ITTO20111239A1 - Metodo e dispositivo per il controllo della temperatura in una cella freezer di un apparecchio refrigerante, ed apparecchio refrigerante che implementa tale metodo - Google Patents

Description

“METODO E DISPOSITIVO PER IL CONTROLLO DELLA TEMPERATURA IN UNA CELLA FREEZER 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 il controllo della temperatura in una cella freezer 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 può avvenire 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. E’ pure noto che la velocità delle ventole possa essere controllabile.

Nella cella freezer la temperatura può essere soggetta a variazioni rapide, ad esempio in aumento, all’introduzione in essa di oggetti, ad esempio vivande, aventi temperatura maggiore, ad esempio a temperatura ambiente, circa 20°C, e che devono essere congelati.

E’ noto che il sistema di controllo della temperatura della cella freezer consente di attivare, ad esempio tramite interruttore, una funzione di congelamento rapido, che prevede di mantenere in attivazione continua il compressore per un tempo prefissato, oppure per un tempo deciso dall’utente che quindi deve ricordarsi di disattivare la funzione agendo sull’interruttore, oppure ancora per un tempo deciso dal sistema di controllo della temperatura. Nel caso di apparecchio refrigerante del tipo no-frost, il compressore à ̈ portato a velocità massima, e così pure la ventola.

Il sistema di controllo della temperatura misura la temperatura interna della cella, di fatto determinata dalla temperatura dell’aria: al raggiungimento della temperatura di stacco (ad esempio – 25°C), il sistema disattiva la funzione di congelamento rapido ritornando ad una condizione di controllo normale.

I sistemi di controllo noti però non assicurano condizioni ottimali di controllo della temperatura della cella, in quanto non tengono conto della temperatura degli oggetti introdotti, ma solo dell’aria interna alla cella, che normalmente diminuisce molto più rapidamente. Il rischio quindi à ̈ che alla disattivazione della funzione di congelamento rapido, gli oggetti introdotti non abbiano ancora raggiunto la temperatura ottimale di conservazione (circa – 18°C), specialmente se la loro massa à ̈ elevata.

Il problema da risolvere à ̈ quindi quello di ottimizzare il controllo della temperatura della cella freezer per tenere conto della temperatura effettiva degli oggetti introdotti, e non solo dell’aria dell’ambiente interno alla cella.

[OBIETTIVI E SINTESI DELLA INVENZIONE]

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

E’ particolare oggetto della presente invenzione un metodo di controllo della temperatura di una cella freezer di un apparecchio refrigerante, detto apparecchio refrigerante comprendendo un circuito frigorifero in cui à ̈ inserito almeno un compressore e mezzi di misura della temperatura interna di detta cella freezer, detto metodo prevedendo una fase di congelamento rapido attivabile su comando, e disattivabile al raggiungimento di una determinata condizione di soglia in funzione della temperatura della cella, detta fase di congelamento rapido prevedendo il calcolo di una temperatura modificata, generata mediante una funzione di filtraggio del tipo passabasso di detta misura della temperatura interna della cella freezer, e la disattivazione di detta fase di congelamento rapido al raggiungimento di detta condizione di soglia da parte di detta temperatura modificata.

La presente invenzione si riferisce anche a un apparecchio refrigerante che comprende un’unità di controllo atta ad eseguire i passi del metodo.

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.

[BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI]

Altri scopi e vantaggi della presente invenzione saranno più chiari dalla descrizione dettagliata contenuta nel seguito di un esempio di realizzazione preferito e vantaggioso della stessa, descritto a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento alla figura 1 allegata, che mostra un esempio di andamento nel tempo di grandezze quali la temperatura della cella freezer, e le velocità della ventola e del compressore, ottenute con il metodo oggetto della presente invenzione.

[DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE]

Viene descritta qui di seguito con riferimento alla fig. 1 una forma di realizzazione del metodo oggetto dell’invenzione, applicato ad un apparecchio refrigerante dotato di una cella di tipo freezer, il quale à ̈ normalmente dotato pure di un evaporatore. L’apparecchio refrigerante à ̈ pure dotato di una ventola e di un compressore a velocità variabile.

In una condizione di normale funzionamento, la temperatura nella cella freezer TFZ à ̈ soggetta ad andamento oscillante, e le velocità della ventola FAN e del compressore CPS variano a seguito dei controlli di tipo noto a cui sono soggetti: normalmente la ventola à ̈ accesa nei periodi di tempo in cui lo à ̈ pure il compressore. Questa situazione à ̈ rappresentata nella parte di sinistra dei grafici di figura 1, ovvero per t < t0. A seguito dell’introduzione nella cella freezer di vivande a temperatura ambiente, ad esempio carne, viene attivata la funzione di congelamento rapido, al tempo t0. In questo istante la temperatura della cella aumenta rapidamente portandosi ad un valore TFZ0 determinato dalla temperatura delle vivande introdotte.

La temperatura dell’aria all’interno della cella inizia a diminuire con un andamento indicato con linea tratteggiata in figura. Il sistema di controllo della temperatura di tipo noto misura la temperatura interna della cella, di fatto però determinata dalla temperatura dell’aria: il raggiungimento della temperatura di stacco predeterminata TFZmin (ad esempio – 25°C), a cui il sistema disattiva la funzione di congelamento rapido ritornando ad una condizione di controllo normale, avviene ad un istante t1 a cui si può però ipotizzare che la temperatura effettiva delle vivande introdotte non abbia ancora raggiunto un valore sufficientemente basso, ma sia ancora elevata, ad esempio TV1.

In accordo con il metodo della presente invenzione, si tiene conto dell’andamento della diminuzione termica degli oggetti introdotti, calcolando una temperatura modificata rappresentativa di una stima della temperatura interna degli oggetti introdotti.

Detta temperatura modificata à ̈ ottenuta con un filtraggio del tipo passa-basso della curva termica misurata dal misuratore di temperatura, con una costante di tempo prefissata. Ad esempio il filtro à ̈ del primo ordine con guadagno unitario, costante di tempo ï ́ e funzione di trasferimento F(s) nel dominio di Laplace pari a

F(s) = 1 / (1 sï ́)

Di fatto viene aumentato il tempo di funzionamento del congelamento rapido fino a quando la temperatura modificata, e quindi la stima della temperatura interna degli oggetti introdotti raggiunge la temperatura di stacco TFZmin, ad un tempo t2 maggiore di t1, simulando quindi l’inerzia termica degli oggetti introdotti.

Preferibilmente si controlla pure che la temperatura TFZmin sia mantenuta per un certo tempo, ad esempio 10 m.

Come ulteriore affinamento si può prevedere un commutatore per l’inserimento da utente di un parametro in relazione con il tipo di oggetti introdotti, e/o con il loro peso, ad esempio il peso indicativo della carne ; in tal caso detta costante di tempo sarà funzione di detto parametro.

Per tutto il periodo da t0 a t2 il compressore, se del tipo a velocità variabile, viene mantenuto alla velocità massima CP0; anche la ventola, se presente, viene mantenuta a velocità massima F0.

In una variante del metodo, nel caso di compressore a velocità fissa, questo viene mantenuto acceso per tutto il periodo da t0 a t2.

Al termine di questo periodo la cella freezer ritorna ad un controllo di tipo normale.

Con il metodo della presente invenzione si ottiene il vantaggio di un ottimale controllo della temperatura, che non si basa più, come nei sistemi noti, sul solo controllo della temperatura dell’aria interna alla cella, ma che invece privilegia il controllo della temperatura degli oggetti introdotti, garantendo quindi una migliore conservazione di questi.

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. Il rilevatore di temperatura della cella freezer à ̈ di tipo noto, così come i sistemi di controllo delle velocità della ventola e del compressore, 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 (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di controllo della temperatura di una cella freezer di un apparecchio refrigerante, detto apparecchio refrigerante comprendendo un circuito frigorifero in cui à ̈ inserito almeno un compressore e mezzi di misura della temperatura interna di detta cella freezer, detto metodo prevedendo una fase di congelamento rapido attivabile su comando, e disattivabile al raggiungimento di una determinata condizione di soglia in funzione della temperatura della cella, detta fase di congelamento rapido prevedendo il calcolo di una temperatura modificata, generata mediante una funzione di filtraggio del tipo passabasso di detta misura della temperatura interna della cella freezer, e la disattivazione di detta fase di congelamento rapido al raggiungimento di detta condizione di soglia da parte di detta temperatura modificata.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detto compressore à ̈ a velocità variabile, ed à ̈ presente almeno una ventola di veicolazione di capacità refrigerante a detta cella freezer, ed in cui per tutta la durata di detta fase di congelamento rapido detto compressore e detta ventola sono mantenuti alla velocità massima.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detto compressore à ̈ a velocità fissa ed à ̈ mantenuto acceso per tutta la durata di detta fase di congelamento rapido.
4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta disattivazione di detta fase di congelamento rapido avviene dopo il mantenimento di detta temperatura modificata a valori inferiori a detta condizione di soglia per un periodo di tempo predeterminato.
5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto filtraggio passa-basso ha una costante di tempo funzione di un parametro inserito da utente.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui detto parametro à ̈ rappresentativo del tipo di oggetti introdotti in detta cella freezer.
7. 7. Apparecchio refrigerante comprendente un circuito frigorifero in cui à ̈ inserito un compressore a velocità variabile, almeno una ventola di veicolazione di capacità refrigerante, ed almeno una cella freezer che viene raffreddata da detto circuito frigorifero, rilevatori di temperatura di detta almeno una cella freezer, e mezzi per la realizzazione del metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6.
8. 8. Apparecchio refrigerante comprendente un circuito frigorifero in cui à ̈ inserito un compressore a velocità fissa, ed almeno una cella freezer che viene raffreddata da detto circuito frigorifero, rilevatori di temperatura di detta almeno una cella freezer, e mezzi per la realizzazione del metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6.
9. 9. Dispositivo di controllo di un apparecchio refrigerante comprendente mezzi per eseguire i passi del metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6.