IT202000005218A1 - Procedimento perfezionato di controllo della formazione della brina nelle unita’ di raffreddamento degli impianti di refrigerazione - Google Patents
Procedimento perfezionato di controllo della formazione della brina nelle unita’ di raffreddamento degli impianti di refrigerazione Download PDFInfo
- Publication number
- IT202000005218A1 IT202000005218A1 IT102020000005218A IT202000005218A IT202000005218A1 IT 202000005218 A1 IT202000005218 A1 IT 202000005218A1 IT 102020000005218 A IT102020000005218 A IT 102020000005218A IT 202000005218 A IT202000005218 A IT 202000005218A IT 202000005218 A1 IT202000005218 A1 IT 202000005218A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- fan
- revolutions
- value
- phase
- defrosting
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 20
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 title claims description 12
- 238000010257 thawing Methods 0.000 claims description 37
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 13
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 claims description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 230000002547 anomalous effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
- F25D21/02—Detecting the presence of frost or condensate
- F25D21/025—Detecting the presence of frost or condensate using air pressure differential detectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
- F24F11/41—Defrosting; Preventing freezing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
- F25D21/002—Defroster control
- F25D21/006—Defroster control with electronic control circuits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
- F25D21/06—Removing frost
- F25D21/08—Removing frost by electric heating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Defrosting Systems (AREA)
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: ?PROCEDIMENTO PERFEZIONATO DI CONTROLLO DELLA FORMAZIONE DELLA BRINA NELLE UNITA? DI RAFFREDDA-MENTO DEGLI IMPIANTI DI REFRIGERAZIONE?
DESCRIZIONE
La presente invenzione concerne un procedimento perfezionato di controllo della formazione della brina nelle unit? di raffreddamento degli impianti di refrigerazione.
La formazione di brina sulle superfici di scambio termico a contatto con aria umida degli apparecchi destinati alla refrigerazione e al condizionamento dell'aria, ivi incluse le pompe di calore, aeroevaporatori e aero-refrigeranti con fluidi monofase, nel seguito denominati per brevit? ?evaporatori? oppure unit? di di raffreddamento "UR", causa un progressivo deterioramento delle prestazioni degli apparecchi stessi, con conseguenze negative sulle prestazioni energetiche degli impianti in cui gli apparecchi sono inseriti.
Per limitare l'influenza negativa della brina ? d?uso prevedere modalit? di sbrinamento degli evaporatori di diversa tipologia (elettrici, ad acqua, a gas caldo, ecc.), che ripristinano le condizioni di funzionamento ad evaporatore ?pulito?. Nell?uso corrente ? inoltre previsto che i cicli di sbrinamento avvengano a intervalli temporali costanti, impostabili da parte dell?operatore (ad esempio uno sbrinamento ogni sei ore), indipendentemente dall?effettiva necessit? di effettuare tale operazione. L'eseguire un ciclo di sbrinamento senza che esso sia richiesto comporta ovvie penalizzazioni. Particolarmente in termini di consumo energetico, oltre allo spreco di energia richiesto dallo sbrinamento, va considerato che buona parte dell?energia termica utilizzata per sbrinare finisce nell?ambiente da refrigerare e deve quindi essere asportata, con ulteriori consumi energetici. Inoltre durante il ciclo di sbrinamento non si produce potenza frigorifera e pertanto deve essere aumentata, a pari energia frigorifera complessiva, la potenza frigorifera installata. Svantaggi energetici significativi si hanno peraltro anche quando lo sbrinamento avviene in ritardo rispetto al momento ottimale, poich? si obbliga l?evaporatore a operare in cattive condizioni, con conseguenti peggiori COP (coefficienti di prestazione) del ciclo frigorifero/pompa di calore.
Costituisce lo scopo principale della presente invenzione quello di realizzare uno sbrinatore ?intelligente", vale a dire un sistema capace di determinare quando ? il momento ottimale di sbrinare, indipendentemente dall?intervallo temporale trascorso dal precedente ciclo d? sbrinamento.
Questo scopo ? raggiunto con il procedimento della rivendicazione 1. Dei preferiti modi di realizzare l'invenzione risultano dalle restanti rivendicazioni.
Il procedimento dell'invenzione presenta il principale vantaggio di determinare in maniera automatica il momento nel quale ? necessario avviare il ciclo di sbrinamento, evitando in questo modo l'intervento del sistema in mancanza di formazione di brina.
Secondo un ulteriore vantaggio, il procedimento dell'invenzione si presta ad essere applicato su qualunque tipologia di evaporatore, indipendentemente dalla sua potenzialit?, dal fluido refrigerante utilizzato, dalle condizioni operative a cui lavora, dal numero di compressori con cui ? interfacciato e dal numero di evaporatori con cui ? in parallelo.
Un ulteriore vantaggio del procedimento dell'invenzione ? rappresentato dal fatto che esso non richiede alcuna calibrazione, n? da parte del costruttore degli evaporatori, n? da parte dell'installatore, n? da parte dell?utilizzatore.
Ancora un ulteriore vantaggio ? rappresentato dal fatto che il procedimento dell'invenzione lascia un grado di libert? aH?utilizzatore, il quale pu? variare a suo piacimento il valore pre-impostato del tempo del ciclo di sbrinamento, in base alle sue esigenze.
Oltre ad ottimizzare i cicli di sbrinamento, il procedimento dell'invenzione presenta il vantaggio di consentire di determinare e di segnalare l?eventuale non funzionamento (dovuto a guasti o ad altro) di uno (o pi?) ventilatori e di una (o pi?) resistenze.
Questi ed altri scopi, vantaggi e caratteristiche risultano dalla descrizione che segue di alcuni preferiti modi di realizzare il procedimento dell'invenzione illustrati, a titolo di esempi non limitativi, nelle figure delle allegate tavole di disegni.
In esse:
- la figura 1 illustra in vista laterale e in forma schematica una unit? di raffreddamento con la quale ? realizzato il procedimento dell'invenzione;
- la figura 2 illustra il particolare del sistema di ventilazione montato sull'unit? di raffreddamento di figura 1 ;
- la figura 3 ? un diagramma di flusso nel quale sono rappresentate le fasi principali del procedimento dell'invenzione;
- la figura 4 illustra l'andamento della velocit? deH?aria e del numero di giri del ventilatore in funzione del tempo nel procedimento di sbrinatura illustrato in figura 3;
- la figura 5 ? un diagramma d? flusso nel quale sono rappresentate le fasi principali di una variante del procedimento dell'invenzione;
- la figura 6 illustra l'andamento della differenza di pressione deH'aria al ventilatore in funzione del tempo nel procedimento di figura 5;
- la figura 7 illustra la struttura hardware per la gestione di pi? unit? di raffreddamento con il procedimento dell'invenzione; e
- la figura 8 illustra la curva caratteristica del ventilatore dell'unit? di raffreddamento di figura 1 e la relativa curva di segnale del sensore di velocit? dellaria.
L'unit? d? raffreddamento 1 illustrata in figura 1 comprende una batteria di scambio termico 2 (con il relativo scambiatore o pacco alettato, non illustrati) ed un ventilatore 3, vantaggiosamente di tipo assiale, provvisto di un sensore 4 per la misura della velocit? deH'aria in entrata o in uscita dal ventilatore nel senso della freccia F.
Di preferenza il citato sensore 4 ? costituito da un sensore a filo caldo, per la rilevazione della velocit? dell?aria in entrata o in uscita dal ventilatore 3. Esso ? posizionato radialmente sulla griglia di protezione/supporto, cos? da permettere di avere un valore medio di velocit? in entrata o in uscita dal ventilatore. Il segnale ? proporzionale al valore di portata dellaria, del quale ? tenuto conto nel procedimento dell'invenzione.
Al posto del citato sensore 4, l'unit? di raffreddamento 1 pu? comprendere un sensore 5 di misura della pressione dellaria nella detta unit? di raffreddamento 1, in particolare tra la batteria di scambio termico 2 e il ventilatore 3.
Nella figura 8 ? rappresentato l'esempio di una curva caratteristica del ventilatore 3 e la relativa curva di segnale del sensore di velocit?. Sono inoltre previsti i mezzi, per esempio delle resistenze elettriche o simili, non illustrati, per realizzare lo sbrinamento delle superfici di scambio termico.
In figura 3 sono rappresentate le fasi principali del procedimento dell'invenzione, nella forma di un diagramma di flusso che misura la velocit? dell?aria, ovvero la portata d'aria elaborata dal ventilatore 3.
Inizialmente ? inserito o acquisito il valore di portata d'aria a batteria pulita. Tale valore ? memorizzato e mantenuto per tutto il periodo di funzionamento del sistema. Successivamente si immettono i valori di input delle seguenti variabili: rapporto tra la portata d'aria finale (cio? a batteria brinata) e la portata d'aria iniziale (a batteria pulita), il numero di giri nominali e massimi raggiungibili dal ventilatore 3 e il tempo di sbrinamento obiettivo.
La logica completa ? composta da due fasi principali:
A. controllo dei giri del ventilatore 3 per mantenere costante la portata d'aria durante la prima formazione di brina sul pacco alettato;
B. controllo della portata d'aria durante la formazione di brina a giri costanti, fino al comando di inizio sbrinamento;
seguite da una fase ausiliaria
C. controllo del grado di pulizia del pacco alettato della batteria di scambio termico 2 e aggiustamento del tempo di sbrinamento.
Dati di INPUT
I dati di Input riportati nel diagramma di figura 3 sono quelli che seguono, come impostati sulla logica di controllo del sistema prima della messa in funzione dell'unit? refrigerante:
Vo: velocit? dell'aria sul sensore 4 del ventilatore 3 a inizio del processo di brinatura, ovvero a scambiatore della batteria 2 pulito;
Vf: velocit? deH'aria a fine processo di brinatura, ovvero a scambiatore brinato;
RVo = Vf/Vo: rapporto tra la velocit? del'aria a fine e ad inizio processo di brinamento;
Rpmo: numero di giri nominale o iniziale del ventilatore;
Rpmmax: numero di giri massimo del ventilatore;
to: tempo nominale di sbrinamento (tempo iniziale).
Fase A
In questa fase la diminuzione delle prestazioni dell'unit? refrigerante, dovuta alla formazione iniziale di brina sulla batteria di scambio termico 2, ? compensata dall'aumento del numero di giri del ventilatore 3, cos? da mantenere costante la portata dellaria sulla medesima batteria 2.
Questa fase comprende gli stadi che seguono:
A1: il sistema di controllo acquisisce il numero di giri istantaneo Rpmi del ventilatore 3 e la velocit? istantanea dellaria Vi;
A2: si confronta la velocit? Vi con quella Vi-1 misurata nel ciclo precedente. Se Vi>Vi-1 allora il sistema prosegue con il monitoraggio passivo della velocit? dell'aia. Se invece Vi<Vi-1, il sistema entra nello stadio:
A3: il numero di giri istantaneo Rpmi del ventilatore 3 ? accresciuto di un valore ARpm, cos? da ottenere un incremento di numero di giri del ventilatore pari a:
Rpmi+1 = Rpmi ARpm
Inoltre:
A4: se Rpmi+1 = Rpmmax impostato nell'INPUT, la logica porta il processo alla fase B. Se invece Rpmi+1 <Rpmmax, il ciclo ritorna allo stadio A1 (monitoraggio passivo del numero di giri del ventilatore).
Fase B
La fase B ? una fase di brinamento, che si instaura quando la brina che si ? formata sulla batteria di scambio termico 2 ha raggiunto un livello, tale che il ventilatore 3 non ? pi? in grado di mantenere da solo le prestazioni iniziali dell'unit? refrigerante. Questa fase comprende gli stadi che seguono:
B1: lettura dei valori istantanei Vi di velocit? deH'aria e Rpmi del numero di giri del ventilatore 3;
B2: in questo stadio se Vi/Vo>RVo, dove Vi ? la velocit? istantanea dell'aria, Vo e RVo sono dati di INPUT, il sistema resta in uno stato passivo di semplice lettura dei parametri del ciclo di refrigerazione.
Se invece Vi/Vo = RVo allora il sistema entra nello stadio:
B3: inizio sbrinamento, nel quale sono attivate le resistenze che sciolgono la brina e il temporizzatore controlla il tempo di sbrinamento tdefrost. Se tdefrost<to si attua lo stadio:
B4: mantenimento della fase di sbrinamento.
Se invece tdefrost = to si entra nello stadio:
B5: arresto della fase di sbrinamento.
Di qui si entra nello stadio:
B6: in questo stadio il numero di giri Rpm del ventilatore 3 ? resettato al valore iniziale Rpmo e il sistema entra eventualmente nella fase C che segue.
Fase C
In questa fase si controlla il grado di pulizia dalla brina del pacco alettato o dello scambiatore della batteria 2 e il tempo di sbrinamento ? riaggiustato sul valore to di INPUT. In particolare la fase C comprende i seguenti stadi:
C1: in questo stadio il sistema sceglie tra:
- una logica di gestione della fase di sbrinamento a tempo prefissato e in questo caso il ciclo ritorna allo stadio A1 ;
- una logica di gestione della fase di sbrinamento a tempo variabile, ovvero adattato in funzione della presenza di residui di brina sullo scambiatore, che porta il sistema allo stadio:
C2: lettura dei dati istantanei Rpmi del ventilatore e Vi di velocit? deH'aria.
C3: in questo stadio si confrontano i valori Vi misurato nello stadio C2 e Vo di INPUT e se Vi = Vo il sistema entra nello stadio:
C4: dove si instaura un nuovo tempo di INPUT to+1, ottenuto diminuendo il tempo iniziale to di un differenziale ??: to+1 = to - ?1 Di qui il ciclo torna allo stadio A1 , in cui il tempo to di INPUT ? portato al valore to+1.
Se invece Vi<Vo vuole dire che sullo scambiatore sono rimasti dei residui di brina. In questo caso si entra nello stadio:
C5: dove il ciclo ritorna allo stadio A1 con un nuovo valore to+1 di INPUT pari a to+1 = to+ ?1
Quindi nella fase A il sistema continua a monitorare il valore dei giri del ventilatore e la portata d?aria. Quando quest?ultima incomincia a diminuire rispetto al valore di batteria pulita Vo, significa che della brina si sta formando sul pacco alettato della unit? refrigerante. Di conseguenza il sistema aumenta i giri del ventilatore, fino al valore massimo impostato Rpmmax, per mantenere costante il valore di portata d?aria pari a Vo.
Raggiunto il valore massimo del numero di giri del ventilatore Rpmmax si entra nella seconda fase di controllo, denominata B. In questa fase, il sistema continua a monitorare i giri del ventilatore e la portata d?aria. Quest'ultima viene rapportata a quella iniziale a batteria pulita e quando tale rapporto raggiunge il valore impostato RVo, il sistema attiva la fase di sbrinamento. Un orologio misura il tempo di sbrinamento e quando esso raggiunge il valore tdefrost impostato si conclude la fase di sbrinamento e tutte le variabili sono riportate al loro stato iniziale.
A questo punto ? possibile impostare una modalit? a tempo di sbrinamento fisso, oppure si pu? attivare la fase C di controllo del grado di pulizia della unit? di refrigerazione. Questa fase C controlla la portata d?aria a fine sbrinamento e se tale valore ? inferiore a quello di batteria pulita Vo si allunga il tempo di sbrinamento to. Nel ciclo successivo il tempo di sbrinamento potr? essere ancora una volta aggiustato per ottenere la completa pulizia del pacco alettato.
L'andamento della velocit? dell'aria e del numero di giri misurati sul ventilatore 3 in funzione del tempo nel processo illustrato in figura 3 sono rappresentati nel diagramma di figura 4. In particolare Vo dell'aria viene mantenuta costante, grazie all'aumento del numero di giri del ventilatore, fino al valore massimo Rpmmax. In seguito questo numero di giri massimo del ventilatore resta costante e la portata deH'aria diminuisce per effetto della formazione di brina o di brinamento. Raggiunto il valore Vf o RVo il ventilatore viene fermato e inizia la fase di sbrinamento, in cui la portata dell'aria ed il relativo numero di giri del ventilatore sono azzerati. Successivamente il ciclo si ripete.
Secondo la variante del procedimento dell'invenzione illustrata nel diagramma di flusso di figura 5, il parametro di riferimento ? la pressione dell'aria misurata, dal sensore 5 di figura 1, nella batteria di scambio termico 2, in particolare tra lo scambiatore della batteria 2 e il ventilatore 3.
Nel procedimento rappresentato nella figura 5, inizialmente ? inserito o acquisito il valore di pressione d?aria a batteria pulita. Tale valore ? memorizzato e mantenuto per tutto il periodo di funzionamento del sistema. Successivamente si registrano i valori delle seguenti variabili: rapporto tra la pressione d?aria finale (cio? a batteria brinata) e la pressione d'aria iniziale (a batteria pulita), il numero di giri nominali e massimi raggiungibili dal ventilatore 3 e il tempo di sbrinamento.
La logica completa ? composta da due fasi principali:
A. controllo dei giri del ventilatore 3 per mantenere costante la portata d?aria durante la prima formazione di brina sul pacco alettato;
B. controllo della pressione d?aria durante la formazione di brina a giri costanti, fino al comando di inizio sbrinamento;
seguite da una fase ausiliaria:
C. controllo del grado di pulizia del pacco alettato della batteria di scambio termico 2 e aggiustamento del tempo di sbrinamento.
Dati di INPUT
I dati di Input riportati nel diagramma di figura 5 sono quelli che seguono, come impostati sulla logica di controllo del sistema prima della messa in funzione dell'unit? refrigerante:
???: pressione dell'ana sul sensore 5 della batteria 2 a inizio del processo di brinatura, ovvero a scambiatore della batteria 2 pulito;
???: pressione dell'aria a fine processo di brinatura, ovvero a scambiatore brinato;
RPo = ??f/???: rapporto tra la pressione dell?aria a inizio e fine processo di brinamento;
Rpmo: numero di giri nominale o iniziale del ventilatore;
Rpmmax: numero di giri massimo del ventilatore;
to: tempo nominale di sbrinamento (tempo iniziale).
Fase A
In questa fase la diminuzione delle prestazioni dell'unit? refrigerante, dovuta alla formazione iniziale di brina sulla batteria di scambio termico 2, ? compensata dall'aumento del numero di giri del ventilatore 3, cos? da mantenere costante la portata deH'aria sulla medesima batteria 2.
Questa fase comprende gli stadi che seguono:
A1 : il sistema di controllo acquisisce il numero di giri istantaneo Rpmi del ventilatore 3 e il differenziale di pressione ??i;
A2: si confronta il differenziale di pressione ??i con quello ??? -1 misurata nel ciclo precedente. Se ??? < ??? -1 il sistema prosegue con il monitoraggio passivo della velocit? dellaria. Se invece ??i > ??i -1 , il sistema entra nello stadio:
A3: il numero di giri istantaneo Rpmi del ventilatore 3 ? accresciuto di un valore ?Rpm, cos? da ottenere un incremento di numero di giri del ventilatore pari a:
Rpmi+1 = Rpmi ?Rpm
Inoltre:
A4: se Rpmi+1 = Rpmmax impostato nell'INPUT, la logica porta il processo alla fase B. Se invece Rpmi+1< Rpmmax, il ciclo ritorna allo stadio A1 (monitoraggio passivo del numero di giri del ventilatore).
Fase B
La fase B ? una fase di brinamento, che si instaura quando la brina che si ? formata sulla batteria di scambio termico 2 ha raggiunto un livello, tale che il ventilatore 3 non ? pi? in grado di mantenere da solo le prestazioni iniziali dell'unit? refrigerante. Questa fase comprende gli stadi che seguono:
B1: lettura dei valori istantanei ??i di pressione dell'aria e Rpmi del numero di giri del ventilatore 3;
B2: in questo stadio se ?Pi/?Po<RPo, dove ??i ? il differenziale di pressione istantanea dellaria misurata, ??? ? il differenziale di pressione a batteria pulita e RPo ? il dato di INPUT, il sistema resta in uno stato passivo d? semplice lettura dei parametri del ciclo di refrigerazione. Se invece ??i/??? ? RPo allora il sistema entra nello stadio:
B3: inizio sbrinamento, nel quale sono attivate le resistenze che sciolgono la brina e il temporizzatore controlla il tempo di sbrinamento tdefrost.
Se tdefrost<to si attua lo stadio:
B4: mantenimento della fase di sbrinamento.
Se invece Tdefrost = to si entra nello stadio:
B5: arresto della fase di sbrinamento.
Di qui si entra nello stadio:
B6: in questo stadio il numero di giri Rpm del ventilatore 3 ? resettato al valore iniziale Rpmo e il sistema entra eventualmente nella fase C che segue.
Fase C
In questa fase si controlla il grado di pulizia dalla brina del pacco alettato o dello scambiatore della batteria 2 e il tempo di sbrinamento ? riaggiustato sul valore to di INPUT. In particolare, la fase C comprende i seguenti stadi:
C1: in questo stadio il sistema sceglie tra:
- una logica di gestione della fase di sbrinamento a tempo prefissato e in questo caso il ciclo ritorna allo stadio A1;
- una logica di gestione della fase di sbrinamento a tempo variabile, ovvero adattato in funzione della presenza di residui di brina sullo scambiatore, che porta il sistema allo stadio:
C2: lettura dei dati istantanei Rpmi del ventilatore e ??i di differenziale di pressione dell'aria.
C3: in questo stadio si confrontano i valori di ??i misurato nello stadio C2 e di ??? di INPUT e se ??i ? ??? il sistema entra nello stadio:
C4: dove si instaura un nuovo tempo di INPUT to+1 , ottenuto diminuendo il tempo iniziale to di un differenziale to+1 = to - ?t Di qui il ciclo torna allo stadio A1 , in cui il tempo to di INPUT ? portato al valore to+1.
Se invece ???>??? vuole dire che sullo scambiatore sono rimasti dei residui di brina. In questo caso si entra nello stadio:
C5: dove il ciclo ritorna allo stadio A1 con un nuovo valore to+1 di INPUT pari a to+1 = to+ At.
Quindi nella fase A il sistema continua a monitorare il valore dei giri del ventilatore e il differenziale di pressione d?aria. Quando quest'ultima incomincia ad aumentare rispetto al valore Po di batteria pulita, significa che della brina si sta formando sul pacco alettato della unit? refrigerante. Di conseguenza il sistema aumenta i giri del ventilatore, fino al valore massimo impostato Rpmmax, per mantenere costante il valore della portata dellaria.
Raggiunto il valore massimo del numero di giri del ventilatore Rpmmax si entra nella seconda fase di controllo, denominata B. In questa fase, il sistema continua a monitorare i giri del ventilatore e il differenziale di pressione del'aria. Questo differenziale viene rapportato a quello iniziale a batteria pulita e quando tale rapporto raggiunge il valore impostato RPo, il sistema attiva la fase di sbrinamento. Un orologio misura il tempo di sbrinamento e quando esso raggiunge il valore tdefrost impostato si conclude la fase di sbrinamento e tutte le variabili sono riportate al loro stato iniziale.
A questo punto ? possibile impostare una modalit? a tempo di sbrinamento fisso, oppure si pu? attivare la fase C di controllo del grado di pulizia della unit? di refrigerazione. Questa fase C controlla il differenziale della pressione deH?aria a fine sbrinamento e se tale valore ? superiore a quello ??? di batteria pulita si allunga il tempo di sbrinamento to. Nel ciclo successivo il tempo di sbrinamento potr? essere ancora una volta aggiustato per ottenere la completa pulizia del pacco alettato.
L'andamento del differenziale di pressione d'aria misurato su! sensore 5 in funzione del tempo nel processo illustrato in figura 5 ? rappresentato nel diagramma di figura 6. In particolare, per mantenere costante la portata deH'aria si aumenta il numero di giri del ventilatore, fino al limite massimo Rpmmax. La pressione continua a salire a causa della formazione della brina, fino a raggiungere il valore limite ??f. A questo punto viene attivata la fase di sbrinamento in cui ?Pf e Rpm si azzerano e successivamente il ciclo di sbrinamento ricomincia.
In figura 7 ? riprodotta la struttura hardware completa del sistema per la gestione di un impianto di refrigerazione, composto da pi? unit? di raffreddamento 11 ,12,13 e del relativo controllore generale 14. Quest'ultimo pu? inglobare o meno il controllo dei motori elettronici 151 ,152,153 e una serie di contatti 161,162,163 per la comunicazione con i rispettivi controllori 171 ,172,173 della cella frigorifera. La comunicazione con questi controllori di cella pu? essere eseguita anche con sistema Modbus (o equivalente).
La gestione di pi? unit? refrigeranti ? eseguita dal sistema secondo una logica stand-by. Questo per evitare che tutte le unit? inizino a sbrinare contemporaneamente. Nel caso in cui una prima unit? refrigerante richieda lo sbrinamento mentre una seconda unit? sta gi? sbrinando, si tiene in stand-by la prima fino a che la seconda non abbia concluso il suo ciclo completo. La gestione dello sbrinamento di pi? unit? in contemporanea pu? essere impostata come variabile iniziale, inserendone il numero massimo delle unit? di raffreddamento utilizzate.
Il sistema prevede una serie di controlli, a cui seguono segnalazioni di allarme sullo stato di funzionamento dell'unit? refrigerante. Il sistema tiene inoltre costantemente monitorato lo stato di funzionamento del ventilatore e delle resistenze elettriche di sbrinamento (o di altri dispositivi di sbrinamento). Un controllo ? anche previsto sulle possibili formazioni anomale di brina a fine sbrinamento.
Tra gli allarmi inseriti nel sistema vi sono quelli che controllano: - l'anomalia di ventilatore acceso durante sbrinamento: rilevazione della portata d?aria durante la fase di sbrinamento Vi>0, oppure rilevazione della pressione d?aria durante la fase di sbrinamento ???>0;
- l'avaria delle resistenze: tempo sbrinamento (tdefr) superiore al valore limite impostato di sicurezza;
- l'avaria sul ventilatore: portata aria uguale a zero dopo fase di sbrinamento o tramite messaggio Modbus direttamente dal motore, oppure pressione aria uguale a zero dopo fase di sbrinamento;
- mancata pulizia del pacco alettato: valore di portata rilevato dopo fase sbrinamento inferiore al valore iniziale Vo, oppure valore di pressione rilevato dopo fase sbrinamento superiore al valore iniziale ???;
- avaria sensore portata/pressione aria: portata/pressione aria uguale a zero con giri ventilatore maggiori di zero, Rpmi>0;
Claims (14)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di controllo della formazione di brina nelle unit? di raffreddamento degli impianti di refrigerazione che comprendono almeno una batteria di scambio termico (2) provvista di un ventilatore (3) e di dispositivi di sbrinamento delle superfici di scambio termico delle dette unit? di raffreddamento, caratterizzato dal fatto di prevedere l'avvio automatico del ciclo di sbrinamento al raggiungimento di valori di soglia prefissati della portata dell'aria sul ventilatore (3), oppure della pressione del'aria nella detta unit? di raffreddamento (1).
- 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: (A) controllo dei giri del ventilatore (3) per mantenere costante la portata d'aria durante la prima formazione di brina sul pacco alettato; (B) controllo della portata d?aria durante la formazione di brina a giri costanti, fino al comando di inizio sbrinamento.
- 3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre la fase: (C) controllo del grado di pulizia de! pacco alettato della batteria di scambio termico (2) e aggiustamento del tempo di sbrinamento.
- 4. Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che nella detta fase (A) si esegue il monitoraggio del numero di giri del ventilatore (3) e della detta portata d?aria, al diminuire di quest'ultima rispetto al valore di batteria pulita (Vo), misurata come velocit? deH'aria sul ventilatore (3), il numero di giri del medesimo ventilatore (3) essendo aumentato fino al valore massimo impostato (Rpmmax), cos? da mantenere costante il valore della detta portata d?aria (Vo).
- 5. Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che, una volta raggiunto il valore massimo (Rpmmax) del numero di giri del ventilatore (3) ha inizio la detta fase (B), nella quale si continuano a monitorare i giri del ventilatore e la portata d?aria e quando la velocit? del'aria raggiunge il valore (Vf) ha inizio la fase di sbrinamento, che si chiude quando il tempo di sbrinamento raggiunge il valore (tdefrost) impostato.
- 6. Procedimento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che nella detta fase (C) si esegue il controllo della portata d?aria a fine sbrinamento e quando tale valore ? inferiore a quello di batteria pulita (Vo) si allunga il tempo di sbrinamento (tdefrost).
- 7. Procedimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: (A) controllo dei giri del ventilatore (3) per mantenere costante la portata d?aria durante la prima formazione di brina sul pacco alettato; (B) controllo della pressione d?aria durante la formazione di brina a numero di giri costante del detto ventilatore 3, fino al comando di inizio sbrinamento.
- 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre la fase: (C) controllo del grado di pulizia del pacco alettato della batteria di scambio termico (2) e aggiustamento del tempo di sbrinamento.
- 9. Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che nella detta fase (A) si esegue il monitoraggio del numero di giri del ventilatore (3) e della detta pressione d?aria, all'aumentare di quest'ultima rispetto al valore di batteria pulita (???), il numero di giri del ventilatore (3) essendo aumentato fino al valore massimo impostato (Rpmmax), cos? da mantenere costante il valore della detta portata d?aria (???).
- 10. Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che, una volta raggiunto il valore massimo (Rpmmax) del numero di giri del ventilatore (3) ha inizio la detta fase (B), nella quale si continua a monitorare i giri del ventilatore e la pressione d?aria e quando quest'ultima raggiunge il valore (RPo) di pressione dell'aria di sbrinamento, ha inizio la fase di sbrinamento, che si chiude quando il tempo di sbrinamento raggiunge il valore (tdefrost) impostato.
- 11. Procedimento secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che la nella detta fase (C) si esegue il controllo della pressione d?aria a fine sbrinamento e quando tale valore ? maggiore di quello di batteria pulita (Po) si allunga il tempo di sbrinamento.
- 12. Unit? di raffreddamento per la realizzazione del procedimento secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una batteria di scambio termico (2), un ventilatore (3), un sensore (4) di misura della velocit? dell'aria in entrata o in uscita dal detto ventilatore (3), oppure un sensore (5) di misura della pressione dell'aria nella detta unit? di raffreddamento (1) ed i dispositivi di sbrinamento delle dette superfici di scambio termico.
- 13. Impianto di refrigerazione, comprendente una pluralit? di unit? di raffreddamento secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere una struttura hardware per la gestione delle dette unit? di raffreddamento (11 ,12,13) e de! relativo controllore generale (14).
- 14. Impianto secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto di prevedere un sistema di controllo sullo stato di funzionamento delle dette unit? refrigeranti e sulla formazione anomala di brina a fine sbrinamento, con monitoraggio dello stato di funzionamento del ventilatore e dei dispositivi di sbrinamento.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102020000005218A IT202000005218A1 (it) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | Procedimento perfezionato di controllo della formazione della brina nelle unita’ di raffreddamento degli impianti di refrigerazione |
| EP21161323.7A EP3879211A1 (en) | 2020-03-11 | 2021-03-08 | A method for controlling the formation of frost in cooling units of refrigeration systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102020000005218A IT202000005218A1 (it) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | Procedimento perfezionato di controllo della formazione della brina nelle unita’ di raffreddamento degli impianti di refrigerazione |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT202000005218A1 true IT202000005218A1 (it) | 2021-09-11 |
Family
ID=70804979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102020000005218A IT202000005218A1 (it) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | Procedimento perfezionato di controllo della formazione della brina nelle unita’ di raffreddamento degli impianti di refrigerazione |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3879211A1 (it) |
| IT (1) | IT202000005218A1 (it) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06147602A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-05-27 | Matsushita Seiko Co Ltd | 除霜装置 |
| US5692385A (en) * | 1996-01-26 | 1997-12-02 | General Electric Company | System and method initiating defrost in response to speed or torque of evaporator motor |
| DE10315523A1 (de) * | 2003-04-04 | 2004-10-14 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Kältegerät mit adaptiver Abtauautomatik und Abtauverfahren dafür |
| JP2011247525A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Panasonic Corp | 冷凍装置 |
-
2020
- 2020-03-11 IT IT102020000005218A patent/IT202000005218A1/it unknown
-
2021
- 2021-03-08 EP EP21161323.7A patent/EP3879211A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06147602A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-05-27 | Matsushita Seiko Co Ltd | 除霜装置 |
| US5692385A (en) * | 1996-01-26 | 1997-12-02 | General Electric Company | System and method initiating defrost in response to speed or torque of evaporator motor |
| DE10315523A1 (de) * | 2003-04-04 | 2004-10-14 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Kältegerät mit adaptiver Abtauautomatik und Abtauverfahren dafür |
| JP2011247525A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Panasonic Corp | 冷凍装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3879211A1 (en) | 2021-09-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3006845B1 (en) | Oil return method for multiple air conditioning unit in heating | |
| JP6257801B2 (ja) | 冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の異常検知システム | |
| US5042264A (en) | Method for detecting and correcting reversing valve failures in heat pump systems having a variable speed compressor | |
| JP6584497B2 (ja) | 冷凍サイクル装置及び冷凍サイクル装置の異常検知システム | |
| US5074120A (en) | Multi-type air-conditioning system with fast hot starting for heating operation | |
| JP5622859B2 (ja) | 熱源装置 | |
| JP2010210121A (ja) | 空気調和装置 | |
| KR20160089505A (ko) | 냉동기 제어 장치, 냉동기, 및 냉동기의 진단 방법 | |
| EP3896354B1 (en) | Air-conditioning apparatus | |
| WO2016060145A1 (ja) | 空気調和機 | |
| EP3086060B1 (en) | Defrosting method and device for refrigerating or air conditioning apparatus | |
| JP4844147B2 (ja) | 空気調和装置 | |
| JP6492358B2 (ja) | 制御装置、空調装置及び制御方法 | |
| JP4877052B2 (ja) | 多室形空気調和機 | |
| US10921046B2 (en) | Method for defrosting an evaporator of a sealed system | |
| JP2019148382A (ja) | ヒートポンプ式暖房装置 | |
| IT202000005218A1 (it) | Procedimento perfezionato di controllo della formazione della brina nelle unita’ di raffreddamento degli impianti di refrigerazione | |
| KR101611315B1 (ko) | 공기조화기 및 그 동작방법 | |
| KR20180075175A (ko) | 공기조화기 및 그 제어방법 | |
| EP2101127B1 (en) | Method of controlling air conditioner | |
| KR102637381B1 (ko) | 열원 시스템(heat source system) | |
| CN110312900B (zh) | 空调机 | |
| JP6520045B2 (ja) | 空調機の運転方法、その運転方法を用いた空調機 | |
| JPH10220896A (ja) | 空気調和装置 | |
| JP6299316B2 (ja) | ファン装置およびファン装置を用いた空気調和機 |