BR112019024204A2

BR112019024204A2 - Processo para condicionar um fluido, aparelho de condicionamento de ar, uso do aparelho de condicionamento de ar, trocador de calor e elemento externo de parede

Info

Publication number: BR112019024204A2
Application number: BR112019024204-0A
Authority: BR
Inventors: Noerenberg Ralf; Opper Walter; Karwacki Lukasz; Weickert Mathias; Mueller Ulrich
Original assignee: Basf Se
Priority date: 2017-06-02
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2020-06-02
Also published as: US11609000B2; WO2018220027A1; PH12019502622A1; TWI768054B; KR20200015694A; CN110678698B; EP3631308A1; KR102565093B1; TW201903337A; CN110678698A; US20210080131A1; JP7076477B2; JP2020521940A

Abstract

a invenção refere-se a um aparelho de condicionamento de ar, um método para fluidos de condicionamento, em particular, para resfriar e/ou secar uma corrente de ar, um trocador de calor de fluxo cruzado ar-ar adsortivo e um elemento externo de parede que compreende um aparelho de condicionamento de ar integrado.

Description

“PROCESSO PARA CONDICIONAR UM FLUIDO, APARELHO DE CONDICIONAMENTO DE AR, USOS DO APARELHO DE CONDICIONAMENTO DE AR E DO TROCADOR DE CALOR, TROCADOR DE CALOR E ELEMENTO EXTERNO DE PAREDE”

Descrição Resumida da Invenção

[001] A invenção refere-se a um método para fluidos de condicionamento, em particular, para resfriar e/ou secar uma corrente de ar, um aparelho de condicionamento de ar, um trocador de calor de fluxo cruzado ar-ar adsortivo e um elemento externo de parede que compreende um aparelho de condicionamento de ar integrado.

[002] Plantas de condicionamento de ar são constituintes essenciais de tecnologia de edifícios modernos. Juntamente com a tecnologia de sombreamento e vidro, produzem, independentemente das condições exteriores, um ambiente de trabalho saudável no interior que tem uma média de umidade atmosférica relativa e temperaturas moderadas na faixa de 20 a 26°C. O consumo de energia para colocar em funcionamento edifícios existentes hoje em dia subiu para cerca de 40% do consumo total de energia da humanidade, o que é devido, exceto de outras razões como isolamento deficiente de edifícios aquecidos, principalmente para as plantas de condicionamento de ar. Como resultado da crescente urbanização em regiões climáticas úmidas e tropicais e a construção associada de edifícios muito altos que necessitam de plantas de condicionamento de ar para o funcionamento, a necessidade de desenvolver plantas de condicionamento de ar com eficiência energética está aumentando. Nestas regiões climáticas, em particular, a secagem do ar tem o maior consumo de energia, pois o ar é excessivamente resfriado por meio de tecnologia de compressor que predomina atualmente até que a umidade atmosférica absoluta necessária seja atingida. Esta tecnologia de compressor usa habitualmente halogenados, preferencialmente parcialmente, fluorados, hidrocarbonetos como

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2/27 refrigerante, e estes estão sob pressão devido seu potencial dano climático. Refrigerantes alternativos, como dióxido de carbono não são melhores a este respeito. A necessidade de manutenção de compressores, por exemplo, para assegurar o livre funcionamento de partes móveis ou rebalanceamento de peças que estão fora de balanceamento, introdução de meios de operação adicionais e consumíveis, levou a uma preferência por um isolamento central e tem até agora impedido o desenvolvimento de plantas de condicionamento de ar descentralizadas que estão integradas dentro do edifício e permitem um ambiente efetivamente personalizado. Por outro lado, aparelhos de split para renovação (retrofitting) têm se estabelecido no mercado, em particular, em habitações unifamiliares privadas.

[003] Em aplicações móveis, como trens ou carros, nas quais plantas de condicionamento de ar também são usadas para resfriamento e desumidificação, o uso de energia elétrica a partir de redes a bordo desempenham um papel cada vez mais importante; no caso de carros elétricos, o funcionamento da planta de condicionamento de ar está em concorrência direta com o alcance do veículo.

[004] Um processo mais eficiente seria condicionamento híbrido de ar, com a etapa de secagem e a etapa de resfriamento sendo realizadas separadamente. Para secagem do ar, existem processos absortivos nos quais a natureza higroscópica, por exemplo, de soluções de brometo de lítio que são exploradas, a fim de ligar a umidade atmosférica; a reciclagem ocorre através de uma etapa de evaporação. Devido à natureza agressiva das melhores soluções, especialmente cloreto e brometo de lítio, o uso de materiais especiais, não corrosivos, é necessário para implementação industrial, mas estes tomam o sistema caro e complicado de se manter. Como alternativa, é possível usar sistemas de adsorção nos quais a umidade atmosférica é ligada em um material geralmente sólido como zeólitos ou gel de silica, no campo de pesquisa (por

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3/27 exemplo, Y.D. Tu et al, Nature 7, 40437; DOI 10.1038/Srep40437) de formulações compostas de sais de lítio em silica nanoporosa também foram descritas; a reciclagem é efetiva por aquecimento dos adsorventes. A reação da água sobre os dessecantes libera uma grande quantidade de energia que aquece o ar e o material e leva a uma carga de resfriamento adicional. Ao mesmo tempo, a energia é necessária para regenerar o adsorvente novamente, de modo que o consumo de energia nessa planta de condicionamento de ar é ainda aumentado. Um procedimento de processo inteligente com o uso de uma roda de secagem, no caso em que o adsorvente está localizado como camada fina sobre uma roda de rotação através da qual o ar flui e o adsorvente é regenerado por meio de ar quente durante a parte da revolução, permite que o aquecimento e a energia adicional necessária para a regeneração seja reduzida, por exemplo, na planta DesiCool® da Munters. No entanto, a secagem excessiva do ar necessita de reumidificação do ar, que devido ao resfriamento evaporativo reduz a corrente de resfriamento, mas devido ao uso de água líquida pode trazer preocupações em relação à higiene, devido à possível implantação e multiplicação das bactérias que são prejudiciais à saúde. A despesa em termos de aparelho para estas plantas de condicionamento de ar com uma série de peças rotativas acarreta o risco de uma despesa grande para manutenção.

[005] A patente EP 1 408 286 descreve uma planta de condicionamento de ar que consiste em dois trocadores de calor ar-ar adsortivos ou uma roda de calor adsortiva rotativa e uma unidade de compressão. Afirmase que no modo de adsorção, o ar externo é desumidificado em um trocador de calor adsortivo e subsequentemente resfriado na unidade de compressão. Também se afirma que o ar exterior adicional flui através do trocador de calor adsortivo durante o modo de adsorção e retoma o calor latente e, portanto, limita o aquecimento do trocador de calor e do ar interior a ser condicionado. Este ar exterior aquecido é ainda aquecido no modo de regeneração na unidade de

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4/27 compressão, passa através do trocador de calor adsortivo carregado e carrega os vapores de água evaporados para o exterior. Quando o trocador de calor adsortivo é projetado como roda de calor, o modo de adsorção e o modo de regeneração podem ser projetados como processo de contracorrente. Zeólitos, silica gel e resina de troca aniônica são divulgados como material adsorvente.

[006] A patente EP 2 385 318 descreve uma planta de condicionamento de ar que consiste em um trocador de calor ar-água adsortivo e um trocador de calor de ar que opera sem uma unidade compressora. O problema da formação de água de condensação é solucionado pela umidade atmosférica sendo armazenada como adsorvado no trocador de calor adsortivo e sendo liberada novamente como umidade atmosférica em uma etapa de secagem subsequente. Os problemas da capacidade do secador, evolução de calor devido à entalpia de adsorção e secagem excessiva do ar são reduzidos pela mistura de umidade relativa, ar quente interior para ar seco antes da quantidade total de ar ser resfriada por meio de um conduto de água fria. O resfriamento no trocador de calor de ar é realizado com o uso de água a 15°C. Para descarregar o adsorvado, o ar interior é aquecido por meio de um elemento de aquecimento no modo de regeneração e passado através da parte de regeneração da roda de secagem. Zeólitos, silica gel, carbono ativado ou polímeros orgânicos que têm um grupo funcional hidrofílico são divulgados como materiais adsorventes. Uma desvantagem do processo divulgado na patente EP 2 385 318 é que o ar exterior deve ser misturado com parte do ar interior existente durante o condicionamento, como resultado do qual materiais odoríferos e patógenos podem se acumular.

[007] A patente US 6.199.392 descreve uma planta de condicionamento de ar que consiste em uma roda de calor adsortiva rotativa com duas passagens de fluxo, uma pluralidade de trocadores de calor e uma unidade de compressor. Afirma-se que, na direção de condicionamento, o ar exterior é

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5/27 desumidificado na roda de calor adsortiva e subsequentemente resfriado na unidade de compressão e, na direção da regeneração, o ar exterior, ou ar interior do ambiente usado é aquecido na unidade de compressão e, em seguida, passa parcialmente através de uma metade da seção carregada da roda de calor e é parcialmente reaquecido e passa através da outra metade da seção carregada da roda de calor. Um alto grau de regeneração pode ser obtido com consumo reduzido de energia por esta regeneração passo a passo, de modo que a capacidade para as rodas de secagem possa ser aumentada. Nenhum material adsorvente é mencionado. Uma desvantagem é que o calor de adsorção não é utilizado na roda de calor adsortiva. Além disso, o ar seco é muito seco e tem que ser umidificado para uso no recinto.

[008] Para que o trocador de calor adsortivo não aqueça durante a adsorção, a patente DE 10 2009 050 050 propõe o uso de um trocador de calor de sorção, que tem um lado de sorção e um lado de resfriamento, de modo que, durante a adsorção, o calor de adsorção que surge é transferido para um fluido de refrigeração, por exemplo, um meio de transferência de calor, sob a forma de um aerossol. Uma desvantagem é que o calor de adsorção não é utilizado.

[009] No mesmo sentido, Kubota et al. (Appl. Thermal Eng. 122 (2017) 618-625) descreve uma configuração experimental em que o ar exterior úmido pode ser seco por meio de um trocador de calor ar-ar revestido adsorvado. Os exemplos publicados no documento mostram que o ar pode ser seco por meio de um trocador de calor revestido com adsorvente. No entanto, a publicação não descreve uma configuração completa, por meio dos quais um processo contínuo para secagem e resfriamento do ar exterior, incluindo a regeneração dos adsorventes torna-se possível. Além disso, nada é dito sobre a possível integração do calor de adsorção no circuito de aquecimento do aparelho. O conduto longo na instalação de alimentação para o ar exterior para dentro do trocador de calor revestido, conforme descrito na publicação, também

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6/27 está na forma de uso comercial que requer uma configuração compacta.

[0010] Um desafio adicional associado com as plantas de condicionamento de ar à base de adsorvente é a alta temperatura necessária para regeneração eficiente do adsorvente. No caso dos zeólitos que são habitualmente usados, este é de 140 a 200°C. Algumas publicações afirmam que a regeneração do adsorvente é possível em temperatura mais baixas mas, neste caso, quantidade maiores de ar e/ou ar pré-seco anteriormente devem ser usados (Kubota et al., Appl. Thermal Eng. 122 (2017) 618-625, e Wang et al. Intern. Journal of Thermal Science 126 (2018) 13-22).

[0011]/n Energy Procedia 78 (2015) 3471-3476, Portia Murray et al. descrevem uma instalação de ventilação descentralizada com o uso de uma roda de secagem rotativa e girando uma roda de transferência de calor rotativa. No entanto, a secagem do ar (resfriamento latente) ocorre exclusivamente por meio de um conduto de água de resfriamento nesta configuração.

[0012] Um problema adicional é que as propriedades do adsorvente do equilíbrio termodinâmico de secagem “água (gasosa) para a água ligada no adsorvente” encontra-se fortemente no lado da água ligada no caso dos adsorventes mencionados na técnica anterior, de modo que a secagem excessiva ocorra e esta, então, tenha que ser compensada pela adição de água em uma etapa adicional. Esta segunda etapa não só é complicada em termos de aparelho e uso intensivo de energia, mas esta etapa também incorre no risco de possível implantação e multiplicação de bactérias que são prejudiciais à saúde. Além disso, uma grande quantidade de calor de adsorção é liberada nas plantas de condicionamento de ar à base de adsorvente e isto tem sido integrado até agora somente ineficientemente no circuito de calor.

[0013] O documento WO 99/36733 divulga fosfatos de alumínio porosos que têm a fórmula química geral ALOs^PzOs) onde k = 1,0 ± 0,2, conhecido como zeólitos Sapo, os quais podem ser regenerados a 120 a 140°C

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7/27 e, dessa forma, oferecem a possibilidade de uma planta de condicionamento de ar eficiente em energia, como dessecantes.

[0014] A patente EP 2230288 descreve o uso de estruturas metalorgânicas porosas, conhecidas como MOFs, como material de adsorção para máquinas de frio/calor. Em comparação a zeólitos habitualmente usados, estes MOFs têm capacidades maiores e menores temperaturas de regeneração.

[0015] Além disso, o uso de estruturas metal-orgânicas porosas como material de adsorção em um sistema de ventilação é divulgado no pedido de patente europeia número 15195166.2.

[0016] Devido à grande exigência em geral para plantas de condicionamento de ar e a crescente exigência de energia para operação destas plantas, há um grande interesse em plantas de condicionamento de ar eficientes em energia, que são vantajosamente simples em termos de aparelho e também podem ser vantajosamente construídas de forma compacta.

[0017] É, portanto, um objeto da presente invenção obter operação termodinamicamente vantajosa de um aparelho de condicionamento de ar como resultado, sempre que possível, nem secagem excessiva e nem resfriamento excessivo que consome energia desnecessária. A secagem deve ser preferencialmente obtida isotermicamente, de modo que o requisito de resfriamento subsequente é reduzido. Além disso, o calor de adsorção deve ser integrado no circuito de aquecimento do aparelho. Além disso, a regeneração intensiva de energia deve ser realizada o mais efetivamente possível. Além disso, deve ser fornecido um sistema completo que combina secagem adsortiva, regeneração eficiente de energia e também uma despesa baixa para manutenção e o fato de evitar água líquida.

[0018] É ainda um objeto da presente invenção fornecer um aparelho de condicionamento de ar que permita um modo efetivo de operação com despesa reduzido em termos de aparelho e poucos elementos mecânicos.

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Além disso, o controle simplificado deve ser capaz de ser realizado.

[0019] É ainda um objeto da presente invenção fornecer um aparelho de condicionamento de ar no qual as correntes de ar, especialmente ar de processo e ar residual interior, podem ser mantidas separadas uma da outra, de modo que 100% de introdução de ar fresco possa ser assegurada.

[0020] Ainda um objeto da presente invenção é fornecer um aparelho de condicionamento de ar que é compacto e de baixa manutenção.

[0021 ]É ainda um objeto da presente invenção fornecer um aparelho de condicionamento de ar que pode operar sem compressores.

[0022] O objeto foi capaz de ser obtido pelo seguinte processo para condicionar um fluido, em particular, para secar e/ou resfriar ar exterior, que compreende as seguintes etapas:

(a) fluxo do fluido de processo, vantajosamente ar exterior, através dos canais de sorção de um primeiro trocador de calor adsortivo, preferencialmente trocador de calor de fluxo cruzado, (b) secagem do fluido de processo no primeiro trocador de calor adsortivo, (c) fluxo do fluido de processo seco para o lado frio de uma fonte fria, (d) resfriamento do fluido de processo seco em uma fonte fria, (e) fluxo do fluido de processo seco e resfriado para dentro da região a ser condicionada, (f) fluxo paralelo do fluido de regeneração, vantajosamente ar de exaustão da região a ser condicionada, através dos canais trocadores de calor do primeiro trocador de calor adsortivo, (g) absorção do calor de adsorção pelo fluido de regeneração, (h) fluxo do fluido de regeneração aquecido para o lado quente de uma fonte quente,

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9/27 (i) aquecimento adicional do fluido de regeneração na fonte de calor, (j) fluxo do fluido de regeneração aquecido através dos canais de sorção de um segundo trocador de calor absortivo, vantajosamente trocador de calor de fluxo cruzado, (k) vaporização dos adsorvados localizados no segundo trocador de calor absortivo a absorção destes adsorvados pelo fluido de regeneração, (I) fluxo do fluido de regeneração úmido para dentro de uma região exterior.

[0023] Os canais de sorção compreendem material de adsorção. Os canais trocadores de calor compreendem vantajosamente menos de 5% do material de adsorção, com base no carregamento dos canais de sorção com material de adsorção. Os canais trocadores de calor vantajosamente não têm material de adsorção.

[0024] O material de adsorção tem vantajosamente uma espessura a partir de 0,2 a 2 g/cm³, preferencialmente de 0,3 a 1,5 g/cm³, em particular, de 0,3 a 1 g/cm³.

[0025] A velocidade de fluxo é vantajosamente determinada como uma função da seção transversal de fluxo total do trocador de calor. Tipicamente, as velocidades de fluxo são de 30 a 150 m³/h, vantajosamente de 50 a 100 m³/h, para plantas de condicionamento de ar pequenas, descentralizadas. Tipicamente, as velocidades são de 1.000 a 30.000 m³/h, vantajosamente de 1.500 a 20.000 m³/h, para plantas de condicionamento de ar grandes, centralizadas.

[0026] O fluido de processo é vantajosamente filtrado e liberado de partículas e/ou gotículas antes de fluir através do trocador de calor.

[0027] O fluido de processo é vantajosamente conduzido através

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10/27 de um aparelho para amortecimento acústico de modo a minimizar ruídos exteriores antes de fluir através do trocador de calor.

[0028] Como fontes de calor ou fontes de frio, é possível usar bombas de calor com base em plantas de compressor, acionadas termicamente ou eletricamente, preferencialmente plantas de absorção ou adsorção acionadas solar-termicamente ou condutos de água, opcionalmente com dispositivos de aquecimento, vantajosamente condutos de água e bombas de calor de adsorção ou combinações dos mesmos. Os dispositivos de aquecimento podem ser vantajosamente operados eletricamente ou solar-termicamente. Dispositivos de aquecimento e resfriamento adequados também incluem componentes meramente eletricamente operados como elementos de Peltier, elementos magnetocalóricos, fio elétrico e aquecimentos locais. Para os propósitos da presente invenção, o “lado frio da fonte calor-frio” é o polo frio, no caso de plantas de compressor o lado vaporizador. O “lado quente da fonte de calor-frio” é o polo quente, no caso de plantas de compressor o lado do condensador.

[0029] O condicionamento de um fluido, preferencialmente de ar exterior, necessita de pelo menos dois trocadores de calor de sorção a fim de obter funcionamento efetivamente contínuo. A adsorção, isto é, a desumidificação, ocorre em um dos dois trocadores de calor de adsorção, enquanto que o outro trocador de calor de sorção é regenerado em paralelo. Em cada caso, pelo menos um trocador de calor de sorção está, consequentemente, na fase de adsorção, e pelo menos um trocador de calor de sorção está em fase de regeneração.

[0030] Visto que os trocadores de calor de sorção podem absorver apenas uma quantidade específica de umidade e a velocidade de adsorção diminui com o aumento do carregamento, as fases de adsorção e regeneração vantajosamente mudam ciclicamente. O funcionamento efetivamente contínuo pode ser assegurado deste modo.

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[0031] 0 condicionamento desejado pode ser definido e, dessa forma, adaptado para o clima predominante, ajustando o tempo de ciclo, levando em conta o material de sorção selecionado e o tamanho das áreas trocadoras de calor adsortivas. O condicionamento desejado é diferente em diferentes regiões climáticas, isto é, em regiões próximas à costa, predomina a desumidificação, enquanto o resfriamento predomina em regiões interiores. O tempo de ciclo é tipicamente de 5 minutos a 1 hora. Sensores que podem medir a temperatura e/ou umidade atmosférica são vantajosamente usados a fim de otimizar o tempo de comutação para a condição meteorológica prevalecente. Estes sensores são vantajosamente instalados nos condutos.

[0032] Antes da fase de adsorção, o trocador de calor absortivo regenerado pode ser opcionalmente resfriado. Este resfriamento pode ser efetuado por fluxo de um fluido de regeneração, vantajosamente, arde exaustão da região a ser condicionado, através do trocador de calor ou por fluxo de fluido de processo seco e resfriado, isto é, o ar condicionado, através do trocador de calor. Além disso, este resfriamento também podería ser realizado por fluxo de ar exterior através do trocador de calor. Vantajosamente, o fluxo ocorre exclusivamente através dos canais trocadores de calor do trocador de calor a ser resfriado. Esta fase de resfriamento vantajosamente leva de 1 minuto a 5 minutos. Esta fase de resfriamento vantajosamente encurta cerca de 1 a 20% de um ciclo. Na fase de resfriamento, o trocador de calor absortivo regenerado é vantajosamente resfriado a partir de uma temperatura de 80 a 100°C até uma temperatura de 25 a 35°C.

[0033] O fluxo do fluido de processo através dos canais de sorção de um primeiro trocador de calor absortivo e o fluxo do fluido de regeneração através dos canais trocadores de calor do primeiro trocador de calor absortivo são vantajosamente interrompidos antes da fase de resfriamento do segundo trocador de calor.

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[0034] Após a fase de resfriamento, ocorre as seguintes etapas:

(m) opcionalmente, interrupção do fluxo do fluido de processo e do fluido de regeneração no primeiro trocador de calor adsortivo, se esta ainda não tiver ocorrido, (n) fluxo do fluido de processo através dos canais de sorção de um segundo trocador de calor absortivo, (o) secagem do fluido de processo no segundo trocador de calor absortivo, (p) fluxo do fluido de processo seco para o lado frio de uma fonte fria, (q) resfriamento do fluido de processo seco em uma fonte fria, (r) fluxo do fluido de processo seco e resfriado para dentro da região a ser condicionada, (s) fluxo paralelo do fluido de regeneração através dos canais trocadores de calor do segundo trocador de calor absortivo, (t) absorção do calor de adsorção pelo fluido de regeneração, (u) fluxo do fluido de regeneração aquecido para o lado quente de uma fonte quente, (v) aquecimento adicional do fluido de regeneração na fonte de calor, (w) fluxo do fluido de regeneração aquecido através dos canais de sorção de um primeiro trocador de calor absortivo, (x) vaporização dos adsorvados localizados no primeiro trocador de calor absortivo a absorção destes adsorvados pelo fluido de regeneração, (y) fluxo do fluido de regeneração úmido para dentro de uma região exterior.

[0035] Após estas etapas (m) a (y), o fluxo do fluido de processo e

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13/27 do fluido de regeneração é preferencialmente interrompido novamente. Além disso, o primeiro trocador de calor absortivo é opcionalmente resfriado antes das etapas (a) a (I) terem sido feitas de novo.

[0036] O fluido de processo, em particular, ar exterior, vantajosamente tem uma temperatura a partir de 10 a 50°C, preferencialmente de 25 a 35°C, e uma umidade atmosférica relativa a partir de 40 a 100%. Após a adsorção no trocador de calor absortivo, o fluido de processo vantajosamente tem uma temperatura a partir de 20 a 45°C, preferencialmente de 25 a 40°C, e uma umidade atmosférica relativa a partir de 25 a 35%, preferencialmente de 28 a 33%. Após o condicionamento por meio do lado frio da fonte calor-frio, o fluido de processo vantajosamente tem uma temperatura a partir de 18 a 25°C, preferencialmente de 22 a 24°C, e uma umidade atmosférica relativa a partir de 40 a 55%, preferencialmente de 45 a 55%.

[0037] O fluido de regeneração, vantajosamente ar de exaustão da região a ser condicionada, vantajosamente tem uma temperatura a partir de 25 a 30°C e uma umidade atmosférica relativa a partir de 50 a 80%, preferencialmente de 60 a 75%. Após a transferência de calor no trocador de calor absortivo, o fluido de regeneração vantajosamente tem uma temperatura a partir de 25 a 45°C, preferencialmente de 25 a 40°C, e uma umidade atmosférica relativa a partir de 30 a 70%, preferencialmente de 35 a 60%. Após o condicionamento por meio do lado quente da fonte calor-frio, o fluido de regeneração vantajosamente tem uma temperatura a partir de 60 a 100°C, preferencialmente de 70 a 95°C, e uma umidade atmosférica relativa a partir de 1 a 10%, preferencialmente de 3 a 7%. Após regeneração do segundo trocador de calor absortivo, o fluido de regeneração vantajosamente tem uma temperatura a partir de 30 a 50°C, preferencialmente de 33 a 45°C, e uma umidade atmosférica relativa a partir de 70 a 95%, preferencialmente de 80 a 95%.

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[0038] 0 ar interior pode ser opcionalmente misturado no fluido de processo seco e resfriado, isto é, o fluido de processo condicionado, antes do último fluir para dentro da região a ser condicionada. No caso dessa mistura, a razão de fluido de processo seco e resfriado para ar interior é vantajosamente de 1 a 60, preferencialmente a partir de 10 a 40.

[0039] No entanto, é vantajoso introduzir 100% de fluido de processo seco e resfriado para dentro da região a ser condicionada.

[0040] O fluido de processo seco e resfriado, opcionalmente, passa através de um aparelho de adsorção, antes de ser introduzido para dentro da região a ser condicionada. Flutuações na umidade atmosférica relativa podem ser niveladas por meio deste aparelho de adsorção.

[0041] Um possível roteamento das várias correntes de fluido é mostrado na Figura 1.

[0042] Aparelhos de acordo com a invenção não compreendem partes móveis, em particular que giram, exceto para as válvulas eletricamente acionáveis ou defletores de ar. O trocador de calor absortivo, preferencialmente trocador de calor de fluxo cruzado, na qual ocorre a secagem do ar e a fonte calor-frio no qual ocorre o aquecimento/resfriamento do ar de alimentação e do ar de regeneração são conectados uns aos outros, exclusivamente através de peças de conexão, por exemplo, tubos rígidos ou mangueiras móveis.

[0043] Os aparelhos da invenção são particularmente vantajosamente peças compactas de equipamento. Para os propósitos da presente invenção, “compacta” refere-se a uma construção particularmente pequena que tem uma dimensão de comprimento a partir de 300 cm a 60 cm, preferencialmente de 200 cm a 80 cm, preferencialmente de 120 cm a 100 cm, uma segunda dimensão de comprimento de 200 cm a 50 cm, preferencialmente de 120 cm a 60 cm, preferencialmente de 100 cm a 70 cm, e uma terceira dimensão de 100 cm a 25 cm, preferencialmente de 50 cm a 25 cm,

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15/27 preferencialmente de 35 cm a 25 cm.

[0044] Quando são usados tubos estreitos, isto é, a seção transversal através do qual o fluxo ocorre é pelo menos 30% menor do que a seção transversal de fluxo do trocador de calor, é vantajoso otimizar o comportamento do fluxo do ar através do trocador de calor de modo que o fluxo ocorra sob pressão similar através de todos os canais. Para este propósito, elementos que ventilam e/ou laminizam o fluxo de ar são vantajosamente inseridos diretamente, isto é, vantajosamente a uma distância a partir de 1 a 10 cm, antes dos trocadores de calor. Exemplos que podem ser mencionados são filtros, malhas e/ou grades que podem ser opcionalmente usados em conjunto com peças de conexão cônicas ou sistemas multivias que são equipados com válvulas e/ou defletores de ar e podem atuar de forma sistemática diferentes sistemas de canal um trocador de calor durante um ciclo. O conduto de alimentação longo descrito na literatura, que laminiza o fluxo de ar prepare-o para a passagem através dos trocadores de calor, pode desta maneira ser dispensado.

[0045] A invenção também é aplicável a outros sorbatos além de água.

[0046] Adsorventes preferenciais exibem alta seletividade para a adsorção de moléculas polares de vapor a partir dos gases. A capacidade de adsorver vapor de água do ar úmido é possuída pelos seguintes materiais: carbono modificado (carbono ativado), géis de silica, óxido de alumínio ativado, bauxita ativada, peneiras moleculares e estruturas metal-orgânicas (MOFs), sais de lítio imobilizado em óxidos, por exemplo, óxido de silício.

[0047] É vantajoso usar estruturas orgânicas-metal, que têm propriedades de adsorção de água e/ou de carbono modificado (carbono ativado).

[0048] MOFs são superiores aos materiais adsorventes clássicos,

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16/27 como silica gel ou zeólitos em termos de uma série de propriedades: (i) capacidade de saturação: zeólitos necessitam de 10 kg de material de adsorção por litro de água, enquanto MOFs necessitam de 1 a 2 kg de material de adsorção por litro de água, (ii) temperatura de regeneração: zeólitos necessitam de 140 a 170°C, enquanto MOFs necessitam de 70 a 80°C, (iii) a entalpia de adsorção: MOFs liberam uma média de 20 a 30% menos de calor de adsorção.

[0049] Uma vantagem importante para a presente invenção é o equilíbrio termodinâmico de secagem “água (gasosa) para água ligada no meio de adsorção”. No caso de MOFs, este equilíbrio é menos distante do lado da água ligada em comparação aos zeólitos. Dessa forma, a secagem excessiva pode ser evitada quando são usados MOFs. Além disso, a reumidificação com os problemas acima mencionados pode ser completamente evitada através disso. Além disso, o aquecimento excessivo, do mesmo modo, pode ser evitado ao usar carbono modificado (carbono ativado).

[0050] Os MOFs do grupo a seguir podem ser vantajosamente usados, individualmente ou como uma mistura, como MOFs de adsorção de água: HKUST-1, MOF-804, Basolite A120, BASOLITE® A520, MIL-160, MOF841, UIO-66, DUT-67 e/ou MOF-801.

[0051 ] Os MOFs de adsorção de água também têm vantajosamente uma estabilidade à ciclagem de > 100 000, com um ciclo que consiste nos modos de adsorção e regeneração.

[0052] Os MOFs do grupo a seguir podem ser vantajosamente usados, individualmente ou como uma mistura, como MOFs de adsorção de água e estáveis à ciclagem: BASOLITE® A520, MIL-160, MOF-841, UIO-66, DUT-67 e/ou MOF-801.

[0053] O MOF de fumarato de alumínio, que é comercialmente disponível como BASOLITE® A520, e MIL160 são particularmente adequados como material de adsorção.

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[0054] MOFs podem ser facilmente produzidos a partir de reagentes baratos e têm uma estabilidade satisfatória à água. MOFs são conhecidos na técnica anterior e são descritos, por exemplo, nas patentes US 5.648.508, EP-A-0 790 253, M. O’Keeffe etal., J. Sol. State Chem., 152 (2000), páginas 3 a 20, H. Li et al., Nature 402, (1999), página 276, M. Eddaoudi et al., Topics in Catalysis 9, (1999), páginas 105 a 111, B. Chen et al., Science 291, (2001), páginas 1021 a 1023, DE-A-101 11 230, DE-A 10 2005 053430, documentos WO-A 2007/054581, WO-A 2005/049892 e WO-A 2007/023134.

[0055] O material de adsorção, em particular, os MOFs, podem ser fornecidos como material pulverulento, materiais granulares, corpos moldados ou monólitos e pode, por exemplo, ser disposto como matriz, como revestimento ou como acondicionamento, por exemplo, um leito acondicionado ou um leito móvel, em um compartimento.

[0056] Em uma realização preferencial da presente invenção, o material de sorção é depositado como revestimento em um substrato, vantajosamente nas paredes e/ou canais internos de sorção do trocador de calor adsortivo. O material de sorção pode ser revestido com ou sem aglutinantes. O substrato vantajosamente consiste em metal.

[0057] A presente invenção fornece ainda um aparelho de condicionamento de ar para condicionamento de um fluido, preferencialmente para resfriamento e/ou secagem do ar, que compreende:

um primeiro trocador de calor absortivo, preferencialmente trocador de calor de fluxo cruzado, que tem canais de sorção em pelo menos uma direção de fluxo e tem canais trocadores de calor em pelo menos uma direção de fluxo, uma fonte de calor-frio para a remoção de calor, disposta a jusante do primeiro trocador de calor absortivo na direção de fluxo dos canais de sorção,

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18/27 uma fonte de calor-frio para a absorção de calor, disposta a jusante do primeiro trocador de calor absortivo na direção de fluxo dos canais trocadores de calor e um segundo trocador de calor absortivo, preferencialmente trocador de calor de fluxo cruzado, que é disposto a jusante da fonte de calor/frio para a absorção de calor e tem canais de sorção em pelo menos uma direção de fluxo e tem canais trocadores de calor em pelo menos uma direção de fluxo, onde os canais de sorção no segundo trocador de calor são dispostos em a direção de fluxo dos canais trocadores de calor do primeiro trocador de calor.

[0058] MOFs são vantajosamente usados como material de adsorção, consulte a descrição e preferências acima.

[0059] Filtro e dispositivos de purificação são vantajosamente instalados a montante dos trocadores de calor absortivos. Dispositivos para amortecimento acústico do fluido de processo são vantajosamente instalados a montante dos trocadores de calor absortivos.

[0060] A invenção fornece ainda um trocador de calor de fluxo cruzado ar-ar absortivo que tem canais de sorção que compreendem estruturas metal-orgânicas que absorvem água em pelo menos uma direção de fluxo e canais trocadores de calor em pelo menos uma outra direção de fluxo, onde os canais trocadores de calor compreendem menos de 5% do material de adsorção com base no carregamento dos canais de sorção com material de adsorção.

[0061] Os canais trocadores de calor vantajosamente não têm material de adsorção.

[0062] O trocador de calor de fluxo cruzado ar-ar vantajosamente configurado com uma pluralidade de canais de sorção paralelos e uma pluralidade de canais trocadores de calor paralelo estando presentes. No presente pedido, disposição paralela significa que estes canais de fluxo têm cada um uma entrada conjunta e uma saída conjunta. Os canais de sorção e os canais trocadores de

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19/27 calor do trocador de calor sorvente são vantajosamente dispostos alternadamente. Essa disposição alternativa otimizado torna a transferência de calor otimizada dentro do trocador de calor possível. Ao mesmo tempo, a mistura de fluxos de fluido será evitada.

[0063] A largura do canal é vantajosamente de 0,5 a 2 mm, em particular, de 0,7 a 1,5 mm. A largura do canal dos canais de sorção e dos canais trocadores de calor pode ser diferente. A resistência de fluxo dos canais de sorção e dos canais trocadores de calor é vantajosamente a mesma. Os canais de sorção vantajosamente são, portanto, mais amplos do que os canais trocadores de calor por duas vezes a espessura de revestimento do material de adsorção.

[0064] A espessura do revestimento do material de adsorção é vantajosamente de 10 a 200 pm, preferencialmente de 20 a 150 pm, em particular, de 25 a 100 pm.

[0065] O trocador de calor de fluxo cruzado ar-ar da invenção é usado vantajosamente para o condicionamento de ar fresco, vantajosamente em edifícios ou veículos.

[0066] O processo para fluidos de condicionamento e os aparelhos de condicionamento de ar correspondentes são usados vantajosamente para condicionamento de ar para o condicionamento do ar de edifícios ou de veículos, em particular, trens e carros elétricos. Este processo e este aparelho são particularmente usados vantajosamente para o condicionamento de ar de hospitais, laboratórios e outras instalações nas quais uma introdução de 100% de ar fresco é prescrita.

[0067] Além disso, a presente invenção fornece um elemento externo de parede que compreende um aparelho de condicionamento de ar embutido de acordo com a presente invenção. A compacidade do aparelho de condicionamento de ar da invenção permite a instalação em um elemento externo de parede e, dessa forma, torna possível o condicionamento de ar flexível,

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20/27 descentralizado. Além disso, esta descentralização permite o controle individual, efetivamente personalizado do condicionamento de ar, por exemplo, a seleção de temperatura por elemento externo de parede. Este controle individual podería ser, por exemplo, realizado através do uso de aplicativos.

[0068] A vantagem da presente invenção situa-se na sinergia entre as seguintes características: (i) uso de um material de adsorção efetivo, em particular, um material de adsorção que tem uma alta capacidade de carregamento e baixas temperaturas de reciclagem, (ii) uso de um fluido de regeneração que tem uma grande diferença de temperatura e diferença de teor de umidade do material de adsorção selecionado (regenerado) e (iii) a utilização do calor de adsorção para regeneração.

[0069] O problema de secagem excessiva e da reumidificação associada tem sido capaz de ser evitado por meio da presente invenção. Não é formada água condensada em qualquer ponto. Além disso, os dois fluxos de fluido, nomeadamente do ar exterior e ar de exaustão interior, podem ser mantidos separados por todo o aparelho de condicionamento de ar. O presente aparelho de condicionamento de ar é de baixa manutenção devido ao fato de evitar uma unidade de compressor. Devido ao uso de um material de adsorção que tem uma alta capacidade, é possível construir aparelhos de condicionamento de ar compactos que são vantajosamente integrados na forma descentralizada dentro de um edifício. O aparelho de condicionamento de ar compacto torna possível integrar esta unidade em um elemento externo de parede e controlá-lo de forma descentralizada. Além disso, a regeneração foi capaz de ser simplificada pelo uso de um material de adsorção que tem uma alta capacidade e uma baixa temperatura de regeneração. A regeneração de acordo com a presente invenção pode ser alterada através do ar exterior para o ar de exaustão interior devido à necessidade de regeneração reduzida. Este o uso do ar de exaustão interior como fluido de regeneração oferece a oportunidade de controle simplificado desde que

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21/27 flutuações na temperatura e umidade do ar de exaustão interior permaneçam em uma faixa estreita, ao contrário do caso do ar de exaustão exterior.

Figura 1

Estrutura Abstrata do Aparelho de Condicionamento de ar

[0070] As seguintes abreviações são usadas na Figura 1:

OL Ar exterior

KL Ar condicionado

IL Ar Interior

AL Ar de exaustão

Trocador de calor absorvedor 1

Trocador de calor absorvedor 2

Bomba de calor

Polo quente da bomba de calor

Polo frio da bomba de calor

Energia de acionamento da bomba de calor.

Figura 2

Estrutura do Trocador de Calor de Fluxo Cruzado Ar-Ar

[0071] As seguintes abreviações são usadas na Figura 2:

Área do trocador de calor revestido com absorvente

Área do trocador de calor sem revestimento

Fluxo do fluido, vantajosamente ar, a ser seco ou regenerado

Fluxo do fluido de regeneração, vantajosamente ar de exaustão, a ser resfriado.

Figura 3

Primeiro Estado de Roteamento do Aparelho de Condicionamento de Ar da Invenção

[0072] Na parte inferior da Figura 3, o fluxo de ar exterior é opcionalmente filtrado para dentro do aparelho e é conduzido através do ramal

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22/27 do lado esquerdo para dentro dos canais de sorção do primeiro trocador de calor que foi revestido de acordo com a invenção. O ar seco sai do trocador de calor de maneira ascendente na direção de um elemento de resfriamento, no presente pedido denotado a título de exemplo por resfriamento Peltier. No canto superior esquerdo da Figura, o ar flui a partir do espaço interior para dentro dos canais trocadores de calor do primeiro trocador de calor ativo e, aquecido pelo calor de adsorção, deixa o último na direita na direção do dispositivo de aquecimento suplementar, no presente pedido configurado a título de exemplo como aquecimento de tubo eléctrico. O ar aquecido flui de cima para dentro dos canais de sorção do segundo trocador de calor para ser regenerado e deixar o aparelho com o vapor de água do processo de regeneração.

Figura 4

Segundo Estado de Roteamento do Aparelho de Condicionamento de Ar da Invenção

[0073] Na parte inferior da Figura 4, o fluxo de ar exterior é opcionalmente filtrado para dentro do aparelho e é conduzido através do ramal do lado direito para dentro dos canais de sorção do trocador de calor anteriormente regenerado que foi revestido de acordo com a invenção. O ar seco sai do trocador de calor de maneira ascendente na direção de um elemento de resfriamento, no presente pedido denotado a título de exemplo por resfriamento Peltier. No canto superior esquerdo na Figura, o ar flui a partir do espaço interior para dentro dos canais trocadores de calor do trocador de calor ativo e, aquecido pelo calor de adsorção, deixa o último na esquerda na direção do dispositivo de aquecimento suplementar, no presente pedido configurado a título de exemplo como aquecimento de tubo eléctrico. O ar aquecido flui de cima para dentro dos canais de sorção do segundo trocador de calor para ser regenerado e deixar o aparelho com o vapor de água do processo de

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23/27 regeneração.

Exemplo 1

[0074] Fumarato de alumínio foi preparado conforme descrito na patente EP 2 230 288.

[0075] Uma dispersão composta de 1300 g de fumarato de alumínio e 3300 g de água destilada foi produzida agitando a 570 rpm, por meio de um agitador de disco dentado (7 cm de diâmetro do disco; Heidolph RZR2010control) por 15 minutos. Após adição de 810 g de dispersão de poliacrilato (Acronal® Edge, 40% de teor de sólidos), a velocidade do agitador foi aumentada para 740 rpm por 15 minutos. Cinco lotes produzidos desta maneira foram misturados com o uso de um agitador de hélice (10 cm de diâmetro, IKA EURO ST 40DS0000) e homogeneizados por 12 horas. A espuma foi subsequentemente removida e a dispersão foi desgaseificada por agitação lenta.

[0076] A dispersão tinha uma viscosidade de 4 Pa s a 10 Hz (medida com o uso de Anton Paar, MCR102, PP50, 400 pm de gap, 25°C).

[0077] A dispersão foi introduzida duas vezes através de um dos dois sistemas de canal de um trocador de calor contracorrente feito de alumínio (comprimento 397 mm, altura 172 mm, largura 200 mm, largura de canal de cerca de 1 mm sem revestimento; Klingenburg GS18-200) e os canais foram liberados por sopro de ar. Após a secagem do trocador de calor, foi obtido um aumento de peso total de 346 g, correspondente a uma espessura média de 96 pm.

Exemplo 2

[0078] Um trocador de calor que foi revestido como no Exemplo 1 foi conectado de modo que o ar a 27°C com 90% de umidade atmosférica relativa (OL) foi passada através do feixe de canais revestidos (1) e ar a 20°C com 80% de umidade atmosférica relativa (IL) foi passado através do outro feixe de canais. A taxa de fluxo foi de 50 m³/h. Nos primeiros 5 minutos de operação do

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24/27 adsorvedor, as temperaturas na faixa de 28°C a 32°C e a umidade atmosférica relativa na faixa de 35% a 50% foram estabelecidas no final do escoamento do feixe de canais revestidos (KL). A entalpia do ar foi para este propósito isotermicamente reduzida de 80 kJ/kg a 63 kJ/kg.

[0079] O escoamento do feixe de canais não revestidos (AL) exibiu um aumento de temperatura para 30°C. A entalpia deste fluxo de ar aumentou de cerca de 51 kJ/m3 para cerca de 63 kJ/m³

[0080] O trocador de calor aqueceu por até 10°. Nos primeiros 5 minutos, 60 kJ/m³ foram transferidos a partir do fluxo de ar exterior (OLO KL) para o fluxo de ar interior (IL 0 AL), o que corresponde a cerca de 50% da entalpia de adsorção de água no fumarato de alumínio.

Exemplo 3

[0081] O trocador de calor do Exemplo 2 foi lavado por 5 minutos com água quente, seco ao ar (90°C, 3% de umidade atmosférica relativa). O experimento de Exemplo 2 foi então repetido. Temperaturas na faixa de 27°C a 33°C e uma umidade atmosférica relativa na faixa de 40 a 50% foram medidas no final do escoamento do feixe de canais revestidos nos primeiros 5 minutos.

Exemplo 4

Comparação com Kubota etal.

	De acordo com a invenção	Kubota et al
Trocador de calor	Trocador de calor de placa arar, cerca de 20 cm x 20 cm x 40 cm, sem aletas internas, área de superfície interna de cerca de 1 m²	Trocador de calor de placa ar-ar, cerca de 20 cm x 20 cm x 20 cm, com aletas internas, área de superfície interna de cerca de 12 m²
Revestimento	Fumarato de alumínio, cerca de 150 g/m²	Aluminofosfato, cerca de 30 g/m²
Quantidade total de absorventes	150 g	360 g
Taxa de fluxo	60 m³/h	1 m/s, 72 m³/h
Tempo de adsorção até metade do máximo, medida do tempo do ciclo	300 s	300 s

Tempo de Adsorção até Metade do Máximo

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[0082] Quando o ar exterior (ODA) flui através de um trocador de calor recém-regenerado, ele é seco muito rapidamente. A entalpia de adsorção envolvida no presente pedido produz um aumento de temperatura. O carregamento crescente do absorvente com água leva a uma redução na absorção de umidade e à entalpia de adsorção. A saída de ar (SUP), portanto, aproxima-se do ar exterior, em relação à umidade atmosférica e temperatura com o aumento do tempo. A operação tem que ser então mudada para o outro ciclo. O tempo a partir do início da adsorção até o ponto no tempo quando a temperatura ou umidade atmosférica tornou-se igual à metade do máximo das condições do ar exterior é selecionado como uma medida característica do tempo do ciclo de uma configuração que tem dois trocadores de calor revestidos operados alternadamente. Sob estas condições, pode-se assumir que a quantidade rapidamente disponível de adsorvente é carregada e a distribuição da entalpia de adsorção é amplamente concluída.

Explanação para Avaliação das Curvas Medidas

Figura 5

[0083]Avaliação da curva medida para 60 m³/h. A umidade atmosférica do ar exterior (ODA) é de 20 g/kg, e a do ar alimentado (SUP) varia com a saturação do adsorvente. No caso de um adsorvente regenerado, a umidade atmosférica é de 5 g/kg, e após longos períodos de tempo se aproxima do ar exterior. A curva pode ser caracterizada por meio do tempo até metade do máximo, no presente pedido indicada pelas linhas a 13 g/kg e cerca de 350 s.

[0084] Figura 6: Curva de adsorção e dessorção do fumarato de alumínio MOF. O gráfico mostra o estado de equilíbrio do carregamento de MOF com água como uma função da umidade atmosférica relativa. Ao contrário das medições análogas típicas em zeólitos, os MOFs exibem uma curva de duas partes: abaixo de 20% de umidade atmosférica relativa, o MOF não absorve qualquer vapor de água, isto é, não seca excessivamente o ar. Na faixa de 20 a

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40% de umidade atmosférica relativa, o MOF absorve até 30% do seu próprio peso de umidade do ar. Em um idades atmosféricas relativas ainda mais altas, ocorre uma absorção contínua adicional de água.

Explanação para o Diagrama de Mollier

Figura 7

[0085] O gráfico mostra as possíveis combinações de umidade atmosférica absoluta e temperatura. Nesta representação, a influência da umidade atmosférica sobre a densidade do ar não foi levada em consideração (este efeito permitiría que as isotermas (estados que têm a mesma temperatura) aumentem ligeiramente a partir da esquerda para a direita).

[0086] A capacidade de absorção de ar para vapor d’água aumenta com o aumento da temperatura. A curva de saturação é indicada como 100% de umidade atmosférica relativa. Abaixo desta temperatura, a umidade atmosférica se condensa como névoa. Por esta razão, ela também é citada como “curva de névoa”.

[0087] A faixa de conforto em salas de escritório é de 40% de umidade atmosférica relativa/20°C a 60% de umidade atmosférica relativa/26°C.

[0088] Um exemplo típico de condições exteriores em um clima úmido quente é o ponto com 30°C e 80% de umidade atmosférica relativa (cerca de 23 g/kg de vapor de água). Para entrar na faixa de conforto de ambiente interno, o ar deve, em particular, ser seco. Na tecnologia estabelecida de condicionamento de ar, isto é obtido por resfriamento até cerca de 10°C, de modo que a umidade do ar se condense até que a umidade atmosférica absoluta seja cerca de 10 a 12 g/kg (curva de névoa).

[0089] O ar pode ser seco, na prática, isotermicamente, por meio do permutador de calor revestido da invenção, sem ser resfriado.

[0090] A secagem sem trocador de calor levaria a um aumento na temperatura do ar, como resultado da liberação da entalpia de condensação e

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27/27 de adsorção da água.

Claims

1. PROCESSO PARA CONDICIONAR UM FLUIDO, caracterizado por compreender as seguintes etapas:

(a) fluxo do fluido de processo através dos canais de sorção de um primeiro trocador de calor absortivo, (b) secagem do fluido de processo no primeiro trocador de calor absortivo, (c) fluxo do fluido de processo seco para o lado frio de uma fonte fria, (d) resfriamento do fluido de processo seco em uma fonte fria, (e) fluxo do fluido de processo seco e resfriado para dentro da região a ser condicionada, (f) fluxo paralelo do fluido de regeneração através dos canais trocadores de calor do primeiro trocador de calor absortivo, (g) absorção do calor de adsorção pelo fluido de regeneração, (h) fluxo do fluido de regeneração aquecido para o lado quente de uma fonte quente, (i) aquecimento adicional do fluido de regeneração na fonte de calor, (j) fluxo do fluido de regeneração aquecido através dos canais de sorção de um segundo trocador de calor absortivo, (k) vaporização dos adsorvados localizados no segundo trocador de calor absortivo a absorção destes adsorvados pelo fluido de regeneração, (I) fluxo do fluido de regeneração úmido para dentro de uma região exterior.

2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo ar de exaustão da região a ser condicionada ser usado como

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2/5 fluido de regeneração.

3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por subsequentemente compreender uma etapa adicional: resfriamento do segundo trocador de calor absortivo.

4. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo resfriamento do segundo trocador de calor absortivo ser obtido por meio do fluido de regeneração para o segundo trocador de calor, o fluido de processo condicionado e/ou do ar exterior fluindo através do trocador de calor.

5. PROCESSO, de acordo com pelo menos uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo processo ser ciclicamente operado.

6. PROCESSO, de acordo com pelo menos uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelas etapas (a) a (I) e o resfriamento do segundo trocador de calor absortivo ser seguido pelas seguintes etapas:

(m) opcionalmente, interrupção do fluxo do fluido de processo e do fluido de regeneração no primeiro trocador de calor adsortivo, se esta ainda não tiver ocorrido, (n) fluxo do fluido de processo através dos canais de sorção de um segundo trocador de calor absortivo, (o) secagem do fluido de processo no segundo trocador de calor absortivo, (p) fluxo do fluido de processo seco para o lado frio de uma fonte fria, (q) resfriamento do fluido de processo seco em uma fonte fria, (r) fluxo do fluido de processo seco e resfriado para dentro da região a ser condicionada, (s) fluxo paralelo do fluido de regeneração através dos canais trocadores de calor do segundo trocador de calor absortivo,

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3/5 (t) absorção do calor de adsorção pelo fluido de regeneração, (u) fluxo do fluido de regeneração aquecido para o lado quente de uma fonte quente, (v) aquecimento adicional do fluido de regeneração na fonte de calor, (w) fluxo do fluido de regeneração aquecido através dos canais de sorção de um primeiro trocador de calor absortivo, (x) vaporização dos adsorvados localizados no primeiro trocador de calor absortivo a absorção destes adsorvados pelo fluido de regeneração, (y) fluxo do fluido de regeneração úmido para dentro de uma região exterior.

7. APARELHO DE CONDICIONAMENTO DE AR, para condicionar um fluido, caracterizado por compreender:

um primeiro trocador de calor absortivo, que tem canais de sorção em pelo menos uma direção de fluxo e tem canais trocadores de calor em pelo menos uma direção de fluxo, uma fonte de calor-frio para a remoção de calor, disposta a jusante do primeiro trocador de calor absortivo na direção de fluxo dos canais de sorção, uma fonte de calor-frio para a absorção de calor, disposta a jusante do primeiro trocador de calor absortivo na direção de fluxo dos canais trocadores de calor, e um segundo trocador de calor absortivo, que é disposto a jusante da fonte de calor-frio para a absorção de calor e tem canais de sorção em pelo menos uma direção de fluxo e tem canais trocadores de calor em pelo menos uma direção de fluxo, onde os canais de sorção no segundo trocador de calor são dispostos na direção de fluxo dos canais trocadores de calor do

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4/5 primeiro trocador de calor.

8. APARELHO DE CONDICIONAMENTO DE AR, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelos trocadores de calor e das fontes de calor-frio serem conectadas através de tubos rígidos e/ou mangueiras móveis.

9. APARELHO DE CONDICIONAMENTO DE AR, de acordo com a reivindicação 7ou 8, caracterizado pelo aparelho não compreender quaisquer componentes rotativos.

10. APARELHO DE CONDICIONAMENTO DE AR, de acordo com pelo menos uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelos elementos que ventilam e/ou laminarizam o fluxo de ar serem inseridos a montante dos trocadores de calor.

11. APARELHO DE CONDICIONAMENTO DE AR, de acordo com pelo menos uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo material de adsorção ter uma densidade a partir de 0,2 g a 2 g/cm³

12. APARELHO DE CONDICIONAMENTO DE AR, de acordo com pelo menos uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelas estruturas metal-orgânicas e/ou carbono modificado serem usados como material de adsorção nos canais de sorção.

13. APARELHO DE CONDICIONAMENTO DE AR, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo BASOLITE® A520, MIL-160, MOF-841, UIO-66, DUT-67 e/ou MOF-801 serem usados como material de adsorção nos canais de sorção.

14. APARELHO DE CONDICIONAMENTO DE AR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 13, caracterizado por serem usados trocadores de calor de fluxo cruzado.

15. USO DO APARELHO DE CONDICIONAMENTO DE AR, de acordo com pelo menos uma das reivindicações 7 a 13, caracterizado por condicionar fluidos em edifícios e veículos.

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16. USO DO APARELHO DE CONDICIONAMENTO DE AR de acordo com pelo menos uma das reivindicações 7 a 13, caracterizado por condicionar fluidos em hospitais e/ou laboratórios.

17. TROCADOR DE CALOR de fluxo cruzado ar-ar absortivo, caracterizado pelo trocador de calor ter canais de sorção que compreendem estruturas metal-orgânicas que adsorvem água em pelo menos uma direção de fluxo e canais trocadores de calor em pelo menos uma outra direção de fluxo, onde os canais trocadores de calor compreendem menos de 5% do material de adsorção com base no carregamento dos canais de sorção com material de adsorção.

18. TROCADOR DE CALOR de fluxo cruzado ar-ar absortivo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pela largura do canal ser de 0,5 a 2 mm.

19. TROCADOR DE CALOR de fluxo cruzado ar-ar absortivo, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pela espessura de revestimento do material de adsorção ser de 10 a 200 pm.

20. USO DO TROCADOR DE CALOR de fluxo cruzado ar-ar, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por condicionar fluidos.

21. ELEMENTO EXTERNO DE PAREDE, caracterizado por compreender um aparelho de condicionamento de ar para pelo menos uma das reivindicações 7 a 14.