BR112017014868B1 - Unidades de condicionamento de ar e métodos para refrigeração de adsorção - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO DE SORÇÃO DE NÍVEL DIVIDIDO. A presente invenção se refere a um sistema de refrigeração de sorção de nível dividido inovador. Em particular, a presente invenção fornece uma unidade com base em sorção de nível dividido como um método inovador de uso da unidade de refrigeração com base em sorção tradicional. A presente invenção oferece configuração livre de orientação com entrega de potência de resfriamento eficaz para os vários locais de carga de resfriamento, o que é alcançado dividindo-se o evaporador do refrigerador de sorção dos leitos de sorção e do condensador.

Description

[001] A presente invenção se refere a um sistema de refrigeração de sorção de nível dividido (split) inovador. Em particular, a presente invenção fornece um sistema com base em sorção de nível dividido como um método inovador de uso da unidade de refrigeração com base em sorção tradicional. A presente invenção fornece, particularmente, um sistema de adsorção de nível dividido inovador. A presente invenção oferece configuração livre de orientação com entrega de potência de resfriamento eficaz para os vários locais de carga de resfriamento, o que é alcançado dividindo-se o evaporador do refrigerador (chiller) de adsorção dos leitos de sorção e do condensador. O foco essencial da invenção é na separação das funções de condensação e compressão térmica da evaporação no dispositivo, e em particular, na otimização do fluxo de refrigerante no dispositivo, para habilitar um modo de operação mais funcionalmente amigável. A invenção também fornece um método para refrigeração de sorção de nível dividido como é descrito doravante.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Existe uma demanda pelo rápido desenvolvimento de tecnologias ecológicas, devido aos problemas ambientais como aquecimento global, poluição do ar e água bem como consumo de energia primária para aquecimento e resfriamento. Dentre os mesmos, os sistemas de adsorção termicamente energizados ou acionados por fonte de calor de baixa temperatura são considerados como uma das tecnologias chave à medida que esses sistemas podem recuperar e reutilizar fontes de calor residuais de baixa temperatura tipicamente abaixo de 100 °C [1 -3], que de outra forma seria descarregado para o ambiente.

[003] Existe uma necessidade reconhecida para substituir sistemas com base em compressão de vapor acionados mecânica ou eletricamente existentes usados para propósitos de resfriamento ou refrigeração. Esses sistemas usam, tipicamente, gases como hidrofluorocarbonos (HFCs). O 27o Encontro das Partes do Protocolo de Montreal (MOP27) foi realizado em UAE em 2015 e discutiu sobre as regulações de HFCs) sob o Protocolo de Montreal. Consequentemente, existe uma necessidade urgente para substituir o uso desse material em vista do efeito prejudicial que o mesmo tempo sobre o ambiente. [1-3]

[004] As unidades de refrigeração mecânicas são bem conhecidas. Essas unidades funcionam em um ciclo de refrigeração e compressão de vapor em que a unidade de condensador e uma unidade de evaporador são conectadas entre si através de um compressor elétrico e uma linha de refrigerante. Esses sistemas tipicamente usam refrigerantes sintéticos como Freons, clorofluorocarbonos (CFCs) e hidrofluorocarbonos (HFCs) como o fluido de trabalho. Embora os sistemas de compressão de vapor sejam eficazes e compactos, está sendo constatado com crescente frequência que as substâncias que são usadas como fluido de trabalho são responsáveis por uma gama de problemas ambientais que incluem o esgotamento da camada de ozônio e aquecimento global, e também foi constatado que as mesmas são cancerígenas.

[005] O sistema de compressão de vapor tem, essencialmente, quatro componentes principais: o compressor acionado eletricamente, um condensador e uma dispositivo de expansão/válvula de estrangulamento e um evaporador. Em um produto unitário os mesmos são todos alojados sobre/em uma única armação/invólucro. Em uma unidade dividida, existem duas subseções principais no interior das quais o produto unitário referido acima é dividido. Uma é referida como a unidade externa, ou a unidade de condensação, que aloja principalmente o compressor elétrico e o condensador, e a outra é referida como a unidade interna, ou a unidade de resfriamento. É nessa unidade interna ou de resfriamento que a seção de evaporador está alojada juntamente com um dispositivo de estrangulamento.

[006] Os sistemas de compressão de vapor, independentemente de se são usados como um modelo unitário ou como um modelo de nível dividido, compreendem, essencialmente, uma unidade de condensador para resfriar o fluido de trabalho e para recircular o mesmo para uma unidade de evaporador que está em contato direto com a atmosfera/espaço/fluido a ser resfriado. O fluido de trabalho evaporado, também chamado de refrigerante, é retornado para a unidade de condensador através de uma unidade de compressor elétrico. Os níveis de consumo de potência desses sistemas com base em compressão de vapor também são altos, levando a uma pegada de carbono alta.

[007] Ao longo das últimas décadas, unidades divididas com uma unidade de resfriamento/aquecimento remota/interna se tornaram muito populares, particularmente até 35 kW como uma única divisão, e geralmente mais de 3 a 5 kW como múltiplas divisões de uma unidade de condensação externa comum ou VRFs externas referidas como unidades de refrigerante variável.

[008] Os sistemas de resfriamentos operados por calor são conhecidos na técnica, os quais usam absorção de vapor ou adsorção de vapor como o princípio de trabalho. Entretanto, esses sistemas são conhecidos apenas por unidades unitárias (nível não divido) em que as unidades de condensador e evaporador devem, necessariamente, ser fornecidas no mesmo alojamento bem próximos entre si. Embora esses sistemas superem algumas das desvantagens de sistemas de com base em refrigerante sintético, os mesmos sofrem da desvantagem de que os mesmos são úteis/econômicos principalmente para sistemas de maior capacidade (capacidade de >30 RT). O ciclo de refrigeração de adsorção ou absorção utilizado nesses sistemas compreende substituição do compressor elétrico do ciclo de refrigeração mecânico com um trocador de calor com base em absorvedor ou adsorvedor. O absorvedor ou adsorvedores são referidos como compressores térmicos, de modo semelhante ao compressor elétrico, e s tomados juntos com a seção de condensador, os dois seriam semelhantes à unidade de condensação do sistema ou unidade de compressão de vapor convencional. Embora a tecnologia de resfriamento com base em adsorção tenha sido desenvolvida algumas décadas atrás, tanto o custo proibitivo quanto a dificuldade de produzir unidades em capacidades/tamanhos pequenos não tornaram essa tecnologia muito viável. Nos recentes 5 a 10 anos, duas coisas ocorreram que são dignos de nota. Por exemplo, houve um forte empenho para desenvolver tecnologias ecológicas. O apoio do governo mundialmente, novos regulamentos e incentivos fiscais tornaram isso possível, particularmente em considerações de necessidade urgente por redução de CO2 com base no uso aperfeiçoado de opções de energia renováveis, calor residual etc. e menos dependência de refrigerantes sintéticos que são usados extensivamente em máquinas de resfriamento de compressão de vapor elétrica atuais.

[009] Os avanços tecnológicos recentes tornaram possível reduzir o custo e tamanho das unidades de adsorção unitárias e, por conseguinte, aumentar o uso, particularmente na faixa de < 20 kW. Nos últimos 5 a 10 anos, a viabilidade comercial crescente das unidades de resfriamento de adsorção de capacidade menor levou a uma necessidade na técnica para avançar uma etapa e desenvolver uma unidade de resfriamento de adsorção do tipo dividida que compreende essencialmente em duas partes, a saber, a unidade de condensação, que compreende o compressor térmico e condensador e a unidade/seção de evaporador interno/remoto que compreende o trocador de calor de evaporador bem como o meio para estrangular o refrigerante líquido.

[010] Entretanto, apesar do recente advento de unidades de adsorção comercialmente disponíveis, particularmente sob 20 kW, principalmente nos últimos 4 a 6 anos, não houve uma tentativa aparente em desenvolver quaisquer unidades de adsorção do tipo dividido, em que a seção de evaporador é remota dos componentes restantes da unidade de adsorção.

[011] O projeto unitário dos sistemas de adsorção ou absorção impõe perdas significativas que surgem a partir da transferência de calor da unidade de manipulação de ar adicional que conduz a carga de resfriamento de fontes diferentes para o evaporador do refrigerador de adsorção com o uso do circuito de água arrefecida. A presente invenção aprimora a eficácia e reduz o custo de capital do refrigerador de adsorção introduzindo-se sistema de adsorção do tipo dividido que elimina o circuito de água arrefecida bem como o sistema de resfriamento livre de orientação.

TÉCNICA ANTERIOR

[012] Várias unidades do tipo dividido diferentes foram postuladas na técnica relacionada a sistemas de compressão de vapor convencionais. A Publicação de Patente sob no U.S. 2015/0192309 revela um aparelho de ar condicionado dividido que tem uma unidade interna e uma unidade externa. A unidade interna é conectada à unidade externa por uma barra horizontal, permitindo, assim, o uso do parapeito como uma sustentação para o aparelho de ar condicionado dividido. Não há referência a orientação para o uso de um método de compressão térmica com base em adsorção nesta revelação. Pelo contrário, a mesma foca no aprimoramento de mobilidade e flexibilidade no uso de aparelhos de ar condicionado do tipo dividido da técnica anterior comum. O documento EP 0789201 revela um aparelho de ar condicionado do tipo dividido com uma unidade interna e uma unidade externa. Esta revelação foca no controle através de um detector de dispositivo de temperatura mecânica fornecido na unidade externa para detectar a condição congelada do trocador de calor externo, e ativar o transformador de corrente no circuito de acionamento interno do motor de ventoinha externo. Novamente, não há revelação ou orientação para a divisão de uso do componente de evaporador bem como para o uso de compressão térmica. A Publicação de Patente sob no U.S. 2006/0042290 revela um aparelho de ar condicionado do tipo dividido. O foco nesta revelação é assegurar o acesso do condicionamento de ar do tipo dividido a prédios de apartamentos e condomínios. Entretanto, não apenas não há descrição de como esse objetivo pretendido é alcançado, não há qualquer descrição de qualquer meio de compressão específico ou à divisão da seção de evaporador.

[013] As revelações representativas acima mostram que enquanto a pesquisa é sobre área de aparelhos de ar condicionado do tipo dividido, não se prestou atenção a assegurar a separação do componente de evaporador e o uso do meio de compressão térmico.

[014] De modo semelhante, vários sistemas de resfriamento com base em adsorvente diferentes foram postulados na técnica para as unidades de resfriamento/aquecimento do tipo adsorção. A Patente sob no U.S. 8.590.153 revela um trocador de calor de adsorção em que uma camada adesiva é formada sobre a estrutura de trocador de calor e o trocador é, então, imerso em material sorvente para assegurar a adesão do mesmo. A Publicação de Patente sob no U.S. 2012/0216563 revela um trocador de calor em que um material poroso é fornecido em contato com a porção tubular do trocador a fim de permitir que o vapor atravesse. O material é um material fibroso. A Publicação de Patente sob no U.S. 2013/0014538 revela um subconjunto para um refrigerador de adsorção, que compreende um componente de adsorção que inclui uma multiplicidade de placas que são dispostas em pilha. Os lados de refrigerante de pares adjacentes das placas na pilha definem passagens de refrigerante e um material adsorvente é fornecido dentro dessas passagens. A Publicação de Patente sob no JP 2005-291528 revela um trocador de calor com capacidade adsorvedora aperfeiçoada. O trocador de calor compreende um trocador de calor do tipo de tubo aletado com placas com uma inclinação de aleta, comprimento de aleta e altura de aleta específicos. O carvão vegetal ativado é usado como um adsorvente de carga em que o carvão vegetal tem capacidade de adsorção de vapor específica. O leito assim formado é coberto por um material similar a rede para evitar o vazamento de material adsorvente.

[015] Nenhuma das revelações acima fornecem quaisquer informações ou orientação para uma unidade de refrigeração de adsorção dividida em que o componente de evaporador é mantido remoto das unidades de condensador e compressor e em que pelo menos uma unidade de compressor é uma unidade de compressão térmica. Para o melhor conhecimento dos requerentes no presente documento, nenhuma tentativa aparente foi feita para inventar a unidade de adsorção do tipo dividido com uma seção de resfriamento remota nem os desafios técnicos foram abordados para superar os mesmos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[016] A presente invenção fornece um sistema de condicionamento de ar de nível do tipo dividido que utiliza um ciclo de adsorção de único ou múltiplos estágios e dois leitos ou múltiplos leitos ou um ciclo de absorção de único ou múltiplos estágios como sua norma de trabalho. Na presente invenção, o evaporador serve tanto como unidade de manipulação de ar quanto como a unidade da evaporação do refrigerador de adsorção/absorção eliminando, assim, de modo eficaz o circuito de água arrefecida.

[017] Em uma modalidade, a seção de evaporador inteira, também chamada de seção/unidade interna, é desacoplada da unidade principal, deixando a unidade externa, também referida como a unidade de condensação, que compreende o compressor térmico e o condensador.

[018] Nessa modalidade, os tubos de evaporador podem ser colocados horizontal ou verticalmente com fluxo de ar, ou o fluido a ser resfriado, sobre a superfície externa dos tubos, com ou sem superfície aperfeiçoada ou aletas estendidas, com refrigerante atravessando e evaporando nos tubos. Nessa modalidade, o evaporador e os leitos de adsorvedor ou o absorvedor são conectados por meio de um único ou múltiplos dutos de vapor com o condensado líquido retornado do condensador para o evaporador. Uma pequena bomba de líquido pode ser necessária na linha de condensado para tornar livre de orientação especificamente quando a unidade de evaporador estiver localizada mais alta do que a diferença de pressão entre o evaporador e o condensador. Essa evaporação do tipo dividida também é aplicável a pares de adsorvente/absorvente e refrigerante diferentes em combinação com vários dispositivos de estrangulamento/expansão e substitutos dos mesmos, como válvulas de redução de fluxo, orifícios, capilares, dispositivos de medição e similares.

[019] Esse tipo de evaporador dividido, nessa modalidade, também é aplicável a unidades de transporte móveis com uso de unidades de adsorção/compressão de vapor híbrida ou de adsorção.

[020] Em outra modalidade, os tubos de trocador de calor, normalmente de cobre ou metal, tipicamente fornecidos na seção de evaporador, são retirados e alojados em uma unidade remota/interna. Aqui, os leitos de evaporador e adsorvedor/absorvedor são conectados apenas por linhas de refrigerante líquido. Uma bomba de refrigerante líquido é usada para conduzir refrigerante entre o evaporador e o pseudo-evaporador ou a câmara de aspersão. Isso resulta na seção de evaporador se tornando uma seção de resfriamento ou seção de pseudo-evaporador. O termo ‘pseudo-evaporação’ se refere doravante à modalidade específica em que o meio de evaporação é separado da seção de resfriamento e o meio de evaporação é alojado, com a seção de condensador ou independentemente. Esse tipo de evaporador dividido também é aplicável a pares de adsorvente/absorvente e refrigerante diferentes em combinação com vários dispositivos de estrangulamento/expansão e substitutos dos mesmos, como válvulas de redução de fluxo, orifícios, capilares, dispositivos de medição e similares.

[021] Esse tipo de evaporador dividido, nessa modalidade, também é aplicável a unidades de transporte móveis com uso de unidades de adsorção/compressão de vapor híbrida ou de adsorção.

[022] Portanto, a invenção fornecer uma unidade de condicionamento de ar do tipo dividida que compreende: - um primeiro componente que contém um ou mais meios de compressão em que pelo menos um meio de compressão é um meio de compressão térmico e um meio de condensação; e - um ou mais segundos componentes separados do primeiro componente, em que cada um é fornecido em um alojamento dedicado e que compreende um meio de evaporação; - sendo que cada meio de evaporação é conectado ao meio de condensação através de uma ou mais linhas de entrada de refrigerante e uma ou mais linhas de saída de refrigerante; - a uma ou mais das ditas linhas de saída de refrigerante fornecem fluido refrigerante usado a partir de cada meio de evaporação através do um ou mais meios de compressão ao meio de condensação; - em que a uma ou mais linhas de entrada de refrigerante conduzem fluido refrigerante condensado para cada meio de evaporação a partir do meio de condensação.

[023] Em uma modalidade desta invenção, o meio de compressão é selecionado a partir do grupo que consiste em uma unidade de adsorção, uma unidade de absorção, uma unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida e uma unidade de absorção/compressão de vapor híbrida.

[024] Em outra modalidade desta invenção o meio de compressão é uma unidade de adsorção ou uma unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida.

[025] Em ainda outra modalidade desta invenção, o adsorvente usado no caso de uma unidade de adsorção ou unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida ser selecionada a partir do grupo que consiste em zeólitos, silicatos mesoporosos, silicatos de metal insolúveis, sílica gel do tipo A, sílica gel do tipo RD, sílica gel do tipo S2, fibra de carbono ativado, carbono ativado granular, alumina ativada, carbono ativado altamente poroso, Zr6O4(OH)4 ligado com ligantes, MIL-101Cr, estruturas orgânicas de metal (MOFs), estruturas orgânicas covalentes (COFs), materiais adsorventes funcionais e similares, sozinhos ou em qualquer combinação dos mesmos.

[026] Em ainda outra modalidade desta invenção, o meio de compressão é uma unidade de absorção ou uma unidade de absorção/compressão de vapor híbrida.

[027] Em outra modalidade desta invenção, a unidade de absorção ou a unidade de absorção/compressão de vapor híbrida é dotada de uma mistura de refrigerante-absorvente selecionada a partir do grupo que consiste em água-brometo de lítio, amônia-água e similares.

[028] Em outra modalidade desta invenção, o refrigerante é selecionado a partir do grupo que consiste em água, metano, metanol, etanol, amônia, propano, CFCs, 134A e similares.

[029] Em outra modalidade da invenção, cada linha de entrada de refrigerante é dotada de um ou mais meios de controle de fluxo de refrigerante selecionados a partir de tipos diferentes de dispositivos de estrangulamento/expansão, como válvulas de expansão, capilares, sifões em P e dispositivos de medição.

[030] Em outra modalidade desta invenção, o(s) evaporador(es) é(são) selecionado(s) a partir do grupo que consiste em tubular de filme descendente (horizontal/vertical), tubular de filme ascendente/descendente, de circulação forçada (tubular/placa), do tipo de placa, placa de filme descendente e de circulação forçada, e qualquer combinação dos mesmos, todos com ou sem tratamento de superfície aperfeiçoado para auxiliar a evaporação de superfície.

[031] Em outra modalidade desta invenção, a unidade dividida quando se contém uma unidade de adsorção ou unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida, é montável em qualquer dispositivo veicular.

[032] Em outra modalidade desta invenção, os tubos de troca de calor do evaporador são retirados e localizados em uma unidade de resfriamento/remota/interna dividida separada, e um meio de pseudo-evaporação é empregue na unidade externa para resfriar o refrigerante para suprir à unidade de resfriamento/remota/interna dividida.

[033] Essa invenção também fornece uma unidade de condicionamento de ar do tipo dividida que compreende: - um primeiro componente que contém essencialmente um ou mais meios de compressão em que pelo menos um meio de compressão é um meio de compressão térmico e um meio de condensação e um meio de pseudo-evaporação; e - um ou mais segundos componentes separados do primeiro componente, em que cada um é fornecido em um alojamento dedicado e que compreende um meio de resfriamento; - sendo que cada meio de resfriamento é conectado ao meio de pseudo- evaporador através de uma ou mais linhas de retorno e suprimento de refrigerante líquido; - a uma ou mais das ditas linhas de retorno de refrigerante líquido fornecem refrigerante líquido descarregado a partir do dito meio de resfriamento para o meio de pseudo-evaporador, em que a porção líquida do refrigerante descarregado é retornada para o meio de pseudo-evaporador, e o refrigerante vaporizado a partir do pseudo-evaporador é direcionado para o condensador através do meio de compressão para condensação e recirculação.

[034] Em uma modalidade desta invenção, o meio de compressão é selecionado a partir do grupo que consiste em uma unidade de adsorção, uma unidade de absorção, uma unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida e uma unidade de absorção/compressão de vapor híbrida.

[035] Em outra modalidade desta invenção o meio de compressão é uma unidade de adsorção ou uma unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida.

[036] Em ainda outra modalidade desta invenção, o adsorvente usado no caso de uma unidade de adsorção ou unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida ser selecionada a partir do grupo que consiste em zeólitos, silicatos mesoporosos, silicatos de metal insolúveis, sílica gel do tipo A, sílica gel do tipo RD, sílica gel do tipo S2, fibra de carbono ativado, carbono ativado granular, alumina ativada, carbono ativado altamente poroso, Zr6O4(OH)4 ligado com ligantes, MIL-101Cr, estruturas orgânicas de metal (MOFs), estruturas orgânicas covalentes (COFs), materiais adsorventes funcionais e similares, sozinhos ou em qualquer combinação dos mesmos.

[037] Em ainda outra modalidade desta invenção, o meio de compressão é uma unidade de absorção ou uma unidade de absorção/compressão de vapor híbrida.

[038] Em outra modalidade desta invenção, a unidade de absorção ou a unidade de absorção/compressão de vapor híbrida é dotada de uma mistura de refrigerante-absorvente selecionada a partir do grupo que consiste em água-brometo de lítio, amônia-água e similares.

[039] Em outra modalidade desta invenção, o refrigerante é selecionado a partir do grupo que consiste em água, metano, metanol, etanol, amônia, propano, CFCs, 134A e similares.

[040] Em outra modalidade desta invenção, a unidade de pseudo-evaporador tem um meio de evaporação selecionado a partir do grupo que consiste em filme pulverizado/descendente sobre um componente com área de superfície consideravelmente expandida do tipo preenchimento de torre de resfriamento, malha de rede metálica, espuma de fibra inorgânica ou metálica e similares.

[041] Em outra modalidade da invenção, a unidade de resfriamento tem um trocador de calor selecionado a partir de um trocador de calor de tubo aletado tradicional e trocador de calor de tubo aperfeiçoado.

[042] Em outra modalidade desta invenção, a unidade dividida quando se contém uma unidade de adsorção ou unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida, é montável em qualquer dispositivo veicular.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS ANEXOS

[043] A invenção será descrita em maiores detalhes abaixo inter alia, com referência aos desenhos anexos, em que:

[044] Figura 1 é uma representação da unidade de condicionamento de ar ou unidade de compressão de vapor típica da técnica anterior.

[045] A Figura 2 é uma representação da unidade de condicionamento de ar/resfriamento de adsorção típica da técnica anterior.

[046] A Figura 3 é uma representação da unidade de condicionamento de ar/resfriamento de absorção típica da técnica anterior.

[047] As Figuras 4A e 4B são representações esquemáticas de uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de adsorção/compressão de vapor híbrida.

[048] A Figura 4C é uma representação esquemática de uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de absorção/compressão de vapor híbrida.

[049] A Figura 5 é uma representação esquemática de uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de compressão de vapor dividida típica.

[050] A Figura 6 é um diagrama de blocos da ampla modalidade da invenção que representa o isolamento/afastamento da unidade remota/interna/de resfriamento dos componentes restantes do dispositivo enquanto retém conectividade funcional.

[051] A Figura 7a é uma representação esquemática da tecnologia split da invenção quando aplicada a uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de adsorção com o evaporador e tubos de evaporador alojados em uma unidade de resfriamento/interna/remota.

[052] As Figuras 7a(i), 7a(ii)e 7a(iii) são representações esquemáticas em detalhes da tecnologia split da invenção quando aplicada a uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de adsorção.

[053] A Figura 7b é uma representação esquemática da tecnologia split da invenção quando aplicada a uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de adsorção, em que a seção de resfriamento é fornecida remota do meio de evaporação.

[054] A Figura 8a é uma representação esquemática da tecnologia split da invenção quando aplicada a uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de absorção com o evaporador e tubos de evaporador alojados em uma unidade de resfriamento/interna/remota.

[055] As Figuras 8a(i), 8a(ii)e 8a(iii) são representações esquemáticas em detalhes da tecnologia split da invenção quando aplicada a uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de absorção.

[056] A Figura 8b é uma representação esquemática da tecnologia split da invenção quando aplicada a uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de absorção, em que a seção de resfriamento é fornecida remota do meio de evaporação.

[057] A Figura 9a é uma representação esquemática da tecnologia split da invenção quando aplicada a uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de adsorção/compressão de vapor híbrida com o evaporador e tubos de evaporador alojados em uma unidade de resfriamento/interna/remota.

[058] As Figuras 9a(i), 9a(ii) e 9a(iii) são representações esquemáticas da tecnologia split da invenção quando aplicada à unidade de condicionamento de ar/resfriamento de adsorção/compressão de vapor híbrida.

[059] A Figura 9b é uma representação esquemática da tecnologia split da invenção quando aplicada a uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de adsorção/compressão de vapor híbrida, em que a seção de resfriamento é fornecida remota do meio de evaporação.

[060] A Figura 10a é uma representação esquemática da tecnologia split da invenção aplicada a outra modalidade da unidade de condicionamento de ar/resfriamento de adsorção/compressão de vapor híbrida com evaporador e tubos de evaporador alojados em uma unidade de resfriamento/interna/remota.

[061] As Figuras 10a(i), 10aii) e 10a(iii) são representações esquemáticas em detalhes da tecnologia split da invenção quando aplicada a outra modalidade de uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de adsorção/compressão de vapor híbrida.

[062] A Figura 10b é uma representação esquemática da tecnologia split da invenção quando aplicada a outra modalidade de uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de adsorção/compressão de vapor híbrida, em que a seção de resfriamento é fornecida remota do meio de evaporação.

[063] A Figura 11a é uma representação esquemática da tecnologia split da invenção quando aplicada a uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de absorção/compressão de vapor híbrida com o evaporador e tubos de evaporador alojados em uma unidade de resfriamento/interna/remota.

[064] As Figuras 11a(i), 11a(ii) e 11a(iii) são representações esquemáticas em detalhes da tecnologia split da invenção quando aplicada a uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de absorção/compressão de vapor híbrida.

[065] A Figura 11b é uma representação esquemática da tecnologia split da invenção quando aplicada a uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de absorção/compressão de vapor híbrida, em que a seção de resfriamento é fornecida remota do meio de evaporação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[066] A presente invenção será descrita agora com referência aos desenhos anexos.

[067] No presente pedido, o termo ‘unidade interna’ e unidade de resfriamento’ quando usados com referência à presente invenção, são usados de modo intercambiável. Especificamente, o termo ‘pseudo-evaporação’ se refere às várias modalidades em que a unidade de resfriamento/interna é fornecida remota do meio de evaporação, que pode ser combinada com o condensador + seção de compressor ou fornecidos separadamente.

[068] A invenção reside essencialmente em ‘dividir’ ou separar a unidade/seção de resfriamento/interna da unidade de condensação, em que pelo menos um dos meios de compressão usados é um meio de compressão térmico.

[069] Se desejado, a seção de resfriamento/interna pode ser ‘dividida’ adicionalmente de modo que a seção de resfriamento seja fornecida remota do meio de evaporador. Essa modalidade específica é chamada de ‘pseudo-evaporador’ ou mecanismo/meio de ‘pseudo-evaporação’ neste documento.

[070] A Figura 1, conforme declarado acima é uma representação de uma unidade de compressão de vapor tradicional/típica da técnica anterior de uma unidade de condicionamento de ar que usa um ciclo de refrigeração e compressão de vapor típico. Nesse, vários tipos de refrigerantes podem ser usados, a maioria consistindo em CFCs ou refrigerantes sintéticos, em que todos têm um impacto direto sobre a produção de CO2 bem como a contribuição ao aquecimento global. Além disso, os mesmos usam energia elétrica diretamente, que também é o foco para redução de consumo à medida que a maior parte da produção elétrica tem por base combustíveis fóssil que contribuem bastante à produção de CO2 e aquecimento global.

[071] Uma unidade de condicionamento de ar com base em unidade de compressão de vapor tradicional/típica consiste essencialmente em um componente de evaporador 4, um compressor elétrico 1 e um componente de condensador 2. Tanto a unidade de evaporador 4 quanto a unidade de condensador 2 podem ser dotadas de respectivas ventoinhas 7 e 8 para assegurar a admissão de ar no mesmo. No caso da unidade de condensador 2, quando fornecida como um condensador resfriado por ar, a ventoinha de condensador 7 admite ar do ambiente (externo) 9 e expele ar quente 10. No caso em que um evaporador resfriado por ar é fornecido, a unidade de evaporador 4 tem uma ventoinha de evaporador 8 para puxar ar quente de retorno de sala 11 e assegurar a expulsão de ar arrefecido/frio 12 para o espaço a ser resfriado. Uma linha de sucção 13 é fornecida conectando o evaporador 4 ao condensador 2 através de um compressor elétrico 1. A função da linha de sucção 13 é transportar o refrigerante de volta para a unidade de condensador 2. O refrigerante condensado é recirculado para a unidade de evaporador 4 a partir da unidade de condensador 2 através de uma linha de fluxo de líquido 15 fornecida com uma válvula de expansão 6 ou um dispositivo ou um meio que reduz a pressão de refrigerante e controla a quantidade de fluxo de refrigerante no interior do evaporador 4, controlando, assim, o superaquecimento na saída do evaporador 4. O funcionamento desse sistema da técnica anterior é explicado abaixo. O recurso significativo desse sistema é que é unitário, em que tanto o componente de condensador 2 quanto o componente de evaporador 4 são fornecidos no mesmo alojamento 17.

[072] Em um ciclo de refrigeração e compressão de vapor típico, o compressor elétrico 1 comprime o gás refrigerante para uma pressão elevada que se move para a seção de condensador 2. No condensador 2, o gás comprimido se liquefaz mediante o resfriamento à medida que o valor da compressão é extraído pelo meio de resfriamento dependente do ar ambiente 9 ou água de resfriamento. O gás refrigerante liquefeito se move, então, para um dispositivo de estrangulamento, referido como uma válvula de expansão 6 ou capilar, ou orifício, em que a pressão é reduzida e temperatura diminuída. A mudança de fase líquida para gás ocorre no trocador de calor 5 referido como o evaporador 4. Esse calor latente da vaporização é dado como um efeito de resfriamento para um fluido que é resfriado ao entrar em contato com o trocador de calor de evaporador 5. Esse vapor em uma forma gasosa se desloca para o compressor 1 e é novamente comprimido, repetindo o ciclo.

[073] A Figura 2 é uma representação esquemática de uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento com base em adsorção da técnica anterior. Na unidade/sistema de resfriamento de adsorção, o compressor elétrico de uma unidade com base em compressão de vapor é substituído por um compressor térmico que compreende dois ou mais leitos de adsorvedor alternantes 1 e 1A. Esses leitos de adsorvedor 1 e 1A são preenchidos com vários tipos de adsorventes 27 provenientes de uma família de sílica gel, zeólitos, crivo molecular, carbono ativado, MOFs, COFs, FAMs e outros tipos novos de adsorventes em desenvolvimento.

[074] Como pode ser visto na Figura 2, a unidade de condicionamento de ar com base em compressão térmica consiste essencialmente em um componente de evaporador 4, um componente de compressor que consiste em dois reatores adsorventes alternantes 1 e 1A e um componente de condensador 2. A unidade de condensador 2 utiliza um fluido de resfriamento como água 9 que circula através de um meio de resfriamento no mesmo que é introduzido através de uma entrada e ejetado através de uma saída 10. A unidade de evaporador 4 é conectada à unidade de condensador 2 através de duas linhas separadas, em que cada uma corre através de um reator de adsorvente independente. Os dois reatores de adsorvente 1 e 1A são, cada um, dotados de respectivas entradas para água fria 23 e saídas para água quente 24, e funcionam alternativamente em um ciclo temporal determinado conforme descrito abaixo no presente documento. Válvulas de duas vias 18,19, 20 e 21 são fornecidas em cada linha antes e após os reatores de adsorvente 1 e 1A para assegurar que não haja fluxo de retorno do refrigerante usado para a unidade de evaporador 4. O refrigerante condensado é retornado para a unidade de evaporador 4 a partir da unidade de condensador 2 através de uma linha de fluxo de líquido 15 dotada, tipicamente de um sifão em P.

[075] O recurso significativo desse sistema é que é unitário, em que o componente de compressão/adsorvedores 1 e 1A, o componente de condensador 2 e o componente de evaporador 4 são fornecidos no mesmo alojamento 17.

[076] Conforme explicado acima, os trocadores de calor de adsorção 1 e 1A compreendem, tipicamente, uma estrutura de trocador de calor 22 e 22A que é usada para suprir e descarregar energia térmica e está em um contato térmico com um material sorvente 27 que usa uma mudança de fase de meio de trabalho de adsorbato para reter e liberar calor latente. O calor é liberado através da adsorção de um meio de trabalho vaporoso. Em contrapartida, a energia térmica fornecida por meio da estrutura de trocador de calor 22 e 22A pode ser usada para a vaporização renovada do absorbato.

[077] Vários tipos de reator de adsorvente 1 e 1A são conhecidos, assim como vários pares de adsorvente/refrigerante.

[078] Na unidade de refrigeração do tipo de adsorção, o adsorvente e o refrigerante são geralmente referidos como um par de adsorvente e refrigerante. Enquanto sílica gel e água e crivo molecular e água, são os pares mais frequentemente usados bem como pares de refrigerante ecológico e seguro, vários outros pares de refrigerante como zeólito e água, carbono ativado e etanol, carbono ativado e propano [4-9] são em uso e sob investigação e desenvolvimento de produto.

[079] Em um ciclo de unidade de resfriamento de adsorção típico, a energia de resfriamento é extraída da evaporação de refrigerante por meio do processo de transferência de massa do evaporador 4 para o leito de adsorvedor 1 durante o processo de adsorção. Esse processo é normalmente chamado de evaporação assistida por adsorção. O potencial de captação pelos materiais adsorventes insaturados inicia a evaporação do refrigerante no processo de adsorção. Esse é um processo exotérmico e, portanto, o resfriamento externo é necessário para a rejeição de calor de adsorção que mantém o processo de adsorção. Uma vez que os materiais adsorventes se tornam saturados com o refrigerante ou o tempo de ciclo pré- estabelecido é atingido, os mesmos são isolados do evaporador 4 e são pré- aquecidos com o uso de fonte de calor externa que aumenta do sistema. Uma vez que a pressão atinge a pressão de condensador ou o tempo pré-estabelecido, o leito de adsorvedor é, então, comutado para o condensador 2. O aquecimento contínuo do adsorvente resultou no processo de regeneração e o vapor dessorvido é condensado dentro do condensador 2. Na conclusão do processo de dessorção, o adsorvedor é resfriado com o uso do circuito de resfriamento externo ao mesmo tempo em que isola o mesmo do condensador 2. Os materiais adsorventes passam pelo processo de adsorção-evaporação e o ciclo é concluído. No sistema de adsorção prático, a abordagem de múltiplos leitos é adotada para obter o efeito útil contínuo em que um ou um agrupamento de leitos realiza o processo de adsorção ao mesmo tempo em que o outro passa pelo processo de dessorção [10, 11].

[080] Os sistemas com base em adsorção são acionados pela adsorção e dessorção de um vapor de adsorbato por um adsorvente sólido poroso 27. Em contraste aos sistemas de resfriamento de compressão de vapor convencionais que são acionados por um compressor mecânico, nenhuma energia elétrica é necessária para acionar o ciclo de adsorção. O ciclo básico envolve uma fase de adsorção e fase de dessorção. Na fase de adsorção, o vapor de refrigerante é adsorvido pela substância adsorvente 27 resultando na liberação de calor. Na fase de dessorção, o calor é aplicado ao adsorvente 27, causando a dessorção do refrigerante. O calor transferido durante esses processos é conduzido por um trocador de calor 22 e 22A entre o adsorvente 27 e um fluido de transferência de calor (por exemplo, água ou metanol ou uma mistura de água-glicol) ou um ambiente externo. Os processos de adsorção e dessorção ocorrem em combinação com a evaporação e condensação de refrigerante em um evaporador 4/condensador 2. A adsorção do refrigerante gasoso reduz a pressão de vapor, promovendo a evaporação do refrigerante líquido no evaporador 4. Durante essa evaporação, o calor é extraído de um ambiente a ser resfriado, resultando na refrigeração. Fornecendo-se calor ao adsorvente 27 por meio do trocador de calor 22 e 22A, o refrigerante adsorvido é liberado na fase de vapor, regenerando, assim, o material adsorvente 27 para o próximo ciclo de adsorção. O adsorbato gasoso resultante passa para um condensador 2 em que a rejeição de calor para o ambiente ocorre. Como no resfriamento de compressão de vapor convencional, o refrigerante líquido é passado através de um sifão concêntrico, ou um sifão em P ou similares de volta para o interior do evaporador 4, e o ciclo pode, então, ser repetido.

[081] A Figura 3 é uma representação esquemática de um sistema de resfriamento com base em absorção. Como é mostrado no mesmo, na unidade de resfriamento de absorção, o compressor elétrico é substituído por uma seção/compressor térmico 1, mas com base no princípio de absorção. Os pares de adsorvente usado em uma unidade de absorção típica são água+brometo de lítio 27 ou amônia+água, ambos considerados altamente tóxicos e corrosivos.

[082] Na unidade de refrigerador (resfriamento) de absorção típica, o evaporador 4 é fornecido próximo à seção de absorvedor 49. A unidade de evaporador 4 tem uma entrada 12 e uma saída 11 para água arrefecida. A unidade de absorvedor compreende um leito de absorvedor 37 com uma entrada de linha 9 para fluxo de água de resfriamento que, então, leva para a unidade de condensador 2. A unidade de condensador 2 tem uma saída 10 para água de resfriamento. Um gerador 36 é fornecido próximo ao condensador 2 e dotado de meio de entrada 25 e meio de saída 26 para fluido quente. Um meio de troca de calor é fornecido em associação operativa com o evaporador 4 e a seção de absorvedor 49.

[083] As Figuras 4A & 4B são representações esquemáticas de uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de adsorção/compressão de vapor híbrida, que são propriedade dos requeres no presente documento, e são reveladas no Pedido de Patente copendente IN 2154/DEL/2015, cuja revelação é considerada inclusa no presente documento a título de referência, para o bem de brevidade.

[084] Em particular, a Figura 4A abrange um dispositivo em que o calor do leito de adsorção do ciclo de adsorção é bombeado para o leito de dessorção com o uso do ciclo de compressão. Em outras palavras, o processo de evaporação do ciclo de compressão de vapor é utilizado para manter o processo de adsorção que é um processo exotérmico. O calor de condensação do ciclo de adsorção e a energia do ciclo de compressão de vapor, isto é, a energia de compressão, podem ser rejeitados para o meio ambiente através de um trocador de calor resfriado por água ou ar.

[085] Na Figura 4B, o calor tanto do leito de adsorvedor 39 quanto do condensador 2 é bombeado para o leito de dessorvedor 39A. A energia excessiva, isto é, a energia de evaporação do ciclo de adsorção e a potência de compressor 1 do ciclo de MVC é rejeitada no dessorvedor 39A e para um dispositivo de resfriamento externo resfriando-se adicionalmente o refrigerante que sai do leito de dessorvedor 39A.

[086] Em ambas as configurações, a energia de resfriamento é extraída do evaporador 4 do ciclo de adsorção ao mesmo tempo em que o calor de condensação do ciclo de adsorção e do trabalho de compressor 1 é rejeitado nos dispositivos de rejeição de calor como torres de resfriamento.

[087] A Figura 4C é uma representação esquemática de um sistema de adsorvente/compressão de vapor híbrido, que é propriedade dos requerentes no presente documento, e é revelada no Pedido de Patente copendente IN 2154/DEL/2015, cuja revelação é considerada inclusa no presente documento a título de referência para o bem de brevidade. O evaporador 4 é fornecido próximo à seção de absorvedor 49. A unidade de evaporador 4 tem uma entrada 12 e uma saída 11 para água arrefecida. A unidade de absorvedor compreende um leito de absorvedor 37 com uma entrada de linha 9 para fluxo de água de resfriamento que, então, leva para a unidade de condensador 2. A unidade de condensador 2 tem uma saída 10 para água de resfriamento. Um gerador 36 é fornecido próximo ao condensador 2 e dotado de meio de entrada 25 e meio de saída 26 para fluido quente. Um meio de troca de calor 35 é fornecido em associação operativa com o evaporador 4 e a seção de absorvedor 49. Como pode ser visto, o sistema inteiro é unitário, isto é, é fornecido em um único alojamento unitário. O processo de evaporação do ciclo de compressão de vapor é utilizado para manter o processo de absorção. O calor de condensação do ciclo de absorção e a energia do ciclo de compressão de vapor, isto é, a energia de compressão, podem ser rejeitados para o meio ambiente através de um trocador de calor resfriado por água ou ar.

[088] A Figura 5 é uma representação esquemática de uma unidade de condicionamento de ar/resfriamento de compressão de vapor dividida típica. A distinção fundamental entre o dispositivo da Figura 5 e o dispositivo da Figura 1 é que a unidade de evaporador 4 é mantida remota. Entretanto, a unidade de compressão permanece uma unidade de compressor acionada eletricamente 1 que utiliza CFC’s e/ou refrigerantes sintéticos. As partes do dispositivo representadas na Figura 5 têm a mesma referência que as porções correspondentes do dispositivo da Figura 1. Os alojamentos para a unidade de evaporador e a unidade de condensador/compressor são rotulados como 20 e 21, respectivamente.

[089] Embora o ciclo de refrigeração descrito na Figura 1 tenha sido conhecido por vários anos desde a invenção da primeira unidade de resfriamento, o uso de uma unidade de condicionamento de ar dividida com base em compressor elétrico 1 ocorreu apenas ao longo dos últimos 30 a 40 anos, particularmente nas capacidades abaixo de 30 kW. Nesse tipo dividido da unidade, a seção de evaporador 4 é alojada separadamente em uma unidade interna referida na Figura 5.

[090] A presente invenção reside essencialmente em isolar geograficamente a unidade de resfriamento/interna que supre o ar de suprimento frio 12, completa ou parcialmente, a partir da unidade de condensação 32. Por exemplo, o escopo da invenção inclui tanto a separação da unidade de resfriamento 33 inteira da unidade de condensação 32 quanto a conexão das duas através de um compressor térmico 1 fornecido no mesmo alojamento que o condensador 2.

[091] Alternativamente, está dentro do escopo da invenção fornecer a seção de resfriamento como duas partes - uma unidade remota/interna/de resfriamento direta 33 que fornece ar de suprimento frio 12, e que é alimentada com refrigerante líquido resfriado a partir do meio de pseudo-evaporador na unidade externa principal. Esse pseudo-evaporador pode ser incluso no mesmo alojamento que a unidade de condensação 32 que compreende o compressor térmico 1 e o condensador 2, ou como uma unidade completamente separada.

[092] A Figura 6 é um diagrama de blocos do conceito inventivo subjacente amplo no dispositivo abrangido neste pedido. Como pode ser visto, unidade remota/interna/de resfriamento 33 é fornecida como uma unidade remota/separada, mas conectada funcionalmente com o compressor térmico 1 e, então, ao condensador 2. A unidade de compressor 32 compreende pelo menos um compressor térmico 1, independentemente de ser é do tipo adsorvente ou do tipo absorvente. As linhas de caixa tracejada 32 que circunda as unidades de condensador 2 e compressor 1 denotam que ambas as unidades estão, em geral, em um alojamento , mas também podem ser fornecidas em alojamentos separados. A unidade remota/interna/de resfriamento 33 compreende essencialmente a porção de resfriamento que auxilia na entrega de ar frio 12 ao espaço a ser resfriado. Essa unidade pode incluir tubos de evaporador 4 em uma das modalidades. Alternativamente, a porção de resfriamento pode ser fornecida remota da unidade de pseudo-evaporador 48. O pseudo- evaporador 48 é representado através de um círculo pontilhado.

[093] A Figura 7a é uma representação esquemática do dispositivo da invenção em que a unidade remota/de resfriamento/interna dividida 33 está geograficamente isolada da unidade de condensação 32 em um alojamento separado. Embora a figura mostre o condensador 2 e os reatores de adsorvente 1 e 1A no mesmo alojamento, deve ser compreendido que os mesmos também podem estar isolados/remotos um do outro. Essencialmente, o refrigerante líquido é fornecido à unidade remota/de resfriamento/interna dividida 4 da unidade de condensador 2 através de uma linha independente 15. Em geral, um sifão em P ou um sifão concêntrico ou similares é incluído. A unidade interna/de resfriamento/remota dividida 33 é suprida com ar quente de retorno de sala 11 através de uma ventoinha 8. A unidade interna/remota/ de resfriamento dividida 33 arrefece/resfria o ar quente de retorno de sala 11 e converte o mesmo para suprir ar 12 para o espaço a ser resfriado. O refrigerante é retornado para o condensador 2 através de uma unidade de compressão térmica que tem dois ou mais adsorvedores 1 e 1A em funcionamento em ciclos temporais predeterminados.

[094] Cada adsorvedor 1 e 1A é dotado de uma entrada para água de resfriamento 23/26 e uma saída para água quente 24/25. Os dois adsorvedores funcionam em ciclos temporais em tandem que são predeterminados conforme discutido abaixo. Cada compressor térmico/adsorvedor térmico/adsorvedor é dotado de válvulas do tipo sem retorno dedicadas 18, 19, 20 e 21 para transportar o refrigerante recebido a partir do evaporador 4 para a unidade de condensador 2.

[095] Conforme declarado acima, no dispositivo da invenção, a unidade de compressor usada nos sistemas de refrigerante mecânico da técnica anterior é substituída por um par duplo de unidades de compressor térmico 1 e 1A. Diferente de um compressor que funciona continuamente, os dois adsorvedores trabalham alternativamente para um dado tempo de ciclo, diga-se 3~15 minutos. Outra vantagem do presente sistema de nível dividido é que os dois reatores de adsorvente 1 e 1A, as unidades de condensador 2 e evaporador 4 não estão alojadas em um único invólucro - e sã, na realidade, fornecidas em alojamentos separados com válvulas sem retorno 18, 19, 20 e 21. O par de trabalho pode ser sílica gel/zeólito/MOF/COF/FAM (adsorvente) + água (refrigerante), sendo os mesmos muito inertes e ecológicos. Com o par de trabalho acima, a máquina opera sob um vácuo entre 6.000 (6,0 TORR) mícrons e 50.000 (50 TORR) mícrons, dependendo dos parâmetros operacionais do projeto.

[096] Nesse ciclo de refrigerante com base em adsorção, a água arrefecida a ser resfriada fornece o calor para o refrigerante ferver e vaporizar dirigindo-se a mesma para o adsorvedor através da válvula de interconexão V4/21 ou V1/21, dependendo de qual adsorvedor está em processo de adsorção. O refrigerante em evaporação resfria a água de chegada para fornecer água arrefecida de saída. O vapor (adsorbato) continua a ser adsorvido no adsorvente no trocador de calor de adsorvedor 22. Ao se aproximar da capacidade de trabalho útil, o ciclo de adsorvedor é concluído. Durante esse período a água de resfriamento é fornecida no interior do trocador de calor de adsorvedor 22 com a finalidade de extrair e levar o calor gerado durante a adsorção. No fim do ciclo, a válvula 20 entre a unidade remota/de resfriamento/interna dividida 4 e o adsorvedor 1 é fechada e a válvula 19 entre o adsorvedor 1A e o condensador 2 é aberta, e água quente flui através do trocador de calor de adsorvedor 22A para fornecer o calor para dessorção do adsorbato a partir do adsorvente 27, dirigindo-o para o condensador 2.

[097] O refrigerante quente, como vapor, sob pressão entre no condensador 2 em que a água de resfriamento externa extrai o calor, liquefazendo, assim, o refrigerante e fazendo com que o mesmo flua por gravidade para o evaporador 4 em uma base contínua. No fim do ciclo de adsorção, o próximo adsorvedor entra em jogo, tornando-se agora o adsorvedor, assim como explicado anteriormente; após a conclusão do ciclo de adsorção o adsorvedor comuta seu modo e se torna o dessorvedor. O tempo de ciclo, entre 3~15 minutos, dependerá do trocador de calor, das cinéticas do adsorbato no adsorvente, da temperatura da água quente de regeneração e do tipo de adsorvente usado, e da temperatura de água de resfriamento.

[098] Os dispositivos representados na Figura 7a(i), (ii) e (iii) diferem principalmente no tipo, projeto, e construção do evaporador

[099] O evaporador do tipo de vácuo aloja um trocador de calor de evaporador de filme descendente específico que fornece um meio eficiente de evaporar o refrigerante líquido (água), sob vácuo, para a fase de gás. O evaporador de filme descendente 5, conforme mostrado é apenas um exemplo, outros tipos de trocadores de calor para evaporação também podem ser aplicados. Tipicamente, no evaporador 5 em revisão, a água na forma de vapor é retornada para a unidade principal a aproximadamente 5 a 7 °C.

[0100] Está combinado com a unidade de evaporador 5 um sifão em P que evita que o gás vaporizado empurre de volta o líquido para o condensador 2 da unidade principal. No evaporador 5, os tubos de evaporador através dos quais o refrigerante está a fluir, descer e ser vaporizado são mostrados como verticais. Entretanto, isso não é essencial ou obrigatório, e tubos horizontais ou inclinados também podem ser configurados. Em ambos os casos, faz-se uso, em geral, de aletas estendidas para superfície de tubo aperfeiçoada para troca de calor mais eficiente com o fluxo de ar a ser resfriado. O evaporador 5 conforme mostrado tem um reservatório de refrigerante e uma pequena bomba de líquido 44 para circular e aspergir o refrigerante para fluir no interior dos tubos.

[0101] Em outra modalidade da invenção representada na Figura 7b, o meio de compressão, juntamente com o meio de condensador podem ser segregados, isolando, assim, somente a unidade de resfriamento/remota/interna dividida 33 no interior de uma unidade interna para suprimento de ar 12 ao espaço a ser resfriado. Essas modalidades/componentes são descritas em detalhes abaixo e referidos como: (a) unidade de resfriamento/interna/remota dividida 33 alimentada com refrigerante líquido resfriado a partir da unidade de adsorção principal, e (b) unidade de adsorção principal 32 que compreende o compressor térmico 1 e 1A, o condensador 2 e o pseudo-evaporador 48.

[0102] A unidade de adsorvedor pode utilizar quaisquer pares de adsorvente-refrigerante conhecidos. O seguinte princípio de trabalho é com referência a um par de sílica gel-água visto que esse é o mais comum e proeminentemente usado. No caso do par de sílica gel-água o pseudo-evaporador deve operar sob pressão negativa.

[0103] A unidade remota/de resfriamento/interna dividida 33 representada esquematicamente nas Figuras 7a(i), 7a(ii), 7a(iii) e 7b descreve a configuração para uma unidade remota de 3,5 kW (uma tonelada de refrigeração), com a unidade principal também tendo uma capacidade de resfriamento de 3,5 kW (1 RT). Visto que a água tem um calor de vaporização latente muito alto, a linha de líquido a partir da unidade principal para a unidade interna/remota/ de resfriamento dividida 33 é projetada para ser pequena em diâmetro, em uma temperatura de aproximadamente 30 a 35 °C.

[0104] Na Figura 7b a unidade de ventiloconvector 33, que é remota é alimentada com refrigerante líquido (água), a partir da unidade de adsorção principal que é remota ou externa. A unidade interna 32, conforme mostrado, é completa com trocador de calor do tipo de aleta estendida, filtro de ar e ventilador juntamente com motor e recipiente de drenagem de condensado. Para esse tipo de unidade interna, um refrigerante líquido frio (água arrefecida), diga-se a 7 °C e a água líquida após o trocador de calor, diga-se a 12 °C é retornada para a unidade principal em um pseudo- evaporador 48 a partir do qual os tubos de trocador de calor foram retirados completamente. Conforme mostrado na Figura 7b, a seção de evaporação tradicional de unidade principal de onde os tubos foram removidos é reposta/substituída/ocupada por uma disposição do tipo preenchimento de torre de resfriamento, ou qualquer outra disposição adequada equivalente para gerar continuamente líquido (água) de baixa temperatura a aproximadamente 7 °C para a unidade de resfriamento/interna/remota dividida 33. A água de retorno a aproximadamente 12 °C, juntamente com o condensado de retorno do condensador 2, é fornecida continuamente ao pseudo- evaporador 48. No caso dessa unidade de resfriamento, tipicamente para 3,5 kW (1 RT), a linha de líquido do reservatório de unidade principal precisará carregar água líquida a 0,54 m3/hora (2,4 USGPM) a aproximadamente 7 °C e a temperatura de água de retorno típica para a unidade será aproximadamente 12 °C.

[0105] A Figura 8a é uma representação da aplicação do conceito ‘dividido’ da invenção a um sistema de refrigerador de absorção. Diferente da unidade de refrigerador de absorção (resfriamento) típica em que o evaporador 4 é fornecido próximo à seção de absorvedor 49, na presente invenção, a seção de resfriamento/remota/interna dividida 33 é segregada e fornecida em um alojamento independente 33. A unidade remota/interna/de resfriamento dividido 33 é funcionalmente conectada ao alojamento principal que contém a unidade de absorvedor 49 e o trocador de calor 35. Uma linha separada conduz o líquido refrigerante da unidade de condensador 2 para a unidade de resfriamento/interna/remota dividida 33. O refrigerante vaporizado aquecido é conduzido para a unidade de absorvedor. O ar de suprimento frio 12 é fornecido de sala por meio de uma ventoinha de evaporador 8 fornecida no alojamento de evaporador 33.

[0106] A construção do condensador 2, gerador 36, seção de absorvedor 49 e a seção de trocador de calor 35 pode permanecer a mesma que na técnica. A unidade de absorvedor compreende um leito de absorvedor 37 com uma entrada de linha para fluxo do refrigerante usado a partir da unidade de resfriamento/remota/interna 33, que é, então, alimentado à unidade de condensador 2. A unidade de condensador 2 tem uma saída 10 para água de resfriamento. Um gerador 36 é fornecido próximo ao condensador 2 e dotado de meio de entrada 25 e saída 26 para o fluido quente. Um meio de troca de calor 35 é fornecido em associação operativa com o evaporador 4 e a seção de absorvedor 49.

[0107] Os dispositivos representados na Figura 8a(i), (ii) e (iii) diferem principalmente no tipo, projeto, e construção do evaporador

[0108] A Figura 8b é uma representação de um sistema com base em absorvedor em que o conceito de pseudo-evaporador 48 é utilizado. Como anteriormente, o meio de evaporador 5 e a seção de resfriamento/remota/interna dividida 4 são mantidos remotos entre si. A função de evaporação e arrefecimento é executada em um nível na unidade de tubo de troca de calor 5. O líquido refrigerante arrefecido é introduzido a partir dessa unidade para a seção de resfriamento/evaporador 4, utilizado para arrefecer o ar quente de retorno 11 e dispersar ar de suprimento frio 12 para o espaço a ser resfriado. O fluido refrigerante usado é, então, reciclado de volta para a unidade de pseudo-evaporador 48. A porção líquida é retornada para o reservatório do pseudo-evaporador 48. A porção vaporizada do refrigerante é conduzida para a seção de condensador 1 em que é condensada e, então, reciclada para uso de volta ao pseudo-evaporador 48.

[0109] Referindo-se agora às Figuras 9a e 10a, as mesmas representam mecanismos alternativos para um sistema de adsorção/compressão de vapor híbrido dividido. A Figura 9a representa um sistema em que o calor do leito de adsorção 39 do ciclo de adsorção é bombeado para o leito de dessorvedor 39A com o uso do ciclo de compressão. Em outras palavras, o processo de evaporação do ciclo de compressão de vapor é utilizado para manter o processo de adsorção que é um processo exotérmico. O calor de condensação do ciclo de adsorção e a energia do ciclo de compressão de vapor, isto é, a energia de compressão, podem ser rejeitados para o meio ambiente através de um trocador de calor 38 resfriado por água ou ar.

[0110] Na Figura 10a, o calor tanto do leito de adsorvedor 39 quanto do condensador 2 é bombeado para o leito de dessorvedor 39A. A energia excessiva, isto é, a energia de evaporação do ciclo de adsorção e a potência de compressor do ciclo de MVC é rejeitada no dessorvedor 39A e para um dispositivo de resfriamento externo resfriando-se adicionalmente o refrigerante que sai do leito de dessorvedor 39A.

[0111] Em ambas as configurações, a energia de resfriamento é extraída do evaporador 4 do ciclo de adsorção ao mesmo tempo em que o calor de condensação do ciclo de adsorção e do trabalho de compressor 1 é rejeitado nos dispositivos de rejeição de calor como torres de resfriamento.

[0112] O processo de condensação do ciclo de compressão de vapor fornece a fonte de calor para o processo de regeneração do ciclo de adsorção em funcionamento no modo de dessorção. Portanto, o ciclo combinado elimina essencialmente os circuitos de resfriamento e aquecimento para os leitos de adsorvedor 39 e 39A de um ciclo de adsorção convencional e o sistema se torna significativamente compacto, portátil e operacional por compressor acionado eletricamente 1. O método de resfriamento e aquecimento para adsorção, condensação e regeneração do ciclo de adsorção é aplicável a qualquer tipo de par de adsorvente+adsorbato.

[0113] O ciclo combinado discutido acima no presente documento fornece coeficiente de desempenho superior (COP) em comparação a qualquer ciclo de compressão de vapor ou ciclo de adsorção convencional. A comutação entre os leitos de adsorvedor 39 e 39A para a evaporação e a condensação do ciclo de compressão de vapor é alcançada com o uso de válvula de 4 vias 50 ao mesmo tempo em que uma válvula de 3 vias 51 é usada para a rejeição da energia de condensação do ciclo de adsorção, conforme representado na Figura 2.

[0114] Os ciclos de adsorção de sistema de adsorção/compressão de vapor híbrido dividido podem variar de dois leitos de adsorvedor 39 e 39A a sistemas de múltiplos leitos como 3 leitos ou 4 leitos. Para situações de múltiplos leitos, o refrigerante para o resfriamento e aquecimento pode ser distribuído para os leitos de adsorvedor 39 e 39A adequadamente, concretizando, assim, os processos de adsorção e dessorção.

[0115] Vários pares de material (água-sílica gel, água-zeólito etc.) podem ser usados no ciclo de adsorção, que opera tipicamente em vácuo e é independente do ciclo de compressão de vapor. Esse sistema de ciclo de adsorção apenas usa o calor do condensador, o qual, de outro modo, é rejeitado para o meio ambiente. Os fluidos refrigerantes nunca se misturam. O sistema de compressão de vapor é utilizado para resfriar o leito de adsorvedor e aquecer o leito de dessorvedor completamente, eliminando, assim, o resfriamento e aquecimento externo para os adsorvedores. A carga de resfriamento é extraída do evaporador 4 do ciclo de adsorção. A temperatura de evaporação do ciclo de MVC é elevada para a temperatura de adsorção ao mesmo tempo em que o condensador 2 da refrigeração ocorre na temperatura de dessorção. O sistema tem dois circuitos de refrigerante separados, a saber, um para o ciclo de adsorção e o outro para o ciclo de MVC.

[0116] Como pode ser visto, as modalidades das Figuras 9a e 10a diferem essencialmente em que na última citada o calor tanto do leito de adsorção quanto do condensador 2 é bombeado para o leito de dessorção 39A, considerando que no anterior, apenas o calor do leito de adsorção 39 é bombeado. Em ambas as sub-modalidades, a seção de resfriamento/remota/interna dividida 4 está remota e alojada separadamente dos outros componentes do sistema. A unidade remota/de resfriamento/interna dividida 4 é conectada de modo operacional aos trocadores de calor 38 e 38A para o retorno do gás refrigerante para o condensador 2 e para a entrada de fluido refrigerante 15.

[0117] As Figuras 9a(i), 9a(ii) e 9a(iii) são representações adicionais do dispositivo da Figura 9a em que diferentes tipos de evaporadores 4 são utilizados. A Figura 9b é uma representação de um sistema de adsorvente/compressão de vapor híbrido "dividido" em que a unidade de resfriamento/interna/remota dividida 4 está remota em relação ao meio de pseudo-evaporador. Os tubos de pseudo-evaporador são fornecidos distantes da unidade de resfriamento/interna/remota dividida e pode ser integral ou separada da unidade externa/principal que contém a unidade de condensador 2 e os sistemas de compressão. O gás refrigerante é emitido a partir da unidade de resfriamento/remota/interna dividida para o interior da unidade de componente de pseudo-evaporador 48 e a partir da mesma para o interior do sistema de compressão. Esse é, então, enviado para o condensador 2 e, então, retornado para o meio de pseudo-evaporador para arrefecimento e transmissão adiante para o interior da unidade remota/de resfriamento/interna dividida na forma de líquido refrigerante resfriado 15. As Figuras 10a(i), 10a(ii) e 10a(iii) são representações adicionais do dispositivo da Figura 10a em que diferentes tipos de evaporadores são utilizados.

[0118] A Figura 10b é uma representação de um sistema de adsorvente/compressão de vapor híbrido "dividido" em que a unidade de resfriamento/interna/remota dividida 4 está remota em relação ao meio de pseudo- evaporador. Os tubos de pseudo-evaporador são fornecidos distantes da unidade de resfriamento/interna/remota dividida e pode ser integral ou separada da unidade externa/principal que contém a unidade de condensador 2 e os sistemas de compressão. O gás refrigerante é emitido a partir da unidade de resfriamento/remota/interna dividida para o interior da unidade de componente de pseudo-evaporador 48 e a partir da mesma para o interior do sistema de compressão. Esse é, então, enviado para o condensador 2 e, então, retornado para o meio de pseudo-evaporador para arrefecimento e transmissão adiante para o interior da unidade remota/de resfriamento/interna dividida na forma de líquido refrigerante resfriado 15.

[0119] A Figura 11a é uma representação da aplicação do conceito ‘dividido’ da invenção a um sistema de refrigerador de absorção/compressão de vapor híbrido. Diferente da unidade de refrigerador de absorção (resfriamento) típica em que o evaporador 4 é fornecido próximo à seção de absorvedor 49, na presente invenção, a seção de resfriamento/remota/interna dividida 33 é segregada e fornecida em um alojamento independente 33. A unidade remota/interna/de resfriamento dividido 33 é funcionalmente conectada ao alojamento principal que contém a unidade de absorvedor 49 e o trocador de calor 35. Uma linha separada conduz o líquido refrigerante da unidade de condensador 2 para a unidade de resfriamento/interna/remota dividida 33. O refrigerante aquecido e parcialmente vaporizado é conduzido para a unidade de absorvedor 33. O ar de suprimento frio 12 é fornecido de sala por meio de uma ventoinha de evaporador 8 fornecida no alojamento de evaporador 33. O processo de evaporação do ciclo de compressão de vapor é utilizado para manter o processo de absorção. O calor de condensação do ciclo de absorção e a energia do ciclo de compressão de vapor, isto é, a energia de compressão, podem ser rejeitados para o meio ambiente através de um trocador de calor resfriado por água ou ar.

[0120] A construção do condensador 2, gerador 36, seção de absorvedor 49 e a seção de trocador de calor 35 pode permanecer a mesma que na técnica. A unidade de absorvedor compreende um leito de absorvedor 37 com uma entrada de linha para fluxo do refrigerante usado a partir da unidade de resfriamento/remota/interna 33, que é, então, alimentado à unidade de condensador 2. A unidade de condensador 2 tem uma saída 10 para água de resfriamento. Um gerador 36 é fornecido próximo ao condensador 2 e dotado de meio de entrada 25 e saída 26 para o fluido quente. Um meio de troca de calor 35 é fornecido em associação operativa com o evaporador 4 e a seção de absorvedor 49.

[0121] As Figuras 11a(i), 11a(ii) e 11a(iii) são representações adicionais do dispositivo da Figura 11a em que diferentes tipos de evaporadores são utilizados. A Figura 11b é uma representação de um sistema de absorvente/compressão de vapor híbrido "dividido" em que a unidade de resfriamento/interna/remota dividida 4 está remota em relação ao meio de pseudo-evaporador. Os tubos de pseudo- evaporador são fornecidos distantes da unidade de resfriamento/interna/remota dividida e pode ser integral ou separada da unidade externa/principal que contém a unidade de condensador 2 e os sistemas de compressão. O fluido refrigerante é emitido a partir da unidade de resfriamento/remota/interna dividida para o interior da unidade de componente de pseudo-evaporador 48 e a partir da mesma para o interior do sistema de compressão. Esse é, então, enviado para o condensador 2 e, então, retornado para o meio de pseudo-evaporador para arrefecimento e transmissão adiante para o interior da unidade remota/de resfriamento/interna dividida na forma de líquido refrigerante resfriado 15.

[0122] Um trabalho extensivo está em andamento globalmente para reduzir o tamanho do compressor térmico, isto é, o adsorvedor que combina “materiais” avançados com trocador de calor específico que fornece cinética aprimorada, tempo de ciclo mais curto e capacidade de resfriamento altamente aprimorada por unidade de volume do trocador de calor. Tudo isso tornou possível usar unidades de resfriamento de adsorção para o transporte móvel. Os métodos de resfriamento remoto descritos na invenção podem ser usados com facilidade para esse equipamento de transporte móvel.

[0123] Vários avanços para COP aprimorado (coeficiente de desempenho) estão em andamento com o uso de unidades elétricas de compressão de vapor híbridas juntamente com unidades de adsorção/absorção. Visto que em todos esses casos há um tipo comum de seção de evaporador, essa seção de evaporador também pode ser convertida em uma unidade de resfriamento interna, dividida e remota como já descrito acima, em ambas as formas e em formas adicionais.

[0124] O trocador de calor de adsorção forma uma parte crítica do dispositivo. Esse componente e sua saída de resfriamento específica é significativamente influenciada pelo adsorvente, referido como “material” e a forma que é unido em relação ao trocador de calor, a combinação que influencia a cinética, o tempo de ciclo, e a potência de resfriamento específica geral por volume do adsorvedor.

[0125] O material usado pode ser crivos moleculares/sílica gel, MOF, FAMs, COFs, etc. O trocador de calor de adsorvedor compreende essencialmente dois itens principais: o tubo aletado básico ou trocador de calor de superfície aperfeiçoada + o adsorvente (“material”). A combinação desses dois aprimora a potência de resfriamento específica por litro do trocador de calor de adsorvedor. Vários avanços estão em andamento com o uso de novos materiais, novos métodos de aderência de adsorvente (material) para aprimorar a condutividade térmica e cinéticas, etc.

[0126] Os adsorventes usados podem ser adsorventes físicos, adsorventes químicos, ou adsorventes compósitos. Os adsorventes físicos que são utilizáveis incluem materiais com tamanhos de poro diferentes como silicatos mesoporosos, zeólitos, fosfatos de metaloalumino, carbonos porosos e armações orgânicas de metal. Os silicatos mesoporosos incluem materiais como sílica gel amorfa sintética que têm uma rede rígida e contínua de sílica coloidal conectada a grãos pequenos de SiO4 hidratado. Os carbonos porosos incluem carbonos ativados obtidos gaseificando-se carvão com um agente oxidante. Os zeólitos incluem materiais de silicato de alumina microporosos cristalinos e incluem várias faixas como HZSM-5, ZSM5, zeólito HY etc. As vantagens dos materiais de zeólito ou à base de zeólito são sua diversidade de usos, e sua susceptibilidade à modificação dependente do propósito de uso. As armações orgânicas de metal são uma nova geração de materiais que são microporosos, têm alta porosidade, tamanho de poro uniforme e têm sítios de adsorção bem definidos e área de superfície grande. Essas armações compreendem, tipicamente, ligantes orgânicos que conectam centros de metal.

[0127] Os adsorventes químicos incluem cloretos de metal como cloreto de cálcio, cloreto de bário, cloreto de estrôncio etc., hidretos de sal e metal como hidreto de lítio, hidreto de cálcio, hidretos polimerizados altos de natureza covalente e hidretos moleculares de não metal e óxidos de metal.

[0128] Os adsorventes compósitos incluem combinações de adsorventes químicos e físicos como combinações de cloreto de metal e fibras de carbono ativado, grafite expandido, sílica gel ou zeólito. Os adsorventes compósitos fornecem uma vantagem no aperfeiçoamento de desempenho de adsorventes físicos sem incorrer o efeito de adsorventes químicos como dilação, condutividade insatisfatória ou aglomeração.

[0129] Os trocadores de calor usados podem ser do tipo de dois leitos ou do tipo de três leitos e podem utilizar aletas revestidas ou uma abordagem de leito granular ou uma combinação dos mesmos. Para fins de brevidade, a descrição do pedido de patente copendente 81/DEL/2014 depositado em 10 de janeiro de 2014 é incorporada no presente documento a título de referência. Esse pedido copendente se refere a um dispositivo de trocador de calor de adsorção híbrido inovador com capacidade de resfriamento específica aperfeiçoada. Esse dispositivo com todas as suas modificações pode ser utilizado na unidade de condicionamento de ar de adsorção split da invenção.

[0130] Acredita-se, de modo razoável, que o dispositivo da invenção fornece várias vantagens distintas em relação aos sistemas da técnica anterior. Os mesmos são resumidos abaixo: 1. Temperatura de regeneração tão baixa quanto 50 °C (tipicamente abaixo de 100 °C). 2. Operacional ao longo de uma ampla faixa de temperatura para quente, resfriada e arrefecida. 3. Energia solar/energia térmica de processo de resíduo aciona sua operação. 4. Manutenção e custos operacionais baixos. 5. Vida útil de máquina estendida. 6. Uso de água como refrigerante, evitando, assim, problemas ambientais como potencial de aquecimento global e esgotamento da camada de ozônio, evitando adicionalmente uma pegada de emissão de carbono alta. 7. Nenhuma cristalização, corrosão, vazamentos perigosos, ou problemas de descarte de produto químico. 8. Nenhuma vibração ou ruído e operações simples e contínuas. 9. A eficácia aprimorada do ciclo geral eliminando-se a unidade de manipulação de ar adicional (AHU). 10. O custo operacional de capital inferior eliminando-se AHU adicional e circuito de água arrefecida. 11. O sistema de sorção livre de orientação com evaporador do tipo dividido.

[0131] Deve ser compreendido que modificações e desenvolvimentos à revelação fornecida no presente documento estão abrangidos no escopo da invenção.

REFERÊNCIAS

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Claims (44)

1. Unidade de condicionamento de ar do tipo dividida CARACTERIZADA pelo fato de que compreende essencialmente: um primeiro componente (32) que compreende essencialmente um ou mais compressores (1, 1A) em que pelo menos um compressor (1, 1A) é um compressor de adsorção ou absorção e um condensador (2); e um ou mais segundos componentes (33) separados do dito primeiro componente (32), em que cada um é fornecido em um alojamento dedicado e que compreende um evaporador (4); sendo que cada evaporador (4) é conectado ao condensador (2) através de uma ou mais linhas de sucção e uma ou mais linhas de líquido; em que a dita uma ou mais das ditas linhas de sucção fornecem fluido refrigerante descarregado a partir de cada evaporador (4) através do dito um ou mais compressores (1, 1A) ao dito condensador (2); em que a dita uma ou mais linhas de líquido conduzem fluido refrigerante a cada evaporador (4) a partir do dito condensador (2).

2. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o compressor (1, 1A) é selecionado a partir do grupo que consiste em uma unidade de adsorção, uma unidade de absorção, uma unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida e uma unidade de absorção/compressão de vapor híbrida.

3. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o compressor (1, 1A) é uma unidade de adsorção ou uma unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida.

4. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o adsorvente usado no caso de uma unidade de adsorção ou unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida ser selecionada a partir do grupo que consiste em zeólitos, silicatos mesoporosos, silicatos de metal insolúveis, sílica gel do tipo A, sílica gel do tipo RD, sílica gel do tipo S2, fibra de carbono ativado, carbono ativado granular, alumina ativada, carbono ativado altamente poroso, Zr6O4(OH)4 ligado com ligantes, MIL-101Cr, estruturas orgânicas de metal, estruturas orgânicas covalentes, materiais adsorventes funcionais e similares, sozinhos ou em qualquer combinação dos mesmos.

5. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o compressor (1, 1A) é uma unidade de absorção ou uma unidade de absorção/compressão de vapor híbrida.

6. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que a unidade de absorção ou a unidade de absorção/compressão de vapor híbrida é dotada de uma mistura de refrigerante- absorvente selecionada a partir do grupo que consiste em água-brometo de lítio, amônia-água, amônia-nitrato de lítio, amônia-tiocianato de sódio ou combinação dos mesmos.

7. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que o refrigerante é selecionado a partir do grupo que consiste em água, metano, metanol, etanol, amônia, CFCs, HCFCs, HFCs e similares.

8. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que a linha de líquido é dotada de uma ou mais unidades de controle de fluxo de refrigerante selecionadas a partir do grupo que consiste em tipos diferentes de válvulas de redução de fluxo, válvulas de expansão, capilares, sifões em P e dispositivos de medição.

9. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 1 a 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o um ou mais evaporadores (4) são selecionados a partir do grupo que consiste em tubular de filme descendente (horizontal/vertical), tubular de filme ascendente/descendente, de circulação forçada (tubular/placa), tipo de placa, placa de filme descendente, e de circulação forçada, e qualquer combinação dos mesmos, todos com ou sem tratamento de superfície aperfeiçoado para auxiliar a evaporação de superfície.

10. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 1 a 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o primeiro componente (32) quando contém uma unidade de adsorção ou unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida, é montável em qualquer dispositivo veicular.

11. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o evaporador (4) é uma unidade de resfriamento e os tubos de troca de calor de evaporador são retirados e realiza a função de resfriamento/troca de calor na unidade de resfriamento remota.

12. Unidade de condicionamento de ar do tipo dividida, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende essencialmente: um primeiro componente (32) que contém essencialmente um ou mais compressores (1, 1A) em que pelo menos um compressor (1, 1A) é um compressor de adsorção ou absorção e um condensador (2) e um evaporador (48); e um ou mais segundos componentes (33) separados do dito primeiro componente (32), em que cada um é fornecido em um alojamento dedicado e compreende um refrigerador (4); em que cada refrigerador (4) é conectado ao pseudo-evaporador (48) através de uma ou mais linhas de suprimento de refrigerante líquido e uma ou mais linhas de retorno de refrigerante vaporizado; a dita uma ou mais linhas de suprimento de refrigerante líquido fornecem refrigerante do pseudo-evaporador (48) para cada dos referidos refrigeradores (4), as referidas uma ou mais linhas de retorno de refrigerante vaporizado retornam o refrigerante de cada um dos ditos refrigeradores (4) para o pseudo-evaporador (48), e o refrigerante do pseudo-evaporador (48) é direcionado para o dito condensador (2) através do dito compressor (1, 1A) para condensação e recirculação.

13. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADA pelo fato de que o compressor (1, 1A) é selecionado a partir do grupo que consiste em uma unidade de adsorção, uma unidade de absorção, uma unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida e uma unidade de absorção/compressão de vapor híbrida.

14. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, CARACTERIZADA pelo fato de que o compressor (1, 1A) é uma unidade de adsorção ou uma unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida.

15. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADA pelo fato de que o adsorvente usado no caso de uma unidade de adsorção ou unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida ser selecionada a partir do grupo que consiste em zeólitos, silicatos mesoporosos, silicatos de metal insolúveis, sílica gel do tipo A, sílica gel do tipo RD, sílica gel do tipo S2, fibra de carbono ativado, carbono ativado granular, alumina ativada, carbono ativado altamente poroso, Zr6O4(OH)4 ligado com ligantes, MIL-101Cr, estruturas orgânicas de metal, estruturas orgânicas covalentes, materiais adsorventes funcionais e similares, sozinhos ou em qualquer combinação dos mesmos.

16. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, CARACTERIZADA pelo fato de que o compressor (1, 1A) é uma unidade de absorção ou uma unidade de absorção/compressão de vapor híbrida.

17. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADA pelo fato de que a unidade de absorção ou a unidade de absorção/compressão de vapor híbrida é dotada de uma mistura de refrigerante- absorvente selecionada a partir do grupo que consiste em água-brometo de lítio, amônia-água, amônia-nitrato de lítio, amônia-tiocianato de sódio ou qualquer combinação dos mesmos.

18. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, CARACTERIZADA pelo fato de que o refrigerante é selecionado a partir do grupo que consiste em água, metano, metanol, etanol, amônia, CFCs, HCFCs, HFCs e similares.

19. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 12 a 18, CARACTERIZADA pelo fato de que uma ou mais unidades de controle de fluxo de refrigerante selecionadas a partir do grupo que consiste em tipos diferentes de válvulas de redução de fluxo, válvulas de expansão, capilares, sifões em P e dispositivos de medição são fornecidas na linha de suprimento de refrigerante líquido entre o condensador (2) e o dito pseudo-evaporador (48).

20. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 12 a 19, CARACTERIZADA pelo fato de que o pseudo-evaporador (48) tem um trocador de calor selecionado a partir do grupo que consiste em filme pulverizado/descendente sobre um componente com área de superfície consideravelmente expandida do tipo que compreende preenchimento de torre de resfriamento, malha de rede metálica, espuma de fibra inorgânica ou metálica.

21. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com a reivindicação 12 a 20, CARACTERIZADA pelo fato de que a unidade de resfriamento tem um trocador de calor selecionado a partir do grupo que consiste em um trocador de calor de tubo aletado tradicional e trocador de calor de tubo aperfeiçoado

22. Unidade de condicionamento de ar, de acordo com as reivindicações 1 a 19, CARACTERIZADA pelo fato de que o primeiro componente (32), quando contém uma unidade de adsorção ou unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida, é montável em um dispositivo veicular.

23. Método para refrigeração de adsorção de nível dividido com um dispositivo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores 1 a 11, sendo que o método é CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: fornecer um primeiro componente (32) que compreende um ou mais compressores (1, 1A) em que pelo menos um compressor (1, 1A) é um compressor de adsorção ou absorção e um condensador (2); fornecer um ou mais segundos componentes (33) separados do dito primeiro componente (32), em um alojamento dedicado, em que o um ou mais segundos componentes (33) compreende um evaporador (4); conectar cada evaporador (4) ao condensador (2) através de uma ou mais linha de sucção e uma ou mais linha de líquido para entrada e saída do meio refrigerante; descarregar fluido refrigerante a partir de cada dito evaporador (4) através da uma ou mais das ditas linhas de sucção para o interior de um ou mais compressor (1, 1A) e através dos mesmos para o condensador (2);conduzir fluido refrigerante através da dita uma ou mais linhas de líquido a cada dito evaporador (4) a partir do dito condensador (2).

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que o compressor (1, 1A) é selecionado a partir do grupo que consiste em uma unidade de adsorção, uma unidade de absorção, uma unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida e uma unidade de absorção/compressão de vapor híbrida.

25. Método, de acordo com a reivindicação 23 ou 24, CARACTERIZADO pelo fato de que o compressor (1, 1A) é uma unidade de adsorção ou uma unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida.

26. Método, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que o adsorvente usado no caso de uma unidade de adsorção ou unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida ser selecionada a partir do grupo que consiste em zeólitos, silicatos mesoporosos, silicatos de metal insolúveis, sílica gel do tipo A, sílica gel do tipo RD, sílica gel do tipo S2, fibra de carbono ativado, carbono ativado granular, alumina ativada, carbono ativado altamente poroso, Zr6O4(OH)4 ligado com ligantes, MIL-101Cr, estruturas orgânicas de metal, estruturas orgânicas covalentes, materiais adsorventes funcionais e similares, sozinhos ou em qualquer combinação dos mesmos.

27. Método, de acordo com a reivindicação 23 ou 24, CARACTERIZADO pelo fato de que o compressor (1, 1A) é uma unidade de absorção ou uma unidade de absorção/compressão de vapor híbrida.

28. Método, de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de absorção ou a unidade de absorção/compressão de vapor híbrida é dotada de uma mistura de refrigerante-absorvente selecionada a partir do grupo que consiste em água-brometo de lítio, amônia-água, amônia-nitrato de lítio, amônia- tiocianato de sódio ou combinação dos mesmos.

29. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o refrigerante é selecionado a partir do grupo que consiste em água, metano, metanol, etanol, amônia, CFCs, HCFCs, HFCs e similares.

30. Método, de acordo com a reivindicação 23 a 29, CARACTERIZADO pelo fato de que a linha de líquido é dotada de uma ou mais unidades de controle de fluxo de refrigerante selecionadas a partir do grupo que consiste em tipos diferentes de válvulas de redução de fluxo, válvulas de expansão, capilares, sifões em P e dispositivos de medição.

31. Método, de acordo com a reivindicação 23 a 29, CARACTERIZADO pelo fato de que o um ou mais evaporadores (4) são selecionados a partir do grupo que consiste em tubular de filme descendente (horizontal/vertical), tubular de filme ascendente/descendente, de circulação forçada (tubular/placa), tipo de placa, placa de filme descendente, e de circulação forçada, e qualquer combinação dos mesmos, todos com ou sem tratamento de superfície aperfeiçoado para auxiliar a evaporação de superfície.

32. Método, de acordo com a reivindicação 23 a 31, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro componente (32), quando contém uma unidade de adsorção ou unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida, é montado em qualquer dispositivo veicular.

33. Método, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que a função de resfriamento/troca de calor é executada em uma unidade de resfriamento remota em que os tubos de troca de calor de evaporador são retirados da unidade de evaporador de base.

34. Método para refrigeração de adsorção de nível dividido com um dispositivo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 12 a 22, sendo que o dito método é CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:fornecer um primeiro componente (32) que contém essencialmente um ou mais compressores (1, 1A) em que pelo menos um compressor (1, 1A) é um compressor de adsorção ou absorção e um condensador (2) e um pseudo-evaporador (48); e fornecer um ou mais segundos componentes (33) separados do dito primeiro componente (32), cada um em um alojamento dedicado e que compreende um refrigerador (4);conectar cada refrigerador (4) ao pseudo-evaporador (48) através de uma ou mais linhas de suprimento de refrigerante líquido, e uma ou mais linhas de retorno de refrigerante vaporizado;fornecer refrigerante através de uma ou mais das linhas de suprimento de refrigerante líquido do pseudo-evaporador (48) para cada refrigerador (4), retornando o refrigerante de cada refrigerador (4) para o pseudo-evaporador (48) através das uma ou mais linhas de retorno de refrigerante vaporizado, e direcionando refrigerante do pseudo-evaporador (48) para o condensador (2) através dos ditos compressores (1, 1A) para condensação e recirculação.

35. Método, de acordo com a reivindicação 34, CARACTERIZADO pelo fato de que o compressor (1, 1A) é selecionado a partir do grupo que consiste em uma unidade de adsorção, uma unidade de absorção, uma unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida e uma unidade de absorção/compressão de vapor híbrida.

36. Método, de acordo com a reivindicação 34 ou 35, CARACTERIZADO pelo fato de que o compressor (1, 1A) é uma unidade de adsorção ou uma unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida.

37. Método, de acordo com a reivindicação 36, CARACTERIZADO pelo fato de que o adsorvente usado no caso de uma unidade de adsorção ou unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida ser selecionada a partir do grupo que consiste em zeólitos, silicatos mesoporosos, silicatos de metal insolúveis, sílica gel do tipo A, sílica gel do tipo RD, sílica gel do tipo S2, fibra de carbono ativado, carbono ativado granular, alumina ativada, carbono ativado altamente poroso, Zr6O4(OH)4 ligado com ligantes, MIL-101Cr, estruturas orgânicas de metal, estruturas orgânicas covalentes, materiais adsorventes funcionais e similares, sozinhos ou em qualquer combinação dos mesmos.

38. Método, de acordo com a reivindicação 34 ou 35, CARACTERIZADO pelo fato de que o compressor (1, 1A) é uma unidade de absorção ou uma unidade de absorção/compressão de vapor híbrida.

39. Método, de acordo com a reivindicação 38, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de absorção ou a unidade de absorção/compressão de vapor híbrida é dotada de uma mistura de refrigerante-absorvente selecionada a partir do grupo que consiste em água-brometo de lítio, amônia-água, amônia-nitrato de lítio, amônia- tiocianato de sódio ou em qualquer combinação dos mesmos.

40. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o refrigerante é selecionado a partir do grupo que consiste em água, metano, metanol, etanol, amônia, CFCs, HCFCs, HFCs e similares.

41. Método, de acordo com a reivindicação 40, CARACTERIZADO pelo fato de que uma ou mais unidades de controle de fluxo de refrigerante selecionadas a partir do grupo que consiste em tipos diferentes de válvulas de redução de fluxo, válvulas de expansão, capilares, sifões em P e dispositivos de medição são fornecidas na linha de refrigerante líquido entre o dito condensador (2) e o dito pseudo- evaporador (48).

42. Método, de acordo com a reivindicação 34 a 41, CARACTERIZADO pelo fato de que o pseudo-evaporador (48) tem um trocador de calor selecionado a partir do grupo que consiste em filme pulverizado/descendente sobre um componente com área de superfície consideravelmente expandida do tipo que compreende preenchimento de torre de resfriamento, malha de rede metálica, espuma de fibra inorgânica ou metálica.

43. Método, de acordo com a reivindicação 34 a 42, CARACTERIZADO pelo fato de que o refrigerador (4) tem um trocador de calor selecionado a partir do grupo que consiste em um trocador de calor de tubo aletado tradicional e trocador de calor de tubo aperfeiçoado

44. Método, de acordo com a reivindicação 34 a 42, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro componente (32), quando contém uma unidade de adsorção ou unidade de adsorção/compressão de vapor híbrida, é montável em qualquer dispositivo veicular.