ITUD20130108A1 - Dispositivo di controllo del funzionamento di uno scambiatore di calore, scambiatore di calore comprendente detto dispositivo e relativo procedimento di controllo - Google Patents
Dispositivo di controllo del funzionamento di uno scambiatore di calore, scambiatore di calore comprendente detto dispositivo e relativo procedimento di controlloInfo
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Description
1 gip C4-3208
Classe Internazionale: F28F 027/0000
Descrizione del trovato avente per titolo:
"DISPOSITIVO DI CONTROLLO DEL FUNZIONAMENTO DI UNO SCAMBIATORE DI CALORE, SCAMBIATORE DI CALORE COMPRENDENTE DETTO DISPOSITIVO E RELATIVO PROCEDIMENTO DI CONTROLLO"
a nome NEW TECHNOLOGY CONSULTANTS (N.T.C.) di nazionalità italiana con sede legale in via Mario Menghini, 21 - 00179 ROMA (RM)
dep. il al n
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CAMPO DI APPLICAZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un dispositivo di controllo del funzionamento di uno scambiatore di calore, compreso a titolo d'esempio in un impianto, od un'apparecchiatura, per il raffreddamento e/o il condizionamento .
Il presente trovato si riferisce inoltre allo scambiatore di calore che comprende il dispositivo di controllo secondo il trovato, ed al relativo procedimento di controllo del funzionamento di uno scambiatore di calore.
STATO DELLA TECNICA
Sono noti vari dispositivi di controllo del funzionamento di scambiatori calore ed in
idatario
.0
e per gli altri) STUDIO GLP S.r.l.
P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 2 gip C4-3208
particolare quelli che permettono la rilevazione della presenza di ghiaccio o brina.
La presenza di ghiaccio negli scambiatori di calore è, infatti, un problema particolarmente sentito e tali dispositivi di controllo possono essere utilizzati, in associazione con riscaldatori, per effettuare, ad esempio, uno sbrinamento automatico degli scambiatori di calore.
In tale contesto, sono noti dispositivi che si basano sul controllo della temperatura in determinati intervalli di tempo, rilevando ad esempio se la temperatura misurata scende al di sotto di una determinata soglia in diversi istanti temporali.
Un inconveniente di tali dispositivi di controllo è che essi risultano poco precisi ed affidabili, in quanto, rilevando la temperatura complessiva all'interno dello scambiatore, non permettono di apprezzare, ad esempio, ridotti depositi di ghiaccio.
Sono noti, inoltre, dispositivi di controllo che si basano su misure di flusso d'aria, nei quali un sensore di flusso fornisce un'indicazione sul movimento d'aria generato da una differenza di temperatura presente in diverse parti dello scambiatore di calore.
Un inconveniente di tali disposi- allo è
/ Il mandatario
-Oj^NZtò
/ per sé e per gii altHj' STUDIO GLP s.r.i P.le,_ UDINE 3 gip C4-3208
il loro costo particolarmente elevato.
Sono noti inoltre dispositivi di controllo che si basano:
- su misure di umidità;
- su misure di velocità di flusso della massa refrigerante;
- sul confronto del trasferimento di calore tra la parte dello scambiatore di calore esposta all'aria e quella esposta al refrigerante;
- sull'effetto di isolamento termico;
- sull'utilizzo di sensori ottici;
- su metodi di intelligenza artificiale, quali, ad esempio, reti neurali (neural network).
Alcuni inconvenienti dei dispositivi sopra citati sono elevati costi di installazione, elevati costi dei sensori utilizzati e la loro durata limitata nel tempo.
Inoltre, un problema comune a tali dispositivi di controllo è che non sono in grado di rilevare la presenza di ghiaccio in tutte le parti dello scambiatore di calore in modo uniforme.
È uno scopo del presente trovato realizzare un dispositivo di controllo del funzionamento di uno scambiatore di calore che r bile durevole e robusto all'otteniment
οιυυιυ \ji_r o.i.i.
P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 4 gip C4-3208
È ulteriore scopo del presente trovato realizzare un dispositivo di controllo del funzionamento di uno scambiatore di calore che risulti economico e che comporti ridotti costi di installazione.
Un altro scopo del presente trovato è realizzare un dispositivo di controllo del tipo suddetto che sia di semplice realizzazione.
Ulteriore scopo del presente trovato è realizzare uno scambiatore di calore in cui sia possibile rilevare la presenza di brina o ghiaccio.
Inoltre, è scopo del presente trovato realizzare un procedimento di controllo del funzionamento di uno scambiatore di calore.
Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.
ESPOSIZIONE DEL TROVATO
Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale .
In accordo con i suddetti scopi, forma oggetto del presente trovato un dispositivo i controllo del
/ / Ji mandatario LORENZO! F/jBRO i kper sé ejse^0lifai{ri) " "SSTTUDIO GLP S.r.l. P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 5 gip C4-3208
funzionamento di uno scambiatore di calore, compreso, a titolo d'esempio, in un impianto, od un'apparecchiatura, per il raffreddamento e/o il condizionamento, quale in particolare, ma non solo, uno scambiatore di calore del tipo ad alette.
Il dispositivo di controllo secondo il presente trovato comprende:
un generatore elettrico, applicato ad uno scambiatore di calore, idoneo a generare una grandezza elettrica, quale una corrente e/o una tensione;
- almeno un elemento di emissione, disposto in un punto, o zona, di emissione collegato al generatore elettrico ed associabile allo scambiatore di calore, configurato per generare in quest'ultimo un campo elettrico o elettromagnetico, tramite la grandezza elettrica generata dal generatore elettrico;
- almeno un elemento di rilevazione, disposto in un punto, o zona, di rilevazione, distanziato rispetto all'elemento di emissione, associabile allo scambiatore di calore e configurato per rilevare un valore del campo elettrico o elettromagnetico ricevuto nel punto di rilevazione, rispetto al valore generato dal campo elettrico o elettromagnetico nel punto di emissione
(p§r sé per glkaftri)
P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 6 gip C4-3208
un rilevatore, collegato all'elemento di rilevazione per determinare condizioni del funzionamento dello scambiatore di calore in funzione del campo elettrico o elettromagnetico rilevato nel punto, o zona, di rilevazione
L'azione di controllo del dispositivo di controllo è basata sul principio per il quale si sfruttano le proprietà elettromagnetiche dei materiali attraversati dal campo elettrico o elettromagnetico generato dall'elemento di emissione, fino all'arrivo sull'elemento di rilevazione, per determinare la presenza di determinati materiali.
Tale dispositivo di controllo può essere utilizzato per rilevare, ad esempio, la presenza di ghiaccio, brina, acqua o altri materiali all'interno dello scambiatore di calore.
In particolare, l'utilizzo di un campo elettrico o elettromagnetico, che viene trasmesso da un elemento di emissione e ricevuto da un elemento di rilevazione attraversando componenti dello scambiatore di calore, consente di eseguire tali rilevazioni senza contatto diretto dei materiali da rilevare.
Inoltre, tale tecnica permette di rilevare la presenza di materiali in ogni posizione dello scambiatore di calore, in partieoi in
il mandatario
L
teralialmi) P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 7 gip C4-3208
posizioni periferiche opposte l'elemento di emissione e l'elemento di rilevazione, in quanto può essere indagata tutta la parte di scambiatore di calore interposta tra questi ultimi.
In possibili implementazioni del presente trovato, l'elemento di emissione e l'elemento di rilevazione sono conduttori metallici aventi forma scelta, ad esempio, in un gruppo comprendente forma allungata, quale un cavo od una barra, a piastra, a rete, a spira e a solenoide.
L'elemento di emissione e l'elemento di rilevazione, secondo tali forme di realizzazione, risultano particolarmente economici e di semplice installazione .
L'elemento di emissione e l'elemento di rilevazione presentano inoltre robustezza all'ottenimento di misure, durevolezza ed affidabilità, nonché sono di semplice realizzazione.
Secondo ulteriori forme di realizzazione, il dispositivo di controllo comprende un generatore di frequenza configurato per determinare almeno una frequenza con cui opera il generatore elettrico.
In particolare, tale generatore di frequenza può determinare frequenze nello spettro delle radiofrequenze con valori da circa /100Hz a 1GHz, più
STUDIO GLP S.r.l.
P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 8 gip C4-3208
preferibilmente da 1 MHz a 500 MHz, ancora più preferibilmente da 10 MHz a 50 MHz.
Utilizzando le moderne tecnologie in questo contesto, è possibile realizzare, in accordo con tali forme di realizzazione, dispositivi di controllo di dimensioni particolarmente ridotte ed al contempo economici.
Secondo altre forme di realizzazione, il generatore di frequenza può erogare frequenza nello spettro delle microonde.
Secondo ulteriori forme di realizzazione, il dispositivo di controllo comprende mezzi di comunicazione esterna, per l'invio dati ad apparecchiature esterne, quali un riscaldatore o un controllore esterno.
Tali forme di realizzazione consentono di realizzare, ad esempio, lo sbrinamento automatico dello scambiatore di calore, in base ai valori del campo elettrico o elettromagnetico rilevato.
Secondo altre implementazioni del presente trovato, il dispositivo di controllo comprende un dispositivo di temporizzazione, configurato per misurare istanti di tempo in cui vengono rilevati determinati valori di campo elettrico o elettromagnetico.
ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI
DIO GcflsJ.I.
P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 9 gip C4-3208
Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di forme di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:
- la fig. 1 illustra forme di realizzazione di un dispositivo di controllo del funzionamento di uno scambiatore di calore in accordo con il presente trovato;
- la fig. 2 è uno schema a blocchi di una forma di realizzazione di un dispositivo di controllo in accordo con il presente trovato.
Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.
DESCRIZIONE DI FORME DI REALIZZAZIONE
Si farà ora riferimento nel dettaglio a forme di realizzazione del trovato, delle quali uno o più esempi sono illustrati nelle figure allegate. Ciascun esempio è fornito a titolo di illustrazione del trovato e non è inteso come una limitazione dello
i ndatario
LO REM O,FARRO
P.le Caveaalis, 6/2 - 33100 UDINE 10 gip C4-3208
stesso. Ad esempio, le caratteristiche illustrate o descritte in quanto facenti parte di una forma di realizzazione potranno essere adottate su, o in associazione con, altre forme di realizzazione per produrre un'ulteriore forma di realizzazione. Resta inteso che il presente trovato sarà comprensivo di tali modifiche e varianti.
La fig. 1 è utilizzata per descrivere forme di realizzazione di un dispositivo di controllo 10 del funzionamento di uno scambiatore di calore 11, compreso, a titolo d'esempio, in un impianto, od un'apparecchiatura, per il raffreddamento e/o il condizionamento.
Il dispositivo di controllo 10 comprende un generatore elettrico 12, applicato allo scambiatore di calore 11, idoneo a generare una grandezza elettrica, quale una corrente e/o una tensione, ed un elemento di emissione 13, disposto in un punto, o zona, di emissione, collegato al generatore elettrico 12 ed associabile allo scambiatore di calore 11, configurato per generare in quest'ultimo un campo elettrico o elettromagnetico, tramite la grandezza elettrica generata dal generatore elettrico 12.
L'elemento di emissione 13, in una soluzione preferita, può essere disposto una pos zione
/ II' Mandatario
NZ0 F/ABRO 'Ρψ/gw altri) DIO GLP S.r.l.
P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 11 gip C4-3208
periferica dello scambiatore di calore 11.
Il generatore elettrico 12 può essere un generatore di tensione, come illustrato in figg. 1 e 2, ad esempio tensione alternata.
Secondo varianti realizzative, il generatore elettrico 12 può essere, a titolo d'esempio, un generatore di corrente alternata, che genera corrente ad esempio con forma d'onda quadra o sinusoidale. L'elemento di emissione 13 è tipicamente un conduttore metallico.
Secondo forme realizzative, l'elemento di emissione 13 presenta forma allungata, fig. 1, e può essere realizzato, a titolo d'esempio, con un cavo, idoneo alla trasmissione di un campo elettrico o elettromagnetico, od una barra.
Secondo altre forme realizzative, l'elemento di emissione 13 può essere, ad esempio, una piastra, una rete, una spira od un solenoide.
Il dispositivo di controllo 10 comprende un elemento di rilevazione 14, disposto in un punto, o zona di rilevazione, distanziato rispetto all'elemento di emissione 13, associabile allo scambiatore di calore 11 e configurato per rilevare un valore del campo elettrico o elettromagnetico ricevuto nel punto di rilevazione,
P.le
12 gip C4-3208
generato dal campo elettrico o elettromagnetico nel punto di emissione.
L'elemento di rilevazione 14, può, secondo forme realizzative, essere disposto in posizioni periferiche dello scambiatore di calore 11, vantaggiosamente distanti e/o opposte a quelle di posizionamento dell'elemento di emissione 13.
L'elemento di rilevazione 14 è tipicamente un conduttore metallico.
Secondo forme di realizzazione, l'elemento di rilevazione 14 può presentare forma allungata, fig.
1, e può essere realizzato, a titolo d'esempio, con un cavo, idoneo alla trasmissione di un campo elettrico o elettromagnetico, od una barra.
Secondo ulteriori forme realizzative l'elemento di rilevazione 14 può essere, ad esempio, una piastra, una rete, una spira od un solenoide.
Il dispositivo di controllo 10 comprende un rilevatore 15, collegato all'elemento di rilevazione 14 per determinare condizioni del funzionamento dello scambiatore di calore 11 in funzione del campo elettrico o elettromagnetico rilevato nel punto, o zona, di rilevazione.
Il rilevatore 15 può comprendere un mezzo di misura 19 idoneo a misurare il c elettrico o I / Il nandat3⁄4rio /LORE MZO EABRC /(per séÀ pei/gjfaltji)
P.le IDINE 13 gip C4-3208
elettromagnetico rilevato nell'elemento di rilevazione 14.
Il mezzo di misura 19 è, nel caso di fig. 1, un amperometro configurato per misurare una quantità di carica Q in movimento sull'elemento di rilevazione 14, generata dal campo elettrico o elettromagnetico emesso dall'elemento di emissione 13.
Secondo varianti realizzative, il mezzo di misura 19 può essere, a titolo d'esempio, un voltmetro, atto a rilevare una differenza di potenziale generata dal movimento di cariche mobili, ovvero dalla quantità di carica Q.
L'azione di controllo del dispositivo di controllo 10, in accordo con la forma di realizzazione di figg.
1 e 2, permette di verificare la presenza di determinati materiali di interesse sfruttando alcune proprietà elettromagnetiche dei materiali attraversati dal campo elettrico o elettromagnetico di emissione, fino all'arrivo sull'elemento di rilevazione.
Tali proprietà elettromagnetiche possono essere, a titolo d'esempio, la permettività elettrica ε, anche detta costante dielettrica, la suscettività magnetica o la capacità.
Nella forma realizzativa di figofi 1 e 2, viene
mandatario BNZQjF3⁄4BR0 '(y'er; é &per all /altri)
5 GtP S.r.l.
P.le edalis, 6/2 - 33100 UDINE 14 gip C4-3208
rilevata la permettività elettrica ε nello scambiatore di calore 11.
Infatti, nella configurazione illustrata, l'elemento di emissione 13 e l'elemento di rilevazione 14 sono assimilabili a due armature di un condensatore, mentre lo scambiatore di calore 11 può essere considerato come un materiale dielettrico interposto tra tali armature.
In un condensatore, la quantità di carica Q che si deposita su ciascuna armatura è data dalla formula:
Q = C<■>V
dove V è la differenza di potenziale tra le due armature e C è la capacità del condensatore.
La capacità del condensatore C, a parità di distanza tra le armature e dimensione delle armature, è proporzionale alla permettività elettrica ε.
Quindi, rilevando la corrente che si genera sull'elemento di rilevazione 14 è possibile quantificare la quantità di carica Q, che si deposita ai capi delle armature, nel caso di specie sull'elemento di emissione 13 e sull'elemento di rilevazione 14, in conseguenza del campo elettrico o elettromagnetico generato.
Tale campo elettrico o elettromagnetico generato, in particolare, è dovuto alla tensionel instaurata dal
//Il m/ Airraatajjio
LO|$B<IZ!^
B p'sé e per gli altri) STUDIO GLPS.r.l.
P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 15 gip C4-3208
generatore di tensione 12, che equivale alla differenza di potenziale V tra le armature del condensatore .
In particolare, viene misurata la quantità di carica Q, sottoforma di corrente circolante nell'elemento di rilevazione 14 misurata dall'amperometro 19.
È quindi possibile avere un'indicazione sulla permettività elettrica ε dei materiali interposti tra l'elemento di emissione 13 e l'elemento di rilevazione 14, conoscendo la tensione generata dal generatore 12 e la corrente misurata sull'amperometro 19
In particolare, la permettività elettrica ε quantifica la tendenza di un materiale a contrastare l'intensità del campo elettrico passante al suo interno.
La permettività elettrica ε può essere considerata come prodotto della permettività relativa εΓ, dipendente dai materiali interessati dal campo elettrico o elettromagnetico generato, e della permettività del vuoto ε0, non dipendente dai materiali .
II ghiaccio, in particolare, è u he ha
l mandatarii LORENZ) ABRO
ir gjj^aitri) UDÌÓ GLP S.r.l.
P.le Cai/edalis, 6/2 - 33100 UDINE 16 gip C4-3208
un'elevata permettività relativa εΓ, e conseguentemente un'elevata permettività elettrica ε, che porta a consistenti variazioni nel campo elettrico o elettromagnetico rilevato, qualora presente, anche in quantità ridotte, all'interno dello scambiatore di calore 11.
A titolo d'esempio, la permettività relativa εΓdel ghiaccio ha un valore di circa 86,4 contro una permettività relativa εΓdell'aria di 1,00059.
II dispositivo di controllo 10 risulta, quindi, particolarmente efficace per rilevare la presenza di ghiaccio all'interno dello scambiatore di calore 11. La variazione di spessore dello strato di ghiaccio porta, inoltre, ad una proporzionale variazione della permettività elettrica ε.
Secondo altre forme di realizzazione, il dispositivo di controllo 10 può essere utilizzato per rilevare la presenza di acqua, ad esempio sotto forma di condensa o brina, oppure di altri tipi di materiali, ad esempio incrostazioni, calcare, sporco, polvere od altro ancora.
Secondo forme realizzative , il dispositivo di controllo 10 può comprendere un generatore di frequenza 21 configurato per determinare almeno una frequenza con cui opera il
P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 17 gip C4-3208
La permettività elettrica ε è, infatti, funzione della frequenza del campo elettrico O elettromagnetico, generato e trasmesso, e di conseguenza, a seconda del controllo che si vuole effettuare nello scambiatore di calore 11, si può impostare, in diverse forme di realizzazione, un'opportuna frequenza dell'elemento di emissione 13, tramite il generatore elettrico 12.
In particolare, per la rilevazione della presenza di ghiaccio, brina e/o acqua, poiché le loro molecole costitutive, con formula chimica H20, sono dipoli elettrici, è preferibile impostare frequenze, tramite il generatore di frequenza 21, comprese nello spettro delle radiofrequenze.
II generatore di frequenza 21 può, inoltre, prevedere mezzi di interfaccia con un utente per modificare la frequenza da esso erogata.
Nelle forme realizzative di figg. 1 — 2, il generatore di frequenza 21 è compreso nel generatore elettrico 12.
In possibili implementazioni, il generatore di frequenza 21 può determinare una frequenza da circa 100Hz a 1GHz, più preferibilmente da 1 MHz a 500 MHz, ancora più preferibilmente da 10 MHz a 50 MHz.
In accordo con forme di realizza sente
io
(per sé
DIO GLI
P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 18 gip C4-3208
trovato, possono essere impostate frequenze, tramite il generatore di frequenza 21, comprese nello spettro delle microonde, per la rilevazione di determinati materiali .
Secondo forme realizzative, combinabili con quelle sopra illustrate, il campo elettrico o elettromagnetico rilevato sull'elemento di rilevazione 14, a parità di campo elettromagnetico generato, può essere funzione, a titolo d'esempio, della suscettività magnetica.
In tal caso può essere previsto, ad esempio, almeno un elemento di emissione 13 e/o un elemento di rilevazione 14 a forma di spira e/o solenoide.
Il dispositivo di controllo 10 può comprendere inoltre un elemento di elaborazione 20, atto ad elaborare dati provenienti almeno dal mezzo di misura 19 e/o dall'elemento di rilevazione 14.
L'elemento di elaborazione 20 può, a titolo d'esempio, confrontare la grandezza misurata dal mezzo di misura 19 ed almeno una grandezza di soglia, fig. 2.
In altre forme di realizzazione, l'elemento di elaborazione 20 può permettere di tracciare l'andamento, nel tempo, della grandezza, misurata dal mezzo di misura 19 eventualmente prevedendo la
/ 1 >rVnandatai>io LORENZOMBRO
j(aer se e gei) gii altri) OsTUDlO GLP S.r.l.
P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 19 gip C4-3208
generazione di grafici.
In accordo con forme di realizzazione, l'elemento di elaborazione 20 può, ad esempio, permettere di ottenere informazioni sulla composizione dei materiali analizzando la grandezza misurata.
Con riferimento alla forma realizzativa di fig. 1, lo scambiatore di calore 11 è a fascio tubiero, e comprende una serpentina 16 in cui scorre un liquido termovettore .
La serpentina 16 è realizzata con elementi tubolari 17 rettilinei raccordati da tubazioni curve sagomate ad U.
Alla serpentina 16 sono solidamente associate, trasversalmente all'estensione longitudinale degli elementi tubolari 17, una pluralità di alette 18, ovvero piastre metalliche, che hanno funzione di aumentare la superficie di scambio termico.
Il dispositivo di controllo 10, in accordo con la forma di realizzazione di fig. 1, può essere utilizzato per rilevare la presenza di strati di ghiaccio che possono depositarsi sulle alette 18 o sulla serpentina 16.
Secondo altre forme di realizzazione, il dispositivo di controllo 10 può essere utilizzato per rilevare la presenza di acqua, ad esempio sotto forma
andatario
FABRO per/se<•>gli mrì)
P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 20 gip C4-3208
di condensa, oppure altri tipi di materiali depositati sulle alette 18 o sulla serpentina 16.
Nella forma realizzativa di fig. 1, l'elemento di emissione 13 e l'elemento di rilevazione 14 sono stabilmente associati allo scambiatore di calore 11 e lo attraversano, da un'estremità laterale all'altra. Il campo elettrico o elettromagnetico generato dall'elemento di emissione 13 presenta, nel caso di specie, linee di campo concentriche, con centro in corrispondenza della sezione dell'elemento di emissione 13 stesso.
L'elemento di emissione 13 e l'elemento di rilevazione 14 sono, nel caso raffigurato, disposti paralleli tra loro.
Inoltre, l'elemento di emissione 13 e l'elemento di rilevazione 14 sono disposti rispettivamente all'estremità superiore ed inferiore dello scambiatore di calore 11, ovvero con disposizione periferica sullo scambiatore di calore 11.
Tale disposizione periferica permette di attraversare con il campo elettromagnetico generato dall'elemento di emissione 13, una porzione ampia dello scambiatore di calore 11 prima della rilevazione da parte dell'elemento di rilevazione 14. Per permettere il passaggio
P.le
21 gip C4-3208
emissione 13 e dell'elemento di rilevazione 14, possono essere previsti fori passanti sulle alette 18
Secondo ulteriori forme di realizzazione, il dispositivo di controllo 10 può comprendere mezzi di monitoraggio 22 per permettere ad un'utente di monitorare il funzionamento dello scambiatore di calore 11, fig. 1.
I mezzi di monitoraggio 22 possono, a titolo d'esempio, permettere di visualizzare i valori di corrente e/o di tensione rilevati dal rilevatore 15.
Secondo varianti realizzative, i mezzi di monitoraggio 22 possono segnalare, ad esempio con l'utilizzo di spie luminose, display a cristalli liquidi o mezzi di audio diffusione, la presenza di ghiaccio, brina e/o di condensa nello scambiatore di calore 11.
Il dispositivo di controllo 10 può comprendere inoltre mezzi di adattamento, che permettono di adattare le grandezze elettriche in uscita dall'elemento di rilevazione 14 a quelle sostenibili e/o supportabili dal rilevatore 15 e/o dai mezzi di monitoraggio 22.
I mezzi di adattamento possono comprendere, a tit
22 gip C4-3208
amplificatore, un convertitore analogico/digitale, un trasformatore .
In possibili implementazioni, i mezzi di adattamento possono essere integrati nel rilevatore 15.
Secondo varianti realizzative, possono essere previsti una pluralità di elementi di emissione 13, configurati per generare una pluralità di campi elettrici o elettromagnetici.
L'utilizzo di più elementi di emissione 13 può generalmente permettere di indagare una porzione maggiore dello scambiatore di calore 11.
Secondo forme di realizzazione, la generazione di una pluralità di campi elettrici o elettromagnetici, con diverse caratteristiche di frequenza e/o intensità, può consentire di rilevare con precisione la posizione del ghiaccio.
A titolo d'esempio, possono essere generati campi elettrici o elettromagnetici a frequenze diverse, da diversi elementi di emissione 13, ed in base ai valori rilevati sull'elemento di rilevazione 14, possono essere identificati percorsi nello scambiatore di calore a diversa permettività elettrica ε.
Secondo varianti realizzative tossono essere
/ ll/mandatario
$ RENZO yFABR( (ber sé le per gli aVm / STUDI O'GLR Ì.r.1 P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 23 gip C4-3208
previsti una pluralità di elementi di rilevazione 14, per rilevare con maggior precisione cambiamenti di permettività elettrica ε, lungo determinate direzioni, ed individuare, ad esempio, la posizione del ghiaccio nello scambiatore di calore 11.
Con riferimento a fig. 2, viene descritta un'ulteriore forma di realizzazione, combinabile con la forma di realizzazione rappresentata in fig. 1, di un dispositivo di controllo 10 in accordo con il presente trovato.
Il dispositivo di controllo 10 comprende un alimentatore 23 idoneo a fornire energia almeno al generatore elettrico 12 e al rilevatore 15.
Il mezzo di misura 19 e l'elemento di elaborazione 20 sono collegati da una prima linea interna 24a per la trasmissione di dati.
Il dispositivo di controllo 10, nella forma realizzativa di fig. 2, comprende inoltre mezzi di comunicazione esterna 27, per la trasmissione di dati ad apparecchiature esterne, nel caso di specie un riscaldatore 31.
Il riscaldatore 31, anche detto dispositivo di sbrinamento, può essere configurato per fornire calore allo scambiatore di calore 11, a titolo d'esempio, facendo selettivamente scorrere un
Il mandatario
LOF.E
e per gli
ITÙOIO P S.r.l. P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 24 gip C4-3208
ad elevata temperatura nella serpentina 16, o attivando una resistenza elettrica.
Nella forma esemplificativa di fig. 2, i mezzi di comunicazione esterna 27 comprendono una prima linea esterna 29 ed una seconda linea esterna 30, che realizzano un collegamento tra l'elemento di elaborazione 20 ed il riscaldatore 31.
I mezzi di comunicazione esterna 27 comprendono, inoltre, un trasmettitore 28, configurato per inviare dati sulle linee esterne 29, 30.
Nella forma realizzativa di fig. 2, l'elemento di elaborazione 20 è configurato per confrontare la grandezza misurata dal mezzo di misura 19, con almeno una grandezza di soglia.
In particolare, si realizza un confronto diretto tra parametri erogati dal generatore elettrico 12 e parametri rilevati dal rilevatore 15, collegando con una seconda linea interna 24b il generatore elettrico 12 all'elemento di elaborazione 20.
Possono essere ulteriormente previste linee interne supplementari 26, per il collegamento, ad esempio, del generatore elettrico 12 e del rilevatore 15 all'alimentatore 23.
In particolare, in tale forma di realizzazione, la presenza di ghiaccio è rilevata impostando una prima
ndatario LQRÉN^CLFAB
<(>er gl/àjtrh ITUDIO GLI
P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 25 gip C4-3208
grandezza di soglia ed una seconda grandezza di soglia, superate le quali vengono inviati, rispettivamente, un comando di semi-sbrinamento ed un comando di sbrinamento al riscaldatore 31.
La prima grandezza di soglia viene impostata per rilevare una quantità di ghiaccio minore rispetto alla quantità di ghiaccio rilevata con la seconda grandezza di soglia e di conseguenza il riscaldatore 31 eroga una quantità di calore minore con il comando di semi-sbrinamento, rispetto al comando di sbrinamento.
A titolo d'esempio, può essere utilizzata come grandezza di soglia la differenza tra campo magnetico generato e campo magnetico rilevato.
Nel caso di specie la prima linea esterna 29 e la seconda linea esterna 30 presentano una configurazione in parallelo, inviando rispettivamente il comando di semi-sbrinamento ed il comando di sbrinamento.
Secondo forme di realizzazione può essere previsto inoltre un dispositivo di temporizzazione, non illustrato, configurato per realizzare attivazioni temporizzate del riscaldatore 31, per ridurre ulteriormente la probabilità di depositi di ghiaccio. È chiaro che al dispositivo di controllo del
// /ìli mandatario LORENZO FABRO
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P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 26 gip C4-3208
funzionamento di uno scambiatore di calore, allo scambiatore di calore comprendente detto dispositivo e al relativo procedimento di controllo fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.
È anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di dispositivo di controllo del funzionamento di uno scambiatore di calore, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.
Claims (11)
1 gip C4-3208
RIVENDICAZIONI
1. Dispositivo di controllo del funzionamento di uno scambiatore di calore (11) caratterizzato dal fatto che comprende:
- un generatore elettrico (12), applicato allo scambiatore di calore (11), idoneo a generare una grandezza elettrica, quale una corrente e/o una tensione;
- almeno un elemento di emissione (13), disposto in un punto, o zona, di emissione, collegato al generatore elettrico (12) ed associabile allo scambiatore di calore (11), configurato per generare nello scambiatore di calore (11) un campo elettrico o elettromagnetico, tramite la grandezza elettrica generata dal generatore elettrico (12);
- almeno un elemento di rilevazione (14), disposto in un punto, o zona, di rilevazione, distanziato rispetto all'elemento di emissione (13), associabile allo scambiatore di calore (11) e configurato per rilevare un valore del campo elettrico o elettromagnetico ricevuto nel punto di rilevazione, rispetto al valore generato dal campo elettrico o elettromagnetico nel punto di emissione;
un rilevatore (15), collegato all'elemento di rilevazione (14) per determinar del
LORP ZO F/BR( 'per sé e ρξΐ/gli litri
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P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 2 gip C4-3208
funzionamento dello scambiatore di calore (11) in funzione del campo elettrico o elettromagnetico rilevato nel punto, o zona, di rilevazione.
2. Dispositivo di controllo come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'elemento di emissione (13) e l'elemento di rilevazione (14) sono conduttori metallici aventi forma scelta in un gruppo comprendente:
- forma allungata, quale un cavo od una barra;
- a piastra;
- a rete;
- a spira;
- a solenoide.
3. Dispositivo di controllo come nella rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che l'elemento di emissione (13) e l'elemento di rilevazione (14) sono paralleli tra loro.
4. Dispositivo di controllo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un generatore di frequenza (21) configurato per determinare almeno una frequenza con cui opera il generatore elettrico (12).
5. Dispositivo di controllo come nella rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il generatore di frequenza (21) eroga una frequenza da circa 100Hz a
3 gip C4-3208
1GHz, più preferibilmente da 1 MHz a 500 MHz, ancora più preferibilmente da 10 MHz a 50 MHz.
6. Dispositivo di controllo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di comunicazione esterna (27), per l'invio di dati ad apparecchiature esterne, quali un riscaldatore (31) o un controllore esterno.
7. Dispositivo di controllo come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un alimentatore (23) idoneo a fornire energia almeno al generatore elettrico (12) e al rilevatore (15).
8. Procedimento di controllo del funzionamento di uno scambiatore di calore (11) caratterizzato dal fatto che comprende:
- il generare una grandezza elettrica;
- il generare un campo elettrico o elettromagnetico nello scambiatore di calore (11), tramite la grandezza elettrica generata, in un punto, o zona, di emissione;
- il rilevare il campo elettromagnetico in un punto, o zona, di rilevazione distanziata dal punto, o zona, di emissione;
- il determinare condizioni del funzionamento dello scambiatore di calore (11) in funzione del campo
LO RE
(per sé e oe/gli altri, SlIiJDIO^LPS.r.l.
P.le Cavedalis, 6/2 - 33100 UDINE 4 gip C4-3208
elettromagnetico rilevato.
9. Scambiatore di calore comprendente un dispositivo di controllo (10) del suo funzionamento in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7.
10. Riscaldatore, configurato per fornire calore ad uno scambiatore di calore (11), comprendente un dispositivo di controllo (10) del funzionamento dello scambiatore di calore (11) in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7.
11. Riscaldatore come nella rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di controllo (10) comprende un dispositivo di temporizzazione, configurato per realizzare attivazioni temporizzate del riscaldatore.
p. NEW TECHNOLOGY CONSULTANTS (N.T.C.)
GGa/SL 13.08.2013 fi
// Il mandatario LORENZO FABRO
/ (per sé/e per di altri) s† u DIO^GLP! S/fj. i P.lei Cavtólis, 6/2 - 3310<(>(U
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