ITMI20010407A1 - Apparecchiatura particolarmente per la conservazione di prodotti deperibili ad una temperatura predeterminata - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Il presente trovato si riferisce ad una apparecchiatura particolarmente per la conservazione di prodotti deperibili ad una temperatura predeterminata .
Come è noto, per il trasporto e la conservazione di prodotti deperibili, quali ad esempio derrate alimentari, è necessario che la temperatura all ' interno dell'ambiente di conservazione venga mantenuta a dei valori costanti e, il più possibile, corrispondenti a valori di temperatura che vengono di volta in volta predisposti in funzione del genere dei prodotti stessi.
Attualmente la conservazione si basa sulla utilizzazione di contenitori che, in pratica, definiscono un ambiente refrigerato.
Per risolvere questo problema nel brevetto EP 0664 426 viene descritto un contenitore, ad esempio del tipo container, che presenta la peculiarità di avere, in corrispondenza della maggior parte della superficie delle pareti, degli interstizi in cui sono previsti dei fluidi ad elevata capacità termica, che rimangono ad una temperatura relativamente bassa, in modo tale da poter eseguire uno scambio termico che consenta di mantenere costanti le condizioni di temperatura all'interno del container.
Questo tipo di soluzione presenta vari inconvenienti, come ad esempio una elevata complessità costruttiva ed una scarsa flessibilità di funzionamento, in quanto non è agevolmente possibile procedere alla sostituzione del liquido di accumulo termico.
Un altro inconveniente imputabile alla soluzione sopra segnalata è costituito dal fatto che il predisporre gli elementi di scambio termico all'interno dello spessore delle pareti provoca una variazione dimensionale dell'interno del container che rende estremamente non razionale la palettizzazione, dato che la riduzione di larghezza utile porta alla impossibilità di introdurre affiancati i pallet standard.
Un altro problema è poi costituito dal fatto che il liquido refrigerante deve essere termicamente condizionato in corrispondenza di unità di ricarica fisse, con conseguenti rilevanti complicazioni logistiche e organizzative.
Un ulteriore inconveniente è poi costituito dal fatto che il container così realizzato viene ad avere una tara particolarmente elevata.
La situazione sopra esposta ha fatto sì che la soluzione sopra illustrata sia in grado di soddisfare solo una ridotta percentuale delle esigenze di mercato, tenendo anche conto che la presenza degli scambiatori di calore sulle superfici laterali della camera interna porta ad elevati rischi di perforazione con conseguente spargimento di liquidi e danneggiamento delle caratteristiche dell'insieme.
Il compito che si propone il trovato è appunto quello di superare gli inconvenienti precedentemente lamentati, realizzando una apparecchiatura particolarmente per la conservazione di prodotti deperibili, ad una temperatura predeterminata, che sia in grado di presentare una superficie di scambio termico particolarmente elevata, potendo così ottimizzare tutte le fasi di condizionamento termico, sia nel caso in cui l'apparecchiatura venga utilizzata per la distribuzione dei prodotti, per cui la camera è soggetta a numerose aperture, sia nel caso in cui l'apparecchiatura venga utilizzata per la conservazione o il trasporto a lungo raggio, per cui la camera è soggetta ad un numero limitato di aperture.
Nell'ambito del compito sopra esposto uno scopo particolare del trovato è quello di realizzare una apparecchiatura che consenta di mantenere al suo interno delle temperature adatte sia per i prodotti freschi che surgelati .
Ancora uno scopo del presente trovato è quello di realizzare una apparecchiatura che sia completamente svincolata dal sistema delle unità di ricarica fisse poste a terra, potendo così affrontare anche trasporti di durata indefinita.
Un'ulteriore peculiarità del trovato è costituito dal fatto che l'apparecchiatura è in grado di consentire la palettizzazione utilizzando pallet standard, potendo essere prevista in un container senza dover ricorrere ad un inaccettabile incremento dello spessore delle pareti.
Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare una apparecchiatura in cui, oltre ad una riduzione della tara, sia possibile minimizzare gli effetti negativi determinati dall'accumulo di ghiaccio sugli scambiatori di calore a causa della apertura delle porte, rendendo così l'insieme particolarmente idoneo nel caso di trasporto e distribuzione di prodotti alimentari.
Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da una apparecchiatura particolarmente per la conservazione di prodotti deperibili ad una temperatura predeterminata, secondo il trovato, comprendente una camera delimitata da pareti termicamente isolanti ed alloggiante mezzi scambiatori di calore, caratterizzata dal fatto che detti mezzi scambiatori di calore comprendono un accumulatore termico presentante almeno un elemento tubulare interno per il passaggio di un fluido frigorigeno ed almeno un elemento tubulare esterno circondante detto almeno un elemento tubulare interno e definente con esso una intercapedine di contenimento di una massa di capacità termica, sulla superficie esterna di detto elemento tubolare esterno essendo previste alettature esterne per incrementare la superficie di scambio termico con l'aria all'interno di detta camera.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di una apparecchiatura particolarmente per la conservazione di prodotti deperibili ad una temperatura predeterminata, illustrata a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli uniti disegni in cui:
la figura 1 rappresenta schematicamente l'apparecchiatura, secondo il trovato, applicata ad un mezzo di trasporto;
la figura 2 rappresenta in sezione l'apparecchiatura con scambiatori di calore predisposti per trasporto e distribuzione con frequenti aperture delle porte;
la figura 3 rappresenta l'apparecchiatura vista in sezione con scambiatori di calori predisposti per conservazione o trasporto a lungo raggio, con ridotte aperture delle porte;
la figura 4 rappresenta schematicamente uno scambiatore di calore; la figura 5 rappresenta lo scambiatore di calore, di cui a figura 4, visto in spaccato ed in vista prospettica;
la figura 6 rappresenta in vista prospettica il particolare delle alettature esterne;
la figura 7 rappresenta le alettature esterne viste frontalmente. Con riferimento alle citate figure, l'apparecchiatura particolarmente per la conservazione di prodotti deperibili ad una temperatura predeterminata, comprende un corpo contenitore, che viene indicato genericamente con il numero di riferimento 1 e che può, ad esempio, essere costituito da un tradizionale container o cassa mobile o furgone che viene posto a bordo di un veicolo indicato genericamente con 2.
Il corpo contenitore 1 definisce al suo interno una camera 3 che è dotata di pareti, genericamente indicate 4, le quali vengono isolate termicamente secondo i canoni tradizionali, in modo da definire uno spazio interno che consente la palettizzazione dei prodotti, utilizzando i pallet standard.
All'interno della camera 3 risultano previsti degli scambiatori di calore, globalmente indicati con il numero di riferimento 5, i quali hanno la funzione di ottimizzare le fasi di scambio termico per consentire il mantenimento di un livello di temperatura predeterminato.
Prendendo in esame il caso del trasporto e distribuzione di prodotti con numerose aperture delle porte che chiudono la camera 3, vengono previsti scambiatori di calore circolari, indicati specificatamente con 10, i quali presentano, come illustrato nelle figure 4 e 5, un elemento tubolare interno circolare 11 il quale è dotato di un'anima 12 al cui interno viene fatto circolare un fluido frigorigeno che, preferibilmente, è costituito da freon.
Il nucleo o anima 12 presenta una pluralità di alette centrali radiali 13 che si sviluppano verso l'esterno e che risultano alloggiate in una intercapedine 14 che risulta definita da un elemento tubolare esterno circolare 15, sezione circolare il quale circonda e contiene l'elemento tubolare interno 12.
Sulla superficie interna dell'elemento tubolare esterno 15 sono previste alette interne radiali 16 che convergono verso il centro dell'elemento tubolare interno e praticamente si alternano con le alette centrali radiali 13 per definire una ampia zona di scambio termico con la massa di capacità termica che viene introdotta nella intercapedine 14 mediante imbocchi di entrata 17 e di uscita 18, posti in corrispondenza delle estremità assiali.
La tipologia del fluido che costituisce la capacità termica consente in pratica di definire il livello termico che viene mantenuto all'interno della camera 3.
Sull'elemento tubolare esterno 15 risultano previste delle alettature esterne presentanti una alettatura radiale esterna, indicata globalmente con 20, la quale risulta costituita da una banda 21 che viene disposta elicoidalmente sulla superficie dell'elemento tubolare esterno 15 e che presenta una pluralità di lamelle 22 sviluppantisi radialmente e ritorte attorno al loro asse di sviluppo longitudinale, in modo da creare una superficie di scambio termico estremamente elevata ed un'ottimale turbolenza dell'aria.
In particolare la superficie di scambio termico realizzata dalle alettature esterne radiali 20 e maggiore di 2 m /m di sviluppo in lunghezza dell'elemento tubolare e, preferibilmente, è di circa 10 m /m.
La superficie di scambio termico che viene realizzata sulla superficie interna dell'elemento tubolare esterno dalle alette interne radiali risulta essere maggiore di 0,3 m<2>/m e preferibilmente di l,5m<2>/m.
Il numero degli scambiatori di calore è tale per cui la superficie di scambio termico viene ad essere maggiore di due volte la superficie interna della camera, preferibilmente è circa tre volte la superficie della camera.
Il circuito di refrigerazione costituito dall'elemento tubolare interno viene percorso da freon o liquido equivalente che assorbe calore dalla capacità termica posta all'interno della intercapedine, ad esempio costituita da acqua, anche quando questa capacità comincia a gelare.
In questo modo si viene ad avere una notevole conduttanza esterna verso l'aria ed una elevata conduttanza interna cioè verso la capacità termica, per cui si ha la possibilità di assorbire rapidamente le rilevanti quantità di calore dovute alle aperture delle porte e al conseguente ingresso di aria contenente umidità.
Inoltre l'elevata superficie di scambio termico fa sì che l'umidità contenuta nell'aria che si congela a contatto con le alette venga a creare degli spessori di ghiaccio molto ridotti, e comunque inferiori a 0,5 mm, per cui in pratica non viene modificata o inficiata la conduttanza esterna degli accumulatori termici.
Per incrementare la autonomia del sistema è possibile prevedere una unità frigorifera di bordo, indicata con 25 in figura 1, che può essere direttamente alloggiata all'interno del container, potendo così increme: tare la capacità di assorbimento di calore derivante dagli accumulatori termici, aumentando considerevolmente l'autonomia frigorifera.
Il mezzo così dimensionato ha, in condizioni di temperatura esterna compresa tra 20 e 40°C, con umidità compresa tra 70 e 99%, una autonomia fino a quattro settimane, ipotizzando un tempo di marcia pari al 75% del tempo totale di utilizzo, con una media di 20 aperture porta/giorno.
Per uniformare ulteriormente la temperatura all'interno della camera 3 può essere previsto un ventilatore che crea una ventilazione con una velocità inferiore a 1 metro al secondo, preferibilmente, a 0,5 metri al secondo, in modo tale da poter distribuire uniformemente l'aria all'interno.
Nel caso in cui l'apparecchiatura venga utilizzata per il trasporto a lungo raggio o per la conservazione, gli scambiatori di calore, che concettualmente presentano la stessa funzionalità, hanno preferibilmente una conformazione differente, che viene illustrata in figura 3.
Gli scambiatori di calore presentano un elemento tubolare interno ad anima ristretta indicato con 30 che presenta alette centrali 31 e si sviluppano all'interno di una intercapedine 32 che è definita da un elemento tubolare esterno poligonale 33 il quale presenta alette interne 34 che si sviluppano verso una intercapedine ed alette esterne piane 35 che si sviluppano verso l'esterno per lo scambio termico con l'aria; vantaggiosamente è poi prevista una aletta interna centrale allungata 36 che si protende maggiormente rispetto alle altre.
Con la disposizione descritta si viene ad avere un rapporto di superficie tra l'alettatura esterna e la superficie di appoggio alla parete he è maggiore di 3 m2/m2 ed una superficie interna, cioè verso l'inter capedine, che, in rapporto alla lunghezza dell'elemento tubolare, è maggìore di 0,2 m /m.
Con questa forma di realizzazione si hanno, verso l'esterno, cioè verso la camera 3, delle superfici di scambio termico che sono maggiori rispetto alla superficie interna della camera.
Anche in questo caso può essere prevista una ventilazione normale all'asse del veicolo con una velocità inferiore a 0,5 m/sec per ottimizzare la distribuzione delle temperature.
Sfruttando la possibilità di ricarica utilizzando il compressore montato a bordo del container si ottengono, in condizione di temperatura esterna compresa fra 20 e 40°, con umidità compresa tra 70 e 99°, autonomie fino a sei settimane, ipotizzando un tempo di marcia pari al 75% del tempo totale di utilizzo.
In entrambe le soluzioni sopra descritte è possibile prevedere un sistema di comando e controllo per il compressore ed il sistema di ventilazione che sono gestiti da una unità centrale o PLC che inoltre provvede al monitoraggio dello stato di carica dei vari accumulatori termici e che realizza l'avvio e l'arresto dell'unità di ricarica autonoma, così come l'avvio e l'arresto del sistema di ventilazione interno, nonché degli allarmi e la possibilità di eseguire la segnalazione della temperatura per fresco e surgelato.
A quanto sopra segnalato va aggiunto che è possibile prevedere un contenitore in cui siano previsti contemporaneamente accumulatori termici presentanti una massa di capacità termica idonea alla conservazione del fresco ed accumulatori termici aventi una massa di capacità termica idonea alla conservazione del surgelato.
A titolo unicamente esemplificativo si segnala che nel caso del fresco la massa di capacità termica può essere costituita da acqua eventualmente addizionata con sali per avere un punto di fusione compreso tra 0° e -5°C, mentre nel caso del surgelato la massa di capacità termica può essere costituita da una miscela avente punto di fusione inferiore a -22°C.
Da quanto sopra illustrato si vede quindi come il trovato raggiunga gli scopi proposti ed in particolare si sottolinea il fatto che viene realizzata una apparecchiatura che risulta particolarmente pratica e funzionale grazie alla adozione di un accumulatore termico che sfrutta la massa di capacità termica che è posta in una intercapedine che, all'interno, e in comunicazione con un circuito di liquido frigorigeno e, all'esterno, è posta all'interno della camera da controllare termicamente.
Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.
Inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.
In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.
RIVENDICAZIONI
1. Apparecchiatura particolarmente per la conservazione di prodotti deperibili ad una temperatura predeterminata, comprendente una camera delimitata da pareti termicamente isolanti ed alloggiante mezzi scambiatori di calore, caratterizzata dal fatto che detti mezzi scambiatori di calore comprendono un accumulatore termico presentante almeno un elemento tubolare interno per il passaggio di un fluido frigorigeno ed almeno un elemento tubolare esterno circondante detto almeno un elemento tubolare interno e definente con esso una intercapedine di contenimento di una massa di capacità termica, sulla superficie esterna di detto elemento tubolare esterno essendo previste alettature esterne per incrementare la superficie di scambio termico con l'aria all'interno di detta camera.
2. Apparecchiatura, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detta camera è definita all'interno di un corpo contenitore costituito da un container o da una cassa mobile.
3. Apparecchiatura, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto almeno un elemento tubolare interno comprende un elemento tubolare interno circolare presentante un'anima al cui interno viene fatto circolare detto fluido frigorigeno, da detto nucleo sviluppandosi una pluralità di alette centrali radiali alloggiate in detta intercapedine .
4. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto elemento tubolare esterno comprende un elemento tubolare esterno circolare dalla cui superficie interna si sviluppano alette interne radiali convergenti verso detto elemento tubola
Claims (1)
- re circolare interno ed alternantisi con dette alette centrali radiali. 5. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che dette alettature esterne comprendono una alettatura radiale esterna costituita da una banda disposta sostanzialmente ad elica cilindrica sulla superficie di detto elemento tubolare esterno, detta banda definendo una pluralità di lamelle sviluppantisi radialmente e ritorte attorno all'asse di sviluppo longitudinale di ogni singola lamella . 6. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta intercapedine, in corrispondenza delle estremità assiali del relativo elemento tubolare, presenta imbocchi di ingresso e di uscita per un fluido costituente detta massa di capacità termica. 7. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che dette alettature esterne radiali definiscono una superficie di scambio termico maggiore di 2 m /m. 8. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che dette alettature esterne radiali presentano una superficie di 10 m /m. 9. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la superficie di scambio termico definita da dette alette interne radiali è maggiore di 0,3 m /m. 10. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la superficie definita da dette alette interne radiali è di 1,5 m /m. 11. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto almeno un elemento tubolare è costituito da un elemento tubolare interno ad anima ristretta dotata di alette centrali sviluppantisi verso detta intercapedine definita da un elemento tubolare esterno costituito da un elemento tubolare esterno poligonale presentante alette interne sviluppantisi verso detta intercapedine ed alette esterne piane sviluppantisi verso l'esterno. 12. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che dette alette esterne piane definiscono una superficie maggiore di 3 m /m. 13. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che dette alette interne definiscono una superficie maggiore di 0,2 m /m. 14. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una unità frigorifera di bordo alloggiata su detto corpo contenitore ed alimentata dal motore del vettore e/o da rete fissa. 15. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere all'interno di detta camera un ventilatore atto a creare una ventilazione con velocità inferiore a 1 m al secondo per l'uniforme distribuzione dell'aria all'interno di detta carnera . 16. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità frigorifera e detto ventilatore sono controllati da un'unità centrale o PLC. 17. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità centrale o PLC è atta a regolare la ricarica degli accumulatori termici, a regolare la temperatura e a gestire gli allarmi. 18. Apparecchiatura, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere, sul medesimo contenitore, almeno un accumulatore termico con massa di capacità termica avente punto di fusione compreso tra 0° e -5°C ed almeno un accumulatore termico con massa di capacità termica avente punto di fusione inferiore a -22°C.
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