L’invenzione riguarda pareti per edifici in grado di variare le proprie capacità di isolamento termico in funzione delle temperature esterne e interne agli edifici stessi. Tale proprietà è ottenuta attraverso l’annegamento di tubi realizzati in qualsiasi materiale utilizzato per il trasporto di liquidi, all’interno dei quali scorre un fluido termovettore mosso da un organo di spinta la cui funzione consiste nel trasportare il calore nella direzione dello spessore della parete, dall’interno verso l’esterno e viceversa.
Stato del brevetto
DEPOSITATO
Numero di priorità
102021000005219
Data di priorità
05/03/2021
Licenza
ITALIA
Mercato
Il mercato potenziale per questa tecnologia è sovrapponibile a tutto il patrimonio del costruito dei paesi con clima moderato, con particolar efficacia negli edifici a minor efficienza dell’involucro. L’applicazione più immediata troverebbe riscontro in associazione alle operazioni di riqualificazione energetica, facilitate anche dagli incentivi che verosimilmente verranno messi in campo a livello europeo per rispettare i requisiti della recente revisione della direttiva EPBD sulla prestazione energetica degli edifici.
Problema
Il problema che l’invenzione si propone di risolvere è quello di realizzare pareti adattive che mutino le loro proprietà termofisiche in funzione delle condizioni di comfort interno richieste e delle condizioni ambientali esterne. Se nella stagione invernale le pareti risultano generalmente tanto più performanti quanto maggiore è la loro capacità di isolamento termico, nelle stagioni intermedie e in quella estiva la fisica dell’edificio è più complessa. In tardo autunno e nei primi giorni di primavera, la radiazione solare può riscaldare le superfici esterne delle pareti e il calore può essere traportato immediatamente all’interno degli edifici fornendo riscaldamento ambientale. In estate, per una parte non trascurabile delle ore del giorno (specialmente per quelle notturne), la temperatura esterna è inferiore a quella interna di set point per il benessere termico. Durante tali periodi, la trasmissione di calore (dall’interno verso l’esterno), dovrebbe essere facilitata, ovvero la trasmittanza dovrebbe essere incrementata al massimo, in maniera controllabile. I primi risultati delle pareti analizzate attraverso codici di calcolo (simulazioni ai volumi finiti) evidenziano una possibile variazione della trasmittanza termica delle pareti proposte da 0.23 a 2.50 W/m2K.
Limiti attuali tecnologie / Soluzioni
Per quanto attiene la conoscenza degli inventori, non esiste una proposta simile nel panorama dell’edilizia, non essendo ancora disponibile alcun sistema a trasmittanza termica variabile, fatta eccezione per apparati che prevedono pareti con intercapedini d’aria modificabili, ma il cui effetto sulla variazione delle proprietà globali di isolamento termico risulta limitato e con scarsa capacità di controllo.
Killer Application
Sono in fase di esecuzione misure sperimentali di una parete reale su un sistema “Hot box” per la validazione dei calcoli numerici. È stata inoltre ipotizzata un’installazione su un edificio tipo ed è stata effettuata un’analisi comparativa rispetto allo stesso edificio, senza l’installazione del trovato, ma con le Best Available Technologies in termini di isolamento termico. I risultati hanno mostrato si possono raggiungere risparmi sul fabbisogno di riscaldamento e di raffrescamento fino al 40%.
Tecnologia e nostra soluzione
La tecnologia è estremamente semplice, trattandosi di un condotto percorso da un fluido (anche acqua, ma una miscela acqua + glicole risulta maggiormente indicata per evitare il congelamento) e una piccola pompa collegata a un sistema di controllo che ne permette il funzionamento quando necessario. In inverno, fino a quando la temperatura della parete esterna rimane inferiore a quella della parete interna, la pompa è inattiva e la parete si comporta dal punto di vista dell’isolamento termico come una classica parete isolante. Quando le due temperature si invertono, ossia nel momento in cui la temperatura della parete esterna diventa maggiore di quella interna per qualsivoglia motivo (arrivo della radiazione, solare, incremento della temperatura dell’aria in climi caldi e lontano dai minimi invernali), la pompa si attiva per trasferire il calore dall’esterno all’interno. Con la pompa in funzione, il fluido scorre nella tubazione e diventa il vettore di calore dall’esterno verso l’interno. In regime estivo il principio di funzionamento è esattamente identico, fatta eccezione per la modalità di avvio della pompa, che viene attivata solo quando la temperatura della parete esterna è inferiore alla temperatura della parete interna. L’installazione consiste nella sola posa in opera nelle pareti di una serie di tubi a diverse altezze ed è eseguibile da un idraulico; l’elettronica è altrettanto semplice, poiché è sufficiente collegare le sonde di temperatura con la pompa.
Vantaggi
Roadmap
Nei prossimi sei mesi saranno effettuate misure sperimentali di una parete reale su un sistema “Hot box” per la validazione dei calcoli numerici e portare il trovato al TRL 3 e 4.
Con il coinvolgimento di partner esterni, quali ad esempio aziende operanti nel campo dell’edilizia, si può effettuare un test su un edificio reale per arrivare a TRL 5, della durata di circa un anno. L’obiettivo è confermare i dati di efficienza sin qui ottenuti per poi dare inizio alla produzione.
TRL
Team
