CH719126A2 - Sistema di insonorizzazione di una camera di alloggiamento per il circuito refrigerante di una pompa di calore e pompa di calore. - Google Patents

Abstract

L'invenzione concerne una camera di alloggiamento per i componenti del circuito frigorifero di una pompa di calore, detta camera essendo provista di pareti (2) atte ad isolare acusticamente le emissioni sonore prodotti da detti componenti, in particolare dal compressore, dalla valvola di espansione, dalla pompa di circolazione per il fluido termovettore del circuito di riscaldamento d'ambiente, dalle tubazioni in cui scorre il refrigerante. Dette pareti (2) comprendono tre strati (3, 4, 5) di materiale differente che, dall'interno verso l'esterno di detta camera, consistono in: un primo strato di parete interna (3) in materiale fonoisolante, che funge da „massa“, un secondo strato di parete intermedia (4) in materiale fonoassorbente, che funge da „molla-smorzatore“, un terzo strato di parete esterna (5) in materiale fonoisolante, che funge da „massa“. L'invenzione concerne anche una pompa di calore comprendente una tale camera.

Description

[0001] Forma oggetto del presente trovato una camera di alloggiamento dei componenti del circuito refrigerante di una pompa di calore, le cui pareti sono dotate di un sistema di insonorizzazione contro le emissioni sonore prodotte da tali componenti.

[0002] Il trovato si inserisce nel settore delle macchine termodinamiche per il riscaldamento e/o raffrescamento di un ambiente residenziale o industriale; in particolare, il presente trovato è specificatamente idoneo ad una pompa di calore monoblocco per impiego outdoor, avente il compressore ed il circuito frigorifero confinati in una camera separata dall'evaporatore.

[0003] E' ben nota la rumorosità delle pompe di calore, causata soprattutto dal compressore, dalla valvola di espansione, dalla pompa di circolazione e dallo scorrere del liquido refrigerante nelle tubazioni.

[0004] Alcune soluzioni dell'arte nota si propongono di isolare acusticamente almeno il compressore di una pompa di calore: un esempio di tal genere è descritto nel documento anteriore US151018, il quale mostra un box di alloggiamento per il compressore, avente pareti in lamiera ed una faccia interna ricoperta da schiuma poliuretanica o da uno strato di materiale fibroso.

[0005] Il brevetto DE19820818, invece, adotta una soluzione differente, inglobando il compressore in un guscio di schiuma rigida che lo avvolge completamente; similmente il documento di arte nota DE10058708, il quale descrive un involucro anti-rumore per il compressore, anch'esso in schiuma poliuretanica.

[0006] Lo svantaggio degli accorgimenti sopra elencati risiede nel fatto che essi sono utili per ridurre le emissioni sonore prodotte dal solo compressore, non occupandosi degli altri componenti che sono fonte di rumorosità; inoltre la loro realizzazione è spesso causa di un aumento delle dimensioni complessive della pompa di calore.

[0007] Scopo del presente trovato è di ovviare a tal genere di inconvenienti, prevedendo una camera di alloggiamento per il compressore ed almeno parte del circuito refrigerante di una pompa di calore, le cui pareti sono progettate secondo un principio „massa-molla-massa“. ossia costitute da tre strati di materiale differenti, appositamente accoppiati per assicurare un elevato grado di isolamento acustico dalle onde sonore prodotte dal citato compressore e dagli altri componenti del circuito refrigerante (quali valvole, pompa di circolazione e condutture in cui fluisce il fluido refrigerante).

[0008] Questi ed altri scopi, che risulteranno chiari in seguito, si conseguono con una camera di alloggiamento provvista di pareti aventi un sistema di insonorizzazione in accordo al dettato della rivendicazione 1.

[0009] Altri scopi possono essere inoltre raggiunti mediante le caratteristiche supplementari delle rivendicazioni dipendenti.

[0010] Le caratteristiche del presente trovato risulteranno meglio evidenziate dalla seguente descrizione di una preferita forma di realizzazione, conforme alle rivendicazioni brevettuali e illustrata, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, nelle allegate tavole di disegno, in cui: la fig. 1 è una vista d'assieme di una pompa di calore aria-acqua secondo il trovato; la fig. 2 mostra l'interno della sola camera di alloggiamento del compressore e di altri componenti del circuito frigorifero; la fig. 3 mostra due delle pareti della camera di alloggiamento secondo il trovato; la fig. 4 è una rappresentazione dello schema dinamico del sistema di insonorizzazione con cui sono costruite le pareti della camera secondo il trovato.

[0011] Si descrivono ora le caratteristiche di una variante preferita della camera provvista del sistema di insonorizzazione, avvalendosi dei riferimenti contenuti nelle figure. Si precisa che le suddette figure, pur se schematiche, riproducono gli elementi del trovato secondo proporzioni tra le loro dimensioni ed orientamenti spaziali che sono compatibili con una possibile forma esecutiva.

[0012] Si precisa inoltre che qualsiasi termine dimensionale e spaziale (quale „inferiore“, „superiore“, „interno“, „esterno“, „frontale“, „posteriore“ e simili) si riferisce alle posizioni degli elementi come rappresentati nelle figure allegate, senza alcun intento limitativo rispetto alle possibili condizioni operative.

[0013] In figura 1, con il riferimento HP è mostrata una pompa di calore, nello specifico una pompa di calore aria-acqua del tipo monoblocco ad installazione outdoor: tuttavia, quanto qui di seguito descritto, può essere esteso a qualsiasi altra tipologia di pompa di calore, ad esempio del tipo acqua-acqua o aria-aria, o ancora a simili macchine termodinamiche.

[0014] Il funzionamento di una pompa di calore HP è notorio al tecnico del ramo e in questa sede è sufficiente fornirne una sintesi, soprattutto allo scopo di mostrare il posizionamento dei suoi componenti principali in riferimento all'oggetto del presente trovato.

[0015] Tale pompa di calore HP (qui descritta in modalità „riscaldamento“, ma adatta ad operare anche in modalità „raffrescamento“ tramite inversione del ciclo frigorifero attraverso una valvola di commutazione, ad esempio una valvola a quattro vie) comprende, collegati tra loro tramite apposite tubazioni T, almeno: un primo scambiatore di calore, rappresentato dall'evaporatore alettato EV, in cui il fluido refrigerante assorbe energia termica dall'aria ambiente con l'ausilio di una ventola V; un secondo scambiatore di calore, rappresentato dal condensatore CN, in cui il medesimo refrigerante cede parte della sua energia termica ad un secondo fluido, ossia acqua circolante in un circuito di distribuzione per il riscaldamento d'ambiente, messa in circolo da un'apposita pompa di circolazione; un compressore C azionato da un motore ed atto ad aspirare il fluido refrigerante dall'evaporatore EV per comprimerlo e spingerlo verso il condensatore CN; una valvola di espansione EXP, interposta tra i due scambiatori (EV, CN) che realizza una espansione ad entalpia costante ed un raffreddamento del fluido refrigerante.

[0016] Il circuito termodinamico appena tratteggiato è in genere tipicamente completato da almeno alcuni dei seguenti componenti: un primo accumulatore per il compressore C posto a monte della sua sezione di aspirazione ed atto a rifornirlo di fluido refrigerante, oltre che a trattenerne quantità in eccesso e riflussi, o eccedenze di olio e impurità; un secondo accumulatore aggiuntivo (noto come „suction“), collocato a monte del primo accumulatore ed atto a rifornirlo di refrigerante da indirizzare al compressore C, oltre che a trattenerne quantità in eccesso e riflussi, o eccedenze di olio e impurità; un terzo accumulatore LR (noto come „liquid receiver“), posto in prossimità della valvola di espansione EXP, che funge da vaso di espansione per compensare eventuali differenze o variazioni dei livelli del fluido refrigerante tra il condensatore CN e l'evaporatore EV; un set di resistenze elettriche HE di backup per coadiuvare il condensatore CN nel riscaldare l'acqua destinata al circuito per il riscaldamento d'ambiente.

[0017] I componenti sopra elencati sono indicati con il rispettivo riferimento se visibili nelle figg. 1 e 2 allegate, mentre sono prive di riferimento quando non mostrate o nascoste da altri componenti che ne impediscono la visualizzazione.

[0018] In accordo al presente trovato, tali componenti sono di preferenza tutti collocati nella camera di alloggiamento 1 (da qui in avanti abbreviata in „camera 1“), ad eccezione dell'evaporatore EV con relativa ventola V.

[0019] In fig. 2 è illustrato l'interno di detta camera 1, costituita da una struttura scatolare le cui pareti 2 sono, tutte o almeno una, costitute da tre strati di differente materiale, opportunamente selezionati e dimensionati per formare un sandwich secondo il principio „massa-molla-massa“.

[0020] Nello specifico, come mostrato in fig. 3, detta almeno una parete 2 comprende in sequenza, dall'interno verso l'esterno della camera 1, i seguenti strati di materiale: un primo strato di parete interna 3 (da qui in poi „strato interno 3“), in materiale fonoisolante, che funge da prima barriera alle emissioni sonore prodotte dai componenti rumorosi della pompa di calore HP, ossia in special modo il compressore C, ma anche la valvola di espansione EXP, le tubazioni T in cui scorre il fluido refrigerante, la pompa di circolazione del fluido termovettore per il circuito del riscaldamento d'ambiente; un secondo strato di parete intermedia 4 (da qui in poi „strato intermedio 4“), in materiale fonoassorbente, atto ad assorbire la porzione di onda sonora che non è stata riflessa dal primo strato interno 3; un terzo strato di parete esterna 5 (da qui in poi „strato esterno 5“), in materiale fonoisolante, per riflettere nuovamente verso il secondo strato intermedio 4 l'onda sonora residuale.

[0021] In altri termini, come mostrato nello schema dinamico della fig, 4, lo strato interno 3 funge da prima massa riflettente, lo strato intermedio 4 da molla assorbente e smorzatore, lo strato esterno 5 da seconda massa riflettente: in questa maniera l'onda sonora iniziale, prodotta dai componenti alloggiati nella camera 1, risulta fortemente attenuata e la rumorosità trasmessa all'esterno drasticamente ridotta.

[0022] Lo strato intermedio 4 è accoppiato allo strato interno 3 e allo strato esterno 5 tramite colle idonee o mezzi adesivi similari.

[0023] In accordo ad una variante preferita del trovato, i tre strati della parete 2 della camera 1 sono costituiti dai seguenti materiali: per lo strato interno 3: elastomero ad alta densità, avente spessore tra i 2 e i 3 mm e densità tra i 1.500 e i 2.500 kg/m<3>; per lo strato intermedio 4: elastomero avente spessore pari a circa 8-12 volte lo spessore dello strato interno 3, avente una densità nell'intorno dei 50 kg/m<3>; per lo strato esterno 5: acciaio zincato, con spessore tra 1 e 1,5 mm e densità tra i 7.000 e gli 8.000 kg/m<3>.

[0024] Ancora più in dettaglio e senza alcun intento limitativo, secondo la variante preferita del trovato detta parete 2 è preferibilmente composta da tre strati nei seguenti materiali: per lo strato interno 3: pannello in gomma EPDM (Ethylene-Propylene Diene Monomer) ad alta densità, avente spessore di 2,5 mm e densità di circa 2.000 kg/m<3>; per lo strato intermedio 4: lastra isolante in gomma elastomerica con spessore pari a dieci volte lo spessore dello strato interno 3, cioè 25 mm, e con densità di circa 50 kg/m<3>; per lo strato esterno 5: lamiera di acciaio zincato, con spessore di 1,2 mm e densità di circa 7.860 kg/m<3>.

[0025] Secondo la variante preferita del trovato e qui illustrata nelle figure allegate, ciascuna delle pareti 2 di detta camera 1 comprende il sistema di insonorizzazione sopra descritto.

[0026] Dalla descrizione di cui sopra appaiono chiari i vantaggi conseguibili con la camera 1 provvista di pareti 2 aventi il sistema di insonorizzazione secondo il trovato, il principale dei quali riguarda l'elevata riduzione della rumorosità percepita all'esterno della camera 1.

[0027] Difatti l'onda sonora prodotta dal compressore C e dagli altri componenti fonte di rumorosità (pompa di circolazione, valvola di espansione EXP, tubi T per il refrigerante) incontra inizialmente lo strato interno 3 che funge da massa fonoisolante; subito dopo è presente lo strato intermedio 4 che funge da molla fonoassorbente e smorzatore; infine c'è lo strato esterno 5 che funziona da ulteriore massa fonoisolante: prove di laboratorio hanno accertato che tale sistema di insonorizzazione „massa-molla-massa“ è utile per ridurre di circa il 30 % / 40 % il livello di potenza sonora percepita all'esterno della camera 1 rispetto ad una analoga camera 1 senza pareti 2 insonorizzate.

[0028] Altro vantaggio connesso al presente trovato risiede nel fatto che tale strato interno 3 della parete 2 ha l'ulteriore funzione di evitare che lo strato intermedio 4 entri in contatto con il microclima della camera 1, spesso causa di condensa che potrebbe danneggiare il materiale fonoassorbente di cui è costituito detto strato intermedio 4, a discapito della sua capacità di assorbimento acustico.

[0029] È chiaro che numerose varianti del trovato sopra descritto sono possibili all'uomo del ramo, senza per questo uscire dagli ambiti di novità insiti nell'idea inventiva, così come è chiaro che nella pratica attuazione del trovato i vaii componenti in precedenza descritti potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti. Ad esempio, nell'elencazione dei componenti della pompa di calore HP si è fatto riferimento al fluido termovettore per il circuito di distribuzione per il riscaldamento d'ambiente, ma esso può consistere anche in acqua contenuta all'interno di un accumulo e destinata ad usi igienico-sanitari

Claims (5)

1. Camera di alloggiamento (1) per i componenti del circuito frigorifero di una pompa di calore (HP), tra cui almeno: – il compressore (C), – la valvola di espansione (EXP), – le tubazioni (T) per il liquido refrigerante, – la pompa di circolazione del fluido termovettore per il circuito di riscaldamento d'ambiente, detta camera (1) essendo costituita da una struttura scatolare avente almeno una parete (2) atta ad isolare acusticamente le emissioni sonore prodotte da detti componenti, caratterizzata dal fatto che detta almeno una parete (2) comprende tre strati (3, 4, 5) di materiale differente, accoppiati in sequenza secondo il principio „massa - molla - massa“, detti tre strati (3, 4, 5) comprendendo, dall'interno verso l'esterno di detta camera (1): – un primo strato di parete interna (3) in materiale fonoisolante, che funge da „massa“, – un secondo strato di parete intermedia (4) in materiale fonoassorbente, che funge da „molla-smorzatore“, – un terzo strato di parete esterna (5) in materiale fonoisolante, che funge da „massa“.

2. Camera (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che: – detto primo strato di parete interna (3) è un elastomero ad alta densità, avente spessore compreso tra 2 e 3 mm e densità compresa tra 1.500 kg/m<3>e 2.500 kg/m<3>, – detto secondo strato di parete intermedia (4) è un elastomero con densità di circa 50 kg/m<3>e spessore compreso tra 8 e 12 volte lo spessore di detto primo strato di parete interna (3), – detto terzo strato di parete esterna (5) è acciaio zincato, avente spessore compreso tra 1 e 1,5 mm e densità compresa tra 7.000 kg/m<3>e 8.000 kg/m<3>.

3. Camera (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che: – detto primo strato di parete interna (3) è un pannello di gomma EPDM, avente spessore di 2,5 mm e densità di circa 2.000 kg/m<3>, – detto secondo strato di parete intermedia (4) è una lastra isolante in gomma elastomerica. avente spessore di 25 mm e densità di circa 50 kg/m<3>, – detto terzo strato di parete esterna (5) è una lamiera di acciaio zincato, avente spessore di e 1,2 mm e densità di circa 7.860 kg/m<3>.

4. Camera (1) secondo qualsiasi rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto secondo strato di parete intermedia (4) è accoppiato a detto primo strato interno (3) e terzo strato esterno (5) tramite colle o analoghi mezzi adesivi.

5. Pompa di calore (HP), in particolare pompa di calore aria-acqua del tipo monoblocco ad installazione outdoor, comprendente una camera di alloggiamento (1) per i componenti del circuito frigorifero, tra cui almeno uno o più dei seguenti componenti: – il compressore (C), – la valvola di espansione (EXP), – le tubazioni (T) per il liquido refrigerante, – il condensatore (CN), – uno o più accumulatori per il liquido refrigerante, – la pompa di circolazione del fluido termovettore per il circuito di riscaldamento d'ambiente, – una valvola di commutazione a quattro vie, detta pompa di calore (HP) comprendendo ulteriormente l'evaporatore (EV) con relativa ventola (V), collocati esternamente a detta camera di alloggiamento (1), caratterizzata dal fatto che detta camera di alloggiamento (1) è realizzata in accordo a qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 4.