BR102020006222A2 - Sistemas de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho, e, método para arrefecer um componente rotativo - Google Patents
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Abstract
a presente descrição provê um sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho. o sistema inclui um condensador, um evaporador, um trajeto de fluido de arrefecimento, e uma bomba. o condensador resfria um fluido de arrefecimento da forma vapor para a forma líquida. o evaporador troca calor entre um primeiro fluido do veículo de trabalho e o fluido de arrefecimento, e aquece o fluido de arrefecimento da forma líquida para a forma vapor. o trajeto de fluido de arrefecimento compreende um primeiro trajeto de fluido de arrefecimento que acopla termicamente o condensador ao evaporador e um segundo trajeto de fluido de arrefecimento que acopla termicamente o evaporador ao condensador. o fluido de arrefecimento escoa através do trajeto de fluido de arrefecimento. a bomba é posicionada no primeiro trajeto de fluido de arrefecimento para bombear o fluido de arrefecimento do condensador para o evaporador, de maneira tal que o evaporador fique à jusante da bomba e o condensador fique à jusante do evaporador.
Description
[001] A presente descrição se refere no geral a um sistema de arrefecimento aplicado a um veículo de trabalho.
[002] A indústria de fora de estrada usa uma variedade de componentes rotatórios: transmissões, eixos de rodas, máquinas eletrônicas, bombas e motores hidráulicos, etc. Esses componentes podem usar óleo como um fluido de trabalho e/ou para lubrificação e arrefecimento. Um componente rotatório de um veículo de trabalho, tal como um eixo de rodas ou transmissão, gera calor durante operação. Convencionalmente, o calor é parcialmente removido por um sistema/circuito de arrefecimento, incluindo um radiador acoplado ao veículo de trabalho, uma ventoinha de arrefecimento, e um trajeto de óleo. Um óleo de arrefecimento quente do componente rotatório escoa para o radiador e é arrefecido pelo radiador por causa da ventoinha de arrefecimento que provê um fluxo de ar que passa por uma série de componentes de dissipação de calor do radiador. O óleo de arrefecimento resfriado posteriormente escoa de volta para o componente rotatório. Entretanto, uma vez que o óleo é tipicamente bombeado para fora do componente rotatório para o trocador de calor de óleo para ar monofásico remoto para arrefecimento, este circuito de arrefecimento é propenso a vazamentos, contaminação, perdas por bombeamento e tem um baixo coeficiente de transferência de calor.
[003] A presente descrição inclui um sistema de arrefecimento de óleo bifásico que alavanca as vantagens de fluido de arrefecimento bifásico aplicado em arrefecimento de óleo que tem coeficiente de transferência de calor significativamente mais alto. Além do mais, a presente descrição tem a vantagem de cargas térmicas distribuídas de diversos componentes e não exige que óleo seja bombeado para um sistema de arrefecimento remoto.
[004] De acordo com um aspecto da presente descrição, um sistema de arrefecimento de óleo bifásico é provido para um veículo de trabalho. O sistema de arrefecimento de óleo bifásico inclui um condensador, um evaporador, um trajeto de fluido de arrefecimento, e uma bomba. O condensador resfria um fluido de arrefecimento da forma de vapor para forma líquida. O evaporador troca calor entre um primeiro fluido do veículo de trabalho e o fluido de arrefecimento, por meio disso aquecendo o fluido de arrefecimento da forma líquida para a forma de vapor. O trajeto de fluido de arrefecimento compreende um primeiro trajeto de fluido de arrefecimento que acopla termicamente o condensador ao evaporador e um segundo trajeto de fluido de arrefecimento que acopla termicamente o evaporador ao condensador. O fluido de arrefecimento escoa pelo trajeto de fluido de arrefecimento. A bomba é posicionada no primeiro trajeto de fluido de arrefecimento para bombear o fluido de arrefecimento do condensador para o evaporador, de maneira tal que o evaporador fique à jusante da bomba e o condensador fique à jusante do evaporador.
[005] De acordo com um outro aspecto da presente descrição, um sistema de arrefecimento de óleo bifásico é provido para um veículo de trabalho. O sistema de arrefecimento de óleo bifásico inclui um condensador, um evaporador, e um trajeto de fluido de arrefecimento. O condensador resfria um fluido de arrefecimento da forma de vapor para a forma líquida. O evaporador é posicionado abaixo do condensador e troca calor entre um óleo de um componente rotatório do veículo de trabalho e o fluido de arrefecimento, por meio disso aquecendo o fluido de arrefecimento da forma líquida para a forma de vapor. O trajeto de fluido de arrefecimento acopla termicamente o condensador ao evaporador. O fluido de arrefecimento escoa em duas direções no trajeto de fluido de arrefecimento, acionado por diferença de densidades do fluido de arrefecimento em resposta a temperaturas do fluido de arrefecimento no trajeto de fluido de arrefecimento, no condensador, e no evaporador.
[006] A presente descrição também provê um método para arrefecimento de um componente rotatório. O método inclui: bombear um fluido de arrefecimento pelo menos parcialmente na forma líquida para um evaporador e mover o fluido de arrefecimento pelo menos parcialmente na forma de vapor para um condensador por meio do bombeamento, de maneira tal que uma pressão do fluido de arrefecimento que escoa para o evaporador fique maior que uma outra pressão do fluido de arrefecimento que escoa para o condensador; absorver um calor de um óleo no componente rotatório pelo evaporador para evaporar o fluido de arrefecimento da forma líquida para a forma de vapor; e arrefecer o fluido de arrefecimento pelo menos parcialmente na forma de vapor por meio do condensador.
[007] Outros recursos e aspectos ficarão aparentes mediante consideração da descrição detalhada e desenhos anexos.
[008] A descrição detalhada dos desenhos se refere às figuras anexas nas quais:
A FIG. 1 é um diagrama de blocos para um sistema de arrefecimento convencional aplicado em um condicionador de ar;
a FIG. 2 é um diagrama de blocos simplificado para um sistema de arrefecimento de óleo bifásico aplicado em um veículo de trabalho;
a FIG. 3 é um diagrama de blocos da primeira modalidade da FIG. 2 tendo múltiplos evaporadores;
a FIG. 4 é um diagrama de blocos da segunda modalidade da FIG. 2 tendo uma lógica de controle da ventoinha da bomba-condensador;
a FIG. 5 é um diagrama de blocos da terceira modalidade da FIG. 2 tendo um separador que separa um fluido de arrefecimento na forma de vapor do fluido de arrefecimento na forma líquida;
a FIG. 6 é um diagrama de blocos da quarta modalidade da FIG. 2 tendo um separador que separa um fluido de arrefecimento na forma de vapor do fluido de arrefecimento na forma líquida, e o fluido de arrefecimento na forma de vapor é processado em um compressor;
a FIG. 7 é um diagrama de blocos da quinta modalidade da FIG. 2, mostrando um evaporador posicionada em um componente rotatório;
a FIG. 8A é um diagrama de blocos da sexta modalidade da FIG. 2, mostrando um evaporador posicionado fora de um componente rotatório;
a FIG. 8B é uma vista em perspectiva do evaporador na FIG. 8A;
FIG. 9A é um diagrama de blocos de uma modalidade do sistema de arrefecimento de óleo bifásico que utiliza anticongelante que escoa através do evaporador e dos trocadores de calor posicionados nos componentes rotatórios;
a FIG. 9B é um diagrama de blocos de uma modalidade do sistema de arrefecimento de óleo bifásico que utiliza anticongelante que escoa através do evaporador e dos trocadores de calor posicionados fora dos componentes rotatórios;
a FIG. 10 é um diagrama de blocos de uma modalidade do sistema de arrefecimento de óleo bifásico, onde os componentes rotatórios estão em conexão paralela parcial;
a FIG. 11 é um diagrama de blocos da sétima modalidade da FIG. 2, demonstrando a ventoinha acionada pelo fluido de arrefecimento; e
a FIG. 12 é um diagrama de blocos de uma modalidade do sistema de arrefecimento de óleo bifásico que utiliza a flutuabilidade para acionar o fluxo de fluido de arrefecimento.
A FIG. 1 é um diagrama de blocos para um sistema de arrefecimento convencional aplicado em um condicionador de ar;
a FIG. 2 é um diagrama de blocos simplificado para um sistema de arrefecimento de óleo bifásico aplicado em um veículo de trabalho;
a FIG. 3 é um diagrama de blocos da primeira modalidade da FIG. 2 tendo múltiplos evaporadores;
a FIG. 4 é um diagrama de blocos da segunda modalidade da FIG. 2 tendo uma lógica de controle da ventoinha da bomba-condensador;
a FIG. 5 é um diagrama de blocos da terceira modalidade da FIG. 2 tendo um separador que separa um fluido de arrefecimento na forma de vapor do fluido de arrefecimento na forma líquida;
a FIG. 6 é um diagrama de blocos da quarta modalidade da FIG. 2 tendo um separador que separa um fluido de arrefecimento na forma de vapor do fluido de arrefecimento na forma líquida, e o fluido de arrefecimento na forma de vapor é processado em um compressor;
a FIG. 7 é um diagrama de blocos da quinta modalidade da FIG. 2, mostrando um evaporador posicionada em um componente rotatório;
a FIG. 8A é um diagrama de blocos da sexta modalidade da FIG. 2, mostrando um evaporador posicionado fora de um componente rotatório;
a FIG. 8B é uma vista em perspectiva do evaporador na FIG. 8A;
FIG. 9A é um diagrama de blocos de uma modalidade do sistema de arrefecimento de óleo bifásico que utiliza anticongelante que escoa através do evaporador e dos trocadores de calor posicionados nos componentes rotatórios;
a FIG. 9B é um diagrama de blocos de uma modalidade do sistema de arrefecimento de óleo bifásico que utiliza anticongelante que escoa através do evaporador e dos trocadores de calor posicionados fora dos componentes rotatórios;
a FIG. 10 é um diagrama de blocos de uma modalidade do sistema de arrefecimento de óleo bifásico, onde os componentes rotatórios estão em conexão paralela parcial;
a FIG. 11 é um diagrama de blocos da sétima modalidade da FIG. 2, demonstrando a ventoinha acionada pelo fluido de arrefecimento; e
a FIG. 12 é um diagrama de blocos de uma modalidade do sistema de arrefecimento de óleo bifásico que utiliza a flutuabilidade para acionar o fluxo de fluido de arrefecimento.
[009] Referindo-se à FIG. 1, um sistema de arrefecimento convencional aplicado em um condicionador de ar inclui um evaporador 14’, um compressor 24’, um condensador 12’, e uma válvula de expansão térmica (TXV), através da qual fluido de arrefecimento escoa na forma líquida e/ou vapor a diferentes pressões. O condicionador de ar normalmente é fixo em uma parede de um alojamento e alguns elementos do condicionamento de ar são internos, e alguns são externos. Em geral, o compressor 24’ e o condensador 12’ do condicionador de ar são posicionados no ambiente externo; a válvula de expansão térmica (TXV) e o evaporador 14’ são posicionados no ambiente interno. O evaporador 14’ é localizado no lado de baixa pressão (lado de sucção do compressor) e o condensador 12’ é usado no lado de alta pressão. A válvula de expansão térmica (TXV) é usada entre o condensador 12’ e o evaporador 14’ para reduzir a pressão.
[0010] Em um trajeto (linha de sucção) entre o evaporador 14’ e o compressor 24’, o fluido de arrefecimento está a uma baixa pressão e baixa temperatura. A fim de operar o compressor 24’ adequadamente, o fluido de arrefecimento é na forma de vapor (gás, ou gás superaquecido). Quando o fluido de arrefecimento chega ao compressor 24’, o compressor 24’ comprime o fluido de arrefecimento na forma de vapor, de maneira tal que o fluido de arrefecimento em um trajeto entre o compressor 24’ e o condensador 12’ fique a uma alta pressão (PH) e alta temperatura (pode ser superaquecido). Quando o fluido de arrefecimento chega ao condensador 12’, o condensador 12’ reduz a temperatura do fluido de arrefecimento e muda-o para a forma líquida por meio de uma ventoinha (não mostrada). A ventoinha provê um primeiro fluxo de ar AF1’ que passa através de um elemento de dissipação de calor do condensador 12’ para remover o calor do condensador 12’. Fluido de arrefecimento na saída do condensador 12’ tem que ser líquido saturado ou sub-resfriado para operação suave da válvula de expansão térmica (TXV). Em um trajeto entre o condensador 12’ e a válvula de expansão térmica (TXV), o fluido de arrefecimento está ainda a alta pressão.
[0011] A válvula de expansão térmica (TXV) posteriormente coleta o fluido de arrefecimento do condensador 12’. Na válvula de expansão térmica (TXV), a pressão do fluido de arrefecimento diminui drasticamente. A temperatura do fluido de arrefecimento pode também cair. Portanto, em um trajeto entre a válvula de expansão térmica (TXV) e o evaporador 14’, o fluido de arrefecimento está a uma baixa pressão (PL). O fluido de arrefecimento a baixa pressão escoa para o evaporador 14’. Uma outra ventoinha (não mostrada) adjacente ao evaporador 14’ provê um segundo fluxo de ar AF2’ (interno) que passa por um elemento de troca de calor do evaporador 14’. O calor do segundo fluxo de ar AF2’ é absorvido pelo fluido de arrefecimento, em virtude de a mudança do fluido de arrefecimento na forma líquida para a forma de vapor exigir calor latente (potencial energético). Novamente, o fluido de arrefecimento é descarregado pelo evaporador 14’ e escoa para o compressor 24’.
[0012] A FIG. 2 ilustra um diagrama de blocos simplificado de um sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 para um veículo de trabalho. Em particular, o sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 é aplicado em pelo menos um componente rotatório do veículo de trabalho, incluindo transmissões, eixos de rodas, máquinas eletrônicas, bombas hidráulicas e motores. O sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 compreende um condensador 12, um evaporador 14 e uma bomba 20. O condensador 12 é usado para arrefecer um fluido de arrefecimento da forma de vapor para a forma líquida. O evaporador 14 é usado para realizar troca de calor entre um óleo de um componente rotatório do veículo de trabalho e o fluido de arrefecimento. O sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 também inclui um trajeto de fluido de arrefecimento 16 que tem um primeiro e segundo trajetos de fluido de arrefecimento 162, 164. O primeiro trajeto de fluido de arrefecimento 162 acopla termicamente o condensador 12 ao evaporador 14, e o segundo trajeto de fluido de arrefecimento 164 acopla termicamente o evaporador 14 ao condensador 12. O fluido de arrefecimento escoa através do trajeto de fluido de arrefecimento 16. A bomba 20 é posicionada no primeiro trajeto de fluido de arrefecimento 162 para bombear o fluido de arrefecimento do condensador 12 para o evaporador 14, de maneira tal que o evaporador 14 fique à jusante da bomba 20 e o condensador 12 fique à jusante do evaporador 14. Em outras palavras, a pressão do fluido de arrefecimento entre a bomba 20 e o evaporador 14 do primeiro trajeto de fluido de arrefecimento 162 é alta pressão PH; a pressão do fluido de arrefecimento o segundo trajeto de fluido de arrefecimento 164 é baixa pressão PL. O evaporador 14 é localizado no lado de alta pressão e o condensador 12 é localizado no lado de baixa pressão. O reservatório, se houver, é omitido na FIG. 2.
[0013] Um primeiro fluxo de ar AF1 é acionado por uma ventoinha do condensador 80 para arrefecer o condensador 12, de maneira tal que o fluido de arrefecimento na forma de vapor que escoa do segundo trajeto de fluido de arrefecimento 164 pode ser transformado na forma líquida. A bomba 20 bombeia o fluido de arrefecimento para o evaporador 14. Um primeiro fluxo de óleo OF1 que escoa a partir ou no componente rotatório transfere o calor para o fluido de arrefecimento dentro do evaporador 14. Com a evaporação do fluido de arrefecimento, o primeiro fluxo de óleo OF1 é portanto resfriado. O fluido de arrefecimento aquecido posteriormente sai do evaporador 14 e entra no condensador 12 para ser liquefeito.
[0014] As modalidades seguintes incluem múltiplas variações derivadas da FIG. 2. As modalidades da presente descrição podem ser modificadas e/ou combinadas pelo menos umas com as outras para construir diferentes configurações. As variações e as combinações não fugirão do espírito e escopo da presente descrição. Por exemplo, a bomba 20 pode ser uma bomba de fluxo bifásico, uma bomba de líquido de deslocamento positivo, ou pode ser combinada com um compressor. O número do evaporador 14 pode ser um ou mais que um. Os múltiplos evaporadores 14 podem ser aplicados em um ou mais componente rotatórios. A posição do evaporador 14 pode ser interna ou externa ao componente rotatório para realizar troca do calor entre o fluido de arrefecimento e o óleo.
[0015] Referindo-se à FIG. 3, na primeira modalidade da presente descrição, a bomba 20 é uma bomba de fluxo bifásico, que tem capacidade de bombear o fluido de arrefecimento tanto nas formas vapor quanto líquida. Em virtude de a bomba 20 nesta modalidade ser compatível com as duas formas do fluido de arrefecimento, ela pode evitar a cavitação que ocorre quando parte do fluido de arrefecimento na forma de vapor em uma bomba de líquido. Portanto, mesmo quando o condensador 12 nesta modalidade não pode transformar completamente o fluido de arrefecimento na forma de vapor para a forma líquida, a bomba 20 pode ainda funcionar suavemente para bombear o fluido de arrefecimento para os evaporadores 14. Existem múltiplos evaporadores 14, cada um dos quais é aplicado em um respectivo componente rotatório (não mostrado na FIG. 3). Além do mais, nesta modalidade, o primeiro trajeto de fluido de arrefecimento 162 se divide em uma pluralidade de primeiros subtrajeto de fluido de arrefecimento 1622 e o segundo trajeto de fluido de arrefecimento 164 se divide em uma pluralidade de segundos subtrajetos de fluido de arrefecimento 1642. Cada um dos evaporadores 14 é acoplado a um do primeiro subtrajeto de fluido de arrefecimentos 1622 e a um dos segundos subtrajetos de fluido de arrefecimento 1642. Cada um do primeiro subtrajeto de fluido de arrefecimento 1622 é posicionado em uma válvula de controle de fluxo 40 para controlar o fluxo no respectivo dos evaporadores 14. A esse respeito, os quatro evaporadores 14 podem ter diferentes fluxos do fluido de arrefecimento e portanto a eficiência da troca de calor nos evaporadores 14 são diferentes. A utilização das válvulas de controle de fluxo 40 pode distribuir quantidade apropriada de fluido de arrefecimento nos evaporadores 14. O controle das válvulas de controle de fluxo 40 está relacionado com a extensão da necessidade dos componentes rotatórios onde os evaporadores 14 são acoplados. Para um exemplo, se um dos componentes rotatórios for um eixo de rodas dianteiro e um outro dos componentes rotatórios for um eixo de rodas traseiro, e se houver uma mudança de modo no veículo de trabalho, do acionamento de quatro rodas para acionamento da roda dianteira, a válvula de controle de fluxo 40 aplicada no eixo de rodas dianteiro aumentará o fluxo do fluido de arrefecimento, e a válvula de controle de fluxo 40 aplicada no eixo de rodas traseiro diminuirá o fluxo do fluido de arrefecimento. A válvula de controle de fluxo 40 é operada por meio do comando de um controlador (não mostrado) que ajusta as múltiplas válvulas de controle de fluxo 40 com base no carregamento dos componentes rotatórios. Para um outro exemplo, se a temperatura de um componente rotatório for maior que a de um outro, a válvula de controle de fluxo 40 permite maior fluxo do fluido de arrefecimento do que ocorre com uma outra válvula de controle de fluxo 40 de um outro componente rotatório. Isto pode ser feito quando as válvulas de controle de fluxo 40 são válvulas de controle de temperatura, ou as válvulas de controle de fluxo 40 acopladas a termômetros e/ou sensor de fluxo, em corporação com um controlador (não mostrada) controlando o fluxo com base em múltiplos critérios predefinidos, incluindo temperatura, pressão de fluxo, durabilidade dos componentes rotatórios, etc. Alternativamente, os múltiplos evaporadores 14 podem ser aplicado em um único componente rotatório para arrefecer diferentes porções do componente rotatório.
[0016] Referindo-se à FIG. 4, ela é a segunda modalidade da FIG. 2. O recurso nesta modalidade é similar à FIG. 3, exceto que a bomba 20 é uma bomba de líquido de deslocamento positivo, e o sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 também inclui um controlador 70 que tem uma lógica de controle da ventoinha da bomba-condensador 72. A lógica de controle da ventoinha da bomba-condensador 72 é conectada à bomba 20 e à ventoinha do condensador 80. Para assegurar que a maior parte do fluido de arrefecimento que sai do condensador 12 foi transformada na forma líquida para impedir a cavitação ocorrida na bomba 20, a lógica de controle da ventoinha da bomba-condensador 72 regula o condensador 12 para arrefecer o fluido de arrefecimento antes de a bomba 20 bombear o fluido de arrefecimento. A este respeito, o condensador 12 torna o fluido de arrefecimento sub-resfriado ou saturado antes de o fluido de arrefecimento chegar à bomba 20.
[0017] Referindo-se à FIG. 5, ela é a terceira modalidade da FIG. 2. A bomba 20 nesta modalidade é uma bomba de líquido de deslocamento positivo. O sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 também inclui um separador 22, um trajeto de fluido de arrefecimento inverso 166, e uma válvula de controle de fluxo reverso 42 posicionada no trajeto de fluido de arrefecimento inverso 166. O separador 22 é posicionado no primeiro trajeto de fluido de arrefecimento 162 entre o condensador 12 e a bomba 20, e é configurado para separar o fluido de arrefecimento na forma de vapor do fluido de arrefecimento na forma líquida e permitir que o fluido de arrefecimento na forma líquida escoe através da bomba 20. A parte restante do fluido de arrefecimento na forma de vapor escoa através do trajeto de fluido de arrefecimento inverso 166 do separador 22 para o segundo trajeto de fluido de arrefecimento 164. A válvula de controle de fluxo reverso 42, por exemplo, uma válvula de retenção, controla o fluxo do fluido de arrefecimento na forma de vapor no trajeto de fluido de arrefecimento inverso 166. A válvula de controle de fluxo reverso 42/válvula de retenção pode ser usada para reduzir a pressão no separador 22 em caso de fluido de arrefecimento excessivo na forma de vapor se acumular. O fluido de arrefecimento que retorna para o segundo trajeto de fluido de arrefecimento 164 será resfriado no condensador 12 novamente. A válvula de controle de fluxo reverso 42 pode ser opcional se a lógica de controle da ventoinha da bomba-condensador 72 na segunda modalidade for aplicada a esta modalidade. A válvula de controle de fluxo reverso 42 pode ser opcional se o tamanho do condensador 12 for muito grande.
[0018] Nota-se que os recursos nas segunda e terceira modalidades podem ser combinados (referindo-se às FIGS. 4 e 5). A lógica de controle da ventoinha da bomba-condensador 72 é conectada à bomba 20 e à ventoinha do condensador 80. A lógica de controle da ventoinha da bomba-condensador 72 regula o condensador 12 para arrefecer o fluido de arrefecimento antes de a bomba 20 bombear o fluido de arrefecimento. A este respeito, o condensador 12 pode arrefecer o fluido de arrefecimento antes de o fluido de arrefecimento atingir a bomba 20. Mesmo se houver ainda um fluido de arrefecimento na forma de vapor após a operação do condensador 12, o fluido de arrefecimento na forma de vapor será separado pelo separador 22 e retorna para o segundo trajeto de fluido de arrefecimento 164 como previamente descrito. A combinação adicionalmente impede cavitação da bomba 20 quando a bomba 20 é uma bomba de líquido.
[0019] Referindo-se à FIG. 6, ela é a quarta modalidade da FIG. 2. A bomba 20 nesta modalidade é uma bomba de líquido de deslocamento positivo. O sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 também inclui um separador 22, um trajeto do compressor 1624 que acopla o separador 22 ao primeiro trajeto de fluido de arrefecimento 162, e um compressor 24 posicionado no trajeto do compressor 1624. O compressor 24 comprime o fluido de arrefecimento que está na forma de vapor escoando do separador 22 através do trajeto do compressor 1624 até os evaporadores 14. A bomba 20 bombeia o fluido de arrefecimento que está na forma líquida escoando do separador 22 através do primeiro trajeto de fluido de arrefecimento 162 para os evaporadores 14. Nesta modalidade, o trajeto do compressor 1624 posteriormente se funde no primeiro trajeto de fluido de arrefecimento 162, misturando o fluido de arrefecimento nas formas vapor e líquida. O trajeto do compressor 1624 é paralelo ao primeiro trajeto de fluido de arrefecimento 162 do separador 22 para a bomba 20 de maneira tal que o fluido de arrefecimento na forma de vapor separado pelo separador 22 não escoa para a bomba 20 que é uma bomba de líquido. A este respeito, mesmo se o componente rotatório estiver em alta carga térmica e o condensador 12 não puder condensar todo o fluido de arrefecimento na forma líquida com a energia consumida por um outro componente (por exemplo, a unidade de reciclagem de energia, introduzida no parágrafo seguinte), o fluido de arrefecimento na forma de vapor pode ser guiado para o trajeto do compressor 1624 sem danificar a bomba 20. Diferente do sistema de arrefecimento convencional descrito na FIG. 1, onde o fluido de arrefecimento escoa do evaporador 14’, através do compressor 24’, para o condensador 12’, nesta modalidade, o fluido de arrefecimento (na forma de vapor) escoa na direção oposta, do condensador 12, através do compressor 24, para o evaporador 14.
[0020] Referindo-se novamente à FIG. 6, o sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 inclui uma unidade de reciclagem de energia 30 posicionada no segundo trajeto de fluido de arrefecimento 164. Nesta modalidade, a unidade de reciclagem de energia 30 é instalada entre os evaporadores 14 e o condensador 12. A unidade de reciclagem de energia 30 inclui uma turbina 32 acionada pelo fluido de arrefecimento. A turbina 32 nesta modalidade é uma turbina de fluxo bifásico compatível para trabalhar com o fluido de arrefecimento em formas vapor e líquida. A unidade de reciclagem de energia 30 pode incluir pelo menos uma dentre uma bomba secundária 34 e um gerador 36 acoplados à turbina 32. A turbina 32 absorve energia parcial do fluido de arrefecimento e aciona a bomba secundária 34 e o gerador 36. Em um aspecto, a turbina 32 pode transformar o potencial energético no fluido de arrefecimento que está na forma de vapor em potência do eixo. A potência do eixo é usada para girar a bomba secundária 34 e o gerador 36. Em um outro aspecto, a turbina 32 pode também utilizar o fluxo do fluido de arrefecimento, na forma líquida ou vapor, causado pela bomba 20 para aumentar a potência do eixo. Como tal, a unidade de reciclagem de energia 30 não apenas reutiliza energia excessiva do fluido de arrefecimento, mas também compartilha a tarefa do condensador 12 em virtude de uma porção da energia ser removida. Portanto, mais porcentagem do fluido de arrefecimento na forma líquida é transformada na forma líquida. Diferente do sistema de arrefecimento convencional descrito na FIG. 1 tendo uma válvula de expansão térmica (TXV) que pode diminuir a velocidade de escoamento do fluido de arrefecimento, o segundo trajeto de fluido de arrefecimento 164 acoplado ao condensador 12 e aos evaporadores 14 não tem que ter a válvula de expansão térmica (TXV).
[0021] Quando a unidade de reciclagem de energia 30 inclui a bomba secundária 34, a bomba secundária 34 pode bombear um outro líquido para obter funções adicionais. Por exemplo, a bomba secundária 34 pode ser uma bomba de óleo 66 como mostrado na FIG. 8A. A bomba secundária 34/bomba de óleo 66 portanto pode bombear um óleo do componente rotatório 60, que será introduzido com detalhes posteriormente. Referindo-se à FIG. 6, quando a unidade de reciclagem de energia 30 inclui o gerador 36, o gerador 36 pode ser adicionalmente acoplado a uma bateria ou outros componentes elétricos (não mostrados).
[0022] Nota-se que a unidade de reciclagem de energia 30 pode também ser aplicada ao segundo trajeto de fluido de arrefecimento 164 na configuração das FIGS. 3-5 ou outras variações da FIG. 2.
[0023] Com referência à FIG. 7, ela é a quinta modalidade da FIG. 2. Um componente rotatório 60 é usado para ilustração nesta modalidade; entretanto, o sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 pode ter mais que um componente rotatório 60. O evaporador 14 é pelo menos parcialmente mergulhado no óleo 62 dentro do componente rotatório 60 do veículo de trabalho. Quando o componente rotatório 60 opera, o óleo 62 é levado a escoar ao longo de pelo menos uma superfície do evaporador 14 para aumentar a taxa de troca de calor. Por exemplo, o componente rotatório 60 é um eixo de rodas dianteiro onde um conjunto de engrenagem, um diferencial, um eixo, etc. estão rodando e acionando o óleo 62 para escoar rapidamente dentro do componente rotatório 60 e portanto tal configuração melhora a troca de calor entre o fluido de arrefecimento no evaporador 14 e o óleo 62 no componente rotatório 60. A posição relativa entre o evaporador 14 e o componente rotatório 60 pode ser aplicada a outras variações da FIG. 2.
[0024] Referindo-se à FIG. 8A, ela é a sexta modalidade da FIG. 2. Um componente rotatório 60 é usado para ilustração nesta modalidade; entretanto, o sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 pode ter mais que um componente rotatório 60. A FIG. 8A meramente demonstra um evaporador 14, mas o número do evaporador 14, dependendo do projeto prático, pode ser grande aplicado em componentes rotatórios únicos ou múltiplos 60. Nesta modalidade, o evaporador 14 é posicionado fora do componente rotatório 60. O sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 inclui adicionalmente a bomba de óleo 66, primeiro trajeto de óleo 642 e segundo trajeto de óleo 644. O óleo (será mostrado na FIG. 8B) do componente rotatório 60 está em comunicação fluídica com o componente rotatório 60 e o evaporador 14 por meio do primeiro trajeto de óleo 642 e do segundo trajeto de óleo 644 que acopla o componente rotatório 60 ao evaporador 14. A bomba de óleo 66 é posicionada no primeiro trajeto de óleo 642, e a bomba de óleo 66 bombeando o óleo do componente rotatório 60 para o evaporador 14. O sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 pode adicionalmente incluir um filtro de óleo 68 que pode ser posicionado em qualquer um dentro o primeiro trajeto de óleo 642 e o segundo trajeto de óleo 644. Nesta modalidade, o filtro de óleo 68 é posicionado no segundo trajeto de óleo 644. Nesta configuração, o fluxo de óleo não apenas não é resfriado durante a troca de calor no evaporador 14, mas é também limpo durante a filtração no filtro de óleo 68. Portanto, o óleo que sai do evaporador 14 é quente com impurezas, mas, quando escoa de volta para o evaporador 14, é resfriado e limpo.
[0025] O evaporador 14 é posicionado fora do componente rotatório 60 permite a um realizar manutenção facilmente. O processo de filtração também prolonga a vida do componente rotatório 60. A sexta modalidade do sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 pode ser usada em um veículo de trabalho que normalmente tem uma aplicação de trabalho pesado.
[0026] Referindo-se à FIG. 8B, ela ilustra uma vista em perspectiva do evaporador 14, com o fluido de arrefecimento designado como 15 e o óleo designado como 62. O evaporador 14 inclui uma passagem de fluido de arrefecimento 142 pela qual escoa o fluido de arrefecimento 15. A passagem de fluido de arrefecimento 142 acopla termicamente o primeiro trajeto de fluido de arrefecimento 162 ao segundo trajeto de fluido de arrefecimento 164. O evaporador 14 também inclui uma passagem de óleo 144 pela qual escoa o óleo 62. A passagem de óleo 144 acopla termicamente o primeiro trajeto de óleo 642 ao segundo trajeto de óleo 644. A passagem de fluido de arrefecimento 142 e a passagem de óleo 144 são pelo menos em proximidade / ou engatadas uma na outra para realizar troca de calor. É de se notar também que, em pelo menos uma porção da passagem de fluido de arrefecimento 142 e em pelo menos uma porção da passagem de óleo 144, o fluido de arrefecimento 15 e o óleo 62 correm em direções opostas.
[0027] Referindo-se à FIG. 9A, ela mostra uma outra modalidade do sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10. Em vez de circular o fluido de arrefecimento 15 em torno do veículo de trabalho e realizar troca de calor diretamente com o óleo 62 no evaporador 14, o sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 pode incluir um ou mais fluido (circuitos) para absorver calor do óleo e ser resfriado pelo fluido de arrefecimento 15. O condensador 12, o separador 22, a bomba 20, o evaporador 14 e o fluido de arrefecimento 15 podem ser similares aos mostrados na FIG. 8. O componente rotatório nesta modalidade inclui um primeiro componente rotatório 602, um segundo componente rotatório 604 e um terceiro componente rotatório 606. O sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 inclui um primeiro trocador de calor 902, um segundo trocador de calor 904 e um terceiro trocador de calor 906 respectivamente mergulhados no óleo do primeiro componente rotatório 602, do segundo componente rotatório 604 e do terceiro componente rotatório 606. O sistema de arrefecimento de óleo bifásico pode também incluir um trajeto de anticongelante 94 que acopla o evaporador 14 aos primeiro, segundo e terceiro trocadores de calor 902, 904, 906. Um anticongelante 92 está em comunicação fluídica com o evaporador 14 e os primeiro, segundo e terceiro trocadores de calor 902, 904, 906 por meio do trajeto de anticongelante 94. Além do mais, uma bomba de anticongelante 96 é posicionada nos trajetos de anticongelante 94 e é configurada para bombear o anticongelante 92 para o evaporador 14.
[0028] O anticongelante 92 nesta modalidade é glicol. O anticongelante 92 absorve calor nos primeiro, segundo, terceiro trocadores de calor 902, 904, 906 do óleo dos primeiro, segundo e terceiro componentes rotatórios 602, 604, 606. O anticongelante aquecido 92 então escoa para o evaporador 14 para aquecer o fluido de arrefecimento da forma líquida para a forma de vapor de maneira tal que o anticongelante resfriado 92 possa escoar para os trocadores de calor 902, 904, 906 novamente para arrefecer o óleo nos primeiro, segundo, terceiro componentes rotatórios 602, 604, 606.
[0029] Alternativamente, referindo-se à FIG. 9B, os primeiro, segundo, terceiro trocadores de calor 902, 904, 906 são posicionados fora dos primeiro, segundo, terceiro componentes rotatórios 602, 604, 606. O óleo está em comunicação fluídica com os primeiro, segundo, terceiro trocadores de calor 902, 904, 906 e os primeiro, segundo, terceiro componentes rotatórios 602, 604, 606. Nesta modalidade, pode haver bombas de óleo (não mostradas) posicionadas em trajetos de óleo entre os primeiro, segundo, terceiro trocadores de calor 902, 904, 906 e os primeiro, segundo, terceiro componentes rotatórios 602, 604, 606. A bomba de óleo pode bombear o óleo do componente rotatório. O óleo é resfriado nos trocadores de calor 902, 904, 906 por meio do anticongelante 92.
[0030] Nas FIGS. 9A e 9B, os componentes rotatórios 602, 604, 606 são em conexão em série. A temperatura do anticongelante 92 aumenta quando ele escoa do primeiro componente rotatório 602 para o terceiro componente rotatório 606. Tal arranjo pode ser baseado nas exigências de transferência de calor e nas máximas exigências de temperatura de óleo. Por exemplo, o primeiro componente rotatório 602 pode precisar dissipar o calor mais rapidamente do que os segundo e terceiro componentes rotatórios 604, 606. Por exemplo, o terceiro componente rotatório 606 pode exigir o arrefecimento fluido (isto é, anticongelante) acima de certa temperatura para assegurar que a temperatura do óleo está acima da certa temperatura. Alternativamente, com base na necessidade, os componentes rotatórios 602, 604, 606 podem ser em paralelos, ou parcialmente paralelos, como mostrado na FIG. 10.
[0031] Referindo-se à FIG. 11, nota-se que a ventoinha do condensador 80 pode ser acoplada ao trajeto de fluido de arrefecimento 16. A ventoinha do condensador 80 é posicionada no segundo trajeto de fluido de arrefecimento 164. Em outras palavras, a ventoinha do condensador 80 fica à jusante do evaporador 14, mas à montante do condensador 12. Em virtude de o fluido de arrefecimento, como previamente descrito, ser pelo menos parcialmente transformado na forma de vapor, a expansão volumétrica do fluido de arrefecimento pode ser usada para girar a ventoinha do condensador 80. A este respeito, a ventoinha 80 pode girar sem potência de outras fontes, ou com potência relativamente menor de outras fontes (não mostradas). Esta configuração pode ser aplicada a várias modalidades tendo um trajeto entre um evaporador e um condensador.
[0032] Referindo-se à FIG. 12, ela ilustra uma outra modalidade do sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 que utiliza a flutuabilidade para acionar o fluido de arrefecimento. Nesta modalidade, não é exigida nenhuma bomba 20. Diferente de modalidades anteriores que têm bomba 20 e as posições relativas na altura entre o condensador 12 e os evaporadores 14 é flexível, nesta modalidade o condensador 12 é posicionado mais alto que os evaporadores 14. Nesta modalidade, o sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 compreende o condensador 12, os evaporadores 14, o trajeto de fluido de arrefecimento 16, o controlador 70 e a ventoinha do condensador 80. O trajeto de fluido de arrefecimento 16 acopla termicamente o condensador 12 aos evaporadores 14. Em virtude da temperatura do fluido de arrefecimento que passa através ou em proximidade com o condensador 12 ser menor que a do fluido de arrefecimento que passa através ou em proximidade com os evaporadores 14, o fluido de arrefecimento que passa através ou em proximidade com o condensador 12 move para baixo e o fluido de arrefecimento que passa através ou em proximidade com os evaporadores 14 move para cima. A este respeito, o fluido de arrefecimento é capaz de escoar em duas direções no trajeto de fluido de arrefecimento 16. O fluido de arrefecimento é acionado pela diferença de densidades do fluido de arrefecimento em resposta às temperaturas do fluido de arrefecimento no trajeto de fluido de arrefecimento 16, dentro do condensador 12 e dentro dos evaporadores 14.
[0033] O sistema de arrefecimento de óleo bifásico 10 inclui adicionalmente um sensor de temperatura 122 para medir a temperatura do fluido de arrefecimento em pelo menos um dentre o condensador 12, os evaporadores 14 e o trajeto de fluido de arrefecimento 16. Na modalidade mostrada na FIG. 12, o sensor de temperatura 122 é posicionado no condensador 12 para medir a temperatura do fluido de arrefecimento e ser eletricamente conectado ao controlador 70. O controlador 70, com base na temperatura do fluido de arrefecimento no condensador 12, ajusta a velocidade operacional da ventoinha do condensador 80. Se a temperatura do fluido de arrefecimento no condensador 12 for relativamente mais alta que sua operação normal, o fluido de arrefecimento que sai dos evaporadores 14 pode trazer mais calor, e a ventoinha do condensador 80 assim acelera para prover o primeiro fluxo de ar mais forte AF1 para garantir que existe uma diferença substancial na densidade do fluido de arrefecimento entre o condensador 12 e os evaporadores 14. A este respeito, mesmo sem a bomba como mostrado na modalidade anterior, a circulação do fluido de arrefecimento é garantida nesta modalidade.
[0034] A presente descrição também provê um método para arrefecimento de um componente rotatório:
[0035] Etapa 1: bombear um fluido de arrefecimento pelo menos parcialmente na forma líquida para um evaporador e adicionalmente para um condensador por meio de uma bomba de maneira tal que uma pressão do fluido de arrefecimento que escoa para o evaporador seja maior que uma outra pressão do fluido de arrefecimento que escoa para o condensador.
[0036] Quando a bomba é uma bomba de líquido, a etapa 1 também inclui separar o fluido de arrefecimento na forma de vapor do fluido de arrefecimento na forma líquida para permitir que o fluido de arrefecimento na forma líquida escoe através da bomba. O fluido de arrefecimento na forma de vapor é disposto de duas maneiras:
- (1) desviar o fluido de arrefecimento na forma de vapor de volta para o condensador através de um trajeto de fluido de arrefecimento inverso; ou
- (2) comprimir o fluido de arrefecimento na forma de vapor para o evaporador por meio de um compressor.
[0037] Etapa 2: absorver um calor de um óleo do componente rotatório pelo evaporador para evaporar o fluido de arrefecimento da forma líquida para a forma de vapor.
[0038] A Etapa 2 também inclui mergulhar o evaporador no óleo dentro do componente rotatório. Na operação do componente rotatório, o óleo é acionado para escoar ao longo de pelo menos uma superfície do evaporador para aumentar a taxa de troca de calor.
[0039] Alternativamente, a etapa 2 inclui bombear o óleo por uma bomba de óleo do componente rotatório para o evaporador para realizar troca do calor entre o óleo e o fluido de arrefecimento. Esta etapa também inclui filtrar o óleo por meio de um filtro de óleo utilizando a pressão de óleo criada pela bomba de óleo.
[0040] A Etapa 2 pode também incluir reciclar energia do fluido de arrefecimento que sai do evaporador. A turbina é acionada pelo fluido de arrefecimento.
[0041] Etapa 3: arrefecer o fluido de arrefecimento pelo menos parcialmente na forma de vapor por meio do condensador.
[0042] As etapas supramencionadas repetirão para arrefecer o óleo no componente rotatório.
[0043] Sem de maneira nenhuma limitar o escopo, interpretação ou aplicação das reivindicações apresentadas a seguir, um efeito técnico de uma ou mais das modalidades de exemplo descritas aqui é arrefecer o óleo no componente rotatório com maior coeficiente de transferência de calor fluido de arrefecimento para alcançar melhor desempenho de arrefecimento. Um outro efeito técnico de uma ou mais das modalidades de exemplo descritas aqui é distribuir as cargas térmicas de um ou mais componentes rotatórios sem que o óleo seja bombeado até uma distância remota do veículo de trabalho. Um outro efeito técnico de uma ou mais das modalidades de exemplo descritas aqui é diminuir a chance de vazamento de óleo.
[0044] Na forma usada aqui, a menos que de outra forma limitado ou modificado, listas com elementos que são separados pelos termos conjuntivos (por exemplo, “e”) e que são também precedidos pela expressão “pelo menos um de” ou “um ou mais de” indicam configurações ou arranjos que potencialmente incluem elementos individuais da lista, ou qualquer combinação dos mesmos. Por exemplo, “pelo menos um de A, B, e C” ou “um ou mais de A, B, e C” indica as possibilidade de apenas A, apenas B, apenas C, ou qualquer combinação de dois ou mais de A, B, e C (por exemplo, A e B; B e C; A e C; ou A, B, e C)
[0045] Embora o exposto descreva modalidades de exemplo da presente descrição, essas descrições não devem ser vistas em um sentido limitante. Em vez disso, outras variações e modificações podem ser feitas sem fugir do escopo e espírito da presente descrição da forma definida nas reivindicações anexas.
Claims (16)
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho, caracterizado pelo fato de que compreende:
um condensador configurado para arrefecer um fluido de arrefecimento da forma vapor para a forma líquida;
um evaporador configurado para realizar troca de calor entre um primeiro fluido do veículo de trabalho e o fluido de arrefecimento, por meio disso aquecendo o fluido de arrefecimento da forma líquida para a forma vapor;
um trajeto de fluido de arrefecimento compreendendo um primeiro trajeto de fluido de arrefecimento que acopla termicamente o condensador ao evaporador e um segundo trajeto de fluido de arrefecimento que acopla termicamente o evaporador ao condensador, o fluido de arrefecimento configurado para escoar através do trajeto de fluido de arrefecimento; e
uma bomba posicionada no primeiro trajeto de fluido de arrefecimento para bombear o fluido de arrefecimento do condensador para o evaporador, de maneira tal que o evaporador fique à jusante da bomba e o condensador fique à jusante do evaporador. - Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro fluido é um óleo de um componente rotativo do veículo de trabalho.
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o evaporador é pelo menos parcialmente submerso no óleo no componente rotativo do veículo de trabalho.
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o evaporador é posicionado fora do componente rotativo, e o óleo do componente rotativo está em comunicação fluídica com o componente rotativo e o evaporador por meio de um primeiro trajeto de óleo e um segundo trajeto de óleo que acopla o componente rotativo ao evaporador.
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a bomba é uma bomba de fluxo bifásico, que bombeia o fluido de arrefecimento nas formas líquida e vapor.
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um separador posicionado no primeiro trajeto de fluido de arrefecimento entre o condensador e a bomba e configurado para separar o fluido de arrefecimento na forma vapor do fluido de arrefecimento na forma líquida para permitir que o fluido de arrefecimento na forma líquida escoe através da bomba.
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende um trajeto de fluido de arrefecimento inverso que acopla o separador ao segundo trajeto de fluido de arrefecimento, através do trajeto de fluido de arrefecimento inverso escoa o fluido de arrefecimento na forma vapor do separador para o segundo trajeto de fluido de arrefecimento.
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende um trajeto do compressor que acopla o separador ao primeiro trajeto de fluido de arrefecimento, e um compressor posicionado no trajeto do compressor, o compressor comprimindo o fluido de arrefecimento que é na forma vapor que escoa do separador através do trajeto do compressor para o evaporador, e a bomba que bombeia o fluido de arrefecimento que é na forma líquida que escoa do separador através do primeiro trajeto de fluido de arrefecimento para o evaporador.
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de reciclagem de energia posicionada no segundo trajeto de fluido de arrefecimento, a unidade de reciclagem de energia incluindo uma turbina acionada pelo fluido de arrefecimento, e um dentre uma bomba secundária e gerador acoplado à turbina.
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende uma válvula de controle de fluxo posicionada no primeiro trajeto de fluido de arrefecimento entre a bomba e o evaporador, a válvula de controle de fluxo operando com base em uma temperatura do óleo.
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma ventoinha do condensador configurada para arrefecer o condensador e uma lógica de controle da ventoinha da bomba-condensador acoplada à bomba e ao condensador, e a lógica de controle da ventoinha da bomba-condensador é configurada para regular o condensador para arrefecer o fluido de arrefecimento antes de a bomba bombear o fluido de arrefecimento.
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um trocador de calor configurado para realizar troca de calor entre o primeiro fluido e um óleo de um componente rotativo do veículo de trabalho.
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o primeiro fluido é um anticongelante, o evaporador é posicionado fora do componente rotativo, o primeiro fluido fica em comunicação fluídica com o evaporador e o trocador de calor por meio de um trajeto de anticongelante que acopla o evaporador ao trocador de calor.
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma ventoinha do condensador configurada para arrefecer o condensador, a ventoinha do condensador posicionada à jusante do evaporador e à montante do condensador de maneira tal que a ventoinha do condensador seja acionada pelo menos parcialmente por uma expansão volumétrica do fluido de arrefecimento.
- Sistema de arrefecimento de óleo bifásico para um veículo de trabalho, caracterizado pelo fato de que compreende:
um condensador configurado para arrefecer um fluido de arrefecimento da forma vapor para a forma líquida;
um evaporador posicionado abaixo do condensador e configurado para realizar troca de calor entre um óleo de um componente rotativo do veículo de trabalho e o fluido de arrefecimento, por meio disso aquecendo o fluido de arrefecimento da forma líquida para a forma vapor; e
um trajeto de fluido de arrefecimento que acopla termicamente o condensador ao evaporador, o fluido de arrefecimento configurado para escoar em duas direções no trajeto de fluido de arrefecimento, acionado pela diferença de densidades do fluido de arrefecimento em resposta a temperaturas do fluido de arrefecimento no trajeto de fluido de arrefecimento, no condensador, e no evaporador. - Método para arrefecer um componente rotativo, caracterizado pelo fato de que compreende:
bombear um fluido de arrefecimento pelo menos parcialmente na forma líquida para um evaporador e mover o fluido de arrefecimento pelo menos parcialmente na forma vapor para um condensador por meio do bombeamento de maneira tal que uma pressão do fluido de arrefecimento que escoa para o evaporador seja maior que uma outra pressão do fluido de arrefecimento que escoa para o condensador;
absorver um calor de um óleo no componente rotativo pelo evaporador para evaporar o fluido de arrefecimento da forma líquida para a forma vapor; e
arrefecer o fluido de arrefecimento pelo menos parcialmente na forma vapor por meio do condensador.
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