BR112016020438B1 - Janelas e portas envidraçadas nas quais existe uma pluralidade de células peltier - Google Patents
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Abstract
JANELAS E PORTAS ENVIDRAÇADAS NAS QUAIS EXISTE UMA PLURALIDADE DE CÉLULAS PELTIER. A presente invenção refere-se a janelas e portas envidraçadas nas quais uma pluralidade de células Peltier está presente. Tais elementos envidraçados apresentam um quadro com uma porção fixa (2') e uma porção móvel (2") nas quais pelo menos uma unidade de vidro duplo (3) está presente, sendo previsto que no espaço intermediário entre a unidade de vidro duplo, em uma aresta do acima referido disposta na porção móvel (2") do quadro, está presente uma pluralidade de células Peltier (11). Particularmente, é previsto que tais células sejam colocadas em contato com um elemento para dissipação de calor na direção da parte externa (12), feita de um material de condução de calor ideal, que apresenta uma porção deste (12') disposta na superfície externa da porta e da janela. Além disso, é previsto que em cada uma das células (11), uma folha seja sobreposta que é feita de material com elevada condutividade de calor, agindo como um dissipador de calor (13) para dissipação na direção do lado interno da unidade de vidro duplo.
Description
[001] A presente invenção refere-se a janelas e portas envidraçadas nas quais existe uma pluralidade de células Peltier de acordo com a parte geral da reivindicação 1.
[002] É conhecido o fato de que especialmente durante os últimos anos, dispositivos e sistemas foram concebidos, que são adaptados com a finalidade de reduzir a energia consumida para aquecimento de escritórios, ambientes de comunidade e civis e similares.
[003] Por um lado, isso se deve ao custo das fontes de energia que tende a continuar a crescer ou que permanece substancialmente elevado; tais fontes em geral consistem de gás metano, combustível de aquecimento e carvão em alguns países ou alternativamente, energia elétrica no caso de bombas de calor ou aquecedores elétricos normais para tais ambientes.
[004] Além disso, este fator econômico, que também é extremamente importante, deve-se observar que existe uma tentativa em reduzir o consume de energia para aquecimento de ambientes domésticos e similares com o objetivo de reduzir a emissão de dióxido de carbono para dentro da atmosfera o que causa o "efeito estufa ". Tais emissões estão sempre relacionadas de alguma forma ao consumo de combustíveis fósseis, diretamente no caso de combustão do acima referido in loco, ou indiretamente nos casos em que um aparelho eletrodoméstico utiliza a energia elétrica a partir do sistema de fornecimento.
[005] As várias tentativas destinadas a atingir os objetos acima referidos estão incluídas nos seguintes documentos de patente:
[006] EP 0061989 A1 , FI 89337 A, GB 2424059 A, WO 2011/1 10988 A, GB 1169556 A e DE 102012208406 A1 .
[007] Esses documentos descrevem dispositivos que utilizam células Peltier.
[008] Porém, em tais documentos as células foram inseridas em portas e janelas envidraçadas nas quais fluxos de ar são canalizados através de sistemas de ar-condicionado. Em outras palavras, essas células Peltier presentes nos dispositivos do tipo conhecido servem essencialmente como elementos necessários para o aquecimento/resfriamento do ar anteriormente climatizado através de condicionadores de ar, bombas de calor, aquecedores e outros dispositivos similares do tipo conhecido.
[009] É conhecido o fato de que as células Peltier são dispositivos termo-elétricos constituídos por várias juntas dispostas em série. Atualmente, ditas células são basicamente bombas de calor no estado sólido que apresentam o aspecto de uma placa fina. Na realidade, uma das duas superfícies das células absorve o calor, enquanto a outra emite calor.
[010] A característica principal dessas células consiste atualmente do fato de que a direção na qual o calor é transferido depende da direção da corrente direta aplicada aos terminais da placa. Na prática, a inversão da direção da corrente direta que atravessa a célula portanto permite a inversão da direção do calor transferido; portanto, se com uma direção de tal corrente uma das duas superfícies é aquecida e a outra é resfriada, a inversão da direção da corrente inverte as superfícies aquecidas e resfriadas.
[011] Um objeto da presente invenção é a provisão de portas e janelas e janelas e portas envidraçadas dentro das quais existe uma pluralidade de células Peltier sendo que ditas células são capazes de agir efetivamente sem ajuda externa, como elementos para a climatização principal dos ambientes nos quais tais portas e janelas estão dispostas.
[012] De acordo com a invenção, isso é obtido pela formatação das portas e janela e portas e janelas envidraçadas nas quais existe uma pluralidade de células de acordo com as características da parte caracterizante da reivindicação 1.
[013] Essas e outras características do dispositivo de acordo com a invenção são descritas nas reivindicações dependentes.
[014] Essas e outras características da invenção serão a seguir descritas detalhadamente com referência a algumas concretizações da invenção, com a ajuda dos desenhos anexados onde:
[015] A figura 1 ilustra uma vista esquemática de uma janela e porta envidraçadas obtidas de acordo com a invenção, fornecidas através de um sistema de fornecimento de energia elétrica;
[016] A figura 2 ilustra a mesma porta e janela fornecidas através de painéis fotovoltaicos;
[017] A figura 3 ilustra uma vista em corte transversal de uma porção de uma porta e janela de acordo com a invenção, que opera durante o verão;
[018] A figura 4 ilustra a mesma porta e janela que opera durante o inverno;
[019] - As figuras 5, 6 e respectivamente 7 e 8 mostram duas vistas dos contatos móveis e fixos para fornecimento de corrente para as células Peltier presentes em uma porta e janela de acordo com a invenção;
[020] A figura 9 ilustra uma vista geral de ditos dois contatos.
[021] Com referência à figura 1 observa-se que uma janela e porta envidraçadas 1 de acordo com a invenção (porém a descrição a seguir pode referir-se facilmente a qualquer tipo de janela e porta envidraçada) apresenta como normalmente ocorre, um quadro 2, com uma porção fixa 2' e uma porção móvel 2", na qual existe pelo menos uma unidade de vidros duplos 3.
[022] Uma característica principal do dispositivo de acordo com a invenção reside no fato de, quando observamos melhor as figuras que seguem, no quadro existir uma pluralidade de células Peltier. Para fornecer energia a estas por ultimo referidas, um circuito elétrico 4 é provido com pelo menos dois condutores 4', 4", que fornecem energia a ditas células através de pares de contato respectivamente fixos e móveis 20', 20", respectivamente presentes no quadro fixo 2' e quadro móvel 2". Ditos contatos 20', 20" são melhor ilustrados e descritos a seguir.
[023] O circuito elétrico 4 é fornecido através de uma unidade de fornecimento de energia 6, que transforma a corrente alternada vinda da rede elétrica 7 (através de um medidor de eletricidade comum 8) para corrente direta.
[024] A referência 9 indica um inversor, capaz de inverter a direção da corrente que fornece as células Peltier essencialmente para passar da posição de verão para a posição de inverno ali, como sabido, de acordo com tal invenção - dado que as células Peltier são do tipo reversível - as superfícies das placas do acima referido inverte seu estado frio/calor.
[025] A figura 2 mostra uma porta ou janela de acordo com a invenção, mas energia fornecida através de uma bateria de painéis fotovoltaicos 10 neste caso.
[026] Neste caso, como normalmente ocorre, eles servem como suporte para o fornecimento de energia elétrica da rede 7; um regulador de carga 11 é vantajosamente provido, adaptado para determinar com precisão a tensão de alimentação do circuito elétrico 4, sendo que dito regulador de carga é conectado por sua vez, de modo conhecido per se a acumulador de corrente direta 32,
[027] A figura 3 mostra que de acordo com a invenção, é provido que as células Peltier 11 fiquem dispostas no espaço intermediário 3' presente na unidade de vidro duplo 3 em uma borda do acima referido disposta no quadro móvel 2'. Esta figura também mostra que para a célula 11 é provida energia por dois condutores 4 e 4'.
[028] Esta célula Peltier é transposta, na parte interna da unidade de vidro duplo por um primeiro dissipador de calor 13, feito de um material com elevada condutividade de calor. Por outro lado, abaixo da célula 11, interposta entre ele e o quadro móvel 2' da unidade de vidro duplo, está presente um outro dissipador de calor 12 feito de material de elevada condutividade de calor que também continua na direção da parte externa com a porção 12' deste agindo como um dissipador de calor circundando uma porção da superfície externa do quadro móvel 2'.
[029] Na prática, na operação do dispositivo ilustrado na figura 3, que refere-se essencialmente ao verão, a superfície da célula Peltier 11" disposta na direção da unidade de vidro duplo é concebida para ser resfriada, determinando o resfriamento do ar contido na unidade de vidro duplo e portanto a introdução de “ar frio” na direção da parte interna do ambiente da unidade de vidro duplo fechada.
[030] Ao mesmo tempo o calor gerado na superfície quente 11' da célula Peltier é colocada na direção da parte externa para ser dispersada através da porção 12', que atua como um dissipador de calor na direção da parte externa.
[031] Obviamente, a superfície 11" da célula, que está em contrapartida resfriada introduz o “ar frio” na unidade de vidro duplo através de um dissipador de calor interno 13.
[032] Por outro lado, com referência à figura 4 que se refere à operação do dispositivo no inverno, observa-se imediatamente que a polaridade dos condutores 4' e 4" é agora invertida, isso determinando que na direção da parte interna existe agora o "ar quente" (seta F), o mesmo se aplicando à parte interna da unidade de vidro duplo através de um dissipador de calor interno 13.
[033] Isso é obviamente devido ao fato de que a célula Peltier 11 apresenta a superfície 11" na direção da parte interna da unidade de vidro duplo “quente”, enquanto a face 11 ' disposta na direção da borda do quadro é “fria” e o ar frio é tomado na direção da parte externa através da porção 12', que age como um dissipador de calor externo.
[034] Testes realizados permitiram verificar que através do uso de um número adequado de células Peltier, é possível obter um controle climático ideal do ambiente, ditas células sendo inseridas nas portas e janelas.
[035] Vantajosamente verificou-se que cada porta é vantajosamente provida com duas células Peltier continuamente fornecidas com uma corrente de aproximadamente 1A a aproximadamente 4Vcc. Isso independentemente do fato se se pretende resfriar ou aquecer o ambiente, obviamente com referência a um condicionamento de temperatura normal. Porém, não existe restrição de projeto, estrutural ou funcional para ter um numero mais elevado de células Peltier em cada porta, em relação a climas mais extremos nos quais o ambiente a ser climatizado é colocado.
[036] Figuras 5 a 9 mostram vantajosamente que o fornecimento da energia elétrica para as células Peltier é garantido através de correntes elétricas, do tipo conhecido per se indicado em sua totalidade com referência 20, tendo porções 20' dispostas nos quadros fixos 21 (fig. 1), enquanto as porções 20" ficam dispostas nos quadros móveis 2" (fig. 1 ).
[037] As porções móveis 20" apresentam contatos 21 concebidos para deslizar em seu assento 22, em relação ao contato gerado entre o acima referido e o “fixo” correspondente.
Claims (4)
1. JANELAS E PORTAS ENVIDRAÇADAS NAS QUAIS EXISTE UMA PLURALIDADE DE CÉLULAS PELTIER, do tipo que apresenta um quadro (2), no qual existe pelo menos uma unidade de vidro duplo (3), caracterizadas pelo fato de que no vão na unidade de vidro duplo, em uma ou mais arestas desta dispostas no quadro, existe uma pluralidade de células Peltier (11), tais células sendo colocadas em contato com um elemento dissipador de calor (12) para dissipação na direção da parte externa, feito de material com elevada condutividade de calor, que apresenta uma porção deste (12') disposta na superfície externa do quadro da janela ou da porta, sendo que cada uma das células apresentar uma folha de material com elevada condutividade de calor colocada no topo desta, agindo como um dissipador de calor (13) para dissipação na direção da parte interna da unidade de vidro duplo, sendo que as células Peltier são alimentadas com eletricidade através de um circuito elétrico (4), que apresenta contatos (20', 20") dispostos respetivamente no quadro fixo e móvel (2', 2") das janelas e portas sendo que o circuito elétrico para alimentação das células Peltier é equipado com meios (9) para mudança da polaridade do fornecimento de energia elétrica de ditas células, para realizar a inversão do modo de aquecimento/resfriamento entre as duas superfícies das células em relação às necessidades do usuário.
2. JANELAS E PORTAS ENVIDRAÇADAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadas pelo fato de que o circuito elétrico (4), que alimenta as células Peltier (11), ser alimentado através de uma unidade de fornecimento de energia (6), que transforma a corrente alternada vinda de uma rede elétrica (7) em corrente direta.
3. JANELAS E PORTAS ENVIDRAÇADAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadas pelo fato de o circuito elétrico (4) ser alimentado através de uma bateria de painéis fotovoltaicos (10), sendo que há um regulador de carga (11), adequado para determinar com precisão a tensão de alimentação de energia do circuito (4), dito regulador de carga (11) por sua vez sendo conectado de modo conhecido per se a um acumulador DC (32).
4. JANELAS E PORTAS ENVIDRAÇADAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadas pelo fato de que o fornecimento de corrente elétrica às células Peltier (11) ser assegurado através de contatos elétricos nos quais as porções (20') dispostas nos quadros fixos (2') entram em contato com porções (20") dispostas nos quadros móveis (2"), estes últimos apresentando contatos (21) concebidos para deslizarem em seu assento (22), com relação ao contato gerado entre o acima referido e as porções correspondentes (20') dispostas nos quadros fixos (2').
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