ITMI20072106A1 - Impianto frigorifero - Google Patents

Description

Titolo: "Impianto frigorifero"

La presente invenzione riguarda un impianto frigorifero. In particolare, si riferisce ad un impianto frigorifero per vetrine verticali ottimizzato per raggiungere una alta resa sia in raffreddamento che in sbrinamento.

Gli impianti frigoriferi cosiddetti a "vetrina verticale" sono costituiti normalmente da un armadio composto da quattro pareti interamente in vetro; solitamente una delle quattro pareti è costituita da una o più porte preferibilmente sempre a vetro. All'interno dell'armadio sono poste un numero variabile di griglie o ripiani in vetro.

Il gruppo frigorifero o di refrigerazione è posto solitamente, ma non obbligatoriamente nella parte bassa della vetrina, separato ed isolato dalla parte espositiva a vetri.

Solitamente il gruppo frigorifero presenta un compressore a pistone che genera un notevole rumore e l'espansione del gas viene realizzata mediante condotti capillari con gli svantaggi che ne derivano. E' noto che una espansione a capillare è costante per tutto il tempo di funzionamento del compressore, cosa inappropriata quando si continua ad aprire e chiudere la porta della vetrina per prelevare i prodotti o dopo una fase di sbrinamento, durante la quale la temperatura si innalza e si vorrebbe aumentare la potenza frigorifera per riportare il più velocemente possibile la temperatura interna della vetrina ai valori di conservazione del prodotto.

Abbinato al compressore, negli impianti frigo di tipo noto, viene montato un condensatore ad aria con un ventilatore a velocità fissa.

Tale soluzione risulta essere alquanto precaria, se si considera che la vetrina potrebbe essere esposta all'esterno e quindi soggetta a possibili cambiamenti climatici, la ventilazione fissa potrebbe creare una condensazione maggiore o minore in conseguenza a quanto detto con conseguente anomalo scarso rendimento frigo. Tali impianti comprendono inoltre un gruppo evaporatore che deve irradiare il freddo e che può essere messo sia nella parte bassa che nella parte alta all'interno della vetrina, oppure suddiviso per ogni ripiano-griglia.

Gli impianti di raffreddamento delle vetrine verticali si suddividono generalmente in impianti frigo così detti statici e impianti frigo ventilati. Quelli statici sono così definiti in quanto l'elemento che irradia il freddo non è investito da un flusso di aria forzata, ma si diffonde per normale convezione dell'aria. Gli impianti statici solitamente hanno più evaporatori molto sottili, ad esempio circa 10-15 mm, posti al di sotto di ciascun piano griglia.

Le griglie con il passare del tempo sotto l'influsso dell'aria umida proveniente dal basso possono incrostarsi di ghiaccio e possono perdere la loro efficacia di raffreddamento. E' necessario quindi ogni settimana o a discrezione dell'utente abbastanza frequentemente procedere allo svuotamento della vetrina e allo spegnimento dell'impianto per permettere lo scioglimento del ghiaccio ed inoltre, a scongelamento avvenuto, pulire ed asciugare l'interno vetrina, riaccendere l'impianto frigo, attendere il raggiungimento della temperatura di conservazione e quindi inserire i prodotti da esporre per la vendita. Gli impianti frigoriferi ventilati, presentano un evaporatore posto nella parte superiore o nella parte inferiore della vetrina. Essi sfruttano un flusso d'aria generato da un ventilatore, che aspira l'aria da un lato dell'evaporatore facendola passare attraverso un circuito di tubi di rame e attraverso una serie molto fitta, di alette sottili di alluminio.

Durante questa fase l'aria perde la sua umidità, si raffredda ulteriormente e quindi viene soffiata nell'ambiente interno della vetrina abbassandone la temperatura.

Contemporaneamente l'aria interna alla vetrina viene aspirata nell'evaporatore, dando luogo ad un circolo continuo di raffreddamento.

Anche questi tipi di evaporatori sono soggetti ad intasamento causato dal ghiaccio che si forma durante l'attraversamento dell'aria umida, quindi anch'essi necessitano di uno sbrinamento solitamente comandato a tempo da un termostato elettronico che spegne l'impianto frigorifero e aziona delle resistenze applicate superficialmente al pacco alettato.

Nello stesso impianto può essere utilizzato gas caldo al posto di resistenze come elemento scongelante dell'evaporatore .

In questo caso, non è necessario togliere i prodotti dall'interno della vetrina, anche se il riscaldamento dell'evaporatore da parte delle resistenze non è uniforme e potrebbe richiedere diverso tempo per riuscire a scongelare tutto il ghiaccio, così come pure con il solo gas caldo, con conseguente innalzamento della temperatura all'interno della vetrina e deterioramento dei prodotti stessi.

Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un impianto frigorifero che ovvi ai sopraccitati inconvenienti accompagnando ad un efficiente impianto frigorifero di raffreddamento della vetrina, un altrettanto efficiente sistema di sbrinamento ultra rapido per la pulizia dell'evaporatore da incrostazioni di ghiaccio formatesi durante il normale raffreddamento della stessa .

Forma oggetto della presente invenzione un impianto frigorifero in accordo con la allegata rivendicazione 1.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell'impianto secondo la presente invenzione saranno meglio chiari ed evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, di una forma di realizzazione con riferimento alle figure allegate in cui :

• la figura 1 è una vista prospettica di un impianto frigorifero a vetrina verticale;

• la figura 2 illustra il circuito refrigerante dell'impianto frigorifero di figura 1 durante la fase di raffreddamento;

• la figura 3 illustra il circuito refrigerante a gas caldo dell'impianto frigorifero di figura 1 durante la fase di sbrinamento;

• le figure 4a e 4b illustrano un particolare ingrandito del gruppo di evaporazione rispettivamente in vista dall'alto e laterale secondo la presente invenzione.

Con riferimento alle citate figure l'impianto frigorifero della presente invenzione comprende un armadio o corpo scatolare 10 composto da quattro pareti preferibilmente realizzate interamente in vetro; solitamente una delle quattro pareti è costituita da una o più porte il preferibilmente sempre realizzate in vetro. All'interno dell'armadio sono poste un numero variabile di griglie o ripiani per l'alloggiamento di prodotti da mantenere a temperatura controllata; tali ripiani essendo preferibilmente realizzati in vetro.

Un gruppo frigorifero 13 o di refrigerazione è posto solitamente, ma non obbligatoriamente nella parte bassa della vetrina, separato ed isolato dalla porzione espositiva 14 a vetri, mentre un gruppo di evaporazione 15 è posto solitamente sulla parte superiore della vetrina o dell'armadio.

Il gruppo di refrigerazione è atto a elevare il gas di refrigerazione sia in temperatura che in pressione e renderlo quindi liquido, ed estraendone il calore. Tale gas viene opportunamente fornito al gruppo di evaporazione dove per la differenza di pressione esistente nel lato aspirante il liquido viene iniettato all'interno dell'evaporatore dove avviene l'espansione e riportato allo stato gassoso, in modo da assorbire il calore dai prodotti stivati all'interno dell'impianto frigorifero sui vari ripiani. Successivamente il gas viene riportato al gruppo di refrigerazione per un nuovo ciclo.

Il gruppo di evaporazione ed il gruppo di refrigerazione sono connessi tra loro tramite due circuiti separati uno di raffreddamento ed uno di sbrinamento comandati da un termoregolatore.

Tale gruppo di refrigerazione comprende un compressore 17, ad esempio di tipo rotativo a palette ad alta efficienza frigo, ed a bassa rumorosità.

Tale compressore 17 invia da una sua tubazione di uscita 171 il gas refrigerante ad una vaschetta di evaporazione e condensa 18 e successivamente in un condensatore 21 dove sotto l'azione di due motoventilatori 20, il gas passa dallo stato gassoso allo stato liquido.

In uscita dal condensatore 21 è posto un sensore di temperatura 22 atto a rilevare la temperatura del gas ed ad inviare un segnale ad un regolatore di velocità 19 del ventilatore; il regolatore a seconda della temperatura pre-impostata, aumenta o diminuisce la velocità dei motoventilatori 20 contribuendo a mantenere costante la temperatura del gas liquido in uscita dal condensatore 21.

In questo modo se la temperatura dell'ambiente esterno della vetrina è più o meno elevata anche i motovent ilatori 20 gireranno più o meno veloci per mantenere costante la temperatura del gas condensato in uscita dal condensatore 21 e quindi la resa dell'impianto frigo. Successivamente al condensatore è posto nel circuito un ricevitore di liquido 23, un filtro 24 ed un indicatore di passaggio del liquido 25 .

Il gruppo di evaporazione comprende un circuito di tubi 34 per il gas proveniente dal gruppo di refrigerazione disposti all'interno di uno sbrinatore 37 disposto in un carter 41, due ventilatori 40 (per esigenze rappresentative ne vediamo uno) atti a diffondere il freddo all'interno del vano espositivo della vetrina 14, uno scarico 42 per la condensa che raccoglie il liquido dal gruppo di evaporazione e lo invia nella vaschetta di raccolta 18 della condensa.

Il gruppo comprende, inoltre, una coppia di resistenze 33 e 39 di sbrinamento un pannello isolante a cellula chiusa 38 al di sopra del gruppo evaporatore 15 che evita il formarsi di ghiaccio e brina al di sopra del gruppo evaporatore stesso.

Il circuito di raffreddamento comprende uno scambiatore di calore 26 ed una valvola termostatica 31, ad esempio una valvola termostatica a carica MOP, tramite i quali il gas viene inviato ad una temperatura idonea al gruppo di evaporazione 15.

La valvola termostatica a carica MOP 31 limita l'iniezione del gas all'avviamento del compressore 17 quindi non sovraccaricandolo ed evitando che abbia problemi di partenza.

In sostituzione al tradizionale diffusore a capillare è montata tale valvola termostatica 31, che aumenta o diminuisce automaticamente l'espansione del gas a seconda della temperatura di entrata dell'aria nell'evaporatore 37, ripristinando velocemente la temperatura all'interno della vetrina, sia dopo che si è aperta la porta per prelevare il prodotto che dopo uno sbrinamento.

Il gas liquido all'interno dell'evaporatore 37 espande asportando calore e ritorna allo stato gassoso, esce dall'evaporatore, passa all'interno dello scambiatore 26 attraversa una valvola di non ritorno 27, e ritorna al compressore 17, tramite una sua tubazione di ingresso 172 per un nuovo ciclo. Il circuito di sbrinamento comprende una valvola a solenoide 28 che consente di inviare dal compressore 17 al gruppo di evaporazione tramite una tubazione di mandata 29 il gas caldo.

Nel circuito il gas di refrigerazione caldo viene prelevato da tale compressore prima che esso venga raffreddato in tale condensatore 21 e viene inviato a tale gruppo di evaporazione tramite tale tubazione di mandata 29 controllata dalla valvola 28 opportunamente comandata.

Tale tubazione nella sua porzione terminale si suddivide in modo da inserire tale gas all'evaporatore 37 suddividendosi in due ingressi 35-36 per meglio alimentare il circuito 34 e quindi sbrinare e sciogliere più efficacemente e più rapidamente il ghiaccio formatosi sulle alette dell'evaporatore 37. Tale sbrinamento è supportato anche dalle resistenze 33 e 39 che vengono attivate dal termoregolatore contemporaneamente alla valvola 28.

Lo sbrinamento è controllato in due modi contemporaneamente dal termoregolatore 45, uno a tempo di circa 3 minuti (modificabili), e l'altro a temperatura mediante la sonda 32 che interagisce con il termoregolatore 45 e a sua volta ferma lo sbrinamento se il gas in uscita dall'evaporatore 37 raggiunge prima del tempo dovuto i 2°+3°C (anche questi modificabili) .

Durante questa fase di sbrinamento, vengono vantaggiosamente fermate le ventole 20, il gas aumenta di pressione nel condensatore 21 che fa da "valvola chiusa" obbligando il gas a preferire il passaggio attraverso il tubo di mandata 29; questo evita di mettere ulteriori elettrovalvole di sbarramento .

Il gas caldo parzialmente raffreddato, ma non condensato (liquido) in uscita dall'evaporatore 37 ritorna al compressore 17 dove si riscalda e viene ri-pompato nel tubo di mandata 29 per continuare il ciclo di sbrinamento. Il numero di sbrinamenti e la loro durata vengono impostati su tale termoregolatore 45 .

In una forma di realizzazione alternativa illustrata nelle figure 4a e 4b l'iniezione del gas caldo nell'evaporatore 37 è fatta con un unico tubo 46 a monte di tutto il circuito 34 dell'evaporatore 37. Una delle resistenze 39 è tenuta pressata contro la parte inferiore del pacco alettato dell'evaporatore 37 da una lamiera 30 particolarmente sagomata e inclinata per favorire il drenaggio dell'acqua di condensa .

La lamiera stessa 30 essendo appoggiata alla resistenza 39 si riscalda evitando che l'acqua che vi cade sopra si congeli favorendone il deflusso nello scarico di drenaggio 42.

Il carter 41 in lamiera di alluminio riveste tutto il gruppo evaporatore 37 ed è fatto in modo che possa raccogliere ulteriori perdite di acqua, ghiaccio o brina incanalandole verso lo scarico 42.

La seconda resistenza 33 è posizionata e premuta sulla superficie interna del carter 41 per facilitare lo scioglimento del ghiaccio che si potrebbe formare sulla base.

L'acqua derivante dallo sbrinamento defluisce dallo scarico 42 nel tubo di scarico 43 che porta l'acqua nella vaschetta di raccolta 18. Da tale vaschetta vantaggiosamente si fa evaporare acqua facendo passare il tubo di gas caldo in uscita dal compressore 17, in modo che il gas all'interno del tubo scenda di temperatura prima di entrare nel condensatore 21.

All'interno del tubo 43 è posizionata una ulteriore resistenza 44 atta ad evitare che l'acqua si ricongeli ostruendo il foro del tubo 43.

L'impianto frigo così realizzato non compromette il prodotto in esposizione anche se la porta dovesse accidentalmente rimanere socchiusa.

La valvola di non ritorno 27 assicura che durante il fermo del compressore 17, a temperatura raggiunta, non ritorni all'evaporatore 37 una quantità di gas caldo causando condensa e appannamento dei vetri.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto frigorifero a vetrina verticale comprendente un corpo scatolare (10) all'interno del quale in una porzione espositiva (14) sono poste un numero variabile di griglie o ripiani (12) per l'alloggiamento di prodotti da mantenere a temperatura controllata, un gruppo di refrigerazione (13) comprendente un compressore (IV) atto a comprimere il gas di refrigerazione un condensatore d'aria (21) ed un ventilatore (20) atti a sottrarre calore dal gas compresso ed a fornire tale gas, tramite un circuito di raffreddamento, ad un gruppo di evaporazione (15) che espande tale gas raffreddandolo e sottraendo calore ai prodotti alloggiati in tale porzione espositiva, caratterizzato dal fatto di comprendere un circuito di sbrinamento in cui il gas di refrigerazione caldo viene prelevato da tale compressore prima che esso venga raffreddato in tale condensatore (21) e viene inviato a tale gruppo di evaporazione tramite una tubazione di mandata (29) ed una valvola (28) opportunamente comandata.
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui tale circuito di raffreddamento comprende uno scambiatore di calore (26) ed una valvola termostatica (31) tramite i quali il gas viene inviato ad una temperatura idonea al gruppo di evaporazione (15).
3. 3. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui tale tubazione di mandata (29) nella sua porzione terminale si suddivide in modo da inserire tale gas all'evaporatore in due ingressi (35,36) per meglio alimentare il circuito e quindi sbrinare e sciogliere più efficacemente e più rapidamente il ghiaccio formatosi sulle alette dell'evaporatore (37).
4. 4. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui tale gruppo di evaporazione comprende due resistenze (33,39) che vengono attivate dal termoregolatore (45) contemporaneamente alla valvola (28).
5. 5. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui il circuito di sbrinamento comprende un doppio controllo, a tempo e a temperatura mediante il termoregolatore (45), ove una sonda (32) interagisce con il termoregolatore (45) e ferma lo sbrinamento se il gas in uscita raggiunge prima del tempo la temperatura di 2°+3°C .
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione 1, in cui il gruppo di evaporazione è sormontato da un pannello isolante a cellula chiusa (38) che evita il formarsi di ghiaccio e brina al di sopra del gruppo evaporatore stesso.
7. 7. Impianto secondo la rivendicazione 4, in cui una di tali resistenze (39) è tenuta pressata contro la parte inferiore del pacco alettato dell'evaporatore da una lamiera (30) sagomata e inclinata per favorire il drenaggio dell'acqua di condensa.
8. 8. Impianto secondo la rivendicazione 4, in cui un carter (41) in lamiera di alluminio riveste tutto il gruppo evaporatore ed è fatto in modo che possa raccogliere ulteriori perdite di acqua, ghiaccio o brina incanalandole verso uno scarico (42).
9. 9. Impianto secondo la rivendicazione 8, in cui la seconda resistenza (33) è posizionata e premuta sulla superficie interna del carter (41) per facilitare lo scioglimento del ghiaccio che si potrebbe formare sulla base.