ITGE20090054A1

ITGE20090054A1 - Dispositivo di riscaldamento ad irraggiamento

Info

Publication number: ITGE20090054A1
Application number: IT000054A
Authority: IT
Inventors: Giorgio Giatti
Original assignee: Termal Srl
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2011-01-17
Also published as: WO2011006858A1; JP2012533048A; IT1397613B1; EP2454537A1; EP2454537B1

Description

"Dispositivo di riscaldamento ad irraggiamento"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di riscaldamento ad irraggiamento composto da una pompa di calore che tramite ciclo frigo invertito comprime mediante un compressore un fluido di conduzione in fase gassosa causandone il passaggio in fase liquida in un condensatore con conseguente cessione di calore all'ambiente da parte di detto condensatore.

Le pompe di calore sono ampiamente utilizzate per il riscaldamento di ambienti interni, spesso in impianti di climatizzazione che permettono sia di alzare la temperatura interna dell'ambiente nella stagione invernale, sia di abbassarla nella stagione estiva.

Lo stato dell'arte ha portato a coefficienti di prestazione molto elevati che rendono quindi la tecnologia a pompa di calore competitiva nel campo del riscaldamento rispetto ad altre tecnologie basate sia sull'utilizzo di energia elettrica sia su combustione.

Per il riscaldamento esistono varie possibilitÃ di distribuzione del calore convogliato all'ambiente interno.

Una prima possibilitÃ di distribuzione del calore convogliato all' ambiente interno prevede l'utilizzo di un fluido vettore, tipicamente acqua, che viene portato a contatto termico con il condensatore, assorbe calore da detto condensatore e viene quindi convogliato in condotti fino a scambiatori di calore, come radiatori o simili, dove cede calore all'ambiente interno per irraggiamento e all'aria ambiente per convezione.

Tale soluzione presenta alcuni svantaggi tra cui una minore efficienza energetica nei vari scambi di calore tra il fluido vettore, il condensatore e gli scambiatori di calore con l'ambiente, e la necessitÃ di avere un sistema dedicato per il fluido vettore, con un relativo sistema di pompaggio di tale fluido vettore all'interno dei condotti, con conseguente aumento degli oneri di produzione, installazione e manutenzione .

Una seconda possibilitÃ di distribuzione del calore convogliato all'ambiente interno prevede invece l'utilizzo di mezzi di generazione di un flusso forzato di aria, mediante i quali detto flusso forzato di aria viene convogliato attraverso detto condensatore, dove assorbe calore, per poi essere rilasciato nell'ambiente o convogliato mediante condotti ad appositi bocchettoni di rilascio e diffusione nell'ambiente.

Tale soluzione presenta lo svantaggio che lo scambio di calore avviene in modo convettivo tramite una movimentazione dell'aria ambiente; ciÃ² puÃ² causare nell'utente una sensazione di minor calore per il fenomeno di fisiologica evaporazione dell'umiditÃ corporea, che viene aumentato dal movimento dell'aria sulla pelle, rendendo quindi necessaria la somministrazione di una quantitÃ di calore maggiore per il raggiungimento di una temperatura superiore a paritÃ di sensazione di calore da parte dell'utente.

La presente invenzione si propone di risolvere gli inconvenienti dell'arte nota con un dispositivo di riscaldamento ad irraggiamento composto da una pompa di calore che tramite ciclo frigo invertito comprime un fluido di conduzione in fase gassosa causandone il passaggio in fase liquida in un condensatore con conseguente cessione di calore all'ambiente da parte di detto condensatore, e da scambiatori di calore con l'ambiente radianti i quali sono costituiti dal detto condensatore e da uno o piÃ¹ elementi radianti di materiale ad alta conducibilitÃ termica che sono a contatto termico con il condensatore per la cessione del calore di condensazione dal detto condensatore ai detti e1ementi radianti.

Detto condensatore comprende una pluralitÃ di condotti di condensazione che sono distribuiti secondo un prestabilito ordine e che sono collegati ad un collettore di alimentazione del fluido di conduzione in fase gassosa e nei quali condotti di condensazione il detto fluido di conduzione in fase gassosa passa alla fase liquida cedendo agli stessi calore di condensazione

Secondo un esempio esecutivo i detti elementi radianti sono costituiti dalle superfici di mantello dei condotti di condensazione stessi, essendo tali superfici di mantello dei condotti di condensazione provviste di alettature o superfici di scambio termico con l'aria ambiente.

In un esempio esecutivo ulteriore i detti elementi radianti sono elementi alettati applicabili sui detti condotti di condensazione in modo tale da essere in contatto termico con gli stessi.

In una forma esecutiva preferita ciascuno dei detti elementi radianti applicabili sui detti condotti di condensazione Ã ̈ provvisto di un foro passante di alloggiamento di almeno un condotto di condensazione ed Ã ̈ in contatto termico con lo stesso.

Gli elementi radianti possono essere di svariate forme e dimensioni.

Secondo un esempio esecutivo i detti elementi radianti sono elementi allungati di forma sostanzialmente cilindrica, attraversati da detto foro longitudinale per l'alloggiamento di un condotto di condensazione e presentano alettature disposte longitudinalmente sulla superficie di mantello ed orientate radialmente.

In una forma esecutiva preferita i detti elementi radianti sono elementi allungati di forma parallelepipeda con uno spessore necessario ad essere attraversati longitudinalmente da detto foro di alloggiamento di un condotto di condensazione e che presentano sulle superfici laterali alettature disposte longitudinalmente e parallele fra loro.

Grazie a questa forma esecutiva, quando sono previsti due o piÃ¹ condotti di condensazione disposti affiancati fra loro in modo da sottendere un piano ideale, le alettature dei singoli elementi radianti sono orientate parallele fra loro e perpendicolari al piano sotteso dai singoli condotti di condensazione, mentre la estensione dei detti elementi radianti in direzione della distanza fra i singoli condotti di condensazione Ã ̈ tale per cui detti elementi radianti di adiacenti condotti di condensazione vengono a fare contatto l'uno contro l'altro con superfici di contatto laterali fra loro affacciate. Pertanto un insieme di condotti di condensazione con i corrispondenti elementi radianti forma un elemento radiante sostanzialmente continuo che si estende lungo detto piano di allineamento dei detti condotti di condensazione.

E' da notare che le configurazioni sopra descritte possono essere previste direttamente sui tubi di condensazione senza l'ausilio di elementi radianti montabili sugli stessi.

In un esempio esecutivo ulteriore i detti condotti di condensazione sono distribuiti secondo un prestabilito ordine e sono collegati in parallelo ad un collettore di alimentazione del fluido di conduzione in fase gassosa e le superfici di mantello dei condotti di condensazione sono distribuite lungo una superficie tangente d'inviluppo degli stessi o lungo due superfici d'inviluppo tangenti su lati fra loro diametralmente opposti alle superfici di mantello dei detti condotti di condensazione.

Il detto scambiatore di calore radiante Ã ̈ composto quindi dal detto condensatore e dai detti elementi radianti costituiti da una o due piastre radianti che si estendono ciascuna rispettivamente lungo una delle dette superfici d'inviluppo tangenti alle superfici di mantello dei detti condotti di condensazione.

I detti condotti di condensazione sono disposti affiancati fra loro ad una prestabilita distanza e sono distribuiti lungo una superficie piana o incurvata secondo almeno un asse di curvatura, essendo la detta piastra radiante rispettivamente o piana o incurvata.

Questo consente di avere piastre radianti di qualsivoglia forma e curvatura, in accordo con la disposizione, la dimensione e la curvatura dei condotti, le cui superfici di mantello vanno ad identificare le superfici tangenti di inviluppo lungo le quali le dette piastre si estendono.

In una forma esecutiva vantaggiosa sono presenti due piastre radianti fra loro parallele fra le quali sono interposti, a contatto con ciascuna delle dette due piastre, i condotti di condensazione.

I condotti di condensazione e gli elementi radianti sono di materiale ad elevata conducibilitÃ termica.

Un ulteriore perfezionamento Ã ̈ dato dal fatto che il diametro ed il numero dei condotti di condensazione sono ottimizzati in relazione da una parte alla cessione di calore e alla condensazione da fase gassosa a fase liquida di detto fluido di conduzione, e dall'altra alla riduzione del livello acustico di gorgoglio che tale passaggio di fase genera.

In un esempio esecutivo preferito e non limitante l'invenzione comprende un dispositivo come sopra descritto, alloggiato in una consolle che presenta su uno dei lati, preferibilmente il lato frontale, un incavo atto ad alloggiare il detto scambiatore di calore radiante in modo tale per cui detto scambiatore di calore radiante Ã ̈ sostanzialmente compreso all'interno del volume di detta consolle.

Detto scambiatore di calore radiante, inoltre, Ã ̈ distanziato dalle pareti di detto incavo in modo tale per cui si forma un camino d'aria che passa tra il detto scambiatore di calore radiante e il detto incavo.

In questo modo lo scambiatore di calore radiante agisce a tutti gli effetti come un normale radiatore, sia cedendo calore all'ambiente per irraggiamento, sia per convezione con l'aria ambiente, la quale sale nel detto camino che si forma tra lo scambiatore di calore e il detto incavo in cui tale scambiatore di calore Ã ̈ alloggiato, scaldandosi ed immettendosi infine nell'ambiente.

Preferibilmente dette piastre a contatto termico con i condotti di condensazione sono di forma piana, rettangolare, sono costituite da alluminio e presentano una superficie alettata in modo tale da aumentare il rapporto tra la superficie ed il volume di dette piastre radianti e/o la superficie di scambio termico con l'aria ambiente, favorendo in questo modo la cessione di calore da parte dello scambiatore di calore radiante all'ambiente.

Vantaggiosamente detta alettatura della superficie delle dette piastre radianti Ã ̈ dimensionata in modo tale da massimizzare la cessione di calore all'ambiente da una parte, conservando tuttavia un aspetto estetico gradevole per la gratificazione dell'utente dall'altra.

In un ulteriore esempio esecutivo il dispositivo presenta un secondo scambiatore di calore composto da un condensatore con mezzi di scambio termico con un flusso di aria e da mezzi di generazione di un flusso forzato di aria attraverso i detti mezzi di scambio termico del condensatore, essendo prevista una finestra di ingresso dell'aria ambiente, ed una finestra di reimmissione dell'aria nell'ambiente.

In un ulteriore esempio esecutivo il dispositivo comprende mezzi di generazione di un flusso forzato di aria di raffreddamento azionabili alternativamente e/o in combinazione ai detti mezzi scambiatori di calore con l'ambiente mediante irraggiamento e/o flusso forzato di aria.

Tali mezzi di generazione di un flusso forzato di aria di raffreddamento sono costituiti da un evaporatore/condensatore e da mezzi di scambio termico associati allo stesso e da mezzi di generazione di un flusso forzato di aria attraverso i detti mezzi di scambio termico dell'evaporatore/condensatore, la quale aria viene prelevata dall'ambiente a monte del detto evaporatore/condensatore e reimmessa nell'ambiente dopo lo scambio termico con l'evaporatore.

In un ulteriore esempio esecutivo il dispositivo presenta mezzi fotovoltaici di generazione di energia elettrica, essendo detti mezzi dimensionati in modo tale per cui la superficie di generazione di energia elettrica esposta al sole garantisce sufficiente energia elettrica per l'alimentazione indipendente del dispositivo di riscaldamento.

CiÃ² Ã ̈ reso possibile dai bassi consumi energetici garantiti dalla presente invenzione in confronto ai sistemi di riscaldamento dello stato dell'arte.

Questa autonomia energetica puÃ² essere raggiunta sia nell'ambito della singola utenza, sia soprattutto in un ambito di rete con un gestore della fornitura, in cui vi Ã ̈ una sostanziale paritÃ tra l'energia fornita alla rete e l'energia prelevata dalla rete.

In ulteriori forme esecutive il dispositivo Ã ̈ alloggiato in una consolle di forma e dimensioni tali per cui puÃ² essere posizionata sotto una finestra; oppure Ã ̈ alloggiato in una consolle di forma e dimensioni tali per cui puÃ² essere appesa a pareti e/o soffitti; oppure presenta i detti scambiatori di calore applicabili a parete come usuali radiatori, e gli eventuali mezzi di generazione di flusso forzato di aria di riscaldamento o di raffreddamento posizionati su parete o soffitto, o in alternativa posizionati lontani dal punto di rilascio e diffusione nell'ambiente di detto flusso forzato di aria, essendo tale flusso forzato di aria convogliato mediante condotti ad appositi bocchettoni di rilascio e diffusione nell'ambiente.

Le ulteriori caratteristiche ed i perfezionamenti sono oggetto delle rivendicazioni.

Queste ed altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno piÃ¹ chiaramente dalla seguente descrizione di alcuni esempi esecutivi illustrati nei disegni allegati in cui:

la fig. 1 illustra uno schema di funzionamento della presente invenzione con uno scambiatore di calore radiante;

la fig. 2 illustra uno schema di funzionamento della presente invenzione con uno scambiatore di calore radiante e uno scambiatore di calore con flusso forzato di aria di riscaldamento;

la fig. 3 illustra uno schema di funzionamento della presente invenzione con uno scambiatore di calore radiante e uno scambiatore di calore con flusso forzato di aria di raffreddamento;

la fig. 4 illustra un esempio esecutivo del dispositivo oggetto della presente invenzione, secondo il quale gli scambiatori di calore sono alloggiati in una consolle;

la fig. 5 illustra una vista di sezione del detto esempio esecutivo del dispositivo oggetto della presente invenzione;

la fig. 6 illustra un esempio esecutivo dei detti elementi radianti;

la fig. 7 illustra tre tra le possibili sezioni dei detti elementi radianti;

la fig. 8 illustra una vista di sezione di parte di un esempio esecutivo di detto scambiatore di calore radiante;

la fig. 9 illustra il passaggio di fase da gassosa a liquida del fluido di conduzione all'interno di condotti di condensazione con diverso diametro;

la fig. 10 illustra detto esempio esecutivo di detto scambiatore di calore radiante, con la piastra radiante frontale rimossa per chiarezza espositiva.

La fig. 1 illustra uno schema di funzionamento della presente invenzione in modalitÃ invernale, in cui sono identificati un ambiente esterno 4 e un ambiente interno 5, separati termicamente da una parete 45.

Nell'ambiente esterno 4 Ã ̈ presente uno scambiatore di calore esterno 3, costituito da un evaporatore 31, da mezzi di scambio termico 32 e da mezzi di generazione di un flusso di aria 33 attraverso a detti mezzi di scambio termico 32, in cui il fluido di conduzione passa dalla fase liquida alla fase gassosa, assorbendo calore dall'ambiente.

Nell'ambiente esterno 4 Ã ̈ presente anche un compressore 2, che puÃ² essere posto in alternativa nell'ambiente interno 5 in una forma esecutiva ulteriore, visibile a titolo di esempio in figura 2.

Nell'ambiente interno 5 Ã ̈ presente uno scambiatore di calore radiante 1 in cui il detto fluido di conduzione viene convogliato dopo essere stato portato in pressione dal detto compressore 2, e detto scambiatore di calore radiante 1 Ã ̈ costituito da un condensatore 11 in cui il fluido di conduzione passa dalla fase gassosa alla fase liquida, cedendo calore (il cosiddetto calore latente di condensazione) al detto condensatore 11, e da uno o piÃ¹ elementi radianti 12 ad alta conducibilitÃ termica a contatto termico con il detto condensatore 11, che scaldandosi cedono calore all'ambiente per irraggiamento e convezione.

La fig. 2 illustra uno schema di funzionamento della presente invenzione in una forma esecutiva ulteriore rispetto a fig. 1, sempre in modalitÃ invernale, che prevede, oltre a detto scambiatore di calore radiante 1, uno scambiatore di calore con flusso forzato di aria di riscaldamento 6, costituito da un condensatore 61 in cui il fluido di conduzione passa dalla fase gassosa alla fase liquida, cedendo calore al detto condensatore 61, da mezzi di scambio termico 62 e da mezzi di generazione di un flusso forzato di aria 63 che generano detto flusso forzato di aria 64 e lo convogliano attraverso detto condensatore 61 e/o i detti mezzi di scambio termico 62 scaldandolo e rilasciandolo infine nell'ambiente.

Tale scambiatore di calore con flusso forzato di aria di riscaldamento 6 Ã ̈ collegato in parallelo al detto scambiatore di calore radiante 1 e puÃ² essere attivato o disattivato attraverso valvole VI e V2.

La fig. 3 illustra uno schema di funzionamento della presente invenzione in una forma esecutiva ulteriore rispetto a fig. 1, che puÃ² funzionare anche in modalitÃ estiva e che prevede, oltre a detto scambiatore di calore radiante 1, uno scambiatore di calore con flusso forzato di aria di raffreddamento 7, che puÃ² essere utilizzato in alternativa al detto scambiatore di calore radiante 1, permettendo in questo modo al dispositivo di operare alternativamente in modalitÃ di riscaldamento o di refrigerazione dell'ambiente.

In modalitÃ di refrigerazione dell'ambiente l'evaporatore 31 funziona da condensatore, cioÃ ̈ viene invertita la direzione di circolazione del fluido e l'evaporatore/condensatore 31 riceve il fluido di conduzione in pressione dal compressore 2, e causando il passaggio di fase di detto fluido di conduzione da fase gassosa a fase liquida cede calore all'ambiente esterno 4.

Detto scambiatore di calore con flusso forzato di aria di raffreddamento 7 Ã ̈ costituito da un evaporatore 71 in cui il fluido di conduzione passa dalla fase liquida alla fase gassosa, assorbendo calore, da mezzi di scambio termico 72 e da mezzi di generazione di un flusso forzato di aria 73 che generano detto flusso forzato di aria 74 e lo convogliano attraverso detto evaporatore 71 e/o i detti mezzi di scambio termico 72, raffreddando l'aria e rilasciandola infine nell'ambiente.

Tale scambiatore di calore con flusso forzato di aria di raffreddamento 7 Ã ̈ collegato in parallelo al detto scambiatore di calore radiante 1 e puÃ² essere attivato o disattivato attraverso le valvole V3, V4, V5, V6.

Quando le valvole V3 e V5 sono aperte, vengono chiuse le valvole V4 e V6, come Ã ̈ sottolineato in figura dalle linee tratteggiate, si attiva detto scambiatore di calore radiante 1, si disattiva detto scambiatore di calore con flusso forzato di aria di raffreddamento 7 ed il sistema funziona in modalitÃ di riscaldamento.

Alternativamente, quando le valvole V4 e V6 sono aperte, vengono chiuse le valvole V3 e V5, si attiva detto scambiatore di calore con flusso forzato di aria di raffreddamento 7, si disattiva detto scambiatore di calore radiante 1, il fluido inverte la propria direzione, ed il sistema funziona in modalitÃ di raffreddamento.

Vantaggiosamente le valvole V3, V4, V5 e V6 possono essere sostituite da un'unica valvola a quattro vie, opportunamente collegata, che regola la direzione del flusso del fluido di conduzione in uscita dal compressore 2.

Tramite la chiusura selettiva delle quattro valvole in combinazione con la direzione di circolazione del fluido di conduzione Ã ̈ possibile avere quattro modalitÃ di funzionamento:

- ModalitÃ invernale in cui le valvole V4 e V6 vengono chiuse e lo scambiatore di calore 7 viene escluso dal circuito, le valvole V3 e V5 vengono aperte, l'evaporatore/condensatore 31 funziona come evaporatore e lo scambiatore di calore 1 cede calore all'ambiente interno; questa modalitÃ corrisponde a quella descritta in fig. 1.

- ModalitÃ invernale in cui le valvole V3 e V5 vengono chiuse e lo scambiatore di calore radiante 1 viene escluso dal circuito, le valvole V4 e V6 vengono aperte, l'evaporatore/condensatore 31 funziona come evaporatore e lo scambiatore di calore 7 cede calore all'ambiente interno.

- ModalitÃ invernale in cui le valvole V3, V4, V5 e V6 vengono aperte, 1'evaporatore/condensatore 31 funziona come evaporatore e gli scambiatori di calore 1 e 7 cedono calore all'ambiente interno; questa modalitÃ corrisponde a quella descritta in fig.

2.

- ModalitÃ estiva in cui le valvole V3 e V5 vengono chiuse e lo scambiatore di calore radiante 1 viene escluso dal circuito, le valvole V4 e V6 vengono aperte, l'evaporatore/condensatore 31 funziona come condensatore e lo scambiatore di calore 7 immette aria di refrigerazione nell'ambiente interno.

La fig. 4 illustra un esempio esecutivo del dispositivo oggetto della presente invenzione, secondo il quale gli scambiatori di calore sono alloggiati in una consolle 8, e detta consolle 8 presenta un incavo frontale 81 atto ad alloggiare detto scambiatore di calore radiante 1, una finestra di ingresso dell'aria ambiente 82 e una finestra di reimmissione dell'aria nell'ambiente 83, attraverso le quali finestre l'aria ambiente viene prelevata, riscaldata o raffreddata, e rilasciata nell'ambiente, essendo previsto all'interno della consolle uno scambiatore di calore a flusso forzato di aria, non visibile in figura.

La fig. 5 illustra una vista di sezione del detto esempio esecutivo del dispositivo oggetto della presente invenzione, secondo il quale gli scambiatori di calore sono alloggiati in una consolle 8.

Detta consolle 8 presenta detto incavo frontale 81 atto ad alloggiare detto scambiatore di calore radiante 1, essendo detto scambiatore di calore radiante 1 composto da detto condensatore 11 e detti elementi radianti 12, ed essendo inoltre detto scambiatore di calore radiante 1 distanziato dalle pareti di detto incavo 81 in modo tale per cui si forma un camino d'aria 84 che passa tra il detto scambiatore di calore radiante 1 e il detto incavo 81.

Detto camino d'aria 84 viene percorso da un flusso d'aria 18, scaldando l'aria che viene infine rilasciata nell'ambiente.

Detta consolle 8 presenta inoltre detta finestra di ingresso dell'aria ambiente 82 attraverso la quale l'aria ambiente, tramite detti mezzi di generazione di un flusso forzato di aria 63, viene prelevata e convogliata attraverso detto scambiatore di calore 6, per poi essere rilasciata nell'ambiente, dopo essersi riscaldata, attraverso detta finestra di reimmissione dell'aria nell'ambiente 83.

Come giÃ detto, in una medesima configurazione, tramite 1'inversione della direzione di circolazione del fluido di conduzione tale scambiatore di calore 6 puÃ² essere utilizzato come refrigeratore per la generazione di un flusso forzato di aria di raffreddamento, invece che di riscaldamento, da utilizzare in alternativa al detto scambiatore di calore radiante 1.

La fig. 6 illustra una vista frontale degli elementi radianti 12, composti da elementi allungati di forma parallelepipeda 120 con uno spessore necessario ad essere attraversati da un foro longitudinale 122 di alloggiamento di un condotto di condensazione e che presentano sulle superfici laterali alettature 121 disposte longitudinalmente.

I detti elementi radianti 12 visibili in figura possono essere affiancati l'uno all'altro, ciascuno applicato su un condotto di condensazione, e possono presentare frontalmente la superficie piana 123 visibile in figura.

In un ulteriore esempio esecutivo possono essere ruotati di 90° attorno all'asse longitudinale passante per il foro longitudinale 122 in modo tale per cui presentano frontalmente la superficie alettata 124.

In fig. 7 sono illustrate tre esempi di possibili sezioni dei detti elementi radianti 12.

La sezione A Ã ̈ la stessa sezione presente in figura 6, in cui sull'elemento allungato di forma parallelepipeda 120, attraversato dal foro longitudinale 122 di alloggiamento di un condotto di condensazione, sono presenti alettature 121 disposte longitudinalmente .

La sezione B Ã ̈ sostanzialmente uguale alla sezione A ma presenta una differente disposizione delle alettature 121.

La sezione C illustra una sezione di un elemento radiante composto da un elemento sostanzialmente cilindrico 125 attraversato da detto foro longitudinale 122 di alloggiamento di un condotto di condensazione e da alettature 121 disposte longitudinalmente sulla superficie di mantello ed orientate radialmente.

In una forma esecutiva alternativa l'elemento radiante Ã ̈ costituito dal condotto di condensazione stesso, sagomato in modo tale per cui presenta sulla superficie di mantello alettature 121 disposte longitudinalmente ed orientate radialmente.

La fig. 8 illustra una vista di sezione di parte di un esempio esecutivo di detto scambiatore di calore radiante 1, il quale scambiatore di calore radiante 1 Ã ̈ composto da un condensatore 11, composto a sua volta da una pluralitÃ di condotti 111, e da due elementi radianti 12 in forma di piastre di materiale ad alta conducibilitÃ termica, preferibilmente alluminio, poste a contatto termico con i detti condotti 111, le quali piastre radianti 12 presentano delle alettature 121 che si estendono parallele tra loro per tutta l'ampiezza delle piastre radianti 12, essendo dette alettature 121 atte ad aumentare il rapporto tra la superficie ed il volume di detti elementi radianti 12 e/o la superficie di scambio termico con l'aria ambiente .

Le linee tratteggiate 86 e 87 rappresentano rispettivamente la parete posteriore e la parete aperta frontale del detto incavo della detta consolle in cui Ã ̈ alloggiato il detto scambiatore di calore radiante 1.

La fig. 9 illustra il passaggio di fase da gassosa a liquida del fluido di conduzione all'interno di condotti di condensazione con diverso diametro .

In un condensatore il fluido di conduzione in fase gassosa cede calore al condensatore stesso, passando in fase liquida inizialmente lungo le pareti interne dei condotti di detto condensatore; si presenta cosÃ¬ una situazione in cui il fluido di conduzione Ã ̈ in fase liquida lungo le pareti dei condotti mentre Ã ̈ ancora in fase gassosa nella parte centrale di detti condotti.

Questa situazione porta a movimenti relativi tra la fase gassosa e la fase liquida del detto fluido di conduzione, e tali movimenti sono udibili esternamente sotto forma di gorgoglÃ¬i.

Nell'arte nota il rumore generato dai mezzi di generazione di flusso forzato di aria, come ventole o simili, rende difficilmente avvertibili detti gorgoglÃ¬i; al contrario, in un dispositivo come quello secondo la presente invenzione, in cui il flusso forzato di aria non Ã ̈ presente o Ã ̈ drasticamente ridotto, tali gorgoglÃ¬i possono risultare maggiormente evidenti, rappresentando un elemento di svantaggio.

CiÃ² viene ovviato tramite l'opportuno dimensionamento dei condotti: in figura sono rappresentati due condotti E e F, di pari lunghezza X, con diametro rispettivamente D e d, essendo D > d; in entrambi in condotti la fase liquida 113 Ã ̈ giÃ condensata sulle pareti del condotto e la fase gassosa 112 si trova nella zona centrale, perdurando per una predefinita lunghezza, prima di condensare del tutto.

Tale predefinita lunghezza varia a seconda del diametro e quindi del rapporto superficie/volume del condotto, e vale L per il condotto E e 1 per il condotto F, essendo L > 1.

Utilizzando condotti di diametro ridotto, quindi, si riduce la lunghezza della parte di condotto in cui la fase gassosa e la fase liquida coesistono, abbattendo livello acustico di gorgoglio generato; si rende necessario inoltre un numero maggiore di condotti, aumentando la superficie radiante a paritÃ di volume, ottenendo una migliore dispersione del calore, e riducendo la velocitÃ di attraversamento dei condotti di condensazione da parte del fluido refrigerante.

Il fatto che la cessione del calore di condensazione avvenga in una zona di lunghezza limitata 1 del condotto invece che per gran parte della lunghezza totale del condotto, non rappresenta un problema grazie alla scelta di materiali ad alta conducibilitÃ termica, preferibilmente metalli, in particolare rame per guanto riguarda i condotti e alluminio per gli elementi radianti posti in contatto termico con i detti condotti, che limitano la disomogeneitÃ , tra la parte superiore e quella inferiore dello scambiatore di calore radiante, della cessione di calore.

La fig. 10 illustra detto esempio esecutivo di detto scambiatore di calore radiante 1, in cui gli elementi radianti sono in forma di piastre, ed in cui la piastra radiante frontale Ã ̈ rimossa per chiarezza espositiva e la piastra radiante posteriore 12 Ã ̈ posta in contatto termico con il condensatore 11, composto da una pluralitÃ di condotti 111.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di riscaldamento a irraggiamento composto da una pompa di calore che tramite ciclo frigo invertito comprime mediante un compressore un fluido di conduzione in fase gassosa causandone il passaggio in fase liquida in un condensatore con conseguente cessione di calore all'ambiente da parte di detto condensatore, caratterizzato dal fatto che comprende scambiatori di calore con l'ambiente radianti i quali sono costituiti dal detto condensatore e da uno o piÃ¹ elementi radianti di materiale ad alta conducibilitÃ termica che sono a contatto termico con il condensatore per la cessione del calore di condensazione dal detto condensatore ai detti elementi radianti.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto scambiatore di calore radiante Ã ̈ composto da un condensatore comprendente una pluralitÃ di condotti di condensazione che sono distribuiti secondo un prestabilito ordine e che sono collegati ad un collettore di alimentazione del fluido di conduzione in fase gassosa e nei quali condotti di condensazione il detto fluido di conduzione in fase gassosa passa alla fase liquida cedendo agli stessi calore di condensazione e da elementi radianti costituiti dalle superfici di mantello dei condotti di condensazione stessi, essendo tali superfici di mantello dei condotti di condensazione provviste di alettature o superfici di scambio termico con l'aria ambiente.
3. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto scambiatore di calore radiante Ã ̈ composto da un condensatore comprendente una pluralitÃ di condotti di condensazione e da elementi radianti alettati, i quali elementi radianti sono applicabili sui detti condotti di condensazione e sono in contatto termico con gli stessi.
4. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che ciascuno dei detti elementi radianti Ã ̈ provvisto di un foro passante di alloggiamento di almeno un condotto di condensazione ed Ã ̈ in contatto termico con lo stesso
5. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che i detti condotti di condensazione sono collegati in parallelo e le superfici di mantello dei detti condotti di condensazione sono distribuite lungo una superficie tangente d'inviluppo degli stessi o lungo due superfici d'inviluppo tangenti su lati fra loro diametralmente opposti delle superfici di mantello dei detti condotti di condensazione, con riferimento all'asse centrale longitudinale dei detti condotti di condensazione, e i detti elementi radianti sono costituiti da una o due piastre radianti che si estendono ciascuna rispettivamente lungo una delle dette superfici d'inviluppo tangenti alle superfici di mantello dei detti condotti di condensazione.
6. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 o 2, caratterizzato dal fatto che i condotti di condensazione sono disposti affiancati fra loro ad una prestabilita distanza e sono distribuiti lungo una superficie piana o incurvata secondo almeno un asse di curvatura, essendo la detta piastra radiante rispettivamente o piana o incurvata.
7. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che presenta due piastre radianti fra loro parallele fra le quali sono interposti, a contatto con ciascuna delle dette due piastre, i condotti di condensazione.
8. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che i condotti di condensazione e gli elementi radianti sono di materiale ad elevata conducibilitÃ termica.
9. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che il diametro ed il numero dei condotti di condensazione sono ottimizzati in relazione da una parte alla cessione di calore e alla condensazione da fase gassosa a fase liquida di detto fluido di conduzione, e dall'altra alla riduzione del livello acustico di gorgoglio che tale passaggio di fase genera .
10. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che Ã ̈ alloggiato in una consolle che presenta su uno dei lati, preferibilmente il lato frontale, un incavo atto ad alloggiare il detto scambiatore di calore radiante in modo tale per cui detto scambiatore di calore radiante Ã ̈ sostanzialmente compreso all'interno del volume di detta consolle, essendo inoltre detto scambiatore di calore radiante distanziato dalle pareti di detto incavo in modo tale per cui si fozrma un camino d'aria che passa tra il detto scambiatore di calore radiante e il detto incavo.
11. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che detti elementi radianti a contatto termico con i condotti di condensazione sono in alluminio e presentano una superficie alettata in modo tale da aumentare il rapporto tra la superficie ed il volume di detti elementi radianti e/o la superficie di scambio termico con l'aria ambiente.
12. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che presenta un secondo scambiatore di calore composto da un condensatore con mezzi di scambio termico con un flusso di aria e da mezzi di generazione di un flusso forzato di aria attraverso i detti mezzi di scambio termico del condensatore, essendo prevista una finestra di ingresso dell'aria ambiente ed una finestra di reimmissione dell'aria nell'ambiente .
13 . Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di generazione di un flusso forzato di aria di raffreddamento azionabili alternativamente ai detti mezzi scambiatori di calore con l'ambiente mediante irraggiamento e/o flusso forzato di aria.
14. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di generazione di un flusso forzato di aria di raffreddamento che sono costituiti da un evaporatore e da mezzi di scambio termico associati allo stesso e da mezzi di generazione di un flusso forzato di aria attraverso i detti mezzi di scambio termico dell'evaporatore, la quale aria viene prelevata dall'ambiente a monte del detto evaporatore e reimmessa nell'ambiente dopo lo scambio termico con 1'evaporatore .
15. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che presenta mezzi fotovoltaici di generazione di energia elettrica, essendo detti mezzi dimensionati in modo tale per cui la superficie di generazione di energia elettrica esposta al sole garantisce sufficiente energia elettrica per l'alimentazione indipendente del dispositivo di riscaldamento, sia nell'ambito della singola utenza, sia in un ambito di rete .
16 .Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che Ã ̈ alloggiato in una consolle di forma e dimensioni tali per cui puÃ² essere posizionata sotto una finestra.
17 . Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che Ã ̈ alloggiato in una consolle di forma e dimensioni tali per cui puÃ² essere appesa a pareti e/o soffitti.
18. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che presenta i detti scambiatori di calore applicabili a parete come usuali radiatori, e i detti mezzi di generazione di flusso forzato di aria di riscaldamento e/o di raffreddamento posizionati su parete o soffitto, o in alternativa posizionati lontani dal punto di rilascio e diffusione nell'ambiente di detto flusso forzato di aria, essendo tale flusso forzato di aria convogliato mediante condotti ad appositi bocchettoni di rilascio e diffusione nell'ambiente.
19. Dispositivo secondo una o piÃ¹ delle precedenti rivendicazioni caratterizzato dal fatto che Ã ̈ costituito da un normale dispositivo di climatizzazione .
20. Metodo di riscaldamento ad irraggiamento caratterizzato dal fatto che prevede i seguenti passi: - compressione di un fluido di conduzione in fase gassosa mediante un compressore; - invio di detto fluido di conduzione in fase gassosa in pressione in un condensatore - passaggio in fase liquida di detto fluido in fase gassosa in pressione in detto condensatore, essendo tale condensatore composto da una pluralitÃ di condotti di condensazione che sono distribuiti secondo un prestabilito ordine e che sono collegati ad un collettore di alimentazione del fluido di conduzione in fase gassosa e nei quali condotti di condensazione il detto fluido di conduzione in fase gassosa passa alla fase liquida cedendo agli stessi calore di condensazione cessione di calore all'ambiente per irraggiamento e convezione da parte di scambiatori di calore con l'ambiente radianti i quali sono costituiti dal detto condensatore e da almeno un elemento radiante di materiale ad alta conducibilitÃ termica che Ã ̈ a contatto termico con il condensatore per la cessione del calore di condensazione dal detto condensatore al o ai detti elementi radianti. - invio di detto fluido di conduzione in fase liquida ad un evaporatore per iniziare nuovamente il ciclo frigo invertito.