Sistema di sbrinamento, in particolare per un evaporatore, e impianto di raffreddamento utilizzante tale sistema di sbrinamento.Defrosting system, in particular for an evaporator, and cooling system using this defrosting system.
La presente invenzione riguarda un sistema di sbrinamento, in particolare per un evaporatore, e un impianto di raffreddamento utilizzante tale sistema di sbrinamento.The present invention relates to a defrosting system, in particular for an evaporator, and a cooling system using this defrosting system.
Più dettagliatamente, l’invenzione concerne un sistema di sbrinamento studiato e realizzato in particolare per evitare o limitare al minimo la formazione di ghiaccio o brina sulle alette di un evaporatore, ma che può essere usato per qualsiasi dispositivo, apparato o impianto in cui sia necessario ridurre il ghiaccio o la brina.More in detail, the invention concerns a defrosting system designed and built in particular to avoid or minimize the formation of ice or frost on the fins of an evaporator, but which can be used for any device, apparatus or system in which need to reduce ice or frost.
Com’à ̈ ben noto, una macchina frigorifera comprende essenzialmente un compressore di un fluido frigorigeno (come Freon o ammoniaca), un condensatore, un organo di laminazione, come una valvola termostatica, e un evaporatore. Il compressore eleva in temperatura e in pressione il fluido frigorigeno, che successivamente à ̈ raffreddato da detto condensatore, estraendone il calore e portandolo, così, allo stato liquido. Detto fluido, dopo essere passato attraverso la valvola di laminazione che ne provoca una diminuzione di pressione, entra nell’evaporatore, dove, per questo abbassamento di pressione, avviene l’espansione ed il passaggio di stato del fluido allo stato gassoso, con assorbimento del calore dal vano in cui si trova l’evaporatore. L’evaporatore comprende una pluralità di alette attraverso le quali passano i tubi percorsi dal gas frigorigeno. Opportuni mezzi movimentano l’aria dal vano da raffreddare e la veicolano sulla superficie delle alette dell’evaporatore. Dette alette raffreddano rapidamente detta aria da raffreddare, grazie all’ampia superficie di contatto.As is well known, a refrigeration machine essentially comprises a compressor for a refrigerant fluid (such as Freon or ammonia), a condenser, a lamination member, such as a thermostatic valve, and an evaporator. The compressor raises the refrigerant fluid in temperature and pressure, which is subsequently cooled by said condenser, extracting its heat and thus bringing it to a liquid state. Said fluid, after passing through the lamination valve which causes a decrease in pressure, enters the evaporator, where, due to this pressure drop, the fluid expands and changes to the gaseous state, with absorption of heat from the compartment where the evaporator is located. The evaporator comprises a plurality of fins through which the pipes crossed by the refrigerant gas pass. Appropriate means move the air from the compartment to be cooled and convey it to the surface of the evaporator fins. These fins rapidly cool the air to be cooled, thanks to the large contact surface.
Successivamente, il gas viene poi veicolato nuovamente al compressore, per iniziare un nuovo ciclo fino al raggiungimento di una opportuna temperatura del vano da raffreddare, rilevata da un termostato, che provvederà a interrompere il funzionamento del compressore e quindi del ciclo.Subsequently, the gas is then conveyed back to the compressor, to start a new cycle until a suitable temperature of the compartment to be cooled is reached, detected by a thermostat, which will stop the operation of the compressor and therefore of the cycle.
Uno dei problemi tecnici più sentiti dai progettistici macchine frigorifere à ̈ quello della limitazione della formazione di ghiaccio o brina sulle alette dell’evaporatore. Tale fenomeno riduce notevolmente l’efficienza dell’impianto frigorifero. Infatti, l’aria da raffreddare à ̈ generalmente umida e passando attraverso le alette dell’evaporatore, raffreddandosi, crea rapidamente ghiaccio o brina su esse. In particolare, detto ghiaccio o brina si forma inizialmente sul bordo delle alette che l’aria da raffreddare incontra per primo, intercettando le alette, per poi propagarsi sulla totalità della superficie di scambio termico di dette alette.One of the technical problems most felt by refrigeration machine designers is that of limiting the formation of ice or frost on the evaporator fins. This phenomenon considerably reduces the efficiency of the refrigeration system. In fact, the air to be cooled is generally humid and passing through the fins of the evaporator, cooling rapidly creates ice or frost on them. In particular, said ice or frost initially forms on the edge of the fins which the air to be cooled meets first, intercepting the fins, and then spreads over the entire heat exchange surface of said fins.
Detto ghiaccio o brina, a causa delle note proprietà isolanti del ghiaccio, riduce la trasmissione del calore tra dette alette dell’evaporatore e l’aria da raffreddare, così riducendo notevolmente anche l’efficienza dell’impianto, aumentando i costi di esercizio.Said ice or frost, due to the known insulating properties of ice, reduces the transmission of heat between said evaporator fins and the air to be cooled, thus also significantly reducing the efficiency of the system, increasing the operating costs.
Attualmente, gli impianti frigoriferi utilizzano una modalità per la limitazione della formazione di brina negli evaporatori di banchi per gelaterie mediante l’impiego di un orologio per l’attivazione di un sistema di sbrinamento. Selezionando opportunamente tempi o orari di azionamento del compressore, si riduce l’accumulo di brina nell’evaporatore, aumentando quindi l’efficienza energetica della macchina frigorifera. Tale tipo di sbrinamento à ̈ noto come sbrinamento passivo.Currently, refrigeration systems use a mode for limiting the formation of frost in the evaporators of ice cream parlors by using a clock to activate a defrosting system. By appropriately selecting the compressor start times or times, the accumulation of frost in the evaporator is reduced, thus increasing the energy efficiency of the refrigeration unit. This type of defrost is known as passive defrost.
Tale soluzione, tuttavia, presenta delle limitazioni. Infatti, l’efficienza della macchina frigorifera dipende molto dalle condizioni di esercizio. In altre parole, una macchina frigorifera attiva in un ambiente fresco e secco sarà molto più efficiente di una attiva in un ambiente con un alto livello di umidità e temperatura, in quanto nell’intervallo di tempo tra uno sbrinamento e il successivo, la prima macchina frigorifera subirà una minore formazione di ghiaccio o brina della seconda.However, this solution has limitations. In fact, the efficiency of the refrigeration unit depends very much on the operating conditions. In other words, a refrigeration unit active in a cool and dry environment will be much more efficient than an active one in an environment with a high level of humidity and temperature, since in the time interval between one defrost and the next, the first refrigeration machine will suffer less ice or frost than the second.
Alla luce di quanto sopra, Ã ̈ scopo della presente invenzione, pertanto, quello di proporre un sistema di sbrinamento attivo, che possa attivarsi in modo da evitare o limitare al minimo la formazione di ghiaccio o brina sulle alette di un compressore.In the light of the above, it is therefore an object of the present invention to propose an active defrosting system, which can be activated in such a way as to avoid or limit to a minimum the formation of ice or frost on the fins of a compressor.
Questi e altri risultati vengono ottenuti secondo l’invenzione con un sistema di sbrinamento in grado di sbrinare il bordo delle alette di un evaporatore a seguito dell’inizio della formazione di ghiaccio o brina sul bordo delle stesse, prima che ulteriore ghiaccio o brina si formi e si propaghi sulla superficie di scambio termico delle alette.These and other results are obtained according to the invention with a defrosting system capable of defrosting the edge of the fins of an evaporator following the beginning of the formation of ice or frost on the edge of the same, before further ice or frost. it forms and spreads on the heat exchange surface of the fins.
Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione un sistema di sbrinamento installabile su un evaporatore comprendente mezzi di sbrinamento installabili su una o più alette di detto evaporatore, almeno un dispositivo di rilevazione del ghiaccio o brina su dette alette, e un’unità di controllo, collegata a detti mezzi di sbrinamento e a detto dispositivo di rilevazione, atta ad attivare detti mezzi di sbrinamento quando detto dispositivo di rilevazione rilevano la formazione di ghiaccio o brina su dette alette di detto evaporatore.Therefore, the specific object of the present invention is a defrosting system that can be installed on an evaporator comprising defrosting means that can be installed on one or more fins of said evaporator, at least one device for detecting the ice or frost on said fins, and a control unit, connected to said defrosting means and to said detection device, adapted to activate said defrosting means when said detection device detects the formation of ice or frost on said fins of said evaporator.
Sempre secondo l’invenzione, detti mezzi di sbrinamento possono comprendere una o più resistenze elettriche a filo, ciascuna disposta lungo il bordo di una rispettiva aletta, su cui incide l’aria da raffreddare mediante detto evaporatore, dette resistenze elettriche a filo essendo atte a generare calore quando sono attivate da detta unità di controllo, in modo che mediante una corrente elettrica sciolga il ghiaccio o brina formato su dette alette.Always according to the invention, said defrosting means can comprise one or more wire electric resistances, each arranged along the edge of a respective fin, on which affects the air to be cooled by means of said evaporator, said wire electric resistances being capable of generating heat when activated by said control unit, so that by means of an electric current it melts the ice or frost formed on said fins.
Ancora secondo l’invenzione, dette una o più resistenze elettriche a filo possono essere tra loro collegate mediante opportuni conduttori elettrici.Still according to the invention, said one or more wire electric resistors can be connected together by means of suitable electrical conductors.
Ulteriormente secondo l’invenzione, detto sistema può comprendere mezzi di accoppiamento per mantenere detti mezzi di sbrinamento a contatto con la rispettiva aletta.Furthermore, according to the invention, said system can comprise coupling means for keeping said defrosting means in contact with the respective fin.
Vantaggiosamente secondo l’invenzione, detti mezzi di accoppiamento possono comprendere un nastro adesivo realizzato in materiale conduttore, preferibilmente alluminio, disposto in modo da mantenere ciascuna di dette resistenze elettriche a filo a contatto lungo bordo della rispettiva aletta.Advantageously according to the invention, said coupling means can comprise an adhesive tape made of conductive material, preferably aluminum, arranged in such a way as to keep each of said wire electric resistors in contact along the edge of the respective fin.
Sempre secondo l’invenzione, detto almeno un dispositivo di rilevazione può essere provvisto di una sonda atta a rilevare la formazione di ghiaccio o brina su almeno un’aletta.Always according to the invention, said at least one detection device can be provided with a probe suitable for detecting the formation of ice or frost on at least one fin.
Ancora secondo l’invenzione, detta sonda può essere disposta in prossimità del bordo di almeno una di dette alette di detto evaporatore.Still according to the invention, said probe can be arranged in proximity to the edge of at least one of said fins of said evaporator.
Ulteriormente secondo l’invenzione, almeno un dispositivo di rilevazione del ghiaccio o brina può essere di tipo ottico.Further according to the invention, at least one ice or frost detection device can be of the optical type.
Forma ulteriore oggetto della presente invenzione, un impianto di raffreddamento comprendente un vano da refrigerare e mezzi frigoriferi per il raffreddamento di detto vano, provvisti di un evaporatore, a sua volta avente una pluralità di alette, atte a raffreddare l’aria proveniente da detto vano da refrigerare e sulle quali si forma ghiaccio o brina, caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema di sbrinamento come definito sopra.A further object of the present invention is a cooling system comprising a compartment to be refrigerated and refrigeration means for cooling said compartment, provided with an evaporator, in turn having a plurality of fins, suitable for cooling the air coming from said compartment. compartment to be refrigerated and on which ice or frost is formed, characterized in that it comprises a defrosting system as defined above.
La presente invenzione verrà ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, secondo le sue preferite forme di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:The present invention will now be described for illustrative but not limitative purposes, according to its preferred embodiments, with particular reference to the figures of the attached drawings, in which:
la figura 1 mostra una vista prospettica delle alette di un evaporatore provvisto del sistema di sbrinamento secondo la presente invenzione; eFigure 1 shows a perspective view of the fins of an evaporator provided with the defrosting system according to the present invention; And
la figura 2 mostra una vista in sezione dell’evaporatore secondo la figura 1.figure 2 shows a sectional view of the evaporator according to figure 1.
Nelle varie figure le parti simili verranno indicate con gli stessi riferimenti numerici.In the various figures, similar parts will be indicated with the same numerical references.
Facendo riferimento alle figure 1 e 2, si osserva una porzione di un evaporatore 1 di un impianto frigorifero (non mostrato nelle figure). Detto evaporatore 1 comprende una pluralità di alette 2 in alluminio, ciascuna avente una superficie di scambio termico 21 ed un bordo 22.With reference to figures 1 and 2, a portion of an evaporator 1 of a refrigeration system (not shown in the figures) is observed. Said evaporator 1 comprises a plurality of aluminum fins 2, each having a heat exchange surface 21 and an edge 22.
Detto evaporatore 1 comprende anche una molteplicità di tubi 3 realizzati in materiale conduttore, tipicamente in rame, nei quali scorre il fluido frigorigeno dell’impianto frigorifero destinato a passare allo stato gassoso in modo da assorbire il calore dall’aria contenuta in un vano da raffreddare (non mostrato in figura). Tale aria da raffreddare proviene dalla direzione A ed incontra i bordi 22, passa attraverso le alette 2, entrando in contatto con dette superfici 21 di scambio termico di dette alette 2.Said evaporator 1 also includes a multiplicity of pipes 3 made of conductive material, typically copper, in which the refrigerant fluid of the refrigeration system flows, destined to pass into the gaseous state in order to absorb the heat from the air contained in a compartment to be cooled (not shown in the figure). This air to be cooled comes from direction A and meets the edges 22, passes through the fins 2, coming into contact with said heat exchange surfaces 21 of said fins 2.
Installato su detto evaporatore 1 à ̈ presente un sistema di sbrinamento 4, comprendente una pluralità di resistenze elettriche a filo 41, ciascuna disposta lungo tutto il bordo di una rispettiva aletta 2. Ciascuna resistenza elettrica a filo 41 à ̈ mantenuta in contatto con il bordo della rispettiva aletta 2 mediante opportuni mezzi di accoppiamento, che nella presente forma di realizzazione sono realizzati mediante un nastro adesivo 42, realizzato in materiale termicamente conduttivo, preferibilmente alluminio. Le resistenze elettriche a filo 41 sono collegate tra loro mediante opportuni conduttori elettrici 41’.Installed on said evaporator 1 there is a defrosting system 4, comprising a plurality of wire electric resistances 41, each arranged along the entire edge of a respective fin 2. Each wire electric resistor 41 is kept in contact with the edge of the respective flap 2 by means of suitable coupling means, which in the present embodiment are made by means of an adhesive tape 42, made of thermally conductive material, preferably aluminum. The wire electric resistors 41 are connected to each other by means of suitable electrical conductors 41â € ™.
Detto sistema di sbrinamento 4 comprende anche un dispositivo di rilevazione 43, provvisto di una sonda 44, disposta in prossimità del bordo 22 di una aletta 2 di detto evaporatore 1. Detto dispositivo di rilevazione 43 à ̈ di tipo ottico.Said defrosting system 4 also comprises a detection device 43, provided with a probe 44, arranged near the edge 22 of a fin 2 of said evaporator 1. Said detection device 43 is of the optical type.
Infine, detto sistema di sbrinamento 4 comprende un’unità di controllo (non mostrata nelle figure), collegata a dette resistenze elettriche a filo 41 e a detto dispositivo di rilevazione 43. Il funzionamento di detta unità di controllo sarà meglio spiegato nel seguito.Finally, said defrosting system 4 comprises a control unit (not shown in the figures), connected to said wire electric resistances 41 and to said detection device 43. The operation of said control unit will be better explained below.
L’aria da raffreddare, più o meno umida, provenendo dalla direzione A, incontra inizialmente i bordi 22 delle alette 2, che sono soggetti alla formazione iniziale di ghiaccio o brina 5. Il dispositivo di rilevazione 43, mediante la sonda 44, quando rileva la formazione di una quantità di ghiaccio o brina 5 (eventualmente predefinibile), genera un opportuno segnale elettrico, che viene rilevato da detta unità di controllo. Quest’ultima attiva l’alimentazione di dette resistenze elettriche a filo 41, che, scaldandosi per effetto della conduzione di calore, sbrinano detti bordi 22 delle alette 2.The air to be cooled, more or less humid, coming from direction A, initially meets the edges 22 of the fins 2, which are subject to the initial formation of ice or frost 5. The detection device 43, by means of the probe 44, when it detects the formation of an amount of ice or frost 5 (possibly predefined), generates an appropriate electrical signal, which is detected by said control unit. The latter activates the power supply of said wire electric resistances 41, which, by heating up due to the conduction of heat, defrost said edges 22 of the fins 2.
In tal modo, si ha il notevole risultato di prevenire completamente la formazione sulla superficie 21 di ghiaccio, permettendo di aumentare l’efficienza della macchina frigorifera. Infatti, il ghiaccio o brina 5, poiché si forma inizialmente sul bordo 22, sul quale incide l’aria da raffreddare mediante l’evaporatore 1 di ciascuna aletta 2, per poi propagarsi sulla superficie di scambio termico 21, essendo sciolto non appena si forma sul bordo 22, non si propaga sulla superficie di scambio termico 21.In this way, the remarkable result is obtained of completely preventing the formation of ice on the surface 21, allowing to increase the efficiency of the refrigeration unit. In fact, the ice or frost 5, since it initially forms on the edge 22, on which the air to be cooled by means of the evaporator 1 of each fin 2 affects, and then spreads on the heat exchange surface 21, since it is not melted as soon as it forms on the edge 22, it does not propagate on the heat exchange surface 21.
La presente invenzione à ̈ stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo le sue forme preferite di realizzazione, ma à ̈ da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti del ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.The present invention has been described for illustrative but not limitative purposes, according to its preferred embodiments, but it is understood that variations and / or modifications may be made by those skilled in the art without thereby departing from the relative scope of protection. , as defined by the appended claims.
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| ITRM2010A000467AIT1402137B1 (en) | 2010-09-03 | 2010-09-03 | DEFROSTING SYSTEM, IN PARTICULAR FOR AN EVAPORATOR, AND COOLING SYSTEM USING THIS DEFROST SYSTEM. |
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| ITRM2010A000467AIT1402137B1 (en) | 2010-09-03 | 2010-09-03 | DEFROSTING SYSTEM, IN PARTICULAR FOR AN EVAPORATOR, AND COOLING SYSTEM USING THIS DEFROST SYSTEM. |
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| ITRM2010A000467AIT1402137B1 (en) | 2010-09-03 | 2010-09-03 | DEFROSTING SYSTEM, IN PARTICULAR FOR AN EVAPORATOR, AND COOLING SYSTEM USING THIS DEFROST SYSTEM. |
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