ITPD20130004A1 - Impianto frigorifero con eiettore - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

Forma oggetto della presente invenzione un impianto frigorifero con eiettore.

L’impianto frigorifero secondo l’invenzione trova applicazione nel settore della refrigerazione e del condizionamento, ed eventualmente anche nel settore più specifico delle pompe di calore.

In particolare, l’impianto trova applicazione sia nei banchi frigoriferi con gruppo frigorifero incorporato (noti nel settore come banchi plug-in), sia in impianti di grossa taglia, come centrali frigorifere che servono più banchi frigoriferi in parallelo.

Stato della tecnica

Come à ̈ noto, un impianto frigorifero (o pompa di calore) a compressione di vapore di tipo convenzionale consente di trasferire calore da una sorgente fredda ad una sorgente calda attraverso un fluido refrigerante operante secondo un ciclo termodinamico che prevede in sequenza uno stadio di evaporazione, uno stadio di compressione, uno stadio di raffreddamento ed uno stadio di espansione. A questo scopo l’impianto à ̈ costituito da un circuito chiuso comprendente un evaporatore, un compressore, un condensatore ovvero un gas cooler ed un organo di espansione, disposti in serie. Il fluido refrigerante assorbe calore dalla sorgente fredda (ambiente da raffreddare) nell’evaporatore passando allo stato vapore. Il fluido viene quindi portato ad un livello di pressione superiore nel compressore, per cedere calore alla sorgente calda all’interno del condensatore o del gas cooler, per ritornare, infine, nell’evaporatore fluendo attraverso l’organo di espansione.

La sezione di circuito compresa tra l’uscita del compressore e l’ingresso dell’organo di espansione à ̈ definita come lato di alta pressione del circuito, mentre la sezione di circuito compresa tra l’uscita dell’organo di espansione e l’ingresso del compressore à ̈ definita, invece, come lato di bassa pressione del circuito.

Come à ̈ noto, un impianto a compressione può operare secondo un ciclo subcritico oppure alternativamente secondo un ciclo transcritico.

Si ha un ciclo subcritico quando la pressione a cui avviene la cessione di calore alla sorgente calda à ̈ inferiore alla pressione critica del fluido refrigerante. In questo caso, durante lo stadio di raffreddamento il fluido refrigerante viene a trovarsi in condizioni (bifasiche) di equilibrio liquido-vapore e lo scambiatore di calore che realizza tale stadio funziona come un condensatore. Nel ramo di alta pressione dell’impianto esiste, pertanto, un legame univoco tra la pressione e la temperatura.

Si ha un ciclo transcritico quando la pressione à ̈ superiore alla pressione critica del fluido refrigerante. In questo caso, durante lo stadio di raffreddamento il fluido refrigerante à ̈ in condizioni supercritiche (monofase) e può subire solo un raffreddamento senza cambiamento di fase. Lo scambiatore di calore che realizza tale stadio di raffreddamento funziona come un gas cooler e non come un condensatore. Nel ramo di alta pressione dell’impianto non può esistere, pertanto, un legame univoco tra pressione e temperatura potendo queste variabili assumere valori indipendenti l’uno rispetto all’altro.

La soluzione impiantistica sopra descritta comprende uno scambiatore addizionale come illustrato nelle Figure 1 e 2. Più in dettaglio, il fluido frigorifero viene compresso (punto 2a) dal compressore C, raffreddato a pressione costante nel condensatore/gascooler D (punto 3a) e sottoraffreddato da uno scambiatore E (Suction Line Heat eXchanger, SLHX) per aumentare la sua capacità frigorifera (punto 4a); il flusso di refrigerante viene laminato in un organo di laminazione B (punto 5a) e mandato all’evaporatore A (punto 6a). In uscita dall’evaporatore il refrigerante viene surriscaldato (1) per poter sottoraffreddare il refrigerante in uscita dal condensatore/gascooler nel SLHX.

I vantaggi di questa soluzione impiantistica sono i seguenti:

- configurazione semplice con ridotto numero di componenti,

- possibilità di utilizzare componenti poco costosi: SLHX tubo in tubo e capillare come organo di laminazione,

- possibilità di introdurre un compressore bistadio come gruppo compressore primario.

Non prevedendo la presenza di un ricevitore di liquido, che funge da accumulo e polmone, questa soluzione impiantistica presenta però lo svantaggio di non essere dotabile di un sistema di rimozione del vapore di formazione dalla laminazione (in seguito denominato semplicemente “flash gas†), che permetterebbe un miglioramento delle prestazioni del ciclo

Negli impianti a CO2 transcritici, il ricevitore di liquido diventa un ricevitore bifase e, sia per evitare il pericolo di sovrappressioni sia per migliorare le prestazioni energetiche del ciclo, à ̈ pratica comune rimuovere il flash gas con un apposito sistema di rimozione che ne controlla la pressione all’interno del ricevitore.

Generalmente il flash gas viene spillato, laminato e unito al flusso principale in uscita dall’evaporatore. Questa soluzione à ̈ tuttavia energeticamente poco efficiente.

In accordo ad una possibile soluzione impiantistica alternativa, il flash gas viene riportato sul lato di alta pressione, a monte del condensatore, tramite un compressore ausiliario, come previsto ad esempio nel brevetto italiano IT1351459 a nome di Costan S.p.A.

Più in dettaglio, come illustrato nelle Figure 3 e 4, tale configurazione con compressore ausiliario prevede la suddivisione del processo di laminazione in due stadi e l’impiego di un compressore per l’estrazione del vapore di flash gas che si genera dopo la prima laminazione (laminazione che porta il refrigeratore ad una pressione intermedia). Il refrigerante (punto 3b) passa per il condensatore/gascooler D per essere raffreddato; in uscita (punto 4b) subisce una prima laminazione in una valvola di back pressure B1 (punto 5b), a valle della quale si trova un ricevitore F, in cui si registra la condizione di equilibrio tra vapore e liquido. Le due fasi vengono separate. Il liquido (punto 6b) procede verso l’evaporatore A (punto 7b), dopo essere stato laminato ulteriormente in una seconda valvola di laminazione B2, e successivamente verso il compressore primario C1 (punto 1b), mentre il vapore viene compresso in un compressore ausiliario C2 (punto 8b). Le uscite dei due compressori, (punti 2b e 9b), vengono miscelate prima dell’ingresso al condensatore/gascooler D (punto 3b).

Questa soluzione impiantistica presenti alcuni vantaggi: - possibilità di sostituire i sistemi tradizionali in cui il flash gas viene rimosso con un organo di laminazione e portato alle condizioni (1) e ricompresso nel gruppo compressore principale; perciò con un sistema a compressore ausiliario, il gruppo principale comprime meno portata rispetto ai sistemi tradizionali con conseguente risparmio energetico,

- possibilità di introdurre un compressore bistadio come gruppo compressore primario.

Questa soluzione impiantistica presenta però anche alcuni svantaggi:

- rispetto alla configurazione a singolo stadio di compressione, richiede un compressore aggiuntivo, un separatore di fase e due valvole di laminazione in luogo di una, con un aumento dei costi e della complessità di impianto;

- difficoltà di applicazione a sistemi di banchi con gruppo frigorifero incorporato (di seguito semplicemente plug-in): nel compressore ausiliario possono circolare, infatti, portate volumetriche che possono essere anche il 10-20% di quelle circolanti nel gruppo compressore primario; le ridotte taglie dei sistemi plug-in porterebbero alla necessità di impiegare compressori ausiliari di taglie così piccole che ad oggi non hanno reperibilità sul mercato.

Esiste quindi l’esigenza nel settore della refrigerazione di effettuare una rimozione del flash gas in modo più efficiente da un punto di vista operativo e meno costoso e complesso da un punto di vista impiantistico.

In generale per migliorare l’efficienza degli impianti frigoriferi sono stati proposti impianti dotati di eiettore.

L'eiettore à ̈ una macchina senza organi in movimento, che può essere impiegata sia come compressore che come pompa per ottenere l'innalzamento della pressione di un fluido mediante l'alimentazione di un fluido (di natura uguale o diversa) in condizioni di pressione e temperatura differenti. L’eiettore funziona con il principio di base, secondo cui un fluido con elevata quantità di moto, incontrandone uno con una bassa, ne eleva la pressione. Il fluido a maggiore quantità di modo (alta pressione) à ̈ chiamato flusso primario o flusso motore, mentre il fluido a minore quantità di moto (bassa pressione) à ̈ chiamato flusso secondario o flusso trascinato. L’eiettore presenta una struttura con un primo elemento convergente, seguito da una gola e quindi da un elemento divergente (diffusore). L’energia interna posseduta dal flusso primario si trasforma in energia cinetica. L’effetto à ̈ di abbassare la pressione per aspirare il flusso secondario. Nel tratto convergente dell’eiettore si realizza la miscelazione e le velocità dei due flussi si uniformano. A valle, nel tratto di gola, si genera un’onda d’urto normale che causa una trasformazione violenta da energia cinetica a energia di pressione. Il flusso uscente ottenuto à ̈ generalmente una miscela bifasica uniforme. L’onda d’urto normale modifica la pressione di ristagno abbassandola. Questo riduce l’efficienza dell’eiettore. Un’alternativa all’onda normale à ̈ l’onda obliqua che consiste in una trasformazione meno violenta che genera una perdita di pressione di ristagno sulla sola componente normale del flusso che l’attraversa.

Una soluzione impiantistica nota prevede l’uso di un eiettore sul lato di bassa pressione (low side) per incrementare la pressione del vapore in uscita dall’evaporatore riducendo così il lavoro del compressore. Lo schema impiantistico di questa configurazione à ̈ descritto nelle Figure 5 e 6. Il flusso primario (flusso motore) in ingresso all’eiettore G à ̈ il refrigerante in uscita dal condensatore D (gas cooler), mentre il flusso secondario (flusso trascinato) in ingresso all’eiettore à ̈ il vapore in uscita dall’evaporatore A. In questa configurazione, a causa della presenza di un flusso bifase liquido-vapore all’uscita dell’eiettore, à ̈ necessario posizionare un separatore di fase F che separi il liquido saturo, da inviare alla valvola di laminazione B che alimenta l’evaporatore A, dal vapore saturo, da inviare al compressore C. Un impianto di questo tipo à ̈ descritto ad esempio nel brevetto inglese GB1132477.

Un’altra soluzione impiantistica prevede l’uso di un eiettore sul lato di alta pressione (high side) per incrementare la pressione del vapore in uscita dal compressore riducendo così il lavoro del compressore stesso. Lo schema impiantistico di questa configurazione à ̈ descritto nelle Figure 7 e 8. Il flusso primario (flusso motore) in ingresso all’eiettore G à ̈ il refrigerante in uscita da una pompa P alimentata da una frazione di refrigerante (in fase liquida nel caso di ciclo di lavoro subcritico, altrimenti gassosa per un ciclo di lavoro transcritico) in uscita dal condensatore D (gas cooler nel caso di ciclo di lavoro transcritico), mentre il flusso secondario (flusso trascinato) in ingresso all’eiettore G à ̈ il vapore in uscita dal compressore C. In questa configurazione, affinché il flusso primario possa effettivamente trascinare il flusso secondario, à ̈ necessario prevedere un componente attivo come la pompa P. Un impianto di questo tipo à ̈ descritto ad esempio nella domanda statunitense US20070101760.

Sono pensabili anche soluzioni impiantistiche in cui un ciclo frigorifero semplice monostadio con o senza scambiatore SLHX (Suction Line Heat eXchanger) à ̈ stato introdotto un eiettore come recuperatore di pressione, per ridurre i rapporti di compressione sviluppati dal compressore per ridurre i consumi del ciclo. Attualmente nessuna delle soluzioni proposte ha trovato applicazione pratica in prodotti commercializzati. Tra le cause principali sta il fatto che l’eiettore risulta essere un dispositivo statico, ovvero ha un design di progetto ottimo a cui corrispondono delle condizioni prestabilite dei flussi (primario e secondario) in ingresso. Lo scostarsi da queste condizioni di ottimo comporta delle riduzioni dei rendimenti dell’eiettore e quindi dei benefici sul ciclo frigorifero. Un tipico esempio à ̈ la modifica della temperatura di uscita dal condensatore/gascooler in seguito a variazioni delle condizioni dell’ambiente in cui l’impianto frigorifero lavora.

Presentazione dell'invenzione

Pertanto, scopo della presente invenzione à ̈ quello di eliminare o quantomeno attenuare gli inconvenienti della tecnica nota sopra citata, mettendo a disposizione un impianto frigorifero con eiettore che consenta una più efficiente rimozione del flash gas e sia al contempo applicabile anche a banchi plug-in utilizzando compressori standard disponibili sul mercato.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un impianto frigorifero con eiettore che sia costruttivamente semplice da realizzare e operativamente semplice da gestire.

Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione un impianto frigorifero con eiettore che al variare delle condizioni operative di utilizzo dell’impianto consenta un utilizzo efficiente dell’eiettore per incrementare la pressione del refrigerante al fine di ridurre i rapporti di compressione sviluppati dal compressore e, con essi, ridurre i consumi del ciclo.

Breve descrizione dei disegni

Le caratteristiche tecniche dell'invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una o più forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative, in cui:

- le Figure 1 e 2 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero a compressione di vapore di tipo tradizionale, attualmente utilizzato in banchi plug-in;

- le Figure 3 e 4 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un noto impianto frigorifero a compressione di vapore con rimozione del flash gas tramite compressore ausiliario;

- le Figure 5 e 6 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un noto impianto frigorifero a compressione di vapore con eiettore sul lato di bassa pressione;

- le Figure 7 e 8 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un noto impianto frigorifero a compressione di vapore con eiettore sul lato di alta pressione;

- le Figure 9 e 10 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero con eiettore per la rimozione del flash gas in accordo ad una prima forma realizzativa dell’invenzione; - le Figure 11 e 12 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero con eiettore per la rimozione del flash gas in accordo ad una seconda forma realizzativa dell’invenzione; - le Figure 13 e 14 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero con eiettore per la rimozione del flash gas in accordo ad una terza forma realizzativa dell’invenzione; - le Figure 15 e 16 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero con eiettore per la rimozione del flash gas in accordo ad una quarta forma realizzativa dell’invenzione; - le Figure 17 e 18 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero con eiettore per la rimozione del flash gas in accordo ad una quinta forma realizzativa dell’invenzione; - le Figure 19 e 20 mostrano rispettivamente uno schema semplificato di impianto e il relativo ciclo termodinamico in un diagramma pressione-entalpia P-h di un impianto frigorifero con eiettore come recuperatore di pressione secondo l’invenzione.

Gli elementi o parti di elementi in comune tra le forme di realizzazione descritte nel seguito saranno indicati con medesimi riferimenti numerici.

Descrizione dettagliata

Con riferimento alle figure da 9 a 18 à ̈ stato indicato nel suo complesso con 100 un impianto frigorifero con eiettore secondo l’invenzione, mentre con riferimento alle figure 19 e 20 à ̈ stato indicato nel suo complesso con 200 l’impianto frigorifero con eiettore secondo l’invenzione. Si procede ora alla descrizione dettagliata dell’impianto frigorifero 100 illustrato nelle Figure da 9 e 18, a cui si riferisce la rivendicazione indipendente 1.

L’impianto frigorifero 100 opera con un refrigerante secondo un ciclo a compressione di vapore. Il ciclo può essere sia subcritico, sia transcritico. In particolare come refrigerante à ̈ possibile utilizzare CO2.

In accordo ad una forma realizzativa generale dell’invenzione, illustrata nelle Figure allegate 9, 11, 13, 15 e 17, l’impianto 100 comprende un circuito principale 100A e in tale circuito principale 100A comprende:

- un condensatore 110, che opera come gas cooler nel caso in cui il ciclo sia transcritico;

- un primo 111 ed un secondo organo di espansione 113 disposti a valle del condensatore 110;

- un primo ricevitore di liquido 112 disposto tra i due organi di espansione 111 e 113, in cui il refrigerante si separa nella fase liquida e nella fase vapore;

- un evaporatore 114 disposto a valle del secondo organo di laminazione 113; e

- almeno un compressore primario 115 disposto a valle dell’evaporatore 114 e a monte del condensatore 110.

Preferibilmente, il primo ed il secondo organo di espansione 111 e 113 sono costituiti ciascuno da una valvola di laminazione.

L’impianto 1 comprende un eiettore 116 in un ramo secondario 100B del circuito principale 100A.

L’eiettore 116 à ̈ del tipo convergente-divergente. La struttura ed il funzionamento di un eiettore sono noti ad un tecnico del settore à ̈ non verranno quindi descritti nel dettaglio.

L’eiettore 116 comprende un primo ingresso 116a per un flusso motore, un secondo ingresso 116b per un flusso trascinato ed una uscita 116c di eiezione della miscela dei due flussi.

In corrispondenza del primo ingresso 116a l’eiettore 116 à ̈ collegato fluidicamente al circuito principale nel tratto a valle del condensatore 110 e a monte del primo organo di espansione 111 per prelevare una frazione del flusso di refrigerante come flusso motore.

In corrispondenza del secondo ingresso 116b l’eiettore à ̈ collegato fluidicamente al primo ricevitore 112 per estrarre dal ricevitore stesso come flusso trascinato la fase vapore del refrigerante (flash gas).

In corrispondenza dell’uscita 116c l’eiettore 116 à ̈ collegato fluidicamente al circuito principale nel tratto tra l’evaporatore 114 e il condensatore 110 per scaricare il flusso eiettato di refrigerante.

Rispetto ai sistemi tradizionali in cui il flash gas viene laminato e unito al refrigerante in uscita dall’evaporatore, nell’impianto 100 viene ridotta la portata massica elaborata al compressore primario (o al primo stadio) con conseguente risparmio energetico del ciclo frigorifero, effettuando così una più efficiente estrazione del flash gas.

Congiuntamente alla maggiore efficienza nell’estrarre il flash gas, come sarà ripreso nel dettaglio più avanti, diversamente dalle soluzioni di tecnica nota che prevedono l’estrazione del flash gas con un compressore ausiliario, l’impianto frigorifero 100 secondo l’invenzione à ̈ applicabile non solo a centrali frigorifere, ma anche a singoli banchi frigoriferi plug-in utilizzando compressori standard disponibili sul mercato.

In accordo alle due soluzioni realizzative illustrate nelle Figure 9 e 11, l’impianto 100 comprende due distinti compressori primari: uno di bassa pressione 115b, collegato fluidicamente all’evaporatore 114, e uno di alta pressione 115b, collegato fluidicamente al condensatore 110. L’uscita 116c dell’eiettore 116 à ̈ collegata fluidicamente al circuito principale tra tali due compressori primari 115a, 115b.

Alternativamente, il sudddetto almeno un compressore primario può essere un compressore bi-stadio 115, avente un primo stadio di bassa pressione 115b collegato fluidicamente all’evaporatore 114 ed un secondo stadio di alta pressione 115a collegato fluidicamente al condensatore 110. L’uscita 116c dell’eiettore 116 à ̈ collegata fluidicamente al circuito principale in corrispondenza del compressore 115 tra i due stadi di compressione.

In accordo ad una prima soluzione realizzativa preferita, illustrata nelle Figure 9 e 10, l’impianto 100 comprende uno scambiatore di calore 117 che connette termicamente il tratto di ramo secondario a valle dell’uscita 116c dell’eiettore 116 con il tratto di circuito principale che à ̈ compreso tra il condensatore 110 e il primo organo di espansione 111.

In particolare, tale scambiatore di calore 117 potrebbe essere del tipo a tubi concentrici.

Si descrive ora in dettaglio il funzionamento dell’impianto 100 con riferimento alle Figure 9 e 10. I riferimenti alfanumerici da 1e a 14e identificano le varie sezioni dell’impianto nel diagramma pressione-entalpia P-h della Figura 10.

In uscita dal condensatore 110 (punto 5e), il refrigerante viene diviso; una frazione (flusso secondario) viene spillata (11e) e introdotta nell’eiettore 116 come flusso motore. L’alta energia posseduta dal refrigerante nelle condizioni (11e) viene utilizzata per aspirare il “flash gas†(12e). Il divergente dell’eiettore permetterà una ricompressione in uscita (13e). Essendo il refrigerante in uscita dall’eiettore bifase, l’introduzione dello scambiatore 117 (IHX, Internal Heat Exchanger) permette di sfruttarne la completa evaporazione (13e) per sottoraffreddare il refrigerante del flusso primario in uscita dal condensatore 110 (punto 6e) fino alle condizioni (punto 7e) di ingresso nella valvola di laminazione; dopo lo scambiatore 117 il flusso secondario di refrigerante completa l’evaporazione prima dell’introduzione nel compressore (punto 3e). Il flusso primario viene laminato preferibilmente in una valvola di back pressure 111 (punto 8e), entra nel ricevitore, viene spillato in fase liquida (punto 9e) e quindi laminato nella valvola di laminazione 113 (punto 10e). Dopo la completa evaporazione nell’evaporatore 114 (punto 1e) il flusso primario viene compresso nel compressore di bassa pressione 115b (punto 2e), miscelato col flash gas (punto 3e) e quindi compresso nel compressore di alta pressione 115a (punto 4e).

La configurazione di impianto secondo la suddetta prima forma realizzativa consente innanzitutto di rimuovere il flash gas in modo impiantisticamente meno complesso rispetto a soluzioni di tecnica nota con compressori ausiliari. In generale, infatti, un eiettore à ̈ meno complesso di un compressore.

Come già detto, rispetto ai sistemi in cui il flash gas viene laminato e unito al refrigerante in uscita dall’evaporatore, nell’impianto 100 sopra descritto si riduce la portata massica elaborata al primo stadio di compressione con conseguente risparmio energetico del ciclo frigorifero.

La presenza dello scambiatore 117 permette di sottoraffreddare fortemente il flusso (primario) di refrigerante riducendone il titolo di vapore in uscita dalla valvola di laminazione 111. La portata di flash gas spillata dall’eiettore si riduce mentre, a parità di salto entalpico all’evaporatore e di potenza frigorifera richiesta, la portata di refrigerante al primo stadio di compressione à ̈ costante. Di conseguenza, la portata di refrigerante che à ̈ elaborata dal secondo stadio di compressione (somma di quella del primo stadio e di quella di flash gas) diminuisce con conseguente miglioramento delle prestazioni del ciclo.

La configurazione d’impianto comprende componenti a ridotto impatto economico. L’eiettore e lo scambiatore 117 (IHX) sono infatti dispositivi a costo limitato. Questo rende la prima forma realizzativa dell’impianto 100 particolarmente adatta anche per banchi plug-in in cui à ̈ essenziale un basso impatto economico.

In accordo ad una seconda soluzione realizzativa preferita, illustrata nelle Figure 11 e 12, l’impianto 100 comprende un secondo ricevitore di liquido 119, inserito fluidicamente nel tratto di ramo secondario a valle dell’uscita 116c dell’eiettore 116. In tale secondo ricevitore 119 il flusso di refrigerante eiettato si separa nella fase liquida e nella fase vapore.

Più in dettaglio, tale secondo ricevitore 119 à ̈ collegato fluidicamente al circuito principale tramite un terzo organo di espansione 120 nel tratto compreso tra il secondo organo di espansione 113 e l’evaporatore 114 per ricircolare la fase liquida nel circuito principale 100A. La fase vapore à ̈ aspirata dal secondo stadio di alta pressione 115a del compressore bi-stadio 115 o dal compressore di alta pressione 115a.

Si descrive ora in dettaglio il funzionamento dell’impianto 100 con riferimento alle Figure 11 e 12. I riferimenti alfanumerici da 1f a 16f identificano le varie sezioni dell’impianto nel diagramma pressione-entalpia P-h della Figura 12.

Il refrigerante in uscita dell’eiettore 116 (punto 12f) à ̈ in condizioni bifase. Il secondo ricevitore di liquido 119 consente di sfruttare il potere refrigerante contenuto nella frazione liquida. Nel ricevitore 119 le fasi vengono separate. Il liquido (punto 13f) viene spillato e laminato (punto 14f) nel terzo organo di laminazione 120 e poi unito al flusso principale (punto 9f) per raggiungere l’evaporatore dopo un miscelamento (condizioni punto 15f). Diversamente, il vapore (punto 16e) viene unito col gas in uscita dal primo stadio di compressione o dal compressore di bassa pressione 115b (punto 2f) ed il fluido miscelato (punto 3f) viene compresso nel secondo stadio di compressione o dal compressore di alta pressione (punto 4f). Il flusso primario viene laminato in una valvola di back pressure 111 (punto 7f) ed entra nel primo ricevitore 112. Da qui viene spillato in fase liquida (punto 8f) e quindi laminato nella valvola di laminazione 113 (punto 9f). Dopo il miscelamento con il flusso secondario in fase liquida, si realizza la completa evaporazione nell’evaporatore 114 (punto 1f). Il refrigerante viene poi compresso al primo stadio di compressione o dal compressore di bassa pressione 115b (punto 2f).

Anche la configurazione di impianto in accordo alla suddetta seconda forma realizzativa consente di rimuovere il flash gas in modo impiantisticamente meno complesso rispetto a soluzioni di tecnica nota con compressori ausiliari. Rispetto alla prima configurazione à ̈ prevista l’aggiunta di un ricevitore, la cui complessità à ̈ comunque inferiore ad un compressore. Anche se rispetto alla prima forma realizzativa la configurazione d’impianto si à ̈ complicata con l’inserimento di nuovi elementi (i.e. secondo ricevitore e terzo organo di laminazione), il basso impatto economico degli stessi, rende comunque la configurazione di interesse anche per applicazioni di piccola taglia come i banchi plug-in.

Anche la configurazione di impianto in accordo alla suddetta seconda forma realizzativa consente di ridurre la portata massica elaborata al primo stadio di compressione con conseguente risparmio energetico del ciclo frigorifero, sebbene in modo meno rilevante rispetto alla prima forma realizzativa.

Inoltre, la separazione delle fasi liquido-vapore nel secondo ricevitore 119 - dopo l’eiettore - permette di recuperare potenza frigorifera e conseguentemente di migliorare le prestazioni del ciclo frigorifero.

In accordo a tre soluzioni realizzative alternative (terza, quarta e quinta forma realizzativa) illustrate nelle Figure da 13 a 18, che saranno meglio descritte più avanti, il ramo secondario 100B in cui à ̈ inserito l’eiettore 116 può essere collegato al circuito principale 100A a valle del suddetto almeno un compressore primario 115 e a monte del condensatore 110.

Vantaggiosamente, il suddetto almeno un compressore primario 115 può essere un compressore monostadio oppure un compressore bi-stadio (con un primo stadio di bassa pressione ed un secondo stadio di alta pressione). In alternativa l’impianto 100 può comprendere due compressori primari collegati in serie, di cui uno di bassa pressione e uno di alta pressione. In tutte e tre le soluzioni, il ramo secondario 100B in cui à ̈ inserito l’eiettore 116 à ̈ collegato al circuito principale 100A a valle del o dei compressore primari 115. In altre parole il ramo secondario à ̈ collegato nella parte ad alta pressione del circuito principale 100A, i.e. nella parte che si trova alla pressione in ingresso al condensatore 110.

In accordo ad una terza e ad una quarta soluzione realizzativa, illustrate rispettivamente nelle Figure 13-14 e nelle Figure 15-16, l’impianto 100 comprende almeno un compressore ausiliario 118 fluidicamente inserito nel ramo secondario a valle dell’uscita dell’eiettore 116. Operativamente, tale compressore ausiliario 118 innalza la pressione del flusso in uscita dall’eiettore allo stesso livello di pressione del refrigerante in ingresso al condensatore 110.

Più in dettaglio, in accordo alla terza forma realizzativa (Figure 13 e 14), l’impianto 100 comprende uno scambiatore di calore 117 che connette termicamente il tratto di ramo secondario a valle dell’uscita 126c dell’eiettore 126 e a monte del compressore ausiliario 118 con il tratto di circuito principale che à ̈ compreso tra il condensatore 110 e il primo organo di espansione 111.

Si descrive ora in dettaglio il funzionamento dell’impianto 100 con riferimento alle Figure 13 e 14. I riferimenti alfanumerici da 1g a 14g identificano le varie sezioni dell’impianto nel diagramma pressione-entalpia P-h della Figura 14.

Dal flusso in uscita dal condensatore 110 (punto 4g) una frazione viene spillata (punto 10g) e introdotta nell’eiettore 116 come flusso motore. L’alta energia posseduta dal refrigerante nelle condizioni del punto 10g viene utilizzata per aspirare il flash gas (punto 11g). Il divergente dell’eiettore permetterà una ricompressione in uscita (punto 12g). Il refrigerante in uscita dall’eiettore 116 à ̈ bifase. Lo scambiatore di calore 117 (IHX) permette di sfruttarne la completa evaporazione (punto 13g) per sottoraffreddare il refrigerante del flusso principale in uscita dal condensatore 110 (punto 5g) fino alle condizioni del punto 6g. Il vapore in uscita dallo scambiatore 117 (punto 13g) subisce una compressione con il compressore ausiliario 118 fino alle condizioni di alta pressione del circuito (punto 14g), dove si mescola con il flusso principale (punto 2g) entrando nel condensatore 110 alle condizioni del punto 3g. Il flusso primario viene laminato in una valvola back pressure 111 (punto 7g), entra nel primo ricevitore 112. Qui il refrigerante viene spillato in fase liquida (punto 8g) e laminato nella valvola di laminazione 113 (punto 9g). Dopo la completa evaporazione nell’evaporatore 114 (punto 1g), il refrigerante viene compresso nel compressore primario 115 (punto 2g) e miscelato con il flash gas (punto 3g). Rispetto agli impianti tradizionali, in cui il flash gas viene laminato e unito al refrigerante in uscita dall’evaporatore, anche la configurazione di impianto in accordo alla suddetta terza forma realizzativa consente di ridurre la portata massica elaborata dal compressore primario con conseguente risparmio energetico del ciclo frigorifero.

La presenza dello scambiatore 117 permette di sottoraffreddare fortemente il flusso (primario) di refrigerante riducendone il titolo di vapore in uscita dalla valvola di laminazione 111. La portata di flash gas spillata dall’eiettore si riduce mentre, a parità di salto entalpico all’evaporatore e di potenza frigorifera richiesta, la portata di refrigerante al primo stadio di compressione à ̈ costante. Di conseguenza, la portata di refrigerante che à ̈ elaborata dal secondo stadio di compressione (somma di quella del primo stadio e di quella di flash gas) diminuisce con conseguente miglioramento delle prestazioni del ciclo.

Rispetto alla soluzione di tecnica con rimozione del flash gas con compressore ausiliario, ma senza eiettore, con la configurazione secondo la suddetta terza forma realizzativa dell’invenzione si registrano rapporti tra la portata volumetrica del flusso secondario (flash gas) e la portata volumetrica del primario molto più alti.

Ciò determina un duplice vantaggio:

- non si hanno più un compressore primario ed un compressore ausiliario di taglia esageratamente differente l’uno dall’atro; al contrario sono all’incirca equivalenti;

- la configurazione d’impianto risulta adattabile sia per grandi taglie (centrali frigorifere) sia per piccole taglie (banchi plug-in); infatti, non à ̈ più impensabile reperire commercialmente compressori strutturati per operare nelle condizioni del compressore ausiliario.

Vantaggiosamente, rispetto alla soluzione di tecnica nota con compressore ausiliario, il compressore ausiliario lavora di meno dal momento che parte del salto di pressione à ̈ dato dall’eiettore.

Rispetto alla soluzione di tecnica nota con compressore ausiliario, lo schema di impianto della suddetta terza forma realizzativa à ̈ più complicato per la presenza dell’eiettore e dello scambiatore IHX. Tuttavia, questi due componenti hanno un impatto economico relativamente basso. In ogni caso, come già detto, la possibilità di utilizzare compressori commerciali per il compressore ausiliario rende l’impianto 100 secondo tale terza forma realizzativa applicabile anche a banchi plug-in.

Più in dettaglio, in accordo alla quarta forma realizzativa (Figure 15 e 16), l’impianto 100 comprende un secondo ricevitore di liquido 119 inserito fluidicamente nel tratto di ramo secondario a valle dell’uscita 116c dell’eiettore 116 e a monte del compressore ausiliario 118. In tale secondo ricevitore 119 il flusso di refrigerante in uscita dall’eiettore si separa nella fase liquido e nella fase vapore. Il secondo ricevitore 119 à ̈ collegato fluidicamente al circuito principale 100A tramite un terzo organo di espansione 120 nel tratto compreso tra il secondo organo di espansione 113 e l’evaporatore 114 per ricircolare la fase liquida nel circuito principale. La fase vapore à ̈ aspirata dal compressore ausiliario 118.

Si descrive ora in dettaglio il funzionamento dell’impianto 100 con riferimento alle Figure 15 e 16. I riferimenti alfanumerici da 1h a 16h identificano le varie sezioni dell’impianto nel diagramma pressione-entalpia P-h della Figura 16.

Dal flusso in uscita dal condensatore 110 (punto 4h) viene spillata una frazione di refrigerante (punto 9h) e quindi introdotta nell’eiettore 116 come flusso motore. L’alta energia posseduta dal refrigerante nelle condizioni del punto 9h viene utilizzata per aspirare il flash gas (punto 10h). Il divergente dell’eiettore permetterà una ricompressione in uscita (punto 11h). Il refrigerante in uscita dell’eiettore 116 (punto 11h) à ̈ in condizioni bifase. Il secondo ricevitore di liquido 119 posto a valle dell’eiettore 116 (punto 11h) consente di separare le due fasi liquido e vapore e quindi di sfruttare il potere refrigerante contenuto nella frazione liquida. Il liquido (punto 12h) viene spillato e laminato (punto 13h) e poi unito al flusso principale (punto 8h) per raggiungere, dopo un miscelamento, l’evaporatore alle condizioni del punto 14h. Il vapore (punto 15h) viene compresso dal compressore ausiliario 118 e riportato in condizione di alta pressione (punto 16h) e unito col gas in uscita dal compressore primario (punto 2h). Il flusso primario, invece, viene laminato in una valvola back pressure 111 (punto 6h) ed entra nel primo ricevitore 112. Da qui viene spillato in fase liquida (punto 7h) e laminato nella valvola di laminazione 113 (punto 8h). Dopo il miscelamento con il flusso secondario (punto 14h), si realizza la completa evaporazione nell’evaporatore 114 (punto 1h) e l’immissione nel compressore primario 115. Rispetto agli impianti tradizionali, in cui il flash gas viene laminato e unito al refrigerante in uscita dall’evaporatore, anche la configurazione di impianto in accordo alla suddetta quarta forma realizzativa consente di ridurre la portata massica elaborata al compressore primario con conseguente risparmio energetico del ciclo frigorifero, sebbene in modo meno rilevante rispetto alla prima forma realizzativa dell’invenzione.

Rispetto alla soluzione di tecnica con rimozione del flash gas con compressore ausiliario, ma senza eiettore, con la configurazione secondo la suddetta quarta forma realizzativa dell’invenzione - analogamente alla terza forma realizzativa - si registrano rapporti tra la portata volumetrica del flusso secondario (flash gas) e la portata volumetrica del flusso primario molto più alti. Ciò determina un duplice vantaggio:

- non si hanno più un compressore primario ed un compressore ausiliario di taglia esageratamente differente l’uno dall’altro; al contrario sono all’incirca equivalenti;

- la configurazione d’impianto risulta adattabile sia per grandi taglie (centrali frigorifere) sia per piccole taglie (banchi plug-in); infatti, non à ̈ più impensabile reperire commercialmente compressori strutturati per operare nelle condizioni del compressore ausiliario.

Vantaggiosamente, rispetto alla soluzione di tecnica nota con compressore ausiliario, il compressore ausiliario lavora di meno dal momento che parte del salto di pressione à ̈ dato dall’eiettore.

La separazione delle fasi nel secondo ricevitore 119 (a valle dell’eiettore) permette il recupero di potenza frigorifera con conseguente miglioramento delle prestazioni del ciclo frigorifero.

Più in dettaglio, in accordo alla quinta forma realizzativa (Figure 17 e 18), l’impianto 100 comprende almeno una pompa 121 fluidicamente inserita nel suddetto ramo secondario 100B a monte del primo ingresso 116a dell’eiettore 116. La pompa 121 innalza la pressione del flusso motore dell’eiettore 116 in modo tale che la pressione del flusso eiettato sia equivalente a quella del refrigerante in ingresso al condensatore 110.

Si descrive ora in dettaglio il funzionamento dell’impianto 100 con riferimento alle Figure 17 e 18. I riferimenti alfanumerici da 1i a 12i identificano le varie sezioni dell’impianto nel diagramma pressione-entalpia P-h della Figura 18.

In questa configurazione si aumenta l’energia del refrigerante che, uscito dal condensatore 110 (punto 4i), viene spillato dal flusso principale (punto 9i), fino alle condizioni del punto 10i, tramite una pompa 121 (in particolare idraulica) per essere alimentato all’eiettore 116 come flusso motore. La pompa opera 121 in maniera tale che il flusso motore abbia un livello di pressione per cui, non solo riesca a spillare il flash gas (punto 11i), ma riesca anche a portare il flusso in uscita dall’eiettore (punto 12i) ad avere una pressione pari a quella del flusso principale in uscita dal compressore 115 (punto 2i); i due flussi sono miscelati ed entrano nel condensatore 110 (punto 3i). Il flusso principale (punto 5i) viene laminato in una valvola di back pressure 111 (punto 6i) e raccolto nel primo ricevitore 112. Da qui il refrigerante viene spillato in fase liquida (punto 7i) e laminato nell’organo di laminazione principale 113 (punto 8i). Completata l’evaporazione nell’evaporatore, il refrigerante entra nel compressore (punto 1i). Come già detto la fase vapore presente nel primo ricevitore 112 viene aspirata come fluido trascinato dall’eiettore 116. Rispetto agli impianti tradizionali, in cui il flash gas viene laminato e unito al refrigerante in uscita dall’evaporatore, anche la configurazione di impianto in accordo alla suddetta quinta forma realizzativa consente di ridurre la portata massica elaborata al compressore primario con conseguente risparmio energetico del ciclo frigorifero.

Rispetto alle configurazioni secondo l’invenzione (terza e quarta forma realizzativa) con compressore ausiliario, si ha una riduzione dei consumi in quanto a parità di salto di pressione una pompa consuma meno di un compressore.

In questa quinta forma di realizzazione il compressore ausiliario viene sostituito con due componenti, l’eiettore e la pompa, con conseguente complicazione d’impianto. Questi due componenti sono, tuttavia, relativamente poco costosi. Anche in questa particolare configurazione l’impianto risulta quindi adattabile sia alle alte taglie d’impianto (centrali frigorifere) e che alle basse taglie d’impianto (banchi plug-in).

Si procede ora alla descrizione dettagliata dell’impianto frigorifero 200 illustrato nelle Figure 19 e 20. L’impianto 200, a cui si riferisce la rivendicazione indipendente 12. In particolare, l’impianto 200 - al variare delle condizioni di utilizzo operative dell’impianto frigorifero (i.e. temperatura al condensatore e temperatura all’evaporatore) - consente un utilizzo efficiente dell’eiettore come recuperatore di pressione, per ridurre i rapporti di compressione sviluppati dal compressore e così ridurre i consumi del ciclo.

L’impianto frigorifero 200 opera con un refrigerante secondo un ciclo a compressione di vapore. Il ciclo può essere sia subcritico, sia transcritico. In particolare come refrigerante à ̈ possibile utilizzare CO2.

In accordo ad una forma realizzativa generale dell’invenzione, illustrata nelle Figure allegate 19 e 20, l’impianto 200 comprende un circuito principale 200A e in tale circuito principale 200A comprende:

- un condensatore 210;

- un organo di espansione 211 disposto a valle del condensatore 210;

- un evaporatore 214 disposto a valle del secondo organo di laminazione 113;

- mezzi di compressione 215 che sono disposti a valle dell’evaporatore 214 e comprendono un primo stadio di compressione a bassa pressione 215b, collegato fluidicamente all’evaporatore 214, ed un secondo stadio di compressione ad alta pressione 215a, collegato fluidicamente al condensatore 210.

Preferibilmente, l’organo di espansione 211 à ̈ costituito ciascuno da una valvola di laminazione.

L’impianto 200 comprende un eiettore 216 disposto tra i due stadi di compressione 215a, 215b.

L’eiettore 216 à ̈ del tipo convergente-divergente. La struttura ed il funzionamento di un eiettore sono noti ad un tecnico del settore à ̈ non verranno quindi descritti nel dettaglio.

L’eiettore 216 comprende un primo ingresso 216a per un flusso motore, un secondo ingresso 126b per un flusso trascinato ed una uscita 216c di eiezione della miscela dei due flussi.

Come illustrato nella Figura 19, l’eiettore 216 à ̈ fluidicamente collegato al primo stadio di bassa pressione 215b in corrispondenza del secondo ingresso 216b e al secondo stadio di alta pressione 215a in corrispondenza dell’uscita 216c.

L’impianto 200 comprende inoltre:

- un ricevitore di liquido 212 interposto nel circuito principale tra l’uscita 216c dell’eiettore 216 e il secondo stadio di alta pressione 215a; nel ricevitore 212 il refrigerante eiettato dall’eiettore si separa nella fase liquida e nella fase vapore; e

- un ramo secondario 200B che collega in parallelo il ricevitore 212 al primo ingresso 216a dell’eiettore 216 e comprende almeno una pompa 221 che ricircola al primo ingresso dell’eiettore 216 la fase liquida; la fase vapore del refrigerante à ̈ aspirata dal secondo stadio di alta pressione 215a dei mezzi di compressione.

Operativamente, l’eiettore 216 definisce uno terzo stadio di compressione, intermedio tra i due stadi di compressione a bassa pressione 215b e ad alta pressione 215a.

Grazie all’invenzione, l’eiettore 216 lavora tra due pressioni, cioà ̈ quella del flusso motore e quella del flusso trascinato, che sono intermedie alla pressione dell’evaporatore 214 e a quella del condensatore 210. Tali due pressioni corrispondono alle pressioni impresse ai flussi dalla pompa 221 e dal primo stadio di compressione a bassa pressione 215b. Tali due pressioni sono quindi regolabili, agendo rispettivamente sulla pompa e sul primo stadio di compressione 215b.

In questo modo à ̈ sempre possibile far sì che l’eiettore lavori a condizioni di lavoro fisse e non variabili. In particolare à ̈ quindi possibile far lavorare l’eiettore (che à ̈ di per sé un dispositivo statico) nelle condizioni ottimali di progetto a cui corrispondono condizioni prestabilite dei flussi motore (primario) e trascinato (secondario) in ingresso. Grazie all’invenzione, ad esempio, modifiche della temperatura di uscita del refrigerante dal condensatore a seguito di variazioni delle condizioni dell’ambiente in cui il frigorifero lavora non portano l’eiettore a scostarsi dalle condizioni di ottimo, evitando così riduzioni dei rendimenti dell’eiettore e quindi dei benefici sul ciclo frigorifero. Preferibilmente, l’impianto 200 comprende uno scambiatore di calore 217 che connette termicamente il tratto di ramo secondario tra il ricevitore 212 e la pompa 221 con il tratto di circuito principale compreso tra l’evaporatore 214 e il primo stadio di compressione a bassa pressione 215b. Ciò dà la sicurezza di pompare liquido nella pompa e non liquido e vapore.

Vantaggiosamente, i mezzi di compressione 215 possono essere costituiti da un singolo compressore bi-stadio 215, i cui due stadi definiscono detto primo stadio di bassa pressione (215b) e detto secondo stadio di alta pressione (215a).

In alternativa, i mezzi di compressione possono essere costituiti da due compressori primari distinti 215a, 215b, dei quali un primo compressore 215b definisce il suddetto primo stadio di bassa pressione e un secondo compressore 215a definisce il suddetto secondo stadio di alta pressione.

Si descrive ora in dettaglio il funzionamento dell’impianto 200 con riferimento alle Figure 19 e 20. I riferimenti alfanumerici da 1l a 11l identificano le varie sezioni dell’impianto nel diagramma pressione-entalpia P-h della Figura 20.

Il flusso bifase in uscita dell’eiettore (punto 3l) viene introdotto nel ricevitore di liquido 212 in cui il flusso si separa nella fase liquido e nella fase gas; il gas (punto 4l) viene compresso al secondo stadio del compressore 215a (punto 5l) e introdotto al condensatore 210, da cui esce (punto 6l) per essere laminato nella valvola di laminazione 211 (punto 7l). Il liquido (punto 9l), dopo aver attraversato lo scambiatore 217 (punto 10l), attraversa la pompa 221 (punto 11l) che ne incrementa la pressione ed utilizzato come fluido motore nell’eiettore 216 per il gas in uscita dal primo stadio di compressione 215b (punto 2l). Il flusso principale entra nell’evaporatore 214 (punto 7l), per poi entrare nello scambiatore di calore 217 (punto 8l) e, successivamente, nel primo stadio di compressione 215b (punto 1l).

L’impianto 200 secondo l’invenzione fa operare l’eiettore a condizioni di pressione costante, diversamente dalle soluzioni di tecnica nota citate nell’introduzione.

Rispetto a soluzioni di tecnica nota senza eiettore, il gruppo compressore opera con salti di pressione più bassi, con conseguente risparmio energetico.

L’impianto 200 può essere applicato sia in banchi plug-in (bassa taglia d’impianto), sia in sistemi di grossa taglia (centrali frigorifere).

L’impianto 200 secondo l’invenzione, dividendo il salto di pressione in 3 salti, si presta particolarmente per quei sistemi frigoriferi che presentano un ampio salto di pressione.

L’invenzione permette di ottenere numerosi vantaggi che sono stati esposti nel corso della descrizione.

L’impianto frigorifero 100 con eiettore secondo l’invenzione consente una più efficiente rimozione del flash gas ed à ̈ al contempo applicabile anche a banchi plug-in utilizzando compressori standard disponibili sul mercato.

L’impianto frigorifero 200 con eiettore secondo l’invenzione al variare delle condizioni di utilizzo operative dell’impianto consente un utilizzo efficiente dell’eiettore come recuperatore di pressione, per ridurre i rapporti di compressione sviluppati dal compressore e così ridurre i consumi del ciclo.

Entrambi gli impianti frigoriferi 100 e 200 sono costruttivamente semplici da realizzare e operativamente semplici da gestire.

L’invenzione così concepita raggiunge pertanto gli scopi prefissi.

Ovviamente, essa potrà assumere, nella sua realizzazione pratica anche forme e configurazioni diverse da quella sopra illustrata senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione.

Inoltre tutti i particolari potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti e le dimensioni, le forme ed i materiali impiegati potranno essere qualsiasi a seconda delle necessità.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto frigorifero con eiettore, operante con un refrigerante secondo un ciclo a compressione di vapore e comprendente in un circuito principale (100A): - un condensatore (110); - un primo (111) ed un secondo organo di espansione (113) disposti a valle del condensatore (110); - un primo ricevitore di liquido (112) disposto tra i due organi di espansione (111; 113) in cui il refrigerante si separa nella fase liquida e nella fase vapore; - un evaporatore (114) disposto a valle del secondo organo di laminazione (113); - almeno un compressore primario (115) disposto a valle dell’evaporatore (114) e a monte del condensatore (110); caratterizzato dal fatto di comprendere in un ramo secondario (100B) di detto circuito principale (100A) un eiettore (116) il quale comprende un primo ingresso (116a) per un flusso motore, un secondo ingresso (116b) per un flusso trascinato ed una uscita (116c) di eiezione della miscela dei due flussi, in corrispondenza del primo ingresso (116a) detto eiettore (116) essendo collegato fluidicamente al circuito principale nel tratto a valle del condensatore (110) e a monte del primo organo di espansione (111) per prelevare una frazione del flusso di refrigerante come flusso motore e in corrispondenza del secondo ingresso (116b) à ̈ collegato fluidicamente al primo ricevitore (112) per estrarre dal ricevitore stesso come flusso trascinato la fase vapore del refrigerante, in corrispondenza dell’uscita (116c) l’eiettore (116) essendo collegato fluidicamente al circuito principale nel tratto tra l’evaporatore e il condensatore. per scaricare il flusso eiettato di refrigerante.
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un compressore primario à ̈ un compressore bi-stadio (115), avente un primo stadio di bassa pressione (115b) collegato fluidicamente all’evaporatore (114) ed un secondo stadio di alta pressione (115a) collegato fluidicamente al condensatore (110), l’uscita (116c) dell’eiettore (116) essendo collegata fluidicamente al circuito principale in corrispondenza del compressore (115) tra i due stadi di compressione.
3. 3. Impianto secondo la rivendicazione 1, comprendente due distinti compressori primari, uno di bassa pressione (115b) collegato fluidicamente all’evaporatore (114) e uno di alta pressione (115b) collegato fluidicamente al condensatore (110), l’uscita (116c) dell’eiettore (116) essendo collegata fluidicamente al circuito principale tra detti due compressori primari (115a, 115b).
4. 4. Impianto secondo la rivendicazione 2 o 3, comprendente uno scambiatore di calore (117) che connette termicamente il tratto di ramo secondario a valle dell’uscita (116c) dell’eiettore (116) con il tratto di circuito principale che à ̈ compreso tra il condensatore (110) e il primo organo di espansione (111).
5. 5. Impianto secondo una o più delle rivendicazioni da 2 a 4, comprendente un secondo ricevitore di liquido (119) inserito fluidicamente nel tratto di ramo secondario a valle dell’uscita (116c) dell’eiettore (116), in detto secondo ricevitore (119) il flusso di refrigerante eiettato separandosi nella fase liquida e nella fase vapore, detto secondo ricevitore (119) essendo collegato fluidicamente al circuito principale tramite un terzo organo di espansione (120) nel tratto compreso tra il secondo organo di espansione (113) e l’evaporatore per ricircolare la fase liquida nel circuito principale, la fase vapore essendo aspirata dal secondo stadio di alta pressione (115a) del compressore bi-stadio (115) o dal compressore di alta pressione (115a).
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui il ramo secondario in cui à ̈ inserito l’eiettore (116) à ̈ collegato al circuito principale a valle di detto almeno un compressore primario (115) e a monte del condensatore (110).
7. 7. Impianto secondo la rivendicazione 6, comprendente almeno un compressore ausiliario (118) fluidicamente inserito nel ramo secondario a valle dell’uscita (116c) dell’eiettore (116), detto compressore ausiliario (118) innalzando la pressione del flusso eiettato allo stesso livello di pressione del refrigerante in ingresso al condensatore (110).
8. 8. Impianto secondo la rivendicazione 7, comprendente uno scambiatore di calore (117) che connette termicamente il tratto di ramo secondario a valle dell’uscita (126c) (o à ̈ 116c) dell’eiettore (126)(o à ̈ 116) e a monte del compressore ausiliario (118) con il tratto di circuito principale che à ̈ compreso tra il condensatore (110) e il primo organo di espansione (111).
9. 9. Impianto secondo una o più delle rivendicazioni da 6 a 8, comprendente un secondo ricevitore di liquido (119) inserito fluidicamente nel tratto di ramo secondario a valle dell’uscita (116c) dell’eiettore (116) e a monte del compressore ausiliario (118), in detto secondo ricevitore (119) il flusso di refrigerante eiettato separandosi nella fase liquido e nella fase vapore, detto secondo ricevitore (119) essendo collegato fluidicamente al circuito principale tramite un terzo organo di espansione (120) nel tratto compreso tra il secondo organo di espansione (113) e l’evaporatore per ricircolare la fase liquida nel circuito principale, la fase vapore essendo aspirata dal compressore ausiliario (118).
10. 10. Impianto secondo la rivendicazione 6, comprendente almeno una pompa (121) fluidicamente inserita nel ramo secondario a monte del primo ingresso (116a) dell’eiettore (116), detta pompa (121) innalzando la pressione del flusso motore dell’eiettore in modo tale che la pressione del flusso eiettato sia equivalente a quella del refrigerante in ingresso al condensatore (110).
11. 11. Impianto frigorifero con eiettore, operante con un refrigerante secondo un ciclo a compressione di vapore e comprendente in un circuito principale (200A): - un condensatore (210); - un organo di espansione (211) disposto a valle del condensatore (210); - un evaporatore (214) disposto a valle dell’organo di laminazione (213)(o 211?); -mezzi di compressione (215) che sono disposti a valle dell’evaporatore (214) e comprendono un primo stadio di compressione a bassa pressione (215b) collegato fluidicamente all’evaporatore (214) ed un secondo stadio di compressi o n e a d alta pressione (215a) collegato fluidicamente al condensatore (210); caratterizzato dal fatto di comprendere: - un eiettore (216) disposto tra i due stadi di compressione (215a, 215b), il quale comprende un primo ingresso (216a) per un flusso motore, un secondo ingresso (126b)(o 216b) per un flusso trascinato ed una uscita (216c) di eiezione della miscela dei due flussi, detto eiettore (216) essendo fluidicamente collegato al primo stadio di bassa pressione (215b) in corrispondenza del secondo ingresso (216b) e al secondo stadio di alta pressione (215a) in corrispondenza dell’uscita (216c); - un ricevitore di liquido (212) interposto nel circuito principale tra l’uscita (216c) dell’eiettore (216) e il secondo stadio di alta pressione (215a), in detto ricevitore (212) il refrigerante eiettato dall’eiettore separandosi nella fase liquida e nella fase vapore; - un ramo secondario (200B) che collega in parallelo il ricevitore (212) al primo ingresso (216a) dell’eiettore (216) e comprende almeno una pompa (221) che ricircola al primo ingresso dell’eiettore (216) la fase liquida, la fase vapore del refrigerante essendo aspirata dal secondo stadio di alta pressione (215a) dei mezzi di compressione.
12. 12. Impianto secondo la rivendicazione 11, in cui i mezzi di compressione sono costituiti da un singolo compressore bi-stadio (215), i cui due stadi definiscono detto primo stadio di bassa pressione (215b) e detto secondo stadio di alta pressione (215a).
13. 13. Impianto secondo la rivendicazione 11, in cui i mezzi di compressione sono costituiti da due compressori primari distinti (215a, 215b), dei quali un primo compressore (215b) definisce detto primo stadio di bassa pressione e un secondo compressore (215a) definisce detto secondo stadio di alta pressione.
14. 14. Impianto secondo una o più delle rivendicazione da 11 a 13, comprendente uno scambiatore di calore (217) che connette termicamente il tratto di ramo secondario tra il ricevitore (212) e la pompa (221) con il tratto di circuito principale compreso tra l’evaporatore (214) e il primo stadio di compressione a bassa pressione (215b).