IT201600099080A1 - Raffreddatore adiabatico per sistemi di refrigerazione, macchina frigorifera e suo metodo di funzionamento. - Google Patents

Raffreddatore adiabatico per sistemi di refrigerazione, macchina frigorifera e suo metodo di funzionamento.

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IT201600099080A1
IT201600099080A1 IT102016000099080A IT201600099080A IT201600099080A1 IT 201600099080 A1 IT201600099080 A1 IT 201600099080A1 IT 102016000099080 A IT102016000099080 A IT 102016000099080A IT 201600099080 A IT201600099080 A IT 201600099080A IT 201600099080 A1 IT201600099080 A1 IT 201600099080A1
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IT
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cooler
refrigerant fluid
refrigeration
evaporating
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IT102016000099080A
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Michele Vio
Giorgio Andrea Lorenzetti
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M I T A S R L
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

Raffreddatore adiabatico per sistemi di refrigerazione, macchina frigorifera e suo metodo di funzionamento.
D E S C R I Z I O N E
Il presente trovato ha come oggetto un raffreddatore adiabatico per macchina frigorifera (sistema di refrigerazione), una macchina frigorifera provvista di tale raffreddatore e un metodo per il trattamento di un fluido refrigerante che esegue un ciclo frigorifero in una macchina frigorifera.
I sistemi di refrigerazione comprendono tipicamente un compressore, un raffreddatore e/o un sottoraffreddatore, un espansore, un evaporatore, posti consecutivamente sul percorso seguito dal fluido refrigerante circolante nella macchina frigorifera.
I sistemi di refrigerazione, a cui si rivolge principalmente, ma non esclusivamente, il presente trovato, sono quelli in cui il ciclo frigorifero si svolge in condizioni subcritiche o trans critiche .
Nel caso di sistemi di refrigerazione in cui il refrigerante segue un ciclo subcritico, tipicamente, il raffreddatore è un condensatore e l'espansore è una valvola di laminazione. È noto in letteratura che in tali macchine l'efficienza energetica e l'effetto utile sono inversamente proporzionali alla temperatura di condensazione: più è bassa la seconda, maggiori sono i primi; da ciò ne consegue l'esigenza di avere temperature di condensazione basse che tuttavia spesso si scontra con gli accorgimenti tecnici necessari per ottenerle, che possono portare in taluni casi ad un limite inferiore oltre il quale non è conveniente/opportuno spingersi.
Per quanto attiene, invece, ai sistemi di refrigerazione in cui il refrigerante segue un ciclo transcritico il raffreddatore è propriamente un cosiddetto gas cooler. In tali macchine l'innalzamento dell'effetto utile sono legati ad un abbassamento di temperatura del refrigerante nel gas cooler stesso; tale temperatura naturalmente risulta legata alla temperatura dell'aria ambiente (con la quale il refrigerante scambia calore nel gas cooler), con la conseguenza che in climi caldi (es. Sud Europa) le macchine attuali presentano limiti di funzionamento.
Per cercare di ovviare almeno in parte ad alcuni di questi limiti sono nati nel tempo diversi accorgimenti tecnici, ad titolo di esempio, i condensatori adiabatici e i condensatori evaporativi.
Nei condensatori evaporativi, il refrigerante da condensare, è introdotto in una batteria di tubi sulla quale viene spruzzata continuamente acqua ricircolata, la cui evaporazione asporta il calore da smaltire tramite la superficie di scambio della batteria.
Nei condensatori adiabatici, il refrigerante da condensare, è introdotto in una batteria di tubi investita da aria pre-raffreddata tramite il processo di saturazione adiabatica, l'aria così trattata asporta tramite la superficie di scambio il calore da smaltire.
Sebbene l'utilizzo dei metodi sopra citati (in luogo dei condensatori "a secco" tradizionali) abbia migliorato in parte la situazione esistente, tuttavia anch'essi presentano alcuni limiti tecnici: tali sistemi devono infatti essere dimensionati in modo tale da smaltire la totalità del calore di condensazione, il che, rispetto alla soluzione proposta, comporta una portata d'aria elevata, con conseguente maggiore spesa energetica per i ventilatori a causa delle perdite di carico; inoltre anche il consumo d'acqua è elevato, in quanto è proporzionale alla portata d'aria.
Compito precipuo del presente trovato consiste nel realizzare un raffreddatore adiabatico per sistemi di refrigerazione e/o una macchina frigorifera e/o un suo metodo di funzionamento che risolvano il problema tecnico sopra esposto, ovvino agli inconvenienti e superino i limiti della tecnica nota consentendo di realizzare sistemi di refrigerazione ad alta efficienza a discapito della temperatura dell'aria ambiente in cui la macchina si trova ad operare.
Un ulteriore scopo del trovato consiste nel mettere a disposizione un raffreddatore per sistemi di refrigerazione e/o una macchina frigorifera e/o un suo metodo di funzionamento che siano in grado di dare le più ampie garanzie di affidabilità e sicurezza nell'uso.
Non ultimo scopo del trovato consiste nel realizzare un raffreddatore adiabatico per sistemi di refrigerazione e/o una macchina frigorifera e/o un suo metodo di funzionamento che siano relativamente facili da realizzare ed economicamente competitivi se paragonato alla tecnica nota.
Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un metodo per il trattamento di un fluido refrigerante che esegue un ciclo frigorifero in una macchina frigorifera, comprendente le fasi consecutive di
a. comprimere il fluido refrigerante in un compressore di detta macchina frigorifera,
b. raffreddare il fluido refrigerante in un raffreddatore della macchina frigorifera,
c. espandere il fluido refrigerante in un espansore della macchina frigorifera,
d. porre il fluido refrigerante in scambio termico con un fluido da raffreddare, in uno scambiatore di calore della macchina frigorifera, caratterizzato dal fatto di comprendere fasi che consistono nel
e. raffreddare adiabaticamente un flusso d'aria
f. porre in scambio termico il flusso d'aria raffreddato adiabaticamente con il fluido refrigerante,
almeno la fase f. essendo eseguita tra le fasi b . e c..
In particolare, nel sistema di refrigerazione si utilizza:
- nel caso di sistemi subcritici un sotto raffreddatore adiabatico in serie al condensatore - nel caso di sistemi trans critici un raffreddatore adiabatico in serie ad un gas cooler che riduce ulteriormente la temperatura del gas in uscita dal gas cooler stesso.
In altre parole, si realizza in questo modo un sotto-raffreddamento del fluido refrigerante nel caso di sistemi subcritici ed un ulteriore raffreddamento del gas nel caso di sistemi transcritici.
L'effetto è quello di sfruttare salti entalpici altrimenti inutilizzati portando benefici al sistema di refrigerazione.
Solitamente la fase b. è realizzata mediante un raffreddatore a secco, così da ottenere (osservando il ciclo del fluido refrigerante nel suo complesso) una fase di raffreddamento del fluido refrigerante di tipo combinato, in cui vengono usate in combinazione tra loro due diverse tecniche, ovvero un raffreddamento a secco (realizzato ad esempio nei c.d. dry-coolers) ed una fase di raffreddamento adiabatico.
In particolare, per quanto riguarda il raffreddatore a secco:
- nel caso in cui si operi in regime subcritico è uno scambiatore di calore di tipo aria-liquido/gas, mentre,
- nel caso in cui si operi in regime transcritico è uno scambiatore aria-gas;
in entrambi i casi l'aria è aria ambiente, a condizioni di temperatura ed umidità ambientali.
Il sottoraffreddatore/raffreddatore adiabatico comprende un dedicato scambiatore di calore ariagas (in regime transcritico) o aria-liquido/gas o aria-liquido (in regime subcritico), in cui l'aria è aria ambiente raffreddata -appuntoadiabaticamente .
Utilizzando in combinazione un sottoraffreddatore/raffreddatore adiabatico a valle di un condensatore/gascooler si raggiungono inoltre vantaggi addizionali, ad esempio la Richiedente ha notato che, poiché il raffreddamento adiabatico viene usato per generare il cosiddetto sotto-raffreddamento (ovvero un raffreddamento del fluido refrigerante addizionale rispetto a quello ottenibile con il solo raffreddamento a secco), si ha che essendo le dimensioni del raffreddatore adiabatico sono ridotte rispetto ai sistemi tecnici sopra citati (condensatore evaporativo/condensatore adiabatico) , la potenza dei ventilatori si riduce perché diminuisce la portata d'aria trattata, il consumo d'acqua è decisamente inferiore rispetto ai normali condensatori evaporativi o condensatori adiabatici ed il sistema si può adattare a qualunque macchina frigorifera, anche esistente, come retrofit di relativamente semplice installazione e costo contenuto.
Analizzando dapprima gli effetti vantaggiosi del metodo secondo il trovato applicato al caso di un ciclo subcritico, si ottiene uno spostamento del ciclo frigorifero a sinistra (in un diagramma pressione - entalpia), aumentando l'effetto utile e lasciando sostanzialmente inalterato il lavoro del compressore.
Volendo effettuare un confronto tra alcuni parametri operativi di una macchina o gruppo frigorifero a regime subcritico tradizionale ("base" ) , uno con " condensazione adiaba tica" ed uno funzionante secondo il trovato, si ottiene la seguente situazione (in cui i dati relativi al metodo del trovato compaiono all'ultima riga " impianto frigorifero con SR adiaba tico" ) :
Gruppo frigorifero
base
Gruppo frigorifero con
condensazione
adiabatica
Gruppo frigorifero con
SR adiabatico
Si riesce inoltre, rispetto alla macchina con condensazione adiabatica, ad ottenere anche di utilizzare, per il raffreddamento del fluido refrigerante, una minore massa d'aria, riducendo la spesa energetica per i generatori di flusso d'aria (tipicamente ventilatori) e di ridurre il consumo d'acqua (in quanto proporzionale alla portata d'aria) .
Ciò avviene perché, grazie al trovato, si aumenta il salto entalpico complessivo, sfruttando, in ultima analisi, livelli entalpici altrimenti inutilizzati.
Si può pertanto ridurre la taglia dell'impianto frigorifero e assieme all'aumento di COP, ridurre l'impegno di energia richiesta dal contatore elettrico (che può essere stimata attorno ai 30 € all'anno per ogni kW di potenza risparmiato) , riducendo la spesa annua di funzionamento, grazie all'aumento dì efficienza energetica .
Passando ora ad analizzare i vantaggi del trovato quando applicato nel caso di un ciclo transcritico, si rileva che la temperatura del flusso d'aria raffreddato mediante raffreddamento adiabatico è minore di quella dell'aria ambiente con cui il refrigerante scambia calore nel gas cooler .
I vantaggi sono immediatamente visibili nella sottostante tabella, in cui sono riportati i risultati tipici di un impianto di frigoconservazione al variare della temperatura dell'aria esterna in un confronto tra una macchina o gruppo tradizionale (" base ") ed una realizzata secondo il trovato (i dati relativi al metodo del trovato compaiono all’ultima riga "impianto frigorifero con SR adiabatico" ) .
Gruppo frigorifero
base
Gruppo frigorifero
con SR adiabatico
La maggiore potenza resa porta a dei risparmi perché si possono limitare il numero di compressori .
Ulteriore oggetto del trovato è un raffreddatore adiabatico per sistemi di refrigerazione, comprendente
un generatore di un flusso d'aria operativamente collegato con una canalizzazione per il detto flusso d'aria
un pacco evaporante posto nella canalizzazione un gruppo di umidificazione per il pacco evaporante
uno scambiatore di calore collegato a detta canalizzazione a valle del pacco evaporante, con riferimento ad un verso di percorrenza del flusso d'aria nella canalizzazione,, per consentire uno scambio termico tra il detto flusso d'aria e un fluido refrigerante circolante nello scambiatore.
Un altro oggetto ancora del trovato è una macchina frigorifera, comprendente: un compressore, un raffreddatore principale, un espansore, uno scambiatore di calore principale, destinati ad essere attraversati da un fluido refrigerante che esegue un ciclo frigorifero e che comprende inoltre un raffreddatore adiabatico secondo il trovato, che è posto a valle del raffreddatore principale con riferimento ad un verso di percorrenza del fluido refrigerante nella macchina .
Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione relativa alla macchina refrigerante e a due forme esecutive di un raffreddatore adiabatico secondo il trovato, illustrate a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli allegati disegni in cui:
la figura 1 è una vista schematica semplificata di una macchina frigorifera secondo il trovato;
la figura 2 è una vista in sezione laterale di una prima forma di realizzazione di un raffreddatore adiabatico, secondo il trovato;
la figura 3 è una vista in sezione laterale di una prima forma di realizzazione di un raffreddatore adiabatico, secondo il trovato.
Con riferimento alla fig. 1, in essa è mostrata schematicamente una macchina frigorifera 100 secondo il trovato.
Nei suoi tratti generali la macchina frigorifera 100 comprende un compressore 101, un raffreddatore principale 102, un espansore 103, uno scambiatore di calore principale 104, destinati ad essere attraversati da un fluido refrigerante che esegue un ciclo frigorifero.
Il fluido refrigerante può variare a seconda delle realizzazioni scelte, essendo ad esempio R134A o R410A oppure C02: i primi due si dimostrano particolarmente utilizzati nel caso di cicli subcritici, mentre l'ultimo nel caso di cicli transcritici.
A tal proposito, giova specificare sin d'ora che nel caso di un fluido refrigerante che esegue un ciclo subcritico, il raffreddatore principale 102 è un condensatore (in cui il fluido refrigerante cambia stato e condensa), mentre nel caso in cui il ciclo sia transcritico allora il raffreddatore principale è un c.d. gas-cooler (in cui il fluido refrigerante non cambia stato e resta gassoso) .
L'espansore 103 può essere una valvola termostatica o una turbina, a seconda dei casi.
Lo scambiatore di calore 104 è, nel caso di regimi subcritici, un evaporatore, in cui il refrigerante cambia stato.
Caratteristicamente la macchina 100 secondo il trovato comprende un sottoraffreddatore/raffreddatore adiabatico 1 posto a valle del raffreddatore principale 102 con riferimento ad un verso di percorrenza del fluido refrigerante nella macchina 100 stessa.
Sui dettagli del sottoraffreddatore/raffreddatore adiabatico 1 si tornerà qui appresso, in occasione delle descrizioni delle fig. 2 e 3, per ora basti notare che il fluido refrigerante percorre il circuito appena definito, attraversando il raffreddatore adiabatico 1 dopo aver attraversato il raffreddatore principale 102.
Per quanto attiene a quest 'ultimo, esso è solitamente un raffreddatore a secco (anche detto dry-cooler) -sia nel caso di cicli subcritici che transcritici- in cui il fluido refrigerante (caldo e ad alta pressione) proveniente dal compressore 101 viene messo in contatto di scambio termico con un secondo fluido -usualmente aria ambiente-.
I raffreddatori a secco sono del tipo arialiquido/gas o aria-gas e comprendono ad esempio un fascio tubiero alettato in cui fluisce il refrigerante che scambia così calore con l'aria ambiente che lambisce le alette; eventualmente l'aria può essere opportunamente forzata sulle alette, grazie a ventilatori 108 opportunamente previsti a tal fine; l'aria ambiente viene convogliata sulle alette nelle condizioni di temperatura e umidità ambientali, senza un pretrattamento per modificarle.
In una macchina frigorifera 100 così realizzata, a prescindere dal fluido refrigerante e dal ciclo -subcritico o transcritico- da esso seguito, si realizza in tutta generalità il trattamento del fluido refrigerante che esegue un ciclo frigorifero, comprendente le fasi consecutive di:
a. comprimere il fluido refrigerante nel compressore 101,
b. raffreddare il fluido refrigerante nel raffreddatore principale 102,
c. espandere il fluido refrigerante nell'espansore 103,
d. porre il fluido refrigerante in scambio termico con un fluido da raffreddare nello scambiatore di calore principale 104.
Tipicamente il fluido da raffreddare è aria, presente, o diretta, in un ambiente che si vuole raffreddare .
Il metodo del trovato comprende inoltre le fasi che consistono nel
e. raffreddare adiabaticamente un flusso d 'aria
f. porre in contatto di scambio termico il flusso d'aria raffreddato adiabaticamente con il fluido refrigerante,
almeno la fase f. essendo eseguita tra le fasi b. e c., in conformità con la macchina 100 appena descritta .
Sebbene sul punto si tornerà ancora dopo, giova notare che la fase f. viene eseguito in uno scambiatore di calore aria-gas o aria-liquido/gas del raffreddatore adiabatico del trovato.
In pratica, osservando il percorso seguito dal fluido refrigerante nella macchina 100, esso (a valle del compressore 101) attraversa dapprima il raffreddatore principale 102 e poi il raffreddatore adiabatico 1 (o, più precisamente, lo scambiatore aria-gas o aria-liquido/gas o arialiquido di quest'ultimo).
Il raffreddatore principale 102 è solitamente del tipo a secco (aria-gas/liquido o aria-gas) come più sopra dettagliato ed ivi il fluido refrigerante si raffredda per scambio termico con aria, tipicamente aria ambiente alle condizioni di umidità e temperatura ambientali.
Vantaggiosamente, quindi, il fluido refrigerante arriva al raffreddatore adiabatico 1 con una temperatura minore di quella con cui è alimentato al raffreddatore principale 102 ed eventualmente già (almeno in parte) condensato, nel caso in cui si operi in regime subcritico.
La temperatura del refrigerante viene ulteriormente diminuita nel raffreddatore adiabatico 1, grazie allo scambio termico che ivi viene realizzato tra il fluido refrigerante ed un flusso d'aria raffreddata adiabaticamente.
Il raffreddamento adiabatico dell'aria viene eseguito prelevando una portata d'aria dall'ambiente che viene fatta transitare attraverso (o comunque in corrispondenza di) un pacco evaporante 5 umidificato: la temperatura dell'aria diminuisce e, contemporaneamente, aumenta la sua umidità, grazie al fatto che l'acqua presente nel pacco 5 evapora in parte, sottraendo calore al flusso d'aria e cedendo acqua sotto forma di un aumento di umidità che può arrivare sino quasi a saturazione (oltre il 95%).
Gli effetti vantaggiosi sono stati sopra descritti e mostrati con l'ausilio delle tabelle, sia nel caso di un ciclo subcritico che nel caso di un ciclo transcritico, e su di essi non si torna oltre.
Passando alla descrizione di dettaglio di alcuni esempi del raffreddatore adiabatico 1 di fig. 2 per sistemi di refrigerazione 100 come sopra descritte, esso in tutta generalità comprende un generatore di un flusso d'aria 11 operativamente collegato con una canalizzazione 12 per il flusso d'aria.
Il generatore 11 presenta una bocca di alimentazione 111 aperta verso un ambiente esterno ed eventualmente provvista di filtri o reti di pulizia, di tipo noto in sé su cui non ci si sofferma oltre.
Preferibilmente, per ottimizzare le condizioni fluidodinamiche del flusso d'aria, immediatamente a valle del generatore 11, la canalizzazione 12 presenta un tratto divergente.
Il generatore di flusso d'aria 11 è, nell'esempio non limitativo mostrato in fig. 2 e 3, un ventilatore centrifugo.
Nella canalizzazione 12, preferibilmente in un tratto intermedio a sezione costante della stessa, posto immediatamente a valle (con riferimento al percorso del flusso d'aria) del tratto divergente, è previsto un pacco evaporante 13 che viene attraversato dal flusso d'aria mosso dal generatore 11.
Il pacco evaporante 13 comprende pannelli evaporanti 131.
Il raffreddatore adiabatico 1 comprende poi un gruppo di umidificazione 14 per il pacco evaporante 13, atto a mantenere (durante l'utilizzo) il pacco evaporante imbevuto d'acqua.
A valle del pacco evaporante (sempre con riferimento al percorso del flusso d'aria) è previsto uno scambiatore di calore 15 collegato alla canalizzazione 12.
Lo scambiatore di calore 15 è atto a consentire uno scambio termico tra il il flusso d'aria raffreddato adiabaticamente ed il fluido refrigerante circolante nello scambiatore 15 stesso .
Lo scambiatore di calore 15 del raffreddatore adiabatico 1 è uno scambiatore aria-gas o arialiquido/gas o aria-liquido, in cui l'aria è raffreddata adiabaticamente.
Osservando brevemente di nuovo lo schema di fig. 1, si comprende chiaramente come lo scambiatore 15 sia attraversato dal fluido refrigerante a valle dello scambiatore principale 102 .
Lo scambiatore 15 è preferibilmente nella forma di una batteria alettata nella quale i condotti alettati portano il detto fluido refrigerante e sono lambiti dal flusso d'aria raffreddato adiabaticamente dal raffreddatore 1, come appena descritto.
La canalizzazione 12 termina poi con una bocca di scarico 112 a valle dello scambiatore 15, tramite la quale l'aria viene espulsa.
Si noti che nella forma esecutiva appena descritta, in condizione di installazione, la bocca di presa 111 e quella di scarico 112 sono poste alla stessa quota dal terreno, così che in condizione installata la canalizzazione 12 risulta sostanzialmente orizzontale.
Per quanto attiene al gruppo di umidificazione 14, esso comprende un serbatoio di acqua 141, una pompa 142, ugelli 143 di erogazione di acqua rivolti verso il pacco 13.
Preferibilmente, per ridurre il numero di parti, il serbatoio 141 è posto al di sotto del pacco evaporante 13 e la pompa 142 è in collegamento operativo con il serbatoio 141 e con gli ugelli 143 per erogare acqua prelevata dal serbatoio 141 sul pacco evaporante 13.
L'acqua in eccesso, dopo aver bagnato i pannelli 131 del pacco 13, viene raccolta nel serbatoio 141 per essere poi riutilizzata e ridurre i consumi; a tal fine il serbatoio 141 è preferibilmente realizzato a guisa di vasca.
Nella forma esecutiva di fig.3 il raffreddatore adiabatico è indicato nel suo complesso con il riferimento numerico 10.
Esso comprende sostanzialmente le stesse parti, indicate con lo stesso numero di riferimento e la stessa funzione, del raffreddatore 1 appena descritto e sulle quali non ci si sofferma oltre, rimandando alla descrizione effettuata sopra.
La differenza principale tra il raffreddatore 1 ed il raffreddatore 10 risiede nel fatto che nel primo la canalizzazione 12 era orizzontale mentre in questo esempio la canalizzazione 120 presenta un tratto a sviluppo verticale, così che la bocca di presa 1110 e quella di scarico 1120 sono poste, installate, a quote diverse, la seconda più in alto della prima.
Un'ulteriore differenza che si riscontra è relativa alla sezione della canalizzazione 12 e 120: mentre nella canalizzazione 12 il pacco 13 si trova tra un tratto divergente ed uno convergente della canalizzazione, la canalizzazione 120 ha sezione di passaggio sostanzialmente costante.
Le due varianti consentono vantaggiosamente di avere raffreddatori adiabatici a ridotto ingombro verticale (come il raffreddatore 1) o a ridotto ingombro orizzontale (come il raffreddatore 10) che possono essere utilizzati a piacere in funzione delle condizioni di installazione e degli spazi disponibili.
Si è in pratica constatato come il metodo, la macchina, secondo il presente trovato, assolva il compito nonché gli scopi prefissati in quanto consente di abbassare la temperatura del fluido refrigerante in uscita dallo scambiatore principale così da ottimizzare il funzionamento della macchina, sia essa operante in modo subcritico che transcritico, come più sopra ben evidenziato dalle risultanze sperimentali tabellate .
Il metodo, la macchina o il raffreddatore così concepiti sono suscettibili di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito delle allegate rivendicazioni.
Inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti .
In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (10)

  1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Metodo per il trattamento di un fluido refrigerante che esegue un ciclo frigorifero in una macchina frigorifera (100), comprendente le fasi consecutive di a. comprimere il fluido refrigerante in un compressore (101) di detta macchina frigorifera (100), b. raffreddare il fluido refrigerante in un raffreddatore principale (102) della macchina frigorifera (100), c. espandere il fluido refrigerante in un espansore (103) della macchina frigorifera (100), d. porre il fluido refrigerante in scambio termico con un fluido da raffreddare, in uno scambiatore di calore principale (104) della macchina frigorifera (100) caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre le fasi che consistono nel e. raffreddare adiabaticamente un flusso d'aria f. porre in scambio termico il flusso d'aria raffreddato adiabaticamente con il fluido refrigerante , almeno la fase f. essendo eseguita tra le fasi b . e c..
  2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase b. è realizzata mediante un raffreddatore principale (102) a secco.
  3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la fase e. è eseguita almeno per mezzo di un attraversamento da parte del flusso d'aria di un pacco evaporante (13) umidificato, in un raffreddatore adiabatico (1, 10) .
  4. 4. Sottoraffreddatore/raffreddatore adiabatico (1, 10) per sistemi di refrigerazione (100), comprendente un generatore di un flusso d'aria (11) operativamente collegato con una canalizzazione (12, 120) per detto flusso d'aria, caratterizzato dal fatto di comprendere inoltre un pacco evaporante (13) posto nella canalizzazione (12, 120) un gruppo di umidificazione (14) per il pacco evaporante (13) uno scambiatore di calore (15) collegato a detta canalizzazione (12, 120) a valle del pacco evaporante (13), con riferimento ad un verso di percorrenza del flusso d'aria nella canalizzazione (12), per consentire uno scambio termico tra il detto flusso d'aria e un fluido refrigerante.
  5. 5. Sottoraffreddatore/raffreddatore (1, 10) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il pacco evaporante (13) comprende uno o più pannelli evaporanti (131).
  6. 6. Sottoraffreddatore/raffreddatore (1, 10) secondo la rivendicazione 4 o 5, caratterizzato dal fatto che il gruppo di umidificazione (14) comprende un serbatoio di acqua (141), una pompa (142), ugelli (143) di erogazione, in cui il serbatoio (141) è posto al di sotto di detto pacco evaporante (13), la pompa (142) è in collegamento operativo con il serbatoio (141) e con gli ugelli (143) per erogare acqua prelevata dal serbatoio (141) sul detto pacco evaporante (13).
  7. 7. Macchina frigorifera (100), comprendente: un compressore (101), un raffreddatore principale (102), un espansore (103), uno scambiatore di calore principale (104), destinati ad essere attraversati da un fluido refrigerante che esegue un ciclo frigorifero, caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre un sottoraffreddatore/raffreddatore (1, 10) secondo una o più delle rivendicazioni da 4 a 6, posto a valle del raffreddatore principale (102) con riferimento ad un verso di percorrenza del fluido refrigerante nella macchina (100).
  8. 8. Macchina frigorifera (100) secondo la rivendicazione 6, in cui il raffreddatore principale (102) è un raffreddatore a secco in cui il fluido refrigerante scambia calore con aria ambiente .
  9. 9. Macchina frigorifera (100) secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui lo scambiatore di calore (15) del sottoraffreddatore/raffreddatore (1, 10} è uno scambiatore aria-gas o arialiquido/gas o aria-liquido posto a valle del raffreddatore principale (102).
  10. 10. Macchina frigorifera (100) secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzata dal fatto che realizza il metodo secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 3.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3108451A (en) * 1960-07-20 1963-10-29 Leslie Hill H Air conditioning system and apparatus
US3913345A (en) * 1974-04-29 1975-10-21 William H Goettl Air conditioner
US4182131A (en) * 1978-11-27 1980-01-08 Consoli Ronald P High efficiency air conditioner
EP2233846A1 (en) * 2007-12-07 2010-09-29 Daikin Industries, Ltd. Humidity control device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3108451A (en) * 1960-07-20 1963-10-29 Leslie Hill H Air conditioning system and apparatus
US3913345A (en) * 1974-04-29 1975-10-21 William H Goettl Air conditioner
US4182131A (en) * 1978-11-27 1980-01-08 Consoli Ronald P High efficiency air conditioner
EP2233846A1 (en) * 2007-12-07 2010-09-29 Daikin Industries, Ltd. Humidity control device

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