IT201800002633A1

IT201800002633A1 - Compact refrigeration unit for means of transport

Info

Publication number: IT201800002633A1
Application number: IT201800002633A
Authority: IT
Inventors: Pace Massimiliano De
Original assignee: Ice Cube System
Priority date: 2018-02-14
Filing date: 2018-02-14
Publication date: 2018-05-14

Description

Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: “Unità refrigerante compatta per mezzi di trasporto” Description of the Patent for Industrial Invention entitled: "Compact refrigerating unit for means of transport"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Recenti indagini hanno permesso di affermare che il frigo per auto risulta tra gli accessori più desiderati tra i viaggiatori. Recent surveys have made it possible to state that the car fridge is among the most desired accessories among travelers.

Non vi è dubbio infatti che l’abitacolo di una vettura che preveda un vano refrigerato abbia un vantaggio competitivo soprattutto nelle stagioni calde e di intenso traffico. In tali situazioni infatti si eviterebbe la costrizione di dover fare ricorso a bibite calde o ancor peggio quella di doversi fermare in uno dei tanti autogrill stracolmi di gente. In fact, there is no doubt that the passenger compartment of a car that includes a refrigerated compartment has a competitive advantage, especially in hot seasons and heavy traffic. In such situations, in fact, one would avoid the constraint of having to resort to hot drinks or even worse that of having to stop in one of the many motorway restaurants overflowing with people.

Attualmente lo stato della tecnica vede in commercio diverse tipologie di frigoriferi compatti da auto. In linea di massima si distinguono frigoriferi per auto passivi e frigoriferi per auto elettrici. La prima tipologia (ossia il frigo “passivo”) non necessita di corrente elettrica, si tratta infatti di un contenitore isolante che riesce a conservare fresche delle bevande già fredde oppure riesce a mantenere tiepidi degli alimenti già caldi. Currently, the state of the art sees various types of compact car refrigerators on the market. In principle, a distinction is made between passive car refrigerators and electric car refrigerators. The first type (ie the "passive" fridge) does not require electricity, it is in fact an insulating container that manages to keep cold drinks cool or manages to keep warm foods warm.

E’ più efficiente di una classica borsa termica a pat to che al momento dell’acquisto se ne scelga uno in grado di garantire un perfetto isolamento con una chiusura ermetica con guarnizione isolante. It is more efficient than a classic thermal bag if you choose one at the time of purchase that can guarantee perfect insulation with a hermetic seal with insulating gasket.

I modelli più avanzati di frigorifero per auto senza corrente prevedono degli alloggiamenti studiati per accogliere il ghiaccio. Spesso questi alloggiamenti si trovano in un doppio fondo, nel coperchio o in sezioni laterali appositamente concave e ne esistono di diverse misure. The most advanced models of non-power car refrigerators have housings designed to accommodate ice. Often these housings are found in a double bottom, lid or specially concave side sections and come in different sizes.

In alternativa a tale tipologia vi sono quelli elettrici che, a differenza di quanto si può pensare non sempre risultano essere più efficienti di quelli passivi. Questi modelli funzionano in quanto collegati alla presa accendisigari dell’auto. As an alternative to this type there are electric ones which, unlike what one might think, do not always turn out to be more efficient than passive ones. These models work as they are connected to the car's cigarette lighter socket.

Il cuore del sistema di raffreddamento (e riscaldamento a seconda dei prodotti) di questa tipologia di frigoriferi, risiede nella cella di Peltier, anche conosciuta con l'acronimo TEC (ThermoElectric Cooling -Raffreddamento Termoelettrico), del tutto simile ad una piccola mattonella quadrata di pochi centimetri di lato e molti meno di spessore. The heart of the cooling system (and heating depending on the products) of this type of refrigerator resides in the Peltier cell, also known by the acronym TEC (ThermoElectric Cooling), very similar to a small square tile of a few centimeters on the side and much less in thickness.

Il funzionamento della cella di Peltier consiste semplicemente nello "spostare" il calore da una superficie all'altra se alimentata con una corrente continua (12 o 24V della batteria del veicolo); in pratica da un lato assorbe il calore e dall'altro lo cede. The operation of the Peltier cell simply consists in "moving" the heat from one surface to another if powered with a direct current (12 or 24V from the vehicle battery); in practice on the one hand it absorbs the heat and on the other it releases it.

Poiché il freddo o il caldo generati dal sistema termoelettrico sono limitati a un'area molto ridotta, l'adozione di generosi dissipatori di alluminio a contatto con la cella e ventole efficienti, per lo spostamento del caldo verso l'esterno ed il ricircolo dell'aria fredda all'interno (funzione di raffreddamento), giocano un ruolo fondamentale affinché il frigo portatile sia più fresco possibile. Parallelamente la temperatura esterna al frigo condiziona in maniera decisiva la temperatura raggiunta dalle superfici della cella per ovvi motivi di smaltimento del calore; quindi più affollato e caldo sarà l„ambiente dov'è alloggiato il frigo e meno freddo si riuscirà ad avere al„interno. Since the cold or heat generated by the thermoelectric system is limited to a very small area, the adoption of generous aluminum heat sinks in contact with the cell and efficient fans, for moving the heat towards the outside and recirculating the cold air inside (cooling function), play a key role in making the cooler as cool as possible. At the same time, the temperature outside the refrigerator decisively affects the temperature reached by the cell surfaces for obvious reasons of heat dissipation; therefore the more crowded and warmer the room where the refrigerator is housed will be, the less cold you will be able to have inside.

Ma vi è di più in quanto sono stati nel tempo escogitati anche dei minifrigo collegati all’impianto di refrigerazione o riscaldamento dell’auto. But there is more as over time mini-fridges have also been devised connected to the car's refrigeration or heating system.

Più precisamente il trovato US7062923 „metodo di raffreddamento di un vano interno di un veicolo“ rivendica la creazione di un vano refrigerato atttraverso lo sfruttamento dell'energia in eccesso durante la marcia del veicolo e la produzione di ghiaccio in modo da permettere uno stoccaggio di aria fredda. More precisely, the invention US7062923 "method of cooling an internal compartment of a vehicle" claims the creation of a refrigerated compartment through the exploitation of excess energy while the vehicle is running and the production of ice so as to allow air storage cold.

Il raffreddamento avverrebbe anche a motore spento facendo ruotare un ventilatore con una piccola alimentazione elettrica in modo da realizzare uno scambio termico tra l’aria nel veicolo e quella fredda conservata grazie alla produzione del ghiaccio. Cooling would also take place with the engine off by rotating a fan with a small electrical power supply in order to create a heat exchange between the air in the vehicle and the cold one preserved thanks to the production of ice.

Tale invenzione tuttavia presenta il medesimo inconveniente riscontrato da recenti sistemi di raffreddamento di vani interni all’automobile che sfruttano la canalizzazione dell’aria condizionata per trasmetterla al prodotto inserito nel vano raffreddato. This invention, however, has the same drawback encountered by recent cooling systems for internal compartments in the car that exploit the channeling of the conditioned air to transmit it to the product inserted in the cooled compartment.

Tale soluzione, benchè permetta effettivamente un raffreddamento dei prodotti allocati nel vano refrigerato, non la permette in condizion i igienico sanitarie che eliminino del tutto i rischi di contaminazione di eventuale cibo conservato. Although this solution effectively allows the products allocated in the refrigerated compartment to cool down, it does not allow it in hygienic and sanitary conditions which completely eliminate the risk of contamination of any stored food.

Compito del presente trovato è quindi quello di creare un’unità refrigerante all’interno di un mezzo di trasporto di cose e/o persone dalle dimensioni contenute e che possa refrigerare le bibite o gli alimenti sfruttando energia pulita e materiali eco-compatibili. Di conseguenza eliminando del tutto possibili rischi di contaminazione del prodotto refrigerato e/o conservato. Altro compito del presente trovato è quello di non far derivare e/o dipendere le performances del minifrigo dalle temperature esterne allo stesso dovendo invece mantenere una temperatura costante all’interno dello stesso indipendentemente dalle temperature atmosferiche esterne. The aim of the present invention is therefore to create a refrigerating unit inside a means of transport for things and / or people of small size and which can refrigerate drinks or food using clean energy and eco-friendly materials. Consequently, completely eliminating possible risks of contamination of the refrigerated and / or stored product. Another aim of the present invention is that of not deriving and / or depending on the performances of the mini fridge from the temperatures outside it, having instead to maintain a constant temperature inside it regardless of the outside atmospheric temperatures.

Questo ed altri scopi sono raggiunti da un box refrigerato realizzato in materiali riciclabili che si accende e spegne indipendentemente dal funzionamento dell’auto grazie ad un collegamento alla batteria della stessa che è comunque monitorata attraverso l’inser imento di un sensore di controllo. This and other purposes are achieved by a refrigerated box made of recyclable materials that turns on and off regardless of the operation of the car thanks to a connection to the battery itself which is in any case monitored through the insertion of a control sensor.

Il prodotto è realizzato in polipropilene ed è dotato di un isolamento in polistirene espanso adatto al contatto alimentare. The product is made of polypropylene and is equipped with expanded polystyrene insulation suitable for food contact.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'oggetto della presente invenzione risulteranno maggiormente illustrati attraverso un esame della descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva dell'invenzione illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati e di seguito descritti dove: Further characteristics and advantages of the object of the present invention will be better illustrated through an examination of the description of a preferred but not exclusive embodiment of the invention illustrated for indicative and non-limiting purposes in the attached drawings and described below where:

la figura 1 è una vista laterale dell’invenzione oggetto del presente brevetto; Figure 1 is a side view of the invention object of this patent;

la figura 2 rappresenta la base del motore; figure 2 represents the base of the motor;

la figura 3 rappresenta il mantello che si sovrappone alla base del motore (3); Figure 3 represents the shell which overlaps the base of the motor (3);

la figura 4 rappresenta la scheda elettronica completa; figure 4 represents the complete electronic board;

la figura 5 rappresenta una vista della griglia che insieme al mantello contribuisce alla chiusura dell’intero; a tale griglia è assemblato un filtro epa o a carboni attivi che permette in primo luogo di non intasare l'unità condensante e allo stesso tempo eliminare eventuali cattivi odori grazie ai carboni attivi; Figure 5 represents a view of the grid which together with the shell contributes to the closure of the whole; an epa or activated carbon filter is assembled to this grate which first of all allows not to clog the condensing unit and at the same time eliminates any bad odors thanks to the activated carbon;

la figura 6 rappresenta il minicompressore inverter che può avere una potenza di 12; 24 oppure 48 V; figure 6 represents the inverter mini-compressor which can have a power of 12; 24 or 48 V;

la figura 7 rappresenta la ventola; figure 7 represents the fan;

la figura 8 rappresenta il dissipatore di calore; figure 8 represents the heat sink;

la figura 9 raffigura due connessioni fluido refrigeranti; figure 9 shows two refrigerant fluid connections;

la figura 10 rappresenta il filtro deidratatore con connessione il quale permette di filtrare ed eliminare delle eventuali particelle di impurità e umidità nel circuito; figure 10 represents the filter drier with connection which allows to filter and eliminate any particles of impurities and humidity in the circuit;

la figura 11 raffigura la valvola termostatica con or ificio che permette di controllare l'espansione del liquido refrigerante e autoregolarsi in base alla refrigerazione stessa; figure 11 shows the thermostatic valve with orifice which allows to control the expansion of the refrigerant liquid and to self-regulate according to the refrigeration itself;

la figura 12 rappresenta il capillare organo di espansione semplificato; figure 12 represents the simplified capillary expansion member;

la figura 13 rappresenta il fusibile e il portafusibile; figure 13 represents the fuse and the fuse holder;

la figura 14 rappresenta l’evaporatore; figure 14 represents the evaporator;

la figura 15 rappresenta uno schema tecnico che illustra il circuito frigorifero e più precisamente la correlazione tra il compressore, il condensatore, l’organo di espansione e l’evaporatore; Figure 15 represents a technical diagram that illustrates the refrigeration circuit and more precisely the correlation between the compressor, the condenser, the expansion member and the evaporator;

la figura 16 rappresenta lo schema tecnico del circuito frigorifero in una variante semplificata; figure 16 represents the technical diagram of the refrigeration circuit in a simplified variant;

la figura 17 rappresenta lo schema tecnico del circuito sempre in variante semplificata ma in una diversa composizione ossia prevedendo più zone refrigerate. Figure 17 represents the technical diagram of the circuit, again in a simplified variant but in a different composition, ie by providing more refrigerated areas.

Con riferimento ai simboli numerici delle menzionate figure, l’unità refrigerante (1) è costituita dunque da un box il quale in prossimità della griglia, grazie alla ventola (7) ci permette di avere un raffredamento dei componenti e allo stesso tempo soprattutto dell'unità condensante (5). With reference to the numerical symbols of the aforementioned figures, the refrigerating unit (1) therefore consists of a box which, near the grill, thanks to the fan (7), allows us to have a cooling of the components and at the same time above all of the condensing unit (5).

Tale scambio termico non altera minimamente l'abitabilità di un abitacolo sia nel caso in cui la macchina è esposta a temperature elevate sia viceversa qualora sia esposta a temperature molte basse. Allo stesso tempo l'unità refrigerante ci permette di avere una espansione del gas in maniera adeguata pur mantenendo le temperature desiderate interne al box. This heat exchange does not in any way alter the habitability of a passenger compartment both in the case in which the machine is exposed to high temperatures and vice versa if it is exposed to very low temperatures. At the same time the refrigerating unit allows us to have an adequate expansion of the gas while maintaining the desired temperatures inside the box.

A seguito dell’esame dei disegni e della relazione tra la componentistica dell’unità refrigerante si è dimostrato come il trovato in esame rappresenti un’evoluzione dello stato della tecnica in quanto permette, con dimensioni ridottissime e il suo scambio termico molto ridotto ma efficiente, sia di collocarsi in qualsiasi posto all’interno dell’autovettura sia di permettere la refrigerazione di un vano della stessa senza arrecare alcun disagio ai passeggeri e senza essere di alcun intralcio alla normale operatività dell’autovettura (ossia senza riduzione di potenza anche in presenza di temperature esterne molto elevate). Following the examination of the drawings and the relationship between the components of the refrigerating unit, it has been shown that the invention in question represents an evolution of the state of the art as it allows, with very small dimensions and its very reduced but efficient heat exchange, both to be placed in any place inside the car and to allow the refrigeration of a compartment of the same without causing any inconvenience to passengers and without being an obstacle to the normal operation of the car (i.e. without power reduction even in the presence of very high outside temperatures).

In più, utilizzando una tecnica di raffreddamento che produce aria pulita, evita qualsiasi contaminazione tra cibi e/o altro materiale da raffreddare con il risultato che la stessa rispetta qualsiasi protocollo HACCP. In addition, using a cooling technique that produces clean air, it avoids any contamination between food and / or other material to be cooled with the result that it complies with any HACCP protocol.

L’alimentazione dell’unità refrigerante funziona attraverso una connessione 12V batteria con relativo fusibile. Inoltre la stessa, sempre grazie alle sue dimensioni ridottissime, in una variante della stessa si può installare anche su di una moto da viaggio e oltre mezzi adibiti al trasporto di cose e persone. The power supply of the refrigeration unit works through a 12V battery connection with relative fuse. Moreover, thanks to its very small dimensions, the same can also be installed on a travel motorbike and on vehicles used for the transport of things and people.

Qualora gli spazi richiedono dimensioni differenti , la mini unità refrigerante può variare tranquillamente, inoltre le potenze espresse in watt, cosidette frigorie, cambiano rispetto al modello di mini compressori DC inverter. If the spaces require different dimensions, the mini refrigerating unit can vary easily, moreover the powers expressed in watts, so-called frigories, change compared to the model of DC inverter mini compressors.

Si è dimostrato dunque un altro scopo del presente trovato ossia quello di poter refrigerare a temperature che arrivano sotto lo O, ossia -18°/-22°C e oltre. Therefore, another object of the present invention has been demonstrated, namely that of being able to refrigerate at temperatures that reach below 0, that is -18 ° / -22 ° C and above.

Cosi facendo l’unità refrigerante, benchè non invasiva, permette di refrigerare grossi volumi o addirittura più zone (vano por taoggetti , cruscotto, vano bagagliaio, zona portabevande, ecc ), mantenendo l' estetica e il design originale del veicolo senza che lo stesso ne possa minimanente risentire da un punto di vista delle performance del motore e/o dell’impianto elettrico. In this way, the refrigeration unit, although not invasive, allows you to refrigerate large volumes or even more areas (glove compartment, dashboard, luggage compartment, drink holder area, etc.), maintaining the aesthetics and original design of the vehicle without the same may in the least be affected from the point of view of the performance of the engine and / or the electrical system.

In una versione differente del trovato in esame basterà applicare una solenoide all'entrata del liquido e con una terza via gas apportata sull'impianto di evaporazione si potrà avere una inversione del ciclo con il risultato di avere un box a temperature calde. In a different version of the invention under examination, it will be sufficient to apply a solenoid to the liquid inlet and with a third gas way applied to the evaporation plant it will be possible to have a cycle inversion with the result of having a hot temperature box.

Si tratta di un' applicazione particolare della pompa di calore, che permette di utilizzare completamente le capacità termodinamiche del condensatore e che al tempo stesso costituisce una sorgente di calore. This is a particular application of the heat pump, which allows to fully utilize the thermodynamic capacities of the condenser and which at the same time constitutes a source of heat.

L' inversione del ciclo durante il periodo di pompa di calore è ottenuta grazie a un distributore a cassetto comandato da un rubinetto magnetico pilota. The inversion of the cycle during the heat pump period is obtained thanks to a drawer distributor controlled by a pilot magnetic tap.

Dato che durante la refrigerazione la bobina del rubinetto pilota non viene eccitata, la posizione del cassetto è tale che il fluido percorre il circuito normale compressore-condensatore-organo di espansioneevaporatore-compressore. Since the coil of the pilot valve is not energized during refrigeration, the position of the drawer is such that the fluid flows through the normal compressor-condenser-evaporator-compressor expansion element.

Azionato dall' organo di messa in pompa di calore, il rubinetto pilota provoca uno spostamento del cassetto del distributore, facendo così arrivare sull' evaporatore gas caldi, che su di esso condensano e trasformano il condensatore in evaporatore. Activated by the heat pump unit, the pilot tap causes a displacement of the distributor drawer, thus causing hot gases to reach the evaporator, which condense on it and transform the condenser into an evaporator.

In tal modo si è dimostrata una applicazione differente dell'invenzione in oggetto ottendendo così un risultato opposto con la stessa componentistica applicando solo una modifica come descritta. In this way a different application of the present invention has been demonstrated, thus obtaining an opposite result with the same components by applying only a modification as described.

Claims

CLAIMS 1. Compact refrigerating unit characterized by very small dimensions able to be housed inside any compartment of a car or a means of transporting things and people; 2. Compact refrigerating unit characterized by the fact that the production and storage of cold air is carried out through a very low heat exchange and that the same unit is powered through a connection to the car battery while continuing to operate even with the engine off; 3. Refrigerating unit according to the previous claims characterized by the fact that the system produces clean cold air inside the vehicle avoiding the contamination of food and / or other products to be kept cold; 4. Refrigerating unit according to the preceding claims characterized by the fact that, even considering its very small dimensions, it is capable of cooling one or more volumes up to temperatures of even -22 ° and beyond; 5. Refrigerating unit according to the preceding claims characterized in that, in a variant thereof, by applying a solenoid to the liquid inlet and a third gas way on the evaporation plant, it produces hot rather than cold air.