ITTO970119A1

ITTO970119A1 - BUILDING ROOM HEATING SYSTEM.

Info

Publication number: ITTO970119A1
Application number: IT97TO000119A
Authority: IT
Inventors: Francesco Avalle; Giovanni Cravero
Original assignee: Euroclima Di Avalle E Cravero
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1997-02-14
Publication date: 1998-08-14
Also published as: IT1291064B1; EP0859201A2

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale avente per titolo: "Sistema per il riscaldamento di locali di edifici ". Description of the Industrial Invention entitled: "System for heating building premises".

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione ha per oggetto un sistema per il riscaldamento di locali di edifici. The present invention relates to a system for heating rooms in buildings.

Più precisamente, l'invenzione concerne un sistema di riscaldamento ad acqua calda per il riscaldamento di locali di edifici, particolarmente adatto a riscaldare qualsiasi locale 'civile o industriale in cui sia definita una prima pluralità di zone ad alta probabilità di permanenza degli occupanti ed una seconda pluralità di zone a probabilità di permanenza degli occupanti. More precisely, the invention relates to a hot water heating system for heating rooms in buildings, particularly suitable for heating any civil or industrial room in which a first plurality of areas with a high probability of permanence of the occupants and a second plurality of areas where occupants are likely to stay.

Tipici esempi di ambienti del tipo suddetto sono i locali degli uffici amministrativi in cui il personale»addetto occupa postazioni sostanzialmente fisse durante l'orario di lavoro, i locali industriali in cui gli operai sono addetti al controllo di macchine, le aule scolastiche, ed i locali delle abitazioni civili adibiti a camere da letto. Typical examples of environments of the aforementioned type are the premises of the administrative offices in which the personnel employed occupy substantially fixed positions during working hours, the industrial premises where the workers are assigned to control machines, the school classrooms, and rooms in civilian homes used as bedrooms.

Per il riscaldamento dei locali civili ed industriali in genere vengono tradizionalmente utilizzati impianti di riscaldamento ad acqua calda provvisti di scambiatori di calore collocati nei locali da riscaldare e collegati ad un circuito idraulico facente capo ad una caldaia centrale o locale per il riscaldamento dell'acqua. For the heating of civil and industrial premises in general, hot water heating systems are traditionally used, equipped with heat exchangers located in the rooms to be heated and connected to a hydraulic circuit connected to a central or local boiler for heating the water.

Per rendere minima l'occupazione di superfici e volumi che potranno essere in seguito sfruttate con elementi 'dell'arredamento o con attrezzature di lavoro all'interno dei locali da riscaldare, gli scambiatori di calore vengono generalmente posizionati adiacenti alle pareti, sotto i davanzali delle finestre o nei pressi delle porte. Questa disposizione, tuttavia, non consente di ottenere una distribuzione efficiente della temperatura all'interno dei locali da riscaldare in funzione della disposizione degli occupanti. To minimize the occupation of surfaces and volumes that can later be exploited with elements of furniture or with work equipment inside the rooms to be heated, the heat exchangers are generally positioned adjacent to the walls, under the windowsills of the windows or near doors. This arrangement, however, does not allow to obtain an efficient distribution of the temperature inside the rooms to be heated according to the disposition of the occupants.

A causa della collocazione periferica degli scambiatori di calore, le zone centrali dei locali, a cui è generalmente associata un'alta probabilità di permanenza degli occupanti, risultano pertanto a temperatura più bassa rispetto a quelle periferiche in prossimità delle pareti a cui è associata una bassa probabilità di permanenza degli occupanti. Al fine di ottenere una temperatura adeguata nelle zone occupate dei locali, specie quando questi sono di grandi dimensioni, occorre spesso aumentare la quantità di calore trasmessa dagli scambiatori di calore potenziando l'impianto di riscaldamento o innalzando la temperatura dell'acqua. Due to the peripheral location of the heat exchangers, the central areas of the rooms, to which a high probability of permanence of the occupants is generally associated, are therefore at a lower temperature than the peripheral ones near the walls to which a low temperature is associated. probability of permanence of the occupants. In order to obtain an adequate temperature in the occupied areas of the premises, especially when they are large, it is often necessary to increase the amount of heat transmitted by the heat exchangers by strengthening the heating system or by raising the water temperature.

Questa soluzione, tuttavia, oltre ad incrementare notevolmente i costi di gestione risulta inefficiente. This solution, however, in addition to significantly increasing management costs, is inefficient.

Le zone ad elevata probabilità di permanenza degli occupanti risultano infatti comunque a temperatura spesso non adeguata, mentre le zone a bassa probabilità di permanenza degli occupanti, quali quelle in prossimità delle pareti o le zone di passaggio, risultano troppo calde . The areas with a high probability of permanence of the occupants are in fact in any case at an inadequate temperature, while the areas with a low probability of permanence of the occupants, such as those near the walls or the passage areas, are too hot.

Una soluzione nota al problema di come ottimizzare la distribuzione del calore all'interno di un locale da riscaldare consiste nell 'utilizzare scambiatori di calore alloggiati nel pavimento dei locali e distribuiti uniformemente su tutta la superficie del pavimento. A known solution to the problem of how to optimize the distribution of heat inside a room to be heated consists in using heat exchangers housed in the floor of the rooms and distributed evenly over the entire surface of the floor.

In tal modo nel locale viene raggiunta una temperatura sostanzialmente uniforme. In this way a substantially uniform temperature is reached in the room.

Questa soluzione, tuttavia, oltre ad avere l'inconveniente di non essere adatta a locali di grandi dimensioni per l'elevato costo che ne deriva, presenta anche l'inconveniente di non consentire una regolazione differenziata della temperatura all'interno del locale da riscaldare. Se ad esempio il locale riscaldato è destinato ad un ufficio in cui il personale occupa una posizione sostanzialmente fissa durante l'orario di lavoro, ogni postazione di lavoro avrà la stessa temperatura e gli addetti non potranno regolare la temperatura in base al loro gradimento. This solution, however, in addition to having the drawback of not being suitable for large rooms due to the high resulting cost, also has the drawback of not allowing differentiated regulation of the temperature inside the room to be heated. For example, if the heated room is intended for an office where the staff occupies a substantially fixed position during working hours, each workstation will have the same temperature and the employees will not be able to adjust the temperature according to their liking.

Un primo scopo della presente invenzione è pertanto quello di risolvere il problema di come differenziare la temperatura nei locali da riscaldare rendendo possibile il raggiungimento di temperature adeguate in ogni zona del locale, e conseguendo nel contempo un risparmio nei costi di gestione. A first object of the present invention is therefore to solve the problem of how to differentiate the temperature in the rooms to be heated, making it possible to reach adequate temperatures in each area of the room, and at the same time achieving savings in operating costs.

Questo scopo della presente invenzione viene raggiunto dal sistema di riscaldamento come rivendicato nella rivendicazione 1. This object of the present invention is achieved by the heating system as claimed in claim 1.

Un'ulteiore inconveniente dei sistemi di riscaldamento noti deriva dal fatto che gli scambiatori di calore devono essere collegati ad un circuito idraulico che si trova incassato nella struttura muraria dell'edificio. A further drawback of known heating systems derives from the fact that the heat exchangers must be connected to a hydraulic circuit which is embedded in the wall structure of the building.

Conseguentemente si rende necessario stabilire la posizione degli scambiatori di calore all'interno dei locali da riscaldare già in fase di progettazione dell'edificio, quando cioè la destinazione dei locali non è ancora definita. Consequently, it is necessary to establish the position of the heat exchangers inside the rooms to be heated already in the design phase of the building, ie when the destination of the rooms is not yet defined.

Inoltre, a meno di ingenti investimenti, non sarà più possibile modificare la disposizione degli scambiatori di calore in funzione della mutata destinazione del locale. Furthermore, unless large investments are made, it will no longer be possible to change the arrangement of the heat exchangers according to the changed use of the room.

Uno scopo ulteriore della presente invenzione è pertanto quello di risolvere il problema di come rendere agevole la ricollocazione degli scambiatori di calore all'interno dei locali per accordarsi alle mutate esigenze di utilizzo. A further object of the present invention is therefore that of solving the problem of how to make it easy to relocate the heat exchangers inside the rooms to accommodate the changed use requirements.

Questo ulteriore scopo della presente invenzione viene raggiunto dal sistema di riscaldamento come rivendicato nella rivendicazione 12. This further object of the present invention is achieved by the heating system as claimed in claim 12.

Altri scopi della presente invenzione vengono raggiunti dal sistema di riscaldamento come rivendicato nelle ulteriori rivendicazioni dipendenti. Other objects of the present invention are achieved by the heating system as claimed in the further dependent claims.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente chiari dalla descrizione di una forma di esecuzione, preferita, ma non esclusiva, del sistema di riscaldamento illustrato a titolo indicativo, ma non limitativo nei disegni allegati in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred, but not exclusive, embodiment of the heating system illustrated by way of indication, but not of limitation in the attached drawings in which:

la Figura 1 è uno schema del sistema di riscaldamento secondo l'invenzione; Figure 1 is a diagram of the heating system according to the invention;

la Figura 2 è una vista di un particolare del sistema di riscaldamento di cui alla Figura 1. Figure 2 is a view of a detail of the heating system of Figure 1.

Con riferimento alla Figura 1 è illustrato schematicamente un sistema secondo 1'invenzione per il riscaldamento di un locale 1, ad esempio adibito ad ufficio, in cui sono definite prime zone A e B, delimitate con una linea a tratto e punto in Figura 1, ad alta probabilità di permanenza degli occupanti ed una seconda zona Z a bassa probabilità di permanenza degli occupanti. With reference to Figure 1, a system according to the invention is schematically shown for heating a room 1, for example used as an office, in which the first areas A and B are defined, delimited with a dotted line in Figure 1, with high probability of permanence of the occupants and a second zone Z with low probability of permanence of the occupants.

Il locale 1 comprende inoltre un ingresso 2 ed una coppia di finestre 3 e 4. Room 1 also comprises an entrance 2 and a pair of windows 3 and 4.

Nell'esempio illustrato in Figura 1, dette prime zone A e B corrispondono, sostanzialmente, ad ognuna delle postazioni di lavoro degli addetti di un ufficio, ciascuna comprendente un tavolo 5a,5b ed una sedia 6a,6b. In the example illustrated in Figure 1, said first zones A and B substantially correspond to each of the work stations of the employees of an office, each comprising a table 5a, 5b and a chair 6a, 6b.

Primi scambiatori di calore aria/acqua 7a e 7b sono previsti collocati in dette zone A e B ad elevata probabilità di permanenza degli occupanti e secondi scambiatori di calore aria/acqua 8, 9 e 10 sono previsti collocati in detta zona Z a bassa probabilità di permanenza degli occupanti adiacenti ad una delle pareti del locale 1. First air / water heat exchangers 7a and 7b are foreseen located in said zones A and B with high probability of permanence of the occupants and second air / water heat exchangers 8, 9 and 10 are foreseen placed in said zone Z with low probability of permanence of the occupants adjacent to one of the walls of the room 1.

Ciascuno di detti primi scambiatori di calore 7a e 7b risulta inoltre collegato attraverso coppie di tubi Ila e llb ad uno corrispondente, rispettivamente 8 e 10, di detti secondi scambiatori di calore 8, 9 e 10. Each of said first heat exchangers 7a and 7b is also connected through pairs of tubes 11a and 11b to a corresponding one, 8 and 10 respectively, of said second heat exchangers 8, 9 and 10.

Detti tubi Ila e llb sono disposti sul pavimento del locale 1 da riscaldare e risultano protetti da canaline 31a e 31b, rispettivamente. Said pipes 11a and 11b are arranged on the floor of the room 1 to be heated and are protected by channels 31a and 31b, respectively.

Detti secondi scambiatori di calore 8, 9 e 10 risultano collegati attraverso rispettive coppie di tubi 12, 13 e 14 alle tubature 15 di un impianto di riscaldamento centralizzato comprendente una caldaia, non illustrata, per il riscaldamento dell'acqua. Said second heat exchangers 8, 9 and 10 are connected through respective pairs of pipes 12, 13 and 14 to the pipes 15 of a centralized heating system comprising a boiler, not shown, for heating the water.

Valvole di regolazione 16, 17a e 17b sono previste, rispettivamente, in corrispondenza di detti secondi scambiatori di calore 8, 9 e 10 e di detti primi scambiatori di calore 7a e 7b per regolare separatamente la portata dell'acqua calda inviata attraverso detti primi e secondi scambiatori di calore, rendendo possibile in tal modo ottenere una differenza di temperatura fra dette prime zone A e B e detta seconda zona Z. Control valves 16, 17a and 17b are provided, respectively, at said second heat exchangers 8, 9 and 10 and at said first heat exchangers 7a and 7b to separately regulate the flow of hot water sent through said first and second heat exchangers, thus making it possible to obtain a temperature difference between said first zones A and B and said second zone Z.

In Figura 2 è illustrata una realizzazione preferenziale in cui uno 7a di detti primi scambiatori di calore 7a e 7b è alloggiato all'interno di un'unità di riscaldamento calpestabile 20 in cui sono previste una pedana inclinata a gradini 21, una coppia di pareti laterali 22, una parete anteriore 23, una parete posteriore 24 ed una base di appoggio 25. Figure 2 illustrates a preferential embodiment in which one 7a of said first heat exchangers 7a and 7b is housed inside a walkable heating unit 20 in which an inclined stepped platform 21, a pair of side walls are provided. 22, a front wall 23, a rear wall 24 and a support base 25.

All'interno di detta unità di riscaldamento 20, adiacente a detta pedana 21, trova posto lo scambiatore di calore 7a del tipo comprendente un radiatore provvisto di una serpentina 26 per la circolazione dell'acqua e di una pluralità di lamelle metalliche 27 saldate a detta serpentina 26 per aumentare la dispersione del calore. Inside said heating unit 20, adjacent to said platform 21, there is the heat exchanger 7a of the type comprising a radiator provided with a coil 26 for the circulation of water and with a plurality of metal plates 27 welded to said coil 26 to increase heat dispersion.

Una coppia di ventilatori elettrici 28 è inoltre prevista all'interno dell'unità di riscaldamento 20, adiacente a detta parete posteriore 24 per la generazione di un flusso di aria calda forzata. A pair of electric fans 28 is also provided inside the heating unit 20, adjacent to said rear wall 24 for the generation of a flow of forced hot air.

Prime feritoie 29 per l'uscita dell'aria forzata sono previste nella parete posteriore 24 in corrispondenza di detti ventilatori 28 e seconde feritoie 30 per l'ingresso dell'aria aspirata sono previste in corrispondenza dell'alzata dei gradini di detta pedana 21. First slits 29 for the forced air outlet are provided in the rear wall 24 in correspondence with said fans 28 and second slits 30 for the intake of the sucked air are provided in correspondence with the elevation of the steps of said platform 21.

Un sensore di temperatura (non illustrato) è inoltre previsto per comandare il funzionamento di detti ventilatori 28 quando la temperatura della pedana 21 raggiunge una soglia prestabilita, A temperature sensor (not shown) is also provided to control the operation of said fans 28 when the temperature of the platform 21 reaches a predetermined threshold,

In tal modo, per il noto fenomeno della convezione, quando la temperatura della pedana 21 si trova al di sotto di detta soglia prestabilita, il calore proveniente dallo scambiatore di calore 7a si diffonde verso l'alto all'interno dell'unità 20 riscaldando la pedana 21. Inoltre, attraverso le feritoie 30 il calore proveniente dallo scambiatore di calore 7a si diffonde all'esterno dell'unità 20 riscaldando l'ambiente esterno circostante nella zona ad alta probabilità di permanenza. In this way, due to the known phenomenon of convection, when the temperature of the platform 21 is below said predetermined threshold, the heat coming from the heat exchanger 7a spreads upwards inside the unit 20, heating the platform 21. Furthermore, through the slots 30 the heat coming from the heat exchanger 7a is diffused outside the unit 20, heating the surrounding external environment in the area with a high probability of permanence.

Quando la temperatura della pedana 21 supera detta soglia prestabilita, i ventilatori 28 vengono messi in funzione e la circolazione d'aria si inverte. Il flusso di aria forzata aspirata attraverso le feritoie 30 della pedana 21 sottrae pertanto calore alla pedana 21 e riscalda l'aria uscente dalle feritoie posteriori 29 producendo il riscaldamento dell'ambiente esterno circostante nella zona ad alta probabilità di permanenza. When the temperature of the platform 21 exceeds said predetermined threshold, the fans 28 are put into operation and the air circulation is reversed. The flow of forced air sucked through the slits 30 of the platform 21 therefore removes heat from the platform 21 and heats the air coming out of the rear slots 29, producing the heating of the surrounding external environment in the area with a high probability of permanence.

La presenza dei ventilatori 28 risulta quindi particolarmente efficacie per mantenere una temperatura minima adeguata nel locale 1 in cui l'unità 20 si trova. The presence of the fans 28 is therefore particularly effective for maintaining an adequate minimum temperature in the room 1 in which the unit 20 is located.

Quando i ventilatori 28 non sono in funzione, l'acqua calda che circola nello scambiatore di calore 7a continua a riscaldare la pedana 21 e con essa la zona in cui è posta l'unità 20. When the fans 28 are not in operation, the hot water circulating in the heat exchanger 7a continues to heat the platform 21 and with it the area in which the unit 20 is located.

L'unità 20 potrà inoltre essere provvista di una o più resistenze elettriche riscaldanti tradizionali per supplire alla mancanza di acqua calda nell'impianto quando questo non sia ancora stato attivato o sia in avaria. The unit 20 can also be provided with one or more traditional electric heating resistances to make up for the lack of hot water in the system when this has not yet been activated or is in a fault.

Anche nella circostanza in cui dette resistenze elettriche vengano utilizzate, tuttavia, la predisposizione di dette unità 20 nelle zone ad alta probabilità di permanenza ed il fatto che si tratti di unità calpestabili, consente un risparmio energetico notevole rispetto all'utilizzo di riscaldatori elettrici tradizionali collocati nei locali da riscaldare. Even in the circumstance in which said electric resistances are used, however, the arrangement of said units 20 in the areas with high probability of permanence and the fact that they are walkable units, allows a considerable energy saving compared to the use of traditional electric heaters located in the rooms to be heated.

In Figura 2 sono inoltre illustrati i tubi Ila ricoperti con la canalina protettiva calpestabile 31a per il collegamento della serpentina 26 dello scambiatore di calore 7a all'impianto di riscaldamento centralizzato in corrispondenza dello . scambiatore di calore 8. Figure 2 also illustrates the pipes 11a covered with the walkable protective duct 31a for connecting the coil 26 of the heat exchanger 7a to the centralized heating system at the. heat exchanger 8.

Detti tubi Ila sono posti adiacenti al pavimento del locale da riscaldare e possono pertanto venire facilmente rimossi e riposizionati analogamente a quanto avviene per i tradizionali cavi elettrici. Alternativamente sarà possibile prevedere che detti tubi Ila vengano alloggiati al di sotto del pavimento qualora siano state previste canaline idonee o qualora detto pavimento sia del tipo noto come "galleggiante". Said pipes 11a are placed adjacent to the floor of the room to be heated and can therefore be easily removed and repositioned similarly to what happens for traditional electric cables. Alternatively, it will be possible to provide for said pipes 11a to be housed under the floor if suitable channels have been provided or if said floor is of the type known as "floating".

Da quanto descritto ed illustrato risulta evidente che il sistema di riscaldamento secondo l'invenzione consente un notevole risparmio nei costi di gestione rendendo possibile il riscaldamento adequato delle zone ad alta probabilità di permanenza all'interno di un locale e mantenendo invece a temperatura più bassa le restanti porzioni del locale in cui la presenza degli occupanti è meno frequente. From what has been described and illustrated it is evident that the heating system according to the invention allows a considerable saving in management costs by making it possible to adequately heat the areas with a high probability of permanence inside a room and instead keeping the remaining portions of the room where the presence of occupants is less frequent.

E<1 >noto infatti che le prime sensazioni di freddo quando la temperatura è troppo bassa vengono avvertite normalmente dalle estremità inferiori del corpo e dalle mani. In fact, it is known that the first sensations of cold when the temperature is too low are normally felt by the lower extremities of the body and by the hands.

Nei sistemi di riscaldamento tradizionali per mantenere una temperatura adeguata, ad esempio 20°C, negli strati bassi dell'aria in prossimità del pavimento è necessario raggiungere temperature molto più elevate, ad esempio 26°C, in corrispondenza degli strati alti .dell'aria in prossimità del soffitto. In traditional heating systems, in order to maintain an adequate temperature, for example 20 ° C, in the lower layers of the air near the floor it is necessary to reach much higher temperatures, for example 26 ° C, in correspondence with the upper layers of the air. near the ceiling.

Localizzando la fonte di calore, come previsto nella presente invenzione, in corrispondenza delle zone ad alta probabilità di permanenza degli occupanti e, in particolare, sotto i piedi di questi, sarà possibile concentrare la distribuzione del calore dove maggiormente richiesto con conseguente riduzione dei costi. By locating the heat source, as envisaged in the present invention, in correspondence with the areas with a high probability of permanence of the occupants and, in particular, under their feet, it will be possible to concentrate the distribution of heat where it is most required with a consequent reduction in costs.

Il sistema di riscaldamento secondo l'invenzione consente inoltre di collocare agevolmente ovunque nel locale da riscaldare le unità di riscaldamento. The heating system according to the invention also allows the heating units to be easily placed anywhere in the room to be heated.

Claims

CLAIMS 1. System for heating premises of buildings in which a first plurality of zones (A, B) with a high probability of permanence of the occupants and a second plurality of zones (Z) with a low probability of permanence of the occupants is defined, comprising first air / water heat exchangers (7a, 7b) located in said first plurality of zones (A, B) with a high probability of permanence of the occupants and second air / water heat exchangers (8,9,10) located in said second plurality of zones (Z) with a low probability of occupancy of the occupants, so as to produce a temperature difference between said first plurality of zones (A, B) and said second plurality of zones (Z).

2. System according to claim 1, wherein said first heat exchangers (7a, 7b) and said second heat exchangers (8,9,10) are connected to the same centralized heating system.

System according to claim 2, wherein said first heat exchangers (7a, 7b) are housed inside respective walkable heating units (20).

System according to claim 2 or 3, wherein said first heat exchangers (7a, 7b) comprise means for generating a flow of forced hot air.

System according to claim 4, wherein said means for generating a forced hot air flow comprises a pair of fans (28).

System according to claim 3, wherein said walkable heating unit (20) comprises a footboard (21), said footboard (21) being located adjacent to said heat exchanger (8,9,10).

7. System according to claim 6, wherein said platform (21) is inclined with respect to the floor of the room.

System according to claims 7 and 5, wherein said heating unit (20) comprises first slots (29) provided in correspondence with said pair of fans (28) and second slots (30) provided in said platform (21), said first slots and said second slots being provided respectively for the inlet and outlet of the air when the pair of fans (28) is not in operation and respectively for the outlet and inlet of the air when the pair of fans (28) is running.

System according to claim 8, in which means are provided for controlling the operation of said fans (28) when the temperature of said platform (21) exceeds a predetermined threshold.

System according to any one of claims 2 to 9, wherein said heating system comprises regulation valves (16,17a, 17b) for separately regulating the flow of hot water sent to said first (7a, 7b) and second (8,9,10) heat exchangers.

11. System according to any one of the preceding claims, in which said first heat exchangers (7a, 7b) are connected by means of pairs of pipes (11a, 11b) for the circulation of hot water to one of said second (8,9, 10) heat exchangers.

System according to any one of the preceding claims, in which said pairs of pipes (11a, 11b) are arranged in contact with the floor of the room to be heated and are protected by a walkable protective duct (31).