IT202100025904A1 - METHOD FOR DEFROSTING AN AIR HEAT EXCHANGER IN A MULTI-PURPOSE HEAT PUMP UNIT - Google Patents

METHOD FOR DEFROSTING AN AIR HEAT EXCHANGER IN A MULTI-PURPOSE HEAT PUMP UNIT Download PDF

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Description

METODO PER SBRINARE UNO SCAMBIATORE DI CALORE AD ARIA IN UNA METHOD FOR DEFROSTING AN AIR-IN-ONE HEAT EXCHANGER

UNIT? A POMPA DI CALORE POLIVALENTE UNIT? MULTI-PURPOSE HEAT PUMP

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione rientra nel settore tecnico delle pompe di calore. In particolare, l?invenzione riguarda un metodo per effettuare lo sbrinamento di uno scambiatore di calore ad aria in una unit? a pompa di calore polivalente. The present invention falls within the technical sector of heat pumps. In particular, the invention concerns a method for defrosting an air heat exchanger in a unit. multipurpose heat pump.

Come noto, le pompe di calore cosiddette ?polivalenti? sono caratterizzate dalla presenza, nel medesimo circuito operativo, di tre scambiatori di calore: due scambiatori di calore primari, in corrispondenza dei quali si pu? produrre indipendentemente un rispettivo effetto utile di riscaldamento o raffrescamento, e uno scambiatore di calore secondario, in corrispondenza del quale, quando necessario, pu? avvenire uno scambio termico con la sorgente termica (o pozzo termico) di appoggio, tipicamente aria o acqua dell?ambiente esterno. Grazie a questa struttura, le pompe di calore polivalenti sono in grado di realizzare tre differenti modalit? di funzionamento: una modalit? di raffrescamento, corrispondente al funzionamento di un convenzionale refrigeratore (chiller), una modalit? di riscaldamento, corrispondente al funzionamento di una convenzionale pompa di calore, e una modalit? mista di raffrescamento e riscaldamento simultanei. In quest?ultima modalit? di funzionamento, peculiare delle pompe di calore polivalenti, il calore estratto in corrispondenza di uno degli scambiatori di calore primari (scambiatore di calore primario freddo, che funge da evaporatore) da una utenza termica che richiede raffrescamento non viene scaricato nell?ambiente esterno attraverso lo scambiatore di calore secondario (in questo caso non attivo), bens? viene recuperato e trasferito, in corrispondenza dell?altro scambiatore di calore primario (scambiatore di calore primario caldo, che funge da condensatore), ad un'altra utenza termica che, contemporaneamente, richiede riscalamento. As is known, the so-called "multipurpose" heat pumps are characterized by the presence, in the same operating circuit, of three heat exchangers: two primary heat exchangers, at which one can independently produce a respective useful heating or cooling effect, and a secondary heat exchanger, at which, when necessary, it can a heat exchange occurs with the supporting heat source (or heat sink), typically air or water from the external environment. Thanks to this structure, multipurpose heat pumps are able to achieve three different modes? of operation: one mode? of cooling, corresponding to the operation of a conventional refrigerator (chiller), a mode? of heating, corresponding to the operation of a conventional heat pump, and a mode? mixed simultaneous cooling and heating. In this last mode? of operation, peculiar to multipurpose heat pumps, the heat extracted at one of the primary heat exchangers (cold primary heat exchanger, which acts as an evaporator) from a thermal user requiring cooling is not discharged into the external environment through the secondary heat exchanger (in this case not active), but? it is recovered and transferred, at the other primary heat exchanger (hot primary heat exchanger, which acts as a condenser), to another thermal user which, at the same time, requires rescaling.

Le pompe di calore polivalenti rappresentano pertanto una soluzione particolarmente vantaggiosa, in termini di efficienza energetica, flessibilit? di impiego ed economia impiantistica, per soddisfare tramite una singola unit?, in modo mutuamente indipendente, eventualmente anche contemporaneamente, esigenze di raffrescamento, riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria all?interno di un edificio, come si possono presentare in particolare in grandi edifici ad uso residenziale, non residenziale (alberghi, ospedali, centri commerciali, complessi di uffici, musei, ecc.), e di processo (processi produttivi nei quali esiste la contemporanea esigenza di potenza frigorifera e di riscaldamento) in determinati periodi dell?anno o del giorno, o anche continuativamente. Multipurpose heat pumps therefore represent a particularly advantageous solution, in terms of energy efficiency, flexibility and of use and system economy, to satisfy through a single unit, in a mutually independent way, possibly even simultaneously, cooling, heating and domestic hot water production needs within a building, as may arise in particular in large buildings for residential, non-residential use (hotels, hospitals, shopping centres, office complexes, museums, etc.), and process (production processes in which there is a simultaneous need for cooling and heating power) in certain periods of the year or of the day, or even continuously.

Nel caso di impiego delle pompe di calore polivalenti in combinazione con impianti per riscaldamento / raffrescamento dell?aria ? o, pi? in generale, impianti HVACR (Heating, Ventilation, Air Conditioning, and Refrigeration) ? e per produzione di acqua calda sanitaria in edifici, gli scambiatori di calore primari sono generalmente scambiatori refrigerante / acqua destinati ad essere idraulicamente connessi a rispettivi circuiti idraulici di tali impianti, e nel caso di unit? di potenza elevata (dell?ordine di 500 kW o superiore) sono solitamente realizzati come scambiatori di calore ?a tubi e mantello? (scambiatori di calore a fascio tubiero). Lo scambiatore di calore secondario ? invece generalmente uno scambiatore refrigerante / aria ed ? solitamente configurato come scambiatore di calore a pacco alettato. In the case of use of multi-purpose heat pumps in combination with air heating/cooling systems? or, more? in general, HVACR (Heating, Ventilation, Air Conditioning, and Refrigeration) systems? and for the production of domestic hot water in buildings, the primary heat exchangers are generally refrigerant/water exchangers intended to be hydraulically connected to the respective hydraulic circuits of such systems, and in the case of units? of high power (of the order of 500 kW or more) are usually made as "tube and shell" heat exchangers. (shell and tube heat exchangers). The secondary heat exchanger? instead generally a refrigerant / air exchanger and ? usually configured as a finned pack heat exchanger.

Un problema che si presenta in tutte le macchine frigorifere con scambiatore di calore secondario ad aria che operano in modalit? di riscaldamento, cio? come pompe di calore, ? costituito dalla formazione di brina sugli elementi di tale scambiatore di calore in condizioni ambientali di bassa temperatura (inferiore a circa 5?C) ed elevata umidit? dell?aria. Poich? lo strato di brina ostacola lo scambio termico tra refrigerante e aria, per evitare un decadimento delle prestazioni dell?unit? in queste condizioni ? periodicamente necessario effettuare uno sbrinamento dello scambiatore di calore secondario. In macchine frigorifere in grado di fornire sia raffrescamento sia riscaldamento, come in particolare le unit? a pompa di calore polivalenti, una soluzione frequentemente adottata per compiere tale operazione consiste nel trasferire periodicamente, per brevi intervalli di tempo, calore dall?utenza termica da riscaldare allo scambiatore di calore secondario ad aria. Concretamente, ci? viene ottenuto tramite una inversione di ciclo, a seguito della quale lo scambiatore di calore primario connesso all?utenza termica da riscaldare (scambiatore di calore primario caldo) viene temporaneamente fatto funzionare come evaporatore, mentre lo scambiatore di calore secondario ad aria viene temporaneamente fatto funzionare come condensatore. A problem that occurs in all refrigeration machines with secondary air heat exchanger that operate in of heating, that is? like heat pumps, ? constituted by the formation of frost on the elements of this heat exchanger in environmental conditions of low temperature (below approximately 5?C) and high humidity? of the air. Since? the layer of frost hinders the heat exchange between refrigerant and air, to avoid a decline in the performance of the unit? in these conditions ? periodically it is necessary to defrost the secondary heat exchanger. In refrigeration machines capable of providing both cooling and heating, such as in particular the units? with multipurpose heat pumps, a solution frequently adopted to carry out this operation consists in periodically transferring, for short intervals of time, heat from the thermal user to be heated to the secondary air heat exchanger. Concretely, what? is obtained through a cycle reversal, following which the primary heat exchanger connected to the thermal user to be heated (hot primary heat exchanger) is temporarily operated as an evaporator, while the secondary air heat exchanger is temporarily operated as a capacitor.

Questa soluzione ? vantaggiosa in termini impiantistici, poich? non richiede di predisporre riscaldatori addizionali, tipicamente elettrici, per effettuare lo sbrinamento, ma comporta degli svantaggi in termini di funzionamento, in quanto, da un lato, sottrae calore ad utenza termica che invece lo richiede, potenzialmente causando effetti negativi a carico di quest?ultima, dall?altro il calore sfruttato per lo sbrinamento viene dissipato nell?ambiente esterno e rappresenta pertanto una perdita nel bilancio energetico complessivo dell?unit? a pompa di calore. This solution ? advantageous in terms of plant engineering, since? does not require the preparation of additional heaters, typically electric, to carry out defrosting, but it entails disadvantages in terms of operation, as, on the one hand, it removes heat from heating users who instead require it, potentially causing negative effects on the latter? last, on the other hand the heat used for defrosting is dissipated into the external environment and therefore represents a loss in the overall energy balance of the unit? heat pump.

Alla luce di quanto sopra, scopo della presente invenzione ? evitare, o quanto meno mitigare, gli svantaggi sopramenzionati che lo sbrinamento di uno scambiatore di calore ad aria in una unit? a pompa di calore polivalente effettuato come sopra descritto ha sul funzionamento di tale unit?, migliorando le prestazioni e l?efficienza energetica della stessa. In light of the above, the purpose of the present invention? avoid, or at least mitigate, the aforementioned disadvantages of defrosting an air heat exchanger in a unit? a multipurpose heat pump carried out as described above has on the operation of this unit, improving its performance and energy efficiency.

Secondo l?invenzione, questo scopo viene raggiunto tramite un metodo per sbrinare uno scambiatore di calore ad aria in una unit? a pompa di calore polivalente comprendente le fasi enunciate nella rivendicazione 1 allegata. According to the invention, this object is achieved by a method for defrosting an air heat exchanger in a unit. a multipurpose heat pump comprising the phases set out in the attached claim 1.

In particolare, l?invenzione riguarda un metodo per sbrinare uno scambiatore di calore ad aria in una unit? a pompa di calore polivalente avente almeno un circuito operativo per la circolazione di un fluido operativo comprendente: In particular, the invention concerns a method for defrosting an air heat exchanger in a unit. a multipurpose heat pump having at least one operating circuit for the circulation of an operating fluid comprising:

- un primo scambiatore di calore, il quale ? destinato ad essere idraulicamente connesso ad un primo circuito utilizzatore e nel quale il fluido operativo pu? essere posto in relazione di scambio termico con un primo liquido termovettore da raffreddare o riscaldare circolante nel primo circuito utilizzatore; - a first heat exchanger, which is? intended to be hydraulically connected to a first user circuit and in which the operating fluid can be placed in a heat exchange relationship with a first heat carrier liquid to be cooled or heated circulating in the first user circuit;

- un secondo scambiatore di calore, il quale ? destinato ad essere idraulicamente connesso ad un secondo circuito utilizzatore e nel quale il fluido operativo pu? essere posto in relazione di scambio termico con un secondo liquido termovettore da riscaldare circolante nel secondo circuito utilizzatore, e - a second heat exchanger, which is? intended to be hydraulically connected to a second user circuit and in which the operating fluid can be placed in a heat exchange relationship with a second heat carrier liquid to be heated circulating in the second user circuit, e

- un terzo scambiatore di calore, tramite il quale il fluido operativo pu? essere posto in relazione di scambio termico con aria dell?ambiente esterno, - a third heat exchanger, through which the operating fluid can? be placed in a heat exchange relationship with the air of the external environment,

il metodo comprendendo le fasi: the method including the phases:

- ricevere una richiesta di sbrinamento del terzo scambiatore di calore; - receive a request to defrost the third heat exchanger;

- rilevare una temperatura del primo liquido termovettore; - detect a temperature of the first heat transfer liquid;

- confrontare la temperatura rilevata del primo liquido termovettore con un valore di soglia prestabilito; - compare the detected temperature of the first heat transfer liquid with a pre-established threshold value;

- se la temperatura rilevata del primo liquido termovettore ? superiore o uguale al valore di soglia, effettuare uno sbrinamento del terzo scambiatore di calore trasferendo calore dal primo circuito utilizzatore al terzo scambiatore di calore tramite il fluido operativo; - if the temperature detected of the first heat transfer liquid? higher than or equal to the threshold value, defrost the third heat exchanger by transferring heat from the first user circuit to the third heat exchanger via the operating fluid;

- se la temperatura rilevata del primo liquido termovettore ? inferiore al valore di soglia, effettuare uno sbrinamento del terzo scambiatore di calore trasferendo calore dal secondo circuito utilizzatore al terzo scambiatore di calore tramite il fluido operativo. - if the temperature detected of the first heat transfer liquid? lower than the threshold value, defrost the third heat exchanger by transferring heat from the second user circuit to the third heat exchanger via the operating fluid.

Il metodo dell?invenzione si basa sull?osservazione del fatto che, anche quando una unit? a pompa di calore polivalente sta funzionando in modalit? di solo riscaldamento, vale a dire, in questo caso, sta prelevando calore dall?ambiente esterno in corrispondenza del terzo scambiatore di calore e lo sta trasferendo al liquido termovettore del secondo circuito utilizzatore tramite il secondo scambiatore di calore, vi possono essere condizioni in cui nel primo circuito utilizzatore si manifesta contemporaneamente una certa richiesta di raffrescamento. Quest?ultima pu? non essere sufficiente per causare un passaggio dalla modalit? di funzionamento di solo riscaldamento a quella di raffrescamento e riscaldamento simultanei, ma determina in ogni caso un riscaldamento del primo liquido termovettore nel primo circuito utilizzatore. Se il calore cos? assorbito dal primo liquido termovettore ? sufficiente, ? vantaggiosamente possibile sfruttarlo per effettuare uno sbrinamento del terzo scambiatore di calore quando necessario. The method of the invention is based on the observation of the fact that, even when a unit? is the multipurpose heat pump operating in mode? heating only, i.e., in this case, it is taking heat from the external environment at the third heat exchanger and transferring it to the heat transfer liquid of the second user circuit via the second heat exchanger, there may be conditions in which in the first user circuit a certain cooling request occurs at the same time. The latter can not be enough to cause a switch from mode? of heating-only operation to that of simultaneous cooling and heating, but in any case causes heating of the first heat transfer liquid in the first user circuit. If the heat is like this? absorbed by the first heat transfer liquid? sufficient, ? It can advantageously be used to defrost the third heat exchanger when necessary.

A fronte di una richiesta di sbrinamento del terzo scambiatore di calore, il metodo dell?invenzione propone pertanto vantaggiosamente di rilevare la temperatura del primo liquido termovettore del primo circuito utilizzatore che sta richiedendo raffrescamento, e, se si riscontra che tale temperatura ? superiore o uguale ad un valore di soglia, di effettuare lo sbrinamento trasferendo calore al terzo scambiatore di calore da questo liquido termovettore, anzich?, come avviene solitamente nella tecnica nota, dal secondo liquido termovettore del secondo circuito utilizzatore, che deve venire riscaldato. Faced with a request for defrosting of the third heat exchanger, the method of the invention therefore advantageously proposes to detect the temperature of the first heat transfer liquid of the first user circuit which is requesting cooling, and, if it is found that this temperature is ? higher than or equal to a threshold value, to carry out defrosting by transferring heat to the third heat exchanger from this heat transfer liquid, rather than, as usually happens in the known art, from the second heat transfer liquid of the second user circuit, which must be heated.

Da ci? deriva un duplice vantaggio. In primo luogo, si ottiene un miglioramento dell?efficienza energetica dell?unit? a pompa di calore polivalente, in quanto si evita di sottrarre calore ad una utenza che richiede riscaldamento, limitando cos? l?effetto contro-utile normalmente legato al processo di sbrinamento, e, al contempo, si sottrare calore ad una utenza termica che sta richiedendo raffrescamento, contribuendo all?effetto utile prodotto dall?unit? a pompa di calore. In secondo luogo, in termini di funzionamento, si riducono possibili effetti indesiderati a carico dell?utenza termica che richiede riscaldamento legati alla temporanea limitazione della fornitura di calore durante gli sbrinamenti. From there? comes a double advantage. Firstly, you get an improvement in the energy efficiency of the unit? with a multipurpose heat pump, as it avoids subtracting heat from a user that requires heating, thus limiting? the counter-useful effect normally linked to the defrosting process, and, at the same time, heat is removed from a thermal user that is requiring cooling, contributing to the useful effect produced by the unit? heat pump. Secondly, in terms of operation, possible unwanted effects on the heating user requiring heating linked to the temporary limitation of the heat supply during defrosts are reduced.

Aspetti preferiti del metodo sopradescritto sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto ? qui integralmente incorporato per riferimento. Preferred aspects of the method described above are the subject of the dependent claims, the content of which is? incorporated herein in full by reference.

Il metodo dell?invenzione pu? convenientemente venire implementato come programma per elaboratore eseguibile dall?unit? di controllo di una unit? a pompa di calore polivalente. The method of the invention can? conveniently be implemented as a computer program executable by the unit? control of a unit? multipurpose heat pump.

L?invenzione riguarda quindi anche un programma per elaboratore comprendente istruzioni che, quando eseguite da una unit? di controllo di una unit? a pompa di calore polivalente avente almeno un circuito operativo per la circolazione di un fluido operativo comprendente un primo, un secondo e un terzo scambiatore di calore come sopra definiti, fanno s? che l?unit? a pompa di calore polivalente attui le fasi del metodo sopradescritto. The invention therefore also concerns a computer program comprising instructions which, when executed by a unit? control of a unit? a multipurpose heat pump having at least one operating circuit for the circulation of an operating fluid comprising a first, a second and a third heat exchanger as defined above, make s? that the unit? with a multipurpose heat pump implement the phases of the method described above.

Inoltre, l?invenzione riguarda una unit? a pompa di calore polivalente avente almeno un circuito operativo per la circolazione di un fluido operativo comprendente un primo, un secondo e un terzo scambiatore di calore come sopra definiti, e una unit? di controllo comprendente mezzi di memoria, in cui nei mezzi di memoria dell?unit? di controllo ? memorizzato un programma per elaboratore comprendente istruzioni che, quando eseguite dall?unit? di controllo, fanno s? che l?unit? a pompa di calore polivalente attui le fasi del metodo sopradescritto. Furthermore, the invention concerns a unit? a multipurpose heat pump having at least one operating circuit for the circulation of an operating fluid comprising a first, a second and a third heat exchanger as defined above, and a unit control system comprising memory means, in which in the memory means of the unit? control ? stored a computer program comprising instructions which, when executed by the unit? control, do they? that the unit? with a multipurpose heat pump implement the phases of the method described above.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell?invenzione risulteranno meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione preferita, fatta qui di seguito, a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will be better evident from the following detailed description of a preferred embodiment thereof, given below, by way of example and not by way of limitation, with reference to the attached drawings, in which:

- Fig. 1 ? un diagramma di flusso di una forma di attuazione preferita di un metodo in accordo con l?invenzione per sbrinare uno scambiatore di calore ad aria in una unit? a pompa di calore polivalente; - Fig. 1 ? a flowchart of a preferred embodiment of a method in accordance with the invention for defrosting an air heat exchanger in a unit multipurpose heat pump;

- Fig. 2 ? uno schema circuitale di una unit? a pompa di calore polivalente nella quale ? possibile attuare il metodo di Fig.1; - Fig. 2 ? a circuit diagram of a unit? a multipurpose heat pump in which? it is possible to implement the method in Fig.1;

- Fig. 3 ? uno schema circuitale che mostra una prima modalit? di funzionamento attuabile nell?unit? a pompa di calore polivalente di Fig. 2 per sbrinare il rispettivo scambiatore di calore ad aria, e - Fig. 3 ? a circuit diagram showing a first mode? of operation feasible in the unit? multipurpose heat pump of Fig. 2 to defrost the respective air heat exchanger, e

- Fig. 4 ? uno schema circuitale che mostra una seconda modalit? di funzionamento attuabile nell?unit? a pompa di calore polivalente di Fig. 2 per sbrinare il rispettivo scambiatore di calore ad aria. - Fig. 4 ? a circuit diagram showing a second mode? of operation feasible in the unit? multipurpose heat pump of Fig. 2 to defrost the respective air heat exchanger.

Fig. 2 mostra uno schema circuitale di una unit? a pompa di calore polivalente nella quale ? possibile attuare il metodo in accordo con l?invenzione per sbrinare uno scambiatore di calore ad aria. L?unit? a pompa di calore mostrata ? in particolare del tipo destinato a funzionare in combinazione con impianti utilizzatori aventi configurazione cosiddetta ?a 4 tubi?. Per motivi di chiarezza, in tale schema sono mostrati solamente i componenti principali dell?unit? a pompa di calore, necessari per comprendere l?invenzione e i relativi vantaggi. Fig. 2 shows a circuit diagram of a unit? a multipurpose heat pump in which? It is possible to implement the method in accordance with the invention for defrosting an air heat exchanger. The unit? heat pump shown? in particular of the type intended to function in combination with user systems having a so-called "4-pipe" configuration. For reasons of clarity, only the main components of the unit are shown in this diagram. heat pump, necessary to understand the invention and its advantages.

L?unit? a pompa di calore mostrata comprende un circuito operativo 1 atto a realizzare un ciclo frigorifero / a pompa di calore con un fluido operativo circolante in esso. Il fluido operativo ? un refrigerante che pu? essere scelto tra quelli convenzionalmente noti per l?impiego in unit? frigorifere / a pompa di calore, preferibilmente un refrigerante a basso GWP (Global Warming Potential), come ad esempio R-513A o R-134a. The unit? The heat pump shown comprises an operating circuit 1 suitable for carrying out a refrigeration/heat pump cycle with an operating fluid circulating therein. The operating fluid? a refrigerant that can be chosen among those conventionally known for use in units? refrigeration / heat pump systems, preferably a low GWP (Global Warming Potential) refrigerant, such as R-513A or R-134a.

Nel circuito operativo 1 sono presenti tre scambiatori di calore 11, 12, 13. In the operating circuit 1 there are three heat exchangers 11, 12, 13.

Un primo scambiatore di calore 11, anche indicato come scambiatore di calore primario freddo, ? destinato ad essere idraulicamente connesso ad un primo circuito utilizzatore 100 (mostrato solo parzialmente), nel quale circola acqua, o un altro liquido termovettore appropriato, da raffreddare. Preferibilmente, il primo circuito utilizzatore 100 costituisce o fa parte di un impianto per il raffrescamento e/o la deumidificazione dell?aria di ambienti di edifici. In questo caso, l?acqua circolante nel primo circuito utilizzatore 100 tipicamente entra nel primo scambiatore di calore 11 con una temperatura di ritorno compresa tra circa 10?C e circa 23?C e lascia il primo scambiatore di calore 11 con una temperatura di mandata compresa tra circa 5?C e circa 18?C. A first heat exchanger 11, also referred to as a cold primary heat exchanger, is intended to be hydraulically connected to a first user circuit 100 (shown only partially), in which water, or another appropriate heat transfer liquid, to be cooled circulates. Preferably, the first user circuit 100 constitutes or is part of a system for cooling and/or dehumidifying the air of building environments. In this case, the water circulating in the first user circuit 100 typically enters the first heat exchanger 11 with a return temperature between about 10?C and about 23?C and leaves the first heat exchanger 11 with a delivery temperature between approximately 5?C and approximately 18?C.

Un secondo scambiatore di calore 12, anche indicato come scambiatore di calore primario caldo, ? destinato ad essere idraulicamente connesso ad un secondo circuito utilizzatore 200 (mostrato solo parzialmente), nel quale circola acqua, o un altro liquido termovettore appropriato, da riscaldare. Preferibilmente, il secondo circuito utilizzatore 200 costituisce o fa parte di un impianto per il riscaldamento di ambienti di edifici e/o per la produzione di acqua calda sanitaria. In questo caso, l?acqua circolante nel secondo circuito utilizzatore 200 tipicamente entra nel secondo scambiatore di calore 12 con una temperatura di ritorno compresa tra circa 30?C e circa 55?C e lascia il secondo scambiatore di calore 12 con una temperatura di mandata compresa tra circa 35?C e circa 60?C. A second heat exchanger 12, also referred to as a hot primary heat exchanger, is intended to be hydraulically connected to a second user circuit 200 (shown only partially), in which water, or another appropriate heat transfer liquid, circulates to be heated. Preferably, the second user circuit 200 constitutes or is part of a system for the heating of buildings and/or for the production of domestic hot water. In this case, the water circulating in the second user circuit 200 typically enters the second heat exchanger 12 with a return temperature between about 30?C and about 55?C and leaves the second heat exchanger 12 with a delivery temperature between about 35?C and about 60?C.

Il primo e il secondo circuito utilizzatore 100, 200 sono idraulicamente separati e indipendenti. Essi possono per? essere integrati funzionalmente, ad esempio nell?ambito di un sistema HVACR centralizzato di un edificio. The first and second user circuits 100, 200 are hydraulically separated and independent. They can for? be functionally integrated, for example within a building's centralized HVACR system.

Gli scambiatori di calore 11, 12 sono pertanto scambiatori di calore refrigerante / acqua in corrispondenza dei quali l?unit? a pompa di calore polivalente, nelle sue modalit? di funzionamento normali, produce effetti utili rispettivamente di raffrescamento e riscaldamento, e che, in tali modalit? di funzionamento, fungono rispettivamente da evaporatore e da condensatore nel circuito operativo 1. The heat exchangers 11, 12 are therefore refrigerant / water heat exchangers at which the unit? multipurpose heat pump, in its modes? of normal operation, produces useful cooling and heating effects respectively, and which, in these modes? of operation, act respectively as evaporator and condenser in operating circuit 1.

Preferibilmente, gli scambiatori di calore 11, 12 sono configurati come scambiatori di calore a tubi e mantello, con tubi preferibilmente in rame e mantello preferibilmente in acciaio. In questo caso, entrambi gli scambiatori di calore 11, 12 possono essere connessi nel circuito operativo 1 lato tubi, in modo tale per cui il refrigerante fluisce all?interno dei tubi, mentre l?acqua dei circuiti utilizzatori 100, 200 fluisce tra i tubi e il mantello. La tipologia degli scambiatori di calore 11, 12 e/o la modalit? di collegamento degli stessi nel circuito operativo 1 non sono per? vincolanti per l?attuazione del metodo dell?invenzione, descritto in dettaglio nel seguito. Preferably, the heat exchangers 11, 12 are configured as tube and shell heat exchangers, with tubes preferably made of copper and shell preferably made of steel. In this case, both heat exchangers 11, 12 can be connected in the operating circuit 1 on the tube side, in such a way that the refrigerant flows inside the tubes, while the water of the user circuits 100, 200 flows between the tubes and the cloak. The type of heat exchangers 11, 12 and/or the mode? of connection of the same in the operating circuit 1 are not for? binding for the implementation of the method of the invention, described in detail below.

Un terzo scambiatore di calore 13, anche indicato come scambiatore di calore secondario, permette di realizzare, nelle modalit? di funzionamento dell?unit? a pompa di calore polivalente che lo richiedono, uno scambio termico tra refrigerante e aria dell?ambiente esterno in funzione di pozzo termico o di sorgente termica. Lo scambiatore di calore 13 ? quindi uno scambiatore di calore refrigerante / aria che nel circuito operativo 1 dell?unit? a pompa di calore polivalente funge, a seconda della modalit? di funzionamento dell?unit?, da condensatore oppure da evaporatore. A third heat exchanger 13, also referred to as a secondary heat exchanger, allows the creation, in the operation of the unit? with multipurpose heat pumps that require it, a heat exchange between the refrigerant and the air of the external environment acting as a heat sink or heat source. The heat exchanger 13 ? therefore a refrigerant / air heat exchanger which in the operating circuit 1 of the unit? a multipurpose heat pump works, depending on the mode? of operation of the unit, from condenser or from evaporator.

Lo scambiatore di calore 13 ? preferibilmente configurato come scambiatore di calore a pacco alettato, con tubi preferibilmente in rame e alette preferibilmente in alluminio, e preferibilmente del tipo a flusso di aria forzato, ottenuto tramite uno o pi? ventilatori 131. The heat exchanger 13 ? preferably configured as a finned pack heat exchanger, with tubes preferably made of copper and fins preferably made of aluminium, and preferably of the forced air flow type, obtained through one or more? fans 131.

Oltre agli scambiatori di calore 11, 12, 13, il circuito operativo 1 comprende, in modo noto al tecnico del settore, un gruppo di compressione 14 per realizzare una compressione del refrigerante, tre distinti dispositivi di laminazione 15a, 15b e 15c, sotto forma di valvole di laminazione o di organi di laminazione passivi, per realizzare una espansione del refrigerante nelle differenti modalit? di funzionamento dell?unit? a pompa di calore polivalente, una valvola a 4 vie 16 per gestire il flusso del refrigerante nel circuito operativo 1 nelle differenti modalit? di funzionamento dell?unit? a pompa di calore polivalente, un ricevitore di liquido 17 per consentire un accumulo di refrigerante in fase liquida nel circuito operativo 1, e un separatore di liquido 18, per separare frazioni di liquido eventualmente ancora presenti nel refrigerante in fase vapore prima del suo ingresso nel gruppo di compressione 14. In addition to the heat exchangers 11, 12, 13, the operating circuit 1 includes, in a manner known to those skilled in the art, a compression unit 14 to achieve compression of the refrigerant, three distinct lamination devices 15a, 15b and 15c, in the form of lamination valves or passive lamination organs, to achieve an expansion of the refrigerant in different modes? operation of the unit? multipurpose heat pump, a 4-way valve 16 to manage the flow of refrigerant in the operating circuit 1 in the different modes? operation of the unit? multipurpose heat pump, a liquid receiver 17 to allow an accumulation of refrigerant in the liquid phase in the operating circuit 1, and a liquid separator 18, to separate fractions of liquid possibly still present in the refrigerant in the vapor phase before its entry into the compression group 14.

Tutti i componenti sopradescritti, ed altri convenzionalmente presenti in un circuito operativo di una unit? a pompa di calore polivalente anche se qui non mostrati e descritti in dettaglio, possono venire alloggiati all?interno di un unico involucro, in modo da realizzare una unit? monoblocco. All the components described above, and others conventionally present in an operating circuit of a unit? multipurpose heat pump, although not shown and described in detail here, can be housed inside a single casing, so as to create a single unit. monobloc.

L?unit? a pompa di calore polivalente comprende inoltre una unit? di controllo 2 elettronica, tramite cui ? possibile controllare in modo automatizzato il suo funzionamento. L?unit? di controllo 2 comprende mezzi di memoria 21 nei quali possono venire memorizzati parametri di funzionamento e istruzioni eseguibili dall?unit? di controllo 2 per controllare il funzionamento dell?unit? a pompa di calore. L?unit? di controllo 2 comprende inoltre mezzi di input / output 22, tramite i quali un operatore pu? monitorare il funzionamento dell?unit? a pompa di calore nonch? impostare parametri di funzionamento e immettere istruzioni di controllo. I mezzi di input / output 22 possono essere fisicamente localizzati a bordo dell?unit? a pompa di calore polivalente oppure anche essere convenientemente localizzati in un dispositivo elettronico remoto, come ad esempio un personal computer, un laptop, un tablet o uno smartphone, in comunicazione di dati con l?unit? di controllo 2 tramite una linea dati cablata o senza fili. The unit? The multipurpose heat pump also includes a unit control 2 electronics, through which ? its operation can be controlled automatically. The unit? control 2 includes memory means 21 in which operating parameters and instructions executable by the unit can be stored. control 2 to check the operation of the unit? heat pump. The unit? of control 2 also includes input / output means 22, through which an operator can? monitor the operation of the unit? heat pump as well as? set operating parameters and enter control instructions. The input / output means 22 can be physically located on board the unit? multipurpose heat pump or even be conveniently located in a remote electronic device, such as a personal computer, a laptop, a tablet or a smartphone, in data communication with the unit? control 2 via a wired or wireless data line.

Nell?unit? a pompa di calore polivalente sopradescritta si possono realizzare in modo noto al tecnico del settore tre modalit? di funzionamento normali, nelle quali viene prodotto un effetto utile, vale a dire una modalit? di funzionamento di solo raffrescamento, una modalit? di funzionamento di solo riscaldamento, e una modalit? di raffrescamento e riscaldamento simultanei. In the unit With the multipurpose heat pump described above, three methods can be created in a way known to those skilled in the art? of normal functioning, in which a useful effect is produced, i.e. a mode? of cooling-only operation, a mode? heating-only operation, and a mode? simultaneous cooling and heating.

Nella modalit? di funzionamento di solo raffrescamento, l?unit? a pompa di calore polivalente estrae calore dall?acqua del primo circuito utilizzatore 100, che richiede raffrescamento, in corrispondenza dello scambiatore di calore primario freddo 11, funzionante come evaporatore, e lo scarica nell?ambiente esterno tramite lo scambiatore di calore secondario 13, funzionante come condensatore. In the mode? cooling-only operation, the unit? a multipurpose heat pump extracts heat from the water of the first user circuit 100, which requires cooling, at the cold primary heat exchanger 11, functioning as an evaporator, and discharges it into the external environment via the secondary heat exchanger 13, functioning as a capacitor.

Nella modalit? di funzionamento di solo riscaldamento, l?unit? a pompa di calore polivalente preleva calore dall?aria dell?ambiente esterno in corrispondenza dello scambiatore di calore secondario 13, funzionante come evaporatore, e lo trasferisce all?acqua del secondo circuito utilizzatore 200, che richiede riscaldamento, tramite lo scambiatore di calore primario caldo 12, funzionante come condensatore. In the mode? heating only operation, the unit? a multipurpose heat pump takes heat from the air of the external environment at the secondary heat exchanger 13, functioning as an evaporator, and transfers it to the water of the second user circuit 200, which requires heating, via the hot primary heat exchanger 12, functioning as a capacitor.

Nella modalit? di funzionamento di raffrescamento e riscaldamento simultanei, l?unit? a pompa di calore polivalente estrae calore dall?acqua del circuito utilizzatore 100, che richiede raffrescamento, in corrispondenza dello scambiatore di calore primario freddo 11, funzionante come evaporatore, e lo trasferisce all?acqua del circuito utilizzatore 200, che contemporaneamente richiede riscaldamento, in corrispondenza dello scambiatore di calore primario caldo 12, funzionante come condensatore. In the mode? of simultaneous cooling and heating operation, the unit? The multipurpose heat pump extracts heat from the water of the user circuit 100, which requires cooling, at the cold primary heat exchanger 11, functioning as an evaporator, and transfers it to the water of the user circuit 200, which simultaneously requires heating, in correspondence of the hot primary heat exchanger 12, functioning as a condenser.

Quando una unit? a pompa di calore polivalente con scambiatore di calore secondario ad aria, come in questo caso lo scambiatore di calore secondario 13, funziona nella modalit? di solo riscaldamento, in presenza di condizioni ambientali di bassa temperatura ed elevata umidit? dell?aria tale scambiatore di calore ad aria ? soggetto a brinamento e, per garantire un funzionamento efficace dell?unit? a pompa di calore, occorre effettuare periodicamente uno sbrinamento dello stesso. When is a unit? multipurpose heat pump with secondary air heat exchanger, such as in this case the secondary heat exchanger 13, works in the mode heating only, in the presence of environmental conditions of low temperature and high humidity? of the air such an air heat exchanger? subject to frost and, to ensure effective operation of the unit? heat pump, it must be defrosted periodically.

Una forma di attuazione preferita di un metodo in accordo con l?invenzione per sbrinare lo scambiatore di calore secondario 13 ad aria nell?unit? a pompa di calore polivalente sopradescritta ? mostrata come digramma di flusso in Fig.1. A preferred embodiment of a method in accordance with the invention for defrosting the secondary air heat exchanger 13 in the unit is with the multipurpose heat pump described above? shown as a flow diagram in Fig.1.

Tale metodo pu? convenientemente essere implementato sotto forma di programma per elaboratore e, come tale, pu? venire memorizzato nei mezzi di memoria 21 dell?unit? di controllo 2 sopradescritta dell?unit? a pompa di calore polivalente e pu? venire eseguito dalla stessa unit? di controllo 2 per effettuare lo sbrinamento dello scambiatore di calore secondario 13 ad aria in modo automatizzato. This method can conveniently be implemented in the form of a computer program and, as such, can be stored in the memory means 21 of the unit? control 2 described above of the unit? with a multipurpose heat pump and can? be executed by the same unit? control 2 to defrost the secondary air heat exchanger 13 in an automated manner.

In una prima fase S1 del metodo, viene ricevuta una richiesta di sbrinamento dello scambiatore di calore secondario 13. Come gi? menzionato, ci? implica che l?unit? a pompa di calore polivalente sta funzionando in una modalit? di solo riscaldamento. In a first phase S1 of the method, a request to defrost the secondary heat exchanger 13 is received. How already? mentioned, there? implies that the unit? multipurpose heat pump is working in one mode? heating only.

Una richiesta di sbrinamento viene preferibilmente generata sulla base di un rilevamento della temperatura ambiente in prossimit? dello scambiatore di calore secondario 13 e della pressione nello scambiatore di calore secondario 13, rispettivamente tramite una sonda di temperatura BTa e un misuratore di pressione BP. Nella modalit? di funzionamento di solo riscaldamento la pressione nello scambiatore di calore secondario 13 corrisponde alla pressione di evaporazione del ciclo ed ? sostanzialmente uguale alla pressione di aspirazione del gruppo di compressione 14. La richiesta di sbrinamento viene generata se i valori rilevati di entrambe le grandezze suddette risultano inferiori a rispettivi valori di soglia prestabiliti, che possono essere memorizzati sotto forma di parametri nei mezzi di memoria 21 dell?unit? di controllo 2. Ai fini del controllo, pu? essere conveniente generare la richiesta di sbrinamento con un certo ritardo temporale prestabilito rispetto all?istante in cui si verifica che la temperatura ambiente e la pressione nello scambiatore di calore secondario 13 sono inferiori ai rispettivi valori di soglia. A defrost request is preferably generated based on a detection of the ambient temperature in the vicinity. of the secondary heat exchanger 13 and the pressure in the secondary heat exchanger 13, respectively via a temperature probe BTa and a pressure gauge BP. In the mode? of heating only operation, the pressure in the secondary heat exchanger 13 corresponds to the evaporation pressure of the cycle and is substantially equal to the suction pressure of the compression unit 14. The defrost request is generated if the detected values of both the aforementioned quantities are lower than the respective pre-established threshold values, which can be stored in the form of parameters in the memory means 21 of the ?unit? control 2. For control purposes, can? It may be convenient to generate the defrost request with a certain pre-established time delay with respect to the instant in which it occurs that the ambient temperature and the pressure in the secondary heat exchanger 13 are lower than the respective threshold values.

All?atto della ricezione di una richiesta di sbrinamento, in una fase S2 del metodo viene rilevata una temperatura T1 dell?acqua circolante nel circuito utilizzatore 100 tramite una sonda di temperatura BT1. Upon receiving a defrost request, in a phase S2 of the method, a temperature T1 of the water circulating in the user circuit 100 is detected via a temperature probe BT1.

La temperatura T1 viene preferibilmente rilevata in una linea di ritorno dell?acqua circolante nel circuito utilizzatore 100, in corrispondenza dello scambiatore di calore primario freddo 11. Questa scelta ? conveniente per poter ottenere una pi? precisa indicazione dell?effettivo livello termico dell?acqua circolante nel circuito utilizzatore 100 nelle diverse condizioni di funzionamento dell?unit? a pompa di calore polivalente. The temperature T1 is preferably detected in a return line of the water circulating in the user circuit 100, in correspondence with the cold primary heat exchanger 11. This choice is convenient to be able to get a more? precise indication of the actual thermal level of the water circulating in the user circuit 100 in the different operating conditions of the unit? multipurpose heat pump.

In una fase S3 viene poi richiamato un valore di soglia T1ts per la temperatura T1, precedentemente impostato e memorizzato nei mezzi di memoria 21 dell?unit? di controllo 2. In a phase S3, a threshold value T1ts for the temperature T1 is then recalled, previously set and stored in the memory means 21 of the unit? control 2.

Si ? riscontrato che, generalmente, per garantire un efficace sfruttamento di calore eventualmente disponibile nel primo circuito utilizzatore 100 per uno sbrinamento dello scambiatore di calore secondario 13 e, al contempo, evitare che ci? causi un raffreddamento eccessivo dell?acqua nel primo circuito utilizzatore 100, con pericolo di formazione di ghiaccio nello scambiatore di calore primario freddo 11, ? vantaggioso scegliere il valore di soglia T1ts in modo tale per cui una differenza tra tale valore di soglia e una temperatura di regolazione T1sp dell?acqua nel primo circuito utilizzatore 100 sia maggiore di 0 C? , laddove la temperatura di regolazione T1sp ? considerata nella linea di mandata dell?acqua circolante nel circuito utilizzatore 100 in corrispondenza dello scambiatore di calore primario freddo 11. Yes ? found that, generally, to ensure effective exploitation of heat possibly available in the first user circuit 100 for defrosting the secondary heat exchanger 13 and, at the same time, avoid this? causes excessive cooling of the water in the first user circuit 100, with the risk of ice forming in the cold primary heat exchanger 11, ? Is it advantageous to choose the threshold value T1ts in such a way that a difference between this threshold value and a regulation temperature T1sp of the water in the first user circuit 100 is greater than 0 C? , where the control temperature T1sp ? considered in the delivery line of the water circulating in the user circuit 100 in correspondence with the cold primary heat exchanger 11.

Successivamente, in una fase S4, la temperatura T1 rilevata dell?acqua circolante nel circuito utilizzatore 100 viene confrontata con il relativo valore di soglia T1ts. Subsequently, in a phase S4, the detected temperature T1 of the water circulating in the user circuit 100 is compared with the relative threshold value T1ts.

Se la temperatura T1 rilevata ? superiore o uguale al valore di soglia T1ts prestabilito, vale a dire se l?esito del confronto nella fase S4 ? positivo (YES), il livello termico dell?acqua circolante nel circuito utilizzatore 100 viene considerato sufficiente per effettuare uno sbrinamento dello scambiatore di calore secondario 13. Come gi? menzionato, questa condizione pu? verificarsi in situazioni in cui, anche se l?unit? a pompa di calore polivalente sta funzionando nella modalit? di solo riscaldamento, nel circuito utilizzatore 100 si verifica una condizione operativa, che non ? sufficiente a determinare un cambiamento di modalit? di funzionamento, con passaggio alla modalit? di raffrescamento e riscaldamento simultanei, ma che causa comunque un aumento di temperatura dell?acqua del circuito utilizzatore che pu? essere utilizzato per lo sbrinamento dello scambiatore di calore secondario 13. If the T1 temperature detected? higher than or equal to the pre-established T1ts threshold value, i.e. if the outcome of the comparison in phase S4 is ? positive (YES), the thermal level of the water circulating in the user circuit 100 is considered sufficient to defrost the secondary heat exchanger 13. How already? mentioned, this condition can? occur in situations where, even if the unit? is the multipurpose heat pump working in the mode? of heating only, an operating condition occurs in the user circuit 100, which is not enough to determine a change in mode? of operation, with passage to the mode? of simultaneous cooling and heating, but which still causes an increase in the temperature of the water in the user circuit which can be used to defrost the secondary heat exchanger 13.

In questo caso, in una fase S5 viene effettuato lo sbrinamento dello scambiatore di calore secondario 13 trasferendo calore dall?acqua del circuito utilizzatore 100 a tale scambiatore di calore secondario 13 per mezzo del refrigerante circolante nel circuito operativo 1 dell?unit? a pompa di calore polivalente. In this case, in a phase S5 the defrosting of the secondary heat exchanger 13 is carried out by transferring heat from the water of the user circuit 100 to this secondary heat exchanger 13 by means of the refrigerant circulating in the operating circuit 1 of the unit. multipurpose heat pump.

Se invece la temperatura T1 rilevata dell?acqua circolante nel circuito utilizzatore 100 ? inferiore al valore di soglia T1ts prestabilito, vale a dire l?esito del confronto effettuato nella fase S4 ? negativo (NO), il livello termico dell?acqua circolante nel circuito utilizzatore 100 viene considerato non sufficiente per effettuare uno sbrinamento dello scambiatore di calore secondario 13. If instead the temperature T1 detected of the water circulating in the user circuit 100 ? lower than the pre-established T1ts threshold value, i.e. the outcome of the comparison carried out in phase S4? negative (NO), the thermal level of the water circulating in the user circuit 100 is considered not sufficient to defrost the secondary heat exchanger 13.

In questo caso, in una fase S6 viene effettuato lo sbrinamento dello scambiatore di calore secondario 13 trasferendo calore dall?acqua del secondo circuito utilizzatore 200 a tale scambiatore di calore tramite il refrigerante circolante nel circuito operativo 1 dell?unit? a pompa di calore polivalente. In this case, in a phase S6 the defrosting of the secondary heat exchanger 13 is carried out by transferring heat from the water of the second user circuit 200 to this heat exchanger via the refrigerant circulating in the operating circuit 1 of the unit. multipurpose heat pump.

Concretamente, la fase S5 pu? essere attuata tramite un temporaneo passaggio dalla modalit? di funzionamento di solo riscaldamento alla modalit? di funzionamento di solo raffrescamento, mentre la fase S6 pu? essere attuata tramite una temporanea inversione di ciclo rispetto alla modalit? di funzionamento di solo riscaldamento. Concretely, the S5 phase can? be implemented through a temporary transition from mode? of heating only operation in mode? cooling-only operation, while the S6 phase can? be implemented through a temporary reversal of the cycle compared to the modality? heating only operation.

Il funzionamento dell?unit? a pompa di calore polivalente di Fig. 2 nei due casi sopramenzionati ? mostrato rispettivamente nelle Figg.3 e 4. In tali figure componenti e rami di circuito attivi nella rispettiva modalit? di funzionamento sono rappresentati con linea continua, mentre componenti e rami di circuito non attivi nella medesima modalit? funzionamento sono rappresentati con linea tratteggiata. Inoltre, le espressioni ?a valle?, ?a monte? come utilizzate in questo contesto sono da intendersi con riferimento alla direzione di flusso del refrigerante nel circuito operativo 1, univocamente determinata dal gruppo di compressione 14 e indicata tramite frecce nelle Figg 3 e 4. The operation of the unit? to the multipurpose heat pump of Fig. 2 in the two cases mentioned above? shown in Figs.3 and 4 respectively. In these figures components and circuit branches active in the respective mode? of operation are represented with a continuous line, while components and circuit branches not active in the same mode? operation are represented with a dotted line. Furthermore, the expressions ?downstream?, ?upstream? as used in this context are to be understood with reference to the direction of flow of the refrigerant in the operating circuit 1, uniquely determined by the compression unit 14 and indicated by arrows in Figs 3 and 4.

In dettaglio, Fig.3 mostra il funzionamento dell?unit? a pompa di calore polivalente per effettuare uno sbrinamento dello scambiatore di calore secondario 13 tramite prelievo di calore dall?acqua del primo circuito utilizzatore 100 in corrispondenza dallo scambiatore di calore primario freddo 11 (fase S5). In detail, Fig.3 shows the operation of the unit? with a multipurpose heat pump to defrost the secondary heat exchanger 13 by drawing heat from the water of the first user circuit 100 corresponding to the cold primary heat exchanger 11 (phase S5).

In questo caso, tramite una opportuna configurazione operativa della valvola a 4 vie 16 lo scambiatore di calore primario caldo 12 e i rami di circuito con il dispositivo laminazione 15c e il ricevitore di liquido 17 vengono esclusi dal circuito operativo 1. Il dispositivo di laminazione 15b assume una configurazione di chiusura. Lo scambiatore di calore primario freddo 11, funzionante come evaporatore, risulta connesso a valle del dispositivo di laminazione 15a e a monte del gruppo di compressione 14, nonch? del separatore di liquido 18, mentre lo scambiatore di calore secondario 13, funzionante come condensatore, risulta connesso a valle del gruppo di compressione 14 e a monte del dispositivo di laminazione 15a. In this case, through an appropriate operational configuration of the 4-way valve 16 the hot primary heat exchanger 12 and the circuit branches with the lamination device 15c and the liquid receiver 17 are excluded from the operating circuit 1. The lamination device 15b assumes a closing configuration. The cold primary heat exchanger 11, functioning as an evaporator, is connected downstream of the lamination device 15a and upstream of the compression unit 14, as well as of the liquid separator 18, while the secondary heat exchanger 13, functioning as a condenser, is connected downstream of the compression unit 14 and upstream of the lamination device 15a.

In questa modalit? di funzionamento, all?uscita dello scambiatore di calore secondario 13, il refrigerante, in condizioni di liquido, preferibilmente sottoraffreddato, subisce una caduta di pressione fino alla pressione inferiore del ciclo attraverso il dispositivo di laminazione 15a; da l? giunge allo scambiatore primario freddo 11, in corrispondenza del quale esso assorbe calore dall?acqua del circuito utilizzatore 100, evaporando. L?assorbimento di calore da destinare allo sbrinamento determina contemporaneamente anche la produzione di un effetto utile di raffrescamento nel primo circuito utilizzatore 100. Il refrigerante lascia lo scambiatore primario freddo 11 in condizioni di vapore, preferibilmente surriscaldato, e viene poi portato alla pressione superiore del ciclo tramite il gruppo di compressione 14. Da l?, passando attraverso la valvola a 4 vie 16, esso giunge allo scambiatore di calore secondario 13, in corrispondenza del quale, condensando, rilascia il calore precedentemente assorbito dall?acqua del circuito utilizzatore 100, determinando lo sbrinamento di tale scambiatore di calore. All?uscita dello scambiatore di calore secondario 13 il refrigerante si trova nuovamente in condizioni di liquido, preferibilmente sottoraffreddato. In this mode? of operation, at the outlet of the secondary heat exchanger 13, the refrigerant, in liquid conditions, preferably subcooled, undergoes a pressure drop up to the lower pressure of the cycle through the lamination device 15a; from the? reaches the cold primary exchanger 11, at which it absorbs heat from the water of the user circuit 100, evaporating. The absorption of heat to be used for defrosting also simultaneously determines the production of a useful cooling effect in the first user circuit 100. The refrigerant leaves the cold primary exchanger 11 in vapor conditions, preferably superheated, and is then brought to the higher pressure of the cycle through the compression unit 14. From there, passing through the 4-way valve 16, it reaches the secondary heat exchanger 13, at which, condensing, it releases the heat previously absorbed by the water of the user circuit 100, determining the defrost of this heat exchanger. At the outlet of the secondary heat exchanger 13 the refrigerant is once again in a liquid condition, preferably subcooled.

Nel caso di uno sbrinamento effettuato secondo la modalit? sopradescritta si pu? anche prevedere che l?acqua nel primo circuito utilizzatore 100 subisca un certo sotto-raffreddamento, per cui al termine del processo la sua temperatura ? inferiore alla temperatura di regolazione T1sp dell?acqua nel primo circuito utilizzatore 100. In the case of a defrost carried out according to the described above can you? also provide that the water in the first user circuit 100 undergoes a certain under-cooling, so that at the end of the process its temperature is ? lower than the regulation temperature T1sp of the water in the first user circuit 100.

Come sopra indicato, la temperatura di soglia T1ts ? scelta in modo che sia verificata la condizione T1ts - T1sp > 0, laddove T1sp ? una temperatura di regolazione (o di progetto) prevista per l?acqua nel primo circuito utilizzatore 100 nella modalit? di funzionamento in solo raffreddamento. Si osserva che l?energia termica e il tempo necessario per effettuare lo sbrinamento dello scambiatore di calore secondario 13 sono molto limitati. A fronte di questo e a fronte del criterio di scelta della temperatura di soglia T1ts, la diminuzione di temperatura (salto termico) provocata nel primo circuito utilizzatore 100 durante lo sbrinamento (cio? durante il trasferimento di calore allo scambiatore di calore secondario 13) resta comunque inferiore alla diminuzione di temperatura che si verifica nello stesso primo circuito utilizzatore 100 nella modalit? di funzionamento in solo raffreddamento. Di fatto, la temperatura dell?acqua di mandata nel primo circuito utilizzatore 100 rimane sempre convenientemente superiore al valore della temperatura di regolazione T1sp caratteristica della modalit? funzionamento in solo raffreddamento. Questo si traduce in una totale sicurezza rispetto al pericolo di ghiacciatura dello scambiatore di calore primario freddo 11. As indicated above, the threshold temperature T1ts ? chosen so that the condition T1ts - T1sp > 0 is verified, where T1sp ? a regulation (or design) temperature expected for the water in the first user circuit 100 in the mode? operating in cooling only mode. It is observed that the thermal energy and the time necessary to defrost the secondary heat exchanger 13 are very limited. Given this and the criterion for choosing the threshold temperature T1ts, the decrease in temperature (thermal jump) caused in the first user circuit 100 during defrosting (i.e. during the heat transfer to the secondary heat exchanger 13) still remains lower than the temperature decrease that occurs in the same first user circuit 100 in the mode? operating in cooling only mode. In fact, the temperature of the delivery water in the first user circuit 100 always remains conveniently higher than the value of the regulation temperature T1sp characteristic of the mode. cooling only operation. This translates into total safety with respect to the danger of freezing of the cold primary heat exchanger 11.

Fig. 4 mostra invece il funzionamento dell?unit? a pompa di calore polivalente per effettuare uno sbrinamento dello scambiatore di calore secondario 13 tramite prelievo di calore dall?acqua del secondo circuito utilizzatore 200 in corrispondenza dallo scambiatore di calore primario caldo 12 (fase S6). Fig. 4 shows the operation of the unit? with a multipurpose heat pump to carry out a defrost of the secondary heat exchanger 13 by drawing heat from the water of the second user circuit 200 in correspondence with the hot primary heat exchanger 12 (phase S6).

In questo caso i dispositivi di laminazione 15a e 15b sono in una configurazione di chiusura e lo scambiatore di calore primario freddo 11 e il ricevitore di liquido 17 sono esclusi dal circuito operativo 1. La valvola a 4 vie 16 assume una configurazione tale per cui lo scambiatore di calore primario caldo 12, in questo caso funzionante come evaporatore, ? connesso a valle del dispositivo di laminazione 15c e a monte del gruppo di compressione 14, mentre lo scambiatore di calore secondario 13, funzionante come condensatore, ? connesso a valle del gruppo di compressione 14 e monte del dispositivo di laminazione 15c. In this case the lamination devices 15a and 15b are in a closed configuration and the cold primary heat exchanger 11 and the liquid receiver 17 are excluded from the operating circuit 1. The 4-way valve 16 assumes a configuration such that the hot primary heat exchanger 12, in this case functioning as an evaporator, ? connected downstream of the lamination device 15c and upstream of the compression unit 14, while the secondary heat exchanger 13, functioning as a condenser, is connected downstream of the compression unit 14 and upstream of the lamination device 15c.

In questa modalit? di funzionamento, all?uscita dello scambiatore di calore secondario 13, il refrigerante in condizioni di liquido, preferibilmente sottoraffreddato, subisce una caduta di pressione fino alla pressione inferiore del ciclo attraverso il dispositivo di laminazione 15c. Da l? giunge allo scambiatore di calore primario caldo 12, in corrispondenza del quale esso assorbe calore dall?acqua del circuito utilizzatore 200, evaporando. All?uscita dello scambiatore di calore primario caldo 12 il refrigerante si trova in condizione di vapore, preferibilmente surriscaldato, e da l?, passando attraverso la valvola a 4 vie 16 e al separatore di liquido 18, giunge al gruppo di compressione 14, tramite il quale viene portato alla pressione superiore del ciclo. Il refrigerante, passando nuovamente attraverso la valvola a 4 vie 16, giunge poi allo scambiatore di calore secondario 13, in corrispondenza del quale, condensando, rilascia il calore precedentemente assorbito dall?acqua del circuito utilizzatore 200, determinando lo sbrinamento di tale scambiatore di calore. All?uscita dello scambiatore di calore secondario 13 il refrigerante ? nuovamente in una condizione di liquido, preferibilmente sottoraffreddato. In this mode? of operation, at the outlet of the secondary heat exchanger 13, the refrigerant in liquid conditions, preferably subcooled, undergoes a pressure drop up to the lower pressure of the cycle through the lamination device 15c. From the? reaches the hot primary heat exchanger 12, at which it absorbs heat from the water of the user circuit 200, evaporating. At the outlet of the hot primary heat exchanger 12 the refrigerant is in a vapor condition, preferably superheated, and from there, passing through the 4-way valve 16 and the liquid separator 18, it reaches the compression unit 14, via which is brought to the upper pressure of the cycle. The refrigerant, passing again through the 4-way valve 16, then reaches the secondary heat exchanger 13, at which, by condensing, it releases the heat previously absorbed by the water of the user circuit 200, determining the defrost of this heat exchanger . At the outlet of the secondary heat exchanger 13 the refrigerant is back into a liquid condition, preferably subcooled.

Nelle fasi S5 e S6 lo sbrinamento dello scambiatore di calore secondario 13 viene preferibilmente completato nella rispettiva modalit? di funzionamento dell?unit? a pompa di calore polivalente inizialmente scelta sulla base del confronto effettuato nella fase S4. In phases S5 and S6 the defrosting of the secondary heat exchanger 13 is preferably completed in the respective mode operation of the unit? a multipurpose heat pump initially chosen on the basis of the comparison carried out in phase S4.

Il completamento di un processo di sbrinamento viene preferibilmente stabilito rilevando la pressione nello scambiatore di calore secondario 13 tramite il misuratore di pressione BP e verificando quando essa torna nuovamente al di sopra di un valore prestabilito. In entrambe le modalit? di funzionamento sopradescritte tale pressione corrisponde alla pressione di condensazione del ciclo ed ? sostanzialmente uguale alla pressione di mandata del gruppo di compressione 14. The completion of a defrost process is preferably established by detecting the pressure in the secondary heat exchanger 13 via the BP pressure meter and checking when it returns above a pre-established value again. In both modes? operating conditions described above, this pressure corresponds to the condensation pressure of the cycle and is substantially equal to the delivery pressure of the compression unit 14.

Se lo sbrinamento viene effettuato secondo la fase S5, bisogna per? garantire che nello scambiatore di calore freddo 11 non vengano raggiunte condizioni di ghiacciamento, pericolose per l?integrit? dello stesso. Ci? viene in primo luogo ottenuto tramite una scelta opportuna della temperatura di soglia T1ts utilizzata per decidere (fase S4) quale modalit? di sbrinamento verr? utilizzata. La temperatura di soglia T1ts pu? infatti essere impostata in modo da assicurare un certo margine rispetto al raggiungimento delle condizioni di ghiacciamento nello scambiatore di calore freddo 11, anche in relazione alle condizioni ambientali esterne. Se, nonostante ci?, venissero comunque raggiunte condizioni di ghiacciamento, sono previste in modo noto misure di salvaguardia dello scambiatore di calore freddo 11, come l?attivazione di appositi riscaldatori elettrici (non mostrati nelle figure) e, in ultima istanza, lo spegnimento dell?unit? a pompa di calore. If defrosting is carried out according to phase S5, is it necessary to? ensure that icing conditions, dangerous for the integrity, are not reached in the cold heat exchanger 11. of the same. There? is firstly obtained through an appropriate choice of the threshold temperature T1ts used to decide (phase S4) which mode? defrost will come? used. The threshold temperature T1ts can? in fact be set so as to ensure a certain margin with respect to reaching the freezing conditions in the cold heat exchanger 11, also in relation to external environmental conditions. If, despite this, icing conditions are still reached, safeguard measures for the cold heat exchanger 11 are provided in a known way, such as the activation of special electric heaters (not shown in the figures) and, ultimately, the switching off of the unit? heat pump.

Con l?invenzione viene quindi messo a disposizione un metodo ?intelligente? per sbrinare uno scambiatore di calore ad aria in una unit? a pompa di calore polivalente, tramite il quale ? possibile scegliere la sorgente di calore di volta in volta pi? conveniente per effettuare tale processo, migliorando cos? le prestazioni e l?efficienza energetica dell?unit? a pompa di calore polivalente stessa. With the invention, an "intelligent" method is therefore made available. to defrost an air heat exchanger in a unit? with a multipurpose heat pump, through which? It is possible to choose the heat source from time to time more? convenient to carry out this process, thus improving? the performance and energy efficiency of the unit? multipurpose heat pump itself.

Un tecnico del settore potr? apportare modifiche al metodo sopradescritto allo scopo di soddisfare specifiche e contingenti esigenze applicative, come, a titolo ad esempio, il suo impiego in una unit? a pompa di calore polivalente atta a funzionare con impianti utilizzatori con configurazione ?a 2+2 tubi?, modifiche comunque rientranti nell'ambito di protezione quale definito dalle successive rivendicazioni. A technician in the sector will be able to make changes to the method described above in order to satisfy specific and contingent application needs, such as, for example, its use in a unit? a multipurpose heat pump suitable for operation with user systems with a "2+2 pipe" configuration, modifications which however fall within the scope of protection as defined by the subsequent claims.

Claims (8)

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per sbrinare uno scambiatore di calore ad aria (13) in una unit? a pompa di calore polivalente avente almeno un circuito operativo (1) per la circolazione di un fluido operativo comprendente:1. Method for defrosting an air heat exchanger (13) in a unit? a multipurpose heat pump having at least one operating circuit (1) for the circulation of an operating fluid comprising: - un primo scambiatore di calore (11), il quale ? destinato ad essere idraulicamente connesso ad un primo circuito utilizzatore (100) e nel quale il fluido operativo pu? essere posto in relazione di scambio termico con un primo liquido termovettore da raffreddare o riscaldare circolante in detto primo circuito utilizzatore (100);- a first heat exchanger (11), which is intended to be hydraulically connected to a first user circuit (100) and in which the operating fluid can be placed in a heat exchange relationship with a first heat carrier liquid to be cooled or heated circulating in said first user circuit (100); - un secondo scambiatore di calore (12), il quale ? destinato ad essere idraulicamente connesso ad un secondo circuito utilizzatore (200) e nel quale il fluido operativo pu? essere posto in relazione di scambio termico con un secondo liquido termovettore da riscaldare circolante in detto secondo circuito utilizzatore (200), e- a second heat exchanger (12), which is intended to be hydraulically connected to a second user circuit (200) and in which the operating fluid can? be placed in a heat exchange relationship with a second heat carrier liquid to be heated circulating in said second user circuit (200), and - un terzo scambiatore di calore (13), tramite il quale il fluido operativo pu? essere posto in relazione di scambio termico con aria dell?ambiente esterno,- a third heat exchanger (13), through which the operating fluid can be placed in a heat exchange relationship with the air of the external environment, il metodo comprendendo le fasi:the method including the phases: - ricevere (S1) una richiesta di sbrinamento del terzo scambiatore di calore (13);- receive (S1) a request to defrost the third heat exchanger (13); - rilevare (S3) una temperatura del primo liquido termovettore;- detect (S3) a temperature of the first heat transfer liquid; - confrontare (S4) la temperatura rilevata del primo liquido termovettore con un valore di soglia prestabilito;- compare (S4) the detected temperature of the first heat transfer liquid with a pre-established threshold value; - se la temperatura rilevata del primo liquido termovettore ? superiore o uguale al valore di soglia, effettuare uno sbrinamento (S5) del terzo scambiatore di calore (13) trasferendo calore dal primo circuito utilizzatore (100) al terzo scambiatore di calore (13) tramite il fluido operativo;- if the temperature detected of the first heat transfer liquid? higher than or equal to the threshold value, carry out a defrost (S5) of the third heat exchanger (13) by transferring heat from the first user circuit (100) to the third heat exchanger (13) via the operating fluid; - se la temperatura rilevata del primo liquido termovettore ? inferiore al valore di soglia, effettuare uno sbrinamento (S6) del terzo scambiatore di calore (13) trasferendo calore dal secondo circuito utilizzatore (200) al terzo scambiatore di calore (13) tramite il fluido operativo.- if the temperature detected of the first heat transfer liquid? lower than the threshold value, carry out a defrost (S6) of the third heat exchanger (13) by transferring heat from the second user circuit (200) to the third heat exchanger (13) via the operating fluid. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la temperatura del primo liquido termovettore viene rilevata in una linea di ritorno del primo liquido termovettore in corrispondenza del primo scambiatore di calore (11).2. Method according to claim 1, wherein the temperature of the first heat transfer liquid is detected in a return line of the first heat transfer liquid at the first heat exchanger (11). 3. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il valore di soglia ? scelto in modo tale per cui la differenza tra tale valore di soglia e una temperatura di regolazione del primo liquido termovettore nel primo circuito utilizzatore (100) ? maggiore di zero. 3. Method according to any of the previous claims, wherein the threshold value is? chosen in such a way that the difference between this threshold value and a regulation temperature of the first heat transfer liquid in the first user circuit (100) is ? greater than zero. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui effettuare lo sbrinamento (S5) del terzo scambiatore di calore (13) trasferendo calore dal primo circuito utilizzatore (100) al terzo scambiatore di calore (13) tramite il fluido operativo comprende sotto-raffreddare il primo liquido termovettore rispetto ad una temperatura di regolazione dello stesso nel primo circuito utilizzatore (100).4. Method according to any of the previous claims, wherein carrying out the defrost (S5) of the third heat exchanger (13) by transferring heat from the first user circuit (100) to the third heat exchanger (13) via the operating fluid comprises sub- cool the first heat transfer liquid with respect to its regulation temperature in the first user circuit (100). 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l?almeno un circuito operativo (1) comprende mezzi di compressione (14), mezzi di espansione (15a, 15b, 15c), e mezzi valvolari (16), e effettuare lo sbrinamento del terzo scambiatore di calore (13) trasferendo calore dal primo circuito utilizzatore (100) al terzo scambiatore di calore (13) tramite il fluido operativo comprende comandare i mezzi valvolari (16) e almeno alcuni dei mezzi di espansione (15a, 15b, 15c) in modo tale per cui il secondo scambiatore di calore (12) ? escluso dall?almeno un circuito operativo (1), il primo scambiatore di calore (11) ? connesso a valle dei mezzi di espansione (15a) e a monte dei mezzi di compressione (14), e il terzo scambiatore di calore (13) ? connesso a valle dei mezzi di compressione (14) e a monte dei mezzi di espansione (15a).5. Method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one operating circuit (1) includes compression means (14), expansion means (15a, 15b, 15c), and valve means (16), and effecting the defrosting of the third heat exchanger (13) by transferring heat from the first user circuit (100) to the third heat exchanger (13) via the operating fluid includes controlling the valve means (16) and at least some of the expansion means (15a, 15b, 15c) in such a way that the second heat exchanger (12) ? excluded from at least one operating circuit (1), the first heat exchanger (11) is connected downstream of the expansion means (15a) and upstream of the compression means (14), and the third heat exchanger (13) ? connected downstream of the compression means (14) and upstream of the expansion means (15a). 6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l?almeno un circuito operativo (1) comprende mezzi di compressione (14), mezzi di espansione (15a, 15b, 15c), e mezzi valvolari (16), e effettuare lo sbrinamento del terzo scambiatore di calore (13) trasferendo calore dal secondo circuito utilizzatore (200) al terzo scambiatore di calore (13) tramite il fluido operativo comprende comandare i mezzi valvolari (16) e almeno alcuni dei mezzi di espansione (15a, 15b, 15c) in modo tale per cui il primo scambiatore di calore (11) ? escluso dall?almeno un circuito operativo (1), il secondo scambiatore di calore (12) ? connesso a valle dei mezzi di espansione (15c) e a monte dei mezzi di compressione (14), e il terzo scambiatore di calore (13) ? connesso a valle dei mezzi di compressione (14) e a monte dei mezzi di espansione (15c).6. Method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one operating circuit (1) includes compression means (14), expansion means (15a, 15b, 15c), and valve means (16), and effecting the defrosting of the third heat exchanger (13) by transferring heat from the second user circuit (200) to the third heat exchanger (13) via the operating fluid includes controlling the valve means (16) and at least some of the expansion means (15a, 15b, 15c) in such a way that the first heat exchanger (11) ? excluded from at least one operating circuit (1), the second heat exchanger (12) is connected downstream of the expansion means (15c) and upstream of the compression means (14), and the third heat exchanger (13) ? connected downstream of the compression means (14) and upstream of the expansion means (15c). 7. Programma per elaboratore comprendente istruzioni che, quando eseguite da una unit? di controllo (2) di una unit? a pompa di calore polivalente, fanno s? che l?unit? a pompa di calore polivalente attui le fasi del metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti. 7. Computer program comprising instructions which, when executed by a unit? control (2) of a unit? multipurpose heat pump, do they? that the unit? with a multipurpose heat pump implements the steps of the method according to any of the previous claims. 8. Unit? a pompa di calore polivalente avente almeno un circuito operativo (1) per la circolazione di un fluido operativo comprendente:8. Unit? a multipurpose heat pump having at least one operating circuit (1) for the circulation of an operating fluid comprising: - un primo scambiatore di calore (11), il quale ? destinato ad essere idraulicamente connesso ad un primo circuito utilizzatore (100) e nel quale il fluido operativo pu? essere posto in relazione di scambio termico con un primo liquido termovettore da raffreddare o riscaldare circolante in detto primo circuito utilizzatore (100); - a first heat exchanger (11), which is intended to be hydraulically connected to a first user circuit (100) and in which the operating fluid can be placed in a heat exchange relationship with a first heat carrier liquid to be cooled or heated circulating in said first user circuit (100); - un secondo scambiatore di calore (12), il quale ? destinato ad essere idraulicamente connesso ad un secondo circuito utilizzatore (200) e nel quale il fluido operativo pu? essere posto in relazione di scambio termico con un secondo liquido termovettore da riscaldare circolante in detto secondo circuito utilizzatore (200);- a second heat exchanger (12), which is intended to be hydraulically connected to a second user circuit (200) and in which the operating fluid can? be placed in a heat exchange relationship with a second heat carrier liquid to be heated circulating in said second user circuit (200); - un terzo scambiatore di calore (13), tramite il quale il fluido operativo pu? essere posto in relazione di scambio termico con aria dell?ambiente esterno;- a third heat exchanger (13), through which the operating fluid can be placed in a heat exchange relationship with the air of the external environment; e una unit? di controllo (2) comprendente mezzi di memoria (21),and a unit? control (2) comprising memory means (21), caratterizzata dal fatto che nei mezzi di memoria (21) dell?unit? di controllo (2) ? memorizzato un programma per elaboratore comprendente istruzioni che, quando eseguite dall?unit? di controllo (2), fanno s? che l?unit? a pompa di calore polivalente attui le fasi del metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6. characterized by the fact that in the memory means (21) of the unit? control (2) ? stored a computer program comprising instructions which, when executed by the unit? control (2), do s? that the unit? with a multipurpose heat pump implements the steps of the method according to any one of claims 1 to 6.
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