ITTO20010021A1 - Dispositivo di ventilazione, sistema di condizionamento dell'aria e metodo di controllo della temperatura per un alloggiamento. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DEL BREVETTO PER INVENZIONE INDUSTRIALE Dal titolo: "Dispositivo di ventilazione, sistema di condizionamento dell'aria e metodo di controllo della temperatura per un alloggiamento"

TESTO DELLA DESCRIZ

L'invenzione è relativa ad un dispositivo di ventilazione con uno scambiatore di calore aria/mezzo attraverso cui scorre un mezzo di trasporto di energia termica e con un ventilatore per un alloggiamento con uno spazio interno di alloggiamento, in modo speciale per un alloggiamento di componenti che producono calore di scarto, un armadio elettronico, un armadio di commutatori, un sistema di alloggiamento o un alloggiamento di calcolatore, il ventilatore essendo collocato sull'alloggiamento e configurato in modo tale da produrre un flusso d'aria che scorre attraverso lo scambiatore di calore aria/mezzo ed è diretto nello spazio interno di alloggiamento secondo il preambolo della rivendicazione 1. L'invenzione inoltre è relativa ad un metodo per il controllo della temperatura in un alloggiamento con uno spazio interno di alloggiamento, e in modo speciale in un alloggiamento di componenti che producono calore di scarto, un armadio elettronico, un armadio di commutatori, un sistema di alloggiamento o un alloggiamento di calcolatore, per cui l'aria viene condotta attraverso uno scambiatore di calore aria/mezzo attraverso cui scorre un mezzo di trasporto di energia termica e che è alimentato nell'alloggiamento. L'invenzione è inoltre relativa ad un sistema di condizionamento dell'aria.

Per componenti collocati in un alloggiamento che producono in modo corrispondente calore di scarto, è necessario dissipare il calore di scarto dalla carcassa e controllare la temperatura nell'alloggiamento tramite un soffiaggio più o meno forte di aria ambiente nello spazio interno di alloggiamento tramite un ventilatore. Un esempio noto di ciò è costituito da un alloggiamento di calcolatore, per cui è qui valido il principio che tanto maggiore è la ventilazione tanto migliore è la situazione. Di solito, tali alloggiamenti sono dotati di un ventilatore che funziona in modo continuo oppure che è commutato acceso e spento da un dispositivo di controllo a seconda della temperatura nell'alloggiamento.

Praticamente, tutti i componenti che producono calore, come ad esempio i componenti elettronici, non solo hanno una temperatura operativa massima ma hanno anche una temperatura operativa minima. I dispositivi di ventilazione tradizionali che comprendono sostanzialmente un ventilatore non possono tuttavia eseguire un controllo di temperatura per temperature superiori, dato che hanno soltanto una funzione di raffreddamento. Questo può anche diventare critico se, a causa di temperature ambiente basse, dovute alla ventilazione si arriva ad una diminuzione della temperatura nell'alloggiamento vicino o al di sotto della temperatura operativa minima dei componenti nell'alloggiamento .

Inoltre, sono noti sistemi di condizionamento dell'aria per armadi di commutatori con uno scambiatore di calore aria/acqua in cui l'aria calda dell'armadio dei commutatori viene condotta attraverso lo scambiatore dì calore aria/acqua attraverso cui scorre l'acqua di raffreddamento e viene così raffreddata. In questo caso, tuttavia, è svantaggioso il fatto che è necessaria una alimentazione di acqua di raffreddamento esterna continua e in modo corrispondente una dissipazione continua di acqua di raffreddamento calda. Così, tali sistemi di condizionamento dell'aria per armadi di commutatori richiedono sempre corrispondenti installazioni per l'acqua quali un rubinetto per l'acqua ed un serbatoio nelle vicinanze .

Scopo della presente invenzione è quello di rendere disponibile un dispositivo dì ventilazione perfezionato, un sistema di condizionamento dell'aria perfezionato così come un metodo perfezionato del tipo sopra citato che eliminano gli svantaggi sopra indicati e che ottengono una costruzione compatta che è fabbricabile in maniera semplice, per cui viene migliorato simultaneamente il controllo della temperatura.

Questo scopo è raggiunto da un dispositivo di ventilazione del tipo sopra citato con le caratteristiche indicate nella rivendicazione 1, dal metodo del tipo sopra citato, con le caratteristiche indicate nella rivendicazione 15 così come da un sistema di condizionamento dell'aria con le caratteristiche indicate nella rivendicazione 25.

A questo scopo, l'invenzione prevede un dispositivo di ventilazione del tipo sopra citato in cui è previsto un circuito chiuso per il mezzo che scorre attraverso lo scambiatore di calore aria/mezzo escludendo una alimentazione esterna del mezzo rispetto al dispositivo di ventilazione, questo circuito chiuso essendo connesso ad un dispositivo per fornire o dissipare energia termica in una posizione distanziata dallo scambiatore di calore aria/mezzo.

Ciò ha il vantaggio che non è necessaria una alimentazione esterna del mezzo come ad esempio l'alimentazione dell'acqua di raffreddamento e che, a causa del circuito chiuso, vengono minimizzate le perdite di dispersione. In aggiunta, il campo operativo del dispositivo di ventilazione aumenta da un dispositivo di raffreddamento puro ad uno di riscaldamento nella misura in cui le condizioni ambiente come ad esempio le temperature ambiente basse rendono necessario un riscaldamento dello spazio interno di alloggiamento allo scopo di rispettare le temperature operative ammissibili nello spazio interno di alloggiamento.

Sviluppi ulteriori preferibili del dispositivo di ventilazione sono descritti nelle rivendicazioni .

Per aspirare aria che deve essere raffreddata direttamente dallo spazio interno di alloggiamento in un circuito di ricircolo chiuso, il ventilatore è connesso a monte allo spazio interno di alloggiamento, per cui il ventilatore fornisce aria aspirata dall'alloggiamento verso lo scambiatore di calore aria/mezzo nello spazio interno di alloggiamento .

In modo appropriato, il dispositivo per alimentare o dissipare energia termica è configurato in modo tale da fornire o dissipare energia in modo opzionale. Il dispositivo di ventilazione ottiene così in una singola unità il vantaggio aggiuntivo di rendere possibile a scelta una modalità operativa di riscaldamento, o una di riscaldamento o di raffreddamento.

In una forma di realizzazione preferita, il circuito chiuso comprende un serbatoio di immagazzinaggio per il mezzo, il dispositivo per l'alimentazione o dissipazione di energia termica opzionale essendo collocato per esempio connesso a termoconduzione con il serbatoio di immagazzinaggio .

In una forma di realizzazione particolarmente preferita, il dispositivo per l'alimentazione o dissipazione opzionale di energia termica è un elemento Peltier con un primo lato con un primo materiale ed un secondo lato con un secondo materiale che presenta un coefficiente di Peltier diverso dal primo materiale, per cui il primo lato dell'elemento Peltier è connesso a termoconduzione al circuito per il mezzo.

Un raffreddamento o riscaldamento opzionale del mezzo in un circuito è ottenuto per il fatto che l'elemento Peltier è connesso ad una sorgente di corrente in maniera tale che si verifica un trasporto di energia termica dal primo lato al secondo lato e viceversa.

Un dispositivo per l'inversione dei poli opzionale della connessione tra l'elemento Peltier e la sorgente di corrente è previsto per una commutazione automatizzata per esempio a seconda della temperatura nello spazio interno dell'alloggiamento.

Il secondo elemento Peltier è connesso ad un secondo scambiatore di calore per l'alimentazione o dissipazione corrispondente di energia termica dall'elemento Peltier a seconda della modalità operativa secondo la polarità. In modo appropriato, un ventilatore aggiuntivo è collocato e configurato in modo tale da produrre un flusso d'aria che scorre attraverso un secondo scambiatore di calore, per cui il ventilatore aggiuntivo ad esempio aspira aria esterna e la trasporta attraverso il secondo scambiatore di calore e la scarica di nuovo verso l'esterno .

Per aumentare il volume spostato, un secondo ventilatore è collocato a valle dello scambiatore di calore aria/mezzo in maniera tale che il ventilatore supporta un flusso d'aria nella direzione dello spazio interno di alloggiamento.

Per esempio, il ventilatore ha un ventilatore di filtro e il mezzo di trasporto di energia termica è l'acqua.

Inoltre, per un metodo del tipo sopra citato, l'invenzione prevede che il mezzo che scorre attraverso lo scambiatore di calore aria/mezzo sia condotto in un circuito chiuso escludendo una alimentazione esterna del mezzo e che questo circuito sia raffreddato o riscaldato in un luogo distanziato dallo scambiatore di calore aria/mezzo. Questo ha il vantaggio che una alimentazione esterna del mezzo come ad esempio una alimentazione d'acqua di raffreddamento non è necessaria e che, a causa del circuito chiuso, si minimizzano le perdite di dispersione. In aggiunta, il campo operativo del dispositivo di ventilazione aumenta da un dispositivo di raffreddamento puro ad uno di riscaldamento nella misura in cui le condizioni ambiente, come ad esempio le temperature ambiente basse rendono necessario un riscaldamento dello spazio interno di alloggiamento allo scopo di rispettare le temperature operative ammissibili nello spazio interno di alloggiamento.

Ulteriori sviluppi preferibili del metodo sono i seguenti:

Per aspirare aria che deve essere raffreddata direttamente allo spazio interno di alloggiamento in un circuito di ricircolo chiuso, l'aria aspirata dall'alloggiamento viene rinviata attraverso lo scambiatore di calore aria/mezzo e nuovamente nello spazio interno di alloggiamento.

In una forma di realizzazione preferita, il mezzo nel circuito chiuso viene tolto da un serbatoio di immagazzinaggio, inviato attraverso lo scambiatore di calore aria/mezzo e nuovamente nel serbatoio di immagazzinaggio. Qui, si esegue l'alimentazione o dissipazione opzionale di energia termica nel serbatoio di immagazzinaggio in maniera particolarmente vantaggiosa.

In una forma di realizzazione particolarmente preferita, per la fornitura o dissipazione opzionale di energia termica si utilizza un elemento Peltier con un primo lato con un primo materiale ed un secondo lato con un secondo materiale che presenta un coefficiente di Peltier diverso dal primo materiale, e il primo lato dell'elemento Peltier essendo collocato connesso a termoconduzione al circuito per il mezzo.

Un raffreddamento o riscaldamento opzionale del mezzo nel circuito si ottiene per il fatto che il primo lato dell'elemento Peltier è raffreddato o riscaldato a scelta applicando ad esso una corrispondente tensione elettrica.

Il secondo lato dell'elemento Peltier di un secondo scambiatore di calore è raffreddato o riscaldato per la corrispondente alimentazione o dissipazione di energia termica al o dall'elemento Peltier a seconda della modalità operativa.

Per esempio, si utilizza un ventilatore di filtro come ventilatore e acqua come mezzo.

Un sistema di condizionamento dell'aria secondo l'invenzione del tipo sopra citato comprende un dispositivo di ventilazione della costruzione sopra descritta che opera preferibilmente secondo un metodo del tipo sopra descritto .

Inoltre, l'invenzione prevede che si fornisca un elemento Peltier con un primo lato comprendente un primo materiale ed un secondo lato comprendente un secondo materiale che presenta un coefficiente di Peltier diverso dal primo materiale, per cui l'elemento Peltier è collocato in maniera tale che il primo lato viene posto nel flusso d'aria del ventilatore di filtro in maniera tale che il flusso d'aria scambi energia termica con il primo lato.

Questo ha il vantaggio che con un singolo dispositivo senza grandi spese si può eseguire facilmente un raffreddamento così come un riscaldamento di un sistema di alloggiamento oppure di un armadio di commutatori tramite inversione di poli di una alimentazione di corrente elettrica sull'elemento Peltier. Questo ottiene un controllo di temperatura completo per il sistema di alloggiamento o l'armadio di commutatori anche in situazioni operative tali per cui le influenze ambientali variabili richiedono alternativamente un riscaldamento o un raffreddamento dello spazio interno del sistema di alloggiamento oppure dell'armadio di commutatori senza che si debbano prevedere per ciò due dispositivi separati. Un singolo dispositivo, cioè l'elemento Peltier, è opzionale come unità di riscaldamento o di raffreddamento .

Per raffreddare lo spazio interno di alloggiamento, l'elemento Peltier è connesso ad una sorgente di corrente in modo tale che si verifica un trasporto di energia termica dal primo lato al secondo cosicché l'aria che scorre sul primo lato freddo viene raffreddata. Viceversa per riscaldare lo spazio interno di alloggiamento l'elemento Peltier è connesso ad una sorgente di corrente in maniera tale che si verifica un trasporto di energia termica dal secondo lato al primo cosicché l'aria che scorre sul primo lato caldo viene riscaldata .

Un flusso d'aria sotto forma di circuito d'aria di ricircolo chiuso rispetto allo spazio interno di alloggiamento si ottiene per il fatto che il lato di aspirazione del ventilatore di filtro è connesso allo spazio interno di alloggiamento. In alternativa, il lato di aspirazione del ventilatore di filtro è connesso all'ambiente .

Per l'adattamento ottimale della modalità operativa del dispositivo di ventilazione, è previsto un dispositivo per commutare la connessione del lato di aspirazione del ventilatore di filtro a scelta con lo spazio interno di alloggiamento oppure con l'ambiente.

Per dissipare l'energia termica dall'elemento Peltier quando si raffredda lo spazio interno di alloggiamento, è previsto un secondo ventilatore cosicché il flusso d'aria prodotto da questo ventilatore scorre intorno al secondo lato dell'elemento Peltier. Per esempio, il lato di aspirazione del secondo ventilatore è connesso allo spazio interno di alloggiamento e il lato di pressione del secondo ventilatore con l'ambiente. Questo ha il particolare vantaggio che in una fase operativa di "riscaldamento dello spazio interno di alloggiamento" in cui il secondo lato dell'elemento Peltier è raffreddato durante l'operazione, aria calda dall'alloggiamento scorre intorno al secondo lato dell'elemento Peltier e così si fornisce calore all'elemento Peltier. In altre parole, una certa frazione di energia termica dell'aria che scorre fuori dall'alloggiamento viene fornita di nuovo all'alloggiamento dall'elemento Peltier. In modo appropriato, il secondo lato dell'elemento Peltier è collocato a monte o a valle del secondo ventilatore .

In una forma di realizzazione preferita, il primo lato dell'elemento Peltier è collocato a valle del ventilatore di filtro. In alternativa, il primo lato dell'elemento Peltier è collocato a monte del ventilatore di filtro.

Per un trasferimento termico particolarmente buono ed efficace tra il flusso d'aria e il rispettivo lato dell'elemento Peltier, il primo e/o e il secondo lato dell'elemento Peltier presenta una piastra di conduzione di calore, specialmente uno scambiatore di calore lamellare che sporge nel rispettivo flusso d'aria.

Per un raffreddamento o riscaldamento attivo del secondo lato dell'elemento Peltier, questo secondo lato è connesso ad uno scambiatore di calore aria/acqua.

Inoltre, per un metodo del tipo sopra citato, l'invenzione prevede che il flusso d'aria diretto nello spazio interno di alloggiamento sia guidato lungo un lato di un elemento Peltier, l'elemento Peltier essendo alimentato da corrente in maniera tale che questo lato sia a scelta raffreddato o riscaldato .

Questo ha il vantaggio che senza molte spese si può facilmente eseguire un raffreddamento così come un riscaldamento di un sistema di alloggiamento oppure di un armadio di commutatori tramite inversione di poli di un'alimentazione di corrente elettrica sull'elemento Peltier. Questo ottiene un controllo di temperatura completo per il sistema di alloggiamento oppure l'armadio di commutatori anche in situazioni operative tali per cui le influenze ambientali variabili richiedono in alternativa un riscaldamento o un raffreddamento dello spazio interno del sistema di alloggiamento oppure dell'armadio di commutatori senza che si debbano prevedere per ciò due dispositivi separati. Un singolo dispositivo, cioè l'elemento Peltier, è una unità di riscaldamento così come di raffreddamento opzionale.

Così, per esempio, si esegue l'immersione dei poli dell'elemento Peltier a seconda della temperatura dello spazio interno di alloggiamento.

Un flusso d'aria sotto forma di circuito di ricircolo chiuso rispetto allo spazio interno di alloggiamento è realizzato per il fatto che il flusso d'aria diretto nello spazio interno di alloggiamento è alimentato dallo spazio interno di alloggiamento stesso. In alternativa, il flusso diretto nello spazio interno di alloggiamento viene alimentato dall'ambiente.

Per l'adattamento ottimale della modalità operativa del dispositivo di ventilazione, l'alimentazione del flusso d'aria è scelta in modo opzionale dall'ambiente oppure dallo spazio interno di alloggiamento a seconda della temperatura nello spazio interno di alloggiamento.

Per la dissipazione di energia termica dall'elemento Peltier quando si raffredda lo spazio interno di alloggiamento, si fa scorrere intorno ad un secondo lato dell'elemento Peltier un secondo flusso d'aria. Questo flusso d'aria è alimentato per esempio dallo spazio interno di alloggiamento. Questo ha il particolare vantaggio che è in una fase operativa di "riscaldamento dello spazio interno di alloggiamento" in cui il secondo lato dell'elemento Peltier è raffreddato durante l'operazione, aria calda dall'alloggiamento scorre intorno al secondo lato dell'elemento Peltier e cosi si alimenta calore all'elemento Peltier. In altre parole, una certa frazione di energia termica dell'aria che scorre fuori dall'alloggiamento viene inviata di nuovo nell'alloggiamento dall'elemento Peltier .

In modo appropriato, il flusso d'aria è alimentato dallo spazio interno di alloggiamento.

L'invenzione sarà spiegata qui in seguito in maggior dettaglio con riferimento ai disegni allegati .

La Figura 1 illustra una prima forma di realizzazione di un dispositivo di ventilazione secondo l'invenzione in un diagramma a blocchi schematico .

La Figura 2 illustra una seconda forma di realizzazione di un dispositivo di ventilazione secondo l'invenzione in un diagramma a blocchi schematico .

La Figura 3 illustra una terza forma di realizzazione di un dispositivo di ventilazione secondo l'invenzione in una vista in sezione schematica .

La Figura 4 illustra una quarta forma di realizzazione di un dispositivo di ventilazione in una vista in sezione schematica

La forma di realizzazione rappresentata in figura 1 di un dispositivo di ventilazione 100 secondo l'invenzione comprende uno scambiatore di calore aria/acqua 10, un ventilatore di filtro 12 che aspira aria calda 14 dallo spazio esterno di alloggiamento 16 e la fornisce allo scambiatore di calore aria/acqua 10, una ventola di scarico 18 che fornisce aria 20 raffreddata nello scambiatore di calore aria/acqua 10 di nuovo allo spazio interno di alloggiamento 16 così come un serbatoio di immagazzinaggio 22 da cui l'acqua viene tolta per lo scarico nello scambiatore di calore aria/acqua 10 e a cui viene alimentata di nuovo l'acqua che scorre fuori dallo scambiatore di calore aria/acqua 10. In questo modo, l'acqua che scorre attraverso lo scambiatore di calore aria/acqua 10 viene fatta circolare in un circuito chiuso senza alimentazione esterna d'acqua.

Un elemento Peltier 24 con un primo lato 26 con un primo materiale ed un secondo lato che non è visibile in figura 1 con un secondo materiale che presenta un coefficiente Peltier diverso dal primo materiale è connesso a termoconduzione al suo primo lato 26 con il serbatoio di immagazzinaggio 22.

L'elemento Peltier 24 è connesso ad una sorgente di corrente in maniera tale che si abbia come risultato secondo il coefficiente di Peltier noto un trasporto di energia termica dal primo lato 26 al secondo lato che non è rappresentato in dettaglio in figura 1 cosicché il primo lato 26 viene raffreddato, mentre il secondo lato si sta riscaldando. Entrambi i lati dell'elemento Peltier 24 comprendono materiali con coefficienti di Peltier diversi quali, ad esempio, semiconduttori drogati in modo diverso. L'acqua di raffreddamento nel serbatoio di immagazzinaggio 22 che è a contatto di termoconduzione con il lato freddo 26 dell'elemento Peltier 24 si raffredda in modo tale che lo scambiatore di calore 10 estrae energia termica dall'aria 14 in scorrimento tramite l'acqua raffreddata e diminuisce così la temperatura nello spazio interno di alloggiamento 16 o la tiene costante per componenti che dissipano calore nello spazio interno di alloggiamento 16. Il calore di scarto risultante sul secondo lato dell'elemento Peltier 24 deve essere trasportato via in modo appropriato nell'ambiente 24.

Per la forma di realizzazione rappresentata in figura 2 di un dispositivo di ventilazione 200 secondo l'invenzione, per un alloggiamento 27, il secondo lato 28 dell'elemento Peltier 24 è connesso a termoconduzione ad un secondo scambiatore di calore 30 con un secondo ventilatore 31. Inoltre, si può prevedere una pompa di circolazione 32 per la circolazione dell'acqua nel circuito. Nella modalità di raffreddamento, il secondo lato 28 dell'elemento Peltier 24 si riscalda e questo calore di scarto viene inviato ad un ambiente 34 tramite il secondo scambiatore di calore 30. In questa modalità operativa, il dispositivo di ventilazione 100, 200 opera come raffreddamento e dissipa un eccesso di calore dallo spazio interno di alloggiamento 16 allo scopo di evitare un aumento eccessivo della temperatura ed un danno per i componenti nello spazio interno di alloggiamento 16 eventualmente causato in tal modo.

Tuttavia, a seconda della polarità della tensione di alimentazione sull'elemento Peltier 24, il trasporto di calore nell'elemento Peltier può essere anche invertito secondo l'effetto Peltier cosicché di conseguenza il secondo lato 28 dell'elemento Peltier 24 si sta raffreddando, mentre il primo lato 26 si sta riscaldando. Qui, il dispositivo di ventilazione 100, 200 secondo l'invenzione opera come riscaldamento e riscalda il flusso d'aria 14 sull'acqua nel serbatoio di immagazzinaggio 22 cosicché energia termica viene fornita allo spazio interno di alloggiamento 16. Fino a quando la temperatura nello spazio interno di alloggiamento 16 non ricade al di sotto di un predeterminato valore, la polarità della tensione sull'elemento Peltier 24 si inverte cosicché si hanno come risultato condizioni di calore invertite. Così, lo scambiatore di calore 10 del primo lato 26 dell'elemento Peltier 24 viene riscaldato dato che lo scambiatore di calore 30 del secondo lato 28 dell'elemento Peltier 24 si sta raffreddando. Così, l'aria 20 fornita dal ventilatore 12 o 18 nello spazio interno di alloggiamento 16 viene riscaldata quando scorre al di là dello scambiatore di calore 10 del primo lato 26 dell'elemento Peltier 24 cosicché si fornisce energia termica allo spazio interno di alloggiamento 16. Questo è vantaggioso, per esempio, in situazioni operative tali per cui una temperatura ambiente bassa lascerebbe diminuire la temperatura nello spazio interno di alloggiamento 16 al di sotto di un valore critico per i componenti che si trovano in questo spazio.

Il dispositivo di ventilazione 100, 200 secondo l'invenzione è ora in grado di eseguire a scelta entrambe le modalità operative di "raffreddamento" e "riscaldamento" per cui queste diverse modalità di funzionamento di fatto vengono selezionate automaticamente. Questo è particolarmente vantaggioso in ambienti operativi in cui, per esempio, si verificano elevate temperature ambiente durante il giorno che rendono necessario un raffreddamento dello spazio interno di alloggiamento 16, mentre si verificano temperature ambiente molto basse di notte che rendono necessario un riscaldamento dello spazio interno di alloggiamento 16 allo scopo di rispettare le temperature operative rispettivamente ammissibili per i componenti nello spazio interno di alloggiamento 16.

Nella forma di realizzazione preferita spiegata in precedenza, l'acqua è indicata soltanto come esempio come mezzo di trasporto di calore. Secondo l'invenzione, si può anche tuttavia qui utilizzare qualsiasi altro mezzo che è appropriato per il trasporto di energia termica.

La forma di realizzazione di un dispositivo di ventilazione 100 secondo l'invenzione rappresentata in figura 3 comprende un alloggiamento di base 110, un supporto di ventola 112, un tappeto di filtro 114, una ventola 116 così come un primo lato 118 di un elemento Peltier che altrimenti non è rappresentato in dettaglio. L'alloggiamento di base 10 è fissato ad una parete di armadio di commutatori 122 tramite una parete di supporto 120, la parete di armadio di commutatori separando un ambiente 124 di uno spazio interno di alloggiamento 126 di un armadio di commutatori che altrimenti non è rappresentato in dettaglio. Un supporto 128 ed un inserto 130 sostengono il tappeto di filtro 114 a monte sulla ventola 116. La ventola 16 trasporta l'aria di raffreddamento 132 dall'ambiente 124 attraverso il tappeto di filtro 114 nello spazio interno di alloggiamento 126.

L'elemento Peltier è connesso ad una sorgente di corrente in maniera tale che si abbia come risultato, secondo l'effetto Peltier noto, un trasporto di energia termica dal primo lato 118 ad un secondo lato che non è rappresentato in dettaglio in figura 3 cosicché il primo lato 118 si raffredda. Entrambi i lati dell'elemento Peltier comprendono materiali con coefficienti di Peltier diversi quali, per esempio, semiconduttori drogati in modo diverso. L'aria di raffreddamento 132 che scorre dal lato freddo 118 dell'elemento Peltier si raffredda cosicché la temperatura nello spazio interno di alloggiamento 126 può diminuire oppure può essere tenuta costante in caso di componenti di dissipazione di calore nello spazio interno di alloggiamento 126. Il calore di scarto risultante sul secondo lato dell'elemento Peltier deve essere trasportato via in modo appropriato nell'ambiente 124.

Nella forma di realizzazione di un dispositivo di ventilazione 200' secondo l'invenzione, rappresentato in figura 4, il primo lato 118 e il secondo lato 134 dell'elemento Peltier 136 sono configurati rispettivamente con uno scambiatore di calore 138, 140. Lo scambiatore di calore 138 del primo lato 118 dell'elemento Peltier 136 è qui configurato come piastra di raffreddamento e lo scambiatore di calore 140 del secondo lato 134 dell'elemento Peltier 136 come scambiatore di calore aria/acqua. Per la tensione elettrica 146 applicata all'elemento Peltier 136, si ha come risultato un trasporto di energia termica dal primo lato 118 al secondo lato 134 dell'elemento Peltier 136. Così, a causa di conduzione di calore, lo scambiatore di calore 137 del primo lato 118 dell'elemento Peltier 136 si raffredda e lo scambiatore di calore 140 del secondo lato 123 dell'elemento Peltier 136 si riscalda.

Una seconda ventola 142 aspira aria 144 dallo spazio interno di alloggiamento 126 attraverso lo scambiatore di calore 140 e dissipa questa aria 144 nell'ambiente 124. In questo modo, nella modalità di raffreddamento del dispositivo di ventilazione 200, il calore eccessivo viene dissipato sul secondo lato 134 dell'elemento Peltier 136.

Non appena la temperatura nello spazio interno di alloggiamento 126 ricade al di sotto di un predeterminato valore, la polarità della tensione 146 sull'elemento Peltier 136 si inverte cosicché si hanno come risultato condizioni termiche inverse. Cosi, lo scambiatore di calore 138 del primo lato 118 dell'elemento Peltier 136 si riscalda, mentre lo scambiatore di calore 140 del secondo lato 134 dell'elemento Peltier 136 si raffredda. Così, l'aria 132 trasportata dalla ventola 116 nello spazio interno di alloggiamento 126 si riscalda quando scorre al di là dello scambiatore di calore 138 del primo lato 118 dell'elemento Peltier 136 cosicché si fornisce energia termica allo spazio interno di alloggiamento 126. Questo è vantaggioso, per esempio, in condizioni operative tali per cui una temperatura ambiente bassa farebbe abbassare la temperatura nello spazio interno di alloggiamento 126 al di sotto di un valore critico per i componenti che si trovano in esso.

Il dispositivo di ventilazione 100', 200' secondo l'invenzione è ora in grado di eseguire a scelta due modalità operative di "raffreddamento" e "riscaldamento" simultaneamente, per cui queste diverse modalità operative vengono di fatto selezionate automaticamente. Questo è particolarmente vantaggioso in condizioni operative in cui, per esempio, si verificano elevate temperature ambiente durante il giorno che rendono necessario un raffreddamento dello spazio interno di alloggiamento 126, mentre si verificano temperature operative molto basse di notte che rendono necessario un riscaldamento dello spazio interno di alloggiamento 126 allo scopo di rispettare i valori di temperatura operativa rispettivamente ammissibili per i componenti nello spazio interno di alloggiamento 126.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. - Dispositivo di ventilazione (100, 200) con uno scambiatore di calore aria/mezzo (10) attraverso cui scorre un mezzo di trasporto di energia termica e con un ventilatore (12) per un alloggiamento (27) con uno spazio interno di alloggiamento (16), specialmente per un alloggiamento di componenti che producono calore di scarto, un armadio elettronico, un armadio di commutatori, un sistema di alloggiamento o un alloggiamento di calcolatore, il ventilatore (12) essendo collocato sull'alloggiamento (27) e configurato in modo tale da produrre un flusso d'aria (20) che scorre attraverso lo scambiatore di calore aria/mezzo (10) e si dirige nello spazio interno di alloggiamento (16), caratterizzato dal fatto che è previsto un circuito chiuso per il mezzo che scorre attraverso lo scambiatore di calore aria/mezzo (10) escludendo un'alimentazione esterna del mezzo rispetto al dispositivo di ventilazione (100, 200), questo circuito chiuso essendo connesso ad un dispositivo (24) per fornire o dissipare energia termica in un luogo (22) distanziato dallo scambiatore di calore aria/mezzo (10). 2. - Dispositivo di ventilazione (100, 200) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il ventilatore (12) è connesso a monte allo spazio interno di alloggiamento (16) per cui il ventilatore (12) fornisce l'aria (14) aspirata dall'alloggiamento (27) attraverso lo scambiatore di calore aria/mezzo (10) e nuovamente nello spazio interno di alloggiamento (16). 3. - Dispositivo di ventilazione (100, 200) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (24) per fornire o dissipare energia termica è configurato in maniera tale da alimentare o dissipare a scelta energia termica. 4. - Dispositivo di ventilazione (100, 200) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il circuito chiuso comprende un serbatoio di immagazzinaggio (22) per il mezzo. 5. - Dispositivo di ventilazione (100, 200) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il dispositivo (24) per la fornitura o dissipazione opzionale di energia termica è collocato connesso a termoconduzione al serbatoio di immagazzinaggio (22). 6. - Dispositivo di ventilazione (100, 200) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il dispositivo per la fornitura o dissipazione opzionale di energia termica è un elemento Peltier (24) con un primo lato (26) con un primo materiale ed un secondo lato (28) con un secondo materiale che presenta un coefficiente di Peltier diverso dal primo materiale, per cui il primo lato (26) dell'elemento Peltier (24) è collocato connesso a termoconduzione al circuito per il mezzo. 7. - Dispositivo di ventilazione (100, 200) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che l'elemento Peltier (24) è connesso ad una sorgente di corrente in maniera tale che si verifica un trasporto di energia termica dal primo lato (26) al secondo lato (28) e viceversa. 8. - Dispositivo di ventilazione (100, 200) secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che è previsto un dispositivo per l'inversione di poli opzionale della connessione tra l'elemento Peltier (24) e la sorgente di corrente. 9. - Dispositivo di ventilazione (200) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, caratterizzato dal fatto che il secondo lato (28) dell'elemento Peltier è connesso ad un secondo scambiatore di calore (30). 10. - Dispositivo di ventilazione (200) secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che un ventilatore (31) aggiuntivo è collocato e configurato in modo tale da produrre un flusso d'aria che scorre attraverso il secondo scambiatore di calore (30). 11. - Dispositivo di ventilazione (200) secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il ventilatore (31) aggiuntivo è collocato e configurato in maniera tale da aspirare l'aria esterna, fornirla attraverso il secondo scambiatore di calore (30) e scaricarla di nuovo verso l'esterno (34). 12. - Dispositivo di ventilazione (100, 200) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che un ventilatore (18) aggiuntivo è collocato e configurato a valle dello scambiatore di calore aria/mezzo (10), ed esso supporta un flusso d'aria (20) nella direzione dello spazio interno di alloggiamento (16). 13. - Dispositivo di ventilazione (100, 200) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il ventilatore (12) è un ventilatore di filtro . 14. - Dispositivo di ventilazione (100, 200) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il mezzo di trasporto di energia termica è acqua . 15. - Metodo per il controllo di temperatura in un alloggiamento con uno spazio interno di alloggiamento, specialmente con un alloggiamento di componenti che producono calore di scarto, un armadio elettronico, un armadio di commutatori, un sistema di alloggiamento o un alloggiamento di calcolatore, per cui l'aria viene condotta attraverso uno scambiatore di calore aria/mezzo attraverso cui scorre un mezzo di trasporto di energia termica che è fornito all'alloggiamento, caratterizzato dal fatto che il mezzo che scorre attraverso lo scambiatore di calore aria/mezzo escludendo un'alimentazione esterna del mezzo è condotto in un circuito chiuso e questo circuito viene raffreddato o riscaldato in un luogo distanziato dallo scambiatore di calore aria/mezzo . 16. - Metodo secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che l'aria aspirata dall'alloggiamento viene inviata attraverso lo scambiatore di calore aria /mezzo e nuovamente nello spazio interno di alloggiamento . 17. - Metodo secondo la rivendicazione 15 o 16, caratterizzato dal fatto che il mezzo nel circuito chiuso viene tolto da un serbatoio di immagazzinaggio, inviato attraverso lo scambiatore di calore aria/mezzo e nuovamente nel serbatoio di immagazzinaggio. 18. - Metodo secondo la rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che la fornitura o dissipazione opzionale di energia termica è eseguita nel serbatoio di immagazzinaggio . 19.- Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 18, caratterizzato dal fatto che per la fornitura o dissipazione opzionale di energia termica si utilizza un elemento Peltier con un primo lato con un primo materiale ed un secondo lato con un secondo materiale che presenta un coefficiente di Peltier diverso dal primo materiale, per cui il primo lato dell'elemento Peltier è collocato connesso a termoconduzione con il circuito per il mezzo. 20. - Metodo secondo la rivendicazione 19, caratterizzato dal fatto che il primo lato dell'elemento Peltier è raffreddato o riscaldato a scelta applicando una corrispondente tensione elettrica a questo elemento . 21. - Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 19 a 20, caratterizzato dal fatto che il secondo lato dell'elemento Peltier è raffreddato o riscaldato da un secondo scambiatore di calore. 22. - Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 21, caratterizzato dal fatto che si utilizza un ventilatore di filtro come ventilatore . 23. - Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 15 a 22, caratterizzato dal fatto che si utilizza acqua come mezzo di trasporto di energia termica. 24. - Sistema di condizionamento dell'aria con un alloggiamento con uno spazio interno di alloggiamento, specialmente con un alloggiamento di componenti che producono calore di scarto, un armadio elettronico, un armadio di commutatori o un alloggiamento di calcolatore così come con un dispositivo di ventilazione, specialmente per eseguire un metodo secondo almeno una delle rivendicazioni da 15 a 23, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di ventilazione è configurato secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 14. 25. - Dispositivo di ventilazione (ΙΟΟ', 200') con un ventilatore di filtro (114, 116) per un alloggiamento con uno spazio interno di alloggiamento (126), specialmente per un alloggiamento di componenti che producono calore di scarto, un armadio elettronico, un armadio di commutatori, un sistema di alloggiamento o un alloggiamento di calcolatore, per cui il ventilatore di filtro (114, 116) è collocato sull'alloggiamento e configurato in modo tale da produrre un flusso d'aria (132) diretto in uno spazio interno di alloggiamento (126), caratterizzato dal fatto che è previsto un elemento Peltier (136) con un primo lato (118, 138) con un primo materiale ed un secondo lato (134, 140) con un secondo materiale che presenta un coefficiente di Peltier diverso dal primo materiale, per cui l'elemento Peltier (136) è collocato in modo tale che il primo lato (118, 138) è posto nel flusso d'aria (132) del ventilatore di filtro (114, 116) in maniera tale che il flusso d'aria (132) scambi energia termica con il primo lato (118, 138). 26. - Dispositivo di ventilazione (100', 200') secondo la rivendicazione 25, caratterizzato dal fatto che l'elemento Peltier (136) è connesso ad una sorgente di corrente (146) in modo tale che si verifica un trasporto di energia termica dal primo al secondo lato (118, 138, 134, 140) o viceversa. 27. - Dispositivo di ventilazione (100', 200') secondo la rivendicazione 26, caratterizzato dal fatto che è previsto un dispositivo per l'inversione di poli opzionale della connessione tra l'elemento Peltier (136) e la sorgente di corrente (146). 28. - Dispositivo di ventilazione (ΙΟΟ', 200') secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che un lato di aspirazione del ventilatore di filtro (114, 116) è connesso allo spazio interno di alloggiamento (126) o ad un ambiente (124). 29. - Dispositivo di ventilazione (100', 200' secondo la rivendicazione 28, caratterizzato da fatto che è previsto un dispositivo per la commutazion della connessione del lato di aspirazione de ventilatore di filtro (114, 116) a scelta con l spazio interno di alloggiamento (126) o co l'ambiente (124). 30. - Dispositivo di ventilazione (200' secondo una qualsiasi delle rivendicazion precedenti, caratterizzato dal fatto che è previsto un secondo ventilatore (142) in modo tale che un flusso d'aria (144) generato d questo ventilatore scorra intorno al secondo lato (134, 140) dell'elemento Peltier (136). 31. - Dispositivo di ventilazione (200') secondo la rivendicazione 30, caratterizzato dal fatto che un lato di aspirazione del secondo ventilatore (142) è connesso allo spazio interno di alloggiamento (126) e un lato di pressione del secondo ventilatore (142) con l'ambiente (124). 32. - Dispositivo di ventilazione (200') secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 30 e 31, caratterizzato dal fatto che il secondo lato (134, 140) dell'elemento Peltier (136) è collocato a monte o a valle del secondo ventilatore (142). 33. - Dispositivo di ventilazione (100', 200') secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il primo lato (118, 138) dell'elemento Peltier (136) è collocato a monte o a valle del ventilatore di filtro (114, 116). 34. - Dispositivo di ventilazione (200') secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il primo e/o il secondo lato (118, 138, 134, 140) dell'elemento Peltier (136) presenta una piastra di conduzione di calore (138, 130) , specialmente uno scambiatore di calore lamellare che sporge nel rispettivo flusso d'aria (132, 144). 35. - Dispositivo di ventilazione (200') secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il secondo lato (134, 140) dell'elemento Peltier (136) è connesso a termoconduzione ad uno scambiatore di calore aria/acqua (140). 36. - Metodo per il controllo di temperatura in un alloggiamento con uno spazio interno di alloggiamento, specialmente in un alloggiamento di componenti che producono calore di scarto, un armadio elettronico, un armadio di commutatori, un sistema di alloggiamento o un alloggiamento di calcolatore, per cui si produce un flusso d'aria diretto nello spazio interno di alloggiamento, caratterizzato dal fatto che il flusso d'aria diretto nello spazio interno di alloggiamento è guidato lungo un lato di un elemento Peltier, l'elemento Peltier essendo alimentato da corrente in maniera tale che questo lato sia a scelta raffreddato o riscaldato. 37. - Metodo secondo la rivendicazione 36, caratterizzato dal fatto che l'inversione di poli dell'elemento Peltier è eseguita a seconda della temperatura dello spazio interno di alloggiamento. 38. - Metodo secondo la rivendicazione 36 o 37, caratterizzato dal fatto che il flusso d'aria diretto nello spazio interno di alloggiamento è alimentato da un ambiente o dallo spazio interno di alloggiamento. 39. - Metodo secondo la rivendicazione 38, caratterizzato dal fatto che l'alimentazione del flusso d'aria è scelta in modo opzionale dall'ambiente o dallo spazio interno di alloggiamento a seconda della temperatura nello spazio interno di alloggiamento. 40. - Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che un secondo flusso d'aria scorre intorno ad un secondo lato dell'elemento Peltier. 41. - Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il flusso d'aria è fornito dallo spazio interno di alloggiamento.