BR112015023675B1

BR112015023675B1 - Aparelho de desumidificação

Info

Publication number: BR112015023675B1
Application number: BR112015023675-8A
Authority: BR
Inventors: Arye Kohavi; Sharon DULBERG
Original assignee: Water-Gen Ltd.
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2019-10-15
Also published as: KR20150104633A; ES2707054T3; CN105121967A; KR101624526B1; EP2971983B1; BR112015023675A2; US9140396B2; US9976817B2; US20180283803A1; US20180238641A1; US20150259847A1; US11592194B2; TR201900786T4; EP2971983A4; PT2971983T; US10907297B2; RS58256B1; US20160010930A1; WO2014141059A1; US20200263345A1

Abstract

aparelho de desumidificaçao" aparelho de desumidificação (100) incluindo um núcleo resfriado (102) acoplado a uma fonte de resfriamento externa, pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar (108) relativamente úmido levando ao núcleo resfriado e pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar (112) relativamente seco levando a partir do núcleo resfriado, os percursos de saída estando em proximidade de permuta de calor com os percursos de entrada pelo que ar relativamente úmido nos percursos de entrada é pré-resfriado à montante do núcleo resfriado e ar relativamente seco nos percursos de saída é aquecido à jusante do núcleo resfriado, o núcleo resfriado definindo uma pluralidade de percursos de resfriamento mutuamente adjacentes estendendo através dos mesmos que são individualmente acoplados a um dos percursos de entrada e a um dos percursos de saída de modo que ar passe através de percursos adjacentes dos percursos de resfriamento mutuamente adjacentes em direções mutuamente diferentes.

Description

[0001] O presente pedido é uma continuação em parte do pedido de patente U.S. 13/834,857, depositado em 15 de março de 2013, cuja revelação é incorporada aqui a título de referência.

CAMPO DA INVENÇÃO [0002] A presente invenção refere-se à desumidificação.

RESUMO DA INVENÇÃO [0003] As modalidades da presente invenção buscam fornecer desumidificação aperfeiçoada, possivelmente em combinação com aquecimento ou resfriamento. As técnicas reveladas podem ser incorporadas, por exemplo, como parte de um desumidificador, um aparelho de ar condicionado, um sistema de geração de água atmosférica para beber, um secador de roupas, ou outro dispositivo adequado. Outras modalidades utilizam as técnicas reveladas que podem ser para aquecimento de líquido ou gás, como para esterilização ou pasteurização.

[0004] É desse modo fornecido de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção aparelho de desumidificação incluindo um núcleo resfriado acoplado a uma fonte de resfriamento externo; pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido levando ao núcleo resfriado e pelo menos primeira e segundo percursos de saída de ar relativamente seco levando a partir do núcleo resfriado, pelo menos

2/38 primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco estando em proximidade de permuta de calor com pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido pelo que ar relativamente úmido nos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido é pré-resfriado à montante do núcleo resfriado e ar relativamente seco nos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco é aquecido à jusante do núcleo resfriado, o núcleo resfriado definindo uma pluralidade de percursos de resfriamento mutuamente adjacentes estendendo através do mesmo que são individualmente acoplados a um de pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido e a um de pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco de modo que ar passa através de percursos adjacentes dos percursos de resfriamento mutuamente adjacentes em direções mutuamente diferentes.

[0005] De preferência, o núcleo resfriado é formado de um material tendo uma condutividade térmica relativamente elevada e pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido e pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco são formados de um material tendo uma condutividade térmica relativamente baixa.

[0006] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção o núcleo resfriado é formado de elementos de núcleo ao longo dos quais o fluxo de ar passa, pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido e pelo menos primeiro

3/38 e segundo percursos de saída de ar relativamente seco são formados de elementos de percurso ao longo dos quais o fluxo de ar passa, os elementos de núcleo têm uma condutividade térmica relativamente elevada em uma direção ao longo da qual o fluxo de ar passa e os elementos de percurso têm uma condutividade térmica relativamente baixa em uma direção ao longo da qual o fluxo de ar passa.

[0007] De preferência, os elementos de núcleo são alinhados e selados com relação aos elementos de percurso. Adicionalmente ou alternativamente, os elementos de percurso incluem pelo menos uma protuberância de guiar fluxo de ar. Alternativamente ou adicionalmente, os elementos de percurso incluem pelo menos uma protuberância de bloqueio de fluxo de ar.

[0008] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido e pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco são definidos por uma pilha de elementos genericamente planos em relevo que são dispostos em relação genericamente circundante em torno do núcleo resfriado. Adicionalmente, um fluxo de ar entre . pares individuais da pilha de elementos genericamente planos em relevo é inicialmente préresfriado, a seguir resfriado pelo núcleo e então aquecido.

[0009] De preferência, a pilha de elementos genericamente planos em relevo inclui primeiro e segundo elementos genericamente planos alternados.

4/38

Adicionalmente, fluxos de ar entre elementos adjacentes dos primeiro e segundo elementos genericamente planos alternados estão em uma relação de permuta térmica mútua genericamente de contrafluxo.

[0010] De acordo com uma modalidade preferida da persente invenção, os elementos genericamente planos são preferivelmente formados a vácuo.

[0011] De preferência, os elementos genericamente planos incluem pelo menos uma protuberância e pelo menos um recesso correspondente. Adicionalmente, pelo menos uma protuberancia e pelo menos um recesso correspondente incluem pelo menos um conjunto de protuberâncias e recessos correspondentes.

[0012] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, pelo menos um conjunto de protuberâncias é formado com extremidades afiladas. Adicionalmente ou alternativamente, pelo menos um conjunto de protuberâncias inclui pelo menos uma protuberância inclinada para baixo.

[0013] De preferência, pelo menos uma protuberância inclinada para baixo provê um percurso para drenagem de condensado.

[0014] Em algumas modalidades, o aparelho inclui um mecanismo de bloqueio que é configurado para condicionalmente fazer com que o aparelho execute tanto desumidificação como resfriamento, por pelo menos parcialmente bloquear entrada de ar em um dos percursos de entrada de ar úmido.

[0015] Em algumas modalidades, o aparelho inclui uma ou mais unidades de reutilização de calor, que são

5/38 configuradas para reutilizar energia de calor que é removida do ar relativamente úmido pelo núcleo resfriado. Em uma modalidade, as unidades de reutilização de calor são configuradas para reutilizar a energia de calor por aquecimento do ar relativamente seco que flui para fora dos percursos de saída de ar relativamente seco.

[0016] É fornecido também de acordo com outra modalidade preferida da presente invenção aparelho de desumidificação incluindo um núcleo resfriado acoplado a uma fonte de resfriamento externo; pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido levando até o núcleo resfriado; e pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco levando a partir do núcleo resfriado, o núcleo resfriado sendo formado de um material tendo uma condutividade térmica relativamente elevada e pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido e pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco sendo formado de um material tendo uma condutividade térmica relativamente baixa.

[0017] É fornecido também de acordo ainda com outra modalidade preferida da presente invenção aparelho de desumidificação incluindo um núcleo resfriado acoplado a uma fonte de resfriamento externa; pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido levado até o núcleo resfriado; e pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco levado a partir do núcleo resfriado, pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido

6/38 e pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco sendo definidos por uma pilha de elementos genericamente planos em relevo que são dispostos em relação genericamente circundante em torno do núcleo.

[0018] É fornecido ainda adicionalmente de acordo com outra modalidade preferida da presente invenção aparelho de desumidificação incluindo um núcleo resfriado acoplado a uma fonte de resfriamento externa; pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido levado até o núcleo resfriado; e pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco levado a partir do núcleo resfriado, o núcleo resfriado sendo formado de elementos de núcleo ao longo dos quais um fluxo de ar passa, pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido e pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco sendo formados de elementos de percurso ao longo dos quais o fluxo de ar passa, os elementos de núcleo tendo uma condutividade térmica relativamente elevada em uma direção ao longo da qual o fluxo de ar passa, e os elementos de percurso tendo uma condutividade térmica relativamente baixa em uma direção ao longo da qual o fluxo de ar passa.

[0019] É fornecido ainda adicionalmente de acordo ainda com outra modalidade preferida da presente invenção aparelho de desumidificação incluindo um núcleo resfriado acoplado a uma fonte de resfriamento externa; pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar

7/38 relativamente úmido levado até o núcleo resfriado; pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco levado a partir do núcleo resfriado, um fluxo de ar através do aparelho sendo resfriamento previamente pelo menos nos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido levando até o núcleo resfriado, então sendo resfriado no núcleo e sendo então aquecido pelo menos nos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco levando a partir do núcleo resfriado.

[0020] É adicionalmente fornecido, de acordo com uma modalidade da presente invenção, um aparelho para aquecer fluido, incluindo um núcleo aquecido acoplado a uma fonte de aquecimento externa; pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de fluido levando até o núcleo aquecido; e pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de fluido levando a partir do núcleo aquecido, em que pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de fluido estando em proximidade de permuta térmica com pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de fluido de modo que fluido nos primeiro e segundo percursos de entrada de fluido seja pré-aquecido à montante do núcleo aquecido e o fluido nos primeiro e segundo percursos de saída de fluido seja resfriado à jusante do núcleo aquecido. 0 núcleo aquecido define uma pluralidade de percursos de aquecimento mutuamente adjacentes estendendo através do mesmo que são individualmente acoplados a um de pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de fluido e a um de pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de fluido de

8/38 modo que o fluido passe através de percursos adjacentes dos percursos de aquecimento mutuamente adjacentes em direções mutuamente diferentes.

[0021] É adicionalmente fornecido de acordo com uma modalidade da presente invenção, um aparelho de desumidificação incluindo múltiplos primeiros percursos de ar conectando uma entrada de ar úmido quente a uma saída de ar desumidificado resfriado; e múltiplos segundos percursos de ar conectando uma entrada de ar ambiente a uma saída de ar desumidificado aquecido, em que os primeiros percursos de ar estão em proximidade de permuta de calor com os segundos percursos de ar, de modo que um primeiro fluxo de ar, que flui através dos primeiros percursos de ar a partir da entrada de ar úmido quente para a saída de ar desumidificado resfriado, aquece e desumidifica um segundo fluxo de ar, que flui através dos segundos percursos de ar a partir da entrada de ar ambiente para a saída de ar desumidificado aquecido. Os primeiro e segundo percursos de ar têm uma condutividade térmica relativamente baixa em direções ao longo das quais os primeiro e segundo fluxos de ar passam e uma condutividade térmica relativamente elevada em uma direção ortogonal às direções ao longo das quais os primeiro e segundo fluxos de ar passam. Em algumas modalidades, os primeiro e segundo percursos de ar são formados de um plástico ou outro material condutivo termicamente baixo.

[0022] Em algumas modalidades, os primeiro e segundo percursos de ar fazem com que os primeiro e segundo fluxos de ar fluam em direções mutuamente opostas. Em

9/38 uma modalidade, o aparelho de desumidificação inclui ainda um núcleo, sobre o qual os primeiro e segundo fluxos de ar fluem e que é feito de um material diferente em relação aos primeiro e segundo percursos de ar. Em uma modalidade de exemplo, o material diferente é configurado para aumentar condensação a partir dos primeiro e segundo fluxos de ar. Em uma modalidade, o segundo fluxo de ar resfria e desumidifica o primeiro fluxo de ar.

[0023] A presente invenção será mais completamente entendida a partir da seguinte descrição detalhada das modalidades da mesma, tomadas juntamente com os desenhos nos' quais:

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0024] As Figuras 1A e 1B são ilustrações pictoriais de vida superior e vista inferior simplificadas de um aparelho de desumidificação construído e operativo de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção;

[0025] A Figura 1C é uma ilustração de vista explodida simplificada do aparelho de desumidificação das Figuras IA e 1B;

[0026] As Figuras 2A e 2B são ilustrações de vista superior e vista inferior simplificadas de um elemento de base, formando uma parte opcional do aparelho de desumidificação das Figuras 1A-1C;

[0027] As Figuras 4A e 3B são ilustrações de vista explodida de uma montagem de permuta de calor incluindo um núcleo de resfriamento e uma montagem de préresfriamento e aquecimento posterior de fluxo de ar que

10/38 circunda o núcleo (CSAFPCPHA) construído e operativo de acordo com primeira e segunda modalidades preferidas da invenção e formando parte do aparelho de desumidificação das Figuras 1A-1C;

[0028] As Figuras 4A e 4B são ilustrações simplificadas de um primeiro elemento de placa extrema, formando parte do aparelho de desumidificação das Figuras 1A-1C;

[0029] As Figuras 5A e 5B são ilustrações simplificadas de um segundo elemento de placa extrema, formando parte do aparelho de desumidificação das Figuras 1A-1C;

[0030] As Figuras 6A e 6B são ilustrações de vista montada e vista explodida simplificadas respectivas de uma montagem de núcleo de resfriamento formando parte da montagem de permuta de calor da Figura 3A;

[0031] As Figuras 7A e 7B são ilustrações de vista montada e vista explodida simplificadas respectivas de uma montagem de núcleo de resfriamento formando parte da montagem de permuta de calor da Figura 3B;

[0032] As Figuras 8A e 8B são ilustrações de vistas montada e vista explodida simplificadas respectivas de uma montagem de pré-resfriamento e aquecimento posterior de fluxo de ar que circunda o núcleo (CSAFPCPHA) formando parte da montagem de permuta de calor das Figuras 3A e 3B;

[0033] As Figuras 9A e 9B são ilustrações de vista plana e vista pictorial simplificadas respectivas de um primeiro lado de uma primeira placa da montagem de pré

11/38 resfriamento e aquecimento posterior de fluxo de ar que circunda núcleo (CSAFPCPHA);

[0034] As Figuras 10A e 10B são ilustrações de vista plana e vista pictorial simplificadas respectivas de um segundo lado de uma primeira placa da montagem de préresfriamento e aquecimento posterior de fluxo de ar que circunda núcleo (CSAFPCPHA);

[0035] As Figuras 11A e 11B são ilustrações de vista plana e vista pictorial simplificadas respectivas de um primeiro lado de uma segunda placa da montagem de préresfriamento e aquecimento posterior de fluxo de ar que circunda núcleo (CSAFPCPHA);

[0036] As Figuras 12A e 12B são ilustrações de vista plana e vista pictorial simplificadas respectivas de um segundo lado de uma segunda placa da montagem de préresfriamento e aquecimento posterior de fluxo de ar que circunda núcleo (CSAFPCPHA);

[0037] A Figura 13 é uma ilustração pictorial parcialmente explodida, simplificada de parte da montagem de permuta térmica das Figuras 3A e 3B, mostrando fluxos de ar típicos entre elementos genericamente planos em relevo adjacentes;

[0038] As Figuras 14A, 14B, 14C e 14D são ilustrações simplificadas de fluxo de ar através da montagem de permuta de calor das Figuras 3A e 3B onde a Figura 14A é uma vista plana e as Figuras 14B, 14C e 14D são vistas em seção tomadas ao longo das respectivas linhas de seção B-B, C-C e D-D na Figura 14a;

[0039] A Figura 15 é uma ilustração pictorial esquemática de um aparelho de desumidificação e

12/38 resfriamento, de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0040] A Figura 16 é uma ilustração pictorial esquemática de uma secadora de roupas, de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0041] A .Figura 17 é uma ilustração pictorial esquemática de um aparelho para aquecimento de fluido, de acordo com uma modalidade da presente invenção; e [0042] A Figura 18 é uma ilustração pictorial esquemática de um aparelho de desumidificação e aquecimento, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

DESCRIÇÃO DO SISTEMA [0043]' As modalidades da presente invenção descrevem aparelho que produz desumidificação e pode ser incorporado em diversos contextos operacionais alternativos, como parte de um aparelho de desumidificação, um aparelho de ar condicionado, um sistema de geração de água fornecendo água para beber, uma secadora de roupas, ou qualquer outro uso. O aparelho descrito acima requer normalmente um fluxo de ar de ar úmido para o mesmo e uma gradiente de pressão de ar concomitante através do mesmo. Também requer provisão de um fluido refrigerante, que pode ser qualquer gás ou líquido adequado. Outras modalidades que são descritas adicionalmente abaixo, utilizam o aparelho revelado para aquecimento de fluido, líquido ou gás, como para esterilização ou pasteurização.

13/38 [0044] Referência é feita agora às Figuras 1A - 3B, que são ilustrações pictoriais simplificadas de um aparelho de desumidificação 100 construído e operativo de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. Como visto nas Figuras 1A - 3B, o aparelho de desumidificação 100 inclui um núcleo resfriado 102 acoplado a uma fonte de resfriamento externa (não mostrado) através de um tubo de entrada de fluido de resfriamento 104 e um tubo de saída de fluido de resfriamento 106. O fluido de resfriamento pode ser qualquer refrigerante adequado, como amônia ou FREON®, que são fornecidos em uma fase parcialmente líquida e mudam para uma fase gasosa no núcleo 102, ou um líquido resfriado, tipicamente água ou álcool, que permanece em toda fase líquida.

[0045] Pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido 108 levam ao núcleo resfriado 102 e pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco 112 estendem a partir do núcleo resfriado 102.

[0046] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, é fornecida uma montagem de préresfriamento e aquecimento posterior de fluxo de ar que circunda núcleo (CSAFPCPHA) 120 em que pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco 112 estão em proximidade de permuta de calor com os respectivos percursos de pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido 108, pelo que ar relativamente úmido nos primeiro e segundo percursos de entrada de ar

14/38 relativamente úmido é pré-resfriamento à montante do núcleo resfriado 102 e ar relativamente seco nos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco é aquecido à jusante do núcleo resfriado 102.

[0047] É uma característica específica de uma modalidade da presente invenção que o núcleo resfriado 102 seja formado de elementos de núcleo, como placas de núcleo 122 ao longo das quais um fluxo de ar passa, e pelo menos primeiro e segundo percursos de entrada de ar relativamente úmido e pelo menos primeiro e segundo percursos de saída de ar relativamente seco são formados de elementos de percurso, como elementos genericamente planos em relevo 124 e 126, ao longo dos quais um fluxo de ar passa, os elementos de núcleo tendo uma condutividade térmica relativamente elevada em uma direção ao longo da qual o fluxo de ar passa e os elementos de percurso tendo uma condutividade térmica relativamente baixa em uma direção ao longo dos quais o fluxo de ar passa. É reconhecido que placas de núcleo 122 são alinhadas com e seladas com relação a elementos planos correspondentes 124 e 126.

[0048] Como visto particularmente nas Figuras 1A-1C, o aparelho de desumidificação 100 também inclui de preferência uma submontagem de base 13 0, que fornece um reservatório para drenagem de condensado, submontagens de placa extrema 132 e 134, placas de tampa extrema 135 e 138, uma placa de vedação de fluxo de ar superior 1409 que limita preferivelmente fluxo de ar de entrada para estar ao longo das passagens 108, um par de placas de

15/38 vedação de fluxo de ar inferior 142 que limita de preferência fluxo de ar de saída para estar ao longo das passagens 112 e um par de placas de vedação de fluxo de ar laterais 144, que separam entre pares respectivos de passagens de fluxo de ar de entrada e saída 108 e 112. Uma placa circunferencial 148 mostrada aqui simbolicamente, separa entre um ambiente de ar relativamente úmido ambiente que é mantido em uma pressão relativamente elevada e um ambiente de ar relativamente seco, que é mantido em uma pressão relativamente baixa.

[0049] Voltando agora especificamente para as Figuras 2A e 2B, que são ilustrações simplificadas de uma submontagem de base formando uma parte opcional do aparelho de desumidificação das Figuras 1A e 1B, é visto que a submontagem de base é tipicamente soldada de metal em folha e inclui um par de placas mutuamente inclinadas 160 e 162 que são unidas por um par de porções extremas 164 e 166 que definem pernas 168. Um par de aberturas de reservatório 170 é preferivelmente formado em extremidades opostas da junção das placas 160 e 162 e é preferivelmente encaixado com tubos de reservatório respectivos 174.

[0050] Voltando agora às Figuras 3A e 6A e 6B, é observado que esses desenhos ilustram uma montagem de permuta de calor incluindo um núcleo de resfriamento 102 e uma montagem de pré-resfriamento e aquecimento posterior de fluxo de ar que circunda núcleo (CSAFPCPHA) 120 particularmente adequada para uso com um refrigerante gasoso, com FREON®, e, por conseguinte

16/38 tubulação de refrigerante 180 é preferivelmente dotada de um distribuidor 182, que divide um fluxo de gás em múltiplos fluxos separados, cada dos quais passa através de um percurso de circulação de gás separado.

[0051] Voltando agora para as Figuras 3B e 7A e 7B, é observado que esses desenhos ilustram uma montagem de permuta de calor incluindo um núcleo de resfriamento 102 e uma montagem de pré-resfriamento e aquecimento posterior de fluxo de ar que circunda núcleo (CSAFPCPHA) 120 particularmente adequadas para uso com um refrigerante líquido, como água resfriada ou álcool, e, por conseguinte tubulação de refrigerante 190 é preferivelmente fornecida sem distribuidor 182.

[0052] É feita agora referência às Figuras 4A e 4B, que ilustram a placa extrema 132. É visto que a placa extrema 132 compreende uma porção genericamente plana 202 tendo um conjunto de aberturas 204 dispostas para acomodar tubulação de refrigerante, como tubulação 180 ou 190, e preferivelmente inclui uma pluralidade de bordas inclinadas 206 e uma pluralidade de bordas inclinadas duplas 208 sobre as quais a placa de tampa extrema 136 pode ser vedavelmente fixada.

[0053] É feita agora referência às Figuras 5A e 5B, que ilustram a placa extrema 134. É visto que a placa extrema 134 compreende uma porção genericamente plana 222 tendo um conjunto de aberturas 224 dispostas para acomodar tubulação de refrigerante, como tubulação 180 ou 190, e preferivelmente inclui uma pluralidade de bordas inclinadas 226 e uma pluralidade de bordas inclinadas duplas 228 sobre as quais a placa de tampa

17/38 extrema 13 8 pode ser fixada. É observado que uma das bordas inclinadas 226 é preferivelmente formada com uma abertura 230 que cômoda tubo de entrada de fluido 104 e tubo de saída de fluido de resfriamento 106.

[0054] É feita agora referência às Figuras 8A-12B, que ilustram a estrutura da montagem de pré-resfriamento e aquecimento posterior de fluxo de ar que circunda núcleo (CSAFPCPHA). Como visto nas Figuras 8A e 8B, a CSAFPCPHA é composta de uma pilha de dois elementos genericamente planos em relevo diferentes 124 e 126 são preferivelmente dispostos em relação de toque mutuamente interdigitado entre si em torno do núcleo 102.

[0055] A estrutura e operação de elementos genericamente planos em relevo 124 e 126 serão descritas agora com referência específica às Figuras 9A-12B. É observado que elementos planos 124 e 12 6 são preferivelmente formados por técnicas de formação a vácuo convencionais a partir de material flexível relativamente não condutivo, tipicamente plástico, como PVC e PE, tipicamente de espessura de 0,3 mm.

[0056] Voltando primeiramente para o elemento genericamente plano 124, um primeiro lado do mesmo, designado pelo numeral de referência 300, é mostrado nas Figuras 9A e 9B e um segundo lado do mesmo, designado pelo numeral de referência 302, é mostrado nas Figuras 10A e 10B. O elemento plano 124 tem preferivelmente dez bordas laterais, que são designadas, no sentido horário com referência à Figura 9A, por numerais de referência 320, 321, 322, 323, 324, 325, 326, 327, 328 e 329. O elemento plano 124 é formado com um número de

18/38 protuberâncias, que estendem acima do plano, designado pelo numeral de referência 330, do elemento plano 124, no sentido da Figura 9A, até uma altura de aproximadamente 3 mm e que será descrito agora em detalhe. Devido à fabricação dos elementos planos 124 e 126 por formação a vácuo, há recessos que correspondem a cada uma das protuberâncias.

[0057] Como visto nas Figuras 9A e 9B, um primeiro lado 300 do elemento plano 124 inclui uma protuberância de bloqueio de fluxo de ar 340, que estende no sentido horário no sentido da Figura 9A, primeiramente estreitamente, a partir de um local perto da junção de bordas 320 e 329, ao longo e levemente espaçado a partir da borda 320 onde se tornar mais ampla e então estreita, e estreitamente ao longo e espaçado de bordas 321 e 322. A protuberância 340 serve para evitar fluxo de ar acima do plano 330 através das bordas 320, 321 e 322. O elemento plano 124 também inclui uma protuberância de bloqueio de fluxo de ar 342, que estende no sentido horário no sentido da Figura 9A, estreitamente, a partir de um local perto da junção de bordas 32 5 e 32 6 e ao longo e levemente espaçado das bordas 326, 327 e 328. A protuberância 342 serve para evitar fluxo de ar acima do plano 330 através das bordas 326, 327 e 328. O elemento plano 124 também inclui uma protuberância de bloqueio de fluxo de ar 344, que estende ao longo e levemente espaçada a partir da borda 324. A protuberância 344 serve para evitar fluxo de ar acima do plano 330 através da borda 324.

19/38 [0058] O elemento plano 124 também inclui no primeiro lado 300, uma protuberância de guiar fluxo de ar 346 no que é tipicamente uma região de entrada 34 8 acima do plano 33 0 e uma protuberância de guiar fluxo de ar 350 no que é tipicamente uma região de saída 3 52 acima do plano .330.

[0059] O elemento plano 124 também inclui no primeiro lado 3 00, um conjunto 3 60 de protuberâncias de permuta de calor de contrafluxo intensificado mutuamente espaçadas (ECFHE) 362 à jusante da região de entrada 348. Cada das protuberâncias mutuamente espaçadas 362 tem de preferência uma extremidade de entrada afilada 364' e uma extremidade de saída afilada 366.

[0060] 0 elemento plano 124 também inclui, no primeiro lado 3 00, um conjunto 370 de protuberâncias de permuta de calor de contrafluxo intensificado mutuamente espaçadas (ECFHE) 372 à montante da região de saída 352. Cada das protuberâncias mutuamente espaçadas 372 tem de preferência uma extremidade de entrada afilada 374 e uma extremidade de saída afilada 376.

[0061] O elemento plano 124 também inclui no primeiro lado 300 uma pluralidade de protuberâncias de espaçamento de borda internas mútuas 380 preferivelmente dispostas nos lados de um recorte genericamente retangular 382 que acomoda o núcleo 102.

[0062] O elemento plano 124 também inclui, no primeiro lado 3 00, uma pluralidade de protuberâncias de espaçamento de borda externa mútuas 390 preferivelmente dispostas ao longo das bordas 323 e 329.

20/38 [0063] Como visto nas Figuras 10A e 10B, o segundo lado 302 do elemento plano 124 inclui um recesso 440, que estende no sentido anti-horário como visto na Figura 10A, primeiramente estreitamente a partir de um local perto da junção das bordas 320 e 329, ao longo e levemente espaçado a partir da borda 320, onde se torna mais largo e então estreita, e estreitamente ao longo e espaçado a partir das bordas 321 e 322. O elemento plano 124 também inclui um recesso 442, que estende na direção anti-horária no sentido da Figura 10A, estreitamente, a partir de um local perto da junção das bordas 325 e 326 e ao longo e levemente espaçado a partir das bordas 326, 327 e 328. O elemento plano 124 também inclui um recesso 444, que estende ao longo e levemente espaçado a partir da borda 324. Os recessos 440, 442 e 444 cooperam com protuberâncias correspondentes no elemento plano 126 para fornecer registro aperfeiçoado da pilha de elementos planos interdigitados 124 e 126.

[0064] O elemento plano 124 também inclui tipicamente, no segundo lado 302, um recesso 446 na região de entrada 348 e um recesso 450 na região de saída 352.

[0065] O elemento plano 124 também inclui no segundo lado 3 02, um conjunto 460 de recessos de permuta de calor de contrafluxo intensificado mutuamente espaçados (ECFHE) 462 a jusante da região de entrada 448. Cada dos recessos mutuamente espaçados 462 tem preferivelmente uma extremidade de entrada afilada 464 e uma extremidade de saída afilada 466.

[0066] O elemento plano 124 também inclui no segundo lado 302, um conjunto 47 0 de recessos de permuta de

21/38 calor de contrafluxo intensificado mutuamente espaçados (ECFHE) 472 a montante da região de saída 352. Cada dos recessos mutuamente espaçados 472 tem preferivelmente uma extremidade de entrada afilada 474 e uma extremidade de saída afilada 476.

[0067] O elemento plano 124 também inclui no segundo lado 302, uma pluralidade de recessos de espaçamento de borda interna mútuos 480 preferivelmente dispostos nos lados de recorte genericamente retangular 382 que acomoda o núcleo 102.

[0068] O elemento plano 124 também inclui no segundo lado 302, uma pluralidade de recessos de borda externa 490 preferivelmente dispostos ao longo das bordas 323 e 32 9 .

[0069] Voltando agora para o elemento genericamente plano 12 6, um primeiro lado do mesmo, designado pelo numeral de referência 500, é mostrado nas Figuras 11A e 11B e um segundo lado do mesmo, designado pelo numeral de referência 502, é mostrado nas Figuras 12A e 12B. O elemento plano 126 tem preferivelmente dez bordas laterais, bordas laterais, que são designadas, no sentido horário com referência à Figura 11A, por numerais de referência 520, 521, 522, 523, 524, 525, 526, 527, 528 e 529. O elemento plano 126 é formado com um número de protuberâncias, que estendem acima do plano, designado pelo numeral de referência 530, do elemento plano 12 6, no sentido da Figura 11A, até uma altura de aproximadamente 3 mm e que será descrito agora em detalhe. Devido à fabricação dos elementos planos 124

22/38 e 126 por formação a vácuo, há recessos que correspondem a cada das protuberâncias.

[007 0] Como visto nas Figuras 11A e 11B, um primeiro lado 500 do elemento plano 126 inclui uma protuberância de bloqueio de fluxo de ar 540, que estende no sentido anti-horário no sentido da Figura 11A, primeiramente estreitamente, a partir de um local perto da junção de bordas 520 e 529, ao longo e levemente espaçado a partir da borda 520 onde se tornar mais ampla e então estreita, e estreitamente ao longo e espaçado de bordas 521 e 522. A protuberância 540 serve para evitar fluxo de ar acima do plano 530 através das bordas 520, 521 e 522. O elemento plano 126 também inclui uma protuberância de bloqueio de fluxo de ar 542, que estende no sentido anti-horário no sentido da Figura 11A, estreitamente, a partir de um local perto da junção de bordas 525 e 526 e ao longo e levemente espaçado das bordas 526, 527 e 528. A protuberância 542 serve para evitar fluxo de ar acima do plano 530 através das bordas 526, 527 e 528. O elemento plano 126 também inclui uma protuberância de bloqueio de fluxo de ar 544, que estende ao longo e levemente espaçada a partir da borda 524. A protuberância 544 serve para evitar fluxo de ar acima do plano 530 através da borda 524.

[0071] 0 elemento plano 126 também inclui no primeiro lado 500, uma protuberância de guiar fluxo de ar 54 6 no que é tipicamente uma região de entrada 54 8 acima do plano 530 e uma protuberância de guiar fluxo de ar 550 no que é tipicamente uma região de saída 552 acima do plano 530.

23/38 [0072] O elemento plano 126 também inclui no primeiro lado 500, um conjunto 560 de protuberâncias de permuta de calor de contrafluxo intensificado mutuamente espaçadas (ECFHE) 562 à jusante da região de entrada 548. Cada das protuberâncias mutuamente espaçadas 562 tem' de preferência uma extremidade de entrada afilada 564 e uma extremidade de saída afilada 566.

[0073] 0 elemento plano 126 também inclui, no primeiro lado 40 0, um conjunto 57 0 de protuberâncias de permuta de calor de contrafluxo intensificado mutuamente espaçadas (ECFHE) 572 à montante da região de saída 552. Cada das protuberâncias mutuamente espaçadas 572 tem de preferência uma extremidade de entrada afilada 574 e uma extremidade de saída afilada 576.

[0074] 0 elemento plano 126 também inclui no primeiro lado 500 uma pluralidade de protuberâncias de espaçamento de borda internas mútuas 580 preferivelmente dispostas nos lados de um recorte genericamente retangular 582 que acomoda o núcleo 102.

[0075] 0 elemento plano 126 também inclui, no primeiro lado 3 00, uma pluralidade de protuberâncias de espaçamento de borda externa mútuas 590 preferivelmente dispostas ao longo das bordas 523 e 529.

[0076] Como visto nas Figuras 12A e 12B, o segundo lado 502 do elemento plano 126 inclui um recesso 640, que estende na direção horária no sentido da Figura 12A, primeiramente estreitamente a partir de um local perto da junção das bordas 520 e 529, ao longo e levemente espaçado a partir da borda 520, onde se torna mais largo e então estreita, e estreitamente ao longo e espaçado a

24/38 partir das bordas 521 e 522. 0 elemento plano 126 também inclui um recesso 642, que estende na direção horária no sentido da Figura 12A, estreitamente, a partir de um local perto da junção das bordas 525 e 526 e ao longo e levemente espaçado a partir das bordas 526, 527 e 528. O elemento plano 126 também inclui um recesso 644, que estende ao longo e levemente espaçado a partir da borda

524 .	Os recessos 640,	642 e	644	cooperam	com
protuberâncias	correspondentes no	elemento	plano	124
para	fornecer	registro	aperfeiçoado	da	pilha	de

elementos planos interdigitados 124 e 126.

[0077] O elemento plano 126 também inclui tipicamente, no segundo lado 502, um recesso 646 na região de entrada 548 e um recesso 650 na região de saída 552.

[0078] O elemento plano 126 também inclui no segundo lado 502, um conjunto 660 de recessos de permuta de calor de contrafluxo intensificado mutuamente espaçados (ECFHE) 662 a jusante da região de entrada 548. Cada dos recessos mutuamente espaçados 662 tem preferivelmente uma extremidade de entrada afilada 664 e uma extremidade de saída afilada 666.

[0079] O elemento plano 126 também inclui no segundo lado 502, um conjunto 570 de recessos de permuta de calor de contrafluxo intensificado mutuamente espaçados (ECFHE) 672 a montante da região de saída 552. Cada dos recessos mutuamente espaçados 672 tem preferivelmente uma extremidade de entrada afilada 674 e uma extremidade de saída afilada 676.

[0080] O elemento plano 126 também inclui no segundo lado 502, uma pluralidade de recessos de espaçamento de

25/38 borda interna mútuos 680 preferivelmente dispostos nos lados de recorte genericamente retangular 582 que acomoda o núcleo 102.

[0081] O elemento plano 126 também inclui no segundo lado 502, uma pluralidade de recessos de borda externa 690 preferivelmente dispostos ao longo das bordas 523 e 529 .

[0082] Referência é feita agora à Figura 13, que é uma ilustração pictorial parcialmente explodida simplificada de parte da montagem de permuta de calor das Figuras 3A e 3B mostrando fluxos de ar típicos entre elementos genericamente planos em relevo adjacentes e às Figuras 14A, 14B, 14C e 14D, que são ilustrações simplificadas de fluxo de ar através da montagem de permuta de calor das Figuras 3A e 3B, onde a Figura 14A é uma vista plana e as Figuras 14B, 14C e 14D são vistas em seção tomadas ao longo das respectivas linhas de seção B-B, C-C e D-D na Figura 14A.

[0083] A Figura 13 mostra um fluxo de ar, designado genericamente pelo numeral de referência 700, entre um primeiro lado 300 de um elemento plano 124 e um segundo lado 502 de um elemento plano 126. O segundo lado 502 do elemento plano 126 não é visto na Figura 13. A Figura 13 também mostra um fluxo de ar, designado genericamente pelo numeral de referência 702, entre um primeiro lado 500 de um elemento plano 126 e um segundo lado 302 de um elemento plano 124. O segundo lado 302 do elemento plano 124 não é visto na Figura 13.

[0084] Considerando fluxo de ar 700, é visto que um fluxo relativamente plano de ar relativamente úmido

26/38 tipicamente entra em uma região de entrada 348 acima do plano 33 0 do elemento plano 124, e que é limitado por segundo lado adjacente 502 do elemento plano 126. Esse fluxo é guiado por uma ou mais protuberâncias 346 em engate com o conjunto 360 das protuberâncias 362 no elemento plano 124 e conjunto posicionado correspondente 670 dos recessos 672 do elemento plano 126. É reconhecido que as protuberâncias 362 parcialmente assentam em recessos correspondentes 672 e juntos definem uma passagem de fluxo de ar entre o recesso 672 e a protuberância correspondente 362 parcialmente assentadas na mesma. É observado que as extremidades afiladas 364 e 366 das protuberâncias 362 e extremidade afiladas 674 e 676 dos recessos 672 auxiliam a definir essas passagens de fluxo de ar.

[0085] À jusante dos conjuntos 360, o fluxo de ar, que por esse estágio estava de certo modo pré-resfriado, como será descrito abaixo, passa através das placas de núcleo 122 do núcleo 102 em um fluxo genericamente plano, onde é substancialmente resfriado, preferivelmente abaixo do ponto de condensação. À jusante das placas de núcleo 122 do núcleo 102, o fluxo de ar substancialmente resfriado passa através do conjunto 370 das protuberâncias 372 no elemento plano 124 e conjunto posicionado correspondente 660 dos recessos 662 no elemento plano 126. É reconhecido que as protuberâncias 372 parcialmente assentam nos recessos correspondentes 662 e juntos definem uma passagem de fluxo de ar entre cada recesso 662 e a protuberância correspondente 372 parcialmente assentada no mesmo. É

27/38 observado que as extremidades afiladas 374 e 376 das protuberâncias 372 e as extremidades afiladas 664 e 666 dos recessos 662 auxiliam a definir essas passagens de fluxo de ar.

[0086] À jusante dos conjuntos 370, os fluxos de ar, que foram nesse estágio de certo modo aquecidos, como será descrito abaixo, se tornam unidos em um fluxo relativamente plano na região de saída 352 acima do plano 33 0 do elemento plano 124, e que é limitado por segundo lado adjacente 502 do elemento plano 126. Esse fluxo ,é guiado por uma ou mais protuberâncias 350.

[0087] Considerando o fluxo de ar 702, é visto que um fluxo relativamente plano de ar relativamente úmido tipicamente entra em uma região de entrada 548 acima do plano 53 0 do elemento plano 12 6 e que é limitado por segundo lado adjacente 302 do elemento plano 124. Esse fluxo é guiado por uma ou mais protuberâncias 546 em engate com o conjunto 560 de protuberâncias 562 em elemento plano 126 e conjunto posicionado correspondente 470 dos recessos 472 no elemento plano 124. É reconhecido que as protuberâncias 562 parcialmente assentam em recessos correspondentes 472 e juntos definem uma passagem de fluxo de ar entre cada recesso 472 e a protuberância correspondente 562 parcialmente assentada nos mesmos. É observado que as extremidades afiladas 564 e 566 das protuberâncias 562 e as extremidades afiladas 474 e 476 dos recessos 472 auxiliam a definir essas passagens de fluxo de ar.

[0088] À jusante dos conjuntos 560, que por esse estágio foi de certo modo pré-resf riado, como será

28/38 descrito abaixo, passa através das placas de núcleo 122 do núcleo 102 em um fluxo genericamente plano, onde é substancialmente resfriado, preferivelmente para abaixo do ponto de condensação. À jusante das placas de núcleo 122 do núcleo 102, o fluxo de ar substancialmente resfriado passa através do conjunto 570 das protuberâncias 572 no elemento plano 126 e conjunto posicionado correspondente 460 dos recessos 462 no elemento plano 124. É reconhecido que as protuberâncias 572 parcialmente assentam nos recessos correspondentes 462 e juntos definem uma passagem de fluxo de ar entre cada recesso 462 e a protuberância correspondente 572 parcialmente assentada no mesmo. É observado que as extremidades afiladas 574 e 576 das protuberâncias 572 e as extremidades afiladas 464 e 466 dos recessos 4623 auxiliam em definir essas passagens de fluxo de ar.

[0089] À jusante dos conjuntos 57 0, os fluxos de ar, que foram nesse estágio de certo modo aquecidos, como será descrito abaixo, se tornam unidos em um fluxo relativamente plano na região de saída 552 acima do plano 530 do elemento plano 126, e que é limitado pelo segundo lado adjacente 302 do elemento plano 124. Esse fluxo é guiado por uma ou mais protuberâncias 550.

[0090] Com referência adicionalmente às Figuras 14A14D, é visto que os fluxos de ar 700 e 702 entre elementos planos parcialmente interdigitados adjacentes 124 e 12 6 na pilha estão em uma relação de permuta de calor mútua genericamente em contrafluxo, não obstante que os fluxos de ar não são totalmente paralelos, particularmente em suas respectivas regiões de entrada e

29/38 saída. É uma característica importante da invenção que os fluxos de ar 700 e 702 sejam genericamente paralelos em duas dimensões à medida que passam através do núcleo 102 e são genericamente paralelos em três dimensões à medida que passam através das passagens de fluxo de ar definidas entre as protuberâncias e recessos de conjuntos 360 e 570 respectivamente e à medida que passam através das passagens de fluxo de ar definidas entre as protuberâncias e recessos dos conjuntos 370 e 560 respectivamente.

[0091] Desse modo, pode ser reconhecido que permuta de calor aperfeiçoada é fornecida entre fluxos de ar mutuamente contrários nas passagens de fluxo de ar definidas entre as protuberâncias e recessos de conjuntos 3 60 e 67 0 respectivamente e à medida que passam através das passagens de fluxo de ar definidas entre as protuberâncias e recessos de conjuntos 570 e 460 respectivamente, em que contrafluxo tridimensional é fornecido, e um grau menor de permuta de calor é fornecido entre os mesmos nas regiões de entrada e saída em que somente engate de permuta de calor bidimensional entre fluxos de ar planos adjacentes é fornecido.

[0092] Isso pode ser visto graficamente a partir de uma comparação das Figuras 14B e 14C. A Figura 14B mostra uma relação de permuta de calor de contrafluxo bidimensional entre fluxos de ar genericamente planos adjacentes no núcleo 102 entre placas adjacentes 122 do núcleo 102.

[0093] A Figura 14C mostra uma relação de permuta de calor de contrafluxo tridimensional entre fluxos de ar

30/38 genericamente planos adjacentes ao longo dos percursos de fluxos definidos por conjuntos 360 e 670. A Figura 14C também representa a relação de permuta de calor de contrafluxo tridimensional entre fluxos de ar genericamente planos adjacentes ao longo dos percursos de fluxo definidos por conjuntos 570 e 460.

[0094] É reconhecido que a relação de permuta de calor representada na Figura 14C é muito aumentada em comparação com aquela representada na Figura 14B em virtude do fato de que quase cada fluxo mostrado na Figura 14C é circundado em quatro lados por um percurso de fluxo em contrafluxo, ao passo que na Figura 14B, quase cada fluxo plano é circundado nos dois lados por um percurso de fluxo de contrafluxo. É adicionalmente reconhecido que as protuberâncias e recessos definindo os percursos de fluxo são inclinados para baixo de modo a aperfeiçoar a facilidade de drenagem de condensado a partir dos mesmos através de bordas 325 e 525 na submontagem de base 130 para drenagem e preferivelmente utilização como água potável.

[0095]· A realização da estrutura de permuta de calor altamente eficiente mostrada na Figura 14Ç é obtida de acordo com uma característica específica da persente invenção pela interdigitação parcial das protuberâncias e recessos descritos acima e visualizados na Figura 14D, que mostra o arranjo desses percursos de fluxo em uma vista tomada perpendicular aos planos 330 e 530 dos elementos planos respectivos 124 e 126.

MODALIDADES ADICIONAIS E VARIAÇÕES

31/38 [0096] As Figuras 15-18 abaixo ilustram várias aplicações adicionais, casos de uso e variações do aparelho de desumidificçaão revelado, de acordo com várias modalidades da presente invenção. Essas aplicações, casos de uso e variações são mostrados puramente como exemplo. Em modalidades alternativas, as técnicas reveladas podem ser aplicadas em qualquer outro dispositivo adequado e para qualquer outro uso adequado.

[0097] Em algumas aplicações, é desejável resfriar o ar ambiente além de desumidificar o mesmo. Por exemplo, aparelho de desumidificação 100 pode estar situado em um ambiente quente e úmido com acesso parcial ou sem acesso a ar externo.

[0098] A Figura 15 é uma ilustração pictorial esquemática de um aparelho de desumidificação e resfriamento, de acordo com uma modalidade da presente invenção.' Nessa modalidade, um mecanismo de bloqueio é configurado para condicionalmente bloquear um dos percursos de entrada de ar. No exemplo da Figura 15, uma placa de bloqueio 800 é condicionalmente colocada sobre um dos percursos de entrada de ar (indicado 108A na figura). Quando colocado sobre o percurso de entrada de ar, a placa de bloqueio 800 bloqueia pelo menos parte do aparelho de. entrada de fluxo de ar 100 através da entrada 108A. 0 outro percurso de entrada (indicado 108B, oculto da vista nessa figura) não é coberto.

[0099] Como resultado, somente uma direção de fluxo de ar (por exemplo, somente fluxo de ar 7 02 e nenhum fluxo de ar 7 00 da Figura 13) passa através do aparelho 100. Esse fluxo de ar não é reaquecido pelo fluxo de ar na

32/38 direção oposta, uma vez que o último é bloqueado pela placa 800. O resultado final é que o ar que flui para fora do percurso de saída correspondente 112 é tanto mais seco como mais fresco do que o ar de entrada.

[00100] Em várias modalidades, a placa 800 pode bloquear o fluxo de ar inteiro que entra no percurso de entrada 108·, ou somente parte do fluxo de ar. Por exemplo, a placa 800 pode cobrir a área de entrada inteira ou somente parte da área de entrada. Em uma modalidade, a extensão de resfriamento pode ser regulada ao controlar a porção de fluxo de ar bloqueado pela placa 800.

[00101] Em uma modalidade de exemplo, o aparelho 100 é configurado para operar em dois modos operacionais desumidificação sem resfriamento, e desumidificação com resfriamento (isto é, condicionamento de ar) . Por exemplo, quando o ar ambiente é altamente úmido, a placa 800 pode ser removido, em cujo caso o aparelho 100 desumidifica o ar sem resfriamento. Quando o ar ambiente é quente e seco, a placa 800 pode ser adaptada, em cujo caso o aparelho 100 executa tanto desumidificação e resfriamento.

[00102] Em algumas modalidades, o calor do ar que sai do aparelho de desumidificação 100 é reutilizado. O exemplo abaixo se refere a uma aplicação de secadora de roupas, porém formas similares de reutilização podem ser aplicadas em várias outras aplicações do aparelho de desumidificação.

[00103] A Figura 16 é uma ilustração pictorial esquemática de uma secadora de roupas, de acordo com

33/38 outra modalidade da presente invenção. Nessa modalidade, a secadora compreende um tambor de queda 802 no qual roupas 804 são colocadas para secagem. A secadora compreende ainda um compressor 806 para resfriar o núcleo do aparelho 100, um par de condensadores 808 (ou alternativamente um único condensador) e uma válvula de expansão 810. Ar quente e relativamente úmido 814 é extraído da secadora de roupas 802 e aplicado a entradas 108 do aparelho 100. 0 aparelho 100 desumidifica o ar de entrada, como descrito acima, de modo a produzir ar seco e quente 816 nas saídas 112. Água condensada 812 é produzida como um subproduto desse processo.

[00104] No exemplo da Figura 16, condensadores 808 aquecem o fluxo de ar 816. 0 calor emitido a partir dos condensadores 808 é reutilizado para aquecer o ar 816. O ar quente e seco resultante (indicado 818) é alimentado de volta para dentro do tambor de queda 802 e auxilia adicionalmente a secar as roupas 804. Na prática, um pouco de calor é também naturalmente perdido do tambor 802 para o ambiente.

[00105] Como observado acima, a aplicação de secadora de roupas da Figura 16 é mostrada como um exemplo de reutilizar o ar seco quente que sai do aparelho 100. Em outras palavras, condensadores 808 são mostrados como exemplo de unidades de reutilização de calor, que são configuradas para reutilizar o calor removido de ar 814 pelo núcleo do aparelho 100. Em modalidades alternativas, essa energia de calor pode ser reutilizada em qualquer outro modo adequado e como parte de qualquer outro sistema adequado.

34/38 [00106] Em algumas modalidades, como demonstrado na Figura 17 abaixo, uma estrutura mecânica similar ao aparelho 100 é utilizada para aquecimento eficiente em energia, de' fluido (líquido ou gás). Essas modalidades são úteis em uma variedade de aplicações nas quais fluido deve ser aquecido rapidamente por um período de tempo curto. Aplicações incluem, por exemplo, esterilização ou pasteurização de líquido, e aceleração de uma reação química em fluido entre outras.

[00107] Nessas modalidades, o núcleo 102 é aquecido utilizando uma fonte de calor externa em vez de resfriado. Fluido relativamente frio entra nas entradas 108, para aquecimento pelo núcleo. Antes de chegar ao núcleo aquecido, o fluido frio de entrada é pré-aquecido por fluido na direção oposta que já foi aquecido pelo núcleo e está para sair do aparelho. Após ser aquecido pelo núcleo, o fluido é resfriado por fluido na direção oposta que acabou de entrar no aparelho em rota para o núcleo. O fluido resfriado finalmente sai do aparelho nas saídas. A estrutura mecânica do aparelho 100 mostrado nas Figuras acima é aplicável a essa implementação também.

[00108] A técnica revelada é capaz de aquecer fluido e então resfriar o mesmo com consumo de energia mínimo.

[00109] A Figura 17 é uma ilustração pictorial esquemática de um aparelho para aquecimento rápida de fluido, de acordo com uma modalidade da presente invenção. No exemplo da Figura 17, o aparelho de aquecimento é usado para pasteurizar leite. Para

5/38

assegurar	pasteurização adequada,	o leite	de	ser
aquecido	a uma	temperatura de 138 ²C	por 2 s.
[00110]	Nessa	modalidade, leite	frio 820	entra	no
aparelho	nas	entradas 108, que	agora servem	como

entradas de fluido. 0 leite flui sobre um núcleo aquecido 824, como mostrado pelas setas 822. Após aquecimento pelo núcleo, leite pasteurizado 826 sai das saídas 112, que agora servem como saídas de fluido.

[00111] Antes de atingir o núcleo 824, o leite que entra 820 é aquecido por leite pasteurizado na direção oposta 826 que já foi aquecido pelo núcleo. Após aquecimento pelo núcleo 824, leite pasteurizado 826 é resfriado por leite de entrada na direção oposta 820. Esse mecanismo permite que o aparelho revelado aqueça o fluido enquanto consome somente energia extra mínima para superar as perdas de calor ou alterações químicas. Em algumas modalidades, esse processo pode ser realizado em pressão elevada, para evitar ebulição do fluido.

[00112] Em algumas modalidades, a configuração mecânica exclusiva do aparelho 100 pode ser usado como um permutador de calor que executa tanto desumidificação como aquecimento, sem um núcleo resfriado ou aquecido. Em particular, tal permutador de calor pode ser fabricado a partir de um material termicamente não condutivo como plástico. Como resultado, a maior parte da transferência de calor ocorre ortogonalmente às direções de fluxo de ar, isto é, entre fluxos de ar na direção oposta.

[00113] A Figura 18 é uma ilustração pictorial esquemática de um aparelho de desumidificação e

36/38 aquecimento, de acordo com uma modalidade da presente invenção. 0 presente exemplo se refere a uma aplicação de secadora de roupas. Alternativamente, entretanto, a configuração revelada pode ser usada em várias aplicações que envolvem secagem combinada com desumidificação, como secagem de tinta.

[00114] No exemplo da Figura 18, um permutador de calor 828 é usado para secagem de roupas 804 no tambor de queda 802. O permutador de calor 828 é posicionado no limite entre quatro ambientes: o lado esquerdo do permutador de calor 828 é um ambiente tendo ar úmido que deve ser desumidificado e aquecido (indicado lado da secadora na figura) . Esse ambiente é dividido em uma região do qual ar quente e relativamente úmido 838 é removido, e uma região na qual ar quente e relativamente seco 83 6 é adicionado. O lado direito do permutador de calor 828 é um ambiente tendo ar ambiente mais frio e mais seco (indicado lado do ambiente). Esse ambiente é dividido em uma região da qual ar ambiente 834 é tirado, e uma região na qual ar mais seco e mais frio 840 é fornecida. 0 permutador de calor 82 8 tem uma configuração mecânica similar ao aparelho 100 descrito acima, porém sem núcleo 102.

[00115] Dois fluxos de ar são mostrados na figura. Ar quente e relativamente úmido 838 entra no permutador de calor 82 8 a partir do lado da secadora, e ar ambiente mais frio 834 entra no permutador de calor a partir do lado da sala. Os dois fluxos de ar atravessam percursos alternados no permutador de calor e são capazes de permutar calor entre si, como explicado acima. Desse

37/38 modo, ar ambiente 834 é aquecido por ar 83 8 e, portanto ar quente e relativamente seco 83 6 entra no lado da secadora. Ar 838 é resfriado e desumidificado por ar 834, e, portanto ar mais frio e mais seco 84 0 sai do permutador de calor no lado da sala. Em algumas modalidades, um condensador 832 adicionalmente aquece ar 836, e um evaporador 840 desumidifica adicionalmente e/ou resfriar ar 830.

[00116] No exemplo da Figura 18, o permutador de calor 828 é sem núcleo. Alternativamente, o permutador de calor 828 pode compreender um núcleo (não aquecido ou resfriado) feito de outro material, por exemplo, a partir de um material que causa condensação aumentada a partir_dos fluxos de ar fluindo sobre o mesmo.

[00117] Será desse modo, reconhecido que as modalidades descritas acima são ciadas como exemplo e que a presente invenção não é limitada ao que foi particularmente mostrado e descrito acima. Em vez disso, o escopo da presente invenção inclui tanto combinações como subcombinações das várias características descritas acima, bem como variações e modificações das mesmas que ocorreríam a pessoas versadas na técnica após leitura da descrição acima e que não são reveladas na técnica anterior. Os documentos incorporados por referência no presente pedido de patente devem ser considerados uma parte integral do pedido exceto que até o ponto em que quaisquer termos são definidos nesses documentos incorporados em um modo que esteja em conflito com as definições feitas explicitamente ou implicitamente no

38/38 presente presente relatório descritivo, somente as definições no relatório descritivo devem ser consideradas.

Claims

1. Aparelho de desumidificação, caracterizado por compreender:

um núcleo resfriado (102) acoplado a uma fonte de resfriamento externa;

primeiros percursos de ar (124) configurados para transferir um primeiro fluxo de ar (700) a partir das primeiras entradas (108), sobre primeiros elementos de permutador de calor (362,462), através do núcleo resfriado (102), sobre os segundos elementos de permutador de calor (372,472) e às primeiras saídas (112); e segundos percursos de ar (126) configurados para transferir um segundo fluxo de ar (702) a partir das segundas entradas (108), sobre os segundos elementos de permutador de calor (372,472), através do núcleo resfriado (102), sobre os primeiros elementos de permutador de calor (362,462) e às segundas saídas (112), em que os primeiro (124) e segundo (126) percursos de ar são intercalados entre si de modo que:

o primeiro fluxo de ar (700) fluindo a partir das primeiras entradas (108) em direção ao núcleo (102) é pré-resfriado pelo segundo fluxo de ar (702) fluindo a partir do núcleo (102) em direção às segundas saídas (112), por permuta de calor através dos primeiros elementos de permutador de calor (362,462);

o primeiro fluxo de ar (700) fluindo a partir do núcleo (102) em direção às primeiras

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2. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o núcleo resfriado (102) é formado de um material tendo uma condutividade térmica relativamente elevada e em que os primeiro (362,462) e segundo (372,472) elementos de permutador de calor são formados de um material tendo uma condutividade térmica relativamente baixa.

2/6 saídas (112) é aquecido pelo segundo fluxo de ar (702) fluindo a partir das segundas entradas (108) em direção ao núcleo (102), por permuta de calor através dos segundos elementos de permutador de calor (372, 472);

o segundo fluxo de ar (702) fluindo a partir das segundas entradas (108) em direção ao núcleo (102) é pré-resfriado pelo primeiro fluxo de ar (700) fluindo a partir do núcleo (102) em direção às primeiras saídas (112), por permuta de calor através dos segundos elementos de permutador de calor (372,472); e o segundo fluxo de ar (702) fluindo a partir do núcleo (102) em direção às segundas saídas (112) é aquecido pelo primeiro fluxo de ar (700) fluindo a partir das primeiras entradas (108) em direção ao núcleo (102), por permuta de calor através dos primeiros elementos de permutador de calor (362,462).

3/6 o núcleo resfriado (102) é formado de elementos de núcleo (122) ao longo dos quais os primeiro (700) e segundo (702) fluxos de ar passam;

os primeiro (362, 462) e segundo (372,472) elementos de permutador de calor são formados de elementos de percurso de permutador de calor (124.126) ao longo dos quais os primeiro (700) e segundo (702) fluxos de ar passam;

os elementos de núcleo (122) têm uma condutividade térmica relativamente elevada em uma direção ao longo da qual os primeiro (700) e segundo (702) fluxos de ar passam; e os elementos de percurso de permutador de calor têm uma condutividade térmica relativamente baixa em uma direção ao longo da qual os primeiro (700) e segundo (702) fluxos de ar passam.

3. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

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4/6 pré-resfriado, a seguir resfriado pelo núcleo (102) e então aquecido.

7. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a pilha de elementos genericamente planos em relevo compreende primeiro (124) e segundo (126) elementos genericamente planos alternados.

8. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que fluxos de ar entre elementos adjacentes dos primeiro (124) e segundo (126) elementos genericamente planos alternados estão em uma relação de permuta de calor mútua genericamente de contrafluxo.

9. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os elementos genericamente planos (124,126) são formados a vácuo.

10. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os elementos genericamente planos (124,126) compreendem pelo menos uma protuberância (330) e pelo menos um recesso (530) correspondente.

11. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma protuberância (330) e pelo menos um recesso (530) correspondente compreende pelo menos um conjunto de protuberâncias (360,370,560 e/ou 570) e recessos (460,470,660 e/ou 670) correspondentes.

12. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato

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4. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os elementos de núcleo (122) são alinhados e vedados com relação aos elementos de percurso de permutador de calor (124.126) .

5/6 de que pelo menos um conjunto de protuberâncias (360,370,560 e/ou 570) é formado com extremidades afiladas.

13. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que pelo menos um conjunto de protuberâncias (360,370,560 e/ou 570) inclui pelo menos uma protuberância inclinada para baixo.

14. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma protuberância inclinada para baixo provê um percurso para drenagem de condensado.

15. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o núcleo resfriado (102) é formado de elementos de núcleo (122) ao longo dos quais os primeiro (700) e segundo (702) fluxos de ar pass am em contrafluxo em relação mútua. 16. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de

que cada um dos elementos genericamente planos (124,126) compreende um elemento respectivo dos primeiros elementos de permutador de calor (362,462) e um elemento respectivo dos segundos elementos de permutador de calor.

17. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um de pelo menos um subconjunto dos primeiros percursos de ar (124) nos primeiro (362,462) e segundo (372,472) elementos de permutador de calor é circundado

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5. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os primeiro (124) e segundo (126) percursos de ar são definidos por uma pilha de elementos genericamente planos em relevo.

6. Aparelho de desumidificação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que um fluxo de ar entre pares individuais da pilha de elementos genericamente planos em relevo é inicialmente

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6/6 nos quatro lados por um dos segundos percursos de ar (126), e em que cada um de pelo menos um subconjunto dos segundos percursos de ar (126) é circundado nos quatro lados por alguns dos primeiros percursos de ar (124).