ITTO20111240A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONTROL OF THE DEFROSTING PHASE OF A REFRIGERANT APPLIANCE AND A REFRIGERANT APPLIANCE THAT IMPLEMENTS THIS METHOD - Google Patents
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Description
“METODO E DISPOSITIVO DI CONTROLLO DELLA FASE DI SBRINAMENTO DI UN APPARECCHIO REFRIGERANTE ED APPARECCHIO REFRIGERANTE CHE IMPLEMENTA TALE METODO†⠀ œMETHOD AND DEVICE FOR CONTROL OF THE DEFROST PHASE OF A REFRIGERANT APPLIANCE AND REFRIGERANT APPLIANCE THAT IMPLEMENTS THIS METHODâ €
DESCRIZIONE DESCRIPTION
[CAMPO DELL’INVENZIONE] [FIELD OF INVENTION]
La presente invenzione si riferisce al settore degli elettrodomestici e in particolare ad un metodo e dispositivo per controllare la fase di sbrinamento di un apparecchio refrigerante. The present invention relates to the household appliances sector and in particular to a method and device for controlling the defrosting phase of a refrigerating appliance.
Inoltre, la presente invenzione si riferisce a un apparecchio refrigerante che implementa il metodo della presente invenzione. Furthermore, the present invention relates to a refrigerating appliance which implements the method of the present invention.
[ARTE NOTA] [ART NOTE]
Sono noti apparecchi refrigeranti comprendenti almeno una cella raffreddata, uno sportello per accedere alla cella raffreddata ed un circuito frigorifero che implementa un ciclo frigorifero. Refrigerating appliances are known comprising at least one cooled cell, a door for accessing the cooled cell and a refrigeration circuit which implements a refrigeration cycle.
Nel circuito frigorifero un compressore comprime un fluido di ciclo, chiamato anche fluido refrigerante (ad esempio Freon o ammoniaca), in modo da far passare il fluido dallo stato gassoso allo stato liquido. Questo primo cambiamento di stato produce calore che viene estratto dal ciclo attraverso una serpentina a diretto contatto con l’ambiente esterno all’apparecchio refrigerante. Successivamente, il fluido allo stato liquido à ̈ fatto espandere ed evaporare in un evaporatore, e portato a contatto termico con la cella raffreddata, sottraendo calore da quest’ultima. In the refrigeration circuit, a compressor compresses a cycle fluid, also called refrigerant fluid (for example Freon or ammonia), in order to make the fluid pass from the gaseous state to the liquid state. This first change of state produces heat which is extracted from the cycle through a coil in direct contact with the environment outside the refrigerating appliance. Subsequently, the liquid in the liquid state is made to expand and evaporate in an evaporator, and brought into thermal contact with the cooled cell, subtracting heat from the latter.
I moderni apparecchi refrigeranti possono comprendere un compressore a giri variabili, chiamato anche compressore a capacità variabile, che à ̈ in grado di modulare il numero di giri del proprio motore elettrico e di conseguenza la capacità di raffreddamento del circuito in cui à ̈ inserito. Modern refrigerating appliances can include a variable speed compressor, also called a variable capacity compressor, which is able to modulate the number of revolutions of its electric motor and consequently the cooling capacity of the circuit in which it is inserted.
Esistono diversi tipi noti di apparecchi refrigeranti. Tra questi, a titolo esemplificativo ma non limitativo, si possono identificare apparecchi comprendenti una o più celle frigorifere, ad esempio una cella frigo a temperatura interna di poco superiore a 0°C (ad esempio 4-5 °C), normalmente per la conservazione di cibi o comunque oggetti freschi non congelati, e/o una cella freezer a temperatura di congelamento minore di 0°C ( ad esempio - 18°C) , normalmente per la conservazione di cibi o comunque oggetti congelati; ogni cella à ̈ normalmente dotata di una propria porta di accesso. Esistono pure gli apparecchi refrigeranti del tipo cosiddetto “no-frost†, in cui la veicolazione del freddo dall’evaporatore verso le celle à ̈ effettuata tramite una o più ventole attraverso tubature e bocchette: tipicamente l’accesso à ̈ diretto verso la cella freezer, mentre verso la cella frigo avviene tramite un regolatore di flusso, denominato damper, il quale può semplicemente aprire o chiudere l’accesso alla cella, oppure regolarlo in modo variabile tra un massimo ed un minimo. There are several known types of refrigerating appliances. Among these, by way of example but not limiting, it is possible to identify appliances comprising one or more cold rooms, for example a cold room with an internal temperature of just over 0 ° C (for example 4-5 ° C), normally for storage. of foods or in any case fresh non-frozen objects, and / or a freezer compartment at a freezing temperature below 0 ° C (for example - 18 ° C), normally for storing food or frozen objects; each cell is normally equipped with its own access door. There are also refrigerating appliances of the so-called â € œno-frostâ € type, in which the conveyance of cold from the evaporator to the cold rooms is carried out by means of one or more fans through pipes and vents: typically the access is directed towards the freezer compartment, while towards the refrigerator compartment it takes place via a flow regulator, called damper, which can simply open or close the access to the compartment, or adjust it in a variable way between a maximum and a minimum.
Durante il funzionamento dell’apparecchio refrigerante si può avere formazione di brina, in particolare in corrispondenza delle parti più fredde, quali l’evaporatore del circuito refrigerante, dovuta all’umidità presente all’interno dell’apparecchio refrigerante. Lo strato di brina accresce durante il funzionamento, con l’effetto tra l’altro di accrescere l’isolamento termico tra l’evaporatore e l’ambiente da refrigerare peggiorando l’efficienza dello scambio termico. Frost may form during operation of the refrigerating appliance, particularly in the coldest parts, such as the evaporator of the refrigerating circuit, due to the humidity inside the refrigerating appliance. The frost layer increases during operation, with the effect, among other things, of increasing the thermal insulation between the evaporator and the environment to be refrigerated, worsening the efficiency of the heat exchange.
Un fattore aggravante si determina negli apparecchi refrigeranti del tipo noto come “no-frost†. In essi l’evaporatore à ̈ soggetto ad una situazione di convezione forzata, e maggiori aumenti di perdite di carico o ghiacciature. An aggravating factor is determined in refrigerating appliances of the type known as â € œno-frostâ €. In them, the evaporator is subject to a situation of forced convection, and greater increases in pressure drops or icing.
Infatti in condizioni gravose di funzionamento l’evaporatore si ricopre di ghiaccio riducendone l’efficienza di scambio termico. In fact, under severe operating conditions, the evaporator is covered with ice, reducing its heat exchange efficiency.
Per ridare efficienza di funzionamento sono normalmente previste delle fasi di sbrinamento, in cui il sistema di controllo comanda l’accensione di mezzi riscaldanti per sciogliere la brina e così rimuoverla dall’evaporatore. Durante le fasi di sbrinamento il compressore viene normalmente spento. Le fasi di sbrinamento sono attivate di norma ad intervalli di tempo fissi, ad esempio ogni 24 ore, e per una durata prefissata. To restore operating efficiency, defrosting phases are normally provided, in which the control system commands the ignition of heating means to melt the frost and thus remove it from the evaporator. During the defrosting phases the compressor is normally switched off. The defrost phases are usually activated at fixed time intervals, for example every 24 hours, and for a predetermined duration.
Questa procedura nota di sbrinamento non à ̈ ottimale, in quanto prescinde dalle esigenze effettive dell’apparecchio refrigerante, non tenendo conto quindi di situazioni in cui lo sbrinamento non sarebbe necessario, oppure in cui necessiterebbe di maggiore tempo, e generando quindi situazioni di bassa efficienza energetica. This known defrosting procedure is not optimal, as it does not take into account the actual needs of the refrigerating appliance, thus not taking into account situations in which defrosting would not be necessary, or in which it would require more time, and therefore generating situations of low energy efficiency.
Il problema da affrontare à ̈ quindi quello di ottimizzare le fasi di sbrinamento, garantendo la massima efficienza energetica dell’apparecchio refrigerante, di un qualsiasi tipo dotato di un evaporatore, ottimizzando quindi i consumi energetici dell’apparecchio refrigerante. The problem to be faced is therefore that of optimizing the defrosting phases, guaranteeing the maximum energy efficiency of the refrigerating appliance, of any type equipped with an evaporator, thus optimizing the energy consumption of the refrigerating appliance.
[OBIETTIVI E SINTESI DELLA INVENZIONE] [OBJECTIVES AND SUMMARY OF THE INVENTION]
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di risolvere i problemi sopra descritti. The purpose of the present invention is to solve the problems described above.
In particolare, à ̈ scopo della presente invenzione quello di presentare un metodo per controllare le fasi di sbrinamento di un apparecchio refrigerante in modo da garantire la massima efficienza energetica, ottimizzando quindi i consumi energetici dell’apparecchio refrigerante e la velocità del compressore. In particular, the aim of the present invention is to present a method for controlling the defrosting phases of a refrigerating appliance in order to ensure maximum energy efficiency, thus optimizing the energy consumption of the refrigerating appliance and the speed of the compressor.
Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di presentare un metodo e dispositivo che permetta una corretta e affidabile conservazione del contenuto dell’apparecchio refrigerante. A further object of the present invention is to present a method and device that allows correct and reliable conservation of the contents of the refrigerating appliance.
Questi ed altri scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante un metodo ed un relativo apparecchio refrigerante incorporanti le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente descrizione. These and other objects of the present invention are achieved by means of a method and a relative refrigerating appliance incorporating the characteristics of the attached claims, which form an integral part of the present description.
L’idea generale alla base della presente invenzione à ̈ di prevedere, in accordo con la rivendicazione 1, un metodo di controllo della fase di sbrinamento di un apparecchio refrigerante, detto apparecchio refrigerante comprendendo un circuito frigorifero in cui à ̈ inserito un evaporatore, ed almeno una cella frigorifera che viene raffreddata da detto circuito frigorifero, detto metodo comprendendo il passo di attivare detta fase di sbrinamento quando si verifica la condizione che la temperatura di detta almeno una cella (TF) sale al di sopra di un valore massimo (TFmax) e che contemporaneamente la temperatura dell’evaporatore (TEV) à ̈ al di sotto di un valore minimo (TEVmin). The general idea behind the present invention is to provide, in accordance with claim 1, a method for controlling the defrosting phase of a refrigerating appliance, said refrigerating appliance comprising a refrigerating circuit in which an evaporator is inserted, and at least one cold room which is cooled by said refrigeration circuit, said method comprising the step of activating said defrosting phase when the condition occurs that the temperature of said at least one cell (TF) rises above a maximum value (TFmax ) and that at the same time the evaporator temperature (TEV) is below a minimum value (TEVmin).
La presente invenzione si riferisce anche a un apparecchio refrigerante che comprende un circuito frigorifero, una cella raffreddata dal circuito frigorifero, un compressore a giri variabili inserito nel circuito frigorifero, un’unità di controllo operativamente connessa al compressore e atta a controllare il numero di giri del compressore, in cui l’unità di controllo esegue i passi del metodo oggetto della presente invenzione. The present invention also refers to a refrigerating appliance which includes a refrigeration circuit, a cell cooled by the refrigeration circuit, a variable speed compressor inserted in the refrigeration circuit, a control unit operatively connected to the compressor and able to control the number of revolutions of the compressor, in which the control unit carries out the steps of the method object of the present invention.
Altri scopi e vantaggi della presente invenzione saranno più chiari dalla descrizione dettagliata contenuta nel seguito. Other objects and advantages of the present invention will become clearer from the detailed description contained below.
[DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE] [DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION]
Un esempio di realizzazione preferito e vantaggioso della presente invenzione viene descritto qui di seguito, applicato ad un apparecchio refrigerante di un qualsiasi tipo, dotato di un evaporatore, e di una o più celle, di tipo frigo oppure di tipo freezer. La temperatura effettiva di ogni cella e quella dell’evaporatore sono misurate da misuratori di temperatura di tipo noto. A preferred and advantageous embodiment of the present invention is described below, applied to a refrigerating appliance of any type, equipped with an evaporator, and with one or more cells, of the refrigerator or freezer type. The actual temperature of each cell and that of the evaporator are measured by known types of temperature gauges.
Il metodo della presente invenzione nasce dall’analisi della situazione termica nelle condizioni di formazione di brina sull’evaporatore. In queste condizioni la temperatura dell’evaporatore tende a diminuire a causa del minore scambio termico con l’esterno. Contemporaneamente le celle ricevono minore capacità refrigerante dall’evaporatore, sempre a causa del ridotto scambio termico, e conseguentemente la loro temperatura interna tende ad aumentare. The method of the present invention arises from the analysis of the thermal situation in the conditions of frost formation on the evaporator. In these conditions the evaporator temperature tends to decrease due to the lower heat exchange with the outside. At the same time the cells receive less refrigerating capacity from the evaporator, again due to the reduced heat exchange, and consequently their internal temperature tends to increase.
Quindi in accordo con la presente invenzione la funzione di sbrinamento viene attivata quando, essendo la temperatura di almeno una cella salita al di sopra di un valore massimo, preferibilmente per un certo periodo di tempo minimo di persistenza, si verifica che la temperatura dell’evaporatore à ̈ al di sotto di un valore minimo. Therefore, in accordance with the present invention, the defrost function is activated when, since the temperature of at least one cell has risen above a maximum value, preferably for a certain minimum period of persistence, it occurs that the temperature of the evaporator is below a minimum value.
In un esempio non limitativo, detto valore massimo à ̈ pari a 8 °C per una cella frigo, pari a -15 °C per una cella freezer; come esempio non limitativo, detto valore minimo della temperatura dell’evaporatore à ̈ pari a -35 °C. In a non-limiting example, said maximum value is equal to 8 ° C for a cold room, equal to -15 ° C for a freezer cell; as a non-limiting example, said minimum value of the evaporator temperature is equal to -35 ° C.
Più in particolare si ottiene la seguente formula generale per l’attivazione della funzione di sbrinamento, nel caso di apparecchio refrigerante con una cella: More specifically, the following general formula is obtained for the activation of the defrost function, in the case of a refrigerating appliance with one compartment:
[TEV < TEVmin] AND [TF > TFmax (preferibilmente per un tempo t2)] [TEV <TEVmin] AND [TF> TFmax (preferably for a time t2)]
dove TEV à ̈ la temperatura istantanea dell’evaporatore, TEVmin à ̈ il relativo valore minimo, TF à ̈ la temperatura della cella, TFmax à ̈ il relativo valore massimo. where TEV is the instantaneous evaporator temperature, TEVmin is the relative minimum value, TF is the cell temperature, TFmax is the relative maximum value.
Nel caso di più celle, si applicherà un OR logico tra le condizioni di superamento delle rispettive soglie da parte delle temperature delle celle, nel senso che il superamento della soglia sarà verificato in almeno una delle celle, con un relativo tempo minimo di persistenza di verifica. In the case of several cells, a logical OR will be applied between the conditions for exceeding the respective thresholds by the cell temperatures, in the sense that the exceeding of the threshold will be verified in at least one of the cells, with a relative minimum verification persistence time. .
La fase di funzionamento in sbrinamento inizierà dunque preferibilmente al verificarsi per un tempo minimo t2 della suddetta condizione; a titolo di esempio non limitativo il tempo minimo t2 à ̈ pari a 10 min. La fase di sbrinamento durerà fino al superamento di un valore di soglia prefissato TEVmax di temperatura dell’evaporatore, oppure fino al raggiungimento di un tempo limite di durata della fase di sbrinamento stessa. Al termine della fase di sbrinamento si ritornerà al funzionamento normale. The defrosting operation phase will therefore preferably begin when the above condition occurs for a minimum time t2; by way of non-limiting example, the minimum time t2 is equal to 10 min. The defrosting phase will last until a predetermined threshold value TEVmax of the evaporator temperature is exceeded, or until a time limit for the duration of the defrosting phase is reached. At the end of the defrost phase it will return to normal operation.
In un esempio non limitativo, la disattivazione avviene al superamento di una soglia (pari a 17 °C) da parte dell’evaporatore, o comunque trascorsi 50 min dall’inizio della fase di sbrinamento. In a non-limiting example, deactivation occurs when a threshold (equal to 17 ° C) is exceeded by the evaporator, or in any case after 50 minutes have elapsed from the start of the defrost phase.
In questo modo si garantisce che la fase di sbrinamento inizi solamente quando necessario, evitando inutili consumi di energia per attivare il resistore di riscaldamento quando non necessario, oppure che detta fase duri più a lungo, rispetto ad un tempo predefinito, se necessario per persistenza di brina in quantità eccessiva, che causerebbe variazioni indebite delle temperature interne delle celle. In this way it is ensured that the defrosting phase starts only when necessary, avoiding unnecessary energy consumption to activate the heating resistor when not necessary, or that said phase lasts longer, compared to a predefined time, if necessary for persistence of frost in excessive quantities, which would cause undue variations in the internal temperatures of the cells.
La realizzazione del dispositivo di controllo per l’attuazione del metodo come su descritto non costituisce problema per il tecnico del ramo, il quale avrà a disposizione alternative sia hardware che software. I rilevatori di temperatura delle celle e dell’evaporatore sono di tipo noto e normalmente già presenti nell’apparecchio. The realization of the control device for the implementation of the method as described above does not constitute a problem for the person skilled in the art, who will have both hardware and software alternatives available. The temperature detectors of the cells and of the evaporator are of a known type and are normally already present in the appliance.
Le fasi del metodo possono essere realizzate tramite un controllore di tipo noto dal punto di vista hardware. Dal punto di vista software, il metodo di controllo della presente invenzione può essere vantaggiosamente realizzato tramite un programma per elaboratore, che comprende mezzi di codifica per la realizzazione di uno o più passi del metodo, quando questo programma à ̈ eseguito su di un elaboratore. Pertanto si intende che l’ambito di protezione si estende a detto programma per elaboratore ed inoltre a mezzi leggibili da elaboratore che comprendono un messaggio registrato, detti mezzi leggibili da elaboratore comprendendo mezzi di codifica di programma per la realizzazione di uno o più passi del metodo, quando detto programma à ̈ eseguito su di un elaboratore. The steps of the method can be carried out by means of a controller of a type known from the hardware point of view. From the software point of view, the control method of the present invention can be advantageously implemented by means of a computer program, which comprises coding means for carrying out one or more steps of the method, when this program is executed on a computer. Therefore, it is intended that the protection scope extends to said computer program and further to computer readable means comprising a recorded message, said computer readable means comprising program coding means for carrying out one or more steps of the method, when said program is executed on a computer.
E’ chiaro che molte varianti sono possibili all’uomo esperto del settore senza per questo fuoriuscire dall’ambito di protezione quale risulta dalle rivendicazioni allegate. It is clear that many variants are possible for the man skilled in the sector without thereby departing from the scope of protection as shown in the attached claims.
Tuttavia, anche queste forme di realizzazione non esulano dall’ambito di protezione della presente invenzione. However, even these embodiments do not go beyond the scope of the present invention.
Claims (6)
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