ITBO20010696A1 - Macchina frigorifera a ciclo reversibile - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad una macchina frigorifera a ciclo reversibile.

In parlticolare, la presente invenzione è relativa ad una macchina frigorifera a ciclo reversibile per impianti di climatizzazione centralizzati, a cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo berdere in generalità.

Come è noto, gli impianti di climatizzazione di tipo centralizzato sono normalmente provvisti di una macchina rigorifera in grado di raffreddare il liquido che circola all'interno dei termosifoni e/o dei ventilconvettori che fanno parte dell'impianto, in modo tale da permettere a questi ultimi di sottrarre calore all'ambiente circostante così da abbassare la temperatura dell'aria all'interno dei vari locali dell'edificio in cui sono posizionati.

Negli impianti di climatizzazione di grosse dimensioni, la o le macchine frigorifere funzionano secondo il principio della pompa di calore e sono quindi in grado sia di raffreddare che di scaldare il liquido che circola all'interno del circuito idraulico dell'impianto di climatizzazione, così da permettere ai termosifoni ed ai ventilconvettori dell'impianto di climatizzazione di poter selettivamente sottrarre o cedere calore all'ambiente circostante in funzione delle stagioni, senza l'ausilio di una caldaia.

Ovviamente le macchine frigorifere sopra menzionate devono essere in grado di commutare da una modalità di funzionamento all'altra, e sono quindi provviste di due circuiti del fluido frigorigeno distinti, ciascuno dei quali è in grado di convogliare in modo opportuno il fluido frigorigeno in sequenza ai due scambiatori di calore che equipaggiano la macchina in modo tale da far funzionare la macchina medesima in una delle due modalità di funzionamento possibili.

Purtroppo, nelle macchine frigorifere a ciclo reversibile attualmente conosciute il tipo di circuitazione adottato è fonte di numerosi problemi: in primo luogo, quando si passa da una configurazione circuitale all'altra, risulta particolarmente difficoltoso svuotare di tutto il fluido frigorigeno le parti di circuito non più interessate dal passaggio del fluido, costringendo quindi il fabbricante a sovraccaricare la macchina frigorifera di fluido frigorigeno in modo tale che quest'ultima , avendo sempre a disposizione la necessaria quantità di fluido, possa funzionare correttamente in entrambe le modalità di funzionamento .

Ovviamente, il sovraccarico di fluido frigorigeno ha dei costi che inevitabilmente si ripercuotono sul costo complessivo di produzione della macchina. Inoltre, la maggior quantità di fluido frigorigeno all'interno della macchina frigorifera aumenta, in caso di perdite accidentali dai circuiti, i rischi di inquinamento ambientale .

In aggiunta, la maggior quantità di fluido frigorigeno nella macchina spesso pregiudica anche la lubrificazione del compressore, compromettendone a lungo andare l'affidabilità.

Un ulteriore inconveniente delle macchine frigorifere attualmente conosciute è quello di costringere il fluido frigorigeno ad attraversare il serbatoio di accumulo del fluido frigorigeno in entrambe le modalità di funzionamento, riducendo l'efficienza termodinamica complessiva della macchina in almeno una delle due modalità di funzionamento.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di realizzare una macchina frigorifera a ciclo reversibile esente dagli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una macchina frigorifera a ciclo reversibile comprendente un primo scambiatore di calore, in corrispondenza del quale un fluido frigorigeno è in grado di scambiare calore con l'ambiente esterno; un secondo scambiatore di calore, in corrispondenza del quale il detto fluido frigorigeno è in grado di scambiare calore con un generico liquido; un apparato di compressione del detto fluido frigorigeno, in corrispondenza del quale il detto fluido frigorigeno viene sottoposto a compressione; ed un gruppo di distribuzione del detto fluido frigorigeno, il quale è atto a collegare in modo opportuno il detto apparato di compressione con i detti primo e secondo scambiatore di calore; la detta macchina frigorifera essendo caratterizzata dal fatto che il detto primo scambiatore di calore è collegato al detto secondo scambiatore di calore attraverso almeno una prima tubazione di raccordo lungo la quale sono disposti, in sequenza, una prima valvola di non-ritorno, una valvola di intercettazione ed un primo dispositivo di espansione in corrispondenza del quale il fluido frigorigeno viene sottoposto ad espansione rapida; la macchina frigorifera essendo inoltre provvista di un circuito di by-pass che comprende una seconda tubazione di raccordo, la quale presenta la prima estremità collegata alla detta prima tubazione di raccordo, tra il secondo scambiatore di calore ed il primo dispositivo di espansione, e la seconda estremità collegata nuovamente alla detta prima tubazione di raccordo tra la prima valvola di non-ritorno e la valvola di intercettazione, un serbatoio di accumulo del liquido frigorigeno disposto lungo la seconda tubazione di raccordo, ed infine una seconda valvola di non-ritorno posizionata lungo la seconda tubazione di raccordo, tra il detto serbatoio di accumulo e la detta prima tubazione di raccordo.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

la figura 1 illustra in modo schematico una macchina frigorifera a ciclo reversibile realizzata secondo i dettami della presente invenzione; mentre le figure 2 e 3 illustrano schematicamente la macchina frigorifera di figura 1 nelle due configurazioni operative possibili.

Con riferimento alla figura 1, con il numero 1 è indicata nel suo complesso una macchina frigorifera a ciclo reversibile che può essere vantaggiosamente utilizzata negli impianti di climatizzazione per edifici di tipo izzato. Impianti che normalmente comprendono una serie di termosifoni e/o venti lconvel:tori opportunamente distribuiti all'interno dell 'edificio di cui si vuole controllare la temperatura ambiente, ed almeno una macchina frigorifera in grado di scaldare o raffreddare il liquido trasportatore di calore (generalmente acqua) che viene convogliato ai vari termosifoni e/o ventilconvettori sopramenzionati attraverso il circuito idraulico del impianto di climatizzazione stesso.

La macchina frigorifera 1 a ciclo reversibile funziona se condo il principio della pompa di calore che permette di trasferire calore da un ambiente ad un altro, sottoponendo un fluido frigorigeno allo stato gassoso ad un ciclo termodinamico chiuso come, ad esempio, il ciclo di Carnot. I principi termodinamici che sono al i base della pompa di calore sono ampiamente noti e non verranno quindi ulteriormente descritti

La ma cchina frigorifera 1 comprende un primo scambiatore di calore 2, in corrispondenza del quale il fluido frigorigeno è in grado dì scambiare calore con l'ambiente esterno; un secondo scambiatore di calore 3, in corrispoindenza del quale il fluido frigorigeno è in grado di scambiare calore con il liquido trasportatore di calore che viene inviato ai termosifoni e/o ai ventilconvettori attraverso il circuito idraulico dell'impianto di climatizzazione; ed un apparato di compressione 4 del fluido frigorigeno, in corrispondenza del quale il fluido frigorigeno viene sottoposto a compressione (per esempio una compressione adiabatica), in modo tale che la pressione del fluido frigorigeno in uscita dall'apparato di compressione 4 sia maggiore della pressione che il fluido frigorigeno presentava in ingresso all'apparato medesimo,

La macchina frigorifera 1 è inoltre provvista di un gruppo di distribuzione 5 del fluido frigorigeno, il quale è seiettivamente in grado di collegare, a comando ed in modo opportuno, la mandata 4a e l'aspirazione 4b dell'apparato di compressione 4 con gli scambiatore di calore 2 e 3.

Più in dettaglio, il gruppo di distribuzione 5 è selettivamente in grado di collegare la mandata 4a e l'aspirazione 4b dell'apparato di compressione 4 con gli scambiatori di calore 2 e 3, in modo tale da permettere alla macchina frigorifera 1, a scelta, di raffreddare il liquido trasportatore di calore che circola nel circuito idraulico dell'impianto di climatizzazione, trasferendo il calore a|ll'ambiente esterno, oppure di riscaldare il liquido trasportatore di calore che circola nel circuito idraulico celi'impianto di climatizzazione, prelevando il calore dall'ambiente esterno.

Gli ambiatori di calore 2 e 3 e l'apparato di compressione 4 sono dispositivi già ampiamente in uso nel settore e non verranno quindi descritti in modo dettagliato.

Con riferimento alla figura 1, lo scambiatore di calore 2 è atto a favorire lo scambio di calore tra il fluido frigorigeno e l'ambiente esterno in modo tale da provocare la condensazione o l'evaporazione del fluido frigorigeno , a seconda della differenza di temperatura tra il fluido frigorigeno e l'ambiente esterno.

Più in dettaglio, nel caso in cui il fluido frigorigeno in ingresso allo scambiatore di calore 2 abbia una temperatura superiore a quella dell'ambiente esterno, lo scambiatore di calore 2 permette al fluido che fluisce attraverso lo scambiatore stesso di raffreddarsi progressivamente cedendo calore all'ambiente esterno, con eventuale passaggio dallo stato gassoso allo stato liquido. Di converso, nel caso in cui fluido frigorigeno in ingresso allo scambiatore di calore 2 abbia una temperatura inferiore a quella dell'ambiente esterno, lo scambiatore di calore 2 permette al fluido frigorigeno che fluisce attraverso lo scambiatore stesso di riscaldarsi progressivamente assorbendo calore dall'ambiente esterno, con eventuale passaggio dallo stato liquido allo stato gassoso.

Nell'esempio illustrato, lo scambiatore di calore 2 è provvisto di due ingressi e di due uscite per il fluido frigorigeno che sono opportunamente collegati tra loro in modo tale da definire, all'interno dello scambiatore di calore 2, un percorso di raffreddamento, seguendo il quale il fluido frigorigeno ad alta temperatura si raffredda progressivamente cedendo calore all'ambiente esterno con eventuale passaggio dallo stato gassoso allo stato liquido, ed un percorso di riscaldamento, seguendo il quale il fluido frigorigeno a bassa temperatura si riscalda progressivamente assorbendo calore dall'ambiente esterno con eventuale passaggio dallo stato liquido allo stato gassoso.

Nell'esempio illustrato, in particolare, lo scambiatore di calore 2 è costituito da uno scambiatore di calore per esterni ad aria forzata di tipo noto, che risulta provvisto di un ingresso 2a per il fluido frigorigeno allo stato gassoso ed alta temperatura, di una uscita 2b per il fluido frigorigeno allo stato liquido o gsssoso e bassa temperatura, di un ingresso 2c per il fluido frigorigeno allo stato liquido e bassa temperatura, ed infine di una uscita 2d per il fluido frigorigeno allo stato gassoso e alta temperatura che coincide con l'ingresso 2a.

L'ingresso 2a e l'uscita 2b dello scambiatore di calore 2 definiscono gli estremi del percorso di raffreddamento, e sono collegati il primo direttamente al gruppo di distribuzione 5 tramite una prima tubazione 6 di raccordo, ed il secondo direttamente allo scambiatore di calore 3 tramite una seconda tubazione 7 di raccordo, lungo la quale sono posizionate, in sequenza, una valvola di non-ritorno 8, un filtro disidratatore 9 ed una valvola di intercettazione 10 ad apertura e chiusura comandata.

La valvola di non-ritorno 8 è orientata in modo tale da permettere il deflusso del fluido frigorigeno solamente dallo scambiatore di calore 2 verso il filtro disidratatore 9, mentre la valvola di intercettazione 10 è selettivamente atta ad impedire il passaggio di fluido frigorigeno lungo il tratto terminale della tubazione 7 che collega il filtro disidratatore 9 allo scambiatore di calore 3.

L'ingresso 2c e l'uscita 2d dello scambiatore di calore 2 definiscono, invece, gli estremi del percorso di riscaldamento, e sono collegati il primo direttamente allo scambiatore di calore 3 tramite una tubazione 11 di raccordo che si congiunge alla tubazione 7 tra il filtro disidratatore 9 e la valvola di intercettazione 10, ed il secondo direttamente al gruppo di distribuzione 5 attraverso la tubazione 6.

Sempre con riferimento alla figura 1, lo scambiatore di calore 3 è atto, invece, a favorire lo scambio di calore tra il fluido frigorigeno ed il liquido trasportatore di calore che viene inviato ai termosifoni e/o ai ventilconvettori , in modo tale da permettere al liquido frigorigeno di aumentare o diminuire di temperatura, sottraendo o cedendo calore al liquido trasportatore di calore che circola nell'impianto di climatizzazione.

Più in dettaglio, nel caso in cui il fluido frigorigeno in ingresso allo scambiatore di calore 3 abbia una temperatura superiore a quella del liquido trasportatore di calore, lo scambiatore di calore 3 permette al fluido frigorigeno che fluisce attraverso lo scambiatore stesso di raffreddarsi progressivamente cedendo calore al liquido trasportatore di calore che quindi si riscalda. Di converso, nel caso in cui fluido frigorigeno in ingresso allo scambiatore di calore 3 abbia una temperatura inferiore a quella del liquido trasportatore di calore, lo scambiatore di calore 3 permette al fluido frigorigeno che fluisce attraverso lo scambiatore stesso di riscaldarsi progressivamente assorbendo calore dal liquido trasportatore di calore che quindi si raffredda.

Lo se di calore 3 è provvisto di un circuito primario attraverso il quale fluisce il liquido trasportatore di calore che viene inviato ai termosifoni e/o ai ventilconvettori dell'impianto di climatizzazione, e di un circuito secondario attraverso il quale fluisce il fluido frigorigeno.

L'ingresso e l'uscita del circuito primario, di seguito indicati con 3a e 3b, sono collegati al circuito idraulico dell'impianto di climatizzazione, mentre l'ingresso e l'uscita del circuito secondario, di seguito indicati con 3c e 3d, sono collegati uno direttamente allo scambiatore di calore 2 e l'altra al gruppo di distribuzione 5.

Più in dettaglio, l'ingresso 3c dello scambiatore di calore 3 è collegato direttamente alla tubazione 7, mentre l'Uscita 3d è collegata al gruppo di distribuzion e 5 tramite una tubazione 13 di raccordo.

Con riferimento alla figura 1, l'apparato di compressione 4 del fluido frigorigeno è, come già anticipato, di tipo noto e comprende un tradizionale compressore 14 a vite o a pistoni (o similare) per fluidi allo stato gassoso, ed un serbatoio di separazione liquido-gas 15, il quale è disposto a monte della bocca di aspirazione del compressore 14 in modo tale da impedire che del fluido frigorigeno allo stato liquido sa raggiungere la bocca di aspirazione del compressore 14, danneggiandolo irreparabilmente, L'apparato di compressione 4 del fluido frigorigeno è inoltre provvisto di una valvola di non-ritorno 16, la quale è disposta immediatamente a valle della bocca di mandata del compressore 14 ed è orientata in modo tale da permettere al fluido frigorigeno di fluire solamente in uscita dal compressore 14 medesimo.

Con riferimento alla figura 1, nell'esempio illustrato, il gruppo di distribuzione 5 dell'unità 1 è costituito invece da una tradizionale valvola a quattro vie 17 a comando elettrico, la quale è atta ad essere pilotata da una centralina elettronica di comando (non illustrata) assieme alla valvola di intercettazione 10.

La valvola a quattro vie 17, in particolare, è una valvola a cassetto che risulta provvista di quattro ingressi selettivamente atti ad essere messi a coppie in comunicazione diretta uno con l'altro, ed è in grado di assumere alternativamente due configurazioni operative distinte che permettono a due dei quattro ingressi della valvola di essere in comunicazione diretta a scelta ed alternativamente con uno o l'altro dei restanti due ingressi della valvola.

In altre parole, la valvola a quattro vie 17 è provvista di due ingressi primari e due ingressi secondari: gli ingressi primari possono essere collegati a scelta ed alternativamente con uno qualsiasi dei due ingressi secondari della valvola, senza però poter mai entrare in comunicazione diretta uno con l'altro.

Più in dettaglio, la valvola a quattro vie 17 è provvista di quattro ingressi, indicati rispettivamente con 17a, 17b, 17c e 17d, e può assumere due configurazioni operative distinte: nella prima configurazione operativa, l'ingresso 17a è in comunicazione diretta con l'ingresso 17b mentre l'ingresso 17c è in comunicazione diretta con l'ingresso 17d ; nella seconda configurazione operativa, l'ingresso 17a è in comunicazione diretta con l'ingresso 17d mentre l'ingresso 17c è in comunicazione diretta con l'ingresso 17b .

Per quanto riguarda invece il collegamento tra la valvola a quattro vie 17 e gli altri componenti dell'unità di raffreddamento 1, l'ingresso 17a della valvola a quattro vie 17 è collegato alla mandata 4a dell'apparato di compressione 5 tramite una tubazione 18; l'ingresso 17b è collegato direttamente alla tubazione 6; l'ingresso 17c è collegato tramite una tubazione 19 direttamente con l'aspirazione 4b dell'apparato di compressione 4; infine l'ingresso 17d della valvola a quattro vie 17 è collegato direttamente alla tubazione 13 proveniente dallo scambiatore di calore 3.

È evidente che gli ingressi 17a e 17c costituiscono gli ingressi primari della valvola a quattro vie 17, mentre gli ingressi 17b e 17d costituiscono gli ingressi secondari della valvola stessa.

Con riferimento alla figura 1, la macchina frigorifera 1 è infine provvista di almeno una valvola di espansione 20 atta a provocare l'espansione rapida del fluido frigorigeno, in modo tale da completare il ciclo termodinamico chiuso in contrapposizione all'apparato di compressione 4 che provoca invece la rapida compressione del fluido frigorigeno.

Più in dettaglio, la valvola di espansione 20 è atta a provocare l'espansione rapida del fluido frigorigeno in transito, in modo tale che la pressione del fluido frigorigeno in uscita dalla valvola di espansione 20 sia sensibilmente inferiore alla pressione che il fluido frigorigeno presentava in ingresso alla valvola medesima, ed è ovviamente posizionata lungo la tubazione che collega lo scambiatore di calore in cui il fluido frigorigeno si raffredda con lo scambiatore di calore in cui il fluido frigorigeno si riscalda prima di tornare all'apparato di compressione 4.

Nell'esempio illustrato, in particolare, la macchina frigorifera 1 è provvista di tre valvole di espansione 20: la prima valvola di espansione 20 è posizionata lungo la tubazione 7 tra l'ingresso 3c dello scambiatore di calore 3 e la valvola di intercettazione 10, mentre la seconda e la terza valvola di espansione 20 sono posizionate lungo la tubazione 11 in corrispondenza dell'ingresso 2c dello scambiatore di calore 2.

Con riferimento alla figura 1, la macchina frigorifera 1 è infine provvista anche di un circuito di by-pass 21 attraverso il quale il fluido frigorigeno in uscita dall'ingresso 3c dello scambiatore di calore 3 è in grado di scavalcare la valvola di espansione 20 posizionata lungo la tubazione 7.

Il circuito di by-pass 21 è composto da una tubazione 22 di raccordo, che presenta la prima estremità collegata in derivazione sulla tubazione 7 tra l'ingresso 3c dello scambiatore di calore 3 e la valvola di espansione 20, e la seconda estremità collegata in derivazione sulla tubazione 7 tra la valvola di nonritorno 8 ed il filtro disidratatore 9; da un serbatoio di accumulo 23 del liquido frigorigeno disposto lungo la tubazione 22 di raccordo; ed infine da una valvola di non-ritorno 24 posizionata lungo la tubazione 22 tra il serbatoio di accumulo 23 e la tubazione 7. La valvola di non-ritorno 24 è orientata in modo tale da permettere il deflusso del fluido frigorigeno solamente dal serbatoio di accumulo 23 verso il filtro disidratatore 9, ma non il viceversa.

Il funzionamento della macchina frigorifera 1 verrà ora descritto assumendo che quest 'ultima si trovi inizialmente nella configurazione per la stagione estiva, ossia nella modalità di funzionamento in cui preleva calore dal liquido trasportatore di calore in corrispondenza dello scambiatore di calore 3 e cede poi il calore all'ambiente esterno in corrispondenza dello scambiatore di calore 2.

In questa modalità di funzionamento, la valvola di intercettazione 10 è in posizione di apertura, mentre la valvola a quattro vie 17 è nella prima posizione operativa, in cui l'ingresso 17a è in comunicazione diretta con l'ingresso 17b e l'ingresso 17c è in comunicazione diretta con l'ingresso 17d.

Con riferimento alla figura 2, il fluido frigorigeno in uscita dal compressore 14 attraversa la valvola di non-ritorno 15 e raggiunge l'ingresso 17a della valvola a quattro vie 17 del gruppo di distribuzione 5. Una volta raggiunto l'ingresso 17a, il fluido frigorigeno attraversa la valvola a quattro vie 17 ed esce dall'ingresso 17b per poi fluire lungo la tubazione 6 fino all'ingresso 2a dello scambiatore di calore 2, dove cede calore all'ambiente esterno raffreddandosi .

Il fluido frigorigeno esce quindi dallo scambiatore di calore 2 attraverso l'uscita 2b e, fluendo lungo la tubazione 7, attraversa in sequenza la valvola di nonritorno 8, il filtro disidratatore 9, la valvola di intercettazione 10 ed infine la valvola di espansione 20, dove subisce una rapida espansione prima di entrare nell'ingresso 3c dello scambiatore di calore 3.

All'interno dello scambiatore di calore 3 il fluido frigorigeno assorbe calore dal liquido trasportatore di calore che circola nel circuito idraulico dell'impianto di climatizzazione, per poi fluire lungo la tubazione 13 verso il gruppo di distribuzione 4 e da qui nuovamente al compressore 14, previo passaggio nel serbatoio di separazione liquido-gas 15.

Più in dettaglio, il fluido frigorigeno in uscita dallo scambiatore di calore 3 percorre la tubazione 13 fino a raggiungere l'ingresso 17d della valvola a quattro vie 24, per poi uscire dall'ingresso 17c della valvola medesima e da qui percorre la tubazione 19 fino al serbatoio di separazione liquido-gas 15 che comunica direttamente con l'aspirazione del compressore 14.

È opportuno sottolineare che, in questa modalità di funzionamento, l'uscita 3d dello scambiatore di calore 3 è in comunicazione diretta con l'aspirazione 4b dell'apparato di compressione 4, quest'ultimo è quindi in grado di aspirare per depressione non solo il fluido frigorigeno proveniente dalla tubazione 7, ma anche tutto il fluido frigorigeno contenuto nel circuito di by-pass 21, ossia nella tubazione 22 e nel serbatoio di accumulo 23. Ovviamente, visto l'orientamento della valvola di non-ritorno 24, lo svuotamento del circuito di by-pass 21 non interferisce con il normale deflusso di fluido frigorigeno in uscita dallo scambiatore di calore 2 lungo la tubazione 7.

Con riferimento alla figura 3, nel caso in cui sia necessario riscaldare il liquido trasportatore di calore che circola all'interno del circuito idraulico dell'impianto di climatizzazione, ossia nel caso in cui sia necessario passare dalla configurazione per la stagione estiva alla configurazione per la stagione invernale, la centralina elettronica di controllo (non illustrata) che sovrintende al funzionamento dell'unità di raffreddamento 1 chiude la valvola di intercettazione 10 e dispone le valvole a quattro vie 17 nella seconda posizione operativa.

In questo caso, il fluido frigorigeno in uscita dal compressore 14 attraversa la valvola di non-ritorno 16, raggiunge 1'ingresso 17a della valvola a quattro vie 17 del gruppo di distribuzione 5, esce dall'ingresso 17d della valvola a quattro vie 17, percorre la tubazione 13 ed entra pello scambiatore di calore 3 attraverso l'uscita 3d.

Dopo aver ceduto calore al liquido trasportatore di calore che circola nello scambiatore di calore 3, il fluido frigorigeno esce dall'ingresso 3c dello scambiatore di calore 3; percorre un tratto iniziale della tubazione 7 per poi deviare nel circuito di bypass 21 prima di raggiungere la valvola di espansione 20 sulla tubazione 7 stessa; percorre la tubazione 22 attraversando, in sequenza, il serbatoio di accumulo 23 e la valvola di non-ritorno 24; ed infine raggiunge nuovamente la tubazione 7 a monte del filtro disidratatore 9.

La valvola di intercettazione 10 infatti, quando è in posizione di chiusura, impedisce il passaggio di fluido goorigeno lungo il tratto della tubazione 7 in cui è posizionata la valvola di espansione 20.

Una volta raggiunta nuovamente la tubazione 7, il fluido frigorigeno attraversa il filtro disidratatore 9 e poi devia nella tubazione 11, percorrendo la quale attraversa le valvole di espansione 20 prima di raggiungere l'ingresso 2c dello scambiatore di calore 2.

Analogamente ai casi precedenti, attraversando la valvola di espansione 20, il fluido frigorigeno viene sottoposto ad una espansione rapida (per esempio una espansione adiabatica) con conseguente repentino abbassamento della propria temperatura.

All'interno dello scambiatore di calore 2, il fluido frigorigeno si riscalda assorbendo calore dall'ambiente esterno, per poi uscire dallo scambiatore medesimo attraverso l'ingresso 2d in modo tale da percorrere la tubazione 6 fino all'ingresso 17b della valvola a quattro vie 17.

Una volta all'interno della valvola a quattro vie 17, il fluido frigorigeno viene deviato verso l'ingresso 17c della valvola medesima, da dove prosegue poi tramite la tubazione 19 fino al serbatoio di separazione liquido-gas: 15 che comunica direttamente con l'aspirazione del compressore 14.

Analogamente al caso precedente, nella modalità di funzionamento per la stagione invernale l'uscita 2d dello scambiatore di calore 2 è in comunicazione diretta con l'aspirazione 4b dell'apparato di compressione 4, quest'ultimi è quindi in grado di aspirare per depressione il fluido frigorigeno proveniente dalla tubazione 11.

I vantaggi della macchina frigorifera 1 sono evidenti: la particolare disposizione della valvola di non-ritorno 8, del filtro disidratatore 9, della valvola di intercettazione 10 e della valvola di espansione 20 lungo la tubazione 7 ed il circuito di by-pass 21 così realizzato, permettono uno svuotamento rapido e completo delle parti di circuito che non vengono utilizzate nella modalità di funzionamento per la stagione estiva (ossia il circuito di by-pass 21), permettendo di minimizzare la quantità di fluido frigorigeno da inserire nella macchina .

Un ulteriore vantaggio della macchina frigorifera 1 sopra descritta ed illustrata è quello di permettere al fluido frigorigeno di attraversare il serbatoio di accumulo 23 solamente quando è necessario, ossia nella modalità di funzionamento per la stagione infernale, migliorando sensibilmente l'efficienza della macchina.

Risulta infine chiaro che alla macchina frigorifera 1 qui descritta ed illustrata possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (6)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Macchina frigorifera (1) a ciclo reversibile comprendente un primo scambiatore di calore (2), in corrispondenza del quale un fluido frigorigeno è in grado di scambiare calore con l'ambiente esterno; un secondo scambiatore di calore (3), in corrispondenza del quale il detto fluido frigorigeno è in grado di scambiare calore con un generico liquido; un apparato di compressione (4) del detto fluido frigorigeno, in corrispondenza del quale il detto fluido frigorigeno viene sottoposto a compressione; ed un gruppo di distribuzione (5) del detto fluido frigorigeno, il quale è atto a collegare in modo opportuno il detto apparato di compressione (4) con i detti primo (2) e secondo scambiatore di calore (3); la detta macchina frigorifera (1) essendo caratterizzata dal fatto che il detto primo scambiatore di calore (2) è collegato al detto secondo scambiatore di calore (3) attraverso almeno una prima tubazione di raccordo (7) lungo la quale sono disposti, in sequenza, una prima valvola di non-ritorno (8) , una valvola di intercettazione (10) ed un primo dispositivo di espansione (20) in corrispondenza del quale il fluido frigorigeno viene sottoposto ad espansione rapida; la macchina frigorifera (1) essendo inoltre provvista di un circuito di by-pass (21) che comprende una seconda tubazione di raccordo (22), la quale presenta la prima estremità collegata alla detta prima tubazione di raccordo (7), tra il secondo scambiatore di calore (3) ed il primo dispositivo di espansione (20), e la seconda estremità collegata nuovamente alla detta prima tubazione di raccordo (7) tra la prima valvola di nonritorno (8) e la valvola di intercettazione (10), un serbatoio di accumulo (23) del liquido frigorigeno disposto lungo la seconda tubazione di raccordo (22), ed infine una seconda valvola di non-ritorno (24) posizionata lungo la seconda tubazione di raccordo (22), tra il detto serbatoio di accumulo (23) e la detta prima tubazione di raccordo (7).
2. 2 . Macchina frigorifera secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di essere provvista di un filtro disidratatore (9) il quale è disposto lungo la detta prima tubazione di raccordo (7), tra la detta prima valvola di non-ritorno (8) e la detta valvola di intercettazione (10); la detta seconda tubazione di raccordo (22) essendo collegata alla detta prima tubazione di raccordo (7) tra la detta prima valvola di non-ritorno (8) ed il detto filtro disidratatore (9).
3. 3. Macchina frigorifera secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che la detta prima valvola di non-ritorno (8) è orientata in modo tale da permettere il deflusso del fluido frigorigeno solamente dal detto primo scambiatore di calore (2) verso il detto secondo scambiatore di calore (3), mentre la detta seconda valvola di non-ritorno (24) è orientata in modo tale da permettere il deflusso del fluido frigorigeno solamente dal serbatoio di accumulo (23) verso la detta prima tubazione di raccordo (7).
4. 4. Macchina frigorifera secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che la detta valvola di intercettazione (10) è selettivamente atta ad impedire il passaggio di fluido frigorigeno lungo il tratto della prima tubazione di raccordo (7) in cui è posizionato il detto primo dispositivo di espansione (20).
5. 5. Macchina frigorifera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una terza tubazione di raccordo (11) atta a collegare il detto primo scambiatore di calore (2) al detto secondo scambiatore di calore (3); la detta terza tubazione di raccordo (11) essendo collegata alla detta prima tubazione di raccordo (7) tra il detto filtro disidratatore (9) e la detta valvola di intercettazione (10) .
6. 6. Macchina secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal atto di comprendere almeno un secondo dispositivo di espansione (20) posizionato lungo la detta terza tubazione di raccordo (11) Macchina frigorifera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il detto primo scambiatore di calore (2) è collegato direttamente al detto gruppo di distribuzione (5) del detto fluido frigorigeno tramite una quarta tubazione di raccordo (6). 8. Macchina frigorifera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il detto secondo scambiatore di calore (3) è collegato direttamente al detto gruppo di distribuzione (5) del detto fluido frigorigeno tramite una quinta tubazione di raccordo (13). 9. Macchina frigorifera secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il detto gruppo di distribuzione (5) del detto fluido frigorigeno comprende una valvola a quattro vie (17) la quale è provvista di quattro ingressi (17a, 17b, 17c, 17d) selettivamente atti ad essere messi a coppie in comunicazione diretta uno con l'altro.