ITTO20111240A1 - Metodo e dispositivo di controllo della fase di sbrinamento di un apparecchio refrigerante ed apparecchio refrigerante che implementa tale metodo - Google Patents

Description

“METODO E DISPOSITIVO DI CONTROLLO DELLA FASE DI SBRINAMENTO DI UN APPARECCHIO REFRIGERANTE ED APPARECCHIO REFRIGERANTE CHE IMPLEMENTA TALE METODOâ€

DESCRIZIONE

[CAMPO DELL’INVENZIONE]

La presente invenzione si riferisce al settore degli elettrodomestici e in particolare ad un metodo e dispositivo per controllare la fase di sbrinamento di un apparecchio refrigerante.

Inoltre, la presente invenzione si riferisce a un apparecchio refrigerante che implementa il metodo della presente invenzione.

[ARTE NOTA]

Sono noti apparecchi refrigeranti comprendenti almeno una cella raffreddata, uno sportello per accedere alla cella raffreddata ed un circuito frigorifero che implementa un ciclo frigorifero.

Nel circuito frigorifero un compressore comprime un fluido di ciclo, chiamato anche fluido refrigerante (ad esempio Freon o ammoniaca), in modo da far passare il fluido dallo stato gassoso allo stato liquido. Questo primo cambiamento di stato produce calore che viene estratto dal ciclo attraverso una serpentina a diretto contatto con l’ambiente esterno all’apparecchio refrigerante. Successivamente, il fluido allo stato liquido à ̈ fatto espandere ed evaporare in un evaporatore, e portato a contatto termico con la cella raffreddata, sottraendo calore da quest’ultima.

I moderni apparecchi refrigeranti possono comprendere un compressore a giri variabili, chiamato anche compressore a capacità variabile, che à ̈ in grado di modulare il numero di giri del proprio motore elettrico e di conseguenza la capacità di raffreddamento del circuito in cui à ̈ inserito.

Esistono diversi tipi noti di apparecchi refrigeranti. Tra questi, a titolo esemplificativo ma non limitativo, si possono identificare apparecchi comprendenti una o più celle frigorifere, ad esempio una cella frigo a temperatura interna di poco superiore a 0°C (ad esempio 4-5 °C), normalmente per la conservazione di cibi o comunque oggetti freschi non congelati, e/o una cella freezer a temperatura di congelamento minore di 0°C ( ad esempio - 18°C) , normalmente per la conservazione di cibi o comunque oggetti congelati; ogni cella à ̈ normalmente dotata di una propria porta di accesso. Esistono pure gli apparecchi refrigeranti del tipo cosiddetto “no-frost†, in cui la veicolazione del freddo dall’evaporatore verso le celle à ̈ effettuata tramite una o più ventole attraverso tubature e bocchette: tipicamente l’accesso à ̈ diretto verso la cella freezer, mentre verso la cella frigo avviene tramite un regolatore di flusso, denominato damper, il quale può semplicemente aprire o chiudere l’accesso alla cella, oppure regolarlo in modo variabile tra un massimo ed un minimo.

Durante il funzionamento dell’apparecchio refrigerante si può avere formazione di brina, in particolare in corrispondenza delle parti più fredde, quali l’evaporatore del circuito refrigerante, dovuta all’umidità presente all’interno dell’apparecchio refrigerante. Lo strato di brina accresce durante il funzionamento, con l’effetto tra l’altro di accrescere l’isolamento termico tra l’evaporatore e l’ambiente da refrigerare peggiorando l’efficienza dello scambio termico.

Un fattore aggravante si determina negli apparecchi refrigeranti del tipo noto come “no-frost†. In essi l’evaporatore à ̈ soggetto ad una situazione di convezione forzata, e maggiori aumenti di perdite di carico o ghiacciature.

Infatti in condizioni gravose di funzionamento l’evaporatore si ricopre di ghiaccio riducendone l’efficienza di scambio termico.

Per ridare efficienza di funzionamento sono normalmente previste delle fasi di sbrinamento, in cui il sistema di controllo comanda l’accensione di mezzi riscaldanti per sciogliere la brina e così rimuoverla dall’evaporatore. Durante le fasi di sbrinamento il compressore viene normalmente spento. Le fasi di sbrinamento sono attivate di norma ad intervalli di tempo fissi, ad esempio ogni 24 ore, e per una durata prefissata.

Questa procedura nota di sbrinamento non à ̈ ottimale, in quanto prescinde dalle esigenze effettive dell’apparecchio refrigerante, non tenendo conto quindi di situazioni in cui lo sbrinamento non sarebbe necessario, oppure in cui necessiterebbe di maggiore tempo, e generando quindi situazioni di bassa efficienza energetica.

Il problema da affrontare à ̈ quindi quello di ottimizzare le fasi di sbrinamento, garantendo la massima efficienza energetica dell’apparecchio refrigerante, di un qualsiasi tipo dotato di un evaporatore, ottimizzando quindi i consumi energetici dell’apparecchio refrigerante.

[OBIETTIVI E SINTESI DELLA INVENZIONE]

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di risolvere i problemi sopra descritti.

In particolare, à ̈ scopo della presente invenzione quello di presentare un metodo per controllare le fasi di sbrinamento di un apparecchio refrigerante in modo da garantire la massima efficienza energetica, ottimizzando quindi i consumi energetici dell’apparecchio refrigerante e la velocità del compressore.

Ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di presentare un metodo e dispositivo che permetta una corretta e affidabile conservazione del contenuto dell’apparecchio refrigerante.

Questi ed altri scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante un metodo ed un relativo apparecchio refrigerante incorporanti le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente descrizione.

L’idea generale alla base della presente invenzione à ̈ di prevedere, in accordo con la rivendicazione 1, un metodo di controllo della fase di sbrinamento di un apparecchio refrigerante, detto apparecchio refrigerante comprendendo un circuito frigorifero in cui à ̈ inserito un evaporatore, ed almeno una cella frigorifera che viene raffreddata da detto circuito frigorifero, detto metodo comprendendo il passo di attivare detta fase di sbrinamento quando si verifica la condizione che la temperatura di detta almeno una cella (TF) sale al di sopra di un valore massimo (TFmax) e che contemporaneamente la temperatura dell’evaporatore (TEV) à ̈ al di sotto di un valore minimo (TEVmin).

La presente invenzione si riferisce anche a un apparecchio refrigerante che comprende un circuito frigorifero, una cella raffreddata dal circuito frigorifero, un compressore a giri variabili inserito nel circuito frigorifero, un’unità di controllo operativamente connessa al compressore e atta a controllare il numero di giri del compressore, in cui l’unità di controllo esegue i passi del metodo oggetto della presente invenzione.

Altri scopi e vantaggi della presente invenzione saranno più chiari dalla descrizione dettagliata contenuta nel seguito.

[DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE]

Un esempio di realizzazione preferito e vantaggioso della presente invenzione viene descritto qui di seguito, applicato ad un apparecchio refrigerante di un qualsiasi tipo, dotato di un evaporatore, e di una o più celle, di tipo frigo oppure di tipo freezer. La temperatura effettiva di ogni cella e quella dell’evaporatore sono misurate da misuratori di temperatura di tipo noto.

Il metodo della presente invenzione nasce dall’analisi della situazione termica nelle condizioni di formazione di brina sull’evaporatore. In queste condizioni la temperatura dell’evaporatore tende a diminuire a causa del minore scambio termico con l’esterno. Contemporaneamente le celle ricevono minore capacità refrigerante dall’evaporatore, sempre a causa del ridotto scambio termico, e conseguentemente la loro temperatura interna tende ad aumentare.

Quindi in accordo con la presente invenzione la funzione di sbrinamento viene attivata quando, essendo la temperatura di almeno una cella salita al di sopra di un valore massimo, preferibilmente per un certo periodo di tempo minimo di persistenza, si verifica che la temperatura dell’evaporatore à ̈ al di sotto di un valore minimo.

In un esempio non limitativo, detto valore massimo à ̈ pari a 8 °C per una cella frigo, pari a -15 °C per una cella freezer; come esempio non limitativo, detto valore minimo della temperatura dell’evaporatore à ̈ pari a -35 °C.

Più in particolare si ottiene la seguente formula generale per l’attivazione della funzione di sbrinamento, nel caso di apparecchio refrigerante con una cella:

[TEV < TEVmin] AND [TF > TFmax (preferibilmente per un tempo t2)]

dove TEV à ̈ la temperatura istantanea dell’evaporatore, TEVmin à ̈ il relativo valore minimo, TF à ̈ la temperatura della cella, TFmax à ̈ il relativo valore massimo.

Nel caso di più celle, si applicherà un OR logico tra le condizioni di superamento delle rispettive soglie da parte delle temperature delle celle, nel senso che il superamento della soglia sarà verificato in almeno una delle celle, con un relativo tempo minimo di persistenza di verifica.

La fase di funzionamento in sbrinamento inizierà dunque preferibilmente al verificarsi per un tempo minimo t2 della suddetta condizione; a titolo di esempio non limitativo il tempo minimo t2 à ̈ pari a 10 min. La fase di sbrinamento durerà fino al superamento di un valore di soglia prefissato TEVmax di temperatura dell’evaporatore, oppure fino al raggiungimento di un tempo limite di durata della fase di sbrinamento stessa. Al termine della fase di sbrinamento si ritornerà al funzionamento normale.

In un esempio non limitativo, la disattivazione avviene al superamento di una soglia (pari a 17 °C) da parte dell’evaporatore, o comunque trascorsi 50 min dall’inizio della fase di sbrinamento.

In questo modo si garantisce che la fase di sbrinamento inizi solamente quando necessario, evitando inutili consumi di energia per attivare il resistore di riscaldamento quando non necessario, oppure che detta fase duri più a lungo, rispetto ad un tempo predefinito, se necessario per persistenza di brina in quantità eccessiva, che causerebbe variazioni indebite delle temperature interne delle celle.

La realizzazione del dispositivo di controllo per l’attuazione del metodo come su descritto non costituisce problema per il tecnico del ramo, il quale avrà a disposizione alternative sia hardware che software. I rilevatori di temperatura delle celle e dell’evaporatore sono di tipo noto e normalmente già presenti nell’apparecchio.

Le fasi del metodo possono essere realizzate tramite un controllore di tipo noto dal punto di vista hardware. Dal punto di vista software, il metodo di controllo della presente invenzione può essere vantaggiosamente realizzato tramite un programma per elaboratore, che comprende mezzi di codifica per la realizzazione di uno o più passi del metodo, quando questo programma à ̈ eseguito su di un elaboratore. Pertanto si intende che l’ambito di protezione si estende a detto programma per elaboratore ed inoltre a mezzi leggibili da elaboratore che comprendono un messaggio registrato, detti mezzi leggibili da elaboratore comprendendo mezzi di codifica di programma per la realizzazione di uno o più passi del metodo, quando detto programma à ̈ eseguito su di un elaboratore.

E’ chiaro che molte varianti sono possibili all’uomo esperto del settore senza per questo fuoriuscire dall’ambito di protezione quale risulta dalle rivendicazioni allegate.

Tuttavia, anche queste forme di realizzazione non esulano dall’ambito di protezione della presente invenzione.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di controllo della fase di sbrinamento di un apparecchio refrigerante, detto apparecchio refrigerante comprendendo un circuito frigorifero in cui à ̈ inserito un evaporatore, ed almeno una cella frigorifera che viene raffreddata da detto circuito frigorifero, detto metodo comprendendo il passo di attivare detta fase di sbrinamento quando si verifica la condizione che la temperatura di detta almeno una cella (TF) sale al di sopra di un valore massimo (TFmax) e che contemporaneamente la temperatura dell’evaporatore (TEV) à ̈ al di sotto di un valore minimo (TEVmin).
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui nel caso di apparecchio refrigerante con più di una cella, la detta condizione che la temperatura di detta almeno una cella sale (TF) al di sopra di un valore massimo (TFmax) à ̈ verificata al superamento di un relativo valore massimo di temperatura di una qualsiasi di dette celle.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui l’attivazione di detta fase di sbrinamento avviene dopo che detta condizione di temperatura di detta almeno una cella al di sopra di detto valore massimo (TFmax) sia verificata per un periodo di tempo minimo di persistenza (t2).
4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta fase di sbrinamento dura fino al superamento di un valore di soglia prefissato (TEVmax) di temperatura dell’evaporatore, oppure fino al raggiungimento di un tempo limite di durata di detta fase di sbrinamento.
5. 5. Apparecchio refrigerante comprendente un circuito frigorifero in cui à ̈ inserito un evaporatore, ed almeno una cella che viene raffreddata da detto circuito frigorifero, rilevatori di temperatura di detta almeno una cella e detto evaporatore, e mezzi per la realizzazione del metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4.
6. 6. Dispositivo di controllo di un apparecchio refrigerante comprendente mezzi per eseguire i passi del metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4.