IT202100002630A1 - Impianto di condizionamento e riscaldamento ambientale - Google Patents
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Classifications
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Description
Descrizione dell?Invenzione Industriale avente per titolo:
?IMPIANTO DI CONDIZIONAMENTO E RISCALDAMENTO AMBIENTALE?
DESCRIZIONE
Campo di Applicazione
La presente invenzione si riferisce ad una macchina termica a ciclo inverso a compressione di vapore.
In generale, la presente invenzione si riferisce a macchine, impianti o sistemi a compressione, con funzionamento in cascata, ovvero con due o pi? circuiti, il calore del condensatore o del gas cooler di un circuito viene assorbito dall'evaporatore del circuito successivo.
Stato della Tecnica
Lo stato dell?arte pi? vicino ? rappresentato dalla domanda di brevetto WO2017179083 riguardante una macchina termica a compressione di vapore a ciclo inverso ed un metodo di funzionamento, la macchina comprendendo un condensatore a valle e in comunicazione di fluido con un compressore principale, una valvola principale di laminazione a valle del condensatore, un evaporatore a valle e in comunicazione di fluido con la valvola di laminazione, un generatore elettrico, un accumulatore di carica elettrica, un commutatore temporizzato configurato in funzione degli intervalli orari di produzione e consumo del mercato elettrico, collegato a valle del generatore elettrico e prima dell'accumulatore, almeno una turbina collegata ad almeno un alternatore in comunicazione di fluido tra l?evaporatore ed il compressore principale, ed almeno uno scambiatore di calore avente un ramo caldo collegato a valle del condensatore e prima della valvola di laminazione ed un ramo freddo collegato a valle di una seconda valvola di laminazione ed a monte della turbina.
Lo stato dell?arte ? inoltre rappresentato dal brevetto US 5,095,712 A riguardante un circuito di refrigerazione in cui ? previsto il controllo dell'economizzatore insieme al controllo della capacit? variabile, il raffreddamento costante si ottiene controllando un ciclo dell'economizzatore in risposta alla pressione di aspirazione del compressore, la temperatura di scarico del compressore viene controllata controllando la porzione di refrigerante liquido fornita alla linea interstadio, il circuito di refrigerazione pu? essere modificato per includere batterie di compressori a due stadi in parallelo, il condensatore e l'economizzatore sono in comune.
Ulteriormente, lo stato dell?arte ? rappresentato dal brevetto US 9,816,733 B2 riguardante un refrigeratore, comprendente un condensatore, un evaporatore, un compressore comprendente un primo stadio di compressione ed un secondo stadio di compressione, un condotto del refrigerante, il condotto del refrigerante configurato per essere in comunicazione di fluido con il primo stadio di compressione ed il secondo stadio di compressione, un economizzatore, in cui l'economizzatore ? configurato per formare una comunicazione di fluido con il condotto del refrigerante tra il primo ed il secondo stadio del compressore, la comunicazione del fluido ? formata attraverso una porta di iniezione, la porta di iniezione ha una caratteristica della superficie interna configurata per iniettare il refrigerante dall'economizzatore in una direzione del flusso del refrigerante nel condotto del refrigerante, la caratteristica della superficie interna ha una curva liscia configurata per dirigere il flusso del refrigerante in una direzione simile alla direzione del flusso del refrigerante nel condotto del refrigerante, e la comunicazione del fluido si forma pi? vicino al primo stadio di compressione rispetto al secondo stadio di compressione.
Infine, lo stato dell?arte ? rappresentato dal brevetto WO 2008/130412 che include un circuito refrigerante principale ed un circuito refrigerante a circuito chiuso booster. Uno scambiatore di calore fornisce un raffreddamento supplementare per il refrigerante che circola attraverso il circuito principale, e quindi migliora le prestazioni del sistema refrigerante.
Presentazione dell?invenzione
Lo stato della tecnica non cita configurazioni di cicli termici in cascata rispetto al caso di un singolo stadio tradizionale reso efficiente sia grazie al sottoraffreddamento o desurriscaldamento del fluido refrigerante in uscita dallo scambiatore di alta pressione del circuito principale e sia grazie al recupero termico interno mediante un circuito ausiliare.
Prendendo spunto dalla domanda di brevetto WO2017179083, gi? nota alla titolare della presente invenzione, si opta per una variante rispetto all?uso di un unico circuito con un condensatore o un gas cooler comune, utilizzando invece due circuiti paralleli, in modo da adeguare efficacemente i carichi termici.
Scopo della presente invenzione ? quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore fornendo una macchina dotata di un?efficienza maggiore nella gestione della ripartizione dei carichi frazionati, che utilizza al pi? due stadi di compressione in due circuiti separati, risultando quindi meno costoso e meno complesso da gestire rispetto ad un impianto tradizionale.
L?uso dell?economizzatore permette un miglioramento dell?efficienza tanto maggiore quanto maggiore ? il rapporto di compressione, quanto pi? ? alta la temperatura del fluido e quanto pi? ? bassa la temperatura della sorgente fredda. Per contro, non permette di sfruttare il sottoraffreddamento indotto dall?elevato salto termico dato che ? gi? sfruttato dall?economizzatore stesso.
I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell?invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con una macchina termica a ciclo inverso a compressione di vapore, come quella descritta nella rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l?oggetto delle rivendicazioni dipendenti.
Resta inteso che tutte le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione.
Risulter? immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalit? equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.
Descrizione dei disegni
La presente invenzione verr? meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
la FIG. 1 mostra uno schema di funzionamento di una realizzazione della macchina termica a ciclo inverso a compressione di vapore secondo la presente invenzione; e
la FIG. 2 e la FIG. 3, mostrano un grafico nel diagramma pressione-entalpia delle fasi di funzionamento di una realizzazione della macchina termica a ciclo inverso a compressione di vapore secondo la presente invenzione.
Descrizione di forme di realizzazione
Facendo riferimento alle figure, ? possibile notare che una macchina termica a ciclo inverso a compressione di vapore, riguarda un circuito principale 100 collegato ad un circuito ausiliario 200, comprendente un economizzatore 3 in comune al circuito principale ed al circuito ausiliario.
Il circuito principale 100 comprende un primo scambiatore di alta pressione 2 a valle di ed in comunicazione di fluido con un primo compressore 1, un evaporatore 5 a monte del primo compressore 1 ed a valle di ed in comunicazione di fluido con un primo espansore 4.
Il circuito ausiliario 200 comprende un secondo scambiatore di alta pressione 7 a valle di ed in comunicazione di fluido con un secondo compressore 6, un secondo espansore 8 a valle di ed in comunicazione di fluido con il secondo scambiatore di alta pressione 7, un terzo espansore (9) a monte del secondo compressore (6).
Il circuito ausiliario 200 ? atto a sottoraffreddare il circuito principale 100 nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione 2 sia un condensatore, oppure a desurriscaldare il circuito principale nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione 2 sia un refrigeratore di gas (Gas Cooler).
Vantaggiosamente, l?economizzatore 3 in comune ? configurato come uno scambiatore di calore con un primo ramo caldo 1c collegato a valle del primo scambiatore di alta pressione 2, un primo ramo freddo 1f collegato al primo espansore 4, un secondo ramo caldo 2c collegato al terzo espansore (9),, un secondo ramo freddo 2f collegato a valle del secondo espansore 8.
L?economizzatore 3 in comune permette uno scambio termico interno di un primo fluido refrigerante m1 del circuito principale 100 con un secondo fluido refrigerante m2 del circuito ausiliario 200.
L?intera portata del primo fluido refrigerante m1 subisce un sottoraffreddamento di un liquido saturo che circola nel primo ramo caldo 1c nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione 2 sia un condensatore, oppure, tramite un desurriscaldamento pi? spinto di un fluido che circola nel primo ramo caldo 1c rispetto al desurriscaldamento iniziale nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione 2 sia un refrigeratore a gas, corrispondente al punto 3* del diagramma p-h di FIG. 2, e tramite l?intera portata del fluido refrigerante m2 inviata all?economizzatore 3 in comune per ricevere potenza termica dal fluido del circuito principale 100 tramite una completa evaporazione della miscela bifasica fino alla condizione di vapore saturo o surriscaldato che circola nel secondo ramo caldo 2c, corrispondente al punto 9* dei diagramma p-h di FIG. 3.
Il fluido refrigerante m2 alla condizione di vapore saturo o surriscaldato ? inviato al terzo espansore 9 per diminuirne la pressione ad un livello prestabilito, cio? alla stessa pressione in ingresso al compressore 1.
L?intera portata di fluido refrigerante m1 compressa dal primo compressore 1, corrispondente al punto 1* del diagramma p-h di FIG. 2, e successivamente raffreddata tramite il primo scambiatore di alta pressione 2, corrispondente al punto 2* del diagramma p-h di FIG. 2, permette di incrementare la pressione del vapore ad un livello di temperatura di saturazione maggiore della temperatura ambiente in cui lavora il primo scambiatore di alta pressione 2.
Alla pressione di esercizio dell?evaporatore 5 la corrispondente temperatura di saturazione ? minore della temperatura ambiente in cui lavora l?evaporatore 5.
Il vapore compresso dal compressore 1 immesso nello scambiatore di alta pressione 2 permette di scambiare potenza termica con l?ambiente per consentire il raffreddamento del fluido refrigerante m1, a liquido saturo nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione 2 sia un condensatore, oppure, a gas desurriscaldato nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione 2 sia un refrigeratore a gas.
L?intera portata di fluido refrigerante m1 inviato al primo espansore 4 per diminuire la pressione, corrispondente al punto 4* del diagramma p-h di FIG. 2, e immessa nell?evaporatore 5 permette la completa evaporazione della miscela bifasica fino a vapore saturo o surriscaldato, corrispondente al punto 5* del diagramma p-h di FIG. 2, l?intera portata di fluido rimescolata e compressa completamente alla pressione del primo scambiatore di alta pressione 2 permettendo di iniziare un nuovo ciclo.
L?intera portata di fluido refrigerante m2 compressa dal secondo compressore 6, corrispondente al punto 6* del diagramma p-h di FIG. 3, e successivamente raffreddata tramite il secondo scambiatore di alta pressione 7, corrisponde al punto 7* del diagramma p-h di FIG. 3, permette di incrementare la pressione del vapore ad un livello corrispondente ad una temperatura di saturazione maggiore della temperatura ambiente in cui lavora il secondo scambiatore di alta pressione 7.
Il fluido refrigerante m2 raggiunge una condizione di liquido saturo o sottoraffreddato nel caso in cui il secondo scambiatore di alta pressione 7 sia un condensatore, oppure, di gas desurriscaldato nel caso in cui il secondo scambiatore di alta pressione 7 sia un refrigeratore a gas.
L?intera portata di fluido refrigerante m2 saturo, sottoraffreddato o desurriscaldato, inviata al secondo espansore 8, corrispondente al punto 8* del diagramma p-h di FIG. 3.
Almeno il primo espansore 4 e/o il secondo espansore 8 e/o il terzo espansore 9 pu? assumere la configurazione di una valvola di laminazione.
Ulteriormente, almeno il primo espansore 4 e/o il secondo espansore 8 e/o il terzo espansore 9 pu? assumere la configurazione di una turbina collegata ad almeno un alternatore per poter fornire/erogare energia elettrica, oppure pu? assumere la configurazione di una turbina collegata ad almeno un compressore per poter fornire/erogare energia meccanica.
La turbina pu? essere quella di un turbocompressore oppure di un turboalternatore, atta ad alimentare un compressore collegato in serie o in parallelo, un qualsiasi dispositivo elettronico, un motore a combustione, un impianto di condizionamento, riscaldamento.
Esempi
La macchina termica a ciclo inverso a compressione di vapore con un circuito principale ed un circuito ausiliario collegato in parallelo al circuito principale, comprende un economizzatore in comune al circuito principale e al circuito ausiliario, il circuito principale atto a fornire la potenza frigorifera comprende un primo scambiatore di alta pressione (2) a valle di e in comunicazione di fluido con un primo compressore (1), uno economizzatore (3) in comune, ovvero uno scambiatore di calore comune avente in questo circuito principale un primo ramo caldo (1c) collegato a valle del primo scambiatore di alta pressione (2) e prima dell?economizzatore (3) in comune ed un primo ramo freddo (1f) collegato a valle dell?economizzatore (3) in comune e a monte di un primo espansore (4), uno scambiatore di bassa pressione, ovvero un evaporatore (5) a monte del primo compressore (1) ed a valle di e in comunicazione di fluido con il primo espansore (4), il circuito ausiliario atto a sottoraffreddare il circuito principale nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione ? un condensatore oppure atto a desurriscaldare il circuito principale nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione ? un refrigeratore di gas (Gas Cooler).
Tale macchina termica comprende un secondo scambiatore di alta pressione (7) a valle di e in comunicazione di fluido con un secondo compressore (6), l?economizzatore (3) in comune, ovvero uno scambiatore di calore comune avente nel circuito ausiliario un secondo ramo caldo (2c) collegato a valle dell?economizzatore (3) in comune e a monte del terzo espansore (9), ed un secondo ramo freddo (2f) collegato a valle di un secondo espansore (8) e prima dell?economizzatore (3) in comune.
L?economizzatore (3) in comune ?, ad esempio, di tipo a piastre o a fascio comunemente utilizzati in campo frigorifero, pu? essere uno scambiatore di calore con flusso in corrente o controcorrente.
In una configurazione alternativa ? possibile utilizzare un solo scambiatore di alta pressione comune al circuito principale e ausiliario.
Il fluido refrigerante (m1) del circuito principale (100) o il fluido refrigerante (m2) del circuito ausiliario (200) pu? trovarsi in una delle seguenti condizioni: liquido, liquido saturo o liquido sottoraffreddato; vapore/gas, vapore/gas surriscaldato o vapore/gas desurriscaldato.
Funzionamento del circuito principale.
L?intera portata di fluido refrigerante (m1) del circuito principale (100) viene compressa dal primo compressore (1) corrispondente al punto 1* del diagramma p-h e successivamente raffreddata tramite il primo scambiatore di alta pressione (2) corrispondente al punto 2* del diagramma p-h.
Il primo compressore (1) incrementa quindi la pressione del vapore ad un livello tale che la corrispondente temperatura di saturazione sia maggiore della temperatura ambiente in cui lavora il primo scambiatore di alta pressione (2). Allo stesso modo la pressione di esercizio dell?evaporatore (5) deve essere tale per cui la corrispondente temperatura di saturazione sia minore della temperatura ambiente in cui lavora il suddetto evaporatore (5). Il vapore compresso dal compressore (1) viene dunque immesso nello scambiatore di alta pressione (2), il quale scambiando potenza termica con l?ambiente, consente il raffreddamento del fluido, che si porta quindi ad una condizione di liquido saturo nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione (2) ? un condensatore oppure a gas desurriscaldato nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione (2) ? un gas cooler. Successivamente il fluido ? inviato all?economizzatore (3) in comune che erogando potenza termica al circuito ausiliario (200) mediante detto economizzatore (3) in comune consente il sottoraffreddamento del liquido saturo che circola nel primo ramo caldo (1c) di detto economizzatore (3) in comune nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione (2) ? un condensatore, oppure un desurriscaldamento pi? spinto del fluido che circola in un primo ramo caldo (1c) di detto economizzatore (3) in comune (rispetto al desurriscaldamento iniziale) nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione (2) ? un gas cooler, corrispondente al punto 3* del diagramma p-h.
Questo processo ? dovuto grazie allo scambio termico interno del fluido refrigerante (m1) del circuito principale (100) con il refrigerante (m2) del circuito ausiliario (200) mediante detto economizzatore (3) in comune.
Successivamente il fluido (sottoraffreddato o desurriscaldato) presente nel primo ramo freddo (1f) di detto economizzatore (3) in comune ? inviato al primo espansore (4) per diminuirne la pressione ad un livello prestabilito, che corrisponde al punto 4* del diagramma p-h. Il fluido in uscita ? finalmente immesso nell?evaporatore (5) il quale, ricevendo potenza termica dall?ambiente, consente la completa evaporazione della miscela bifasica fino a vapore saturo o surriscaldato, corrispondente al punto 5* del diagramma p-h. Da qui il ciclo si ripete nuovamente per come appena spiegato, ossia l?intera portata di fluido viene rimescolata e compressa completamente alla pressione del primo scambiatore di alta pressione (2) per iniziare un nuovo ciclo. Funzionamento del circuito ausiliario.
L?intera portata di fluido refrigerante (m2) del circuito ausiliario (200) viene compressa dal secondo compressore (6) che corrisponde al punto 6* del diagramma p-h e successivamente raffreddata tramite il secondo scambiatore di alta pressione (7) che corrisponde al punto 7* del diagramma p-h.
Il secondo compressore (6) incrementa quindi la pressione del vapore ad un livello tale che la corrispondente temperatura di saturazione sia maggiore della temperatura ambiente in cui lavora il secondo scambiatore di alta pressione (7). Il vapore compresso dal secondo compressore (6) viene dunque immesso nel secondo scambiatore di alta pressione (7), il quale scambiando potenza termica con l?ambiente, consente il raffreddamento del fluido (m2), che si porta quindi ad una condizione di liquido saturo o di liquido sottoraffreddato nel caso in cui detto secondo scambiatore di alta pressione (7) ? un condensatore oppure a gas desurriscaldato nel caso in cui detto secondo scambiatore di alta pressione (7) ? un gas cooler. Successivamente il fluido (saturo, sottoraffreddato o desurriscaldato) ? inviato al secondo espansore (8) per diminuirne la pressione ad un livello prestabilito, corrispondente al punto 8* del diagramma p-h.
Successivamente il fluido (m2) presente in un secondo ramo freddo (2f) di detto economizzatore (3) in comune, riceve potenza termica dal fluido del circuito principale (100) mediante detto economizzatore (3) in comune, consentendo la completa evaporazione della miscela bifasica fino alla condizione di vapore saturo o surriscaldato presente in un secondo ramo caldo (2c), che corrisponde al punto 9* del diagramma p-h.
Infine, il fluido (saturo o surriscaldato) ? inviato al terzo espansore (9) per diminuirne la pressione ad un livello prestabilito, cio? alla stessa pressione in ingresso al compressore (1), corrispondente al punto 10* del diagramma p-h.
Da qui il ciclo si ripete nuovamente per come appena spiegato, ossia l?intera portata di fluido viene rimescolata e compressa completamente alla pressione del secondo scambiatore di alta pressione (7) per iniziare un nuovo ciclo.
Nell?arte non ? presente, e non ? mai stato suggerito, un dispositivo per le attivit?/funzioni sopra descritte uguale o simile a quello oggetto della presente invenzione.
La soluzione proposta pu? essere utilizzata sia in condizioni subcritiche che in condizioni transcritiche.
I risultati preliminari teorici ottenuti hanno mostrato come la soluzione proposta offra potenzialmente sia una maggiore efficienza energetica sia un incremento della capacit? frigorifera rispetto i valori che caratterizzano l?impianto reale con i quali sono stati confrontati i dati.
Fissata la temperatura dello scambiatore di alta pressione, sia la variazione dell?efficienza energetica sia della capacit? frigorifera aumentano al diminuire della temperatura di evaporazione e quindi all?aumentare del lift lordo delle temperature di esercizio.
In sostanza, peggiori sono le condizioni di funzionamento e maggiore ? il potenziale di risparmio ottenibile.
Il funzionamento dell?impianto con la configurazione proposta risulta essere economicamente vantaggiosa rispetto all?impianto tradizionale e si pu? dedurre facilmente che aumentando la potenza frigorifera dell?impianto si ottiene un beneficio economico maggiore.
I primi risultati di tale confronto, il quale non ha riguardato soltanto la valutazione dell?effetto utile rispetto il sistema tradizionale ma anche l?eventuale utilizzo di diversi fluidi di lavoro, hanno mostrato come la soluzione proposta consenta di ottenere un miglioramento del Coefficiente di Prestazione (COP) e della capacit? frigorifera dell?impianto.
I livelli di pressione intermedi a cui lavorano gli espansori non sono stati impostati a priori. Si ? pensato piuttosto di verificare quali debbano essere i loro valori ottimali che, insieme ad opportuna taratura dei frazionamenti, massimizzano il rendimento ottenuto.
L?idea di partenza ? stata per? quella di ragionare a parit? di servizio erogato.
Con riferimento alle caratteristiche tecniche dell?invenzione, il procedimento esposto definisce un metodo tecnico inventivo/originale che in relazione alle modalit? di attuazione degli elementi combinati tra loro, forniscono per l?impianto un risultato utile e conveniente, in quanto vengono definiti in modo agevole gli elementi distintivi, adeguati e necessari per migliorare il coefficiente di effetto utile di un impianto termodinamico operatore, ottimizzando le prestazioni al minimo costo rispetto ai documenti brevettuali noti dello stesso settore.
Per ogni applicazione sar? necessario quindi dimensionare opportunamente gli scambiatori interni, selezionare gli espansori pi? adeguati a seconda del campo di impiego e valutare accuratamente gli organi ausiliari e la sensoristica necessaria.
Altro aspetto da approfondire riguarder? l?ottimizzazione dei livelli di pressione interni e dei frazionamenti al variare delle temperature delle sorgenti termiche.
Ci? permetterebbe la costruzione di una sorta di ?mappa? della macchina termodinamica che permetterebbe ad uno opportuno sistema di regolazione di garantire le migliori prestazioni al variare delle condizioni di funzionamento.
I risultati fin qui ottenuti, inerenti ad una fase iniziale del progetto basata su analisi teorica, hanno mostrano come l?impiego della soluzione proposta sia opportuno in impianti di condizionamento o frigoriferi di piccola, media e grossa taglia; non ci sono, allo stato attuale, limiti teorici ad un eventuale impiego in funzionamento a pompa di calore.
Si sono descritte alcune forme preferite di attuazione dell?invenzione, ma naturalmente esse sono suscettibili di ulteriori modifiche e varianti nell?ambito della medesima idea inventiva.
In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate nelle quali, eventuali segni di riferimento posti tra parentesi non possono essere interpretati nel senso di limitare le rivendicazioni stesse. Inoltre, la parola "comprendente" non esclude la presenza di elementi e/o fasi diversi da quelli elencati nelle rivendicazioni. L?articolo ?un?, ?uno? o ?una? precedente un elemento non esclude la presenza di una pluralit? di tali elementi. Il semplice fatto che alcune caratteristiche siano citate in rivendicazioni dipendenti diverse tra loro non indica che una combinazione di queste caratteristiche non possa essere vantaggiosamente utilizzata.
Claims (10)
1. Macchina termica a ciclo inverso a compressione di vapore, riguardante un circuito principale (100) collegato ad un circuito ausiliario (200), comprendente un economizzatore (3) in comune al circuito principale ed al circuito ausiliario, il circuito principale (100) comprendente un primo scambiatore di alta pressione (2) a valle di ed in comunicazione di fluido con un primo compressore (1), un evaporatore (5) a monte del primo compressore (1) ed a valle di ed in comunicazione di fluido con un primo espansore (4), il circuito ausiliario (200) comprendente un secondo scambiatore di alta pressione (7) a valle di ed in comunicazione di fluido con un secondo compressore (6), un secondo espansore (8) a valle di ed in comunicazione di fluido con il secondo scambiatore di alta pressione (7), un terzo espansore (9) a monte del secondo compressore (6), il circuito ausiliario (200) atto a sottoraffreddare il circuito principale (100) nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione (2) sia un condensatore, oppure a desurriscaldare il circuito principale nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione (2) sia un refrigeratore di gas, detta macchina termica caratterizzata dal fatto che detto economizzatore (3) in comune ? configurato come uno scambiatore di calore con un primo ramo caldo (1c) collegato a valle del primo scambiatore di alta pressione (2), un primo ramo freddo (1f) collegato al primo espansore (4), un secondo ramo caldo (2c) collegato al terzo espansore (9), un secondo ramo freddo (2f) collegato a valle del secondo espansore (8).
2. Macchina termica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l?economizzatore (3) in comune permette uno scambio termico interno di un primo fluido refrigerante (m1) del circuito principale (100) con un secondo fluido refrigerante (m2) del circuito ausiliario (200), l?intera portata del primo fluido refrigerante (m1) inviata all?economizzatore (3) in comune per erogare potenza termica al circuito ausiliario (200) tramite un sottoraffreddamento di un liquido saturo che circola nel primo ramo caldo (1c) nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione (2) sia un condensatore, oppure, tramite un desurriscaldamento pi? spinto di un fluido che circola nel primo ramo caldo (1c) rispetto al desurriscaldamento iniziale nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione (2) sia un refrigeratore a gas, e tramite l?intera portata del fluido refrigerante (m2) inviata all?economizzatore (3) in comune per ricevere potenza termica dal fluido del circuito principale (100) tramite una completa evaporazione della miscela bifasica fino alla condizione di vapore saturo o surriscaldato che circola nel secondo ramo caldo (2c).
3. Macchina termica secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che il fluido refrigerante (m2) alla condizione di vapore saturo o surriscaldato ? inviato al terzo espansore (9) per diminuirne la pressione ad un livello prestabilito alla stessa pressione in ingresso al compressore (1).
4. Macchina termica secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che l?intera portata di fluido refrigerante (m1) compressa dal primo compressore (1) e successivamente raffreddata tramite il primo scambiatore di alta pressione (2) permette di incrementare la pressione del vapore ad un livello tale che la corrispondente temperatura di saturazione sia maggiore della temperatura ambiente in cui lavora il primo scambiatore di alta pressione (2), alla pressione di esercizio dell?evaporatore (5) la corrispondente temperatura di saturazione sia minore della temperatura ambiente in cui lavora l?evaporatore (5), il vapore compresso dal compressore (1) immesso nello scambiatore di alta pressione (2) scambiando potenza termica con l?ambiente per consentire il raffreddamento del fluido refrigerante (m1), a liquido saturo nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione (2) sia un condensatore, oppure, a gas desurriscaldato nel caso in cui lo scambiatore di alta pressione (2) sia un refrigeratore a gas, l?intera portata di fluido refrigerante (m1) inviata al primo espansore (4) per diminuire la pressione e immessa nell?evaporatore (5) permette la completa evaporazione della miscela bifasica fino a vapore saturo o surriscaldato, l?intera portata di fluido rimescolata e compressa completamente alla pressione del primo scambiatore di alta pressione (2) permettendo di iniziare un nuovo ciclo.
5. Macchina termica secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che l?intera portata di fluido refrigerante (m2) compressa dal secondo compressore (6) e successivamente raffreddata tramite il secondo scambiatore di alta pressione (7) permette di incrementare la pressione del vapore ad un livello corrispondente alla temperatura di saturazione maggiore della temperatura ambiente in cui lavora il secondo scambiatore di alta pressione (7), il fluido refrigerante (m2) raggiungendo una condizione di liquido saturo o sottoraffreddato nel caso in cui detto secondo scambiatore di alta pressione (7) sia un condensatore, oppure, di gas desurriscaldato nel caso in cui detto secondo scambiatore di alta pressione (7) sia un refrigeratore a gas, l?intera portata di fluido refrigerante (m2) saturo, sottoraffreddato o desurriscaldato, inviata al secondo espansore (8).
6. Macchina termica secondo una rivendicazione 1, 2, caratterizzata dal fatto che almeno detto primo espansore (4) e/o detto secondo espansore (8) e/o detto terzo espansore (9) pu? assumere la configurazione di una valvola di laminazione.
7. Macchina termica secondo una rivendicazione 1, 2, caratterizzata dal fatto che almeno detto primo espansore (4) e/o detto secondo espansore (8) e/o detto terzo espansore (9) pu? assumere la configurazione di una turbina collegata ad almeno un alternatore.
8. Macchina termica secondo una rivendicazione 1, 2, caratterizzata dal fatto che almeno detto primo espansore (4) e/o detto secondo espansore (8) e/o detto terzo espansore (9) pu? assumere la configurazione di una turbina collegata ad almeno un compressore.
9. Macchina termica secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che la turbina pu? essere quella di un turboalternatore.
10. Macchina termica secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che la turbina pu? essere quella di un turbocompressore.
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