ITMO20100237A1

ITMO20100237A1 - DEVICE FOR ENERGY RECOVERY FROM AN AIR CONDITIONING SYSTEM.

Info

Publication number: ITMO20100237A1
Application number: IT000237A
Authority: IT
Inventors: Gabriele Pieraccini
Original assignee: Gabriele Pieraccini
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2012-02-10

Description

Domanda di brevetto per Invenzione Industriale, dal titolo: Patent Application for Industrial Invention, entitled:

“Dispositivo per il recupero di energia da un sistema di condizionamento deN’aria” "Device for energy recovery from an air conditioning system"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

Il trovato concerne un dispositivo per il recupero di energia da applicare in uscita a sistemi che emettono aria con velocità superiore rispetto a quella dell’ambiente circostante e che utilizza l’energia cinetica dell’aria emessa per generare energia elettrica o meccanica. Questi sistemi a cui applicare il trovato sono ad esempio le unità esterne dei sistemi di condizionamento dell’aria utilizzati in molteplici applicazioni. The invention relates to an energy recovery device to be applied at the outlet to systems that emit air at a higher speed than that of the surrounding environment and which uses the kinetic energy of the emitted air to generate electrical or mechanical energy. These systems to which the invention is applied are, for example, the external units of air conditioning systems used in many applications.

Nello stato dell’arte nota non c’è alcun riferimento esplicito ad un tale sistema di recupero di energia applicato ai dispositivi di condizionamento dell’aria. In the state of the art there is no explicit reference to such an energy recovery system applied to air conditioning devices.

Il trovato intende aumentare l’efficienza dei sistemi di condizionamento dell’aria recuperando parte dell’energia cinetica posseduta dall’aria espulsa forzatamente dalle unità esterne di tali sistemi. Tale recupero avviene tramite la conversione di questa energia cinetica in energia elettrica o in energia meccanica. La conversione in energia elettrica avviene, in una forma preferita di realizzazione dello stesso a titolo di esempio, tramite un sistema rotante (3) dotato di pale a profilo fisso o variabile e con angolo di incidenza fisso o variabile collegato ad esempio ad un motore elettrico (4) utilizzato come generatore (oppure ad una dinamo). Il collegamento al motore elettrico può avvenire collegando direttamente l’albero di rotazione del sistema a pale rotanti all’albero di rotazione del motore come mostrato nella figura 1 , a titolo di esempio non limitativo, oppure, tramite un in organo di trasmissione in modo da ottenere una velocità di rotazione del motore diversa da quella del sistema rotante (3), oppure, tramite un sistema di pulegge e ingranaggi in modo da rendere non coincidenti l’asse di rotazione del motore (4) con quello di rotazione del sistema rotante (3). Quest’ultimo caso, illustrato nella figura 2, può essere utilizzato ad esempio per ridurre al minimo l’interferenza sul flusso d’aria emesso dall’unità esterna (1), aumentando quindi l’efficienza del sistema di conversione di energia. The invention intends to increase the efficiency of air conditioning systems by recovering part of the kinetic energy possessed by the air expelled forcibly by the external units of such systems. This recovery occurs through the conversion of this kinetic energy into electrical energy or mechanical energy. The conversion into electrical energy takes place, in a preferred embodiment of the same by way of example, by means of a rotating system (3) equipped with blades with a fixed or variable profile and with a fixed or variable angle of attack connected for example to an electric motor (4) used as a generator (or as a dynamo). The connection to the electric motor can take place by directly connecting the rotation shaft of the rotating blade system to the rotation shaft of the motor as shown in figure 1, by way of non-limiting example, or, through a transmission member so as to obtain a rotation speed of the motor different from that of the rotating system (3), or, through a system of pulleys and gears so as to make the rotation axis of the motor (4) not coincident with that of the rotating system ( 3). The latter case, illustrated in Figure 2, can be used for example to minimize interference on the air flow emitted by the outdoor unit (1), thus increasing the efficiency of the energy conversion system.

Maggiori caratteristiche del trovato, appariranno meglio evidenti dalla seguente descrizione di una forma preferita di realizzazione dello stesso, illustrata a puro titolo di esempio, non limitativo, nelle figure delle 3 tavole allegate di disegni, in cui: Further characteristics of the invention will become clearer from the following description of a preferred embodiment thereof, illustrated purely by way of non-limiting example, in the figures of the 3 attached tables of drawings, in which:

- La fig. 1 illustra schematicamente il dispositivo secondo il trovato, anche in relazione ad apparati esterni di controllo e volendo di programmazione. - Fig. 1 schematically illustrates the device according to the invention, also in relation to external control and programming apparatuses.

- La fig. 2 illustra schematicamente il dispositivo secondo il trovato, in una sua possibile variante per quanto riguarda il collegamento fra l’albero di rotazione del sistema rotante (3) e l’albero di rotazione del motore elettrico o dinamo (4). - Fig. 2 schematically illustrates the device according to the invention, in a possible variant thereof as regards the connection between the rotation shaft of the rotating system (3) and the rotation shaft of the electric motor or dynamo (4).

La fig. 3 illustra schematicamente il dispositivo secondo il trovato, in un’altra sua possibile variante dove viene interposto un condotto a sezione variabile (esempio tubo di Venturi) fra l’uscita dell’aria forzata emessa dal sistema (2) dell’unità esterna (1 ), e l’ingresso dell’aria al sistema rotante (3). Fig. 3 schematically shows the device according to the invention, in another possible variant where a variable section duct (for example Venturi tube) is interposed between the forced air outlet emitted by the system (2) of the outdoor unit (1 ), and the air inlet to the rotary system (3).

Dalla figura 1 si rileva che, secondo una forma preferita di realizzazione applicata ai sistemi di condizionamento dell’aria, il dispositivo secondo il trovato comprende i seguenti elementi principali: From figure 1 it can be seen that, according to a preferred embodiment applied to air conditioning systems, the device according to the invention comprises the following main elements:

- Un sistema rotante (3) costituito in una forma preferita di realizzazione da pale con profilo fisso o variabile controllato elettronicamente e con angolo di incidenza fisso o variabile controllato elettronicamente che viene messo in rotazione dall’aria emessa forzatamente dal sistema rotante (2) dell’unità esterna (1) del sistema di condizionamento; - A rotating system (3) constituted in a preferred embodiment of blades with electronically controlled fixed or variable profile and with electronically controlled fixed or variable angle of attack which is rotated by the air forcefully emitted by the rotating system (2) of the outdoor unit (1) of the air conditioning system;

- Un sistema (4) in grado di convertire l’energia cinetica del sistema rotante (3) in energia elettrica e costituito, in una forma preferita di realizzazione non limitante, da un motore elettrico funzionante come generatore oppure da una dinamo, collegato coassialmente all’albero rotante del sistema (3) in modo diretto oppure tramite un sistema ad ingranaggi per variare la velocità di rotazione. La tecnologia del motore elettrico o della dinamo può essere di qualsiasi tipo fra quelle attualmente disponibili sul mercato (AC, DC, induzione, brushless, ...); - A system (4) capable of converting the kinetic energy of the rotating system (3) into electrical energy and consisting, in a preferred non-limiting embodiment, of an electric motor operating as a generator or a dynamo, coaxially connected to the rotating shaft of the system (3) either directly or through a gear system to vary the rotation speed. The technology of the electric motor or dynamo can be of any type among those currently available on the market (AC, DC, induction, brushless, ...);

- Un sistema di controllo (5) del motore elettrico o della dinamo in grado di convertire l’energia elettrica generata dal sistema (4) in una forma adatta per essere immessa nell’unità esterna (1) oppure per essere immessa nella rete elettrica da cui l’unità esterna (1) prende l’alimentazione; - A control system (5) of the electric motor or dynamo capable of converting the electrical energy generated by the system (4) into a form suitable for being fed into the outdoor unit (1) or to be fed into the electrical network by which the outdoor unit (1) takes power;

- Da cavi elettrici (6) di collegamento fra i vari elementi ed aventi caratteristiche opportune. - From electric cables (6) for connection between the various elements and having suitable characteristics.

Nella figura 2 è evidenziato in aggiunta agli elementi descritti nella figura 1 un sistema (7) che consente di posizionare l’albero di rotazione del sistema (4) in un asse differente rispetto all’asse di rotazione del sistema (3). In una sua forma preferita ma non unica, viene considerato un sistema a pulegge. In questo modo viene liberata il più possibile la zona investita dal flusso d’aria aumentando di conseguenza l’efficienza del sistema di conversione dell’energia. In Figure 2, in addition to the elements described in Figure 1, a system (7) is highlighted that allows you to position the rotation shaft of the system (4) in a different axis with respect to the rotation axis of the system (3). In a preferred but not unique form, it is considered a pulley system. In this way, the area affected by the flow of air is freed as much as possible, thereby increasing the efficiency of the energy conversion system.

Nella figura 3 è evidenziato in aggiunta agli elementi descritti nella figura 1 un condotto (8) a sezione variabile (esempio tubo di Venturi) che viene interposto fra l’uscita dell’aria forzata emessa dal sistema (2) dell’unità esterna (1), e l’ingresso dell’aria al sistema rotante (3). In figura è mostrata in una forma preferita ma non unica, una sezione che diminuisce andando verso il sistema rotante (3) in modo da aumentare la velocità in uscita al condotto. Questo sistema può essere utilizzato in modo da massimizzare l’efficienza del trovato in relazione ai vari componenti che possono essere utilizzati ed all’applicazione specifica. In figure 3, in addition to the elements described in figure 1, a duct (8) with variable section (example Venturi tube) is highlighted, which is interposed between the forced air outlet emitted by the system (2) of the outdoor unit (1 ), and the air inlet to the rotary system (3). The figure shows in a preferred but not unique form, a section which decreases going towards the rotating system (3) so as to increase the speed at the output of the duct. This system can be used in order to maximize the efficiency of the invention in relation to the various components that can be used and to the specific application.

Resta inteso che nell’ambito del trovato rientra qualsiasi soluzione diversa da quella descritta e che sia in grado di raggiungere gli stessi scopi. Queste varianti, che sarebbero per l’altro intuibili dai tecnici del ramo, non esulano dall’ambito del trovato come descritto, illustrato e come a seguito rivendicato. Nelle rivendicazioni, i riferimenti riportati tra parentesi sono puramente indicativi e non limitativi dell’ambito di protezione delle stesse rivendicazioni. It is understood that any solution other than the one described and that is able to achieve the same purposes falls within the scope of the invention. These variants, which would otherwise be understood by those skilled in the art, do not go beyond the scope of the invention as described, illustrated and as claimed below. In the claims, the references shown in brackets are purely indicative and do not limit the scope of protection of the claims themselves.

Claims

Patent Application for Industrial Invention, entitled: "Device for energy recovery from an air conditioning system" CLAIMS 1. Device for energy recovery from an air conditioning system characterized by comprising a rotating system (3) set in rotation by the kinetic energy of an air flow exiting the outdoor unit of an air conditioning system ( 1 and 2), by a system for converting the kinetic energy of the rotating system into electrical energy (4), by a control system of the electrical energy conversion and transformation system (5) as well as the means of connection (6 ) of the various devices between them so as to supply the energy produced directly to the conditioning unit (1) or to the power supply network (9).

2. Device according to claim 1), in which the rotating system (3) is equipped with fixed or variable profile blades and with fixed or variable angle of incidence with respect to the air flow. Both the variable profile and the angle of incidence can be electronically controlled and adjusted according to logic and algorithms in order to increase the conversion efficiency of the kinetic energy of the air flow into kinetic energy of the rotating system (2).

3. Device according to claim 1), in which the system for converting the kinetic energy of the rotating system (3) is made with a dynamo or with an electric motor used as a generator and with the most suitable technology for the type of application in object.

4. Device according to claim 1), in which the control system is implemented in analogue or digital technology and with a processing capacity such as to allow the creation of complex operating logics and algorithms capable of maximizing the efficiency of the control system conversion of kinetic energy into electrical energy.

5. Device according to claim 4), wherein the control system is capable of modifying the resistant torque to the rotation shaft of the system (4) so as to maximize the power transfer between the air flow and the system rotating (3).

6. Device according to claim 1), in which a variable section duct (controlled or not electronically controlled) is interposed between the output of the system (2) and the input of the rotating system (3). This duct (for example Venturi tube) has the purpose of varying the speed of the air flow entering the system (3) in order to maximize efficiency.