ITTO970119A1 - Sistema per il riscaldamento di locali di edifici. - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale avente per titolo: "Sistema per il riscaldamento di locali di edifici ".

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un sistema per il riscaldamento di locali di edifici.

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.

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.

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.

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.

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.

Questa soluzione, tuttavia, oltre ad incrementare notevolmente i costi di gestione risulta inefficiente.

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 .

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.

In tal modo nel locale viene raggiunta una temperatura sostanzialmente uniforme.

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.

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.

Questo scopo della presente invenzione viene raggiunto dal sistema di riscaldamento come rivendicato nella rivendicazione 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.

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.

Inoltre, a meno di ingenti investimenti, non sarà più possibile modificare la disposizione degli scambiatori di calore in funzione della mutata destinazione del locale.

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.

Questo ulteriore scopo della presente invenzione viene raggiunto dal sistema di riscaldamento come rivendicato nella rivendicazione 12.

Altri scopi della presente invenzione vengono raggiunti dal sistema di riscaldamento come rivendicato nelle ulteriori rivendicazioni dipendenti.

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:

la Figura 1 è uno schema del sistema di riscaldamento secondo l'invenzione;

la Figura 2 è una vista di un particolare del sistema di riscaldamento di cui alla Figura 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.

Il locale 1 comprende inoltre un ingresso 2 ed una coppia di finestre 3 e 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.

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.

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.

Detti tubi Ila e llb sono disposti sul pavimento del locale 1 da riscaldare e risultano protetti da canaline 31a e 31b, rispettivamente.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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,

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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".

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.

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.

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.

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.

Il sistema di riscaldamento secondo l'invenzione consente inoltre di collocare agevolmente ovunque nel locale da riscaldare le unità di riscaldamento.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema per il riscaldamento di locali di edifici in cui è definita una prima pluralità di zone (A,B) ad elevata probabilità di permanenza degli occupanti ed una seconda pluralità di zone (Z) a bassa probabilità di permanenza degli occupanti, comprendente primi scambiatori di calore aria/acqua (7a,7b) collocati in detta prima pluralità di zone (A,B) ad elevata probabilità di permanenza degli occupanti e secondi scambiatori di calore aria/acqua (8,9,10) collocati in detta seconda pluralità di zone (Z) a bassa probabilità di permanenza degli occupanti, così da produrre una differenza di temperatura fra detta prima pluralità di zone (A,B) e detta seconda pluralità di zone (Z).
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui detti primi scambiatori di calore (7a,7b) e detti secondi scambiatori di calore (8,9,10) sono collegati allo-'stesso impianto di riscaldamento centralizzato.
3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 2, in cui detti primi scambiatori di calore (7a,7b) sono alloggiati all'interno di rispettive unità di riscaldamento calpestabili (20).
4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui detti primi scambiatori di calore (7a,7b) comprendono mezzi per generare un flusso di aria calda forzata.
5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 4, in cui detti mezzi per generare un flusso di aria calda forzata comprendono una coppia di ventilatori (28).
6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui detta unità di riscaldamento calpestabile (20) comprende una pedana (21), detta pedana (21) essendo collocata adiacente a detto scambiatore di calore (8,9,10).
7. 7. Sistema secondo la rivendicazione 6, in cui detta pedana (21) è inclinata rispetto al pavimento del locale.
8. 8. Sistema secondo la rivendicazione 7 e 5, in cui detta unità di riscaldamento (20) comprende prime feritoie (29) previste in corrispondenza di detta coppia di ventilatori (28) e seconde feritoie (30) previste in detta pedana (21), dette prime feritoie e dette seconde feritoie essendo previste rispettivamente per l'ingresso e l'uscita dell'aria quando la coppia di ventilatori (28) non è in funzione e rispettivamente per l'uscita e l'ingresso dell'aria quando la coppia di ventilatori (28) è in funzione .
9. 9. Sistema secondo la rivendicazione 8, in cui sono previsti mezzi per comandare il funzionamento di detti ventilatori (28) quando la temperatura di detta pedana (21) supera una soglia prestabilita.
10. 10. Sistema secondo una qualunque delle rivendicazioni da 2 a 9, in cui detto sistema di riscaldamento comprende valvole di regolazione (16,17a,17b) per regolare separatamente la portata dell'acqua calda inviata a detti primi (7a,7b) e secondi (8,9,10) scambiatori di calore.
11. 11. Sistema secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detti primi scambiatori di calore (7a,7b) sono collegati mediante coppie di tubi (11a,11b) per la circolazione dell'acqua calda ad uno di detti secondi (8,9,10) scambiatori di calore.
12. 12. Sistema secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui dette coppie di tubi (11a,11b) sono disposte a contatto con il pavimento del locale da riscaldare e sono protette da una canalina protettiva calpestabile (31).