ITMI20072100A1 - Dispositivo di accumulo refrigerante e recupero olio per sistemi di recupero/rigenerazione/ricarica di un fluido refrigerante - Google Patents

Description

Descrizione di un brevetto d'invenzione a nome:

Il presente trovato si riferisce a un dispositivo di accumulo refrigerante e recupero olio per sistemi di recupero/rigenerazione di un fluido refrigerante. In particolare si riferisce a un dispositivo per sistemi di recupero/rigenerazione/ricarica di un fluido refrigerante prelevato da impianti di refrigerazione condizionamento o pompe di calore.

Come noto i fluidi che vengono attualmente impiegati negli impianti di refrigerazione o pompe di calore sono estremamente costosi. Spesso inoltre i gas presenti in vecchie installazioni sono dannosi per l'ambiente.

Nasce quindi l'esigenza di recuperare tali gas quando vi è la necessità di intervenire sugli impianti esistenti.

Inoltre a volte è necessario 'ripulire' e deumidificare il fluido presente negli impianti, come in occasione di un rabbocco. Spesso infatti quest'ultimo può essere contaminato da impurità varie (ad esempio morchie e particelle metalliche) e da umidità dovuta al prolungato funzionamento del sistema, oppure ancora derivante dalle operazioni di rabbocco stesse; tali impurità compromettono l'efficacia del fluido e possono portare a malfunzionamenti dell'impianto stesso.

E' nata quindi l'esigenza di creare dei gruppi in grado di recuperare, accumulare e rigenerare il fluido refrigerante presente nei noti impianti di refrigerazione, condizionamento o pompe di calore. Tali noti gruppi presentano un serbatoio di accumulo/evaporazione del fluido refrigerante connesso tramite circuitazioni di fluido a un serbatoio di recupero olio, in cui è previsto un filtro per la separazione dell'olio dal refrigerante. E' presente anche un filtro disidratatore per trattenere l'umidità eventualmente accumulata dal fluido refrigerante, un compressore per permettere la circolazione del fluido durante la fase di riciclo, una pompa a vuoto per preparare il gruppo prima dell'utilizzo, una uscita per lo spurgo dell'olio usato, una presa di immissione di olio di ripristino e una presa di ingresso per un rabbocco di refrigerante fresco. Il gruppo prevede inoltre una coppia di connessioni alta/bassa pressione, con l'impianto da cui prelevare il fluido.

Tali gruppi presentano solitamente un dispositivo che raggruppa il serbatoio di accumulo/evaporazione del fluido refrigerante e il serbatoio di recupero dell'olio. Tale dispositivo è formato due serbatoi, realizzati come corpi tubolari cilindrici con le estremità aperte, stretti a sandwich tra due piastre interconnesse da tiranti. In corrispondenza dell'interfaccia tra i corpi tubolari e le piastre sono previste delle sedi in cui sono alloggiate 4 guarnizioni di tenuta compresse dalla testa dei tubi. Nelle piastre (sia inferiore che superiore) sono previsti condotti e fori, che, con i serbatoi formano parte della circuitazione di fluido del gruppo.

Un inconveniente della tecnica nota consiste nel fatto che fra le piastre e i tubi, per formare i serbatoi, sono presenti quattro punti di giunzione. Ciò crea difficoltà nel realizzare delle tenute affidabili nel tempo, specialmente in presenza di fluidi fortemente diversificati e con elevato potere corrosivo come quelli refrigeranti.

Un ulteriore inconveniente della tecnica nota è che a seguito di una eventuale perdita dovuta a una guarnizione compromessa o mal installata, il fluido refrigerante andrebbe disperso nell'ambiente circostante con ingenti danni sia economici che ambientali.

Altra tecnica nota è quella di assemblare i due serbatoi , normalmente realizzati in ferro saldato e verniciato, direttamente sotto la piastra di supporto avvitandoli tramite un collare filettato.

Scopo del presente trovato è, pertanto, quello di realizzare un dispositivo che presenti una durata e un affidabilità nel tempo maggiori rispetto ai dispositivi tradizionali.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo che riduca drasticamente le possibilità di perdite di fluido refrigerante e che, anche nel caso di eventuali perdite, minimizzi la possibilità di dispersione di fluido refrigerante nell'ambiente.

Questi ed altri scopi vengono raggiunti realizzando un dispositivo di accumulo refrigerante e recupero olio per gruppi di recupero/rigenerazione/ricarica di un fluido refrigerante prelevato da impianti di refrigerazione, secondo gli insegnamenti tecnici delle annesse rivendicazioni.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno evidenti dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva del dispositivo, illustrata a titolo esemplificativo e quindi non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la figura 1 è una vista di un dispositivo secondo il presente trovato;

la figura 2 è una vista in sezione di un particolare del dispositivo di figura 1; e

la figura 3 è una vista schematica, semplificata, di un gruppo di recupero/rigenerazione in cui è presente il dispositivo di figura 1, connesso a una pluralità di dispositivi ausiliari del gruppo stesso.

Con riferimento alle figure citate, viene mostrato un dispositivo di accumulo refrigerante e recupero olio indicato complessivamente con il riferimento 1. Tale dispositivo fa parte di un gruppo di recupero/rigenerazione; un esempio di gruppo di generazione è mostrato in figura 3.

Il dispositivo 1 comprende una piastra 2 nella quale sono realizzati una pluralità di passaggi di fluido. Tali passaggi sono intercettati da opportune elettrovalvole che permettono di deviare e controllare il flusso di un fluido refrigerante all'interno dei detti passaggi. Al di sopra della piastra 2 e opportunamente collegati ai citati passaggi sono presenti anche un filtro meccanico 15 (coaliscente), un trasduttore 16, una valvola di mantenimento pressione costante 18 e un pressostato 19. Inferiormente alla piastra 2 è fissato un corpo 4 realizzato preferibilmente in pressofusione in lega metallica, una cui sezione è mostrata in figura 2. Esso può essere certamente realizzato con qualsivoglia materiale come ad esempio in alluminio, acciaio o anche in materia plastica, eventualmente rinforzata ad esempio tramite stampaggio a caldo per metalli e ad iniezione nel caso di materie plastiche. Tale corpo 4 definisce un primo serbatoio 4A (o serbatoio interno) utilizzato come serbatoio di accumulo/evaporazione del fluido refrigerante e un secondo serbatoio 4B o serbatoio esterno, realizzato ad anello attorno alla parte superiore del primo serbatoio 4A e utilizzato come serbatoio di recupero olio. I serbatoi 4A e 4B sono rispettivamente cilindrico a sezione circolare e anulare, ma possono assumere qualsiasi forma. La parete 5 del corpo 4 risulta quindi in comune sia al primo serbatoio 4A che al secondo serbatoio 4B, e sostanzialmente li separa.

Nella parte superiore (figura 2) del corpo 4 è realizzata un flangia 6 nella quale sono realizzati una pluralità di fori 7 per il fissaggio del corpo alla piastra tramite opportune viti. Dalla citata flangia 6 sporgono leggermente dei bordi anulari 20, ricavati come prolungamento in corrispondenza delle pareti dei serbatoi. Tali bordi anulari 20, nell'uso vengono alloggiati in opportune sedi (non mostrate) previste sulla piastra 2, nelle quali sono alloggiate delle guarnizioni di tenuta (anch'esse non mostrate).

Ciascuno dei serbatoi sul suo fondo, presenta una superficie inclinata 42A, 42B che converge e guida il fluido presente all'interno degli stessi verso un foro 41A, 41B.

Nel primo contenitore 4A interno tale superficie inclinata è definita da una zona ad imbuto 42A che converge verso il foro 41A. Tale foro è intercettato da una elettrovalvola EV10 apribile in maniera comandata dall'utilizzatore.

Nel secondo contenitore 4B la superficie 42B è inclinata verso il foro 41B è di conformazione anulare. Anche il foro 41B è intercettato da una elettrovalvola EV9.

La piastra 2 presenta inoltre, inferiormente, un foro filettato (non mostrato) in cui è avvitato un filtro disidratatore atto a trattenere l'umidità eventualmente contenuta nel refrigerante 9.

I passaggi citati e ricavati nella piastra 2 unitamente ai serbatoi 4A, 4B e al filtro disidratatore 9 formano parte del circuito di carica/ricircolo di detto gruppo di recupero/rigenerazione .

A conclusione della descrizione si sottolinea che la piastra prevede una pluralità di connettori 25 atti a permettere la connessione dei passaggi in essa realizzati con dispositivi ausiliari quali ad esempio: una pompa a vuoto 30, una riserva di fluido refrigerante 31, un contenitore di olio nuovo 32, un contenitore di cerca-fughe UV 33, un compressore 34, un contenitore di olio di scarto 35, un condensatore 36, e una coppia di attacchi rapidi di alta e bassa 36A, 36B, forniti di manometri 37 e con rubinetti, per la connessione del dispositivo ad un impianto di condizionamento, refrigerazione o pompa di calore. L'unione del dispositivo 1 con i citati dispositivi ausiliari forma il gruppo di recupero/rigenerazione, mostrato in figura 3. Il gruppo qui descritto è solamente esemplificativo. Infatti i dispositivi ausiliari, la configurazione dei passaggi nella piastra, il numero e la disposizione delle elettrovalvole potranno essere qualsiasi.

Il gruppo di figura 3 è qui di seguito descritto in dettaglio. Gli agganci rapidi 36A e 36B sono connessi da linee Li e L2 a un raccordo 25A previsto su una linea L3; all'estremità opposta di tale linea è previsto un ulteriore raccordo 25B in prossimità del quale è presente una elettrovalvola EV3. Le linee Li e L2 prevedono rispettivamente un manometro 37 e una valvola manuale di intercettazione Vi, V2. La linea L3 comunica con le linee L4,L5,L6 e L7. Alla linea L4 è connessa la pompa a vuoto 30 tramite un raccordo 25F; su tale linea sono inoltre presenti una coppia di elettrovalvole EVI e EV2. La linea L5 è associata trasduttore di pressione 16. La linea L6 presenta una valvola unidirezionale alla quale sono connessi attraverso due elettrovalvole EV4 e EV5 i contenitori dell'olio nuovo 32 e del liquido cercafughe 33. La linea L7 sfocia nel primo serbatoio 4A e sulla stessa sono previste in sequenza due elettrovalvole EV6, EV7, un manicotto antivibrazione 70 e un regolatore di pressione.

Dal serbatoio 4A fuoriesce una linea L8 che è diretta all'aspirazione del compressore 34; su tale linea sono presenti il filtro disidratatore 9 e un raccordo 25C.

La mandata del compressore 9 è connessa dalla linea L9 al secondo serbatoio 4B; sulla stessa sono previsti un raccordo 25D e un pressostato 19.

Dal secondo serbatoio 4B fuoriesce una linea L10, che tramite una valvola di non ritorno U3 , sfocia in una serpentina S alloggiata all'interno del primo serbatoio 4A. Sulla linea L10 è previsto un filtro meccanico di tipo coalescente 15, alloggiato nell'uso completamente all'interno del serbatoio 4B.

La linea Lll esce dalla serpentina e la collega con un raccordo 25E.

Al raccordo 25E è connesso l'evaporatore 36, che, tramite una elettrovalvola EV8 comunica con una valvola unidirezionale a tre vie U2. La valvola uniderazionale U2 è anche connessa tramite una valvola manuale V3 al raccordo 25B (e di conseguenza alla linea L3) e a una riserva 31 di fluido refrigerante.

Il foro 41B del secondo serbatoio 34 e il foro 41A del primo serbatoio sono connessi, rispettivamente attraverso le elettrovalvole EV9 e EV10 al contenitore di olio di scarto 35. I contenitori 32, 33, 32 e la riserva 31 sono posizionati su bilance elettroniche B.

Nella figura 3 è rappresentata con un tratteggio, in maniera schematica, la piastra 2. Le linee L3-L11 descritte, e che risultano interne al tratteggio, sono definite dai passaggi della piastra e le elettrovalvole EV1-EV7 sono montate sulla piastra 2.

Il funzionamento del gruppo è il seguente.

Preventivamente viene azionata la pompa a vuoto 30 (Fase di vuoto) per effettuare il vuoto in tutte le componenti del gruppo. In tale fase le valvole Vi e V2 sono aperte, gli attacchi rapidi hanno i rubinetti chiusi, le elettrovalvole EV4 e EV5 sono chiuse, come anche le EV9 e EV10, l'elettrovalvola EV8 è aperta come anche EV3, EV6 e EV7, EVI e EV2. La riserva 31 è chiusa.

Quando si è raggiunto il vuoto, verificato tramite i manometri 37, le elettrovalvole EVI e EV2, EV8 e EV3 vengono chiuse. Gli attacchi rapidi 26A, 36B vengono connessi a una presa di alta e di bassa pressione di un impianto su cui eseguire la manutenzione, e i loro rubinetti vengono aperti. Viene avviato il compressore 34 che aspira tramite la linea L3-L7 il fluido refrigerante all'interno del gruppo di recupero/rigenerazione. Il refrigerante viene accumulato nel primo serbatoio 4A e nel resto dell'impianto. Una volta risucchiato tutto il refrigerante le valvole VI e V2 vengono chiuse. E' così possibile eseguire la manutenzione sull' impianto di refrigerazione condizionamento o pompa di calore connesso al gruppo.

Il gruppo permette anche di rigenerare il refrigerante presente all'interno del gruppo. In tale fase vengono aperte le elettrovalvole EV8 e EV3. Il fluido refrigerante (vapore) presente all'interno del serbatoio 4A viene risucchiato dal compressore 34 attraverso il filtro disidratatore 9 e, compresso, viene inviato tramite la linea L9 all'interno del secondo serbatoio 4B. Il vapore di refrigerante lascia il secondo serbatoio 4B attraverso la linea L10 dove il filtro coalescente 15 separa l'olio dal vapore di refrigerante. L'olio si accumula sulla superficie esterna del filtro e ricade nel secondo serbatoio 4B accumulandosi in esso.

Il vapore caldo passa dalla linea L10 attraverso la serpentina S dove scambia calore con il liquido contenuto nel primo serbatoio 4A in esso contenuto; tale liquido viene così fatto evaporare. Lasciata la serpentina il vapore caldo viene convogliato dalla linea Lll nel condensatore 36 ove cede calore all'ambiente esterno condensandosi. Il liquido cosi formatosi ritorna alla linea L3 dalla quale successivamente ripercorre la linea L7 per ritornare nel primo serbatoio 4A dove evapora, dando nuovamente origine al ciclo prima descritto.

Il fluido viene cosi riciclato molte volte, filtrato dall'olio e disidratato. Inoltre le impurità in esso presenti vengono raccolte sul fondo del primo serbatoio 4A, dove si depositano le morchie e le impurità portate dal refrigerante (che è tipicamente anche un detergente). E sse vengono poi espulse attraverso la elettrovalvola di fondo EVI0.

L'olio invece si separa tramite il filtro "Coalescente" e si accumula nel contenitore esterno, di volume inferiore, da dove può essere recuperato o evacuato attraverso la elettrovalvola di fondo EV9. Nello schema di figura 3 esso viene convogliato nel contenitore di scorta 35.

Terminata la fase di rigenerazione del fluido è possibile, agendo opportunamente sulle valvole e elettrovalvole, ripristinare il livello dell'olio prelevandolo dall'contenitore 32 e eventualmente aggiungere del fluido cercafughe UV dal contenitore 33. E' inoltre possibile ricaricare eventuale fluido refrigerante dalla riserva 31. Tali operazioni e il modo di controllare le valvole per ottenerle sono del tutto ovvie per un esperto del ramo e non verranno quindi descritte nel dettaglio.

Gli azionamenti delle elettrovalvole, del compressore e della pompa a vuoto possono essere controllati da moduli o schede elettroniche. Così può essere sufficiente selezionare la modalità in cui si desidera operare (vuoto, rigenerazione, ricarica, aggiunta cercafughe, ecc) per ottenere una apertura e chiusura automatica delle elettrovalvole e l'azionamento automatico di pompa o compressore, in modo da ottenere l'operazione scelta. La carica di olio e refrigerante può essere anche effettuata in maniera automatica sulla base dei dati rilevati dalle bilance elettroniche B.

Si sottolinea che il gruppo descritto in figura 3 è solamente un esempio di come un dispositivo 1 come quello descritto possa essere utilizzato. Anche la sua circuitazione interna definita dai passaggi della piastra di supporto può essere di qualsiasi tipo e configurazione adatta per permettere il funzionamento del trovato. Così può essere previsto un numero inferiore o superiore di valvole a secondo del circuito che si vuole ottenere e alle funzioni che si desidera far svolgere alla macchina.

La forma di realizzazione descritta del dispositivo porta notevoli vantaggi. Infatti un eventuale fuga che dovesse avvenire in corrispondenza dell'interfaccia fra la parete 5 e la piastra 2, non porterebbe alla dispersione di fluido refrigerante dal secondo serbatoio 4B verso l'esterno, ma semplicemente al suo trafilamento all'interno del primo serbatoio 4A. Infatti la pressione presente in esso è inferiore rispetto a quella presente nel secondo serbatoio 4B. Non risulta inoltre possibile alcuna perdita di Refrigerante dal primo serbatoio 4A verso il secondo 4B, essendo quest'ultimo ad una pressione maggiore durante l'utilizzo.

Rispetto alla tecnica nota sono presenti solamente due guarnizioni invece delle quattro presenti sui serbatoi nelle soluzioni tradizionali.

Inoltre rispetto alle soluzioni con due piastre quella descritta prevede una riduzione delle connessioni, in quanto non è più necessario collegare la piastra inferiore con la piastra superiore; tutte le connessioni e i passaggi sono riportati sulla singola piastra.

La presenza di un solo corpo 4 da fissare alla piastra consente una maggior facilità di montaggio e diminuisce la possibilità di errori nel montaggio che potrebbero compromettere la tenuta e l'affidabilità delle guarnizioni.

Sono possibili molte alternative forme di realizzazione del dispositivo.

Cosi ad esempio i passaggi della piastra possono essere studiati in modo da utilizzare il primo serbatoio 4A come contenitore d'olio e il secondo serbatoio 4B come accumulatore/evaporatore. In tal caso la serpentina dovrebbe essere prevista all'interno del secondo serbatoio e dovrebbero essere eseguite altre modifiche all'impianto, ma tutte evidenti per il tecnico del ramo. I vantaggi descritti per la forma di realizzazione precedente sono senz'altro presenti anche in quella appena citata.

In una ancora differente forma di realizzazione il primo e il secondo serbatoio possono avere una configurazione qualsiasi, sempre prevedendo però almeno una parete in comune. Essi possono ad esempio esser ricavati in un unico contenitore cilindrico chiuso inferiormente diviso da un setto che divide i due serbatoi.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) di accumulo refrigerante, recupero olio per gruppi (100) di recupero/rigenerazione/ricarica di un fluido refrigerante prelevato da impianti di refrigerazione condizionamento o pompe di calore, comprendente un serbatoio (4A, 4B) di accumulo/evaporazione del fluido refrigerante e un serbatoio (4A, 4B)di recupero olio, detti serbatoi (4A, 4B) essendo chiusi alla loro sommità da almeno una piastra (2) che li supporta entrambi, la piastra (2) presentando una pluralità di passaggi atti a definire con detti serbatoi, una parte del circuito di carica/ricircolo di detto gruppo (100) di recupero/rigenerazione, caratterizzato dal fatto che detto serbatoio (4A, 4B) di accumulo/evaporazione e detto serbatoio (4A, 4B) di recupero olio presentano almeno una parete (S) in comune, in modo che un eventuale perdita di fluido refrigerante da uno di detti serbatoi in corrispondenza nell'interfaccia di connessione fra detta parete (S) comune e detta piastra (2) venga recuperata nell'altro.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che un serbatoio esterno (4B) fra detto serbatoio di accumulo/evaporazione e detto serbatoio di recupero olio, circonda completamente quello interno (4A) , almeno in corrispondenza di detta parete (S) in comune.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto serbatoio (4A, 4B) di accumulo/refrigerazione e detto serbatoio di recupero olio sono formati in un corpo unico (4).
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti serbatoi presentano conformazione cilindrica, il serbatoio esterno (4B) presentando un altezza inferiore rispetto a quello interno.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto serbatoio esterno (4B) presenta un volume inferiore a quello del serbatoio interno (4A).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che in detto serbatoio (4A, 4B) di accumulo/refrigerazione è prevista una serpentina atta a innalzare la temperatura del fluido refrigerante in esso accumulato.
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti serbatoi (4A, 4B) presenta sul suo fondo una superficie inclinata (4A, 4B) atta convogliare il contenuto degli stessi verso un apertura di spurgo (4A, 4B), detta apertura di spurgo essendo intercettata da un mezzo valvolare (EV, EV10) apribile in maniera comandata.
8. 8. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto corpo (4) è realizzato in pressofusione.
9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che nell'interfaccia fra ciascuno di detti serbatoi e detta piastra è presente una guarnizione di tenuta.
10. 10. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un filtro disidratatore (9) connesso a detta piastra, detto filtro formando parte del circuito di carica/ricircolo di detto gruppo di recupero/rigenerazione .
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto serbatoio esterno è di recupero olio, mentre detto serbatoio interno è di accumulo/evaporazione.
12. 12. Gruppo di recupero/rigenerazione (100) di fluido rigenerante comprendente un dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.