ITUB20155349A1

ITUB20155349A1 - Pompa di calore per il riscaldamento e/o il raffreddamento di fluidi

Info

Publication number: ITUB20155349A1
Application number: ITUB2015A005349A
Authority: IT
Inventors: Francesco Conti
Original assignee: Innovida Swiss Tech S A
Priority date: 2015-10-26
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2017-04-26
Also published as: WO2017072643A1; EP3368831B1; EP3368831A1; CN108139090A

Description

“POMPA DI CALORE PER IL RISCALDAMENTO E/O IL RAFFREDDAMENTO DI FLUIDI”

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad una pompa di calore per il riscaldamento e/o il raffreddamento di fluidi.

Nel campo del riscaldamento e/o raffreddamento di fluidi quali aria e acqua, è noto Γ impiego di macchine termiche del tipo di pompe di calore. Le pompe di calore sono generalmente costituite da mi circuito fluidodinamico chiuso, lungo cui circola un fluido refrigerante che compie un ciclo termodinamico e quindi, in seguito a variazioni di pressione e/o temperatura, subisce transizioni di stato da liquido a gassoso e viceversa. Tali macchine comprendono primi mezzi di scambio termico nei quali scorre il fluido refrigerante e che sono posti a contatto con un primo fluido di servizio che, in linea di massima, è costituito da aria, acqua o altri fluidi liquidi o aeriformi.

In particolare, i primi mezzi di scambio termico sono costituiti da un evaporatore nel quale il fluido refrigerante assorbe calore dal primo fluido di servizio ed evapora a bassa pressione.

Nel caso in cui il primo fluido di sena zio sia costituito da aria, è presente un elemento di movimentazione del primo fluido di seni zio stesso costituito da una ventola che consente di aspirare aria dall’ambiente circostante e di incanalarla in corrispondenza dei primi mezzi di scambio termico.

Il fluido refrigerante allo stato gassoso, proveniente dai primi mezzi di scambio termico, viene aspirato e compresso mediante mezzi compressori. Durante la compressione, il fluido refrigerante assorbe una certa quantità di calore e si surriscalda.

In uscita dai mezzi compressori, il fluido refrigerante, che è ancora allo stato gassoso, viene portato a secondi mezzi di scambio te unico costituiti da un condensatore nel quale il fluido stesso condensa ad alta pressione passando dallo stato gassoso allo stato liquido.

Durante questa transizione di stato, il fluido refrigerante cede calore ad un secondo fluido di servizio, che può essere aria, acqua o altri fluidi liquidi o aeriformi.

La macchina comprende, inoltre, una valvola di espansione in cui il fluido refrigerante, proveniente dai secondi mezzi di scambio termico, subisce una riduzione di pressione e il fluido refrigerante stesso passa in uno stato in cui sono presenti sia la fase liquida che la fase gassosa.

Nel caso in cui le pompe di calore siano utilizzate per il riscaldamento del secondo fluido di servizio (acqua o aria), il primo fluido di servizio è definito come sorgente fredda, da cui il fluido refrigerante assorbe calore, mentre il secondo fluido di servizio è definito come sorgente calda, a cui il fluido refrigerante cede calore.

Viceversa, quando le pompe di calore sono utilizzate per la refrigerazione del secondo fluido di servizio (generalmente aria), il secondo fluido di servizio è definito come sorgente fredda, da cui il fluido refrigerante assorbe calore, mentre il primo fluido di servizio è definito come sorgente calda, a cui il fluido refrigerante cede calore.

Siffatte pompe di calore sono talvolta destinate a riscaldare e/o raffreddare l’acqua delle piscine, private e/o pubbliche, cosi da renderne più gradevole l’uso, ad esempio raffreddandole d’estate e riscaldandole d’inverno.

Nell’ambito di tale destinazione d’uso, è nota una prima tipologia di macchine termiche monoblocco in cui tutti i componenti della macchina sono raggruppati nella stessa unità collocata all’ interno di un opportuno locale di contenimento e al cui interno sono presenti tubature dedicate al passaggio del flusso continuo di acqua uscente e poi rientrante nella piscina.

Nel locale di contenimento avviene lo scambio di calore tra i secondi mezzi di scambio termico e le tubature disposte in prossimità di essi.

Tale prima tipologia di macchine termiche di tipo noto presenta il principale inconveniente di richiedere la presenza di mezzi di incanalamento del primo fluido di servizio in prossimità della macchina tenni c a, all’ interno del locale di contenimento.

E nota una seconda tipologia di macchine termiche monoblocco collocata esternamente al locale di contenimento, in prossimità del primo fluido di servizio.

In tal caso la macchina termica necessita di particolari collegamenti fluidodinamici con l’acqua della piscina.

Il principale inconveniente di questa seconda tipologia di macchine termiche è quello di presentare una minore efficienza energetica a parità di consumi per il riscaldamento dell’acqua della piscina, soprattutto nei mesi invernali in cui la temperatura dell’aria è particolarmente bassa e le operazioni di evaporazione del fluido refrigerante risultano più lunghe e difficoltose a causa dalla dispersione di calore dovuta alla lunghezza dei collegamenti fluidodinamici.

Un altro inconveniente di tale seconda tipologia di macchine termiche di tipo noto è dovuto all’ inquinamento acustico, generato dalla rotazione e dalle vibrazioni della ventola, che si disperde nell’ambiente circostante. Un altro inconveniente è legato al rischio di infortunio delle persone che possono accidentalmente entrare in contatto con la ventola che, essendo disposta al l’esterno, risulta facilmente accessibile anche da persone inesperte.

E nota una terza tipologia di macchine termiche, denominate “a split”, che comprendono due unità collegate tra loro mediante almeno due elementi tubolari per il transito del fluido refrigerante tra una prima unità, collocata all’ esterno del locale di contenimento, ed una seconda unità, collocata all’ interno di tale locale.

In generale, la prima unità comprende primi mezzi di scambio termico per il passaggio del fluido refrigerante da liquido a gassoso e la seconda unità comprende secondi mezzi di scambio termico tramite cui avviene il riscaldamento dell’acqua contenuta nella piscina.

Il flusso di acqua da riscaldare uscente dalla piscina è incanalato all’ interno di appositi elementi tubolari posti in prossimità dei secondi mezzi di scambio termico per lo scambio di calore tra di essi e, una volta avvenuto tale scambio di calore, il flusso di acqua prosegue e rientra nella piscina. Anche la terza tipologia di macchine termiche di tipo noto presenta alcuni inconvenienti.

La prima unità è, infatti, solitamente costituita da una o più ventole molto voluminose affiancate, su un solo lato, dal radiatore in cui circola il fluido refrigerante e, per garantire un adeguato scambio di calore, la prima unità presenta dimensioni non trascurabili che ne limitano parecchio la libertà di installazione.

A ciò si aggiunge che la collocazione all’aperto della prima unità rende più lunghe le operazioni di evaporazione del fluido refrigerante nei mesi invernali in cui la temperatura dell’aria è particolarmente bassa, comportando dissipazione energetica e consumi elevati.

Tali dissipazioni comportano elevati dispendi di energia che si riversano sulle spese a carico della clientela col rischio, però, di rendere le macchine meno interessanti alla clientela stessa.

Inoltre, la dislocazione tra la prima unità e la seconda unità richiede la presenza di elementi tubolari di giunzione tra le unità stesse e, a seconda della lunghezza di tali elementi tubolari, si ha una relativa dissipazione energetica.

Un altro inconveniente è dato dall’ inquinamento acustico dovuto al funzionamento della macchina termica, in quanto, essendo la prima unità esposta all’ambiente esterno, il rumore e le vibrazioni generati dalla movimentazione della ventola sono particolarmente percettibili nelle zone limitrofe alla macchina termica.

Un altro inconveniente è legato alla movimentazione della ventola che, essendo facilmente accessibile dall’esterno, mette a rischio la sicurezza delle persone che possono accidentalmente accedere ad essa.

Compito principale della presente invenzione è quello di escogitare una pompa di calore che presenti ingombri contenuti al fine di massimizzarne l’efficienza e di ridurre i consumi energetici e l’impatto ambientale.

Uno scopo del presente trovato è quello di escogitare una pompa di calore che consenta di ridurre la dissipazione e la relativa richiesta di energia per il funzionamento della stessa.

Altro scopo del presente trovato è quello di escogitare una pompa di calore che consenta di ridurre Γ inquinamento acustico generato dalla rotazione della ventola per la movimentazione del primo fluido di servizio e dai motori elettrici ad essi collegati per la relativa movimentazione.

Altro scopo del presente trovato è quello di escogitare una pompa di calore che consenta di massimizzare l’energia fornita dal primo fluido di servizio, preservando la ventola ed i primi mezzi di scambio termico dagli agenti atmosferici dell’ ambiente esterno.

Altro scopo del presente trovato è quello di escogitare una pompa di calore che consenta di massimizzare la sicurezza delle persone rendendo i mezzi di movimentazione dell’aria difficilmente raggiungibili dalle persone stesse.

Altro scopo del presente trovato è quello di escogitare una pompa di calore che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell’ambito di una soluzione razionale e di efficace impiego.

Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dalla presente pompa di calore per il riscaldamento e/o il raffreddamento di fluidi avente le caratteristiche di rivendicazione 1.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di una pompa di calore, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui:

la figura 1 è una vista in assonometria della pompa di calore secondo il trovato;

la figura 2 rappresenta uno schema di funzionamento della pompa di calore secondo il trovato;

la figura 3 è una vista laterale della pompa di calore secondo il trovato; la figura 4 una vista in assonometria di un dettaglio della pompa di calore secondo il trovato.

Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato globalmente con 1 una pompa di calore per il riscaldamento e/o il raffreddamento di fluidi. La pompa di calore 1 comprende una prima unità 2 provvista di:

un primo circuito fluidodinamico 3, atto alla circolazione alfintemo di esso di un primo fluido di tipo refrigerante;

un secondo circuito fluidodinamico 4, atto alla circolazione all’interno di esso di un secondo fluido di tipo aeriforme;

primi mezzi di scambio termico 13, 15, 17 tra il primo circuito fluidodinamico 3 ed il secondo circuito fluidodinamico 4.

La pompa di calore 1 comprende, inoltre, una seconda unità 6 provvista di:

un terzo circuito fluidodinamico 7, atto alla circolazione del primo fluido e collegato al primo circuito fluidodinamico 3. Più in dettaglio, i due circuiti sono collegati tra loro, ma nel primo circuito fluidodinamico 3 il primo fluido scorre allo stato gassoso, mentre nel terzo circuito fluidodinamico 7 il primo fluido scorre allo stato liquido; un quarto circuito fluidodinamico 8, atto alla circolazione all’interno di esso di un terzo fluido di tipo liquido (ad esempio acqua) mediante opportuni mezzi di pompaggio 9 che favoriscono il transito dello stesso in prossimità dei secondi mezzi di scambio termico 11 ;

mezzi compressori 10, atti all’aspirazione e alla compressione del primo fluido proveniente dai primi mezzi di scambio tennico 13, 15, 17;

secondi mezzi di scambio termico 11 tra il terzo circuito fluidodinamico 7 ed il quarto circuito fluidodinamico 8.

Secondo il trovato, i primi mezzi di scambio termico 13, 15, 17 comprendono:

un primo organo di scambio termico 13, in cui circola il primo fluido, sostanzialmente piastriforme e giacente su un primo piano 12;

un secondo organo di scambio termico 15, in cui circola il primo fluido, collegato fluidodinamicamente al primo organo di scambio termico 13, sostanzialmente piastriforme e giacente su un secondo piano 14 sostanzialmente parallelo al primo piano 12;

una ventola 17 per la movimentazione del secondo fluido, ruotabile attorno ad un asse di rotazione A sostanzialmente ortogonale al primo piano 12 e al secondo piano 14, giacente su un terzo piano 16 sostanzialmente parallelo ai due piani 12 e 14 ed interposta a panino tra il primo organo di scambio termico 13 ed il secondo organo di scambio termico 15.

Nell’ ambito della presente trattazione, con l’espressione “sostanzialmente piastriforme” non si indica, limitatamente, che il primo organo di scambio termico 13 ed il secondo organo di scambio termico 15 hanno forma propriamente piastriforme, ma semplicemente che la forma del primo organo di scambio termico 13 e del secondo organo di scambio termico 15 si estende maggiormente lungo due direzioni dello spazio cartesiano parallele ai piani 12, 14, ed in minima parte lungo la terza direzione dello spazio cartesiano perpendicolare ai piani 12, 14.

Con l’espressione “interposto a panino” si intende la particolare struttura dei primi mezzi di scambio termico 13, 15, 17, in cui il primo organo di scambio termico 13 e il secondo organo di scambio termico 15, essendo paralleli e distanziati tra loro, definiscono due strati esterni di un panino e la ventola 17 è interposta alfinterno dello spazio tra il primo organo di scambio termico 13 e il secondo organo di scambio termico 15.

Preferibilmente, il primo organo di scambio termico 13 è del tipo di un radiatore sostanzialmente piastriforme avente sagomatura rettangolare o quadrangolare.

Non si esclude, tuttavia, che il primo organo di scambio termico 13 sia costituito da un elemento tubolare avente una conformazione del tipo a serpentina e che si estende pianamente sul primo piano 12.

Analogamente al primo organo di scambio termico 13, il secondo organo di scambio termico 15 è del tipo di un radiatore sostanzialmente piastriforme avente sagomatura rettangolare o quadrangolare.

Non si esclude, tuttavia, che il secondo organo di scambio termico 15 sia costituito da un elemento tubolare avente una conformazione del tipo a serpentina e che si estende pianamente sul secondo piano 14.

I tre piani 12, 14 e 16 sono sostanzialmente verticali, mentre l’asse di rotazione A è sostanzialmente orizzontale e si estende perpendicolarmente ad essi.

I primi mezzi di scambio temico 13, 15, 17 comprendono un motore elettrico 18 operativamente collegato alla ventola 17 per la rotazione della ventola stessa attorno all’asse di rotazione A.

Più in dettaglio, il motore elettrico 1 8 è disposto nello spazio tra il secondo piano 14 ed il terzo piano 16.

Mediante l’ azionamento della ventola 17, il secondo fluido viene movimentato vorticosamente da essa lungo l’asse di rotazione A e, passa attraverso il primo organo di scambio termico 13 per poi giungere in corrispondenza del secondo organo di scambio termico 15.

Vantaggiosamente, nel passaggio tra il primo organo di scambio termico 13 ed il secondo organo di scambio termico 15, il secondo fluido lambisce il motore elettrico 18 e favorisce il recupero del calore dovuto al relativo surriscaldamento.

La prima unità 2 comprende un primo corpo contenitore 19 provvisto di almeno un coperchio 20. Utilmente, la ventola 17 è collegata e supportata dal coperchio 20.

Più in dettaglio, il primo corpo contenitore 19 comprende una pluralità di pareti associate tra loro a definire una conformazione sostanzialmente ad U, al cui interno sono alloggiati i primi mezzi di scambio termico 13, 15, 17. La ventola 17 è supportata dal coperchio 20 mediante opportune staffe di supporto 21 aventi una prima estremità fissata al coperchio stesso e una seconda estremità fissata ad un corpo di alloggiamento 22 della ventola 17. La prima unità 2 comprende almeno un elemento a valvola di espansione 23 disposto lungo il primo circuito fluidodinamico 3, a monte dei primi mezzi di scambio termico 13, 15, 17, e atto ad espandere il primo fluido. Nell’ambito della presente trattazione, i tennini “a monte” e “a valle” sono riferiti al ciclo di funzionamento della pompa di calore 1 per riscaldamento di un fluido avente una temperatura inferiore rispetto alla temperatura di un altro fluido.

Vantaggiosamente, l’elemento a valvola di espansione 23 è scelto dal gruppo comprendente valvole di espansione termostatica o valvole di espansione elettroniche, ma non si esclude l’impiego di altre tipologie di valvole.

In particolare, l’elemento a valvola di espansione 23 è dotato di una particolare strozzatura atta a generare attrito nel passaggio del primo fluido circolante attraverso di essa e, più in particolare, tale attrito favorisce la completa transizione dallo stato gassoso allo stato liquido del primo fluido il quale, più in dettaglio, presenta uno stato sostanzialmente bifasico nebulizzato.

Mediante l’elemento a valvola di espansione 23 il primo fluido viene iniettato all’ interno del primo organo di scambio termico 13 e del secondo organo di scambio termico 15.

La prima unità 2 comprende un elemento a valvola di bypass 24 disposto in parallelo all’elemento a valvola di espansione 23.

Più in dettaglio, l’elemento a valvola di bypass 24 è del tipo di una valvola di ritegno atta allo sbrinamento del primo organo di scambio termico 13 e del secondo organo di scambio termico 15 mediante Γ immissione di un gas caldo in seguito all’inversione del ciclo frigorifero, che avviene mediante l’impiego di una particolare valvola a quattro vie 25.

In particolare, la valvola a quattro vie 25 consente di invertire il normale ciclo di funzionamento di riscaldamento di un fluido rispetto ad mia sorgente fredda, in un ciclo di raffreddamento del fluido stesso rispetto ad una sorgente calda.

Ancora più in dettaglio, quando la pompa di calore 1 opera secondo mi ciclo di funzionamento di raffreddamento, la valvola a quattro vie 25 consente di scambiare lo stato fisico del fluido refrigerante all’ interno del primo e secondo organo di scambio termico 13,15 e dei secondi mezzi di scambio termico 11, rispetto allo stato fisico che tale fluido refrigerante avrebbe in essi durante il ciclo di funzionamento di riscaldamento.

Tale scambio avviene invertendo la modalità di funzionamento dei primi mezzi di scambio termico 13, 15, 17 e dei secondi mezzi di scambio termico 1 1 rispetto alla relativa modalità di funzionamento durante il ciclo di funzionamento di riscaldamento.

La seconda unità 6 comprende un secondo corpo contenitore 26 sostanzialmente rettangolare e provvisto di una pluralità di pareti ognuna delle quali comprende una faccia interna ed una faccia esterna.

Vantaggiosamente, ognuna delle facce interne è ricoperta con una pluralità di strati in materiale fonoassorbente tali da garantire la silenziosità della seconda unità stessa.

La seconda unità 6 comprende inoltre:

un quinto circuito fluidodinamico 28, 29, atto alla circolazione all’ interno di esso di un quarto fluido; e

terzi mezzi di scambio termico 27, atti allo scambio di calore tra il quarto circuito fluidodinamico 8 ed il quinto circuito fluidodinamico 28, 29.

Il quarto fluido è del tipo di acqua per piscina tra cui, ad esempio, acqua clorata, acqua salina o acqua marina.

Il quinto circuito fluidodinamico 28, 29 è costituito da un primo elemento tubolare 28, lungo cui scorre il flusso del quarto fluido uscente dalla piscina, e da un secondo elemento tubolare 29, lungo cui scorre il flusso del quarto fluido rientrante nella piscina.

Il primo elemento tubolare 28 e il secondo elemento tubolare 29 sono collegati, ad esempio, a mezzi di filtraggio dell’acqua della piscina.

I terzi mezzi di scambio termico 27 consentono di mantenere il quarto fluido separato dal primo fluido, in quanto lo scambio di calore tra di essi avviene mediante l’ausilio del terzo fluido.

E’ così possibile evitare la contaminazione tra il fluido refrigerante e l’acqua della piscina in caso di rotture dei secondi mezzi di scambio termico 11.

Inoltre, i terzi mezzi di scambio termico 27 sono realizzati con particolari materiali idonei a resistere alla corrosione di tutti i possibili tipi di acqua contenuti nella piscina.

Vantaggiosamente, la seconda unità 6 comprende mezzi di recupero 30a, 30b del calore dissipato dai mezzi compressori 10 durante la compressione del primo fluido.

Più in dettaglio, i mezzi di recupero 30a, 30b comprendono:

un primo elemento di recupero 30a, avente una conformazione a serpentina avvolta attorno all’ involucro dei mezzi compressori 10 per il recupero del calore dissipato dai mezzi compressori stessi durante il relativo funzionamento; e

un secondo elemento di recupero 30b, disposto in corrispondenza del quarto circuito fluidodinamico 8 e collegato al primo elemento di recupero 30a attraverso un condotto percorso da un fluido termovettore che trasferisce il calore tra il primo elemento di recupero 30b ed il secondo elemento di recupero 30b.

Tale soluzione consente al calore dissipato dai mezzi compressori 10 di essere ceduto al terzo fluido circolante nel quarto circuito fluidodinamico 8. La seconda unità 6 comprende un’unità di comando 31, atta al controllo del funzionamento della prima unità 2 e della seconda unità 6.

Vantaggiosamente, l’unità di comando 31 è contenuta all’interno della seconda unità 6 per evitarne l’esposizione agli agenti atmosferici e per garantire un funzionamento ottimale.

Utilmente, l’unità di comando 31 comprende un dispositivo limitatore della corrente spunto di avviamento dei mezzi compressori 10.

Il dispositivo limitatore della corrente di spunto è sostanzialmente un sistema di soft- starter che controlla elettronicamente la rampa di corrente di spunto, in modo da garantire un funzionamento ottimale dei mezzi compressori 10.

La pompa di calore 1 comprende un primo trasduttore di pressione 32, disposto lungo il terzo circuito fluidodinamico 7 a monte dei mezzi compressori 10 e atto alla rilevazione del livello di pressione del primo fluido in uscita dai primi mezzi di scambio termico 13, 15, 17.

Inoltre, la pompa di calore 1 comprende un secondo trasduttore di pressione 33, disposto lungo il terzo circuito fluidodinamico 7 a valle dei mezzi compressori 10.

Il secondo trasduttore di pressione 33 è atto alla rilevazione del livello di pressione del primo fluido in seguito alla relativa compressione esercitata dai mezzi compressori 10.

Entrambi i trasduttori di pressione 32 e 33 sono operativamente collegati all’unità di comando 31, che arresta la pompa di calore 1 in caso di rilevamento di pressioni anomale, e possono essere utilizzati per la regolazione continua di un’eventuale valvola di espansione elettronica. Oltre ai livelli di pressione del primo fluido, la pompa di calore 1 prevede anche il controllo della temperatura del primo, secondo e quarto fluido. In particolare, la prima unità 2 comprende:

un primo sensore di temperatura 34 del primo fluido, disposto lungo il primo circuito fluidodinamico 3 tra i primi mezzi di scambio termico 13, 15, 17 e l’elemento a valvola di espansione 23; e

un secondo sensore di temperatura 35 del secondo fluido, disposto in prossimità della ventola 17.

La seconda unità 6 comprende:

un terzo sensore di temperatura 36 del quarto fluido entrante nei terzi mezzi di scambio termico 27;

un quarto sensore di temperatura 37 del quarto fluido uscente dai terzi mezzi di scambio termico 27.

I sensori di temperatura 34, 35, 36 e 37 sono operativamente collegati al Γ unità di comando 31 per la relativa elaborazione dei segnali acquisiti. Utilmente, l’unità di comando 31 gestisce il funzionamento della pompa di calore 1 mediante un opportuno software implementato per lo svolgimento di molteplici funzioni automatiche.

In particolare, tale software si occupa della gestione degli scambi di calore tra il primo fluido e il secondo fluido e tra il terzo fluido e il quarto fluido e della gestione di un sistema di sbrinamento automatico che consente alla pompa di calore 1 di funzionare correttamente anche in condizioni di temperatura del secondo fluido relativamente basse.

La differenza di temperatura tra il primo fluido e il secondo fluido comporta la formazione di brina in corrispondenza del primo organo di scambio termico 13 e del secondo organo di scambio termico 15 che provoca una progressiva ostruzione del passaggio del secondo fluido.

II funzionamento della pompa di calore 1 è descritto in seguito.

Il primo fluido circola nel primo circuito fluidodinamico 3 disposto in corrispondenza dei primi mezzi di scambio termico 13, 15, 17 e, più in dettaglio, nel primo organo di scambio termico 13 e nel secondo organo di scambio termico 15.

Mediante Γ azionamento della ventola 17, il secondo fluido viene movimentato vorticosamente da essa lungo l’asse di rotazione A e, passa attraverso il primo organo di scambio termico 13 per poi giungere in corrispondenza del secondo organo di scambio termico 15.

Nel passaggio tra il primo organo di scambio termico 13 ed il secondo organo di scambio termico 15 il secondo fluido, lambendo il motore elettrico 18, favorisce il recupero del calore dovuto al surriscaldamento del motore elettrico stesso in modo da favorire la trasformazione di stato da liquido a gassoso del primo fluido stesso.

Una volta avvenuta la transizione del primo fluido dallo stato liquido allo stato gassoso, il primo fluido passa dal primo circuito fluidodinamico 3 al terzo circuito fluidodinamico 7 e viene aspirato mediante i mezzi compressori 10 che lo inviano ai secondi mezzi di scambio tennico 11. Nei secondi mezzi di scambio termico 11 il primo fluido, allo stato gassoso, cede il proprio calore al quarto circuito fluidodinamico 8 intermedio nel quale circola acqua che viene pompata in esso mediante i mezzi di pompaggio 9 e, ad avvenuto scambio di calore tra il primo fluido e il terzo fluido, il primo fluido subisce la trasformazione di stato da gassoso a liquido.

Il quarto circuito fluidodinamico 8 è a sua volta collegato ai terzi mezzi di scambio termico 27 per cedere il calore acquisito dal terzo fluido, circolante nel quarto circuito fluidodinamico 8, al flusso del quarto fluido uscente dalla piscina e circolante nel quinto circuito fluidodinamico 28, 29. Ad avvenuto scambio di calore tra il quarto ed il quinto circuito fluidodinamico 8, 28, 29, il quarto fluido rientra nella piscina riscaldato.

Il primo fluido, dopo essere passato attraverso i secondi mezzi di scambio fenilico 11, fluisce attraverso l’elemento a valvola di espansione 23 che favorisce il raffreddamento e quindi la transizione del primo fluido stesso dallo stato gassoso allo stato liquido il quale, più in dettaglio, presenta uno stato sostanzialmente bifasico nebulizzato.

Più in dettaglio, l’unità di comando 31, mediante l’impiego del primo sensore di temperatura 34, del secondo sensore di temperatura 35, del terzo sensore di temperatura 36 e del quarto sensore di temperatura 37, attiva l’accensione della pompa di calore 1 quando la temperatura del quarto fluido è al disotto di un valore minimo prefissato e lo spegnimento della pompa di calore 1 quando il quarto fluido raggiunge la temperatura desiderata.

Inoltre, nel caso in cui non sia previsto il sistema di sbrinamento automatico, l’unità di comando 31 interviene sul blocco del funzionamento della pompa di calore 1 quando vengono rilevate temperature del secondo fluido al di sotto di una certa soglia.

Tramite l’unità di comando 31 è possibile impostare la velocità ottimale di rotazione della ventola 17 in funzione del rumore da essa generato.

Si è in pratica constatato come l’invenzione descritta raggiunga gli scopi proposti e, in particolare, si sottolinea il fatto che la pompa di calore così realizzata presenta ingombri contenuti e una notevole efficienza di funzionamento rispetto alle pompe di calore di tipo noto.

Le dimensioni particolarmente ridotte della prima unità consentono di ridurre l’impatto ambientale sia che la prima unità stessa venga collocata alfinterno di pozzi luce di dimensioni contenute, sia che venga posizionata all’ esterno o supportata ad una parete.

Inoltre, i primi mezzi di scambio termico così realizzati consentono di abbattere Γ inquinamento acustico generato dalla rotazione della ventola e di massimizzare Γ efficienza energetica recuperando il calore dissipato dal motore elettrico di azionamento della ventola stessa.

La collocazione della ventola tra i due organi di scambio termico consente di preservare la sicurezza delle persone che non possono accedere liberamente alla ventola stessa.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 ) Pompa di calore (1 ), particolarmente per il riscaldamento e/o il raffreddamento di fluidi, comprendente: almeno una prima unità (2) che comprende: almeno un primo circuito fluidodinamico (3), atto alla circolazione all’ interno di esso di almeno un primo fluido di tipo refrigerante; almeno un secondo circuito fluidodinamico (4), atto alla circolazione all’ interno di esso di almeno un secondo fluido di tipo aeriforme; primi mezzi di scambio termico (13, 15, 17) tra detto primo circuito fluidodinamico (3) e detto secondo circuito fluidodinamico (4); almeno una seconda unità (6) che comprende: almeno un terzo circuito fluidodinamico (7), atto alla circolazione di detto primo fluido e collegato a detto primo circuito fluidodinamico (3); almeno un quarto circuito fluidodinamico (8), atto alla circolazione all’interno di esso di almeno un terzo fluido; mezzi compressori (10), atti all’aspirazione e alla compressione di detto primo fluido proveniente da detti primi mezzi di scambio termico (13, 15, 17); e secondi mezzi di scambio termico (11) tra detto terzo circuito fluidodinamico (7) e detto quarto circuito fluidodinamico (8); caratterizzata dal fatto che detti primi mezzi di scambio termico (13, 15, 1 7) comprendono : almeno un primo organo di scambio termico (13), in cui circola detto primo fluido, sostanzialmente piastriforme e giacente su un primo piano (12); almeno un secondo organo di scambio termico (15) in cui circola detto primo fluido, collegato fluidodinamicamente a detto primo organo di scambio termico (13), sostanzialmente piastriforme e giacente su un secondo piano (14) sostanzialmente parallelo a detto primo piano (12); almeno una ventola (17) per la movimentazione di detto secondo fluido, ruotatale attorno ad un asse di rotazione (A) sostanzialmente ortogonale a detto primo piano (12) e a detto secondo piano (14), giacente su un terzo piano (16) sostanzialmente parallelo a detto primo piano (12) e a detto secondo piano (14) ed interposta a panino tra detto primo organo di scambio termico (13) e detto secondo organo di scambio termico (15).
2) Pompa di calore (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto primo piano (12), detto secondo piano (14) e detto terzo piano (16) sono sostanzialmente verticali e detto asse di rotazione (A) è sostanzialmente orizzontale.
3) Pompa di calore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta prima unità (2) comprende almeno mi primo corpo contenitore (19) provvisto di almeno un coperchio (20), detta ventola (1 7) essendo collegata e supportata da detto coperchio (20).
4) Pompa di calore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti primi mezzi di scambio termico (13, 15, 17) comprendono almeno un motore elettrico (18) operativamente collegato a detta ventola (17) per la rotazione della ventola (17) stessa attorno a detto asse di rotazione (A), detto motore elettrico (18) essendo disposto nello spazio tra detto primo piano (12) e detto terzo piano (16).
5) Pompa di calore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta prima unità (2) comprende almeno un elemento a valvola di espansione (23) disposto lungo detto primo circuito fluidodinamico (3) a monte di detti primi mezzi di scambio tennico (13, 15, 17) e atto ad espandere detto primo fluido.
6) Pompa di calore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta prima unità (2) comprende almeno mi elemento a valvola di bypass (24) disposto in parallelo a detto elemento a valvola di espansione (23).
7) Pompa di calore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta seconda unità (6) comprende almeno un secondo corpo contenitore (26) comprendente una pluralità di pareti provviste di rispettive facce interne ed esterne, dette facce interne essendo ricoperte da almeno uno strato in materiale fonoassorbente.
8) Pompa di calore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta seconda unità (6) comprende: almeno un quinto circuito fluidodinamico (28, 29), atto alla circolazione all’ interno di esso di un quarto fluido; e terzi mezzi di scambio tennico (27), atti allo scambio di calore tra detto quarto circuito fluidodinamico (8) e detto quinto circuito fluidodinamico (28, 29).
9) Pompa di calore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta seconda unità (6) comprende mezzi di recupero (30a, 30b) del calore dissipato da detti mezzi compressori (10), detti mezzi di recupero (30a, 30b) essendo collegati a detto quarto circuito fluidodinamico (8). 10)Pompa di calore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta seconda unità (6) comprende mezzi di pompaggio (9) di detto terzo fluido all’ interno di detto quarto circuito fluidodinamico (8). 1 l)Pompa di calore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta seconda unità (6) comprende almeno un’unità di comando (31) atta al controllo del funzionamento di detta prima unità (2) e di detta seconda unità (6). 12)Pompa di calore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta unità di comando (31) comprende almeno un dispositivo limitatore della corrente di spunto di avviamento di detti mezzi compressori (10). 13)Pompa di calore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta prima unità (2) comprende almeno uno tra: un primo sensore di temperatura (34) di detto primo fluido disposto lungo detto primo circuito fluidodinamico (3) tra detti primi mezzi di scambio termico (13, 15, 17) e detto elemento a valvola di espansione (23); e ma secondo sensore di temperatura (35) di detto secondo fluido disposto in prossimità di detta ventola (17). 14) Pompa di calore (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta seconda unità (6) comprende almeno uno tra: un terzo sensore di temperatura (36) di detto quarto fluido entrante in detti terzi mezzi di scambio tennico (27); un quarto sensore di temperatura (37) di detto quarto fluido uscente da detti terzi mezzi di scambio tennico (27).