ITSV980044A1 - Dispositivo solare di scambio termico perfezionato. - Google Patents

Description

Descrizione.

Descrizione dell' INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo "dispositivo solare di scambio tenni co perfezionato"

L’invenzione ha per oggeto un dispositivo solare di scambio termico perfezionato per piscine, cisterne e vasche.

Scopo dell'invenzione è quello di realizzare un dispositivo del tipo descritto all'inizio che, grazie ad una costruzione semplice e poco costosa, permetta di operare uno scambio termico per il riscaldamento di masse di fluidi tramite l'energia solare, il tutto con la massima comodità e con un effetto estètico totalmente irrilevante. Nello stato della tecnica attuale, si riscontrano dei metodi che utilizzano sistemi di riscaldamento i quali hanno lo svantaggio di essere costosi, sia nell'uso, sia nella manutenzione, come i sistemi di riscaldamento a combustibile od elettricità oppure di impatto estetico rilevante, come i sistemi di riscaldamento a pannelli solari, i quali devono essere disposti in modo da avere la maggiore superficie termo assorbente esposta per il maggior tempo ai raggi solari. L'invenzione raggiunge i suddetti scopi con un dispositivo comprendente un'unità di scambio termico composta da una pavimentazione sopraelevata di adeguato materiale ato allo scopo ed una camera di dimensioni adeguiate all'uso posta al di sotto della pavimentazione stessa, entro la quale scorre il fluido da riscaldare; un'unità di trasporto che permette di convogliare il fluido riscaldato dall'unità di scambio termico e di trasportarlo nell'unità di immagazzinazione tramite un sistema di condutture poste in modo utile; un'unità di immagazzinazione, entro la quale viene raccolto il fluido. In combinazione con l'unità di scambio termico possono essere previsti sistemi di riscaldamento del tipo tradizionale, come pannelli solari, centrali termiche a combustibile od elettriche o combinazioni di questi. Ulteriormente, si possono prevedere sistemi di trattamento adeguatamente sistemati nell'unità di trasporto o nell'unità di immagazzinazione. Dall'unita di immagazzinazione, viene prelevato il fluido da riscaldare dalla zona più lontana dalla superficie, in questo modo si raccoglie il fluido meno caldo, e viene convogliato, eventualmente prevedendo un sistema di pompaggio elettro meccanico, a velocità adeguata dall'unità di trasporto verso la camera dell'unità di scambio termico. In questa camera avviene l'aumento di energia termica, per conduzione, ceduta dalla pavimentazione sopraelevata precedentemente riscaldata dall'irraggiamento solare o per conduzione con l'ambiente esterno; essa ha dimensioni ridotte per contenere una massa limitata di fluido, favorendo la ricezione di calore dalla pavimentazione al fluido stesso. Tramite il sistema di trasporto, il fluido viene riportato nell'unità di immagazzinamento: raffreddandosi, per dispersione con l'ambiente esterno di energia, ridiscende nella zona più lontana dalla superficie, ripetendo il ciclo. Da quanto sopra esposto, di evince che il sistema è a ciclo chiuso, escludendo eventuali dispersioni che possono avvenire per perdite od evaporazione e che, grazie alla massa di liquido contenuta nell'unità di immagazzinamento, la dispersione di energia termica e quindi il raffreddamento del fluido, è molto lento, garantendo un mantenimento della temperatura per un tempo utile al ciclo di riscaldamento. Secondo un’ulteriore caratteristica, si può prevedere che il riscaldamento per irraggiamento nell'unità di scambio termico, non interessi la pavimentazione sopraelevata, ma bensì il materiale costituente la camera posta al di sotto della pavimentazione sopraelevata, prevedendo quest'ultima costruita con materiale trasparente all'irraggiamento termico solare. Vantaggiosamente per l'invenzione, si può prevedere un sistema di coibentazione che interessi la zona perimetrale della camera dell'unità di scambio termico e l'unità di trasporto, diminuendo ulteriormente la perdita di energia termica dovuta alla dispersione nell'ambiente esterno. L'invenzione ha per oggetto anche altre caratteristiche, che perfezionano ulteriormente il dispositivo solare di scambio termico di cui sopra e che sono oggetto delle sotto rivendicazioni.

Le particolari caratteristiche dell'invenzione ed i vantaggi che ne derivano risulteranno con maggiori dettagli dalla descrizione di una forma esecutiva preferita, illustrata a titolo di esempio non limitativo, nell'unica figura allegata, con una sezione verticale del dispositivo solare di scambio termico.

Con riferimento alla figura allegata, un dispositivo solare di scambio termico secondo l'invenzione, comprendente una pavimentazione sopraelevata (1), costruita in materiale avente caratteristiche adeguate allo scopo, la quale, grazie all'irraggiamento solare, immagazzina e conduce calore; un giunto termico (2) che segue l'andamento perimetrale della pavimentazione, assorbendo in tal modo le dilatazioni termiche che può avere la pavimentazione evitando eventuali rotture sia sulla pavimentazione, sia sulla struttura perimetrale di contenimento (9); una camera (3) per il passaggio dell'acqua al di sotto della pavimentazione, grazie alla quale, per contatto e quindi per conduzione, si ha lo scambio termico tra il liquido, più freddo, e la pavimentazione, riscaldata grazie all'esposizione ai raggi solari; uno strato di isolante termico (4), posizionato sulle pareti interne della camera (3) per coibentarla ed attorno alle tubazioni di trasporto per il liquido riscaldato (5); una tubazione per la raccolta del liquido da riscaldare (6), la quale lo raccoglie sullo strato più profondo, per evitare di aspirare il liquido appena riscaldato e per avere la sicurezza che sia il meno caldo; una stazione di pompaggio (7), per mantenere il ricircolo del liquido e per garantire un'uniformità di riscaldamen^); una valvola di autoritenuta (8), che non permette il reflusso del liquido, appena scaricato, nella camera (3). Il sistema di tubatura (6), convoglia; tramite il sistema di pompaggio (7), l'acqua del fondo della vasca verso la camera posta al di sotto della pavimentazione, la quale trasferisce la propria energia termica al liquido, grazie alla costituzione dei materiali da essi formata aventi caratteristiche termo -assorbenti, per contatto. Una coibentazione posta sulle pareti della camera ed attorno al condotto di riempimento della vasca, rende utile la maggior parte dell'energia termica acquisita dalla pavimentazione, disperdendola minimamente nell'ambiente esterno. Ulteriormente, per sfruttare la maggiore parte dell'energia termica acquisita dalla pavimentazione, la camera, posta al di sotto della pavimentazione stessa, ha un'altezza tale da contenere una massa di liquido molto limitata, aumentando in tal modo la velocità di scambio termico. Tale scambio è favorito anche dalla velocità di pompaggio dal liquido stesso e dall'eventuale sistema di canali posti nella camera dell'unità di scambio termico, sistemati in modo da percorrere più spazio possibile e quindi di essere a contatto con la maggior parte di pavimentazione. Una valvola di autoritenuta (8), posta coassialmente alla tubatura di riempimento (5), evita che il liquido possa refluire nella camera creando delle sovrapressioni che potrebbero essere dannose all'impianto stesso. Dei giunti di dilatazione posti tutt'attomo al perimetro della pavimentazione preserva da eventuali danni e fessurazioni sia della pavimentazione, sia della struttura perimetrale di contenimento (9).

La forma costruttiva illustrata è un’esempio dei molteplici possibili. Il dispositivo può' essere realizzato come pavimentazione perimetrale alla vasca o piscina o cisterna, come spazio attrezzato o muro per la separazione di due o più spazi, può essere integrato nella costruzione di piscine prefabbricate o può essere utilizzato per il riscaldamento od il raffreddamento di altri fluidi aventi altri utilizzi. Il dispositivo può essere realizzato in qualsivoglia materiale o combinazioni di essi, come materie plastiche, cemento, resine, vetro, legno o altri.

Secondo un ulteriore perfezionamento, si può prevedere il rivestimento interno della camera posta al di sotto della pavimentazione sopraelevata in materiale termo assorbente onde mantenere la camera stessa ad una temperatura adeguata all'uso del dispositivo.

Ulteriormente, si può applicare una fitta porosità alla superficie esterna della pavimentazione e/o sulla superficie interna della camera per aumentare la capacità di sfruttamento dell'energia solare.

Naturalmente l'invenzione non è limitata alle forme esecutive testé descritte ed illustrate, ma può essere ampliamento variata e modificata, soprattutto costruttivamente, senza abbandonare il principio formatore sopra esposto ed a seguito rivendicato.

Claims (16)

1. Rivendicazioni. 1) Dispositivo solare di scambio termico perfezionato, caratterizzato dal fatto che comprende un'unità di scambio termico composta da una camera per il passaggio del fluido, avente volume dimensionato alla capacità del fluido di ricevere calore e dalla velocità di passaggio del fluido nella camera stessa, sormontata da una pavimentazione costituita da un materiale avente caratteristiche di alta conducibilità termica, un'unità di immagazzinamento, la quale permette di contenere il fluido precedentemente riscaldato dall'unità di scambio termico, un'unità di trasporto, la quale permette di convogliare e di trasportare il fluido dall'unità di immagazzinamento all'unità di scambio termico e da questa all'unità di immagazzinamento, conferendo al fluido stesso una velocità adeguata al tempo necessario al suo riscaldamento.
2. 2) Dispositivo secondo ia rivendicazione 1), caratterizzato dal fatto che la camera dell'unità di scambio termico e le condutture dell'unità di trasporto sono coibentate per diminuire le dispersioni termiche.
3. 3) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la pavimentazione dell'unità di scambio termico è costituita da materiale o combinazioni di essi, aventi caratteristiche adatte al trasferimento di energia termica.
4. 4) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la pavimentazione dell'unità dì scambio termico può essere costituita da materiale trasparente all'irraggiamento termico.
5. 5) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la pavimentazione dell'unità di scambio termico può essere costituita da una superficie selettiva e che essa può essere presente anche sulla superficie interna della camera posta al di sotto della pavimentazione.
6. 6) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la camera dell'unità di scambio termico può essere costituita da materiale avente caratteristiche adatte al trasferimento di energia termica al fluido, cioè alta conducibilità termica.
7. 7) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la camera dell'unità di scambio termico può essere costituita da un sistema di canalizzazione allo scopo di aumentare il contatto tra la superficie cedente energia termica ed il fluido trasportato.
8. 8) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'unità di scambio termico può essere interposta tra due unità di immagazzinamento, una cedente ed una ricevente il fluido.
9. 9) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la superficie esterna della pavimentazione o la superficie esterna della camera, od entrambe, dell'unità di scambio termico presenta una porosità atta ad aumentare l'area utile esposta all'irraggiamento solare.
10. 10) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l'unità di scambio termico può essere disposta ln modo da formare un piano calpestarle, o di copertura, o di separazione o combinazioni di essi.
11. 11) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che possono essere presenti, in serie od in parallelo all'unità di scambio termico, altri sistemi per il riscaldamento del fluido.
12. 12) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il dispositivo può essere utilizzato per il riscaldamento od il raffreddamento di piscine.
13. 13) Dispositivo secondo una o più delie rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il dispositivo può essere integrato nella costruzione di piscine prefabbricate come pavimentazione di rifinizione o piano calpestarle adiacente alla piscina stessa.
14. 14) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'unità di scambio termico può essere utilizzato con una pompa di calore per il trasferimento di energia ad un accumulatore termico per pater utilizzare l'energia termica così immagazzinata per il riscaldamento od il raffreddamento di ambienti, acque, fluidi in generale od altro.
15. 15) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni caratterizzato dal fatto che il dispositivo può essere utilizzato per il riscaldamento od il raffreddamento di aria od altri gas.
16. 16) Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il fluido viene riscaldato per conduzione, cioè lambendo le superfici riscaldate, in tutto od in parte come descritto, illustrato e per gli scopi su esposti.