IT201900019193A1 - Apparato di condizionamento dell'aria per veicoli ricreativi - Google Patents

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compressor
refrigerant fluid
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IT102019000019193A
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Enrico Paci
Andrea Cipressini
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Dometic Sweden Ab
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Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
APPARATO DI CONDIZIONAMENTO DELL'ARIA PER VEICOLI RICREATIVI
La presente invenzione riguarda un apparato di condizionamento dell’aria per veicoli ricreativi; la presente invenzione è relativa anche a un veicolo ricreativo e ad un metodo per fornire aria condizionata in un veicolo ricreativo.
Solitamente, gli apparati di condizionamento dell'aria per veicoli ricreativi comprendono un circuito frigorifero contenente un fluido refrigerante, un condensatore, un dispositivo di espansione, un evaporatore, un compressore e un motore elettrico di azionamento del compressore.
In particolare, la presente domanda di brevetto si inquadra nel campo dei sistemi di rilevamento delle perdite negli impianti frigoriferi. Infatti, la diffusione di fluidi refrigeranti di origine naturale, che sono potenzialmente esplosivi e/o tossici, ha comportato la necessità di rilevare le perdite di fluido in tempi brevi, prima che possano innescare incendi o esplosioni. Sistemi noti di rilevamento delle perdite di fluido refrigerante sono descritti, per esempio nei seguenti documenti brevettuali: EP3255360B1, WO2006025880A1, WO2013119489A2. I sistemi noti sono caratterizzati da scarsa affidabilità e da una certa lentezza nel rilevamento delle perdite. Inoltre, l’architettura dei sistemi noti è piuttosto complessa.
Lo scopo della presente invenzione è di fornire un apparato di condizionamento dell’aria per un veicolo ricreativo e un metodo per il rilevamento di perdite di fluido refrigerante in un circuito frigorifero di un veicolo ricreativo, in grado di migliorare le soluzioni note sopra citate.
Tale scopo viene raggiunto dall’apparato di condizionamento dell'aria e dal metodo secondo una o più delle rivendicazioni sotto riportate.
La presente invenzione riguarda un apparato di condizionamento dell’aria per veicoli ricreativi. L'apparato di condizionamento dell'aria (d'ora in avanti, denominato semplicemente apparato) comprende un fluido refrigerante. Preferibilmente, il fluido refrigerante è di tipo naturale, come ad esempio, anidride carbonica (CO2, R-744), propano (R-290), isobutano (R-600a), propilene (R-1270) e ammoniaca (NH3, R-717).
L’apparato comprende un circuito frigorifero. Il circuito frigorifero è configurato per far circolare il fluido refrigerante. Il circuito frigorifero include un primo scambiatore di calore. Il primo scambiatore di calore è in relazione di scambio termico con un ambiente esterno (ovvero, provvede allo scambio termico tra l’ambiente esterno e il fluido refrigerante). In una modalità di refrigerazione, il primo scambiatore di calore è configurato per condensare il fluido refrigerante e, di conseguenza, definisce un condensatore (nel seguito, il primo scambiatore di calore viene indicato anche come condensatore). Il circuito frigorifero include una valvola di espansione, configurata per consentire l'espansione del fluido refrigerante. Il circuito frigorifero include un secondo scambiatore di calore. Il secondo scambiatore di calore è in relazione di scambio termico con un ambiente interno del veicolo ricreativo da condizionare (ovvero, provvede allo scambio termico tra l’ambiente interno del veicolo ricreativo e il fluido refrigerante). Nella modalità di refrigerazione, il secondo scambiatore di calore è configurato per far evaporare il fluido refrigerante e, di conseguenza, definisce un evaporatore (nel seguito, il secondo scambiatore di calore viene indicato anche come evaporatore). Il circuito frigorifero include un compressore, configurato per comprimere il fluido refrigerante.
Nella modalità di refrigerazione, il fluido refrigerante circola dal compressore al condensatore, dal condensatore alla valvola di espansione, dalla valvola di espansione all’evaporatore e dall’evaporatore ritorna al condensatore. In particolare, l’evaporatore presenta un ingresso collegato alla valvola di espansione e un’uscita collegata al compressore. Il condensatore presenta un ingresso collegato al compressore e un’uscita collegata alla valvola di espansione.
Inoltre, l’apparato include un sistema di rilevamento perdite. Il sistema di rilevamento perdite include un sensore del fluido refrigerante, configurato per rilevare un parametro di controllo rappresentativo di una condizione fisica del fluido refrigerante in uscita dall’evaporatore o in ingresso nel condensatore. Il sistema di rilevamento perdite include un’unità di controllo, collegata al sensore del fluido refrigerante e configurata per ricevere (preferibilmente in tempo reale) il parametro di controllo dal sensore del fluido refrigerante. L’unità di controllo può includere un circuito stampato (PCB).
Il sensore del fluido refrigerante può essere, ad esempio, un sensore di pressione; in tal caso, il parametro di controllo è rappresentativo della pressione del fluido refrigerante in uscita dall’evaporatore o in ingresso nel condensatore. Il sensore del fluido refrigerante potrebbe anche essere un sensore di temperatura; in tal caso, il parametro di controllo è rappresentativo della temperatura del fluido refrigerante in uscita dall’evaporatore o in ingresso nel condensatore.
Secondo un aspetto della presente descrizione, l’unità di controllo è collegata anche al compressore ed è configurata per ricevere (preferibilmente in tempo reale) un segnale di funzionamento, rappresentativo di uno stato operativo del compressore. L’unità di controllo è configurata per selezionare, in funzione del segnale di funzionamento del compressore, dei valori di riferimento precedentemente memorizzati in una base dati (che può essere integrata nell’apparato oppure remota). L’unità di controllo è configurata per confrontare il valore (i valori) del parametro di controllo con i valori di riferimento, per generare un parametro diagnostico di valutazione di una condizione di perdita. I valori di riferimento forniscono una mappatura dei valori con i quali viene confrontato il parametro di controllo rilevato dal sensore del fluido refrigerante. A titolo di esempio, i valori di riferimento possono includere un valore minimo e un valore massimo del parametro di controllo; se il parametro di controllo non è compreso tra i valori minimo e massimo, è verificata la condizione di perdita. In un altro esempio, i valori di riferimento possono includere un valore ottimale e un valore di tolleranza del parametro di controllo; se il parametro di controllo non è compreso tra il valore ottimale meno il valore di tolleranza e il valore ottimale più il valore di tolleranza, è verificata la condizione di perdita.
Preferibilmente, il sistema di rilevamento perdite include anche un sensore di temperatura ambiente interno. Il sensore di temperatura ambiente interno è configurato per rilevare un segnale di temperatura ambiente, rappresentativo della temperatura dell’ambiente interno da condizionare. Il sensore di temperatura ambiente interno è collegato all’unità di controllo. L’unità di controllo è configurata per ricevere il segnale di temperatura ambiente interno in tempo reale dal sensore di temperatura ambiente interno. Preferibilmente, l’unità di controllo è configurata per selezionare i valori di riferimento in funzione del segnale di temperatura ambiente interno (alternativamente o in aggiunta, in funzione del segnale di funzionamento del compressore).
In una forma di realizzazione, il sistema di rilevamento perdite include anche un sensore di temperatura ambiente esterno. Il sensore di temperatura ambiente esterno è configurato per rilevare un segnale di temperatura dell’ambiente esterno, rappresentativo della temperatura dell’ambiente esterno (all’esterno del veicolo ricreativo). Il sensore di temperatura ambiente esterno è collegato all’unità di controllo. L’unità di controllo può essere configurata per ricevere in tempo reale il segnale di temperatura ambiente esterno dal sensore di temperatura ambiente esterno. Preferibilmente, l’unità di controllo è configurata per selezionare i valori di riferimento in funzione del segnale di temperatura ambiente esterno (alternativamente o in aggiunta, in funzione del segnale di funzionamento del compressore e/o del segnale di temperatura ambiente interno).
Preferibilmente, l’unità di controllo è collegata a una memoria. La memoria può essere integrata o non integrata nell’apparato. Per ogni istante di una pluralità di istanti successivi, l'unità di controllo è configurata per memorizzare nella memoria il parametro di controllo e/o il segnale di funzionamento del compressore, ricevuti nell’unità di controllo. In particolare, la pluralità di istanti successivi include almeno un istante precedente, che precede l’istante corrente (ovvero, l’istante di riferimento). La pluralità di istanti successivi può anche includere l’istante corrente. L’unità di controllo può essere configurata per confrontare il parametro di controllo, ricevuto in tempo reale per l’istante corrente, con il parametro di controllo per l’istante precedente, contenuto nella memoria, e per generare un segnale di allerta in funzione di uno scostamento del parametro di controllo ricevuto in tempo reale per l’istante corrente rispetto al parametro di controllo per l’istante precedente, contenuto nella memoria; in particolare, l’unità di controllo può essere configurata per generare il segnale di allerta se tale scostamento è superiore a una soglia di riferimento. La soglia di riferimento è contenuta nella memoria. Di conseguenza, l’unità di controllo può essere configurata per monitorare un andamento del parametro di controllo; ciò permette di individuare una perdita di fluido prontamente al verificarsi della perdita stessa.
L’apparato può comprendere un monitor configurato per visualizzare il parametro diagnostico (in particolare, il suo valore ricevuto in tempo reale e/o i suoi valori in detta pluralità di istanti temporali, fornendo un andamento del parametro diagnostico nel tempo). Dunque, l’utente può monitorare il parametro diagnostico e spegnere l’apparato e/o attivare una procedura di sicurezza in caso di rilevamento di una perdita di fluido. Inoltre, in almeno una forma di realizzazione, l’unità di controllo può comandare automaticamente l’arresto dell’apparato in funzione del parametro diagnostico (ad esempio disattivando il compressore).
Il segnale di allerta ha la funzione di avvertire l’utente in caso di cambiamento anomalo del parametro di controllo (per esempio, in caso di calo di pressione troppo repentino). Il segnale di allerta può quindi costituire un’indicazione della presenza di una perdita di fluido (benché possa essere indicativo anche di altri difetti). Il segnale di allerta può essere visualizzato sul monitor e/o può includere un segnale acustico. Si osservi che il segnale di allerta può definire (coincidere con) il parametro diagnostico oppure può essere un segnale diverso.
In una forma di realizzazione, il segnale di allerta può comandare un arresto dell’apparato che richiederà un intervento da parte dell’utente per riattivarlo (ad esempio, dopo aver verificato la presenza effettiva della perdita tramite lettura del parametro diagnostico).
L’istante precedente può essere un (unico) istante temporale iniziale, in cui, in ogni istante corrente, i parametri ricevuti nell’unità di controllo vengono confrontati in tempo reale con quelli contenuti nella memoria per l’istante temporale (unico) iniziale (che rimane invariato). Alternativamente, in ogni istante temporale di una pluralità di successivi istanti temporali, l’unità di controllo può memorizzare nella memoria un valore aggiornato dei parametri e confrontare i parametri ricevuti in tempo reale con quelli contenuti nella memoria per l’istante immediatamente precedente dell’istante corrente. In tal caso, viene memorizzato nella memoria un andamento dei parametri nel tempo.
In almeno una forma di realizzazione, l’unità di controllo è configurata per selezionare, in funzione del segnale di temperatura ambiente interno e/o del segnale di temperatura esterna, la soglia di riferimento tra la pluralità di valori memorizzato nella base dati.
In almeno una forma di realizzazione, l’unità di controllo è configurata per selezionare la soglia di riferimento in funzione di una differenza tra il segnale di funzionamento del compressore ricevuto in tempo reale per l’istante corrente e il segnale di funzionamento del compressore memorizzato nella memoria per l’istante precedente. Si osservi che la soglia di riferimento può essere selezionata in funzione del segnale di temperatura ambiente interno, e/o del segnale di temperatura esterna, e/o del segnale di funzionamento del compressore, e/o della differenza tra il segnale di funzionamento del compressore per l’istante corrente e il segnale di funzionamento del compressore per l’istante precedente.
Secondo un aspetto della presente descrizione, il sensore del fluido refrigerante è collegato al circuito frigorifero all’uscita dell’evaporatore. Il sistema di rilevamento perdite può includere un sensore addizionale del fluido refrigerante, collegato al circuito frigorifero all’ingresso del condensatore. Il sensore addizionale del fluido refrigerante è configurato per rilevare un parametro di controllo addizionale, rappresentativo di una condizione fisica del fluido refrigerante in ingresso nel condensatore.
Il sensore addizionale del fluido refrigerante può essere, ad esempio, un sensore di pressione; in tal caso, il parametro di controllo è rappresentativo della pressione del fluido refrigerante in ingresso nel condensatore. Inoltre, il sensore addizionale del fluido refrigerante potrebbe anche essere un sensore di temperatura; in tal caso, il parametro di controllo è rappresentativo della temperatura del fluido refrigerante in ingresso nel condensatore.
L’unità di controllo può, inoltre, essere collegata al sensore addizionale del fluido refrigerante. L’unità di controllo può essere configurata anche per ricevere in tempo reale il parametro di controllo addizionale. Si osservi che in una forma realizzativa, il sensore addizionale del fluido refrigerante (all’ingresso del condensatore) è presente, mentre il sensore del fluido refrigerante (all’uscita dell’evaporatore) è assente.
In almeno una forma di realizzazione, per ogni istante della pluralità di istanti temporali successivi, l'unità di controllo è configurata per memorizzare nella memoria il parametro di controllo addizionale. L’unità di controllo può essere configurata per generare il segnale di allerta in funzione di uno scostamento (addizionale) del parametro di controllo addizionale ricevuto in tempo reale per l’istante corrente rispetto al parametro di controllo addizionale per l’istante precedente, contenuto nella memoria. In particolare, l’unità di controllo può essere configurata per generare il segnale di allerta se tale scostamento (addizionale) è superiore a una soglia di riferimento (addizionale). In almeno una forma realizzativa, l’unità di controllo è configurata per selezionare la soglia di riferimento (addizionale) tra una pluralità di valori memorizzati nella base dati, in funzione del segnale di temperatura ambiente interno, e/o del segnale di temperatura esterna, e/o del segnale di funzionamento del compressore, e/o della differenza tra il segnale di funzionamento del compressore per l’istante corrente e il segnale di funzionamento del compressore per l’istante precedente.
In almeno una forma di realizzazione, l’unità di controllo è configurata per selezionare dei valori di riferimento addizionali memorizzati in precedenza nella base dati, in funzione del segnale di funzionamento del compressore, e/o del segnale di temperatura ambiente interno, e/o del segnale di temperatura esterna, e di confrontare il valore del parametro di controllo con i valori di riferimento, per generare il parametro diagnostico per valutare la condizione di perdita di fluido.
In almeno una forma di realizzazione, l'unità di controllo è configurata per calcolare un parametro di controllo differenziale come differenza tra il parametro di controllo e il parametro di controllo addizionale.
A titolo di esempio, i valori di riferimento differenziali possono includere un valore minimo e un valore massimo del parametro di controllo differenziale, o un valore ottimale e un valore di tolleranza del parametro di controllo differenziale. L’unità di controllo può essere configurata per selezionare dei valori di riferimento differenziali precedentemente memorizzati nella base dati, in funzione del segnale di funzionamento del compressore, e/o del segnale di temperatura ambiente interno, e/o del segnale di temperatura esterna, e di confrontare il valore del parametro di controllo differenziale con i valori di riferimento, per generare il parametro diagnostico. Si osservi che i valori di riferimento differenziali dipendono dallo stato (ON/OFF) del compressore e, di conseguenza, vengono selezionati preferibilmente sulla base del segnale di funzionamento del compressore. Infatti, quando il compressore è spento, la pressione del fluido refrigerante all’ingresso del condensatore è pari a quella all’uscita dell’evaporatore e, in assenza di perdite di fluido, ha un valore che varia con la temperatura dell’ambiente interno e/o dell’ambiente esterno. Infatti, quando il compressore è acceso, la pressione del fluido refrigerante all’ingresso del condensatore è superiore a quella all’uscita dell’evaporatore e una differenza tra queste due pressioni dipende dalla temperatura dell’ambiente interno e/o dell’ambiente esterno.
Per ogni istante della pluralità di istanti temporali successivi, l'unità di controllo può essere configurata per memorizzare nella memoria il parametro di controllo differenziale. L’unità di controllo può essere configurata per generare il segnale di allerta in funzione di uno scostamento del parametro di controllo differenziale calcolato in tempo reale per l’istante corrente rispetto al parametro di controllo differenziale per l’istante precedente, contenuto nella memoria. In particolare, l’unità di controllo può essere configurata per generare il segnale di allerta se tale scostamento tra il parametro di controllo differenziale calcolato in tempo reale per l’istante corrente e il parametro di controllo differenziale per l’istante precedente, contenuto nella memoria, è superiore a una soglia differenziale di riferimento. In almeno una forma realizzativa, l’unità di controllo è configurata per selezionare la soglia differenziale di riferimento tra una pluralità di valori memorizzati nella base dati, in funzione del segnale di temperatura ambiente interno, e/o del segnale di funzionamento del compressore, e/o della differenza tra il segnale di funzionamento del compressore per l’istante corrente e il segnale di funzionamento del compressore per l’istante precedente, e/o del segnale di temperatura esterna.
Secondo un aspetto della presente descrizione, l’unità di controllo è configurata per calcolare un parametro di perdita in funzione di uno o più dei seguenti parametri: parametro di controllo, parametro di controllo addizionale, parametro di controllo differenziale, temperatura ambiente interno misurata all’interno dell’ambiente da condizionare, temperatura ambiente esterno. L’unità di controllo è configurata per confrontare il parametro di perdita con una soglia minima e/o massima precedentemente memorizzata, per generare il parametro diagnostico. Preferibilmente, la soglia minima e/o massima del parametro di perdita sono valori fissi, ovvero non sono variabili con la temperatura ambiente interno o con la potenza assorbita del compressore.
Per esempio, il parametro di perdita può essere calcolato come differenza tra la pressione all’ingresso del condensatore e la pressione all’uscita dell’evaporatore, detta differenza essendo divisa dalla pressione all’ingresso del condensatore (o dalla pressione all’uscita dell’evaporatore).
In almeno una forma realizzativa, l’unità di controllo è configurata per selezionare la soglia minima e/o massima tra una pluralità di valori memorizzati nella base dati, in funzione del segnale di temperatura ambiente interno, e/o del segnale di funzionamento del compressore, e/o della differenza tra il segnale di funzionamento del compressore per l’istante corrente e il segnale di funzionamento del compressore per l’istante precedente, e/o del segnale di temperatura esterna.
Secondo una forma realizzativa del presente trovato, il sistema di rilevamento perdite include un sensore di potenza (o sensore di corrente) collegato al compressore e configurato per misurare una potenza (o corrente) assorbita dal compressore; in tal caso, il segnale di funzionamento del compressore può essere rappresentativo di una potenza (o corrente) assorbita dal compressore. In un’altra forma realizzativa, il segnale di funzionamento del compressore può essere un parametro binario rappresentativo di uno stato (ON oppure OFF) del compressore.
In almeno una forma di realizzazione, l’apparato comprende una valvola a quattro vie, collegata al circuito frigorifero e azionabile in una prima posizione per far funzionare il circuito frigorifero in modalità refrigerazione e in una seconda posizione per far funzionare il circuito frigorifero in modalità riscaldamento.
Nella modalità riscaldamento, il primo scambiatore di calore è configurato per far evaporare il fluido refrigerante e quindi funziona da evaporatore. Nella modalità riscaldamento, il secondo scambiatore di calore è configurato per far condensare il fluido refrigerante e quindi funziona da condensatore.
Nella modalità riscaldamento, il fluido refrigerante circola dal compressore al condensatore (che, in questa modalità di funzionamento, è il secondo scambiatore di calore), dal condensatore alla valvola di espansione, dalla valvola di espansione all’evaporatore (che, in questa modalità di funzionamento, è il primo scambiatore di calore) e dall’evaporatore ritorna al condensatore.
L’unità di controllo può essere configurata per selezionare i valori di riferimento (e/o i valori di riferimento addizionali, e/o i valori di riferimento differenziali, e/o la soglia minima e/o massima del parametro di perdita) tra una pluralità di valori memorizzati nella base dati, anche in dipendenza del fatto che la valvola a quattro vie si trova nella prima posizione o nella seconda posizione.
Il presente trovato mette a disposizione anche un metodo per il rilevamento di perdite di fluido refrigerante in un circuito frigorifero di un veicolo ricreativo.
Il metodo comprende una fase di rilevare un parametro di controllo rappresentativo di una condizione fisica (pressione o temperatura) del fluido refrigerante in uscita dall’evaporatore o in ingresso nel condensatore.
Il metodo comprende una fase di ricevere in tempo reale, in un’unità di controllo, il parametro di controllo e un segnale di funzionamento del compressore, rappresentativo dello stato operativo del compressore.
Secondo un aspetto della presente descrizione, il metodo comprende una fase di selezionare dei valori di riferimento precedentemente memorizzati in una base dati, in funzione del segnale di funzionamento del compressore; inoltre, il metodo comprende una fase di confrontare il valore del parametro di controllo con i valori di riferimento, e di generare un parametro diagnostico di valutazione di una condizione di perdita.
Il metodo può anche comprendere una fase di rilevare, tramite un sensore di temperatura ambiente interno, un segnale di temperatura ambiente interno, rappresentativo della temperatura dell’ambiente interno da condizionare. Quindi, il metodo comprende una fase di ricevere nell’unità di controllo (preferibilmente in tempo reale) il segnale di temperatura ambiente interno. In tal caso, i valori di riferimento possono essere selezionati anche in funzione del segnale di temperatura ambiente interno. Il metodo può anche comprendere una fase di rilevare un segnale di temperatura dell’ambiente esterno, rappresentativo della temperatura dell’ambiente all’esterno del veicolo, tramite un sensore di temperatura ambiente esterno. Quindi, il metodo comprende una fase di ricevere nell’unità di controllo (preferibilmente in tempo reale) il segnale di temperatura ambiente esterno. In tal caso, i valori di riferimento possono essere selezionati anche in funzione del segnale di temperatura ambiente esterno.
In almeno una forma di realizzazione, il metodo comprende una fase di memorizzare in una memoria il parametro di controllo e il segnale di funzionamento del compressore ricevuti nell’unità di controllo per ogni istante di una pluralità di istanti successivi. In particolare, la pluralità di istanti successivi include almeno un istante precedente, che precede un istante corrente. Inoltre, il metodo può comprendere una fase di confrontare il parametro di controllo ricevuto in tempo reale, per l’istante corrente, con il parametro di controllo per l’istante precedente, contenuto nella memoria, e di generare un segnale di allerta in funzione di uno scostamento del parametro di controllo ricevuto in tempo reale per l’istante corrente rispetto al parametro di controllo per l’istante precedente, contenuto nella memoria. In particolare, il segnale di allerta viene generato se tale scostamento è superiore a una soglia di riferimento. In almeno una forma di realizzazione, il metodo può includere anche una fase di selezionare la soglia di riferimento in funzione di una differenza tra il segnale di funzionamento del compressore ricevuto in tempo reale per l’istante corrente e il segnale di funzionamento del compressore memorizzato nella memoria per l’istante precedente e/o in funzione del segnale di temperatura ambiente interno e/o del segnale di temperatura ambiente esterno.
In almeno una forma di realizzazione, il parametro di controllo è rappresentativo di una condizione fisica del fluido refrigerante in uscita dall’evaporatore e il metodo comprende una fase di rilevare un parametro di controllo addizionale, rappresentativo di una condizione fisica del fluido refrigerante in ingresso nel condensatore.
Inoltre, il metodo può comprendere una fase di calcolare un parametro di controllo differenziale come differenza tra il parametro di controllo e il parametro di controllo addizionale.
In almeno una forma di realizzazione, il metodo comprende una fase di selezionare dei valori di riferimento differenziali precedentemente memorizzati nella base dati, in funzione del segnale di funzionamento del compressore, e/o del segnale di temperatura ambiente interno, e/o del segnale di temperatura esterna, e una fase di confrontare il valore del parametro di controllo differenziale con i valori di riferimento, per generare il parametro diagnostico.
Secondo un aspetto della presente descrizione, il metodo comprende una fase di calcolare un parametro di perdita in funzione di uno o più dei seguenti parametri: parametro di controllo, parametro di controllo addizionale, parametro di controllo differenziale, temperatura ambiente interno misurata all’interno dell’ambiente da condizionare, temperatura ambiente esterno misurata all’esterno del veicolo. Quindi, il metodo può comprendere una fase di confrontare il parametro di perdita con una soglia minima e/o massima precedentemente memorizzata, per generare il parametro diagnostico. Inoltre, il metodo può includere una fase di selezionare la soglia minima e/o massima tra una pluralità di valori memorizzati nella base dati, in funzione del segnale di temperatura ambiente interno, e/o del segnale di funzionamento del compressore, e/o della differenza tra il segnale di funzionamento del compressore per l’istante corrente e il segnale di funzionamento del compressore per l’istante precedente, e/o del segnale di temperatura ambiente esterno. Inoltre, il metodo può comprendere una fase di calibrazione, includente una fase di derivare i valori di riferimento e di memorizzarli nella base dati. I valori di riferimento vengono derivati facendo funzionare l’apparato in una pluralità di situazioni in condizioni specifiche di temperatura ambiente interno e/o di potenza assorbita dal compressore, e/o di temperatura ambiente esterno, e rilevando i valori del parametro di controllo e/o del parametro di controllo addizionale in tali situazioni. I valori rilevati (eventualmente corretti da una determinata tolleranza) forniscono i valori di riferimento.
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 un apparato di condizionamento dell'aria secondo la presente descrizione;
- La figura 2 rappresenta una possibile forma realizzativa dell’apparato di condizionamento dell’aria di Figura 1, in cui l’apparato è azionabile in una modalità di refrigerazione e in una modalità di riscaldamento;
- La figura 3 mostra una possibile variazione del parametro di controllo in funzione della temperatura all’interno dell’ambiente da condizionare e della potenza assorbita dal compressore (in particolare, ogni curva mostrata nella figura 3 rappresenta dei possibili valori del parametro di controllo per una determinata potenza assorbita dal compressore, in funzione della temperatura ambiente interno).
Con riferimento alle figure allegate, con 1 si è indicato un apparato di condizionamento dell'aria per veicoli ricreativi (d'ora in avanti, denominato apparato).
L’apparato di condizionamento dell’aria comprende un circuito frigorifero di circolazione del fluido refrigerante. The circuito frigorifero include un condensatore 2, una valvola di espansione 3, un evaporatore 4 e un compressore 5. Si osservi che i termini “condensatore” e “evaporatore” si riferiscono a un funzionamento del circuito frigorifero in modalità di refrigerazione.
L’apparato di condizionamento dell'aria comprende un sistema di rilevamento perdite. Il sistema di rilevamento perdite include uno o più dei seguenti componenti:
- un sensore del fluido refrigerante 72, collegato al circuito frigorifero all’uscita dell’evaporatore 4 (ovvero, in un ramo del circuito compreso tra l’evaporatore 4 e il compressore 5), e configurato per rilevare una temperatura o una pressione del fluido refrigerante;
- un sensore addizionale del fluido refrigerante 74, collegato al circuito frigorifero all’ingresso dell’condensatore 2 (ovvero, in un ramo del circuito compreso tra i condensatore 2 e il compressore 5), e configurato per rilevare una temperatura o una pressione del fluido refrigerante;
- un sensore di potenza (o sensore di corrente) 73, collegato al compressore 5 e configurato per misurare una potenza (o corrente) elettrica assorbita dal compressore 5.
Il sistema di rilevamento perdite comprende un’unità di controllo 8, collegata al sensore del fluido refrigerante 72 e/o al sensore addizionale del fluido refrigerante 74 e/o al sensore di potenza 73.
In particolare, il sensore del fluido refrigerante 72 (se presente) è configurato per inviare all’unità di controllo 8 un parametro di controllo 720, rappresentativo della temperatura o della pressione del fluido refrigerante nel ramo del circuito compreso tra l’evaporatore 4 e il compressore 5.
In particolare, il sensore addizionale del fluido refrigerante 74 (se presente) è configurato per inviare all’unità di controllo 8 un parametro di controllo addizionale 740, rappresentativo della temperatura o della pressione del fluido refrigerante nel ramo del circuito compreso tra il condensatore 2 e il compressore 5.
Preferibilmente, il sensore del fluido refrigerante 72 e il sensore addizionale del fluido refrigerante 74 sono entrambi sensori di pressione, configurati per rilevare un valore di pressione del fluido refrigerante rispettivamente nel ramo del circuito compreso tra l’evaporatore 4 e il compressore 5 o nel ramo del circuito compreso tra il condensatore 2 e il compressore 5.
Il sensore di potenza 73 (se presente) è configurato per inviare all’unità di controllo 8 un segnale di funzionamento 730 del compressore, rappresentativo di uno stato operativo del compressore (in particolare, in una forma realizzativa, della potenza effettiva assorbita dal compressore 5).
Inoltre, il sistema di rilevamento perdite comprende un sensore di temperatura ambiente interno 71, configurato per rilevare una temperatura ambiente interno T0 all’interno del veicolo ricreativo da condizionare. Il sensore 71 di temperatura ambiente interno è collegato all’unità di controllo 8 ed è configurato per inviare all’unità di controllo 8 un segnale di temperatura ambiente interno 710 rappresentativo della temperatura T0 dell’ambiente interno.
In una forma di realizzazione, l’unità di controllo 8 è collegata a una base dati (che può essere o non essere integrata nell’apparato), la base dati includendo una pluralità di valori di riferimento. L’unità di controllo 8 è configurata per selezionare uno o più valori di riferimento di detta pluralità, in funzione di uno o più dei seguenti segnali:
- il segnale di funzionamento 730 del compressore;
- il segnale di temperatura ambiente interno 710.
In una forma realizzativa, l’unità di controllo 8 è configurata per confrontare il valore del parametro di controllo 720 e/o il valore del parametro di controllo addizionale 740 con i valori di riferimento, per generare un parametro diagnostico di valutazione di una condizione di perdita.
In una forma di realizzazione, l'unità di controllo 8 è configurata per calcolare un parametro di controllo differenziale come differenza tra il parametro di controllo 720 e il parametro di controllo addizionale 740.
In una forma di realizzazione, l'unità di controllo 8 è configurata per calcolare un parametro di perdita in funzione di uno o più dei seguenti parametri: parametro di controllo 720, parametro di controllo addizionale 740, temperatura ambiente interno T0, parametro differenziale.
In una forma di realizzazione, l’unità di controllo 8 è collegata a una memoria 81 (che può essere o non essere integrata nell’apparato 1) ed è configurata per memorizzare nella memoria 8, per almeno un istante temporale iniziale (o, preferibilmente, per ognuno di una pluralità di istanti temporali che si succedono a intervalli regolari) uno o più dei seguenti parametri:
- parametro di controllo 720;
- parametro di controllo addizionale 740;
- temperatura ambiente interno T0;
- parametro di controllo differenziale;
- parametro di perdita.
In una forma realizzativa, l’unità di controllo 8 è configurata per confrontare il parametro di controllo 720 ricevuto in tempo reale con il parametro di controllo contenuto nella memoria 81, per l’istante iniziale o per un istante precedente della pluralità di istanti temporali, e per generare un segnale di allerta nel caso in cui il parametro di controllo 720 ricevuto in tempo reale abbia uno scostamento dal parametro di controllo contenuto nella memoria 81 superiore a una determinata soglia (che può essere selezionata dalla memoria in funzione della temperatura ambiente interno T0, e/o in funzione di una differenza tra la temperatura ambiente interno T0 nell’istante temporale corrente e la temperatura ambiente interno nell’istante iniziale o nell’istante precedente, e/o in funzione del segnale di funzionamento 730 del compressore, e/o in funzione di una differenza tra il segnale di funzionamento 730 del compressore nell’istante temporale corrente e il segnale di funzionamento 730 del compressore nell’istante iniziale o nell’istante precedente).
In una forma realizzativa, l’unità di controllo 8 è configurata per confrontare il parametro di controllo addizionale 740 ricevuto in tempo reale con il parametro di controllo contenuto nella memoria 81, per l’istante iniziale o per un istante precedente della pluralità di istanti temporali, e per generare un segnale di allerta nel caso in cui il parametro di controllo addizionale 740 ricevuto in tempo reale abbia uno scostamento dal parametro di controllo addizionale contenuto nella memoria 81 superiore a una determinata soglia (che può essere selezionata dalla memoria in funzione della temperatura ambiente interno T0, o in funzione di una differenza tra la temperatura ambiente interno T0 nell’istante temporale corrente e la temperatura ambiente interno nell’istante iniziale o nell’istante precedente, e/o in funzione del segnale di funzionamento 730 del compressore, e/o in funzione di una differenza tra il segnale di funzionamento 730 del compressore nell’istante temporale corrente e il segnale di funzionamento 730 del compressore nell’istante iniziale o nell’istante precedente).
In una forma realizzativa, l’unità di controllo 8 è configurata per confrontare il parametro di controllo differenziale calcolato in tempo reale con il parametro di controllo differenziale contenuto nella memoria 81, per l’istante iniziale o per un istante precedente della pluralità di istanti temporali, e per generare un segnale di allerta nel caso in cui il parametro di controllo differenziale calcolato in tempo reale abbia uno scostamento dal parametro di controllo differenziale contenuto nella memoria 81 superiore a una determinata soglia (che può essere selezionata dalla memoria in funzione della temperatura ambiente interno T0, o in funzione di una differenza tra la temperatura ambiente interno T0 nell’istante temporale corrente e la temperatura ambiente interno nell’istante iniziale o nell’istante precedente, e/o in funzione del segnale di funzionamento 730 del compressore, e/o in funzione di una differenza tra il segnale di funzionamento 730 del compressore nell’istante temporale corrente e il segnale di funzionamento 730 del compressore nell’istante iniziale o nell’istante precedente).
In una forma di realizzazione, l’unità di controllo 8 è configurata per confrontare il parametro di perdita calcolato in tempo reale con dei valori di riferimento (es. soglie minima e massima) e per generare il parametro diagnostico e/o il segnale di allerta in funzione di tale confronto (es. nel caso in cui il parametro di perdita sia superiore alla soglia massima o inferiore alla soglia minima).
In una forma di realizzazione, l’apparato 1 comprende una valvola a quattro vie 6. La valvola a quattro vie 6 è collegata al circuito frigorifero tra il condensatore 2 e l'evaporatore 4 (in particolare, tra il sensore del fluido refrigerante 72 e il sensore addizionale del fluido refrigerante 74). La valvola a quattro vie 6 presenta una prima bocca collegata al ramo del circuito refrigerante collegato all’evaporatore 4, per ricevere il fluido refrigerante dall’evaporatore 4 (in modalità refrigerazione). La valvola a quattro vie 6 presenta una seconda bocca collegata al ramo del circuito refrigerante collegato al condensatore 2, per inviare il fluido refrigerante al condensatore 2 (in modalità refrigerazione). Si osservi che in modalità riscaldamento, la prima bocca rilascia il fluido refrigerante e la seconda bocca riceve il fluido refrigerante. La valvola a quattro vie presenta una terza bocca collegata all’ingresso del compressore 5 per inviare il fluido refrigerante al compressore (sia in modalità refrigerazione che in modalità riscaldamento). La valvola a quattro vie 6 presenta una quarta bocca collegata all’uscita del compressore 5 per ricevere il fluido refrigerante dal compressore (sia in modalità refrigerazione che in modalità riscaldamento). La valvola a quattro vie 6 è azionabile in una prima posizione, per ricevere il fluido refrigerante in corrispondenza della prima bocca e rilasciare il fluido refrigerante (compresso) in corrispondenza della seconda bocca, e in una seconda posizione, per ricevere il fluido refrigerante in corrispondenza della seconda bocca e rilasciare il fluido refrigerante (compresso) in corrispondenza della prima bocca. Nella prima posizione della valvola a quattro vie, l’apparato funziona in modalità refrigerazione e, nella seconda posizione della valvola a quattro vie, l’apparato funziona in modalità riscaldamento.
La valvola di espansione 3 può essere una valvola di tipo meccanico o elettronico. Nel caso di valvola elettronica, l’unità di controllo 8 è collegata anche alla valvola di espansione 3 per comandare la valvola di espansione 3. In una forma di realizzazione, l’unità di controllo 8 comanda la valvola di espansione 3 in funzione del parametro di controllo 720 rilevato all’uscita dell’evaporatore 4 (in particolare, rappresentativo di una pressione del fluido refrigerante all’uscita dell’evaporatore 4) e in funzione della temperatura ambiente interno T0.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato (1) di condizionamento dell'aria per veicoli ricreativi, comprendente: - un fluido refrigerante; - un circuito frigorifero di circolazione del fluido refrigerante, detto circuito frigorifero includendo: un condensatore (2), in relazione di scambio termico con un ambiente esterno e configurato per condensare il fluido refrigerante; una valvola di espansione (3), configurata per consentire l'espansione del fluido refrigerante; un evaporatore (4), in relazione di scambio termico con un ambiente interno del veicolo ricreativo da condizionare e configurato per far evaporare il fluido refrigerante; un compressore (5), configurato per comprimere il fluido refrigerante, in cui l’evaporatore (4) è dotato di un ingresso collegato alla valvola di espansione (3) e di un’uscita collegata al compressore (5), e il condensatore (2) è dotato di un ingresso collegato al compressore (5) e di un’uscita collegata alla valvola di espansione (3); - un sistema di rilevamento perdite, includente: un sensore del fluido refrigerante (72), configurato per rilevare un parametro di controllo (720) rappresentativo di una condizione fisica del fluido refrigerante in uscita dall’evaporatore (4) o in ingresso nel condensatore (2); un’unità di controllo (8) collegata al sensore del fluido refrigerante (72), caratterizzato dal fatto che l’unità di controllo (8) è collegata anche al compressore (5) ed è configurata per: ricevere in tempo reale dal sensore del fluido refrigerante (72) il parametro di controllo (720) e dal compressore (5) un segnale di funzionamento (730) del compressore, rappresentativo di uno stato operativo del compressore, selezionare dei valori di riferimento precedentemente memorizzati in una base dati, in funzione del segnale di funzionamento (730) del compressore, confrontare il valore del parametro di controllo (720) con i valori di riferimento, per generare un parametro diagnostico di valutazione di una condizione di perdita.
  2. 2. Apparato (1) di condizionamento dell’aria secondo la rivendicazione 1, in cui il sistema di rilevamento perdite include anche un sensore di temperatura ambiente interno (71), configurato per rilevare un segnale di temperatura ambiente interno (710), rappresentativo della temperatura (T0) dell’ambiente interno da condizionare, in cui l’unità di controllo (8) è configurata per ricevere il segnale di temperatura ambiente interno in tempo reale dal sensore di temperatura ambiente interno (71) e per selezionare i valori di riferimento anche in funzione del segnale di temperatura ambiente interno.
  3. 3. Apparato (1) di condizionamento dell’aria secondo la rivendicazione 2, in cui l’unità di controllo (8) è collegata a una memoria (81) per memorizzare nella memoria (81), per ogni istante di una pluralità di istanti successivi, il parametro di controllo (720) e il segnale di funzionamento (730) del compressore ricevuti nell’unità di controllo (8).
  4. 4. Apparato (1) di condizionamento dell’aria secondo la rivendicazione 3, in cui la pluralità di istanti temporali successivi include almeno un istante precedente, che precede un istante corrente, e in cui l’unità di controllo (8) è configurata per confrontare il parametro di controllo (720) ricevuto in tempo reale, per l’istante corrente, con il parametro di controllo (720) per l’istante precedente, contenuto nella memoria, e per generare un segnale di allerta in funzione di uno scostamento del parametro di controllo (720) ricevuto in tempo reale per l’istante corrente rispetto al parametro di controllo (720) per l’istante precedente, contenuto nella memoria.
  5. 5. Apparato (1) di condizionamento dell’aria secondo la rivendicazione 4, in cui l’unità di controllo (8) è configurata per generare il segnale di allerta se detto scostamento è superiore a una soglia di riferimento, in cui l’unità di controllo (8) è configurata per selezionare la soglia di riferimento in funzione di una differenza tra il segnale di funzionamento (730) del compressore ricevuto in tempo reale per l’istante corrente e il segnale di funzionamento del compressore memorizzato nella memoria per l’istante precedente.
  6. 6. Apparato (1) di condizionamento dell’aria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sensore del fluido refrigerante (72) è collegato al circuito frigorifero all’uscita dell’evaporatore (4), e in cui il sistema di rilevamento perdite include un sensore addizionale del fluido refrigerante (74), collegato al circuito frigorifero all’ingresso del condensatore (2) e configurato per rilevare un parametro di controllo addizionale (740), rappresentativo di una condizione fisica del fluido refrigerante in ingresso nel condensatore (2), in cui l’unità di controllo (8) è collegata al sensore addizionale del fluido refrigerante (74) per ricevere in tempo reale il parametro di controllo addizionale (740) ed è configurata per calcolare un parametro di controllo differenziale come differenza tra il parametro di controllo (720) e il parametro di controllo addizionale (740).
  7. 7. Apparato (1) di condizionamento dell’aria secondo la rivendicazione 6, in cui l’unità di controllo (8) è configurata per selezionare dei valori di riferimento differenziali precedentemente memorizzati nella base dati, in funzione del segnale di funzionamento (730) del compressore, e di confrontare il valore del parametro di controllo differenziale con i valori di riferimento, per generare il parametro diagnostico.
  8. 8. Apparato (1) di condizionamento dell’aria secondo la rivendicazione 6 o la 7, in cui l’unità di controllo (8) è configurata per calcolare un parametro di perdita in funzione del parametro di controllo differenziale e di uno o più dei seguenti parametri: parametro di controllo (720), parametro di controllo addizionale (740), temperatura ambiente interno (T0) misurata nell’ambiente da condizionare, e di confrontare il parametro di perdita con una soglia minima e/o massima precedentemente memorizzata, per generare il parametro diagnostico.
  9. 9. Apparato (1) di condizionamento dell’aria secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sensore del fluido refrigerante (72) è un sensore di pressione.
  10. 10. Apparato (1) di condizionamento dell’aria secondo la rivendicazione 9, in cui il parametro di controllo (720) è rappresentativo di una pressione del fluido refrigerante in uscita dall’evaporatore (4), e in cui il sistema di rilevamento perdite include un sensore addizionale del fluido refrigerante (74), definito da un sensore di pressione, configurato per rilevare un parametro di controllo addizionale (740), rappresentativo di una pressione del fluido refrigerante in ingresso nel condensatore (2).
  11. 11. Apparato (1) di condizionamento dell’aria seconda una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sistema di rilevamento perdite include un sensore di potenza (73) collegato al compressore (5) e configurato per misurare una potenza assorbita dal compressore (5), in cui il segnale di funzionamento (730) del compressore è rappresentativo di una potenza assorbita dal compressore (5).
  12. 12. Apparato (1) di condizionamento dell’aria seconda una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una valvola a quattro vie (6), collegata al circuito frigorifero e azionabile in una prima posizione per far funzionare l’apparato (1) in modalità refrigerazione e in una seconda posizione per far funzionare l’apparato (1) in modalità riscaldamento, in cui l’unità di controllo (8) è configurata per selezionare i valori di riferimento anche in dipendenza del fatto che la valvola a quattro vie (6) si trova nella prima posizione o nella seconda posizione.
  13. 13. Metodo per il rilevamento di perdite di fluido refrigerante in un circuito frigorifero di un veicolo ricreativo, in cui il circuito frigorifero include: un condensatore (2), in relazione di scambio termico con un ambiente esterno.; una valvola di espansione (3); un evaporatore (4), in relazione di scambio termico con un ambiente interno del veicolo ricreativo da condizionare; un compressore (5); in cui il metodo comprende le seguenti fasi: rilevare un parametro di controllo (720) rappresentativo di una condizione fisica del fluido refrigerante in uscita dall’evaporatore (4) o in ingresso nel condensatore (2); il metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti ulteriori fasi: - ricevere in tempo reale, in un’unità di controllo (8), il parametro di controllo (720) e un segnale di funzionamento (730) del compressore, rappresentativo di uno stato operativo del compressore (5), - selezionare dei valori di riferimento precedentemente memorizzati in una base dati, in funzione del segnale di funzionamento (730) del compressore, - confrontare il valore del parametro di controllo (720) con i valori di riferimento, e generare un parametro diagnostico di valutazione di una condizione di perdita.
  14. 14. Metodo secondo la rivendicazione 13, in cui il parametro di controllo (720) è rappresentativo di una condizione fisica del fluido refrigerante in uscita dall’evaporatore e in cui il metodo include inoltre una fase di rilevare un parametro di controllo addizionale (720), rappresentativo di una condizione fisica del fluido refrigerante in ingresso nel condensatore (2) e una fase di calcolare un parametro di controllo differenziale come differenza tra il parametro di controllo (720) e il parametro di controllo addizionale (740).
  15. 15. Metodo secondo la rivendicazione 13 o la 14, in cui il parametro di controllo è rappresentativo di una pressione del fluido refrigerante.
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