IT201800007390A1

IT201800007390A1 - Sistema di raffreddamento

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Publication number: IT201800007390A1
Application number: IT102018000007390A
Authority: IT
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-01-20
Also published as: EP3598026A1; ES2874523T3; EP3598026B1

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO

La presente invenzione ha per oggetto un sistema di raffreddamento.

In generale, i compressori utilizzati in molti sistemi di raffreddamento (o di refrigerazione) richiedono un stretto controllo della velocità del motore del compressore per poter mantenere il sistema entro i limiti richiesti in condizioni di carico variabili. Per questo motivo, i compressori sono dotati di azionamenti a frequenza variabile (variable frequency drive o VFD) che contengono dei componenti elettronici di potenza (come ad esempio dei transistor bipolari a gate isolato) che sono soggetti a surriscaldamento e necessitano quindi di essere raffreddati. Generalmente, per raffreddare i circuiti elettronici di potenza si procede montando i transistor sopra un dissipatore di calore e facendo circolare del fluido di raffreddamento (per esempio, acqua) all'interno o attorno al dissipatore di calore. Tale modo di procedere ha vari svantaggi: è difficile da gestire in quanto la temperatura del dissipatore di calore può uscire dall'intervallo di temperatura richiesto, permettendo ai componenti VFD di surriscaldarsi; inoltre, il circuito di raffreddamento richiede ulteriori componenti come ad esempio una pompa e dei scambiatori di calore, aumentandone la complessità, gli ingombri e i costi.

Dai documenti brevettuali US6116040A e EP1273856A2 è altresì noto raffreddare i componenti VFD tramite un circuito atto a prelevare una porzione del fluido refrigerante dal condensatore del sistema di refrigerazione, in cui detto circuito si trova in relazione di trasferimento termico con i componenti di potenza del VFD per mezzo di un dissipatore di calore definito da una serpentina.

Tuttavia, tali sistemi hanno lo svantaggio di non raffreddare i moduli elettronici di potenza in maniera uniforme; in effetti, i moduli più vicini all'ingresso della serpentina vengono raffreddati di più dei moduli in prossimità dell'uscita della serpentina (dove il refrigerante giunge già a temperature più alta). Inoltre, i moduli possono avere temperature diverse: quello a temperatura più alta potrebbe richiedere più potenza raffreddante degli altri per rimanere in un intervallo termico accettabile. Infatti, se da un lato ai moduli non viene fornita sufficiente potenza raffreddante, questi andranno in sovratemperatura, con conseguenti danni ai componenti, dall'altro, un raffreddamento eccessivo porterebbe alla formazione di condensa (anch'essa causa di danni ai componenti).

Inoltre, tali sistemi sono adatti a funzionare solo con alcuni tipi di refrigeranti: in particolare, è prevista una valvola di espansione in corrispondenza dell'ingresso del dissipatore di calore; detta valvola essendo non solo costosa ma anche sensibile al tipo di fluido refrigerante (il che significa che funziona in maniera efficiente soltanto con alcuni tipi di refrigeranti).

Lo scopo della presente invenzione è di mettere a disposizione un sistema di raffreddamento e un relativo metodo di raffreddamento che superino almeno uno dei suddetti inconvenienti.

Tale scopo viene raggiunto dal sistema di raffreddamento e dal relativo metodo di raffreddamento secondo le rivendicazioni sotto riportate.

In una forma di realizzazione, il sistema di raffreddamento oggetto della presente invenzione è un sistema di condizionamento termico.

Il sistema di raffreddamento comprende un circuito di refrigerazione. Il sistema di raffreddamento comprende un fluido refrigerante. Il circuito di refrigerazione è configurato per far circolare il fluido refrigerante.

Preferibilmente, il circuito di refrigerazione include un ciclo di refrigerazione di Carnot ad anello chiuso.

Il circuito di refrigerazione include un condensatore. Il condensatore è configurato per far condensare il fluido refrigerante. All'interno del condensatore, il fluido refrigerante rilascia calore a un fluido esterno (per esempio, acqua o aria esterna).

Il circuito di refrigerazione include una valvola di espansione. La valvola di espansione è configurata per far espandere il fluido refrigerante. Più in generale, la valvola di espansione può essere sostituita da un dispositivo di espansione.

Il circuito di refrigerazione include un evaporatore. L'evaporatore è configurato per far evaporare il fluido refrigerante. All'interno dell'evaporatore, il fluido refrigerante assorbe calore da un fluido da raffreddare (per esempio, aria ambiente da raffreddare oppure acqua da raffreddare).

Il circuito di refrigerazione include un compressore. Il compressore è configurato per comprimere il fluido refrigerante. Il compressore include un motore. Preferibilmente, il motore del compressore è un motore elettrico. In una forma di realizzazione, il motore del compressore è un motore elettrico asincrono. In una forma di realizzazione, il motore del compressore è un motore elettrico a magneti permanenti.

Il sistema di raffreddamento comprende un azionamento per il compressore. Preferibilmente, l'azionamento è del tipo a frequenza variabile (inverter). L'azionamento include componenti elettronici di potenza. Tali componenti elettronici di potenza devono essere raffreddati. Infatti, è necessario evitare il surriscaldarsi dei componenti elettronici per non causare danni all'inverter.

Il sistema comprende un apparato di raffreddamento dei componenti elettronici di potenza dell'azionamento a frequenza variabile.

L'apparato di raffreddamento include un ingresso collegato al circuito di refrigerazione per ricevere una porzione del fluido refrigerante dal circuito di refrigerazione. Tale porzione del fluido refrigerante viene prelevata dal circuito di refrigerazione. L'apparato di raffreddamento include un'uscita collegata al circuito di refrigerazione per re-introdurre tale porzione del fluido refrigerante nel circuito di refrigerazione.

L'apparato di raffreddamento comprende un distributore. Il distributore presenta un ingresso e un'uscita. Poiché, in una forma di realizzazione, l'ingresso del distributore definisce l'ingresso dell'apparato di raffreddamento e l'uscita del distributore definisce l'uscita dell'apparato di raffreddamento, nel seguito faremo riferimento, per semplicità, all'ingresso e all'uscita del distributore. Resta inteso che la descrizione che segue vale, mutatis mutandis, per l'ingresso e l'uscita dell'apparato di raffreddamento (piuttosto che del distributore).

Preferibilmente, l'apparato di raffreddamento include un'unità di espansione posta in corrispondenza dell'ingresso del distributore. Preferibilmente, l'unità di espansione è configurata per introdurre nel distributore il fluido refrigerante in transizione di fase: infatti, durante la fase di transizione, il fluido refrigerante presenta un elevato coefficiente di trasferimento termico.

L'apparato di raffreddamento è configurato per trasferire calore dai componenti elettronici di potenza dell'azionamento a frequenza variabile al fluido refrigerante transitante dall'ingresso all'uscita dell'apparato di raffreddamento.

Infatti, il distributore è disposto in prossimità dell'azionamento.

Il distributore include un collettore d'ingresso, collegato all'ingresso del distributore. Il distributore include un collettore di uscita, collegato all'uscita del distributore. Il distributore include una pluralità di condotti. Preferibilmente, ciascun condotto di detta pluralità di condotti presenta una prima estremità collegata al collettore d'ingresso e una seconda estremità collegata al collettore di uscita. Di conseguenza, i condotti sono collegati in parallelo (con l'espressione "in parallelo" si intende un collegamento funzionale parallelo): il collettore d'ingresso distribuisce il fluido refrigerante al collettore di uscita tramite i citati condotti. In tal modo, il distributore provvede a trasferire il calore all'azionamento in modo uniforme.

Preferibilmente, l'azionamento a frequenza variabile (ovvero l'insieme dei componenti elettronici di potenza dello stesso) comprende una pluralità di elementi riscaldanti (ovvero moduli di potenza). Detti elementi riscaldanti devono essere raffreddati. Preferibilmente, per ciascun elemento riscaldante di detta pluralità di elementi riscaldanti, la citata pluralità di condotti comprende almeno un condotto configurato per raffreddare un rispettivo elemento riscaldante. In tal modo, il distributore provvede a raffreddare in maniera uniforme tutti gli elementi riscaldanti dell'azionamento a frequenza variabile.

In una forma di realizzazione, detta pluralità di elementi riscaldanti dell'azionamento a frequenza variabile include un primo, un secondo e un terzo interruttore. In una forma di realizzazione, detta pluralità di elementi riscaldanti dell'azionamento a frequenza variabile include un raddrizzatore. In effetti, in una forma di realizzazione, l'azionamento a frequenza variabile è un inverter trifase e include tre interruttori (uno per ogni fase) e un (ponte) raddrizzatore. I suddetti tre interruttori e il raddrizzatore necessitano di raffreddamento.

In una forma di realizzazione, la citata pluralità di condotti include almeno un primo condotto, configurato per raffreddare il primo interruttore, un secondo condotto, configurato per raffreddare il secondo interruttore, un terzo condotto, configurato per raffreddare il terzo interruttore e un quarto condotto configurato per raffreddare il raddrizzatore. Quindi, è previsto almeno un condotto per ogni elemento riscaldante.

In una forma di realizzazione, il distributore comprende anche una pluralità di ulteriori condotti. Detta pluralità di ulteriori condotti include, per ogni elemento riscaldante di detta pluralità di elementi riscaldanti, almeno un rispettivo ulteriore condotto, collegato in parallelo al rispettivo condotto, per cooperare con esso al fine di raffreddare il rispettivo elemento riscaldante. Quindi, per ogni elemento riscaldante, sono previsti due condotti (un condotto e un ulteriore condotto), collegati tra loro in parallelo. Il fluido refrigerante viene distribuito tramite e condotti e gli ulteriori condotti. In tal modo, l'intera superficie dell'elemento riscaldante viene raffreddata in maniera più uniforme (nel caso di una superficie di grandi dimensioni, due condotti risultano più efficienti di un condotto singolo). In una forma di realizzazione, ciascun ulteriore condotto di detta pluralità di ulteriori condotti presenta una prima estremità collegata al collettore d'ingresso e una seconda estremità collegata al collettore di uscita. Pertanto, tutti i condotti e tutti gli ulteriori condotti sono collegati al collettore di ingresso in corrispondenza delle loro prime estremità e al collettore di uscita in corrispondenza delle loro seconde estremità. Questa configurazione consente di avere una buona distribuzione del fluido refrigerante tra tutti i condotti e ulteriori condotti.

In una forma di realizzazione, i condotti della pluralità di condotti e di ulteriori condotti sono allungati parallelamente a una direzione trasversale. Ciò significa che i condotti e gli ulteriori condotti sono tutti allungati parallelamente tra di loro (dove l'avverbio "parallelamente" viene usato per indicare una configurazione geometrica parallela). Tale configurazione consente di avere una elevata efficienza del flusso di refrigerante nel distributore.

In una forma di realizzazione, il primo e il secondo collettore sono allungati parallelamente a una direzione longitudinale. In una forma di realizzazione, detta direzione longitudinale è perpendicolare alla suddetta direzione trasversale. Anche tale configurazione consente di avere una elevata efficienza del flusso di refrigerante nel distributore.

In una forma di realizzazione, il sistema di raffreddamento comprende una carcassa circondante il distributore. Preferibilmente, la carcassa è realizzata in materiale conduttore.

In una forma di realizzazione, la carcassa include un riscaldatore anticondensa configurato per riscaldare almeno una superficie esterna della carcassa in modo da evitare che si formi della condensa sulla superficie della carcassa stessa. Il riscaldatore anticondensa può includere un elemento resistivo.

In una forma di realizzazione, i condotti della pluralità di condotti presentano una superficie interna ondulata, che permette di ottenere un migliore trasferimento di calore. In una forma di realizzazione, gli ulteriori condotti della pluralità di ulteriori condotti presentano una superficie interna ondulata, che permette di ottenere un migliore trasferimento di calore.

In una forma di realizzazione, il sistema di raffreddamento comprende un'elettrovalvola. L'elettrovalvola è disposta tra l'ingresso del distributore e il circuito di refrigerazione (vale a dire, a monte dell'ingresso del distributore) per regolare il flusso di fluido refrigerante alimentato al distributore. In una forma di realizzazione, l'elettrovalvola è spostabile in posizione aperta per consentire il flusso di refrigerante verso il distributore, e in posizione chiusa per impedire il flusso di refrigerante verso il distributore. In una forma di realizzazione, l'elettrovalvola è una valvola onoff.

In una forma di realizzazione, il sistema di raffreddamento comprende una centralina. La centralina è collegata all’elettrovalvola. In una forma di realizzazione, il sistema comprende un sensore di temperatura del distributore, collegato alla centralina. In una forma di realizzazione, il sensore di temperatura del distributore è configurato per misurare la temperatura del distributore. In una forma di realizzazione, il sensore di temperatura del distributore è configurato per misurare la temperatura di una carcassa del distributore. In una forma di realizzazione, il sensore di temperatura del distributore è configurato per misurare la temperatura di componenti elettronici di potenza in relazione di trasferimento termico con il distributore. In un altra forma di realizzazione, la temperatura del distributore viene calcolata dalla centralina in funzione della temperatura ambiente e del ciclo di lavoro dell'inverter. La centralina è programmata per comandare l'elettrovalvola in funzione di una temperatura del distributore. Preferibilmente, l'elettrovalvola viene controllata in retroazione. Per esempio, se la temperatura del distributore raggiunge un valore massimo di soglia, la centralina comanda l'apertura dell'elettrovalvola (ovvero, lo spostamento dell'elettrovalvola in posizione aperta), per permettere al fluido refrigerante di passare per il distributore (dato che il distributore deve essere raffreddato). Invece, se la temperatura del distributore scende al disotto di un valore minimo di soglia, la centralina comanda la chiusura dell'elettrovalvola (ovvero, lo spostamento dell'elettrovalvola in posizione chiusa), poiché il distributore non deve essere raffreddato.

Preferibilmente, il fluido refrigerante è costituito da una idrofluoroolefina (HFO). Per esempio, il fluido refrigerante potrebbe essere HFO-1234yf. In altre forme di realizzazione, il fluido refrigerante potrebbe essere un idroclorofluorocarburo (HCFC) oppure un clorofluorocarburo (CFC).

In una forma di realizzazione, l'ingresso del distributore è collegato ad un ramo del circuito refrigerante a valle del condensatore e a monte della valvola di espansione. Pertanto, nel punto di prelievo il fluido refrigerante si trova in fase liquida.

In una forma di realizzazione, il sistema di raffreddamento comprende inoltre un economizzatore atto a consentire un sottoraffreddamento del fluido refrigerante a valle del condensatore e a monte della valvola di espansione. Per questo motivo, l'economizzatore è disposto tra il condensatore e la valvola di espansione. In una forma di realizzazione, l'ingresso del distributore è collegato ad un ramo del circuito refrigerante che collega l'uscita del condensatore ad un ingresso dell'economizzatore. In un altra forma di realizzazione, l'ingresso del distributore è collegato ad un ramo del circuito refrigerante che collega l'uscita dell'economizzatore ad un ingresso della valvola di espansione.

In una forma di realizzazione, l'uscita del distributore è collegata ad un ramo del circuito refrigerante a valle dell'evaporatore e a monte del compressore. Infatti, grazie all'unità di espansione e al trasferimento termico dai componenti elettronici al fluido refrigerante, il fluido refrigerante all'uscita del distributore è preferibilmente in fase di vapore. In una forma di realizzazione, l'unità di espansione è sotto forma di un orifizio calibrato. L'orifizio calibrato offre vari vantaggi: ha un costo ridotto e, inoltre, funziona in modo efficiente con un elevato numero di tipologie di fluidi refrigeranti.

La presente descrizione è relativa anche ad un metodo di raffreddamento. In una forma di realizzazione, il metodo di raffreddamento è un metodo di condizionamento termico.

Il metodo comprende una fase di predisposizione di un fluido refrigerante in un circuito di refrigerazione.

Il metodo comprende una fase di condensazione del fluido refrigerante (tramite un condensatore).

Il metodo comprende una fase di espansione del fluido refrigerante (tramite una valvola di espansione).

Il metodo comprende una fase di evaporazione del fluido refrigerante (tramite un evaporatore).

Il metodo comprende una fase di comprimere il fluido refrigerante (tramite un compressore). Nella fase di comprimere si prevede di azionare il compressore tramite un azionamento a frequenza variabile (ovvero, un inverter). L'azionamento a frequenza variabile include dei componenti elettronici di potenza.

Il metodo comprende preferibilmente una fase di raffreddare i componenti elettronici dell'azionamento a frequenza variabile. In una forma di realizzazione, la fase di raffreddare include una sotto-fase di prelevare una porzione di fluido refrigerante dal circuito di refrigerazione.

In una forma di realizzazione, la fase di raffreddare include una sotto-fase di espandere detta porzione di fluido refrigerante tramite un'unità di espansione. In una forma di realizzazione, detta unità di espansione è sotto forma di un orifizio calibrato.

In una forma di realizzazione, la fase di raffreddare include una sotto-fase di far circolare in un distributore detta porzione di fluido refrigerante che è stata fatta espandere. I componenti elettronici di potenza vengono quindi raffreddati da detta porzione di refrigerante transitante nel distributore (da un ingresso ad un'uscita del distributore). In una forma di realizzazione, nella fase di raffreddare (ovvero, nella sotto-fase di far circolare), il fluido refrigerante viene distribuito tra la pluralità di condotti del distributore, in cui ogni condotto di detta pluralità di condotti presenta una prima estremità, collegata a un collettore d'ingresso, e una seconda estremità, collegata a un collettore di uscita del distributore. In una forma di realizzazione, il collettore di ingresso riceve il fluido refrigerante dall'ingresso del distributore e il collettore di uscita fornisce il fluido refrigerante all'uscita del distributore. Il fluido refrigerante transita quindi nei suddetti condotti dal collettore d'ingresso al collettore di uscita. I condotti sono in relazione di trasferimento termico con i componenti elettronici di potenza; di conseguenza, il fluido refrigerante transitante nei condotti esplica un'azione di raffreddamento sui componenti elettronici di potenza.

In una forma di realizzazione, la fase di raffreddare include una sotto-fase di re-introdurre nel circuito di refrigerazione detta porzione di fluido refrigerante rilasciato dall'uscita del distributore.

In una forma di realizzazione, l'azionamento a frequenza variabile comprende una pluralità di elementi riscaldanti. In una forma di realizzazione, nella fase di raffreddare si prevede, per ogni elemento riscaldante di detta pluralità di elementi riscaldanti, di far circolare il fluido refrigerante in almeno un rispettivo condotto di detta pluralità di condotti al fine di raffreddare il (rispettivo) elemento riscaldante.

In una forma di realizzazione, nella fase di raffreddare si prevede anche, per ogni elemento riscaldante di detta pluralità di elementi riscaldanti, di far circolare il fluido refrigerante in almeno un rispettivo ulteriore condotto di detta pluralità of ulteriori condotti al fine di raffreddare il (rispettivo) elemento riscaldante.

In una forma di realizzazione, detta pluralità di elementi riscaldanti include un primo interruttore, un secondo interruttore, un terzo interruttore e un raddrizzatore. In una forma di realizzazione, il fluido refrigerante viene fatto circolare all'interno di quattro condotti e quattro ulteriori condotti associati ai rispettivi elementi riscaldanti.

In una forma di realizzazione, il metodo comprende una fase di regolare un'elettrovalvola per controllare la porzione di fluido refrigerante fornito al distributore, in funzione di una temperatura del distributore.

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma realizzativa, illustrata a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno, in cui:

- la figura 1 rappresenta schematicamente un sistema di raffreddamento secondo la presente descrizione;

- la figura 2 rappresenta schematicamente un azionamento a frequenza variabile del sistema di raffreddamento della figura 1;

- la figura 3 illustra un apparato di raffreddamento del sistema di raffreddamento della figura 1, in una vista prospettica;

- la figura 3A mostra un particolare della figura 3;

- la figura 4 mostra l'apparato di raffreddamento della figura 3, in una vista in sezione.

Con riferimento alle figure allegate, con il numero di riferimento 1 si è indicato un sistema di raffreddamento.

Il sistema di raffreddamento 1 include un circuito di refrigerazione, all'interno del quale circola un fluido refrigerante. Il sistema di raffreddamento 1 comprende un condensatore 2 per far condensare il fluido refrigerante. Il sistema di raffreddamento 1 comprende una valvola di espansione 3 per far espandere il fluido refrigerante. Il sistema di raffreddamento 1 comprende un evaporatore 4 per far evaporare il fluido refrigerante. Il sistema di raffreddamento 1 comprende un compressore 5 per comprimere il fluido refrigerante. Il condensatore 2, la valvola di espansione 3, l'evaporatore 4 e il compressore 5 sono collegati in circuito chiuso che definisce il circuito di refrigerazione. La valvola di espansione 3 è collegata al circuito di refrigerazione a valle del condensatore 2 e a monte dell'evaporatore 4. Il compressore 5 è collegato al circuito di refrigerazione a valle dell'evaporator 4 e a monte del condensatore 2.

In una forma di realizzazione, il sistema di raffreddamento 1 comprende inoltre un economizzatore 11 e una valvola di espansione 12 dell'economizzatore. L'economizzatore 11 è collegato al circuito di refrigerazione a valle del condensatore 2 e a monte della valvola (principale) di espansione 3. In una forma di realizzazione, una porzione del fluido refrigerante viene prelevata dal circuito di refrigerazione a valle del condensatore 2 e alimentata verso la valvola di espansione 12 dell'economizzatore; dopo essere stata fatta espandere nella valvola di espansione 12 dell'economizzatore, tale porzione di fluido refrigerante effettua uno scambio termico con un flusso principale di fluido refrigerante che va dal condensatore 2 alla valvola di espansione 3 principale ed infine confluisce nel flusso principale di fluido refrigerante all'interno del compressore 5. Ne risulta una più elevata flessibilità ed efficienza del sistema di raffreddamento 1.

Il compressore 5 include un motore elettrico 51. Il sistema di raffreddamento 1 comprende un azionamento a frequenza variabile 6 (nel seguito chiamato anche inverter 6) per azionare il motore elettrico 51 del compressore 5. L'inverter 6 comprende dei componenti elettronici di potenza. In particolare, in una forma di realizzazione, l'inverter 6 comprende un raddrizzatore 61 per ricevere corrente alternata da una rete elettrica e per raddrizzarla. In una forma di realizzazione, l'inverter 6 include un filtro (bus CC) 65. In una forma di realizzazione, l'inverter 6 include uno stadio inverter. Il filtro 65 è interposto tra il raddrizzatore 61 e lo stadio inverter. In una forma di realizzazione, lo stadio inverter è composto da tre interruttori (nel caso in cui l'inverter 6 sia un inverter trifase). Lo stadio inverter è collegato al motore elettrico 51 del compressore 5 per alimentarlo con tensione alternata. In una forma di realizzazione, l'inverter 6 (lo stadio inverter) comprende un primo interruttore 62 per una prima fase, un secondo interruttore 63 per una seconda fase e un terzo interruttore 64 per una terza fase.

Il raddrizzatore 61, il primo interruttore 62, il secondo interruttore 63 e il terzo interruttore 64 definiscono elementi riscaldanti dell'inverter 6: infatti, durante il loro funzionamento, si riscaldano.

Il sistema di raffreddamento 1 comprende un apparato di raffreddamento 60, configurato per raffreddare i componenti elettronici di potenza dell'azionamento a frequenza variabile 6, ovvero gli elementi riscaldanti (il raddrizzatore 61, il primo interruttore 62, il secondo interruttore 63 e il terzo interruttore 64).

L'apparato di raffreddamento 60 include un distributore 7.

Il distributore 7 (ovvero l'apparato di raffreddamento 60) presenta un ingresso 71. L'ingresso 71 è collegato al circuito di refrigerazione per ricevere una porzione del fluido refrigerante dal circuito di refrigerazione. In una forma di realizzazione, l'ingresso 71 è collegato ad un ramo del circuito refrigerante a valle del condensatore e a monte della valvola di espansione 3. In una forma di realizzazione, l'ingresso 71 è collegato a un'uscita del condensatore 2. In una forma di realizzazione, l'ingresso 71 è collegato ad un ramo del circuito refrigerante a valle del condensatore 2 e a monte dell'economizzatore 11. In una forma di realizzazione, l'ingresso 71 è collegato ad un ramo del circuito refrigerante a valle dell'economizzatore 11 e a monte della valvola di espansione 3.

Il distributore 7 (ovvero l'apparato di raffreddamento 60) presenta un'uscita 72. L'uscita 72 è collegata al circuito di refrigerazione per re-introdurre la suddetta porzione del fluido refrigerante nel circuito di refrigerazione. In una forma di realizzazione, l'uscita 72 del distributore è collegata ad un ramo del circuito refrigerante a valle dell'evaporatore 4 e a monte del compressore 5.

L'apparato di raffreddamento 60 include un'unità di espansione 8. In una forma di realizzazione, l'unità di espansione 8 è sotto forma di un orifizio calibrato. In una forma di realizzazione, l'unità di espansione 8 è disposta in corrispondenza dell'ingresso 71 del distributore 7. In una forma di realizzazione, l'unità di espansione 8 è posta all'interno dell'ingresso 71 del distributore 7. In una forma di realizzazione, l'unità di espansione 8 è posta all'esterno del distributore 7, collegata all'ingresso 71 dello stesso. Il distributore 7 è disposto in prossimità degli elementi riscaldanti dell'inverter 6. Il distributore 7 è configurato per trasferire calore dagli elementi riscaldanti dell'inverter 6 al fluido refrigerante transitante nel distributore 7, dall'ingresso 71 all'uscita 72.

Il distributore 7 include un collettore d'ingresso 73. Il collettore d'ingresso 73 è collegato all'ingresso 71 per ricevere il fluido refrigerante. Il distributore 7 include una pluralità di condotti che si dipartono dal collettore d'ingresso 73. I condotti di detta pluralità presentano una prima estremità collegata al collettore d'ingresso 73.

Il distributore 7 include un collettore di uscita 74. Il collettore di uscita 74 è collegato ai condotti di detta pluralità per ricevere il fluido refrigerante dai condotti stessi. I condotti di detta pluralità presentano una seconda estremità collegata al collettore di uscita 74. Il collettore di uscita 74 è collegato all'uscita 72 del distributore 7, per convogliare il fluido refrigerante verso l'esterno del distributore 7.

In una forma di realizzazione, la pluralità di condotti include: un primo condotto 75A, un secondo condotto 75B, un terzo condotto 75C e un quarto condotto 75D. Il primo condotto 75A è disposto in prossimità del primo interruttore 62, per raffreddare il primo interruttore 62. Il secondo condotto 75B è disposto in prossimità del secondo interruttore 63, per raffreddare il secondo interruttore 63. Il terzo condotto 75C è disposto in prossimità del terzo interruttore 64, per raffreddare il terzo interruttore 64. Il quarto condotto 75D è disposto in prossimità del raddrizzatore 61, per raffreddare il raddrizzatore 61. In una forma di realizzazione, i condotti 75A, 75B, 75C, 75D sono disposti al disopra dei rispettivi elementi riscaldanti. In una forma di realizzazione, i condotti sono disposti al disotto dei rispettivi elementi riscaldanti. In una forma di realizzazione, i condotti sono disposti accanto ai (a fianco dei) rispettivi elementi riscaldanti.

In una forma di realizzazione, il distributore 7 comprende una pluralità di ulteriori condotti. In una forma di realizzazione, la pluralità di ulteriori condotti include: un primo ulteriore condotto 76A, un secondo ulteriore condotto 76B, un terzo ulteriore condotto 76C e un quarto ulteriore condotto 76D. Il primo ulteriore condotto 76A è disposto in prossimità del primo interruttore 62 e coopera con il primo condotto 75A per raffreddare il primo interruttore 62. Il secondo condotto 76B è disposto in prossimità del secondo interruttore 63 e coopera con il secondo condotto 75B, per raffreddare il secondo interruttore 63. Il terzo condotto 76C è disposto in prossimità del terzo interruttore 64 e coopera con il terzo condotto 75C, per raffreddare il terzo interruttore 64. Il quarto condotto 76D è disposto in prossimità del raddrizzatore 61 e coopera con il quarto condotto 75D per raffreddare il raddrizzatore 61. Di conseguenza, il primo interruttore 62 viene raffreddato dal primo condotto 75A e dal primo ulteriore condotto 76A, il secondo interruttore 63 viene raffreddato dal secondo condotto 75B e dal secondo ulteriore condotto 76B, il terzo interruttore 64 viene raffreddato dal terzo condotto 75C e dal terzo ulteriore condotto 76C e il raddrizzatore 61 viene raffreddato dal quarto condotto 75D e dal quarto ulteriore condotto 76D.

In una forma di realizzazione, gli ulteriori condotti 76A, 76B, 76C, 76D sono disposti al disopra dei rispettivi elementi riscaldanti. In una forma di realizzazione, gli ulteriori condotti 76A, 76B, 76C, 76D sono disposti al disotto dei rispettivi elementi riscaldanti. In una forma di realizzazione, gli ulteriori condotti 76A, 76B, 76C, 76D sono disposti accanto ai (a fianco dei) rispettivi elementi riscaldanti.

In una forma di realizzazione, gli ulteriori condotti sono collegati in parallelo a detti condotti.

In una forma di realizzazione, gli ulteriori condotti 76A, 76B, 76C, 76D presentano una prima estremità collegata al collettore d'ingresso 73 per ricevere il fluido refrigerante dal collettore d'ingresso 73 stesso. In una forma di realizzazione, gli ulteriori condotti 76A, 76B, 76C, 76D presentano una seconda estremità collegata al collettore di uscita 74 per alimentare il fluido refrigerante verso il collettore di uscita 74 stesso.

In un’altra forma di realizzazione, il primo condotto 75A e il primo ulteriore condotto 76A presentano rispettive prime estremità collegate ad un primo giunto d'ingresso, a sua volta collegato al collettore d'ingresso 73, e/o rispettive seconde estremità collegate ad un primo giunto di uscita, a sua volta collegato al collettore di uscita 74. Analogamente, in una forma di realizzazione, il secondo condotto 75B e il secondo ulteriore condotto 76B presentano rispettive prime estremità collegate ad un secondo giunto d'ingresso, a sua volta collegato al collettore d'ingresso 73, e/o rispettive seconde estremità collegate ad un secondo giunto di uscita, a sua volta collegato al collettore di uscita 74. In una forma di realizzazione, il terzo condotto 75C e il terzo ulteriore condotto 76C presentano rispettive prime estremità collegate ad un terzo giunto d'ingresso, a sua volta collegato al collettore d'ingresso 73, e/o rispettive seconde estremità collegate ad un terzo giunto di uscita, a sua volta collegato al collettore di uscita 74. In una forma di realizzazione, il quarto condotto 75D e il quarto ulteriore condotto 76D presentano rispettive prime estremità collegate ad un quarto giunto d'ingresso, a sua volta collegato al collettore d'ingresso 73, e/o rispettive seconde estremità collegate ad un quarto giunto di uscita, a sua volta collegato al collettore di uscita 74.

In una forma di realizzazione, i condotti 75A, 75B, 75C, 75D sono allungati parallelamente a una direzione trasversale T. In una forma di realizzazione, gli ulteriori condotti 76A, 76B, 76C, 76D sono allungati parallelamente alla direzione trasversale T. In una forma di realizzazione, il collettore d'ingresso 73 è allungato parallelamente a una direzione longitudinale L. In una forma di realizzazione, il collettore di uscita 74 è allungato parallelamente alla direzione longitudinale L. Preferibilmente, la direzione longitudinale L è perpendicolare alla direzione trasversale T. In una forma di realizzazione, il sistema di raffreddamento 1 comprende una carcassa 77 contenente il distributore 7. In una forma di realizzazione, la carcassa 77 include un riscaldatore anticondensa configurato per riscaldare una superficie esterna della carcassa 77 in modo da evitare che si formi della condensa sulla superficie esterna della carcassa 77 stessa. In una forma di realizzazione, il sistema di raffreddamento 1 comprende un'elettrovalvola 9, interposta tra l'ingresso 71 del distributore 7 e il circuito di refrigerazione. L'elettrovalvola 9 è disposta a monte dell'unità di espansione 8. L'elettrovalvola è configurata per regolare il flusso di fluido refrigerante fornito al distributore 7. In una forma di realizzazione, l'elettrovalvola 9 è una valvola on-off.

In una forma di realizzazione, il sistema di raffreddamento 1 comprende una centralina 10. La centralina 10 è collegata all'elettrovalvola 9, per comandare l'elettrovalvola 9. La centralina 10 è collegata a un sensore di temperatura configurato per misurare una temperatura del distributore 7 (oppure dell'azionamento a frequenza variabile 6). La centralina 10 è programmata per comandare un'apertura e una chiusura dell'elettrovalvola 9 in funzione di una temperatura del distributore 7.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di raffreddamento (1), comprendente: - un fluido refrigerante; - un circuito di refrigerazione per far circolare il fluido refrigerante, detto circuito di refrigerazione includendo: un condensatore (2) per far condensare il fluido refrigerante; una valvola di espansione (3) per far espandere il fluido refrigerante; un evaporatore (4) per far evaporare il fluido refrigerante; un compressore (5) per comprimere il fluido refrigerante; - un azionamento a frequenza variabile (6) per azionare il compressore (5), detto azionamento a frequenza variabile (6) comprendendo dei componenti elettronici di potenza da raffreddare; - un apparato di raffreddamento (60) dei componenti elettronici di potenza dell'azionamento a frequenza variabile (6), detto apparato di raffreddamento (60) includendo un ingresso (71), collegato al circuito di refrigerazione per ricevere una porzione del fluido refrigerante dal circuito di refrigerazione, e un'uscita (72), collegata al circuito di refrigerazione per re-introdurre detta porzione del fluido refrigerante nel circuito di refrigerazione, e un'unità di espansione (8), in corrispondenza dell'ingresso (71) dell'apparato di raffreddamento (60), caratterizzato dal fatto che detto apparato di raffreddamento (60) comprende un distributore (7) che include: - un collettore d'ingresso (73) collegato all'ingresso (71) dell'apparato di raffreddamento (60); - un collettore di uscita (74) collegato all'uscita (72) dell'apparato di raffreddamento (60); - una pluralità di condotti (75A, 75B, 75C, 75D), in cui ogni condotto di detta pluralità di condotti presenta una prima estremità collegata al collettore d'ingresso (73) e una seconda estremità collegata al collettore di uscita (74).
2. Sistema di raffreddamento (1) secondo la rivendicazione 1, in cui i componenti elettronici di potenza dell'azionamento a frequenza variabile (6) comprendono una pluralità di elementi riscaldanti (61, 62, 63, 64) e in cui, per ogni elemento riscaldante (61, 62, 63, 64) di detta pluralità di elementi riscaldanti (61, 62, 63, 64), detta pluralità di condotti (75A, 75B, 75C, 75D) include almeno un rispettivo condotto (75A, 75B, 75C, 75D), configurato per raffreddare l'elemento riscaldante (61, 62, 63, 64).
3. Sistema di raffreddamento (1) secondo la rivendicazione 2, in cui detta pluralità di elementi riscaldanti (61, 62, 63, 64) dell'azionamento a frequenza variabile (6) include un primo interruttore (62), un secondo interruttore (63), un terzo interruttore (64) e un raddrizzatore (61), e detta pluralità di condotti (75A, 75B, 75C, 75D) include almeno un primo condotto (75A), configurato per raffreddare il primo interruttore (62), un secondo condotto (75B), configurato per raffreddare il secondo interruttore (63), un terzo condotto (75C), configurato per raffreddare il terzo interruttore (64) e un quarto condotto (75D) configurato per raffreddare il raddrizzatore (61).
4. Sistema di raffreddamento (1) secondo la rivendicazione 2 o la 3, in cui il distributore (7) comprende inoltre una pluralità di ulteriori condotti (76A, 76B, 76C, 76D), includente, per ogni elemento riscaldante (61, 62, 63, 64) di detta pluralità di elementi riscaldanti (61, 62, 63, 64), almeno un rispettivo ulteriore condotto (76A, 76B, 76C, 76D), collegato in parallelo al rispettivo condotto (75A, 75B, 75C, 75D) cooperante con lo stesso per raffreddare il rispettivo elemento riscaldante (61, 62, 63, 64).
5. Sistema di raffreddamento (1) secondo la rivendicazione 4, in cui ogni ulteriore condotto (76A, 76B, 76C, 76D) di detta pluralità di ulteriori condotti (76A, 76B, 76C, 76D) presenta una prima estremità collegata al collettore d'ingresso (73) e una seconda estremità collegata al collettore di uscita (74).
6. Sistema di raffreddamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i condotti (75A, 75B, 75C, 75D) di detta pluralità di condotti (75A, 75B, 75C, 75D) sono allungati parallelamente a una direzione trasversale (T).
7. Sistema di raffreddamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'unità di espansione (8) è conformata come un orifizio calibrato.
8. Sistema di raffreddamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una carcassa (77) circondante il distributore (7), in cui detta carcassa (77) include un riscaldatore anticondensa configurato per riscaldare una superficie esterna della carcassa (77) in modo da evitare che si formi della condensa sulla superficie esterna della carcassa (77) stessa.
9. Sistema di raffreddamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente, inoltre: - un'elettrovalvola (9), interposta tra l'ingresso (71) del distributore (7) e il circuito di refrigerazione, per regolare il flusso di fluido refrigerante fornito al distributore (7); - una centralina (10) programmata per comandare l'elettrovalvola (9) in funzione di una temperatura del distributore (7).
10. Sistema di raffreddamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il fluido refrigerante è costituito da una idrofluoroolefina.
11. Sistema di raffreddamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l'ingresso (71) del distributore (7) è collegato ad un ramo del circuito refrigerante a valle del condensatore (2) e a monte della valvola di espansione (3).
12. Sistema di raffreddamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente, inoltre, un economizzatore (11) configurato per esplicare un'azione di pre-evaporazione sul fluido refrigerante a valle del condensatore (2) e a monte della valvola di espansione (3), in cui l'ingresso (71) del distributore (7) è collegato ad un ramo del circuito refrigerante che collega l'uscita del condensatore (2) ad un ingresso dell'economizzatore (11).
13. Sistema di raffreddamento (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i condotti della pluralità di condotti presentano superficie interna ondulata.
14. Metodo di raffreddamento, comprendente le seguenti fasi: - predisposizione di un fluido refrigerante in un circuito di refrigerazione; - condensazione del fluido refrigerante tramite un condensatore (2); - espansione del fluido refrigerante tramite una valvola di espansione (3); - evaporazione del fluido refrigerante tramite un evaporatore (4); - compressione del fluido refrigerante tramite un compressore (5), in cui nella fase di compressione si prevede di azionare il compressore (5) tramite un azionamento a frequenza variabile (6) che include dei componenti elettronici di potenza; - raffreddamento dei componenti elettronici dell'azionamento a frequenza variabile (6) tramite un apparato di raffreddamento (60), in cui la fase di raffreddamento include le sotto-fasi di: - prelevare una porzione di fluido refrigerante dal circuito di refrigerazione, alimentandolo verso un ingresso (71) dell'apparato di raffreddamento (60), - espandere detta porzione di fluido refrigerante, tramite un'unità di espansione (8) posta in corrispondenza dell'ingresso (71) dell'apparato di raffreddamento (60), - circolare detta porzione di fluido refrigerante dall'ingresso (71) ad un'uscita (72) dell'apparato di raffreddamento (60), - re-introdurre nel circuito di refrigerazione detta porzione di fluido refrigerante rilasciato dall'uscita (72) dell'apparato di raffreddamento (60), caratterizzato dal fatto che nella fase di raffreddamento, il fluido refrigerante viene distribuito tra una pluralità di condotti (75A, 75B, 75C, 75D) del distributore (7), in cui ogni condotto di detta pluralità di condotti (75A, 75B, 75C, 75D) presenta una prima estremità, collegata a un collettore d'ingresso (73) del distributore (7), e una seconda estremità, collegata a un collettore di uscita (74) del distributore (7), in cui il collettore di ingresso (73) riceve il fluido refrigerante dall'ingresso (71) e il collettore di uscita (74) fornisce il fluido refrigerante all'uscita (72).
15. Metodo secondo la rivendicazione 14, in cui l'azionamento a frequenza variabile (6) comprende una pluralità di elementi riscaldanti (61, 62, 63, 64) e in cui, per ogni elemento riscaldante (61, 62, 63, 64) di detta pluralità di elementi riscaldanti (61, 62, 63, 64), la fase di raffreddamento prevede di fare circolare il fluido refrigerante in almeno un rispettivo condotto (75A, 75B, 75C, 75D) di detta pluralità di condotti (75A, 75B, 75C, 75D), per raffreddare l'elemento riscaldante.
16. Metodo secondo la rivendicazione 14 o la 15, comprendente una fase di regolare un'elettrovalvola (9) per controllare la porzione di fluido refrigerante fornita al distributore (7), in funzione di una temperatura del distributore (7).