbatoio.

LIMITI E ASPETTI NEGATIVI DI UN SISTEMA AUTOCLIMATIZZANTE TRADIZIONALE

- Il limite più evidente è il basso valore della potenza climatizzabile.

- E' scarsa o nulla l'adattabilità alle stazioni in muratura.

- Necessita di un circuito di trasporto dell'energia dall'interno all'esterno, col conseguente sviluppo del sistema di scambio esterno sul tetto dello shelter.

- Nel caso di un sistema semipassivo è difficoltosa la ventilazione efficace dello scambiatore esterno.

- Per i possibili ventilatori esterni è difficoltosa la loro adeguata protezione nei confronti delle precipitazioni atmosferiche.

OGGETTO DELL'INVENZIONE

- Il presente brevetto capovolge la logica tradizionale di scambio del sistema: invece di trasferire all'esterno l'energia da scambiare trasferisce dentro lo shelter l'ambiente di scambio, eliminando di conseguenza sia il circuito di scambio che l'ingombro esterno del dissipatore (collocato tradizionalmente sul tetto dello shelter).

- Il presente brevetto pur essendo nato come applicazione semipassiva, con l'obiettivo di superare i limiti del sistema passivo tradizionale, può essere applicato anche in un sistema puramente passivo! In quest'ultimo caso l'unico limite che non viene rimosso è quello relativo alla potenza climatizzabile. Essa rimane compresa nei valori tipici del passivo tradizionale .

- Gli obiettivi del presente brevetto sono il superamento dei limiti del sistema passivo tradizionale sopra elencati.

DESCRIZIONE DEL SISTEMA AUTOCLIMATIZZANTE CON RIFERIMENTO ALLE FIGG. 3 A 9

a) MODO SEMIPASSIVO

L'ambiente interno dello shelter è diviso in due vani (1 e 2 in fig. 3) da un controsoffitto (3). Il vano superiore (1) altezza max 200÷300 mm comunicante con l'esterno, è areato per mezzo di un sistema di ventilazione (4). Le aperture di comunicazione con l'esterno sono chiuse da griglie (5).

Il vano inferiore (2) è ermetico rispetto all'ambiente esterno e alloggia gli apparati da ricoverare.

Nel controsoffitto sono contenute tutte le funzioni del sistema autoclimatizzante (vedi fig.

4): dissipatore interno (6) serbatoio di accumulo (6'), circuito di trasporto (8') e scambiatore esterno (7).

La massa di accumulo (8) (paraffina) è contenuta in tubi di alluminio a sezione rettangolare. La conducibilità verso le pareti è accelerata dalla presenza di una fisarmonica di alluminio che corre lungo tutto il tubo.

I contenitori di alluminio delle masse di accumulo sono immersi a bagno d'acqua (8') nella scatola del controsoffitto. Le superfici superiore e inferiore del controsoffitto costituiscono gli scambiatori esterno e interno del sistema.

— E' possibile e necessaria anche la ventilazione (4') dello scambiatore interno.

- Nel caso di temperature diurne esterne favorevoli è possibile, con l'avviamento di ventilatori esterni, una rigenerazione anche totale della massa di accumulo anche durante il ciclo diurno.

Il sistema descritto presenta anche vantaggi secondari non trascurabili: tutte le funzioni elementari sono contenute e protette (anche da vandalismi) dalla struttura dello shelter; lo scambiatore esterno, essendo collocato dentro lo shelter, è protetto dagli escrementi degli uccelli.

- Il sistema semipassivo descritto si presta anche a realizzare una soluzione ibrida con la presenza di un condizionatore (9) che può intervenire quando è presente il personale (vedi fig. 5)

b) MODO PASSIVO

E' sostanzialmente identico a quello semipassivo. Non esistono i ventilatori e lo scambio è realizzato per convezione naturale. Le prese di areazione sono collocate nel vano (10') ricavato in una doppia parete (fig. 6).

La comunicazione del vano di areazione verso l'ambiente esterno è realizzato con portelli (10) comandati da attuatori ad espansione di fluido o elettrici

Nella figura 7 è rappresentata un'altra versione passiva con il sistema integrato tipo "controsoffitto" posto in verticale contro una parete .

Un modo passivo con irraggiamento notturno verso lo spazio è rappresentato nelle figg. 8 e 9.

E' molto simile come impostazione di assieme al sistema passivo secondo fig. 6. Non ci sono prese di aerazione laterali, ma è tutto il tetto che si apre scoprendo gli scambiatori esterni.

Il tetto è formato da un sistema di serrande (11) avvolgibili (con doghe coibentate) comandate da attuatori fotosensibili con inibizione invernale. La fig. 8 mostra il sistema con la serranda (11) chiusa, mentre in fig. 9 il tetto è aperto con la serranda (11) avvolta sull'avvolgitore (12).

Con lo shelter autoclimati zzante passivo e semipassivo come descritto con riferimento alle figg. 3 a 9 si è capovolta la logica tradizionale di scambio del calore, ottenendo un considerevole risparmio energetico e manutentivo.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Shelter autoclimatizzante passivo e semipassivo, caratterizzato dal fatto che l'ambiente interno dello shelter è diviso in due vani (1 e 2) da un controsoffitto (3) le cui superiici superiore (7) ed inferiore (6) costituiscono gli scambiatori esterno ed interno.
2. 2. Shelter autoclimatizzante secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nel controsoffitto (3) sono contenuti il dissipatore interno (6), il serbatoio di accumulo (6') (paraffina)(8), il circuito di trasporto (8') (acqua) e lo scambiatore esterno (7).
3. 3. Shelter autoclimatizzante, secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che il vano superiore (1) comunicante con l'esterno, è areato per mezzo di un sistema di ventilazione (4) e dove le aperture di comunicazione con l'esterno sono chiuse da griglie (5).
4. 4. Shelter autoclimatizzante, secondo le rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che la massa di accumulo (8) (paraffina) è contenuta in tubi di alluminio a sezione rettangolare che a loro volta sono immersi a bagno d'acqua (8') nella scatola del controsoffitto (3).
5. 5. Shelter secondo le rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che è prevista una ventilazione (4') dello scambiatore interno (6).
6. 6. Shelter secondo le rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che è previsto un condizionatore (9).
7. Ί; Shelter autoclimatizzante passivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le prese di areazione sono collocate nel vano (10') ricavato in una doppia parete.
8. 8. Shelter autoclimatizzante passivo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la comunicazione verso l'ambiente esterno è realizzato con portelli (10) comandati da attuatori ad espansione di fluido o elettrici.
9. 9. Shelter secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il tetto è formato da serrande (11) avvolgibili comandate da attuatori fotosensibili con inibizione invernale.