ITUA20164170A1

ITUA20164170A1 - Dispositivo di riscaldamento ad alta efficienza

Info

Publication number: ITUA20164170A1
Application number: ITUA2016A004170A
Authority: IT
Inventors: Orlando Niboli
Original assignee: Fondital Spa
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2017-12-07
Also published as: CN109477702B; EA201892594A1; EP3465060A1; CN109477702A; EA037896B1; WO2017212415A1

Description

“DISPOSITIVO DI RISCALDAMENTO AD ALTA EFFICIENZA”

La presente invenzione è relativa a un dispositivo di riscaldamento ad alta efficienza.

Un sistema comune per il riscaldamento di interni consiste di radiatori in cui circola un liquido di riscaldamento (tipicamente acqua calda).

I radiatori usati in questi sistemi possono essere realizzati in vari materiali metallici e sono spesso formati da batterie di elementi di radiatore fabbricati individualmente e poi uniti uno all’altro.

Un tipico elemento di radiatore ha un corpo sostanzialmente tubolare provvisto di una camera interna per il passaggio d’acqua (camera d’acqua) e di connessioni idrauliche per la connessione ad altri elementi di radiatore uguali e/o a un circuito idraulico e disposte alle opposte estremità dell’elemento; dalla camera d’acqua si dipartono, lungo un piano di mezzeria dell’elemento, due setti opposti che supportano rispettivamente una piastra frontale e una piastra posteriore; una pluralità di alette di scambio termico si protendono dal corpo tubolare.

Radiatori realizzati con questo tipo di elementi sono generalmente ritenuti pienamente soddisfacenti, avendo raggiunto limiti prestazionali non più superabili, se non in misura minima, soprattutto in termini di potenza specifica per unità di peso, vale a dire il rapporto tra la potenza termica emessa dall’elemento di radiatore e trasferita all’ambiente (misurata secondo apposite normative, ad esempio EN 442) e il peso dell’elemento (che è il parametro fondamentale che incide direttamente sui costi di produzione).

Gli inventori del trovato in oggetto hanno però verificato che le soluzioni note presentano ancora margini significativi di miglioramento, in particolare in termini di potenza specifica e, in generale, di efficienza: i radiatori noti, anche quando caratterizzati da buona potenza specifica, richiedono infatti comunemente una temperatura di esercizio (temperatura dell’acqua immessa nel radiatore) relativamente elevata.

D’altra parte, è opinione comune che una possibile soluzione al problema di incrementare la potenza di un radiatore sia quella di aumentare la quantità di acqua circolante nel radiatore, cioè di aumentare il volume della camera d’acqua.

Viceversa gli inventori del trovato in oggetto hanno scoperto che l’acqua che viene utilizzata nello scambio termico è in effetti solamente quella che lambisce le pareti della camera d’acqua, cosicché l’aumento di acqua contenuta (cioè di volume della camera d’acqua) non si traduce necessariamente in un aumento di potenza termica.

È dunque uno scopo della presente invenzione quello di fornire un dispositivo di riscaldamento, in particolare in alluminio, utilizzabile anche in sostituzione dei tradizionali radiatori o elementi di radiatore e che abbia elevate prestazioni termiche.

La presente invenzione è dunque relativa a un dispositivo di riscaldamento come definito in termini essenziali nell’annessa rivendicazione 1 e, nei suoi caratteri addizionali preferiti, nelle rivendicazioni dipendenti.

Il dispositivo di riscaldamento del trovato risolve così il problema tecnico della limitata potenza dei radiatori della tecnica nota. A differenza dell’approccio tradizionale, in accordo all’invenzione il problema tecnico è risolto aumentando la superficie di contatto tra acqua (liquido di riscaldamento) e metallo (pareti della camera d’acqua) senza però limitare lo spazio disponibile al moto convettivo dell’aria sulla parte restante del dispositivo di riscaldamento e quindi contenendo l’ingombro in volume della camera d’acqua. Gli inventori del trovato in oggetto si sono infatti resi conto che per incrementare la potenza e in generale l’efficienza occorre intervenire sullo scambio termico tra acqua e metallo, perché l’acqua che effettivamente viene utilizzata nello scambio termico è solamente quella che lambisce le pareti della camera d’acqua.

In accordo all’invenzione, occorre quindi aumentare la superficie di scambio e ridurre invece la quantità d’acqua, cioè il volume della camera d’acqua, ma senza ostacolare il moto convettivo dell’acqua nella camera.

Di conseguenza, l’invenzione richiede di realizzare la camera d’acqua con un rapporto tra superficie e volume superiore a una soglia minima.

Questo approccio innovativo consente inoltre di aumentare la velocità di circolazione dell’acqua e portare il moto in transizione da laminare a turbolento, con quindi ancora maggior guadagno sulle superfici già più ampie di scambio termico.

Ne deriva un dispositivo di riscaldamento particolarmente efficiente, che permette in particolare di sfruttare pienamente il calore del liquido di riscaldamento, risultando al contempo adeguatamente resistente dal punto di vista strutturale.

In sostanza, il dispositivo dell’invenzione è conformato in modo che la camera d’acqua abbia una elevata superficie di scambio termico a fronte di un volume relativamente piccolo: si riduce quindi il volume occupato dal liquido di riscaldamento (acqua), ma praticamente tutta l’acqua circolante nella camera scambia calore con la parete che delimita la camera, aumentando così la capacità di scambio termico complessiva. Inoltre, si evita la formazione nella camera di zone dove l’acqua rimane a temperatura elevata e sostanzialmente non cede calore alle pareti della camera, perché separata dalle pareti della camera da ulteriori spessori d’acqua più bassi.

In questo modo, il dispositivo del trovato manifesta una elevata efficienza, prestandosi ad operare anche con temperatura dell’acqua relativamente bassa.

Superfici ausiliarie di scambio termico si dipartono direttamente dalle pareti della camera d’acqua, sfruttando anch’esse pienamente il calore del liquido di riscaldamento.

L’eventuale, opzionale aggiunta di parti e componenti ausiliari (quali ad esempio turbolatori o altri elementi deviatori o convogliatori del flusso d’acqua; tiranti per incrementare la resistenza meccanica; eccetera) all’interno della camera migliora ulteriormente l’efficienza, in quanto anche la presenza di questi ulteriori elementi concorre a ridurre il volume disponibile per l’acqua e ad aumentare le superfici di scambio termico a disposizione dell’acqua.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione dei seguenti esempi non limitativi di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

– la figura 1 è una vista prospettica di una prima forma di attuazione di un dispositivo di riscaldamento in accordo al trovato;

– la figura 2 è una vista laterale del dispositivo di figura 1;

– le figure 3 e 4 sono due viste in sezione rispettivamente secondo i piani di traccia III-III e IV-IV di figura 2;

– la figura 5 è una vista prospettica di una seconda forma di attuazione del dispositivo di riscaldamento in accordo al trovato;

– le figure 6 e 7 sono rispettivamente una vista in sezione longitudinale e una vista in sezione trasversale del dispositivo di riscaldamento di figura 5.

Nelle figure 1 e 2 è indicato nel suo complesso con 1 un dispositivo di riscaldamento (per il riscaldamento di ambienti interni di edifici) a circolazione di liquido (per esempio, acqua calda).

Il dispositivo 1 comprende un corpo 2 in materiale conduttore di calore, per esempio (ma non necessariamente) un materiale metallico, in particolare in alluminio (intendendo con tale termine anche leghe di alluminio, cioè leghe contenenti alluminio) e per esempio in alluminio pressofuso (realizzato cioè tramite un processo di pressofusione in alluminio o in una lega contenente alluminio). Resta inteso che il corpo 2 può essere realizzato in altro materiale, purché idoneo alla trasmissione del calore (quali materiali ceramici, polimerici, compositi, eccetera), e con altre tecniche di fabbricazione (per esempio, tramite processi di estrusione).

Con riferimento anche alle figure 3 e 4, il corpo 2 è un corpo cavo ed è provvisto di una camera 3 interna (camera d’acqua) percorsa in uso da un liquido di riscaldamento (per esempio, acqua calda).

Il corpo 2 comprende una piastra 4 frontale di scambio termico e una piastra 5 posteriore di scambio termico, collocate a rispettive estremità opposte del corpo 2 (precisamente, con riferimento alla normale posizione d’uso del dispositivo 1, una estremità anteriore e una estremità posteriore) e sostanzialmente affacciate una all’altra e unite lungo rispettivi bordi 6 periferici che costituiscono assieme un bordo 7 perimetrale chiuso ad anello della camera 3.

Nell’esempio mostrato nelle figure 1-4, le piastre 4, 5 hanno una forma sostanzialmente quadrangolare (essendo per esempio sostanzialmente quadrate o rettangolari), ma resta inteso che le piastre 4, 5 possono avere forma diversa.

La piastra 4 frontale ha una faccia 8 interna affacciata alla camera 3 e bagnata dal liquido di riscaldamento e che quindi scambia calore con il liquido di riscaldamento nella camera 3 (ricevendo calore dal liquido di riscaldamento); e una faccia 9 esterna, opposta alla faccia 8 interna e definente una prima superficie 10 di scambio termico, in particolare una superficie di scambio termico principale frontale del dispositivo 1, rivolta in uso verso l’ambiente da riscaldare e che scambia calore con l’aria dell’ambiente in cui è installato il dispositivo 1 (cedendo calore all’aria), oltre a cedere calore all’ambiente per irraggiamento.

Analogamente, la piastra 5 posteriore ha una faccia 11 interna affacciata alla camera 3 e bagnata dal liquido di riscaldamento e che quindi scambia calore con il liquido di riscaldamento nella camera 3 (ricevendo calore dal liquido di riscaldamento); e una faccia 12 esterna, opposta alla faccia 11 interna e definente una seconda superficie 13 di scambio termico, rivolta in uso verso un muro W di supporto a cui il dispositivo 1 è fissato tramite organi di aggancio (noti e non illustrati per semplicità) e che scambia calore con l’aria dell’ambiente in cui è installato il dispositivo 1 (cedendo calore all’aria).

La superficie 10 definisce una superficie di scambio termico principale frontale del dispositivo 1, rivolta verso l’ambiente da riscaldare e opposta al muro W di supporto a cui il dispositivo 1 è fissato.

La camera 3 si estende lungo un asse longitudinale A, verticale in uso, e un asse trasversale B, orizzontale in uso, definenti rispettivamente altezza e larghezza della camera 3; e lungo un terzo asse C, perpendicolare all’asse longitudinale A e all’asse trasversale B e definente lo spessore della camera 3.

La camera 3 è delimitata frontalmente dalla piastra 4 frontale e precisamente dalla faccia 8 interna della piastra 4 frontale affacciata sulla camera 3; e posteriormente dalla piastra 5 posteriore e precisamente dalla faccia 11 interna della piastra 5 posteriore, affacciata alla faccia 8 interna della piastra 4 frontale.

La faccia 8 interna della piastra 4 frontale e la faccia 11 interna della piastra 5 posteriore sono affacciate una all’altra e spaziate una dall’altra di una distanza che definisce lo spessore della camera 3.

Lo spessore della camera 3 è dunque definito come la distanza tra la piastra 4 frontale e la piastra 5 posteriore e precisamente tra la faccia 8 interna della piastra 4 frontale e la faccia 11 interna della piastra 5 posteriore.

Le piastre 4, 5 non sono necessariamente piane e parallele come mostrato nelle figure 1-4, ma possono avere altre forme ed essere disposte diversamente: per esempio, una o entrambe le piastre 4, 5 possono essere curve, ondulate, eccetera; e/o le piastre 4, 5 possono essere inclinate una verso l’altra. La camera 3 può anche avere spessore (misurato parallelamente all’asse C) variabile (diverso) lungo l’asse longitudinale A e/o lungo l’asse trasversale B.

Preferibilmente, come mostrato, la camera 3 è una camera sottile, avente spessore inferiore (in almeno una o più parti della camera 3 se non nell’intera camera 3) rispetto alle altre dimensioni (altezza e larghezza) e comunque ad almeno una tra altezza e larghezza.

In particolare, nella forma di attuazione mostrata (ma non necessariamente) la camera 3 ha una forma genericamente appiattita e si estende prevalentemente lungo l’asse longitudinale A, verticale in uso, e l’asse trasversale B, orizzontale in uso, definenti rispettivamente altezza e larghezza della camera 3; e la camera 3 ha uno spessore, misurato perpendicolarmente all’asse longitudinale A (verticale in uso) e all’asse trasversale B (orizzontale in uso), cioè lungo l’asse C (perpendicolare all’asse longitudinale A e all’asse trasversale B), che è inferiore ad altezza e larghezza.

Indicativamente, la camera 3 ha uno spessore massimo (considerando quindi il massimo spessore della camera 3, se la camera 3 ha spessore diverso in diverse zone della camera 3) che è di almeno 20 volte, preferibilmente 30 volte, più preferibilmente almeno 40 volte, più piccolo di ciascuna dimensione trasversale (misurata in una direzione perpendicolare allo spessore), cioè dell’altezza e della larghezza, della piastra 4 frontale.

Quindi, con riferimento alla normale posizione d’uso del dispositivo 1 (intesa come la posizione in cui la piastra 4 frontale è sostanzialmente verticale e affacciata all’ambiente da riscaldare), la camera 3 ha una altezza e una larghezza ciascuna delle quali è maggiore di almeno 20 volte, preferibilmente di almeno 30 volte e più preferibilmente di almeno 40 volte, dello spessore della camera 3.

Nell’esempio mostrato nelle figure 1-4, la camera 3 si estende sostanzialmente sull’intera piastra 4 frontale ad eccezione del bordo 6 periferico della piastra 4 frontale unito al corrispondente bordo 6 periferico della piastra 5 posteriore.

In particolare, la camera 3 si estende su almeno il 60% della piastra 4 frontale: almeno il 60% della superficie della faccia 8 interna, rivolta verso la camera 3, della piastra 4 frontale si affaccia quindi sulla camera 3.

In altri termini, la camera 3 occupa almeno il 60% della faccia 8 interna della piastra 4 frontale, cioè la camera 3 ha una superficie di contatto con la faccia 8 interna della piastra 4 frontale (intesa come superficie della camera 3 delimitata sulla faccia 8 interna della piastra 4 frontale dal bordo 7 perimetrale e quindi esclusi eventuali spazi all’interno della camera 3 occupati da elementi interni quali spaziatori, nervature, rinforzi strutturali, convogliatori di flusso, eccetera, che saranno descritti nel seguito) che è almeno il 60% della superficie complessiva della faccia 8 interna della piastra 4 frontale.

In altre forme di attuazione, la camera 3 si estende su almeno il 65%, o almeno il 70%, o almeno il 75%, o almeno l’80%, o almeno l’85%, o almeno il 90% della superficie della faccia 8 interna della piastra 4 frontale.

Il corpo 2 è inoltre provvisto di raccordi 16 estendentisi da una o entrambe le piastre 4, 5 e comunicanti con la camera 3.

Nell’esempio delle figure 1-4, in particolare, i raccordi 16 si protendono dalla piastra 5 posteriore e precisamente dalla faccia 12 esterna della piastra 5 posteriore e sono sostanzialmente perpendicolari alla piastra 5 posteriore e alla faccia 12 esterna della piastra 5 posteriore.

Nell’esempio mostrato, il dispositivo 1 presenta quattro raccordi 16 collocati a rispettivi angoli della camera 3. Resta comunque inteso che il corpo 2 può essere provvisto di un diverso numero di raccordi 16, disposti anche in altre posizioni, non necessariamente agli angoli della camera 3. Preferibilmente, ma non necessariamente, i raccordi 16 sono collocati lungo il bordo 7 perimetrale della camera 3.

I raccordi 16 sono definiti da rispettivi manicotti, per esempio ma non necessariamente sostanzialmente cilindrici (ma i manicotti possono avere anche altra forma), e servono alla connessione del dispositivo 1 a un circuito idraulico esterno (non illustrato) e/o per collegare il dispositivo 1 ad altri dispositivi analoghi per realizzare un sistema modulare (come sarà descritto nel seguito).

I raccordi 16 che non sono usati per collegare il dispositivo 1 ad altro dispositivo analogo a formare un sistema modulare o per collegare il dispositivo 1 al circuito idraulico esterno sono chiusi da tappi (non illustrati).

In generale, la camera 3 ha almeno un ingresso 16a e un’uscita 16b definiti da rispettivi raccordi 16.

Nell’esempio illustrato, la piastra 4 frontale e la piastra 5 posteriore sono entrambe sostanzialmente piane e parallele; resta inteso che la piastra 4 frontale e/o la piastra 5 posteriore, così come le loro facce, possono avere forma diversa, per esempio curva, ondulata, eccetera.

La faccia 9 esterna della piastra 4 frontale è, per esempio, sostanzialmente liscia.

Nella forma di attuazione mostrata nelle figure 1-4, la piastra 5 posteriore supporta una pluralità di alette 17 di scambio termico che si protendono all’esterno della camera 3 dalla piastra 5 posteriore e precisamente dalla faccia 12 esterna della piastra 5 posteriore.

Nell’esempio non limitativo illustrato le alette 17 sono sostanzialmente perpendicolari alla faccia 12 esterna della piastra 5 posteriore e parallele tra loro e all’asse longitudinale A (verticale in uso). Resta inteso che le alette 17 possono essere diversamente conformate e organizzate, cioè le alette 17 possono avere forma diversa, essere orientate in maniera diversa, essere disposte le une rispetto alle altre diversamente da quanto qui illustrato a puro titolo esemplificativo.

Preferibilmente, come illustrato nelle figure 1-4, tutte le alette 17 si dipartono direttamente dalla camera 3, essendo unite direttamente ad una parete 18 bagnata della camera 3, nella fattispecie definita dalla piastra 5 posteriore, in modo che tutte le alette 17 siano delle cosiddette “alette bagnate”. Tutte le alette 17 hanno infatti un bordo di radice 19 unito alla parete 18 bagnata della camera 3, che è a contatto diretto del liquido di riscaldamento.

La piastra 4 frontale e la piastra 5 posteriore comprendono o costituiscono rispettive pareti 24, 25 principali della camera 3 aventi rispettive superfici 26, 27 interne affacciate alla camera 3 e bagnate dal liquido di riscaldamento contenuto nella camera 3.

Si intendono per “pareti principali” le pareti della camera 3 (cioè le pareti che delimitano la camera 3 e sono direttamente a contatto con il liquido di riscaldamento contenuto nella camera 3) che hanno estensione superficiale (area) maggiore rispetto a ogni altra parete della camera 3.

La piastra 4 frontale e la piastra 5 posteriore comprendono o costituiscono quindi le pareti 24, 25 principali della camera 3 e precisamente una parete 24 frontale, rivolta in uso verso l’ambiente da riscaldare, e una parete 25 posteriore, rivolta in uso verso il muro W dell’ambiente da riscaldare. Le facce 8, 11 interne delle piastre 4, 5 definiscono (o comprendono) le superfici 26, 27 interne delle pareti 24, 25 principali.

La camera 3 è delimitata dalle due pareti 24, 25 principali, affacciate una all’altra e definite nella forma di attuazione delle figure 1-4 dalle piastre 4, 5; e dal bordo 7 perimetrale che unisce le pareti 24, 25 principali una all’altra e ha estensione (superficie) inferiore a ciascuna delle pareti 24, 25 principali.

La camera 3 ha forma genericamente appiattita.

In particolare, la camera 3 ha un rapporto tra superficie e volume, espressi rispettivamente in dm2 e dm3, superiore o uguale a 23; preferibilmente, tale rapporto è superiore o uguale a 33, o superiore o uguale a 36, o superiore o uguale a 40, o superiore o uguale a 50.

La camera 3 ha inoltre una superficie di almeno 2 dm2.

La camera 3 ha, in sezione trasversale ortogonale all’asse longitudinale A, un rapporto tra larghezza e profondità superiore o uguale a 20 e preferibilmente superiore o uguale a 30, più preferibilmente superiore o uguale a 40.

La larghezza in sezione trasversale della camera 3 è definita come massima distanza, misurata nella sezione trasversale parallelamente all’asse trasversale B, tra opposte porzioni del bordo 7; e la profondità in sezione trasversale della camera 3 è definita come massima distanza, misurata nella sezione trasversale parallelamente all’asse C, tra le pareti 24, 25 principali e precisamente tra rispettive facce interne delle pareti 24, 25 principali.

Nella forma di attuazione delle figure 1-4, le pareti 24, 25 principali sono sostanzialmente parallele alla superficie 10 di scambio termico principale frontale del dispositivo 1.

La piastra 4 frontale e la piastra 5 posteriore, comprendenti le pareti 24, 25 principali della camera 3 e i rispettivi bordi 6 periferici sagomati in modo da accoppiarsi uno all’altro, sono vantaggiosamente costituite da rispettivi pezzi monolitici, realizzati per esempio tramite un processo di pressofusione in alluminio; i due pezzi che costituiscono le due piastre 4, 5 sono poi uniti lungo i rispettivi bordi 6 periferici, in maniera da realizzare una giunzione meccanica e a tenuta di fluido.

Vantaggiosamente, le piastre 4, 5 sono unite tramite un processo di fusione termoelettrica, condotto circolando corrente attraverso rispettive porzioni di contatto dei pezzi da unire per provocarne la fusione locale, senza apporto di materiale di saldatura (come illustrato nella domanda di brevetto internazionale WO2014/155295).

Le piastre 4, 5 possono comunque essere unite in altri modi, per esempio tramite metodi di giunzione meccanica (eventualmente con interposizione di guarnizioni di tenuta), incollaggio, saldatura di altro tipo (non necessariamente elettromagnetica), eccetera.

Vantaggiosamente, le alette 17 sono realizzate integrali di pezzo con la piastra 5 da cui si protendono e formano con essa un pezzo monolitico (cioè le alette non sono riportate o attaccate alla piastra 5, ma sono realizzate direttamente insieme alla piastra 5, per esempio in fase di estrusione o pressofusione).

All’interno della camera 3 sono disposti dei tiranti 33, cioè dei risalti che si protendono tra la piastra 4 frontale e la piastra 5 posteriore (cioè tra le pareti 24, 25 principali) e sono solidali (saldamente uniti o realizzati integrali di pezzo) sia alla faccia 8 interna della piastra 4 frontale sia alla faccia 11 interna della piastra 5 posteriore, cioè a rispettive facce interne, rivolte verso la camera 3, delle pareti 24, 25 principali.

Nell’esempio illustrato, i tiranti 33 sono realizzati di pezzo con una delle piastre 4, 5 e si protendono verso la piastra opposta, alla quale sono uniti, per esempio, per saldatura o termofusione quando le piastre 4, 5 sono unite una all’altra a formare il dispositivo 1, in particolare ancora tramite un processo di fusione termoelettrica localizzato su ciascun tirante 33 (ma resta inteso che le piastre 4, 5, come già evidenziato, possono essere unite una all’altra in altri modi); in particolare, i tiranti 33 sono conformati come protuberanze della faccia 11 interna della piastra 5 posteriore (e sono realizzati per esempio in pressofusione insieme alla piastra 5) e sono saldati alla faccia 8 interna della piastra 4 frontale. In alternativa, i tiranti 33 possono essere realizzati a parte e saldati alle due piastre 4, 5; o anche essere realizzati come parti integranti di entrambe le piastre 4, 5.

In sostanza, è possibile, a seconda della tecnologia produttiva del corpo 2, realizzare i tiranti 33 direttamente come parti integranti di entrambe le piastre 4, 5; oppure come parti integranti di una delle piastre 4, 5 che sono poi unite (saldate) all’altra piastra; oppure come componenti separati che sono poi uniti (saldati) ad entrambe le piastre 4, 5.

I tiranti 33 sono distribuiti sulle facce 8, 11 e assolvono alla funzione principale di incrementare la resistenza meccanica del dispositivo 1, in particolare migliorando la resistenza alla pressione. I tiranti 33 contribuiscono inoltre alla tenuta idraulica del dispositivo 1, in quanto contribuiscono a mantenere unite le due piastre 4, 5 evitando così trafilamenti di liquido.

I tiranti 33, essendo inseriti lungo il percorso del liquido di riscaldamento nella camera 3, assolvono anche a una funzione di distribuzione del liquido di riscaldamento nella camera 3.

In generale, vantaggiosamente ma non necessariamente la camera 3 alloggia tra le due piastre 4, 5 elementi 34 interni (tra cui eventualmente anche i tiranti 33) che agiscono sul flusso del liquido di riscaldamento circolante nella camera 3, per esempio per definire uno o più percorsi nella camera 3, per distribuire il liquido di riscaldamento nella camera 3, per modificare le modalità di moto del liquido di riscaldamento nella camera 3, eccetera.

In particolare, gli elementi 34 (o almeno alcuni degli elementi 34) sono conformati e collocati in modo da favorire la distribuzione omogenea dell’acqua nella camera 3.

Nella preferita forma di attuazione mostrata in figura 4, gli elementi 34 comprendono, oltre ai tiranti 33, un primo distributore 35a, collocato a una estremità 36a superiore della camera 3, e/o un secondo distributore 35b, collocato a una estremità 36b inferiore della camera 3 (sempre con riferimento alla normale posizione d’uso del dispositivo 1: le estremità 36a, 36b sono estremità assialmente opposte rispetto all’asse A longitudinale).

I distributori 35a, 35b sono definiti da rispettive pareti trasversali, per esempio sostanzialmente parallele all’asse trasversale B (o inclinate rispetto all’asse trasversale B, o curve o anche variamente sagomate) che si estendono tra la faccia 8 interna della piastra 4 frontale e la faccia 11 interna della piastra 5 posteriore e tra due fianchi laterali opposti della camera 3 e sono dotate di rispettive serie di aperture 37 passanti spaziate longitudinalmente. Il distributore 35a è collocato in prossimità e al di sotto di un ingresso 16a, definito da uno dei manicotti 16 e collocato all’estremità 36a superiore della camera 3. Il distributore 35a è collocato in prossimità e al di sotto di un ingresso 16a, definito da un primo raccordo 16 collocato all’estremità 36a superiore della camera 3; e il distributore 35b è collocato in prossimità e al di sopra di almeno una uscita 16b, definita da un altro raccordo 16 collocato all’estremità 36b inferiore della camera 3.

Nella preferita forma di attuazione mostrata in figura 4, la camera 3 ha un ingresso 16a, definito da un primo raccordo 16 collocato a una estremità superiore della camera 3; e due uscite 16b, definite da rispettivi ulteriori raccordi 16 collocati all’estremità inferiore della camera 3 e a rispettive estremità laterali opposte della camera 3. In uso, il liquido di riscaldamento entra nella camera 3 attraverso l’ingresso 16a e ne esce attraverso entrambe le uscite 16b, dopo essere stato distribuito sostanzialmente uniformemente nella camera grazie ai distributori 35a, 35b.

La camera 3 può alloggiare anche uno solo dei distributori 35a, 35b. La forma dei distributori 35a, 35b può anche essere diversa da quella qui mostrata e descritta a puro titolo esemplificativo.

La presenza dei tiranti 33 e in generale degli elementi 34, come di eventuali altri componenti ausiliari all’interno della camera 3, concorre a ridurre il volume disponibile per l’acqua e ad aumentare le superfici di scambio termico a disposizione dell’acqua, migliorando ulteriormente l’efficienza del dispositivo 1.

Nelle figure 5-7, nelle quali i dettagli simili o uguali a quelli già descritti sono indicati con i medesimi numeri, è mostrata un seconda forma di attuazione del dispositivo 1 di riscaldamento del trovato.

Anche in questa forma di attuazione, il dispositivo 1 comprende un corpo 2 in materiale conduttore di calore (per esempio in alluminio), provvisto di una camera 3 interna (camera d’acqua) percorsa in uso dal liquido di riscaldamento (acqua calda).

Il corpo 2 ha in questo caso una configurazione tale da essere impiegato in sostituzione di un elemento di radiatore tradizionale a formare una batteria di elementi di radiatore affiancati.

La camera 3 ha una forma genericamente appiattita e si estende prevalentemente lungo un asse longitudinale A, verticale in uso, e un asse trasversale B, orizzontale in uso, definenti rispettivamente altezza e larghezza della camera 3.

La camera 3 ha altezza e larghezza rispettivamente misurate lungo un asse longitudinale A (verticale in uso) e un asse trasversale B (orizzontale in uso), e uno spessore misurato lungo un asse C (pure orizzontale in uso) ortogonale all’asse longitudinale A e all’asse trasversale B.

La camera 3 è ancora delimitata da una coppia di opposte pareti 24, 25 principali, affacciate una all’altra, e da un bordo 7 perimetrale, che unisce le pareti 24, 25 principali una all’altra e ha superficie inferiore a ciascuna delle pareti 24, 25 principali.

Anche in questa forma di attuazione la camera 3 ha forma genericamente appiattita, come descritto in precedenza.

La camera 3 ha inoltre una superficie di almeno 2 dm2.

La camera 3 ha, in sezione trasversale ortogonale all’asse longitudinale A, un rapporto tra larghezza e profondità (sempre misurate come massime distanze nella sezione trasversale tra opposte porzioni del bordo 7 e, rispettivamente, tra le pareti 24, 25 principali) superiore o uguale a 20 e preferibilmente superiore o uguale a 30, più preferibilmente superiore o uguale a 40.

Anche in questa forma di attuazione, la camera 3 si estende prevalentemente in altezza e larghezza rispettivamente lungo l’asse longitudinale A e l’asse trasversale B; e ha uno spessore, misurato lungo l’asse C perpendicolarmente all’asse longitudinale A e all’asse trasversale B, che è sensibilmente inferiore ad altezza e larghezza.

Lo spessore della camera 3 è definito sempre come la distanza tra le pareti 24, 25 principali (misurato quindi lungo l’asse C) e precisamente tra rispettive superfici 26, 27 interne delle pareti 24, 25 principali.

Ma ora le pareti 24, 25 principali sono sostanzialmente perpendicolari alla superficie 10 di scambio termico principale frontale del dispositivo 1 (e non, come nella forma di attuazione descritta con riferimento alle figure 1-4, sostanzialmente parallele alla superficie 10).

In altri termini, con riferimento alla normale posizione d’uso del dispositivo 1, le pareti 24, 25 principali definiscono rispettivi fianchi laterali del dispositivo 1.

La superficie 10 è costituita da una faccia 9 esterna di una piastra 4 frontale che si protende dal bordo 7 perimetrale della camera 3.

In particolare, la piastra 4 è unita a una porzione 28a anteriore del bordo 7 perimetrale della camera 3.

Nell’esempio mostrato in figura 7, la piastra 4 è unita al bordo 7 da un cordolo 29 longitudinale (parallelo all’asse longitudinale A) e si estende su lati opposti del cordolo 29.

Opzionalmente, il corpo 2 comprende anche una piastra 5 posteriore, che si protende da una porzione 28b posteriore del bordo 7 perimetrale della camera 3.

Anche la piastra 5, come la piastra 4, è per esempio unita al bordo 7 da un cordolo 29 longitudinale (parallelo all’asse longitudinale A).

Preferibilmente, la piastra 4 e/o la piastra 5 sono del tutto o almeno in parte a contatto diretto del liquido di riscaldamento contenuto nella camera 3, cioè hanno almeno rispettive porzioni di parete che delimitano la camera 3, formando rispettive porzioni del bordo 7 della camera 3. In questo modo, la piastra 4 e/o la piastra 5 sono anch’esse delle cosiddette “alette bagnate”.

Oltre alle piastre 4, 5, il dispositivo 1 comprende ulteriori superfici di scambio termico definite da una pluralità di alette 17 di scambio termico che si protendono all’esterno della camera 3 dalle pareti 24, 25 principali.

Nell’esempio non limitativo illustrato le alette 17 sono sostanzialmente perpendicolari alle pareti 24, 25 principali e parallele tra loro e all’asse longitudinale A (verticale in uso). Resta inteso che le alette 17 possono essere diversamente conformate e organizzate.

Preferibilmente, anche in questo caso tutte le alette 17 si dipartono direttamente dalla camera 3, essendo unite direttamente a pareti 18 bagnate della camera 3, nella fattispecie definite dalle stesse pareti 24, 25 principali della camera 3, in modo che tutte le alette 17 siano delle “alette bagnate”.

I raccordi 16 sono disposti a coppie a rispettive estremità longitudinali opposte (poste lungo l’asse longitudinale A), rispettivamente superiore e inferiore in uso, del corpo 2.

I raccordi 16 si protendono da entrambe le pareti 24, 25 e sono sostanzialmente perpendicolari alle pareti 24, 25; i raccordi 16 posti ad una medesima estremità longitudinale sono allineati tra loro parallelamente all’asse C.

Anche nella forma di attuazione delle figure 5-7 il corpo 2 è vantaggiosamente (ma non necessariamente) formato da due pezzi monolitici, ciascuno comprendente una delle pareti 24, 25 principali e un rispettivo bordo 6 periferico.

I bordi 6 periferici sono sagomati in modo da accoppiarsi uno all’altro a formare il bordo 7 perimetrale della camera 3.

I pezzi che comprendono le pareti 24, 25 principali e i rispettivi bordi 6 periferici sono realizzati per esempio tramite un processo di pressofusione in alluminio e uniti, vantaggiosamente tramite il processo di fusione termoelettrica menzionato in precedenza, lungo i rispettivi bordi 6 periferici, in maniera da realizzare una giunzione meccanica e a tenuta di fluido.

Sebbene non illustrati per semplicità, anche nella forma di attuazione delle figure 5-7 la camera 3 può alloggiare dei tiranti 33, disposti tra le pareti 24, 25 principali e saldamente uniti ad entrambe le superfici 26, 27 interne delle pareti 24, 25 principali; e/o altri elementi 34 interni che agiscono sul flusso del liquido di riscaldamento circolante nella camera 3 e sono conformati e/o distribuiti in modo da favorire una distribuzione omogenea dell’acqua nella camera 3.

Resta infine inteso che al dispositivo di riscaldamento qui descritto ed illustrato possono essere apportate ulteriori modifiche e varianti che non escono dall’ambito dell’invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) di riscaldamento ad alta efficienza, avente un corpo (2) comprendente una camera (3) interna che si estende lungo un asse longitudinale (A), sostanzialmente verticale in uso, ed è percorsa da un liquido di riscaldamento; raccordi (16) comunicanti con la camera (3) ed estendentisi dal corpo (2); e una piastra (4) frontale avente una faccia (9) esterna rivolta in uso verso l’ambiente da riscaldare e definente una superficie (10) di scambio termico principale frontale del dispositivo (1); la camera (3) essendo delimitata da una coppia di pareti (24, 25) principali affacciate una all’altra e da un bordo (7) perimetrale che unisce le pareti (24, 25) principali; il dispositivo (1) essendo caratterizzato dal fatto che la camera (3) ha un rapporto tra superficie e volume, espressi rispettivamente in dm2 e dm3, superiore o uguale a 23.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui la camera (3) ha un rapporto tra superficie e volume, espressi rispettivamente in dm2 e dm3, superiore o uguale a 33 o superiore o uguale a 36 e preferibilmente superiore o uguale a 40 e più preferibilmente superiore o uguale a 50.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la camera (3) ha una superficie di almeno 2 dm2.
4. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la camera (3) ha, in sezione trasversale ortogonale all’asse longitudinale (A), un rapporto tra larghezza e profondità superiore o uguale a 20 e preferibilmente superiore o uguale a 30, più preferibilmente superiore o uguale a 40.
5. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui le pareti (24, 25) principali della camera (3) sono sostanzialmente parallele alla superficie (10) di scambio termico principale frontale del dispositivo (1).
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui una di dette pareti (24, 25) principali della camera (3) è una parete (24) frontale, rivolta in uso verso l’ambiente da riscaldare, della camera (3); e la piastra (4) frontale comprende o costituisce detta parete (24) frontale della camera (3).
7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui le pareti (24, 25) principali sono perpendicolari alla superficie (10) di scambio termico principale frontale del dispositivo (1).
8. Dispositivo secondo la rivendicazione 7, in cui le pareti (24, 25) principali definiscono rispettivi fianchi laterali della camera (3), perpendicolari alla piastra (4) frontale.
9. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo (2) supporta alette (17) di scambio termico che si protendono dal corpo (2) all’esterno della camera (3).
10. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo (2) è formato da due pezzi monolitici accoppiati lungo rispettivi bordi (6) periferici, ciascun pezzo comprendendo una delle pareti (24, 25) principali della camera (3).
11. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui all’interno della camera (3) sono collocati dei tiranti (33) che si protendono tra le opposte pareti (24, 25) principali della camera (3) e sono solidali a rispettive superfici (26, 27) interne di entrambe dette pareti (24, 25) principali.
12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, in cui i tiranti (33) sono uniti integrali alle pareti (24, 25) principali della camera (3), essendo realizzati di pezzo o saldati e/o fusi con dette pareti (24, 25) principali.
13. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la camera (3) alloggia tra le due piastre (4, 5) elementi (34) interni che agiscono sul flusso del liquido di riscaldamento circolante nella camera (3) e sono conformati e/o distribuiti in modo da favorire una distribuzione omogenea dell’acqua nella camera (3).
14. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, in cui gli elementi (34) comprendono un primo distributore (35a), collocato a una estremità superiore della camera (3), e/o un secondo distributore (35b), collocato a una estremità inferiore della camera