CH702709B1

CH702709B1 - Cooling apparatus comprises evaporator-defrosting unit with auxiliary defrosting system for starting the melting process prior to final melting by an electromagnetic defrosting system

Info

Publication number: CH702709B1
Application number: CH17052010A
Authority: CH
Inventors: Dimitri Domemiconi
Original assignee: Lampen Sail Ltd
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2011-08-31

Abstract

Cooling apparatus (10) comprises a refrigeration compartment (20), refrigerator evaporator (11) and a unit (30) for defrosting the evaporator. The defrosting unit comprises an auxiliary system for carrying out a primary treatment of the ice or frost and an electromagnetic defrosting system comprising a magnetron (31) and waveguide (32) for emitting radiation, preferably microwaves, for melting the ice or frost treated by the auxiliary system. The auxiliary defrosting system uses an electrical resistance system, a water-jet, heated refrigeration fluid or a system for preventing reversal of the refrigeration cycle.

Description

[0001] La presente invenzione riguarda un impianto di raffreddamento e relativo metodo di funzionamento. [0001] The present invention relates to a cooling system and relative method of operation.

[0002] Più dettagliatamente l’invenzione concerne un impianto di raffreddamento dotato di un sistema di sbrinamento in grado di eliminare la brina che si forma sull’evaporatore di un qualsiasi tipo d’impianto frigorifero, industriale, commerciale o domestico, in modo estremamente rapido ed efficiente a livello energetico. [0002] More specifically, the invention relates to a cooling system equipped with a defrosting system capable of eliminating the frost that forms on the evaporator of any type of refrigeration plant, industrial, commercial or domestic, in an extremely rapid manner and energy efficient.

[0003] Com’è ben noto, una macchina frigorifera è un circuito termodinamico utilizzato sia in ambito industriale, sia commerciale che domestico, per il raffreddamento di uno spazio termicamente isolato, detto anche vano frigorifero, destinato al contenimento, di sostanze che richiedono una bassa temperatura per la loro conservazione. [0003] As is well known, a refrigerating machine is a thermodynamic circuit used both in an industrial, commercial and domestic environment, for cooling a thermally insulated space, also called the refrigerator compartment, intended to contain substances that require a low temperature for their conservation.

[0004] Una macchina frigorifera comprende essenzialmente un compressore, atto a comprimere un fluido frigorigeno (ad esempio Freon o ammoniaca), un condensatore, un organo di laminazione, come una valvola termostatica, e un evaporatore. Il compressore eleva sia in temperatura sia in pressione il fluido frigorigeno. Il condensatore, successivamente, raffredda detto fluido frigorigeno compresso, estraendone il calore portandolo allo stato liquido. In seguito, dopo essere passato attraverso la valvola di laminazione, detto fluido entra nell’evaporatore, dove per la differenza di pressione esistente nel lato aspirante il liquido viene iniettato all’interno dell’evaporatore stesso, dove avviene l’espansione e riportato allo stato gassoso, assorbendo il calore dei prodotti collocati all’interno del vano da refrigerare. Il gas viene poi veicolato nuovamente al compressore, per iniziare un nuovo ciclo, fin quando il vano da raffreddare avrà raggiunto la temperatura desiderata. In tal caso, un termostato provvedere a fermare il compressore. [0004] A refrigerating machine essentially comprises a compressor, adapted to compress a refrigerant fluid (for example Freon or ammonia), a condenser, a laminating member, such as a thermostatic valve, and an evaporator. The compressor raises the refrigerant fluid both in temperature and in pressure. The condenser then cools down the compressed refrigerant fluid, extracting the heat and bringing it to the liquid state. Subsequently, after passing through the lamination valve, said fluid enters the evaporator, where due to the pressure difference existing in the suction side, the liquid is injected into the evaporator itself, where the expansion takes place and brought back to the state gaseous, absorbing the heat of the products placed inside the compartment to be refrigerated. The gas is then conveyed back to the compressor, to start a new cycle, until the space to be cooled has reached the desired temperature. In this case, a thermostat will stop the compressor.

[0005] Uno dei maggiori problemi tecnici degli impianti frigoriferi secondo la tecnica nota è quello della formazione di ghiaccio o brina sull’alettatura dell’evaporatore. Il fenomeno della formazione di ghiaccio sulle alette dell’evaporatore riduce notevolmente l’efficienza dell’impianto frigorifero. Infatti, l’aria da raffreddare, generalmente umida, passa attraverso le lamelle dell’evaporatore. Il raffreddamento di tale aria agevola la formazione del ghiaccio sulla superficie di dette lamelle, e in particolare sul loro bordo. Detto ghiaccio o brina, proveniente, tra l’altro, dalla componente umida di detta aria da raffreddare, a causa delle sue proprietà isolanti riduce la trasmissione del calore tra dette lamelle dell’evaporatore stesso e l’aria da raffreddare, cosi riducendo notevolmente l’efficienza dell’impianto. [0005] One of the major technical problems of refrigeration systems according to the known technique is the formation of ice or frost on the evaporator fins. The phenomenon of ice formation on the evaporator fins considerably reduces the efficiency of the refrigeration system. In fact, the air to be cooled, generally wet, passes through the evaporator blades. The cooling of this air facilitates the formation of ice on the surface of said lamellas, and in particular on their edge. Said ice or frost, coming, among other things, from the wet component of said air to be cooled, due to its insulating properties reduces the transmission of heat between said blades of the evaporator itself and the air to be cooled, thus considerably reducing the system efficiency.

[0006] Attualmente, una modalità per la limitazione della formazione di brina nell’evaporatore prevede, come detto, l’impiego di un orologio per l’attivazione di un sistema di sbrinamento. Mediante la selezione di opportuni tempi o orari di azionamento del compressore, si riduce l’accumulo di brina nell’evaporatore, aumentando quindi l’efficienza energetica della macchina frigorifera. Tale tipo di sbrinamento è noto come passivo. [0006] Currently, a method for limiting the formation of frost in the evaporator foresees, as mentioned, the use of a clock for activating a defrosting system. By selecting the appropriate times or times for the compressor to operate, the accumulation of frost in the evaporator is reduced, thus increasing the energy efficiency of the refrigeration machine. This type of defrost is known as passive.

[0007] Il sistema di sbrinamento da attivare una volta fermato il compressore può essere di diversi tipi. Un primo sistema di sbrinamento prevede l’inversione del ciclo frigorifero. Una seconda modalità di sbrinamento prevede la realizzazione di un condotto tra l’uscita del gas dal compressore e l’ingresso nell’evaporatore. Lungo detto condotto è prevista una valvola solenoide ad attivazione elettrica. Nel momento in cui si desidera sbrinare l’evaporatore, si provvede ad aprire la valvola solenoide, portando il fluido frigorigeno caldo uscente dal compressore, nell’evaporatore, così da sciogliere la brina sulle lamelle dello stesso. Le soluzioni tecniche di sbrinamento suindicate hanno il limite di richiedere molto tempo per lo sbrinamento. [0007] The defrost system to be activated once the compressor has stopped can be of different types. A first defrost system involves reversing the refrigeration cycle. A second defrost mode involves the construction of a conduit between the gas outlet from the compressor and the evaporator inlet. A solenoid valve with electric activation is provided along said duct. When you want to defrost the evaporator, you open the solenoid valve, bringing the hot refrigerant out of the compressor, into the evaporator, so as to melt the frost on the lamellas of the same. The aforementioned defrosting technical solutions have the limitation of taking a long time to defrost.

[0008] Un terzo tipo di sbrinamento prevede l’impiego di acqua che viene emessa a pioggia sulle lamelle. Questa soluzione, particolarmente utilizzata negli impianti industriali, necessita di notevoli quantità di acqua disponibile in prossimità dell’evaporatore, nonché di un opportuno sistema di raccolta e deflusso dell’acqua che sgocciola dalle lamelle dell’evaporatore. Un quarto sistema di sbrinamento è di tipo elettrico e prevede delle resistenze elettriche disposte in prossimità delle lamelle dell’evaporatore. Quando occorre attivare lo sbrinamento, in dette resistenze elettriche scorre corrente elettrica, in modo da creare calore. Tale soluzione è particolarmente efficiente ed economica a livello realizzativo, ma necessita di notevole energia. [0008] A third type of defrosting involves the use of water which is emitted by rain on the lamellas. This solution, particularly used in industrial plants, requires considerable quantities of water available near the evaporator, as well as a suitable water collection and drainage system that drips from the evaporator strips. A fourth defrost system is of the electric type and provides for electric resistances arranged near the evaporator blades. When it is necessary to activate the defrost, electric current flows in said electrical resistances, so as to create heat. This solution is particularly efficient and economical in terms of implementation, but requires considerable energy.

[0009] In ogni caso, tutti i sistemi di sbrinamento sopra descritti, pur funzionando, hanno i comuni limiti di essere poco efficienti in termini energetici e richiedere molto tempo per lo sbrinamento. [0009] In any case, all the defrosting systems described above, although functioning, have the common limits of being inefficient in terms of energy and require a long time for defrosting.

[0010] Un ulteriore sistema di sbrinamento proposto ultimamente è quello che impiega un magnitron in grado di emettere microonde per sciogliere il ghiaccio sulle lamelle dell’evaporatore. Tale soluzione non ha incontrato gli sperati livelli di efficienza. Ciò a causa del fatto che il ghiaccio ha un ridotto assorbimento energetico alle microonde per effetto della sua struttura cristallina. [0010] A further defrosting system recently proposed is that which uses a magnitron capable of emitting microwaves to melt the ice on the evaporator blades. This solution has not met the expected levels of efficiency. This is due to the fact that the ice has a reduced energy absorption in the microwaves due to its crystalline structure.

[0011] Alla luce di quanto sopra, è scopo della presente invenzione, pertanto, quello di proporre un impianto di raffreddamento provvisto di un sistema di sbrinamento a microonde ad alta efficienza e rapidità di funzionamento, così da ridurre il carico energetico di funzionamento dell’intero impianto. [0011] In view of the above, it is an object of the present invention, therefore, to propose a cooling system provided with a microwave defrosting system with high efficiency and rapidity of operation, so as to reduce the energy load of operation of the whole plant.

[0012] Questi e altri risultati vengono ottenuti secondo l’invenzione con un impianto di raffreddamento provvisto di una unità o sistema di raffreddamento avente un dispositivo di sbrinamento tradizionale atto a iniziare lo scioglimento del ghiaccio e/o un dispositivo atto a distribuire un liquido o una polvere elettricamente conduttiva sul ghiaccio formato su detto evaporatore, e un magnitron, in grado di emettere radiazioni elettromagnetiche alla frequenza delle microonde, per effettuare rapidamente il completo sbrinamento del ghiaccio o brina dall’evaporatore. [0012] These and other results are obtained according to the invention with a cooling system provided with a cooling unit or system having a traditional defrosting device suitable for starting the melting of the ice and / or a device for distributing a liquid or an electrically conductive powder on the ice formed on said evaporator, and a magnitron, capable of emitting electromagnetic radiations at the microwave frequency, to rapidly effect the complete defrosting of the ice or frost from the evaporator.

[0013] Forma pertanto oggetto specifico della presente invenzione un impianto di raffreddamento comprendente un vano da refrigerare, mezzi frigoriferi per il raffreddamento di detto vano, provvisti di un evaporatore sul quale si forma ghiaccio o brina, e un’unità per lo sbrinamento di detto evaporatore, caratterizzato dal fatto che detta unità di sbrinamento comprende mezzi ausiliari di sbrinamento, atti ad effettuare un primo trattamento di detto ghiaccio o brina di detto evaporatore, e mezzi di sbrinamento elettromagnetico atti a emettere una radiazione, preferibilmente nella lunghezza d’onda delle microonde, per lo scioglimento di detto ghiaccio o brina di detto evaporatore trattato da detti mezzi ausiliari di sbrinamento. [0013] A specific object of the present invention is therefore a cooling system comprising a compartment to be cooled, refrigerating means for cooling said compartment, provided with an evaporator on which ice or frost is formed, and a unit for defrosting said evaporator, characterized in that said defrosting unit comprises defrosting auxiliary means, suitable for carrying out a first treatment of said ice or frost of said evaporator, and electromagnetic defrosting means able to emit a radiation, preferably in the microwave wavelength , for the dissolution of said ice or frost of said evaporator treated by said auxiliary defrosting means.

[0014] Sempre secondo l’invenzione, detti mezzi ausiliari di sbrinamento possono comprendere primi mezzi di sbrinamento atti a sciogliere una parte di detto ghiaccio o brina di detto evaporatore, formando acqua, in modo che detti mezzi di sbrinamento elettromagnetico sciolgano detto ghiaccio o brina di detto evaporatore residuo attraverso l’ulteriore riscaldamento di detta acqua formata da detti primi mezzi di sbrinamento. [0014] Still according to the invention, said auxiliary defrosting means can comprise first defrosting means suitable for dissolving a part of said ice or frost of said evaporator, forming water, so that said electromagnetic defrosting means dissolve said ice or frost of said residual evaporator through the further heating of said water formed by said first defrosting means.

[0015] Ancora secondo l’invenzione, detti primi mezzi di sbrinamento possono essere selezionati tra uno dei seguenti: di tipo elettrico e comprendenti resistenze elettriche; e/o di tipo a getto d’acqua; e/o del tipo comprendente un condotto di deviazione del fluido frigorigeno di detti mezzi frigoriferi dall’uscita di un compressore all’ingresso di detto evaporatore e una valvola, preferibilmente di tipo solenoide ad attivazione elettrica, in modo che aprendo detta valvola il fluido frigorigeno riscaldato uscente da detto compressore sia veicolato in detto evaporatore; e/o del tipo che prevede l’inversione del ciclo frigorifero di detti mezzi frigoriferi. [0015] Still according to the invention, said first defrosting means can be selected from one of the following: of the electric type and including electrical resistors; and / or water jet type; and / or of the type comprising a pipe for diverting the refrigerant fluid of said refrigerating means from the outlet of a compressor to the inlet of said evaporator and a valve, preferably of the solenoid type with electric activation, so that by opening said valve the refrigerant heated exiting from said compressor is conveyed in said evaporator; and / or of the type which provides for the inversion of the refrigeration cycle of said refrigeration means.

[0016] Ulteriormente secondo l’invenzione, detti mezzi di sbrinamento elettromagnetici possono comprendere un magnitron per l’emissione di radiazioni alla frequenza delle microonde, una guida d’onda avente la bocca in ingresso accoppiata a detto magnitron e la bocca di uscita rivolta verso detto evaporatore. [0016] Furthermore, according to the invention, said electromagnetic defrosting means can comprise a magnitron for the emission of radiations at the microwave frequency, a waveguide having the inlet mouth coupled to said magnitron and the outlet opening facing called evaporator.

[0017] Vantaggiosamente secondo l’invenzione, detti mezzi di sbrinamento ausiliari possono comprendere un dispositivo per la distribuzione su detto ghiaccio o brina di detto evaporatore di un liquido o una polvere elettricamente conduttiva, in modo che le microonde emesse da detti mezzi di sbrinamento elettromagnetico pervadano più facilmente la massa di brina o di ghiaccio, sciogliendola rapidamente. [0017] Advantageously according to the invention, said auxiliary defrosting means can comprise a device for the distribution on said ice or frost of said evaporator of an electrically conductive liquid or powder, so that the microwaves emitted by said electromagnetic defrosting means they more easily pervade the mass of frost or ice, dissolving it quickly.

[0018] Sempre secondo l’invenzione, detto impianto può comprendere condotti per il passaggio forzato dell’aria da raffreddare per mezzo del passaggio della stessa aria attraverso detto evaporatore, detti condotti avendo le pareti laterali opache alla radiazione a microonde, e un’apertura d’ingresso e un’apertura di uscita di detta aria da raffreddare; detta unità per lo sbrinamento comprendendo un filtro di protezione per microonde installato su ciascuna di dette aperture di detti condotti. [0018] Still according to the invention, said plant can comprise ducts for the forced passage of the air to be cooled by the passage of the same air through said evaporator, said ducts having the side walls opaque to the microwave radiation, and an opening inlet and an outlet opening of said air to be cooled; said defrosting unit comprising a microwave protection filter installed on each of said openings of said ducts.

[0019] Ancora secondo l’invenzione, detti filtri di protezione possono essere di tipo alveolare metallico, ciascun alveolo di detti filtri di protezione ha la lunghezza del lato maggiore che è minore della lunghezza d’onda λ della radiazione emessa da detti mezzi di sbrinamento elettromagnetico. [0019] Still according to the invention, said protection filters can be of the metal honeycomb type, each cell of said protection filters has the length of the longest side which is less than the wavelength λ of the radiation emitted by said defrosting means electromagnetic.

[0020] Ulteriormente secondo l’invenzione, detto impianto può comprendere un motoventilatore per forzare il passaggio dell’aria da refrigerare attraverso detti condotti e l’evaporatore. [0020] Further according to the invention, said system can comprise a motor-fan to force the passage of the air to be cooled through said ducts and the evaporator.

[0021] Sempre secondo l’invenzione, detto impianto può essere installabile in frigoriferi domestici, banchi frigoriferi per gelaterie uso commerciale di ogni tipo, sia per grande distribuzione, sia per negozi singoli, celle frigorifere industriali. [0021] Still according to the invention, said plant can be installed in domestic refrigerators, refrigerated counters for ice-cream parlors of all kinds of commercial use, both for large-scale distribution, and for single shops, industrial cold-storage rooms.

[0022] Forma ulteriore oggetto della presente invenzione un metodo per lo sbrinamento di un evaporatore di un impianto di raffreddamento, su detto evaporatore formandosi ghiaccio o brina; detto metodo comprendendo le seguenti fasi: attivare detti mezzi ausiliari di sbrinamento per un primo intervallo di tempo, in modo da trattare la superficie esterna di detto ghiaccio o brina di detto evaporatore; e attivare detti mezzi di sbrinamento elettromagnetico per un secondo intervallo di tempo, in modo da sciogliere detto ghiaccio o brina di detto evaporatore. [0022] A further object of the present invention is a method for defrosting an evaporator of a cooling system, on said evaporator forming ice or frost; said method comprising the following steps: activating said auxiliary defrosting means for a first time interval, so as to treat the outer surface of said ice or frost of said evaporator; and activating said electromagnetic defrosting means for a second time interval, so as to dissolve said ice or frost of said evaporator.

[0023] Ulteriormente secondo l’invenzione, detto secondo intervallo di tempo può essere minore di detto primo intervallo di tempo. [0023] Further according to the invention, said second time interval may be less than said first time interval.

[0024] Sempre secondo l’invenzione, detto secondo intervallo di tempo può essere successivo a detto primo intervallo di tempo. [0024] Still according to the invention, said second time interval can be subsequent to said first time interval.

[0025] La presente invenzione verrà ora descritta a titolo illustrativo ma non limitativo, secondo le sue preferite forme di realizzazione, con particolare riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui: <tb>la fig. 1<sep>mostra lo schema di un impianto di raffreddamento perfezionato secondo la presente invenzione; <tb>la fig. 2<sep>mostra una vista in sezione laterale di un frigorifero di tipo domestico in cui è installato un impianto di raffreddamento perfezionato secondo la presente invenzione; <tb>la fig. 3<sep>mostra una vista in sezione trasversale di un frigorifero/congelatore a isola per grande distribuzione provvisto di un impianto di raffreddamento perfezionato secondo la presente invenzione; e <tb>la fig. 4<sep>mostra uno schema di principio di un impianto di raffreddamento perfezionato secondo la presente invenzione applicato ad una cella frigorifera.[0025] The present invention will now be described for illustrative but not limitative purposes, according to its preferred embodiments, with particular reference to the figures of the enclosed drawings, in which: fig. 1 shows the diagram of an improved cooling system according to the present invention; fig. 2 shows a side section view of a domestic type refrigerator in which an improved cooling system according to the present invention is installed; fig. 3 shows a cross-sectional view of an island-type refrigerator / freezer for large-scale distribution provided with an improved cooling system according to the present invention; is fig. 4 shows a basic diagram of an improved cooling system according to the present invention applied to a cold room.

[0026] Nelle varie figure le parti simili verranno indicate con gli stessi riferimenti numerici. [0026] In the various figures the similar parts will be indicated with the same numerical references.

[0027] Facendo riferimento alla fig. 1è possibile osservare lo schema di un impianto di raffreddamento 10 inserito in un vano 20 da raffreddare, delimitato da pareti isolanti 21. [0027] With reference to fig. 1 it is possible to observe the scheme of a cooling system 10 inserted in a space 20 to be cooled, delimited by insulating walls 21.

[0028] Detto impianto di raffreddamento 10 comprende diverse parti, quali un compressore, un condensatore, una valvola di laminazione e un evaporatore. Di queste parti è raffigurato nella fig. 1 solo l’evaporatore 11, inserito in un contenitore 11 ́ opaco alle radiazioni elettromagnetiche alle microonde. [0028] Said cooling system 10 comprises various parts, such as a compressor, a condenser, a rolling valve and an evaporator. Of these parts is shown in fig. 1 only the evaporator 11, inserted in a container 11 aco opaque to electromagnetic microwave radiation.

[0029] Inoltre, in corrispondenza di detto evaporatore 11 è preferibilmente collocato anche un motoventilatore 12 per forzare il passaggio dell’aria da refrigerare attraverso l’evaporatore 11. [0029] Furthermore, in correspondence of said evaporator 11 there is preferably also placed a fan 12 to force the passage of the air to be cooled through the evaporator 11.

[0030] Su detto evaporatore 11 è installata un’unità di sbrinamento 30 comprendente un primo dispositivo o sistema di sbrinamento di tipo tradizionale, intendendo non a microonde, in particolare, e preferibilmente, di tipo elettrico (non mostrato in figura), atto a sciogliere il ghiaccio o brina che si forma sull’evaporatore 11. [0030] On said evaporator 11 a defrosting unit 30 is installed comprising a first device or defrosting system of the traditional type, meaning not microwave, in particular, and preferably, of the electric type (not shown in the figure), adapted to melt the ice or frost that forms on the evaporator 11.

[0031] Inoltre, detta unità di sbrinamento 30 comprende anche un magnitron 31, atto a emettere una radiazione elettromagnetica preferibilmente nell’intervallo di frequenza delle microonde. Detto magnitron 31 è installato in modo tale da immettere le radiazioni generate in una bocca d’ingresso di una guida d’onda 32. Detta guida d’onda 32 ha la bocca di uscita rivolta verso detto evaporatore 11. [0031] Moreover, said defrosting unit 30 also comprises a magnitron 31, adapted to emit electromagnetic radiation preferably in the microwave frequency range. Said magnitron 31 is installed in such a way as to introduce the radiations generated in an inlet mouth of a wave guide 32. Said waveguide 32 has the outlet mouth directed towards said evaporator 11.

[0032] Detta unità di sbrinamento 30 comprende anche una coppia di filtri di protezione 33 per microonde di tipo alveolare metallico, installati nelle aperture 11 ́ ́ per il passaggio dell’aria del contenitore 11 ́ dell’evaporatore 11. Ciascun alveolo di detti filtri di protezione 33 ha la lunghezza del lato maggiore che è minore della lunghezza d’onda λ della radiazione. Detto filtro di protezione 33 evita che le radiazioni prodotte da detto magnitron 31 possano diffondersi nell’ambiente circostante, ed essere un pericolo per le persone in prossimità dell’impianto di raffreddamento 10. [0032] Said defrosting unit 30 also comprises a pair of protection filters 33 for honeycombs of metal honeycomb type, installed in the openings 11 ́ ́ for the passage of air of the container 11 ́ of the evaporator 11. Each cell of said filters protection 33 has the length of the longest side which is smaller than the wavelength λ of the radiation. Said protection filter 33 prevents the radiations produced by said magnitron 31 from spreading into the surrounding environment, and being a danger for people in the vicinity of the cooling system 10.

[0033] L’aria da refrigerare Ai viene forzata ad attraversare l’evaporatore 11 mediante detto ventilatore 12, passando attraverso una apertura nella quale attraversa il filtro di protezione 33. Successivamente, l’aria che ha attraversato l’evaporatore 11, esce refrigerata (Ao) passando per il secondo filtro di protezione 33. L’aria da refrigerare Ai umida e crea ghiaccio o brina sulle lamelle (non mostrate in figura) dell’evaporatore 11. [0033] The air to be cooled Ai is forced to pass through the evaporator 11 by means of said fan 12, passing through an opening through which it passes through the protection filter 33. Subsequently, the air which has passed through the evaporator 11 comes out refrigerated. (Ao) passing through the second protective filter 33. The air to be cooled Ai humid and creates ice or frost on the blades (not shown in the figure) of the evaporator 11.

[0034] Con l’attivazione dello sbrinamento, ad esempio a seguito del raggiungimento dell’orario preprogrammato di sbrinamento o del rilevamento dell’accumulo di una predefinita quantità di ghiaccio o brina, viene attivata l’unità di sbrinamento 30. Questa effettua inizialmente un primo, breve sbrinamento mediane detto primo dispositivo o sistema di sbrinamento di tipo tradizionale, che nella presente forma di realizzazione è elettrico, ma potrebbe essere di qualsiasi altro tipo. Detto primo sbrinamento deve essere tale da iniziare solamente a sciogliere il ghiaccio depositato sulle lamelle dell’evaporatore 11, in modo da creare un primo sottile strato di acqua alla temperatura di circa 0 °C sulla superficie esterna della formazione di ghiaccio o brina. Successivamente, detta unità di sbrinamento 30 provvede ad attivare detto magnitron 31, che emette le radiazioni a microonde. Dette radiazioni ora incontrano non più solo ghiaccio, ma anche acqua, che, com’è noto, assorbe energia in misura assai maggiore rispetto al ghiaccio secondo il noto fenomeno del riscaldamento dielettrico. Secondo tale fenomeno, infatti, le molecole dell’acqua, essendo dipoli elettrici, i.e. aventi una polarità, ruotano per allinearsi con il campo elettrico delle microonde, che si alterna. Il movimento rotativo delle molecole dell’acqua crea calore, poiché le stesse interagiscono con le altre molecole. Per tale ragione, il riscaldamento con le microonde è più efficiente sull’acqua che sul ghiaccio, dove le molecole non sono libere di ruotare. [0034] With the activation of the defrost, for example following the achievement of the pre-programmed defrosting time or of the detection of the accumulation of a predefined quantity of ice or frost, the defrosting unit 30 is activated. This initially carries out a first, brief defrost by said first defrosting device or conventional system, which in the present embodiment is electric, but could be of any other type. Said first defrost must be such as to only begin to melt the ice deposited on the evaporator blades 11, so as to create a first thin layer of water at a temperature of about 0 ° C on the outer surface of the ice or frost formation. Subsequently, said defrosting unit 30 activates said magnitron 31, which emits microwave radiation. These radiations now encounter not only ice, but also water, which, as is known, absorbs energy to a much greater extent than ice according to the well-known phenomenon of dielectric heating. According to this phenomenon, in fact, the water molecules, being electric dipoles, i.e. having a polarity, they rotate to align with the electric field of the microwave, which alternates. The rotary movement of water molecules creates heat, as they interact with other molecules. For this reason, microwave heating is more efficient on water than on ice, where molecules are not free to rotate.

[0035] Il riscaldamento a microonde dell’acqua superficiale inizialmente creata da detto primo dispositivo o sistema di sbrinamento agevola la fusione del ghiaccio sottostante all’acqua stessa, creando altra acqua, fino a far evaporare tutto il ghiaccio o brina depositati nell’evaporatore 11 in poco tempo. [0035] The microwave heating of the surface water initially created by said first defrosting device facilitates the melting of the ice below the water itself, creating more water, until all the ice or frost deposited in the evaporator 11 evaporates in a short time.

[0036] Nella fig. 2 è mostrata l’applicazione dell’impianto di sbrinamento a un frigorifero 101 di tipo domestico. Detto frigorifero 101 prevede un vano 20 da raffreddare, provvisto di ripiani 40. È possibile accedere al vano 20 aprendo un portello 22. [0036] In fig. 2 shows the application of the defrosting system to a refrigerator 101 of domestic type. Said refrigerator 101 provides a compartment 20 to be cooled, provided with shelves 40. It is possible to access the compartment 20 by opening a door 22.

[0037] Nella figura è visibile anche un compressore 13, disposto inferiormente al vano 20 da raffreddare, mentre l’evaporatore 11 è disposto superiormente. In questo caso, il dispositivo o sistema di sbrinamento è elettrico. In particolare si osserva la disposizione dell’evaporatore e la circolazione dell’aria da refrigerare Ai e dell’aria refrigerata Ao. [0037] The figure also shows a compressor 13, arranged below the compartment 20 to be cooled, while the evaporator 11 is arranged above. In this case, the defrosting device or system is electric. In particular, the disposition of the evaporator and the circulation of the air to be cooled Ai and the refrigerated air Ao are observed.

[0038] La fig. 3 mostra l’applicazione dell’impianto di raffreddamento perfezionato secondo la presente invenzione applicato ad un frigorifero/congelatore ad isola 102 del tipo utilizzato, ad esempio, nei supermercati. Si osserva in tal caso la linea di carico massimo del prodotto e la disposizione delle aperture 11 ́ ́ per dell’aria da refrigerare Ai e dell’aria refrigerata Aodisposte superiormente alla suddetta linea di carico massimo del prodotto contenuto nel vano 20 da raffreddare. [0038] Fig. 3 shows the application of the improved cooling system according to the present invention applied to an island refrigerator / freezer 102 of the type used, for example, in supermarkets. In this case it is possible to observe the maximum load line of the product and the arrangement of the openings 11 ́ ́ for the air to be cooled Ai and the refrigerated air Aodisposed above the aforementioned maximum load line of the product contained in the compartment 20 to cool.

[0039] Si noti anche che intorno al vano 20 da raffreddare sono ricavati i condotti 23 nei quali scorre l’aria che attraversa l’evaporatore 11, che sono lateralmente realizzati in materiale opaco alle radiazioni a microonde. [0039] It should also be noted that around the space 20 to be cooled the ducts 23 are formed in which the air flowing through the evaporator 11 flows, which are laterally made of opaque material with microwave radiations.

[0040] In questo caso, si osserva che l’evaporatore è disposto lungo tutta la lunghezza del frigorifero/congelatore 102 e il magnitron 31 è disposto inferiormente ad esso. [0040] In this case, it is observed that the evaporator is arranged along the entire length of the refrigerator / freezer 102 and the magnitron 31 is arranged below it.

[0041] Infine, nella fig. 4 si osserva uno schema di un impianto di raffreddamento perfezionato secondo la presente invenzione applicato a una cella frigorifera 103, in cui il dispositivo o sistema di sbrinamento tradizionale è di tipo includente un condotto di bypass o deviazione del fluido frigorigeno caldo uscente dal compressore all’evaporatore, mediante una valvola solenoide di controllo e/o un sistema a pioggia d’acqua. [0041] Finally, in fig. 4 shows a diagram of an improved cooling system according to the present invention applied to a cold room 103, in which the traditional defrosting device or system is of a type including a bypass duct or deviation of the hot refrigerant leaving the compressor at evaporator, by means of a control solenoid valve and / or a rain water system.

[0042] Secondo una ulteriore forma di realizzazione secondo la presente invenzione, l’impianto di raffreddamento 10 può essere dotato in aggiunta a, o in sostituzione di, detto primo sistema di sbrinamento un dispositivo per la distribuzione sul ghiaccio sull’evaporatore 11 di un liquido o una polvere elettricamente conduttiva, in modo che le microonde emesse da detto magnitron 31 generino calore su detto liquido o polvere elettricamente conduttiva, sciogliendo il ghiaccio rapidamente. [0042] According to a further embodiment according to the present invention, the cooling system 10 can be equipped in addition to, or in place of, said first defrosting system a device for distribution on the ice on the evaporator 11 of a an electrically conductive liquid or powder, so that the microwaves emitted by said magnitron 31 generate heat on said electrically conductive liquid or powder, dissolving the ice rapidly.

[0043] Un vantaggio della presente invenzione è di consentire la riduzione dei tempi di sbrinamento degli impianti di raffreddamento e, quindi, l’aumento dell’efficienza energetica degli stessi. [0043] An advantage of the present invention is to allow the reduction of the defrosting times of the cooling systems and, therefore, the increase in their energy efficiency.

[0044] Si consideri che l’unità di sbrinamento secondo la presente invenzione può essere applicata a qualsiasi tipo d’impianto di raffreddamento, industriale o domestico. A solo scopo esemplificativo ma non esaustivo, può essere applicato a celle frigorifere di grandi dimensioni, a banconi per gelaterie esercizi commerciali di qualsiasi tipo di GDO o meno, e a frigoriferi domestici. [0044] It should be considered that the defrosting unit according to the present invention can be applied to any type of cooling system, industrial or domestic. By way of example only, but not limited to, it can be applied to large cold rooms, to ice cream parlor counters commercial establishments of any type of large-scale retail trade or not, and to domestic refrigerators.

[0045] La presente invenzione è stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo le sue forme preferite di realizzazione, ma è da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti del ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate. [0045] The present invention has been described for illustrative but not limitative purposes, according to its preferred embodiments, but it is to be understood that variations and / or modifications may be made by those skilled in the art without departing from the relative scope of protection, as defined by the attached claims.

Claims

1. Cooling plant (10) comprising a compartment (20) to be cooled, cooling means for cooling said compartment (20), provided with an evaporator (11) on which ice or frost is formed, and a unit for the defrosting (30) of said evaporator (11), characterized in that said defrosting unit (30) comprises auxiliary defrosting means, suitable for carrying out a first treatment of said ice or frost of said evaporator (11), and electromagnetic defrosting means (31, 32) able to emit a radiation, preferably in the microwave wavelength, for the dissolution of said ice or frost of said evaporator (11), treated by said auxiliary defrosting means.

2. Cooling plant (10) according to claim 1, characterized in that said defrosting auxiliary means comprise first defrosting means able to dissolve a part of said ice or frost of said evaporator (11), forming water so that said electromagnetic defrosting means (31, 32) dissolve said ice or frost of said residual evaporator (11) through further heating of said water formed by said first defrosting means.

3. Plant (10) according to claim 2, characterized in that said first defrosting means are selected from one of the following: - of the electric type and including electrical resistors; and / or - water jet type; and / or - of the type comprising a pipe for diverting the refrigerant fluid of said refrigerating means from the outlet of a compressor (13) to the inlet of said evaporator (11) and a valve, preferably of the solenoid type with electric activation, so that opening said valve the heated refrigerant leaving said compressor (13) is conveyed in said evaporator (11); and / or - of the type that involves the inversion of the refrigeration cycle of said refrigeration means.

4. Plant (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that said electromagnetic defrosting means comprise a magnitron (31) for the emission of radiations at the microwave frequency, a waveguide (32) having the mouth inlet coupled to said magnitron (31) and the outlet mouth directed towards said evaporator (11).

5. Plant (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that said auxiliary defrosting means comprise a device for distributing said evaporator (11) of an electrically conductive liquid or powder over said ice or frost on said that the microwaves emitted by said electromagnetic defrosting means (31, 32) pervade the mass of frost or ice more easily, dissolving it rapidly.

6. Plant (10) according to any one of the previous claims, characterized in that it comprises ducts (23) for the forced passage of the air to be cooled by the passage of the same air through said evaporator (11), said ducts (23) having the side walls opaque to microwave radiation, and an entrance (11 ́) inlet and an outlet opening (11 ́ ́) of said air to be cooled; said defrosting unit (30) comprising a protective filter (33) for microwaves installed on each of said openings (11 ́, 11 ́ ́) of said ducts (23).

7. Plant (10) according to claim 6, characterized in that said protection filters (33) are of the metal honeycomb type, each cell of said protection filters (33) has the length of the longest side which is less than the length d λ wave of the radiation emitted by said electromagnetic defrosting means (31, 32).

8. Plant (10) according to any one of claims 6 or 7, characterized in that it comprises a fan (12) for forcing the passage of the air to be cooled through said ducts (23) and the evaporator (11).

9. Method for defrosting an evaporator (11) of a cooling system (10) according to any one of claims 1 - 8, on said evaporator forming ice or frost, said method comprising the following steps: - activating said auxiliary defrosting means for a first time interval, so as to treat the outer surface of said ice or frost of said evaporator (11); is - activating said electromagnetic defrosting means (31, 32) for a second time interval, so as to dissolve said ice or frost of said evaporator (11).

10. Method according to claim 9, characterized in that said second time interval is less than said first time interval.

11. Method according to any one of claims 9 or 10, characterized in that said second time interval is subsequent to said first time interval.