IT202000032432A1 - Disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria migliorato, unita' da tetto comprendente tale disposizione e relativo metodo di controllo - Google Patents

Disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria migliorato, unita' da tetto comprendente tale disposizione e relativo metodo di controllo Download PDF

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IT
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heat exchanger
conduit
fluid
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Carlo Tosca
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Mitsubishi Electric Hydronics & It Cooling Systems S P A
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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?DISPOSIZIONE DI CICLO FRIGORIFERO RAFFREDDATO AD ARIA MIGLIORATO, UNIT? DA TETTO COMPRENDENTE TALE DISPOSIZIONE E RELATIVO METODO DI CONTROLLO?
CAMPO TECNICO
La presente invenzione ? relativa a una disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria, in particolare per un'unit? di condizionamento dell'aria da tetto.
BACKGROUND DELL'INVENZIONE
Le disposizioni di ciclo frigorifero raffreddato ad aria sono ampiamente note e usate per gestire l'umidit? e/o la temperatura di mezzi in uno spazio chiuso. Un esempio di tali disposizioni sono le cosiddette unit? da tetto.
Durante la modalit? operativa invernale di tale disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria, l'evaporatore pu? coprirsi di brina in alcune condizioni operative. Di conseguenza, pu? essere necessario eseguire una cosiddetta operazione di "sbrinamento libero" che prevede lo sbrinamento dell'evaporatore tramite il flusso d'aria ad alta entalpia proveniente dallo spazio chiuso condizionato.
I metodi di controllo di sbrinamento noti sono complicati e il modo pi? semplice per controllare l'operazione di sbrinamento ? mantenere quest'ultima in esecuzione per un tempo lungo che dovrebbe essere sufficiente per sbrinare l'evaporatore. Tuttavia, tale operazione riduce chiaramente l'efficienza della disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria.
Pertanto, si avverte la necessit? di migliorare l'efficienza delle disposizioni di ciclo frigorifero raffreddato ad aria note in modo tale da ridurre il loro consumo energetico.
Inoltre, si avverte la necessit? di ridurre l'impatto energetico dell'operazione di sbrinamento e di mantenere quest'ultima soltanto per il tempo necessario a sbrinare l'evaporatore.
Un obiettivo della presente invenzione ? soddisfare le necessit? summenzionate in un modo ottimizzato ed efficace in termini di costi.
RIEPILOGO DELL'INVENZIONE
L'obiettivo summenzionato ? raggiunto da una disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria, un'unit? da tetto comprendente tale disposizione e un relativo metodo di sbrinamento come rivendicato nelle rivendicazioni indipendenti allegate.
Forme di realizzazione preferite dell'invenzione sono realizzate secondo le rivendicazioni dipendenti dalla o correlate alla rivendicazione indipendente di cui sopra.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Per una migliore comprensione della presente invenzione, di seguito viene descritta una forma di realizzazione preferita, a titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati in cui:
? la figura 1 ? una rappresentazione schematica della disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria;
? le figure 2 e 3 sono la rappresentazione schematica della disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria della figura 1 che include linee ispessite che rappresentano condizioni operative differenti;
? la figura 4 ? un diagramma che mostra le diverse fasi di un metodo di controllo per la disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria secondo l'invenzione; e ? la figura 5 ? una rappresentazione schematica di un'unit? da tetto comprendente una disposizione secondo la presente invenzione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE
La figura 1 descrive genericamente con il riferimento 1 una disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria per una unit? da tetto.
In particolare, la disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria 1 comprende essenzialmente mezzi compressori 2 configurati per muovere un fluido refrigerante tra un ingresso 2a e un'uscita 2b di questi ultimi e aumentare la sua pressione.
La disposizione 1 comprende inoltre un primo e un secondo scambiatore di calore 3, 4 collegati a livello di fluido ai mezzi compressori 2. In particolare, il primo scambiatore di calore 3 ? collegato a livello di fluido ai mezzi compressori tramite un primo condotto 5 e il secondo scambiatore di calore 4 ? collegato a livello di fluido ai mezzi compressori 2 tramite un secondo condotto 6.
Il primo e il secondo scambiatore di calore 3, 4 sono collegati tra loro a livello di fluido grazie a un terzo condotto 7. In particolare, il primo e il secondo scambiatore di calore 3, 4 comprendono entrambi una prima apertura 3a, 4a ? una seconda apertura 3b, 4b.
In particolare, la prima apertura 3a del primo scambiatore 3 ? collegata a livello di fluido ai mezzi compressori 2 tramite il condotto 5 mentre la seconda apertura 3b ? collegata a livello di fluido al secondo scambiatore di calore 4 tramite il terzo condotto 7. D'altra parte, la seconda apertura 4b del secondo scambiatore 4 ? collegata a livello di fluido ai mezzi compressori 2 tramite il condotto 6 mentre la prima apertura 3a ? collegata a livello di fluido al primo scambiatore di calore 3 tramite il terzo condotto 7.
La disposizione 1 comprende inoltre un terzo scambiatore di calore 10 che ? parallelo, a livello di fluido, al primo e al secondo scambiatore di calore 3 e 4 tra i condotti 6 e 7.
Il terzo scambiatore di calore 10 comprende una prima apertura 10a collegata a livello di fluido al terzo condotto 7 tramite un quarto condotto 11 e una seconda apertura 10b collegata a livello di fluido al secondo condotto 6 tramite un quinto condotto 12. In dettaglio, la seconda apertura 10b ? inoltre collegata a livello di fluido al terzo condotto 7 tramite un sesto condotto 13.
La disposizione 1 comprende inoltre mezzi di ventilazione 14 configurati per fornire un flusso d'aria F' configurato per scorrere attraverso il secondo scambiatore di calore 4 come descritto in dettaglio di seguito.
La disposizione 1 ? realizzata inoltre in modo tale che il primo scambiatore di calore 3 sia configurato per scambiare un flusso d'aria F'' diretto verso uno spazio che deve essere condizionato, come descritto nel seguito.
La disposizione 1 comprende inoltre un modulo di livellamento dotato di un primo condotto ausiliario 8 collegato a livello di fluido al condotto 7 e a un serbatoio 9 e configurato per gestire la quantit? di fluido refrigerante all'interno della disposizione 1 per regolare la differenza di fluido refrigerante in funzione delle differenti condizioni operative della disposizione 1.
Vantaggiosamente, i mezzi compressori 2 sono collegati a livello di fluido al condotto 6 e 7 tramite un condotto di percorso di ricircolo 15 che ? collegato alternativamente al condotto 6 o al condotto 7 tramite un commutatore idraulico 16. In particolare, il condotto di percorso di ricircolo quindi sia configurato per collegare insieme a livello di fluido l'ingresso 2n e l'uscita 2b dei mezzi compressori.
Il commutatore idraulico 16 ? interposto a livello di fluido nel condotto di percorso di ricircolo 15 tra l'ingresso 2a e l'uscita 2b e comprende una prima e una seconda apertura 16a, 16b rispettivamente collegate a livello di fluido al condotto di percorso di ricircolo 15 e una terza e una quarta apertura 16c, 16d rispettivamente collegate a livello di fluido al primo e al secondo condotto 5, 6.
Il commutatore idraulico 16 e configurato almeno per collegare:
? la prima apertura 16a con la terza apertura 16c e la seconda apertura 16b con la quarta apertura 16d fornendo in questo modo fluido compresso che scorre attraverso il primo condotto verso il primo scambiatore di calore 3 e raccogliendo fluido di ritorno proveniente dal secondo scambiatore di calore 4; e
? la prima apertura 16a con la terza apertura 16c e la seconda apertura 16b con la quarta apertura 16d fornendo in questo modo fluido compresso che scorre attraverso il primo condotto verso il primo scambiatore di calore 3 e raccogliendo fluido di ritorno proveniente dal secondo scambiatore di calore 4.
Alla luce di quanto precede, i mezzi di commutazione 16 possono comprendere una valvola a due posizioni-a tre vie.
La disposizione 1 comprende inoltre una prima valvola di espansione 17 e una seconda valvola di espansione 18 posizionate come segue e configurate ciascuna per consentire al fluido refrigerante di passare attraverso di esse per ridurre la sua pressione.
La disposizione 1 comprende inoltre una pluralit? di valvole di ritegno configurate per consentire il flusso di fluido refrigerante nei condotti summenzionati soltanto in una direzione specifica.
In particolare, la disposizione 1 comprende:
? una prima valvola di ritegno 19a interposta a livello di fluido sul condotto 8 posizionata in modo da consentire il passaggio di fluido dalla seconda apertura 3b del primo scambiatore di calore 3 verso il secondo o terzo scambiatore di calore 4, 10;
? una seconda valvola di ritegno 19b interposta a livello di fluido sul condotto 7 e configurata per consentire il passaggio di fluido soltanto verso la seconda apertura 3b;
? una terza valvola di ritegno 19c interposta a livello di fluido sul condotto 11 e configurata per consentire il passaggio di fluido soltanto dal condotto 7 verso la prima apertura 10a del terzo scambiatore di calore 10;
? una quarta valvola di ritegno 19d interposta a livello di fluido su un condotto 21 interposto a livello di fluido tra il condotto 7 e il condotto 11 e configurata per consentire il passaggio di fluido soltanto dal condotto 7 verso la prima apertura 10a del terzo scambiatore di calore 10;
? una quinta valvola di ritegno 19e interposta a livello di fluido su un condotto 13 e configurata per consentire il passaggio di fluido soltanto dalla seconda apertura 10b del terzo scambiatore di calore 10 verso il condotto 7;
? una sesta valvola di ritegno 19f interposta a livello di fluido su un condotto 22 interposto a livello di fluido tra il condotto 13 e il condotto 6 e configurata per consentire il passaggio di fluido soltanto dalla seconda apertura 10b del terzo scambiatore di calore 10 verso il condotto 6.
La disposizione 1 comprende inoltre una pluralit? di valvole configurate per consentire o impedire, almeno parzialmente, il flusso di fluido refrigerante sul rispettivo condotto.
In particolare, la disposizione 1 comprende:
? una prima valvola 23 interposta a livello di fluido sul condotto 11;
? una seconda valvola 24 interposta a livello di fluido sul condotto 21; e
? una terza valvola 25 interposta a livello di fluido sul condotto 7 tra il raccordo del condotto 7 e i condotti 13 e 21.
Preferibilmente, tutte le valvole 23, 24 e 25 sono valvole controllate tramite azionamento elettrico. Pi? preferibilmente, la prima e la seconda valvola 23, 24 sono valvole a solenoidi mentre la terza valvola 25 ? una valvola motorizzata.
In dettaglio, la prima valvola di espansione 17 ? interposta a livello di fluido sul condotto 7 tra la seconda valvola di ritegno 19b e il raccordo con il condotto 13 e la seconda valvola di espansione 18 ? collegata a livello di fluido tra la prima e la terza valvola di ritegno 19a, 19c sul condotto 11.
La disposizione 1 comprende inoltre una pluralit? di sensori configurati per rivelare una pluralit? di quantit? fisiche come ad esempio pressione, temperatura o flusso relativi ai diversi elementi della disposizione 1.
La disposizione 1 comprende inoltre un'unit? di controllo 26 collegata elettricamente ai sensori e alle valvole elettriche summenzionati e al commutatore idraulico 16 per variare il funzionamento della disposizione 1 come descritto in dettaglio nel seguito.
Pi? in dettaglio, si evidenzia che la disposizione 1 ? dotata vantaggiosamente, tra gli altri sensori summenzionati, di un sensore di temperatura 33 configurato per rivelare una temperatura fuori dal terzo scambiatore di calore, ossia una temperatura sul condotto 12 vicino al terzo scambiatore di calore.
Facendo riferimento alla figura 5, viene rappresentata schematicamente un'unit? da tetto 100 comprendente una disposizione 1 come descritto sopra e comprendente, essenzialmente, un alloggiamento 101 che delimita uno spazio interno 102 in cui ? alloggiata la disposizione 1.
Pi? in dettaglio, lo spazio interno 102 ? suddiviso in tre diverse porzioni 102', 102'', 102''' per mezzo di pareti interne 103. Tali porzioni 102', 102'', 102''' comunicano a livello di fluido tra loro e comprendono parte della disposizione 1 descritta sopra come segue.
La prima porzione 102' comunica a livello di fluido con la seconda porzione 102'' tramite il primo scambiatore di calore 3 che ? disposto in un'apertura nella parete interna 103 che supporta quest'ultimo. La prima porzione 102 alloggia inoltre, separato rispetto al primo scambiatore di calore 3, il secondo scambiatore di calore 4 e mezzi di ventilazione 14 per fornire un flusso d'aria F' indipendente rispetto allo spazio che deve essere condizionato.
La seconda porzione 102' pu? comunicare a livello di fluido con l'ambiente esterno tramite uno smorzatore 104 che pu?, almeno parzialmente, chiudere o aprire un'apertura realizzata attraverso l'alloggiamento 101. Questo smorzatore 104 consente il passaggio di un flusso di aria ambientale F'' nella seconda porzione 102' diretto verso il primo scambiatore di calore 3 che si mescola con una percentuale di flusso Fo (come evidenziato nel seguito) in un flusso di entrata FI diretto verso lo spazio che deve essere condizionato. Per facilitare tale mescolamento di flusso, nella prima porzione 102' sono alloggiati i mezzi di ventilazione 105, ad esempio una ventola.
La terza porzione 102''' comunica a livello di fluido con lo spazio che deve essere condizionato per ricevere un flusso di ritorno FO. Inoltre, la terza porzione 102''' pu? comunicare selettivamente con la seconda porzione 102'' tramite uno smorzatore 106 che pu? almeno parzialmente aprire o chiudere un'apertura realizzata sulla parete interna 103. Lo smorzatore 106 consente la fuoriuscita di una porzione F''' del flusso di ritorno FO in modo che esso si mescoli con il flusso F' proveniente dall'ambiente esterno.
La terza porzione 102''' comunica quindi a livello di fluido con l'ambiente tramite uno smorzatore 107 che ? configurato per consentire al flusso di ritorno FO di fuoriuscire dall'unit? 100. In particolare, la terza porzione 102''' pu? alloggiare mezzi di ventilazione 108, ad esempio una ventola, configurati per facilitare lo scarico di un flusso d'aria di scarico F<IV >nell'ambiente.
In particolare, la disposizione 1 comprende un sensore di flusso d'aria configurato per misurare il flusso d'aria che passa attraverso il terzo scambiatore di calore 10. Preferibilmente, tale sensore di flusso d'aria ? sorretto tra i mezzi di ventilazione 108 e lo smorzatore 107 dell'unit? da tetto 100.
L'unit? di controllo 26 pu? controllare il funzionamento delle valvole, della ventola e degli smorzatori descritti come descritto sopra nella disposizione 1 e nell'unit? da tetto in funzione del funzionamento necessario all'utente.
Il funzionamento della disposizione idraulica 1 sopra descritta prevista in un'unit? da tetto 100 ? il seguente. In una prima modalit? operativa, una modalit? estiva, l'unit? elettronica 26 controlla gli elementi di disposizione nella seguente configurazione:
- il commutatore idraulico 16 ? configurato per collegare a livello di fluido la prima apertura 16a con la quarta apertura 16d;
- la prima valvola 23 ? spenta;
- la seconda valvola 24 ? accesa; e
- la terza valvola 25 ? chiusa.
In tale configurazione, mostrata nella figura 2, il fluido refrigerante, compresso e surriscaldato fuoriesce dai mezzi compressori 2 e scorre verso il secondo scambiatore di calore 4, condensandosi in questo modo tra la seconda ? la prima apertura 4b, 4a sotto l'azione del flusso d'aria F. A valle del secondo scambiatore di calore 4, il fluido refrigerante passa attraverso la seconda valvola 24 e la quarta valvola di ritegno 19d passando in questo modo nel terzo scambiatore di calore 10. Qui, il fluido refrigerante si sottoraffredda grazie al flusso Fo e fuoriesce nel condotto 13 verso il primo scambiatore di calore 2. Pertanto, nella configurazione di cui sopra, il secondo scambiatore di calore 4 ? un condensatore e il terzo scambiatore di calore 10 ? un sottoraffreddatore.
Inoltre, il fluido condensato e sottoraffreddato scorre attraverso la valvola di espansione 17 e successivamente verso il primo scambiatore di calore 3 evaporando e assorbendo calore in questo modo dall'ambiente che deve essere condizionato tramite il flusso d'aria Fi. Pertanto, nella configurazione di cui sopra, il primo scambiatore di calore 3 ? un evaporatore. Una volta passato attraverso il primo scambiatore di calore 3, il fluido refrigerante, nello stato gassoso, torna all'ingresso 2b dei compressori ricominciando in questo modo il ciclo.
In una seconda modalit? operativa, una modalit? invernale, l'unit? elettronica 26 controlla gli elementi di disposizione nella seguente configurazione:
- il commutatore idraulico 16 ? configurato per collegare a livello di fluido la prima apertura 16a con la terza apertura 16c;
- la prima valvola 23 ? accesa;
- la seconda valvola 24 ? spenta; e
- la terza valvola 25 ? aperta.
In tale configurazione, mostrata nella figura 3, il fluido refrigerante, compresso e surriscaldato, fuoriesce dai mezzi compressori 2 e scorre verso il primo scambiatore di calore 3 condensandosi in questo modo tra la prima e la seconda apertura 3a, 3b sotto l'azione del flusso d'aria Fi e fornendo calore all'ambiente. Pertanto, in questa condizione il primo scambiatore di calore ? un condensatore.
A valle del primo scambiatore di calore 3, il fluido refrigerante scorre attraverso il condotto 7 e 11. Nel passaggio attraverso il condotto 7 passa principalmente dalla valvola di espansione 17 e attraverso la terza valvola 25 e la parte rimanente attraverso la prima valvola 23 e successivamente attraverso la valvola di espansione 18.
Dopo tali passaggi, le rispettive porzioni del fluido refrigerante passano nel secondo scambiatore di calore 4 e nel terzo scambiatore di calore 10. Qui, il fluido refrigerante evapora grazie al flusso di aria F' fornita dai mezzi di ventilazione 14 e al flusso Fo e fuoriesce nei condotti 22 e 6 verso i mezzi compressori 2. Pertanto, nella configurazione di cui sopra, il secondo scambiatore di calore 4 e il terzo scambiatore di calore 10 sono evaporatori. D In tale stato gassoso, il fluido refrigerante torna all'ingresso 2b dei compressori ricominciando in questo modo il ciclo.
L'apertura degli smorzatori 104, 106 e 107 ? regolata per creare una miscela adeguata di aria fresca nello spazio che deve essere condizionato, come noto.
In funzione della condizione termodinamica del fluido refrigerante che passa nel secondo scambiatore di calore 4 e del flusso d'aria Fo, il terzo scambiatore di calore 10 pu? coprirsi di brina. Di conseguenza, l'unit? di controllo 26 comprende mezzi di elaborazione configurati per memorizzare ed eseguire un metodo di controllo di operazione di sbrinamento come mostrato di seguito e rappresentato schematicamente nella figura 4.
Supponendo di partire da una condizione in cui non vi ? alcuna necessit? di un'operazione di sbrinamento (si veda il blocco "sbrinamento libero spento"), l'unit? di controllo 26 acquisisce dati relativi alla temperatura fuori dal terzo scambiatore 10 (ossia temperatura di evaporazione, TE) e valuta la variazione in un intervallo di tempo preimpostato ? di tale temperatura, ossia
Se la variazione di TE nell'intervallo di tempo preimpostato ? ? costante, la misura della variazione viene continuata ciclicamente finch? tale variazione non ? pi? costante. Infatti, se la variazione di TE non ? pi? costante, questo ? un segno della formazione di brina sul terzo scambiatore di calore. Di conseguenza, viene attivata dall'unit? di controllo una modalit? di sbrinamento libero.
Pertanto, l'unit? di controllo chiude la prima valvola 23 e attiva la modalit? di sbrinamento libero attivando mezzi di ventilazione 108 in modo tale da far s? che il flusso d'aria Fo passi attraverso il terzo scambiatore di calore 10. Dato che l'aria proveniente da tale spazio condizionato a un'alta entalpia, ? in grado di sbrinare lo scambiatore di calore 10, liberamente, passando attraverso le lettere di quest'ultimo.
La modalit? di sbrinamento ? mantenuta per un intervallo di tempo, ?, che pu? essere uguale al o diverso dall'intervallo di tempo summenzionato. In particolare, l'intervallo di tempo ? pu? essere di 120 s.
Dopo l'intervallo di tempo summenzionato, viene misurato il calo di pressione ?p attraverso il terzo scambiatore di calore 10. Tale misura pu? essere ottenuta aprendo completamente lo smorzatore 107 e misurando il flusso d'aria che passa attraverso lo scambiatore di calore 10 conoscendo il flusso d'aria fornita dai mezzi di ventilazione 108.
Questo valore di calo di pressione ?p misurato viene successivamente confrontato con un valore memorizzato di calo di pressione ?pm memorizzato nell'unit? elettronica 26. Il valore di calo di pressione memorizzato ?pm corrisponde al calo di pressione attraverso il terzo scambiatore di calore 10 quando pulito, ossia quando non coperto di brina.
Di conseguenza, se il valore misurato del calo di pressione ?p ? maggiore del valore di calo di pressione memorizzato ?pm, la modalit? di sbrinamento viene mantenuta. Altrimenti, la modalit? di sbrinamento viene disattivata, ossia la prima valvola 23 si apre.
Successivamente, il controllo della modalit? di sbrinamento ricomincia in base alla temperatura di evaporazione come spiegato precedentemente e l'operazione termodinamica eseguita nella disposizione 100 continua secondo la necessit? dello spazio che deve essere condizionato.
Inoltre, l'unit? elettronica 26 pu? fornire un messaggio di avviso, ossia un messaggio acustico, visivo, o pu? interrompere il funzionamento della disposizione 1 se la modalit? di ciclo di sbrinamento ? mantenuta per un tempo eccessivo, ossia il ciclo di controllo di calo di pressione ha mantenuto per un numero di volte preimpostato, ossia corrispondente a un tempo multiplo dell'intervallo di tempo ?.
Alla luce di quanto sopra, la presente invenzione ? relativa a un metodo di sbrinamento per una disposizione come descritto sopra e in particolare per l'unit? da tetto di cui sopra, quando funzionante in detta seconda condizione ? comprendente le seguenti fasi:
- i) rivelare una temperatura TE all'uscita del terzo scambiatore di calore 10;
- ii) calcolare la variazione di tale temperatura TE in un intervallo di tempo prefissato;
- iii) valutare se tale variazione ? costante e, in caso affermativo, continuare a elaborare le due fasi precedenti, in caso negativo, chiudere la prima valvola 23 per eseguire un'operazione di sbrinamento libero,
- iv) dopo un intervallo di tempo attuale, misurare il calo di pressione ?p attraverso il terzo scambiatore di calore 10;
- v) confrontare il calo di pressione ?p misurato con un valore memorizzato ?pm di calo di pressione del terzo scambiatore di calore 10 e,
- vi) se il calo di pressione ?p misurato ? minore del valore memorizzato ?pm, aprire la prima valvola 23 per ripristinare il funzionamento della disposizione 1 ? tornare alla fase i);
- vii) altrimenti, se il calo di pressione ?p misurato ? maggiore del valore memorizzato ?pm, tornare alla fase iv).
In particolare, il calo di pressione ?p pu? essere misurato fornendo un valore prefissato di flusso d'aria tramite i mezzi di ventilazione 108 e detto smorzatore 107 completamente aperto. In questo modo, il calo di pressione memorizzato ?pm corrisponderebbe precisamente a tale flusso d'aria fornito.
Alla luce di quanto sopra, i vantaggi della disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria e relativo metodo di sbrinamento secondo l'invenzione sono evidenti.
La disposizione di ciclo d'aria fornita che comprende un secondo e un terzo scambiatore di calore 4, 10 in parallelo tra loro e in cui il flusso di fluido refrigerante pu? essere regolato dalle valvole 23 e 24 consente di fornire un sottoraffreddamento adatto in modalit? estiva, riducendo in questo modo il consumo energetico.
Inoltre, la regolazione tramite valvole 23 e 24 consente una regolazione fine della fase di evaporazione tra il secondo e il terzo scambiatore di calore 4, 10 durante il funzionamento estivo.
Inoltre, il metodo di controllo di sbrinamento automatico fornito memorizzato nell'unit? di controllo 26 consente di controllare facilmente l'operazione di sbrinamento in un modo efficace e a basso consumo energetico.
Infatti, la condizione di sbrinamento pu? essere controllata per un tempo breve necessario grazie al controllo di calo di pressione, ripristinando la modalit? operativa standard. Inoltre, il controllo di temperatura di evaporatore fornito ? pi? semplice rispetto a quelli noti.
? chiaro che ? possibile apportare modifiche alla disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria e al relativo metodo di sbrinamento che non si estendono oltre l'ambito di protezione definito dalle rivendicazioni.
Ad esempio, la topologia della disposizione 1 o la disposizione dell'unit? da tetto 100 possono essere variate. Inoltre, i mezzi di ventilazione o i mezzi compressori possono essere di qualsiasi tipologia.
Inoltre, la disposizione 1 pu? comprendere altri dispositivi opzionali, ad es. un'operazione di postriscaldamento.

Claims (15)

RIVENDICAZIONI
1. Disposizione di ciclo frigorifero raffreddato ad aria (1) comprendente mezzi compressori (2) configurati per aumentare la pressione di un fluido refrigerante tra un ingresso (2a) e un'uscita (2b) della stessa, mezzi di espansione (17) configurati per ridurre la pressione di detto refrigerante,
un primo scambiatore di calore (3) interposto a livello di fluido su un condotto (5) tra detti mezzi compressori (2) e detti mezzi di espansione (17, 18),
un secondo scambiatore di calore (4) interposto a livello di fluido su un'ulteriore condotto (7) tra detti mezzi compressori (2) e detti mezzi di espansione (17), un terzo scambiatore di calore (10) interposto a livello di fluido su un condotto (11, 12) in parallelo a detto scambiatore di calore (4) e mezzi di espansione (18) interposti a livello di fluido tra il raccordo di detto condotto (11, 12) e di detto condotto (7) e detto terzo scambiatore di calore (10),
detto primo, detto secondo e detto terzo scambiatore di calore (3, 4, 10) essendo configurati per consentire lo scambio di calore tra il fluido refrigerante che scorre al loro interno con un rispettivo flusso (F', Fi, F<IV>) di aria,
detta disposizione (1) comprendendo un commutatore idraulico (16) configurato per consentire la circolazione del fluido refrigerante, alternativamente:
- in una prima condizione operativa, da detti mezzi compressori (2) attraverso detto secondo e detto terzo scambiatore di calore (4, 10) per far condensare e sottoraffreddare detto fluido refrigerante e successivamente verso detto primo scambiatore di calore (3) per far evaporare tale fluido refrigerante; o
- in una seconda condizione operativa in cui, da detti mezzi compressori (2) attraverso detto primo scambiatore di calore (3) per far condensare detto fluido refrigerante e successivamente verso detto secondo e detto terzo scambiatore di calore (4, 10) per far evaporare tale fluido refrigerante.
2. Disposizione secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre:
? una prima valvola di ritegno (19a) interposta a livello di fluido su un condotto (8) interposto a livello di fluido in parallelo al condotto (7) e posizionata in modo da consentire il passaggio di fluido da detto primo scambiatore (3) verso detto secondo o detto terzo scambiatore di calore (4, 10);
? una seconda valvola di ritegno (19b) interposta a livello di fluido sul condotto (7) e configurata per consentire il passaggio di fluido soltanto verso detto primo scambiatore di calore (3);
? una terza valvola di ritegno (19c) interposta a livello di fluido sul condotto (11) e configurata per consentire il passaggio di fluido soltanto dal condotto (7) verso il terzo scambiatore di calore (10);
? una quarta valvola di ritegno (19d) interposta a livello di fluido su un condotto (21) interposto a livello di fluido tra il condotto (7) e il condotto (11) e configurata per consentire il passaggio di fluido soltanto dal condotto (7) verso detto terzo scambiatore di calore (10);
? una quinta valvola di ritegno (19e) interposta a livello di fluido su un condotto (13) bypassando a livello di fluido detto terzo scambiatore di calore (10) e configurata per consentire il passaggio di fluido soltanto verso il condotto (7);
? una sesta valvola di ritegno (19f) interposta a livello di fluido su un condotto (22) interposto a livello di fluido tra il condotto (13), detti mezzi compressori (2) e detto secondo scambiatore di calore (4) e configurata per consentire il passaggio di fluido soltanto verso questi ultimi.
3. Disposizione secondo la rivendicazione 2, comprendente inoltre:
? una prima valvola (23) interposta a livello di fluido sul condotto (11);
? una seconda valvola (24) interposta a livello di fluido sul condotto (21); e
? una terza valvola (25) interposta a livello di fluido sul condotto (7) tra il raccordo di quest'ultimo e i condotti (13) e (21),
detta prima, detta seconda e detta terza valvola (23, 24, 25) essendo controllabili per regolare il flusso di fluido refrigerante che scorre attraverso queste ultime.
4. Disposizione secondo la rivendicazione 3, in cui detta prima, detta seconda e detta terza valvola (23, 24, 25) sono valvole azionate elettricamente.
5. Disposizione secondo le rivendicazioni 3 o 4, in cui detta terza valvola ? una valvola motorizzata.
6. Disposizione secondo le rivendicazioni da 3 a 5, in cui detta prima e detta seconda valvola (23, 24) sono valvole di accensione-spegnimento che sono aperte o chiuse alternativamente tra loro.
7. Disposizione secondo le rivendicazioni da 3 a 6, in cui detta prima valvola (23) ? spenta e detta seconda valvola (24) ? accesa durante detto primo funzionamento operativo e viceversa.
8. Disposizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto commutatore idraulico (16) ? una valvola ad azionamento elettrico a tre vie e due posizioni.
9. Disposizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un modulo di livellamento dotato di un serbatoio (9) collegato a livello di fluido a detto condotto (7) per regolare la quantit? di fluido refrigerante in detta disposizione (1) in funzione della condizione di funzionamento definita da detto commutatore idraulico (16).
10. Disposizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi sensori configurati per rivelare quantit? operative relative al funzionamento degli elementi compresi da detta disposizione (1).
11. Disposizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 10, comprendente inoltre un'unit? di controllo elettronico (26) collegata elettricamente a dette valvole (23, 24, 25), a detti mezzi sensori e a detto commutatore idraulico (16), detta unit? di controllo (26) controllando il funzionamento degli elementi summenzionati.
12. Unit? da tetto (100) comprendente un alloggiamento (101) che definisce uno spazio interno (102), detta unit? da tetto (100) comprendendo una disposizione (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti disposta in detto spazio interno (102).
13. Unit? da tetto secondo la rivendicazione 11 in cui detto spazio interno (102) ? diviso in tre diverse porzioni (una di queste porzioni (102''') alloggiando detto terzo scambiatore di calore (10) davanti a un'apertura che ? chiusa selettivamente da uno smorzatore (107) e mezzi di ventilazione (108) per convogliare un flusso d'aria (F<IV>) verso detto terzo scambiatore di calore (10), detta unit? da tetto comprendendo un sensore di calo di pressione configurato per misurare il calo di pressione di detto flusso d'aria (F<IV>) attraverso detto terzo scambiatore di calore (10).
14. Metodo di sbrinamento per una disposizione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 11, quando funzionante in detta seconda condizione e comprendente le seguenti fasi:
- i) rivelare una temperatura (TE) all'uscita di detto terzo scambiatore di calore (10);
- ii) calcolare la variazione di detta temperatura (TE) in un intervallo di tempo prefissato;
- iii) valutare se tale variazione ? costante e, in caso affermativo, continuare a eseguire le due fasi precedenti e, in caso negativo, chiudere detta prima valvola (23) per eseguire un'operazione di sbrinamento libero,
- iv) dopo un intervallo di tempo attuale, misurare il calo di pressione (?p) attraverso detto terzo scambiatore di calore (10);
- v) confrontare il calo di pressione misurato (?p) con un valore memorizzato (?pm) di calo di pressione di detto terzo scambiatore di calore (10) e,
- vi) se il calo di pressione misurato (?p) ? minore del valore memorizzato (?pm), quindi aprire detta prima valvola (23) per ripristinare il funzionamento di detta disposizione (1) e tornare alla fase (i)
- vii) altrimenti, se il calo di pressione misurato (?p) ? maggiore del valore memorizzato (?pm), tornare alla fase (iv).
15. Metodo di sbrinamento per una unit? da tetto secondo la rivendicazione 13, quando funzionante in detta seconda condizione e comprendente le seguenti fasi:
- i) rivelare una temperatura (TE) all'uscita di detto terzo scambiatore di calore (10);
- ii) calcolare la variazione di detta temperatura (TE) in un intervallo di tempo prefissato;
- iii) valutare se tale variazione ? costante e, in caso affermativo, continuare a eseguire le due fasi precedenti e, in caso negativo, chiudere detta prima valvola (23) per eseguire un'operazione di sbrinamento libero,
- iv) dopo un intervallo di tempo attuale, misurare detto smorzatore (107) completamente aperto e fornire un valore preimpostato di flusso d'aria attraverso detti mezzi di ventilazione (107) e misurare il calo di pressione (?p) attraverso detto terzo scambiatore di calore (10);
- v) confrontare il calo di pressione (?p) misurato con un valore memorizzato (?pm) di calo di pressione di detto terzo scambiatore di calore (10) corrispondente al flusso d'aria fornito da detti mezzi di ventilazione (107) e, - vi) se il calo di pressione misurato (?p) ? minore del valore memorizzato (?pm), quindi aprire detta prima valvola (23) per ripristinare il funzionamento di detta disposizione (1) e tornare alla fase (i)
- vii) altrimenti, se il calo di pressione (?p) misurato ? maggiore del valore memorizzato (?pm), tornare alla fase (iv).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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