BR112020010737B1

BR112020010737B1 - Metodo para transferir calor entre dois ou mais meios e sistemas para realizar referido metodo

Info

Publication number: BR112020010737B1
Application number: BR112020010737-9A
Authority: BR
Inventors: Jean Baptiste Claudio Santander Kuborn
Original assignee: Energy Innovation Systems Limited
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2021-11-16
Also published as: CL2017003498A1; BR112020010737A2; CN111527354B; MX2020005807A; SG11202006070QA; US20200318848A1; AR113718A1; AU2018397717A1; CA3083128A1; TWI709722B; PH12020500539A1; JP2021508808A; CA3083128C; EP3734188B1; EP3734188A4; KR20200104860A; KR102625453B1; US11333387B2; AU2018397717B2; ZA202003260B

Abstract

a invenção refere-se a um método para transferir calor entre dois ou mais meios, que pode ser usado para propósitos doméstico, comercial ou industrial, sujeito apenas à existência de uma diferença de temperatura e para variações de pressão. a invenção também se refere a um sistema para transferir calor.

Description

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um sistema de transferência de calor, através de um sistema fechado de cilindro / pistão ou similar, em cuja câmara fechada, há um fluido que é sensível à mudança de temperatura fora da referida câmara, em que o referido fluido muda de estado quando o referido fluido absorve ou libera calor. Mais especifícamente, a presente invenção refere-se a um método para produzir transferência de calor entre dois ou mais meios e um sistema para a realização do referido método, utilizável para condicionar o ar de um espaço, ou qualquer uso que exija transferência de calor entre dois ou mais meios, permitindo uma uso doméstico, comercial ou industrial.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Atualmente, existem muitas tecnologias que produzem transferência de calor para condicionar o ar de um espaço, mas requerem uma grande quantidade de energia para permitir absorver ou entregar uma determinada quantidade de energia, além do uso de líquidos de arrefecimento prejudiciais ao meio ambiente. Por exemplo, existem bombas de calor usando arrefecedores que afetam a camada de ozônio ou produzem efeito estufa. Por exemplo, existem CFCs ou clorofluorocarbonetos, gases inertes derivados de hidrocarbonetos saturados, que permanecem na atmosfera entre 50 e 100 anos e se degradam quando combinados com o ozônio da estratosfera, liberando átomos de cloro.

[003] Após a verificação dos danos causados pelos CFCs na camada de ozônio, eles foram substituídos por HFCs ou hidrofluorcarbonos, gases fluorados que contribuem para o efeito estufa e o aquecimento global do planeta.

[004] Um exemplo de CFCs é o Freon, que é evaporado no processo cíclico de transferência de calor, esse tipo de substância está sendo atualmente substituído por refrigerantes alternativos, impulsionado por leis que buscam reduzir o efeito dos refrigerantes no meio ambiente e na camada de ozônio, como o regulamento europeu sobre gases fluorados, cujo principal objetivo é reduzir o uso de gases de efeito de estufa fluorados (GHG) em 70% até 2030. Outro exemplo do esforço realizado globalmente na redução de gases refrigerantes é a adoção por quase 200 países da Emenda Kigali, a segunda revisão do protocolo de Montreal (1987), que representa um plano concreto para eliminar progressivamente a produção e o uso de hidrofluorcarbonetos (HFCs), como gases de efeito estufa considerados muito prejudiciais ao planeta e de grande impacto no aquecimento global.

[005] Outro ponto relevante está relacionado à redução no consumo de energia. Os sistemas HVAC, como bombas térmicas, têm um desempenho chamado OOP (Coeficiente de Desempenho, Coefficient of Performance), o desempenho (COP) expressa a relação entre as unidades de calor (em kWh térmico) e a potência realmente consumida pelo equipamento (em kWh elétrico). Portanto, quanto maior o COP, maior o desempenho de sistema. Como exemplo, uma bomba de calor típica tem um COP entre dois e seis, dependendo da diferença entre as temperaturas de ambos os focos. Portanto, um aumento no desempenho (COP) geraria uma redução no consumo de energia e, portanto, no consumo de CO2.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA TÉCNICO

[006] A solução proposta é baseada no uso de calor ambiente, um fluido, sua compressão e descompressão, de modo a causar a mudança de estado do fluido sob pressão dentro de um circuito confinado, a seguir denominado "circuito".

[007] Essas mudanças de estado produzem uma alteração na densidade do fluido, causando contrações e expansões alternadas, produzindo uma transferência de calor, que absorve ou libera calor. O sistema também inclui uma estrutura que contém elementos básicos já existentes nos equipamentos de climatização atuais, como ventiladores, além de uma fonte de calor externa que serve como suporte para arrefecer ou aquecer o fluido, se necessário.

[008] Uma vantagem desse sistema é que ele pode usar diferentes tipos de fluidos, como água, CO2, um material de mudança de fase "PCM", entre outros que não danificam a camada de ozônio, ou gases de efeito estufa que contribuem para o aquecimento global, e nenhum HFO inflamável (hidrofluoroolefinas). Em geral, este sistema e método não requer refrigerantes prejudiciais ao meio ambiente ou inflamáveis, 0 que contribui para o cuidado ambiental.

[009] Outra vantagem é que o OOP (Coeficiente de desempenho) é superior às tecnologias atuais e pode atingir valores bem acima de 10, ainda mais, dependendo da carga e do fluido, 0 COP pode dar em alguns sistemas 15, 20, 30, 40 ou mais, como pode ser visto em alguns exemplos abaixo. Isso permite uma grande economia de energia e, portanto, também uma grande diminuição no CO2 expelido para a atmosfera pelo menor consumo de eletricidade.

[0010] Outra vantagem é que, usando dois ou mais circuitos opostos no sistema através de uma unidade de força, a quantidade de energia necessária para comprimir o fluido é consideravelmente reduzida porque as pressões de ambos os circuitos estão empurrando em direções opostas. Um efeito de contrapeso ocorre no êmbolo da unidade de força; portanto, é necessária uma pressão muito menor que a pressão máxima para comprimir o fluido no circuito oposto e produzir uma mudança de estado no mesmo.

[0011] Trabalhando com mudanças de estado de sólido para líquido, volumes menores são frequentemente deslocados para comprimir um fluido, ao contrário dos sistemas tradicionais para a mesma quantidade de energia transferida.

ESTADO DA TÉCNICA

[0012] No estado da técnica, existem vários documentos relacionados a sistemas de transferência de calor para condicionar ar.

[0013] Assim, por exemplo, no documento WO 2016/186572, é divulgada uma máquina que aproveita o calor ambiente ou o calor residual e gera energia renovável com energia fria como subproduto usando um fluido de trabalho de dióxido de carbono em um circuito fechado. A máquina é divulgada como um motor de calor ambiente que compreende um expansor para reduzir a temperatura de fluido; um permutador de calor de baixa pressão conectado ao expansor para garantir o restante do fluido em um estado fluidizado; um motor hidráulico conectado adicionalmente ao permutador de calor de baixa pressão para converter a pressão hidráulica do fluido que é alimentado por pelo menos um calor de baixa qualidade ou ambiente e fluxo de fluido de deslocamento; e um permutador de calor de alta pressão para reaquecer o fluido por calor ambiente para evitar congelamento. O expansor, o permutador de calor de baixa pressão, o motor hidráulico e o permutador de calor de alta pressão são conectados um ao outro em um circuito fechado para circular o fluido.

[0014] O documento US 2014/053544 divulga um sistema de mecanismo de calor compreendendo um primeiro permutador de calor, um expansor, um segundo permutador de calor e um conjunto de válvula. O primeiro permutador de calor está em comunicação com uma fonte de calor para aquecer um fluido de trabalho no interior. O expansor está a jusante do primeiro permutador de calor e está em comunicação para receber o fluido de trabalho térmico. O segundo permutador de calor está a jusante do expansor e em comunicação com o mesmo para arrefecer o fluido de trabalho recebido a partir do mesmo. O conjunto de válvula está em comunicação com o segundo permutador de calor e o expansor para fornecer a injeção seletiva do expansor com fluido de trabalho resfriado a partir do segundo permutador de calor.

[0015] O documento US5099651A divulga um método para operar sistemas de bomba de calor de motor movido a gás, e tipo de compressão de vapor de refrigeração. Mais particularmente, refere-se a um sistema de bomba de calor acionado preferencialmente por um motor de combustão interna movido a gás que é pelo menos parcialmente arrefecido por um fluido de trabalho em conexão de fluido com a carga e uma fonte de calor ambiente ou reservatório.

[0016] Nenhum dos documentos do estado da técnica divulga o uso de um sistema fechado em que um fluido, e o calor a partir do ambiente ou um meio, e apenas um passo de pressão e descompressão são usados para liberar ou absorver calor, a fim de produz mudanças de estado de líquido para sólido ou parcialmente sólido e vice-versa, e estado líquido para gasoso e vice-versa, e com isso gera transferência de calor.

[0017] Outra diferença em relação ao estado da técnica é que o sistema pode ser constituído por um, dois ou mais circuitos confinados, ou seja, um circuito fechado sem circulação, projetado de tal maneira que o fluido contido em cada um desses circuitos não circula, nem desloca, exceto pelo deslocamento natural produzido pelas mudanças de volume alternativas produzidas pela variação de densidade do fluido exposto à compressão e descompressão, e também variações causadas pela mudança de estado do fluido, pela qual o fluido se expande e contrai pelo mesmo percurso, o que permite o deslocamento de um pistão ou similar. Por outro lado, no estado da técnica para sistemas de ar condicionado, pode ser visto que o fluido pode circular dentro dele e o fluido é um refrigerante prejudicial ao meio ambiente, enquanto no sistema atual, uma grande variedade de fluidos pode ser usado em sua operação, especificamente refrigerantes líquidos nocivos ao meio ambiente.

RESUMO DA INVENÇÃO

[0018] A presente invenção consiste em um método para produzir transferência de calor entre dois ou mais meios e um dispositivo ou sistema para realizar o referido método, utilizável para condicionar o ar de um espaço, ou qualquer uso que exija transferência de calor entre dois ou mais meios, e pode ser passível de ser usado para uso doméstico, comercial ou industrial.

[0019] A solução proposta é baseada no uso da diferença de temperatura entre o fluido e o espaço ao seu redor, em combinação com variações de pressão, de modo a causar a mudança de estado do fluido. Como exemplo, no caso da água, de preferência água destilada, a seguir "água", quando submetida a altas pressões dentro de um circuito fechado, muda de seu estado líquido para estados sólidos ou parcialmente sólidos, como "Gelo II ou Gelo III ou Gelo V ou Gelo VI ou Gelo VII” e vice-versa, essa substância se transformará em uma ou outra dependendo da temperatura alcançada e o estado de equilíbrio ao qual o sistema tende, ou seja, na transferência de calor como um sistema passa por um processo de um estado para outro. Para obter inúmeras mudanças de estado, o método envolve variação de pressão no circuito, a fim de tirar proveito das mudanças de estado que um fluido experimenta em diferentes temperaturas em correlação com diferentes pressões.

[0020] Por exemplo, no caso da água, o sistema trabalha em uma área sensível à temperatura que pode ser vista no gráfico de Pressão / Temperatura mostrado nas Figuras 6 e 7. Em um sistema fechado, como um sistema de cilindro / pistão ou similar, e se for necessário aumentar a temperatura do ambiente, a temperatura do fluido em seu estado líquido será aumentada, será comprimido até solidificar (no caso de gelo lh, é o inverso), obtendo-se um sólido a uma temperatura mais alta que a temperatura ambiente, de modo que o sistema forneça calor ao ambiente, subsequentemente ocorrerá a mudança de estado de sólido para líquido, fundindo e transformando no mesmo em líquido ou parcialmente líquido, com o que o sistema se expande; e no caso de líquido para sólido, solidificando e transformando em sólido ou parcialmente sólido, com o que o sistema contrai ou reduz o volume de fluido, o pistão percorrerá em ambos os casos uma distância "L" causada por uma taxa de transferência de calor. Se for necessário diminuir a temperatura do ambiente, o fluido em seu estado líquido será comprimido até que se solidifique, liberando calor; posteriormente, a pressão será diminuída, causando a mudança de um estado sólido para um estado líquido, fundindo e transformando em um líquido ou parcialmente líquido, absorvendo calor a partir do ambiente, com o que o fluido se expandirá e, no caso de líquido para sólido, solidificando e transformando em sólido, com o que o fluido se contrai, o pistão desloca em ambos os casos uma distância "L "causado por uma transferência de calor. Em resumo, quando a temperatura e pressão de fluido estiverem abaixo da curva (fusão / solidificação) e a temperatura ambiente estiver acima ou abaixo da temperatura da água, ocorrerá a mudança de estado de sólido para líquido. O mesmo vale para a mudança de estado de líquido para sólido, mas a pressão obtida através do compressor ou bomba ou similar e a temperatura da água devem estar acima da curva de fusão / solidificação.

[0021] Por outro lado, a presente invenção consiste em um sistema ou dispositivo para produzir transferência de calor entre dois ou mais meios, permitindo uso doméstico, comercial ou industrial, utilizável para produzir transferência de calor através da operação de unidades de força, sistemas de controle e equipamentos auxiliares, consistindo de um, ou dois, ou mais circuitos confinados, projetados de tal forma que o fluido contido em cada um desses circuitos não circule ou se mova, exceto pelas mudanças de volume alternativas produzidas pela variação de densidade do fluido exposto à compressão e descompressão e também variações causadas pela mudança de estado do fluido, pelo que o fluido se expande e se contrai ao longo do mesmo percurso, o que permite o deslocamento de um pistão ou semelhantes. Normalmente, a correlação entre a pressão e a temperatura requerida dentro de um circuito para obter a mudança de estado da água (3) e suas variações e correlações é a seguinte, mostrando o limite a partir do qual a mudança de estado, o faltante é encontrado nas referências [1 ] [2] [7] [8] no final deste relatório descritivo, para o caso de sólido para gasoso consulte a referência [9]: • Pressão interna mínima necessária P (II a III) com temperaturas entre -34,7 °C e -24,3 °C para obter uma mudança de estado de gelo sólido III para gelo sólido II.

• Pressão interna mínima necessária P (lh) com temperaturas entre -21,98 °C e 0 °C para obter uma mudança de estado de sólido ou parcialmente sólido para líquido:

• Pressão interna mínima necessária P (III) com temperaturas entre -21,98 °C e -16,98 °C para obter uma mudança de estado de líquido para sólido.

• Pressão interna mínima necessária P (V) com temperaturas entre -16,98 °C e 0,16 °C para obter uma mudança de estado de líquido para sólido ou parcialmente sólido:

• Pressão interna mínima necessária P (VI) com temperaturas entre 0,16 °C e 81,85 °C para obter uma mudança do estado líquido para o sólido ou parcialmente sólido:

. • Pressão interna mínima necessária P (VII) com temperaturas entre 81,85 °C e 90 °C para obter uma mudança do estado líquido para o sólido ou parcialmente sólido:

• Pressão interna máxima necessária P (II a III) com temperaturas entre -34,7 °C e -24,3 °C para obter uma mudança de estado de gelo sólido II para gelo sólido III.

• Pressão interna máxima necessária P (lh) necessária com temperaturas entre -21,98 °C e 0 °C para obter uma mudança de estado de líquido para sólido ou parcialmente sólido:

• Pressão interna máxima necessária P (III) com temperaturas entre -21,98 °C e -16,98 °C para obter uma mudança de estado de sólido para líquido:

• Pressão interna máxima necessária P (V) com temperaturas entre -16,9 °C e 0,16 °C para obter uma mudança de estado de sólido ou parcialmente sólido para líquido:

• Pressão interna máxima necessária P (VI) com temperaturas entre 0,16 °C e 81,85 °C para obter uma mudança de estado sólido ou parcialmente sólido para líquido:

• Pressão interna máxima necessária P (VII) com temperaturas entre 81,85 °C e 90 °C para obter uma mudança de estado sólido ou parcialmente sólido para o líquido:

[0022] As temperaturas (T°) são em graus Celsius (°C) e as pressões em Megapascal (Mpa). Ao renderizar essas equações em uma temperatura de gráfico de pressão versus pressão, a curva de fusão ou solidificação pode ser vista. O limite superior das curvas representa o estado sólido ou parcialmente sólido da água (3) e o limite inferior, o seu estado líquido.

[0023] Portanto, a pressão interna deve variar entre uma pressão mais alta que a determinada pela curva e uma pressão mais baixa da mesma, o que causa um processo térmico de transferência de calor, que produz as mudanças de estado. O sistema permite obter mudanças de estado de sólido ou parcialmente sólido para líquido e vice-versa, seu estado gasoso para seu estado líquido ou líquido supercrítico e vice- versa, seu estado gasoso para seu estado sólido ou parcialmente sólido e vice-versa, a partir de seu estado fluido líquido ou supercrítico para sólido ou parcialmente sólido e vice-versa, entre os estados sólidos de um fluido, bem como entre os estados sólidos da água conhecidos como gelo VII ou gelo VIII ao gelo VI e vice-versa, gelo lh ao gelo III e vice- versa, gelo VI para gelo V e vice-versa, gelo II para gelo III e vice-versa, gelo II para gelo lh e vice-versa, permitindo também obter mudanças de estado passando do gelo II, ou gelo III, ou gelo V, ou gelo VI para líquido e subsequentemente de líquido para gelo lh e vice-versa.

[0024] Em todos os casos, as mudanças de estado podem ser parciais, de modo que o sistema permite obter mudanças de estado de sólido ou parcialmente sólido para líquido ou parcialmente líquido e vice- versa, gasoso ou parcialmente gasoso e líquido ou parcialmente líquido e vice-versa, fluido supercrítico para sólido ou parcialmente sólido e vice-versa, fluido supercrítico para vapor superaquecido e vice-versa, melhor visto na Figura 6. Sendo o mesmo com outras mudanças de estado.

[0025] Por exemplo, se a água estiver no circuito, em um estado líquido, em uma temperatura de 24 0 C, e uma pressão de 700 Mpa, é necessário aumentar a pressão para mais de 951 Mpa para produzir a mudança de estado de líquido para sólido ou parcialmente sólido, sempre considerando a mesma temperatura interna. Pelo contrário, se a água estiver no estado sólido ou parcialmente sólido, em 24 ° C, com uma pressão interna de 1000 Mpa, é necessário diminuir essa pressão para 950 Mpa, o que pode diminuir ainda mais para produzir a mudança de estado e mudar para o estado líquido.

[0026] Se desejado, obtendo a pressão necessária para alterar o estado de um fluido, a pressão pode ser alcançada desenhando uma curva em um diagrama PT, onde a inclinação da curva que separa dois estados pode ser obtida com a equação de Clausius-Clapeyron [10] [11], uma equação que leva em consideração o calor latente ou a entalpia da mudança de fase, a mudança de volume e a temperatura para obter a inclinação, uma curva conhecida como curva de coexistência que, no caso de passar de um estado sólido para um estado líquido ou vice-versa, é a curva de fusão-solidificação.

[0027] onde dP / dT é a inclinação dessa curva, ΔH é o calor latente ou entalpia da mudança de fase e ΔV é o volume.

[0028] A diferença de pressão necessária para a mudança de estado também pode ser obtida com esta equação, fornecendo calor latente, temperatura, variação de temperatura e variação de volume.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0029] As figuras anexas destinam-se a proporcionar uma melhor compreensão da invenção e fazem parte deste relatório descritivo.

[0030] A Figura 1 mostra uma vista esquemática do sistema de cilindro / pistão, em que a temperatura ambiente ou do meio está em uma temperatura mais alta que a temperatura de fluido no circuito e a expansão de sistema pode ser apreciada, pois absorve o calor "Q" a partir do ambiente ou o meio.

[0031] A Figura 2 mostra uma vista esquemática do sistema de cilindro / pistão da Figura 1, em que o pistão foi conectado a um servofreio ou a uma válvula unidirecional acionada eletronicamente ou a outro equipamento que desempenha uma função semelhante para interromper seu curso.

[0032] A Figura 3 mostra uma vista esquemática do sistema de cilindro / pistão, em que o pistão está comprimindo e a temperatura ambiente ou do meio está em uma temperatura mais alta que a temperatura de fluido no circuito, que transfere o calor "Q" para o ambiente ou meio, no caso em que o sistema está mudando de líquido para sólido, causando a geração do sólido.

[0033] A Figura 4 mostra uma vista esquemática do sistema de cilindro / pistão, em que o pistão é liberado e, no caso de a temperatura ambiente estar em uma temperatura mais alta que a temperatura de fluido no circuito, absorve o calor "Q" do ambiente ou um meio, uma vez que o fluido está sendo alterado de sólido para líquido.

[0034] A Figura 5 mostra uma vista esquemática do sistema de cilindro / pistão da Figura 4, em que o pistão foi conectado a um servofreio ou a uma válvula unidirecional acionada eletronicamente para interromper seu curso e, assim, iniciar um novo ciclo com o apoio de outros componentes da unidade de força.

[0035] A Figura 6 mostra um gráfico ampliado de Pressão / Temperatura da água na zona sensível, em que o sistema se move na zona de gelo lh, II, III, V e VI. Esta Figura explica as mudanças de fase, de seu estado gasoso para seu estado líquido ou supercrítico e vice- versa, de seu estado líquido ou supercrítico para sólido ou parcialmente sólido e vice-versa, bem como entre os estados sólidos da água conhecidos como gelo VII ou gelo VIII ao gelo VI e vice-versa, gelo lh ao gelo III e vice-versa, gelo VI ao gelo V e vice-versa, gelo II ao gelo III e vice-versa, gelo II ao gelo lh e vice-versa.

[0036] A Figura 7 mostra um gráfico de Pressão / Temperatura da água na zona sensível, em que o sistema se move na zona de gelo lh, II, III, V, VI e VII, em que as diferentes densidades da água a diferentes pressões podem ser apreciadas, o que significa que há uma alteração de volume, portanto a água é compressível.

[0037] A Figura 8 mostra um gráfico de Pressão / Temperatura de dióxido de carbono CO2.

[0038] A Figura 9 mostra uma vista esquemática do sistema de cilindro / pistão com circuito em que a câmara está conectada a um circuito por tubulações formadas por uma pluralidade de tubos; placas, aletas, que podem ser capilares.

[0039] A Figura 10 mostra uma vista de elevação frontal esquemática de uma modalidade de um sistema para extrair ou transferir calor a partir do ambiente ou de um meio, de acordo com a presente invenção.

[0040] A Figura 11 mostra uma vista em planta esquemática de uma modalidade do sistema para transferência de calor de acordo com a presente invenção.

[0041] A Figura 12 mostra uma vista em perspectiva esquemática do sistema para transferência de calor de acordo com a presente invenção.

[0042] A Figura 13 mostra um gráfico com a mudança de estado de sólido para líquido e vice-versa quando o fluido está em uma temperatura mais alta que a temperatura ambiente ou do meio.

[0043] A Figura 14 mostra um gráfico com a mudança de estado de sólido para líquido e vice-versa quando o fluido está em uma temperatura mais baixa que a temperatura ambiente ou do meio.

[0044] A Figura 15 mostra uma vista esquemática de dois sistemas de cilindro / pistão conectados através de uma unidade de força.

[0045] A Figura 16 mostra uma vista esquemática de um sistema de cilindro / pistão conectado através de uma unidade de força.

[0046] A Figura 17 mostra uma vista esquemática de um sistema de cilindro / pistão inserido na unidade de força tipo bomba intensificadora linear ou similar, juntamente com dois circuitos e seus respectivos sistemas de controle.

[0047] A Figura 18 mostra um gráfico de temperatura / porcentagem da mudança de fase do cloreto de cálcio (CaCI2) de uma mistura de água com cloreto de cálcio.

[0048] A Figura 19 mostra uma vista esquemática de uma unidade de força tipo bomba intensificadora linear ou similar, juntamente com dois circuitos e seus respectivos sistemas de controle.

[0049] A Figura 20 mostra uma vista esquemática de uma unidade de força tipo bomba de êmbolo ou similar, juntamente com dois circuitos e seus respectivos sistemas de controle.

[0050] A Figura 21 mostra uma vista esquemática de uma unidade de força em conjunto com dois circuitos através dos quais um líquido passa através dos permutadores de calor e é direcionado por uma válvula de controle para o local a ser usado, ou por um permutador de calor externo ou similar, cumprindo o objetivo de liberar ou absorver calor e seus respectivos sistemas de controle.

[0051] A Figura 22 mostra uma vista esquemática das partes auxiliares que fazem parte de uma unidade de ar condicionado como a da presente invenção.

[0052] A Figura 23 mostra uma vista esquemática de dois aparelhos de ar condicionado conectados em cascata, de acordo com um dos princípios nos quais a presente invenção se baseia.

[0053] A Figura 24 mostra uma vista esquemática de um tipo de equipamento de ar condicionado, que exemplifica a presente invenção.

[0054] A Figura 25 mostra uma vista esquemática de um sistema de quatro circuitos em cascata.

[0055] A Figura 26 mostra uma vista esquemática de um sistema de oito circuitos interligados operando em cascata.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0056] A presente invenção consiste em um método para produzir transferência de calor entre dois ou mais meios e um sistema para executar o referido método, utilizável para condicionar ar de um espaço ou qualquer uso que exija transferência de calor entre dois ou mais meios, e pode ser capaz de ser usado para uso doméstico, comercial ou industrial.

[0057] A base desta invenção é usar o calor ambiente em combinação com variações de pressão, de modo que, ao causar a mudança de estado do fluido inserido dentro de um circuito confinado que não circula ou desloca, com exceção de mudanças alternativas de volume causadas pela mudança de estado do fluido, para que se expanda e se contraia no mesmo percurso, uma transferência de calor ocorre.

[0058] Com referência às Figuras 1 a 5, a presente invenção opera com base na troca de calor a partir do ambiente ou a partir de um meio para a câmara (5) e os tubos (8) de um sistema de pistão (2) de cilindro (1) ou similares.

[0059] Na Figura 1, a câmara (5) juntamente com o fluido inserido nos tubos (8) do permutador de calor ou similar atingiram uma pressão, por exemplo, superior a 300 MPa, de acordo com o que é mostrado nos gráficos das figuras 6 e 7, no caso de usar o sistema como mudanças a partir do estado sólido para líquido e vice-versa sendo geradas dentro da referida câmara (5) e tubos sólidos (8). No caso de a temperatura do ambiente ou meio exterior ser maior que a temperatura da câmara (5) e tubos sólidos (8), ocorre uma troca de calor, onde a câmara (5) e os tubos (8) absorvem o calor do meio que circunda os circuitos quando o referido fluido funde. Com isso, na câmara (5) e nos tubos (8), uma expansão ocorre uma vez que as espiras sólidas em um líquido e porções pequenas de sólido, deslocando assim o pistão (2) a uma distância "L", causada por uma transferência de calor, levando vantagem disso para aquecer um ambiente ou meio. Como mostrado na Figura 2, na Figura 15, na Figura 16, na Figura 17 e na Figura 19, uma vez percorrida a distância "L", o pistão 2 é conectado a um servofreio acionado eletronicamente unidirecional (26 ) ou válvula acionada eletronicamente unidirecional, ou outro dispositivo que desempenhe uma função semelhante, como um PLC ou sistema de controle que a interrompa. A câmara (5) e os tubos (8) absorvem o calor quando o sólido funde, solidificando com o aumento da pressão quando passa pela curva de fusão / solidificação, liberando calor. Quando a câmara (5) e os tubos (8) tem sólido abundante e, se a temperatura no exterior é ainda mais elevada do que a da câmara (5) e dos tubos (8), a pressão é libertada no caso de se utilizar um servofreio, ou outros semelhantes, é libertada e a referida câmara e tubos absorvem o calor do ambiente ou meio externo, o qual funde o sólido como mostrado na Figura 4. Quando o sólido torna-se um líquido com pequenas porções de sólido, o pistão (2) move-se para o exterior para uma distância "L", causando uma mudança de estado produzindo transferência de calor. Neste ponto, o pistão ou similar é travado novamente, para isso um servofreio ou similar pode ser usado, e um aumento na pressão é causado através da unidade de força (10), na câmara (5) e tubos (8), como mostrado na Figura 17, Figura 19, Figura 20 e Figura 21, gerando um ciclo de trabalho.

[0060] Uma vez que a unidade de energia (10) pode ser conectada liberando ou absorvendo calor através do sistema, pode funcionar o tempo todo, especialmente se houver um sistema paralelo que funcione ao contrário. Ou seja, o calor pode ser liberado e causar a mudança de estado ou o calor pode ser absorvido e causar a mudança de estado.

[0061] Como mencionado acima, a presente invenção descreve um método para a produção de transferência de calor entre dois ou mais meios, e que pode ser usado para uso doméstico, comercial ou industrial, sujeito apenas à existência de uma diferença de temperatura e variações de pressão, em que o referido método compreende o seguintes passos: (a) comprimir um fluido introduzido no tubo (8) até a geração de uma mudança de estado; (b) descomprimir o fluido para gerar novamente uma mudança de estado a fim de atingir o estado inicial.

[0062] Em que a compressão e descompressão do fluido também incluem: (a) mover um pistão ou êmbolo, em que o pistão tem que atingir um curso mínimo, a fim de alcançar a pressão desejada; (b) expor o referido circuito fechado ao ambiente ou meio até gerar uma mudança de estado no referido fluido inserido no tubo (8) e uma transferência de calor; (c) em que a mudança de estado corresponde a passagem a partir do seu estado de fluido supercrítico ou líquido, ao sólido, gasoso para fluido líquido ou supercrítico, (d) descomprimir o fluido introduzido dentro do tubo (8) e expor referido circuito fechado para o ambiente ou meio, causando a expansão do fluido introduzido no tubo (8), até que a geração de uma mudança de estado de novo e causando um transferência de calor resultante da mudança de estado do fluido inserido no tubo (8), em que referida transferência de calor ocorre no permutador de calor ou similar; (e) em que a mudança de estado corresponde a transformar o referido fluido introduzido dentro do tubo (8) a partir do seu estado sólido para líquido, ou fluido supercrítico, fluido líquido ou supercrítico para gasoso.

[0063] Por outro lado, o método também pode considerar os passos: (f) Frear com um servofreio acionado eletronicamente unidirecional, ou válvula acionada eletronicamente unidirecional, ou similar, ou diretamente através da unidade de força, o pistão para aumentar a pressão suportada com a unidade de força, no caso de se utilizar dois ou mais circuitos, a unidade de força é usada para suportar o retorno do circuito oposto quando o circuito está em expansão; (g) liberar o servofreio ou válvula acionada eletronicamente unidirecional, ou outro dispositivo que desempenhe uma função semelhante, ou diretamente através da unidade de força para liberar o pistão, quando dois ou mais circuitos são usados e uma bomba intensificadora linear é usada para produzir o efeito de equilíbrio, cumprirá a função; e (h) expor referido circuito fechado para o ambiente ou meio, que tem uma temperatura inferior ou superior, para causar a contração do fluido e retornar o pistão para uma posição inicial e causando uma transferência de calor devido à mudança de estado do fluido para começar um novo ciclo.

[0064] O método descrito também inclui o uso da temperatura em combinação com variações de pressão que podem ser causadas por diferentes unidades de força, de modo a causar a mudança de estado do fluido sujeito a pressões dentro de um circuito confinado, de seu estado líquido ou parcialmente líquido, ou fluido supercrítico para um estado sólido ou parcialmente sólido e vice-versa, gasoso para líquido e vice-versa, substância que se transformará em um ou outro dependendo da temperatura de fluido, dependendo da pressão à qual é submetido, devido à transferência de calor, como um sistema passa por um processo a partir de um estado para outro, isso se deve à tendência do fluido em igualar a temperatura do meio que circunda o circuito.

[0065] A operação do processo depende de um sistema constituído por um conjunto de equipamentos necessários para a produção da compressão e descompressão dentro do circuito, e que pode ser obtido através de um equipamento de bombeamento, bombas hidráulicas, ou semelhantes, um conjunto de equipamento denominado uma unidade de força (10), como mostrado na Figura 17, Figura 19, Figura 20 e Figura 21.

[0066] Em geral, o sistema é composto por uma câmara (5) que faz parte de um cilindro (1) e o pistão (2), em que o fluido de pressão aumenta o seu volume para absorver calor, ou diminui o seu volume para a liberação de calor.

[0067] Em particular, uma configuração do sistema pode ser vista na Figura 17, consistindo em um circuito de tubos, os tubos (12) são conectados a um cilindro (1) com um êmbolo (27) e pistão (2), para mover o pistão e para aumentar ou diminuir a pressão interna do circuito, um sistema hidráulico, uma bomba de pressurização, uma bomba hidráulica (32), uma bomba intensificadora linear (1), uma bomba rotativa de acionamento direto ou uma bomba de êmbolo (1) ou outro equipamento que possa desempenhar essa função. No caso da Figura 17, a bomba hidráulica (32), juntamente com o motor (28), neste caso elétrico da respectiva unidade de força, vai exercer a necessária força no respectivo pistão (27) para aumentar novamente a pressão dos circuitos. Posteriormente, os tubos (12) são conectados a uma pluralidade de tubos ou tubos com placas, aletas ou similares (8), esses capilares ou similares sendo capazes de serem dispostos, a fim de aumentar a superfície de transferência de calor e formar um permutador de calor (34). Ventiladores (30) empurram ou sugam o ar passando através do permutador de calor (34), de modo que os tubos (8) estão em contato com o ambiente ou meio. O fluxo de ar frio ou quente é expelido ou introduzido através do duto de ventilação (31).

[0068] No caso de se utilizar uma bomba intensificadora linear (1), que tem um sensor que permite o fluxo de entrada de fluido de enchimento ser controlado e, se necessário, através de uma válvula de enchimento (33) e para controlar a pressão através de uma válvula de alívio, e, neste caso, uma bomba hidráulica (32), juntamente com uma válvula de controle direcional (29) e outros elementos típicos para operar uma bomba intensificadora linear (1).

[0069] A ação das válvulas unidirecionais acionadas eletronicamente (26) ou similar aplicada ao pistão ou similares, impede- a de voltar, e o deixa no seu ponto mínimo de deslocamento com o suporte de outros componentes da unidade de força (10), como uma bomba hidráulica, uma bomba intensificadora linear, uma bomba de êmbolo, ou qualquer tipo de bomba de pressurização que cumpra a função de aumentar a pressão de fluido dentro de um circuito, produzindo uma mudança de estado durante a contração (a pressão exercida em um pistão ou similar), pode causar sucção ou menos do que a pressão atmosférica dependendo de qual lado do pistão é pressionado).

[0070] A unidade de força será conectada e controlada pela unidade de controle (11).

[0071] A Figura 19 mostra uma variação em relação à configuração da Figura 17; esta figura mostra um sistema que pode funcionar com um fluido como a água; nesse caso, o estado muda do estado líquido para o sólido (gelo lh ou gelo II ou gelo III, ou gelo V, ou gelo VI, ou gelo VII, conforme o caso), o equipamento de unidade de força que estaria mais próximo dos tubos (8) seria uma válvula de controle direcional ou similar (38), no caso em que este não está presente e é usada uma bomba de intensificação linear ou pistão de efeito duplo ou similar, que seria o último. Uma ou mais unidades de força conectadas aos tubos (12), que fecham o conjunto de tubos (12) e (8) e geram pressão interna, devido ao servofreio unidirecional acionado eletronicamente (26), ou válvula unidirecional, ou similar impedem a água de dilatar quando está em uma fase parcialmente líquida, uma vez que a água vai empurrar o pistão sem ser capaz de deslocá-lo, causando um aumento de pressão que vai além da curva de fusão / solidificação (Figuras 6 e 7) e inicia seu processo de solidificação. Ao iniciar esse processo, a água diminui seu volume devido à solidificação parcial, que causa um deslocamento de pistão com o suporte da unidade de força (10) e uma diminuição na pressão, que por sua vez faz com que a água fique novamente sob a curva e repita o processo sucessivamente até que a água seja completamente ou quase completamente comprimida no estado sólido, sempre com o suporte da bomba que exerce pressão sobre o fluido que está dentro dos circuitos ou similares.

[0072] Por outro lado, a Figura 21 mostra uma configuração do sistema para transferir o calor para um fluido (água); nesse caso, o fluido passa através dos tubos (34) ao lado do permutador de calor (34), as válvulas de controle direcionais (37) controlam o fluido arrefecido e aquecido, que pode ser a água que sai dos permutadores de calor (34). Para arrefecer ou aquecer o fluido que sai dos permutadores de calor, ele pode passar por uma torre de arrefecimento ou permutador de calor (42) ou similar ou um depósito para uso (41) e, em seguida, o retorna ao sistema.

[0073] O sistema é conceituado para operar usando qualquer fluido, seja ele gás ou líquido, podendo estar em estado gasoso, líquido ou líquido supercrítico e sólido ou parcialmente sólido, cujas curvas de vaporização ou condensação, fusão ou solidificação estejam abaixo de 2465 Mpa. Isto significa que pressões menores do que a pressão atmosférica, que é a pressão negativa e entre temperaturas de -60 °C e 140 °C, também são consideradas. Também pode funcionar no caso de uma mudança de estado entre os estados sólidos de um fluido que produz mudanças de estado entre sólidos.

[0074] Essas mudanças de estado produzem uma alteração na densidade de fluido, causando alternadamente contrações e expansões, obtendo como resultado a transferência de calor.

[0075] O método apresentado é adequado para a absorção ou a liberação de calor ambiente, permitindo o uso doméstico, comercial ou industrial, e que pode ser construído ou instalado em qualquer localização geográfica, tanto dentro ou fora de construções, onde o acesso a uma diferença mínima de temperatura com respeito ao fluido está disponível, desde que os parâmetros de fluido que vão ser introduzidos em um, ou dois, ou mais circuitos fechados, sem circular ou mover fluido, exceto para as mudanças alternativas de volume causadas pela mudança de estado do fluido, assim que esse fluido se expande e contrai no mesmo percurso (Figura 1 a Figura 5), ele não cai abaixo de uma certa pressão, enquanto a temperatura máxima do fluido será condicionada pela pressão de projeto máxima, não excedendo os limites mínimo e máximo predeterminados.

[0076] Para uma modalidade da invenção e seu respectivo sistema, que contempla o uso de um fluido, pode ser água, de preferência água destilada, o método proposto operando da seguinte maneira:

[0077] água é introduzida em uma ou mais câmaras seladas (5), sujeitando-a a alta pressão, no caso de transformação em um sólido conhecido como gelo II, geralmente superior a 212 MPa, e é exposto à temperatura ambiente, que normalmente deve ser igual ou superior a - 50°C (no caso de refrigeração), -24°C no caso de transformação do gelo III em líquido e vice-versa, enquanto a temperatura máxima no sistema será condicionada pela pressão de projeto máxima, que para fins de aplicação industrial, a pressão não deve exceder 2465 Mpa, a uma temperatura não superior a + 90°C. (Nesse caso, também é possível trabalhar com temperaturas abaixo de 0°C e acima de -24°C com temperaturas e pressões que podem ser vistas na Figura 7). E a pressão mínima dentro do sistema para este caso normalmente será maior que 0,13 Mpa no caso de transformação de sólido em líquido e vice-versa.

[0078] Então, por meio de unidades de força, a pressão é controlada de modo a causar a mudança de estado da água, do estado líquido para o sólido conhecido como Gelo lh, Gelo II ou Gelo III ou Gelo V ou Gelo VI, o Gelo VII e vice-versa. Essas mudanças de estado ocorrem como resultado do aumento ou diminuição da pressão, juntamente com a transferência de calor entre o espaço a ser arrefecido ou aquecido e o fluido dentro do circuito. A correlação entre as diferentes pressões necessárias em função de diferentes temperaturas para este circuito para operar é explicada na descrição detalhada abaixo.

[0079] A câmera (5); o tubo (12) e os tubos (8) ou similares, formando um permutador de calor (34) ou similar, são transformados em um circuito fechado e são compostos de número "n" de tubos ou circuitos inscritos em um bloco ou similar, "n" pode ser maior ou igual a 1, o que pode assumir formas complexas como exemplo: espiral, ziguezague, descrevendo ondulações, e de comprimento variável, quanto maior a quantidade de energia a ser transferida por cada circuito, mais longo ele é e, pelo contrário, se energia menos é desejada, o circuito pode ser mais curto.

[0080] As paredes do circuito são compostas por um material que tem resistência e condutividade térmica, como nanotubos de carbono, nanotubos de grafeno, carbono, grafeno, ferro, aço, titânio, cobre, entre outros materiais, com espessuras de parede necessárias (6) e (7) para suportaras pressões de projeto máximas do sistema, expondo o circuito à temperatura ambiente, temperatura da água que deve ser igual ou superior a -50 ° C, e pressurizando-a no caso de transformar em um sólido conhecido como gelo II, tipicamente maior que 212 Mpa, a pressão mínima dentro do sistema será tipicamente maior que 0,13 Mpa e, no caso de causar a mudança de estado da água de líquido para gasoso e vice-versa, ou de sólido para gasoso e vice-versa, as temperaturas podem ser entre -50 ° C e 90 ° C com pressões compreendidas entre 1 Pascal e 0,13 Mpa, para todos os casos, todos através da pressurização, através de uma ou mais unidades de força (10), instaladas em uma extremidade de circuito, e no caso de uma bomba intensificadora linear ser usada (Figura 17) ou similar, o pistão estará dentro dessa unidade de força. A unidade de força (10) é composta por: um aparelho que pode aumentar ou diminuir a pressão interna do circuito, seja um pistão, êmbolo (27), pistão de cilindro hidráulico, uma bomba de pressurização, bomba hidráulica (32), bomba de intensificação linear (1), bomba rotativa de acionamento direto ou bomba de êmbolo (1) (Figura 17, 20) ou similar; motor elétrico ou diesel ou similar (28); válvula de controle direcional para causar o deslocamento do êmbolo (27) ou outro; válvula de controle direcional (38) para direcionar a pressão para um circuito ou outro circuito alternadamente em conjunto com controlar o retorno do fluido que está descomprimindo, a válvula de controle direcional (37) controlando o fluido arrefecido e aquecido, que pode ser a água que sai dos permutadores de calor (34); torre de arrefecimento ou permutador de calor (42) ou similar para arrefecer ou aquecer o fluido que sai dos permutadores de calor (Figura 21); bomba hidráulica para deslocar o fluido que passa pelos permutadores de calor (34) (Figura 21); além de outros componentes, como atuadores e servofreios acionados eletronicamente, válvula de enchimento (33), válvula de alívio ou similar, tanque de fluido hidráulico (35), cada uma das unidades conectadas ao sistema de controle (11). Este sistema controla a pressão e a contração de maneira a causar a mudança de estado da água, a partir do estado líquido para o estado sólido ou parcialmente sólido (Gelo lh, Gelo III, ou Gelo V, ou Gelo VI, ou Gelo VII), conforme o caso pode estar em temperaturas diferentes; da mesma forma, se a pressão for controlada de forma a obter a expansão da água, sofrerá a mudança de estado na direção oposta. Estas mudanças de estado produzem uma mudança na densidade da água (3), alternativamente causando sua contração com a ajuda de uma unidade de força e expansão que move um pistão (2), produzindo uma transferência de calor, assim, absorvendo e liberando calor. Além disso, o sistema de controle controla o equipamento auxiliar (9).

[0081] O método baseia-se em certos valores e suas correlações para causar as mudanças de estado do fluido, neste caso água (3), tendo em vista as pressões diferentes que são necessárias dependendo da sua temperatura interna, ambas medidas com um ou mais sensores, e que são controladas através de um sistema de controle que controla a operação das unidades de força (Figura 16, 17, 19, 20, 21) e do equipamento auxiliar (9) (Figura 10, 11,12).

[0082] As Figuras 22, 23 e 24 mostram vistas esquemáticas dos sistemas de ar condicionado com seus equipamentos auxiliares instalados. Esses são constituídos por ventiladores (30) que empurram ou sugam o ar que passa através do permutador de calor (34); dentro do permutador de calor, os tubos (8) formando uma bobina absorvem ou liberam o calor do fluido que passa através deles; o permutador de calor (34) é conectado à unidade de força (10) através dos tubos (12), passando o fluido que é comprimido no seu interior e atingindo o tubo (8), para expelir ou introduzir o frio ou calor ou o fluido aquecido ou arrefecido, conforme o caso. Existem tubos ou dutos de ventilação ou similares (31) e portas de ventilação (40) para controlar o fluxo de ar entrando nos dutos.

[0083] O sistema também pode considerar aquecedores que podem aquecer os tubos (8) através de resistores ou similares, no caso de gelo nas superfícies externas dos tubos, entre outros motivos; radiadores, permutadores de calor (34) que cumprem a função de transferir o calor a partir de um meio para outro, termostatos conectados em diferentes pontos dos permutadores de calor, a fim de fornecer as informações ao sistema de controle, umidificadores, válvula de controle direcional ou similar (37) no caso de arrefecer ou aquecer um fluido conectado à saída dos permutadores de calor para direcionar o fluido aquecido ou arrefecido para um determinado local, válvula de controle direcional (38) conectada entre os permutadores de calor e a bomba ou compressor ou similar para alternar o fluxo a ser comprimido entre dois ou mais circuitos.

[0084] Em algumas configurações, a válvula de controle direcional (38) não é necessária, entre outras, todas conectadas através de circuitos com e sem fio (Figura 22). Além disso, a direção dos ventiladores ou portas de ventilação (40), bem como a válvula de controle direcional ou similar (37), pode ser invertida no caso de arrefecimento ou aquecimento de um fluido, para usar o sistema em modo aquecimento ou arrefecimento.

[0085] Para reduzir a diferença de temperatura do ambiente ou meio, o sistema permite conectar a outros sistemas de ar condicionado tradicionais, ou mesmo conectar-se a um ou mais sistemas com as mesmas características ou entre dois ou mais circuitos confinados conectados por uma, duas ou mais unidades de força (10), onde em esta conexão pode ser em série ou em cascata, isto significa que, reduzindo o número de circuitos de acordo com a direção do fluxo do meio para o qual o calor foi transferido. Por exemplo, se na primeira linha, 4 circuitos estão em operação (2 sistemas), na segunda linha, 2 circuitos estarão em operação. O fluxo de meio para transferir calor também diminuiria, 100% do fluxo entraria na primeira linha, no processo, 50% seriam expulsos e os 50% restantes do fluxo entrariam na segunda linha de circuito e no segundo circuito 50 % seria expulso novamente e assim por diante (Figuras 25 e 26). Essa metodologia pode funcionar colocando sistemas sucessivos de tamanhos diferentes, ou colocando o mesmo número de circuitos, mas desconectando 50% dos circuitos na próxima linha em relação à linha anterior, essa última configuração permite que a operação dos sistemas seja invertida (Figuras 23 e 24).

[0086] O fluido pode ser qualquer tipo de fluido que é compressível e expansível; portanto, quando comprimido e descomprimido, pode liberar ou absorver calor conforme o caso, e essa transferência pode ser maior como resultado da mudança de estado completo ou parcial desse fluido, como líquido para sólido ou parcialmente sólido e vice-versa, a título de ilustração, mas que não deve ser interpretado como limitando o escopo dos fluidos a serem utilizados, o fluido pode ser água, CO2, uma mistura de água com cloreto de cálcio ou qualquer substância com calor latente que, quando muda de estado a uma certa temperatura e pressão, que pode ser diferente para cada fluido, seja capaz de absorver ou liberar calor, esses fluidos podem ser orgânicos, inorgânicos e eutéticos, chamados fluidos de mudança de fase "PCM" (Material de mudança de fase ou Phase Change Material).

[0087] Pressão menor do que a pressão atmosférica pode ser aplicada ou pressão podem ser retirada do circuito para a obtenção de mudanças de estado a uma temperatura inferior à temperatura de solidificação ou na mudança de temperatura a partir do estado sólido para o estado sólido, ou sólido para líquido e vice-versa, ou a partir das mudanças de estado acima mencionadas de um determinado fluido à pressão atmosférica, isto para escolher um fluido que tenha sua mudança de estado à pressão atmosférica a uma temperatura ambiente média, dependendo da área, como seja capaz de aplicar pressões positivas e negativas mais baixas (pressões inferiores à pressão atmosférica), porque quanto maior for a diferença de temperatura entre a temperatura à qual a mudança de estado ocorre à pressão atmosférica, e a temperatura à qual passa o ar ou líquido para arrefecer ou aquecer, quanto maior a diferença de pressão à qual o fluido deverá ser submetido; portanto, se o método e o sistema não forem usados com pressão menor que a pressão atmosférica, a temperatura a que o fluido muda estado para pressão atmosférica terá que ser baixa porque teria de ser a temperatura mínima à qual o método e o sistema serão capazes de trabalhar, o que limita a sua utilização, e, por conseguinte, um fluido que tem a sua mudança de estado à pressão atmosférica a uma temperatura muito baixa teria que ser escolhido, e pressões muito elevadas para produzir a mudança de estado terão sempre que ser exercidas, ao contrário de se o fluido muda estado a uma temperatura superior ou a uma temperatura média do ar ou fluido que passa por esses tubos, pressões maiores que a pressão atmosférica ou menores que a pressão atmosférica podem ser exercidas no caso de a temperatura do ar ou líquido a ser aquecido ou arrefecido ser menor que a temperatura de mudança de estado do fluido à pressão atmosférica. Isso é controlado pela entrada ou retirada de mais ou menos fluido dentro dos tubos com uma válvula de enchimento (33) ou similar, e se for necessário deslocar a temperatura de mudança de estado para uma temperatura mais alta (deslocando a curva de Pressão-Temperatura para a direita), porque a temperatura do ar ou líquido que passa através dos permutadores de calor ou similar aumentou, e pressões muito elevadas não são desejadas serem exercidas, quando o êmbolo da bomba intensificadora linear ou similar está centrado cada circuito estará empurrando uma face do pistão (2) ou similar, de modo que haverá pressão dentro de ambos os circuitos, e para o fluido necessariamente mudar estado, a temperatura para que isto ocorra terá que ser mais elevada do que a temperatura a que o fluido muda seu estado com pressão atmosférica e, da mesma maneira, ao remover o fluido a partir dos circuitos, quando o êmbolo da bomba intensificadora linear ou similar estiver centralizado, os circuitos sugarão o pistão (2) ou similar, exercendo uma pressão negativa ou uma pressão menor que a pressão atmosférica, e para o fluido mudar de estado necessariamente a temperatura terá que ser menor que a temperatura na qual o fluido muda de estado com a pressão atmosférica. Tudo isso gera economia de energia, uma vez que é necessário aproximadamente o dobro de energia para atingir, por exemplo, 0 a 80 Mpa que 0 a 4 0 Mpa adicionado a 0 a -40 MPA (na mesma quantidade de pressão, mas negativamente). Dois pistões de ação dupla colocados em frente um do outro (face de um pistão sobre a face do outro pistão) podem também ser usados, de modo que o pistão de um comprime o pistão do outro cilindro, e vice-versa, para fazer causar pressão negativa, esses pistões cumpririam a mesma função da bomba intensificadora.

[0088] Portanto, se um fluido solidifica a 15 graus Celsius à pressão atmosférica, é necessária uma pressão negativa para produzir uma mudança de estado a 10 graus Celsius.

[0089] Este sistema pode ser usado tanto para aquecer ou arrefecer ar e para aquecer ou arrefecer um fluido, tal como água Figuras (17,19, 20,21). No caso de arrefecer um fluido como a água, pode ser retornado após uso (41), como mostrado na Figura 21, o mesmo pode ocorrer no caso do ar.

[0090] Especificamente, a presente invenção também descreve um sistema para a produção de transferência de calor entre dois ou mais meios, permitindo o uso doméstico, comercial ou industrial, compreendendo: (a) uma ou mais unidades de força capazes de aumentar ou diminuir a pressão de um fluido; (b) um circuito de tubulação confinado;

[0091] em que o circuito de tubulação confinado compreende um ou mais tubos para a formação de um circuito de tubulação confinado ou similares, que é fechado em uma das suas extremidades; em que parte dos tubos são tubos com placas ou aletas, ou similares, estes podem ser capilares ou similares.

[0092] Em que a unidade de força compreende um dispositivo capaz de aumentar ou diminuir a pressão de um fluido, tipo êmbolo, pistão ou similar, uma bomba ou similar para mover o dispositivo.

[0093] Além disso, o sistema pode conter: (a) um sistema de controle que controla pressão e contração de modo a causar a mudança de estado do fluido, a partir do estado de fluido líquido ou supercrítico para o estado sólido ou parcialmente sólido e vice-versa, gasoso para líquido e vice-versa; (b) um ou mais sensores de pressão e temperatura de circuito confinado que fornecem informações ao sistema de controle; (c) um ou mais servofreios ou válvulas de controle acionados eletronicamente ou similares que fazem parte da uma ou mais unidades de força, que são conectadas ao sistema de controle automático; (d) permutador de calor (34); (e) dutos de ventilação para expelir ou introduzir calor ou frio conforme o caso pode ser (31); (f) torre de resfriamento ou permutador de calor (42) ou similar; (g) portas de ventilação (40) ou similares, que controlam o fluxo de arque entra nos tubos ou dutos de ventilação ou similares, para expelir ou introduzir calor ou frio conforme o caso; (h) uma fonte externa de calor para suportar o arrefecimento ou aquecimento do fluido; (i) ventiladores e/ou portas de ventilação (40) que podem ser revertidos para usar o sistema no modo de aquecimento ou resfriamento; 0) bomba para deslocar o fluido através do permutador de calor (34), que pode inverter a direção para usar o sistema no modo de aquecimento ou arrefecimento; (k) permutador de calor (42).

[0094] As unidades de força do sistema são pistões, pistões de cilindro hidráulicos, bomba de pressurização, bomba hidráulica, bomba intensificadora linear ou similar, bomba de acionamento direto rotativa ou similar, bomba de êmbolo ou similar, motor elétrico ou similar, controle direcional ou outra válvula acionada eletronicamente, além de outros componentes, como atuadores e servofreios acionados eletronicamente, válvula de enchimento, válvula de alívio ou similares.

[0095] Por outro lado, o sistema pode usar mais do que um circuito, em caso afirmativo, estes podem ser conectados a uma ou mais unidades de força, em que em essas unidades de força em conjunto com o sistema de controle controlam a temperatura de cada circuito.

[0096] Quando dois ou mais circuitos são usados e uma bomba intensificadora linear ou similar é usada para produzir o efeito de equilíbrio, irá desempenhar a função de deixar o pistão no seu curso mínimo em um primeiro lado do circuito, comprimindo-o e deixando o pistão em seu curso máximo em um segundo lado do circuito, descomprimindo-o; compressão e descompressão que provocam uma transferência de calor devido à mudança de estado do fluido inserido nos tubos (8). Referido efeito de equilíbrio pode também ser realizado com um servofreio ou válvula de controle, ou similar ativado ou desativado, em que compressão é produzida quando ativado, e descompressão ocorre quando desativado. Quando o fluido é descomprimido e expandido, a válvula de controle (37) ou similar controlada pelo sistema de controle retorna esse fluido expandido para a bomba de êmbolo ou similar.

[0097] O sistema também permite a conexão com um sistema de ar condicionado tradicional, a fim de reduzir a diferença de temperatura em relação ao fluido que mudará de estado. Isso significa reduzir ou aumentar a temperatura do ambiente ou do meio que vai entrar no permutador de calor desse novo sistema, constituindo o sistema complexo em um sistema híbrido.

[0098] Outra característica é que o sistema serve como um suporte para diminuir ou aumentar a temperatura do ambiente ou meio para o condensador ou evaporador de sistemas atuais para trabalhar com uma carga menor.

[0099] Para aumentar sua escala, mais do que um sistema pode ser conectado, isso pode ser em série ou em cascata, de modo a aumentar o gradiente de temperatura.

EXEMPLOS DE APLICAÇÃO

[00100] Oito exemplos são dados abaixo a título de ilustração, que não devem ser interpretados como limitativos do escopo da presente invenção:

Exemplo 1:

[00101] São construídos dois circuitos confinados constituídos por tubos de aço, que terão a pressão de projeto de 1115 Mpa como resultado da equação P (VI), para obter solidificação na temperatura requerida e, neste caso, em temperaturas entre - 21 0 C e 30 0 C, portanto, as pressões dentro do sistema para este caso variam entre 210 e 1050 Mpa. O circuito é constituído por um tubo principal (12) com um diâmetro interno de 0,5 mm e uma espessura de 1,5 mm, com 4 metros de comprimento. Em uma das suas extremidades, a seguir extremidade (19), um tubo (17) com um diâmetro interno de 1 mm, com uma espessura de 4,26 milímetros e um comprimento de 50 mm é inserido, conectado nele a um intensificador de pressão que faz parte da unidade de força (10) de comprimento 482 mm e diâmetro de 152 mm; nesse caso, conectado através de um tubo de 10 cm, há um pistão (2) com diâmetro de 15,87 mm, que se moverá em ambas as direções alternadamente dentro do cilindro, deslocado pela ação alternativa do fluido que altera seu volume, como consequência de suas mudanças de estado. O pistão (2) também faz parte da unidade de força (10), que para este exemplo será chamada "unidade de força 1", possui um sensor que permite que o fluxo de entrada de fluido de enchimento seja controlado, se necessário, através de uma válvula de enchimento, e para controlar a pressão através de uma válvula de alívio, e, neste caso, um pistão de cilindro hidráulico ou similar, parte da unidade de força 1, com 400 W de potência que comprime o pistão para alterar o estado do fluido, em conjunto com uma válvula unidirecional acionada eletronicamente conectada entre o pistão e o intensificador. A 0,1 metros da extremidade, chamada extremidade (20), a referida extremidade localizada a 4 metros a partir da extremidade (19) para este exemplo é conectada ao sistema de controle (11) através dos tubos. O sistema também é composto por dois termostatos, um pressostato, dois ventiladores, um aquecedor e um arrefecedor, que neste caso são células de pettier, a seguir "equipamento auxiliar", com potência de 100 W, o aquecedor e o arrefecedor desempenham a função de aumentar ou diminuir a temperatura de fluido, se necessário, esse aumento ou diminuição da temperatura juntamente com a ajuda de compressão e descompressão fecha o ciclo.

[00102] Na outra extremidade do tubo principal (12), a extremidade (21) localizada a quatro metros da extremidade (19) para este exemplo, um primeiro tubo (13) é conectado, a partir de onde um tubo (22) emerge, neste caso, é um coletor, em que uma primeira pluralidade de tubos (8) está conectada, que neste caso são capilares ou similares. O tubo de coletor (22) tem um diâmetro interno de 1 mm e uma espessura de 4,26 mm e um comprimento de 10 centímetros. Os tubos capilares (8) ou similares têm um diâmetro interno de 0,5 mm e uma espessura de 1,5 mm, e têm um comprimento de 500 metros cada, formando uma bobina ou radiador de 100 cm de comprimento e 50 cm de altura, também conectados às células de peltierou similares. Os tubos (8) são conectados a este tubo de coletor (22), que é conectado ao tubo (13) que tem um diâmetro interno de 1 mm e uma espessura de 4,26 mm e 5 centímetros de comprimento. Neste exemplo, um total de 3 tubos capilares são conectados ao tubo (22), que são conectados 33 mm um do outro ao longo do tubo (22). Nesse caso, a unidade de força 1, composta por dois pistões de cilindro hidráulicos conectados a um eixo e duas hastes de conexão ou similares, Figura 15 que conectará ambos os circuitos, também composta por dois intensificadores de pressão, e duas válvulas unidirecionais acionadas eletronicamente ou similares, além de dois pistões com duas válvulas de enchimento e duas válvulas de alívio, todos conectados ao sistema de controle (11).

[00103] Água destilada, a seguir denominada "água", é preferencialmente introduzida e, subsequentemente, os pistões de cilindro hidráulicos da unidade de força 1 comprimem os pistões, removendo todo o ar do sistema e deixando apenas a água, fechando as extremidades livres com um plugue de tubo.

[00104] Posteriormente, com o deslocamento dos pistões de cilindro hidráulicos ou similares, a pressão em ambos os circuitos aumentará em 20,8 Mpa, devido ao trabalho do intensificador de pressão, a pressão do circuito atingirá 208 Mpa (o intensificador possui uma proporção de 1:10) posteriormente, no caso de absorção de calor, a água será resfriada a -21°C, mantendo a água em estado líquido; posteriormente, o pistão de cilindro hidráulico 1 comprimirá a água a22 Mpa, obtendo uma pressão de saída no intensificador de 220 Mpa, dentro do circuito para este exemplo 1, compressão que inicia quando esse circuito está no seu curso máximo, até que se solidifique. Enquanto isto ocorre, o pistão do circuito oposto (circuito 2) será localizado no seu curso máximo, enquanto isto acontece, a válvula de enchimento ou similar desse circuito 2 vai ser aberta para introduzir água neste circuito 2, subsequentemente, o pistão de cilindro hidráulico deste segundo circuito irá comprimir o pistão 2, e aumentar a pressão com o intensificador de pressão, até que a água no segundo circuito solidifique.

[00105] Cada circuito funciona da mesma maneira.

[00106] A unidade de força 1, em combinação com o processo térmico de transferência de calor, faz a pressão interna de cada circuito variar e, com isso, as mudanças de estado da água acontecem. O processo acima mencionado, em conjunto com a ação da válvula unidirecional ou similar da unidade de força 1, evita que o pistão retorne e o deixa no seu ponto de deslocamento mínimo, produzindo durante esta contração, a mudança de estado da água do estado líquido ao sólido (gelo III, ou gelo V ou gelo VI), por exemplo, absorvendo calor com a fusão do gelo III a uma temperatura da água nos tubos de -21 graus Celsius com a temperatura do outro meio acima dele, e nesse mesmo momento, liberando calor com a transformação de líquido em sólido do circuito oposto, pois a válvula unidirecional ou similar impedirá que a água continue se expandindo quando estiver em uma fase parcialmente líquida, porque a água empurrará o pistão sem poder deslocá-lo, causando com a ajuda da unidade de força 1, um aumento na pressão que atravessará a curva de fusão / solidificação e iniciará seu processo de solidificação. Ao iniciar esse processo, a água diminuirá seu volume devido à solidificação parcial; no caso do gelo lh, aumentará seu volume trabalhando inversamente, o que causará um deslocamento do pistão e uma diminuição na pressão, que por sua vez fará com que a água retorne sob a curva e repita o processo sucessivamente até que a água seja completamente ou quase completamente comprimida no estado sólido. O pistão de cilindro hidráulico da mesma unidade de força servirá de suporte para acelerar o retorno do pistão, se necessário, juntamente com a ação de empurrar (efeito de equilíbrio) do circuito oposto no pistão quando ele se expande, enquanto o pistão deste circuito oposto, simultaneamente, realizará o processo de mudança de estado inversa, ou seja, do sólido para o líquido. Estes processos são realizados através de um processo de transferência de calor. Durante esses processos, o sistema de controle que recebe informações sobre a posição dos pistões e dois sensores de temperatura e pressão, cada um colocado nos tubos capilares de cada tubo secundário em cada circuito, obtém informações sobre a temperatura dentro deles e a temperatura externa. A função do sistema de controle é controlar as mudanças de estado através da unidade de força 1, controla os componentes e o equipamento auxiliar, por exemplo, controla as portas de ventilação (40) para que o fluxo de ar frio ou calor seja expelido ou introduzido através do duto de ventilação (31) para um determinado local, conforme o caso. Além disso, a fim de evitar exceder a pressão de projeto máxima quando o sistema para, o sistema de controle vai ativar a válvula de alívio ou similar, para liberar pressão.

[00107] Porque a água em seu estado sólido (gelo II, ou gelo III, ou gelo V ou gelo VI, conforme o caso) a essa pressão tem uma densidade mais alta que a água líquida, quando a mudança de estado de estado sólido para estado líquido ocorre, uma mudança de volume ocorre (no caso de gelo lh será inversa) de aproximadamente entre 2 e 11% dependendo da pressão à qual o fluido vai estar em que mudança de fase, e esta mudança faz com que o sistema absorva e quando a mudança de estado a partir de líquido ou parcialmente líquido para o estado sólido ou parcialmente sólido ocorre, o sistema libera calor, que neste caso tem uma capacidade térmica para absorção ou liberação de 8.792 W (30.000 BTU / h).

[00108] Esse processo é repetido continuamente, durante o dia, conforme necessário. O sistema de controle controlará a temperatura inicial da água para que a temperatura desejada seja atingida. A água liberará calor quando solidificar e absorverá calor quando derreter. Todo esse calor absorvido ou transferido produzirá as mudanças de estado acima mencionadas.

[00109] A direção dos ventiladores será invertida para uso no modo de aquecimento ou resfriamento.

Exemplo 2:

[00110] Dois circuitos confinados são construídos consistindo de tubos de aço, que terão a pressão de projeto de 1115 Mpa como resultado da equação P (VI), para que eles possam solidificar na temperatura exigida e eles trabalham para este caso em temperaturas entre - 21 0 C e 30 ° C, portanto, as pressões dentro do sistema para este caso variam entre 210 e 1050 Mpa. O circuito é constituído por um tubo principal (12) com um diâmetro interno de 0,5 mm e uma espessura de 1,5 mm, com 4 metros de comprimento. Em uma das suas extremidades, a seguir extremidade (19), um tubo (17) com um diâmetro interno de 1 mm com uma espessura de 4,26 mm e um comprimento de 50 mm, conectado nele para uma bomba intensificadora linear, a seguir ”o intensificador”, que faz parte da unidade de força (10) da Figura 17, com um comprimento de 482 mm e um diâmetro de 152 mm, no interior do qual existe um pistão de cilindro (2) que se move alternadamente em ambas as direções, deslocado pela ação alternativa do fluido em cada circuito que altera seu volume como consequência das suas mudanças de estado. O intensificador tem um sensor que permite que o controle do fluxo de entrada do fluido de enchimento, se necessário, através de uma válvula de enchimento, e para controlar a pressão através de uma válvula de alívio, e, neste caso, uma bomba hidráulica (32), juntamente com um válvula de controle direcional e outros elementos típicos de uma bomba intensificadora linear, partes da unidade de força 1 com uma potência de 440 W, que comprime o pistão para alterar o estado fluido. Em 0,1 metros a partir da extremidade, chamada extremidade (20), referida extremidade localizada a 4 metros a partir da extremidade 19, para este exemplo, conectada ao sistema de controle (11) através dos tubos, o qual é composto por dois termostatos, um pressostato, dois ventiladores de 30 W cada, a seguir "equipamento auxiliar", o aquecedor e o arrefecedor desempenham a função de aumentar ou diminuir a temperatura do fluido, se necessário, esse aumento ou diminuição da temperatura juntamente com a ajuda da compressão e descompressão fecham o circuito.

[00111] Na outra extremidade do tubo principal (12), a referida extremidade (21) localizada a 4 metros a partir da extremidade (19) para este exemplo, um primeiro tubo (13) é conectado, a partir de onde um tubo (22) emerge, que neste caso, é um coletor, em que uma primeira pluralidade de tubos (8) está conectada. O tubo de coletor (22) tem um diâmetro interno de 1 mm e uma espessura de 4,26 mm e um comprimento de 10 centímetros.

[00112] Os tubos capilares (8) ou similares têm um diâmetro interno de 0,5 mm e uma espessura de 1,5 mm, que têm um comprimento de 500 metros cada, formando uma bobina ou radiador com 100 centímetros de comprimento e 50 centímetros de altura, também conectado às células de peltier ou similares. Os tubos (8) conectados a este tubo de coletor (22) e são conectados ao tubo (13) que possui um diâmetro interno de 1 mm e uma espessura de 4,26 mm e 5 centímetros de comprimento. Neste exemplo, um total de 3 tubos capilares são conectados ao tubo (22), que são conectados 33 mm um do outro ao longo do tubo (22). Nesse caso, a unidade de força 1 conectada a um sistema de controle (11) conectará ambos circuitos.

[00113] Água destilada é preferencial mente introduzida, a seguir "água", e subsequentemente a unidade de potência 1 comprime o sistema, removendo todo o ar dele e deixando apenas a água, fechando as extremidades livres com um plugue de tubo.

[00114] Posteriormente, com o deslocamento do pistão intensificador, a pressão dos circuitos será aumentada a 100 Mpa através da bomba intensificadora linear e com a ajuda da bomba hidráulica (o intensificador tem uma proporção de 1:20) subsequentemente, para o caso de absorção de calor em um meio no qual o ar passa a -10°C como um sistema que precisa ser arrefecido, o ar é recirculado a partir do sistema arrefecido pelos circuitos um e dois, um sistema previamente arrefecido por equipamentos comuns de ar condicionado, o ar resfria a água a -10°C de circuitos um e dois, enquanto isso ocorre, a pressão do circuito um será aumentada em 30 MPA atingindo 130 MPA neste circuito, mantendo a água em estado líquido no circuito um, pois estará sob uma pressão de 130 MPA, tornando mais elevada do que a pressão necessária para a água transformarem gelo lh a -10°C, instantaneamente o pistão intensificador através da bomba hidráulica descomprimirá a água no circuito dois por 70 Mpa, a água no segundo circuito solidificará porque estará se transformando em gelo lh e liberará calor, enquanto a água no circuito um permanecerá líquida. Subsequentemente, quando o circuito dois foi completamente ou parcialmente solidificado, sua pressão aumentará a 130 Mpa e a pressão de circuito um irá diminuir em 70 Mpa, de modo que um circuito irá liberar calor e o circuito dois irá absorver calor porque derreterá, e assim por diante, comprime e descomprime alternadamente cada circuito, absorvendo e liberando calor, e o ar passando pelo circuito que está absorvendo calor entra novamente no sistema de arrefecimento e o ar passando pelo circuito que está fornecendo calor será removido para o exterior. Ventilação controlada será usada devido à baixa pressão que o local a ser arrefecido pode ter.

[00115] Cada circuito funciona da mesma maneira.

[00116] A unidade de força 1, em combinação com o processo térmico de transferência de calor, faz variar a pressão interna de cada circuito e, com isso, as mudanças de estado da água acontecem. O processo mencionado, juntamente com a ação dos componentes da unidade de força 1, impede o retorno do pistão e o deixa em seu ponto mínimo de deslocamento, produzindo durante essa contração a mudança de estado da água do estado líquido para o sólido (gelo III, ou gelo V, ou gelo VI), a título de exemplo, absorvendo calor com a fusão do gelo III a uma temperatura da água nos tubos de -21 graus Celsius com a temperatura do outro meio acima disso, e no mesmo momento, liberando calor com a transformação de líquido para sólido do circuito oposto, porque a válvula unidirecional ou similares vai impedir que a água continue a expandir quando está em uma fase parcialmente líquida, porque a água vai empurrar o êmbolo sem ser capaz para deslocá-lo, fazendo com a ajuda da unidade de força 1, um aumento na pressão que vai atravessar a curva de fusão / solidificação (no caso de gelo lh uma diminuição da pressão) e começa o processo de solidificação. Ao iniciar esse processo, a água diminuirá seu volume devido à solidificação parcial (no caso de gelo lh, aumentará seu volume trabalhando inversamente), o que causará um deslocamento do pistão e uma diminuição na pressão, o que, por sua vez, fará a água estar novamente sob a curva e o processo é repetido de novo, sucessivamente, até que a água seja completamente ou quase completamente comprimida no estado sólido. A bomba hidráulica (32) da mesma unidade de força irá exercer pressão para acelerar o retorno do pistão, juntamente com a ação de empurrar do circuito oposto no pistão à medida que se expande, enquanto o pistão deste circuito oposto estará simultaneamente transportando o processo de mudança de estado reverso, isto é, de sólido para líquido. Esses processos são realizados através de um processo de transferência de calor térmica e mecânica. Durante esses processos, o sistema de controle que recebe informações sobre a posição dos pistões e dois sensores de temperatura e pressão, cada um colocado nos tubos (8) de cada tubo secundário em cada circuito, obtém informações sobre a temperatura dentro deles e a temperatura externa. A função do sistema de controle é controlar as mudanças de estado através da unidade de força 1, controla os componentes e o equipamento auxiliar, por exemplo, controla as portas de ventilação (40) para que o fluxo de ar frio ou calor seja expelido ou introduzido através do duto de ventilação (31) para um determinado local, conforme o caso. Além disso, a fim de evitar exceder a pressão de projeto máxima quando o sistema para, o sistema de controle vai ativar a válvula de alívio ou similar, para liberar pressão.

[00117] Porque a água em seu estado sólido (gelo II, ou gelo III, ou gelo V ou gelo VI, conforme o caso) a essa pressão tem uma densidade mais alta que a água líquida, quando ocorre a mudança de estado de estado sólido para estado líquido, uma mudança de volume ocorre de aproximadamente entre 2 e 11 %, dependendo da pressão à qual o fluido vai estar nessa mudança de fase (no caso de gelo lh a densidade é menor), e esta mudança produz que o sistema absorve, e quando a mudança de um estado líquido ou parcialmente líquido para um estado sólido ou parcialmente sólido ocorre, o sistema transfere calor, que neste caso tem uma capacidade térmica para absorver ou transferir cerca de 8.792 W (30.000 BTU / h).

[00118] Esse processo é repetido continuamente, durante o dia, conforme necessário. O sistema de controle controlará a temperatura inicial da água para que a temperatura desejada seja atingida. A água vai liberar calor quando solidifica e vai absorver o calor quando funde. Todo esse calor absorvido ou transferido produzirá as mudanças de estado acima mencionadas.

[00119] A direção dos ventiladores será invertida para uso no modo de aquecimento ou arrefecimento.

Exemplo 3:

[00120] É construído um circuito confinado constituído por tubos de aço, que terá a pressão de projeto de 1115 Mpa como resultado da equação P (VI), de modo que possa solidificar na temperatura requerida e, nesse caso, operar em temperaturas entre - 21 ° C e 30 ° C, portanto, as pressões dentro do sistema para este caso variam entre 210 e 1050 Mpa. O circuito é constituído por um tubo principal (12) com um diâmetro interno de 0,5 mm e uma espessura de 1,5 mm, com 4 metros de comprimento. Em uma das suas extremidades, a seguir extremidade (19), um tubo (17) com um diâmetro interno de 1 mm, com uma espessura de 4,26 mm e um comprimento de 50 mm, é inserido, conectado nele para um intensificador de pressão que faz parte da unidade de força (10) com comprimento de 482 mm e diâmetro de 152 mm, em que é conectado através de um tubo de 10 cm, um pistão (2) com um cilindro de diâmetro de 15,87 mm que se moverá em ambas as direções alternadamente, e deslocado pela ação alternativa do fluido que altera seu volume como consequência das suas mudanças de estado. O pistão (2) é também parte da unidade de força (10), que para este exemplo, será chamada de "unidade de força 1", que tem um sensor que permite o fluxo de entrada de fluido de enchimento ser controlado, se necessário, através de uma válvula de enchimento, e controla a pressão através de uma válvula de alívio e, neste caso, um pistão de cilindro hidráulico ou similar, parte da unidade de força 1, com uma potência de 440 W, que comprime o pistão para alterar o estado fluido, juntamente com uma válvula unidirecional acionada eletronicamente conectada entre o pistão e o intensificador. Em 0,1 metros a partir da extremidade, chamada extremidade (20), referida extremidade localizada a 4 metros a partir da extremidade (19) para este exemplo, é conectada ao sistema de controle (11) através dos tubos, o qual é composto por dois termostatos, um pressostato, dois ventiladores (30) de 30 W cada, a seguir "equipamento auxiliar", o aquecedor e o arrefecedor desempenham a função de aumentar ou diminuir a temperatura de fluido, se necessário, esse aumento ou diminuição da temperatura juntamente com compressão e descompressão auxiliam a fechar o circuito.

[00121] Na outra extremidade do tubo principal (12), extremidade (21) localizada a 4 metros a partir da extremidade (19) para este exemplo, um primeiro tubo (13) é conectado, a partir de onde um tubo (22) emerge, que neste caso, é um coletor, em que uma primeira pluralidade de tubos (8) é conectada, que, neste caso, são capilares ou similares. O tubo de coletor (22) tem um diâmetro interno de 1 mm e uma espessura de 4,26 mm e um comprimento de 10 centímetros. Os tubos capilares (8) ou similares têm um diâmetro interno de 0,5 mm e uma espessura de 1,5 mm, com um comprimento de 500 metros cada, formando uma bobina ou radiador com 100 cm de comprimento e 50 cm de altura, também conectado com as células de peltier ou similares. Os tubos (8) conectados a este tubo de coletor (22) e são conectados ao tubo (13) que possui um diâmetro interno de 1 mm e uma espessura de 4,26 mm e 5 centímetros de comprimento. Neste exemplo, um total de 3 tubos capilares são conectados ao tubo (22) que são conectados 33 mm um do outro ao longo do tubo (22). Para este caso, a unidade de força 1, a qual é constituída por um pistão de cilindro hidráulico conectado a um eixo ou similar, a Figura 16, está conectando ambos circuitos, e é também constituída de um intensificador de pressão, e um uma válvula unidirecional acionada eletronicamente ou similar, além de um pistão com uma válvula de enchimento e válvula de alívio todos conectados ao sistema de controle (11).

[00122] Água destilada, a seguir chamada "água", é preferencialmente introduzida e, subsequentemente, o pistão de cilindro hidráulico da unidade de força 1 comprime o pistão, removendo todo o ar do sistema e deixando apenas a água, fechando as extremidades livres com um plugue de tubo.

[00123] Posteriormente, com o deslocamento do pistão de cilindro hidráulico, subsequentemente no caso de liberação de calor, a água será aquecida a 30°C, mantendo a água em estado líquido; subsequentemente, o pistão de cilindro hidráulico 1 comprimirá a água a 112 Mpa, obtendo uma pressão de saída do intensificador de 1120 Mpa, dentro do circuito para este exemplo 1, compressão que inicia quando esse circuito está no seu curso máximo, até que se solidifique.

[00124] Cada circuito funciona da mesma maneira.

[00125] A unidade de força 1, em combinação com o processo térmico de transferência de calor, faz variar a pressão interna de cada circuito e, com isso, as mudanças de estado da água acontecem. O processo mencionado, juntamente com a ação da válvula unidirecional ou similar da unidade de força 1, impede o retorno do pistão e o deixa em seu ponto mínimo de percurso, produzindo durante essa contração a mudança de estado da água do estado líquido ao sólido (gelo III, ou gelo V ou gelo VI), por exemplo, absorvendo calor com a fusão do gelo III, a uma temperatura da água nos tubos de -21 graus Celsius, com a temperatura do outro meio acima disso e, no mesmo instante liberando calor com a transformação de líquido para sólido do circuito oposto, uma vez que a válvula unidirecional ou similar vai impedir que a água continue a expandir quando ela está em uma fase parcialmente líquida, uma vez que a água vai empurrar o pistão sem ser capaz de desloca- lo, fazendo com a ajuda da unidade de força 1 um aumento na pressão que vai atravessar a curva de fusão / solidificação e isso irá começar seu processo de solidificação. Ao iniciar este processo, a água irá diminuir o seu volume devido à solidificação parcial, no caso do gelo lh, vai aumentar o seu volume trabalhando inversamente, o que vai causar um deslocamento do pistão, e uma diminuição na pressão, que por sua vez fará com que a água retorne sob a curva, e repete o processo, sucessivamente, até que a água seja completamente ou quase completamente comprimida no estado sólido. O pistão de cilindro hidráulico da mesma unidade de força servirá de suporte para acelerar o retorno do pistão, se necessário. Esses processos são realizados através de um processo de transferência de calor térmica e mecânica. Durante estes processos, o sistema de controle que recebe informações sobre a posição do pistão, e um sensor de temperatura e pressão, cada colocado nos tubos capilares do tubo secundário em cada circuito, obtém informações sobre a temperatura no seu interior e a temperatura externa. A função do sistema de controle é controlar as mudanças de estado através da unidade de força número 1, que controla os componentes e o equipamento auxiliar, por exemplo, controla as portas de ventilação (40), de modo que o fluxo de ar frio ou de calor seja expelido ou introduzido através do duto de ventilação (31) para um determinado local, conforme o caso. Além disso, a fim de evitar exceder a pressão de projeto máxima quando o sistema para, o sistema de controle vai ativar a válvula de alívio ou similar, para liberar pressão.

[00126] Porque a água em seu estado sólido (gelo II, ou gelo III, ou gelo V ou gelo VI, conforme o caso) a essa pressão tem uma densidade mais alta que a água líquida, quando o estado muda de estado sólido para estado líquido, uma mudança de volume ocorre (no caso de gelo lh será inverso) de aproximadamente 2 a 11%, dependendo da pressão na qual o fluido estará nessa mudança de fase, e essa mudança faz com que o sistema absorva e quando a mudança de um líquido ou parcialmente líquido para um estado sólido ou parcialmente sólido ocorre, o sistema transfere calor, que neste caso possui uma capacidade térmica para absorver ou transferir cerca de 8.792 W (30.000 BTU / h).

[00127] Esse processo é repetido continuamente, durante o dia, conforme necessário. O sistema de controle controlará a temperatura inicial da água para que a temperatura desejada seja atingida. A água vai liberar calor quando ela se solidifica e vai absorver o calor quando funde. Todo esse calor absorvido ou transferido produzirá as mudanças de estado acima mencionadas.

[00128] A direção dos ventiladores ou dos reguladores de exaustão (40) será invertida para uso no modo de aquecimento ou arrefecimento. Exemplo 4:

[00129] São construídos dois circuitos confinados constituídos por tubos de cobre, que serão o resultado da equação de Clausius- Clapeyron com uma pressão de projeto de 1 Mpa, e funcionando, neste caso, em temperaturas entre -40°C e 30°C, de modo que as pressões dentro do sistema, nesse caso, variarão entre 1 Pascal e 1 Mpa. O circuito é constituído por um tubo principal (12) com um diâmetro interno de 9 mm e uma espessura de 0,3 mm, com 4 metros de comprimento. Em uma das suas extremidades, a seguir extremidade (19), um tubo (17) com um diâmetro interno de 9 mm, com uma espessura de 0,3 mm e um comprimento de 50 mm é inserido, conectado nele a uma bomba intensificadora linear, a seguir “o intensificador” que faz parte da unidade de força (10) (Figura 17), 482 mm de comprimento e diâmetro de 152 mm, no interior do qual existe um pistão de cilindro (2) que se moverá em ambas as direções alternadamente, deslocado pela ação alternativa do fluido, em cada circuito que altera seu volume como consequência das mudanças de estado. O intensificador tem um sensor que permite o fluxo de entrada de fluido ser controlado, se necessário, através de uma válvula de enchimento, e a pressão é controlada através de uma válvula de alívio, e, neste caso, uma bomba hidráulica em conjunto com uma válvula de controle direcional e outros elementos típicos de uma bomba intensificadora linear, partes da unidade de força 1 que comprime o pistão altera o estado de fluido. Em 0,1 metros a partir da extremidade, chamada extremidade (20), referida extremidade localizada a 4 metros a partir da extremidade (19) para este exemplo é conectada ao sistema de controle (11) através dos tubos, que são compostos por dois termostatos, um pressostato, dois ventiladores (30) de 30 W cada, um aquecedor e um arrefecedor que, neste caso, são células de peltier com uma potência de 500 W, a seguir "equipamento auxiliar", o aquecedor e o arrefecedor desempenham a função de aumentar ou diminuir a temperatura do fluido, se necessário, esse aumento ou diminuição na temperatura juntamente com a ajuda da compressão e descompressão fecha o ciclo.

[00130] Na outra extremidade do tubo principal (12), extremidade (21) localizada a 4 metros a partir da extremidade (19) para este exemplo, um primeiro tubo (13) é conectado, a partir de onde um tubo (22) emerge, neste caso, é um coletor, em que uma primeira pluralidade de tubos (8) está conectada, neste caso, que são capilares ou similares. O tubo de coletor (22) tem um diâmetro interno de 9 mm e uma espessura de 0,3 mm e um comprimento de 10 centímetros. Tubos capilares (8) ou similares têm um diâmetro interno de 6 mm e uma espessura de 0,3 mm, que têm 500 metros de comprimento cada, formando uma bobina ou radiador, 100 centímetros de comprimento e cinquenta centímetros de altura, conectado também com células de Peltier ou similares. Os tubos (8) conectados a este tubo de coletor (22), que é conectado ao tubo (13), que tem um diâmetro interno de 9 mm, e uma espessura de 0,3 mm, e 35 centímetros de comprimento. Neste exemplo, um total de 6 tubos capilares são conectados ao tubo (22), que são conectados a 50 mm de distância um do outro, ao longo do tubo (22). Nesse caso, a unidade de força 1 conectada a um sistema de controle (11) conectará os dois circuitos.

[00131] Água destilada é preferencial mente introduzida, a seguir "água", e subsequentemente a unidade de potência 1 comprime o sistema, removendo todo o ar e deixando apenas a água, fechando as extremidades livres com um plugue de tubo.

[00132] Subsequentemente, o intensificador removendo água através de ambos os circuitos vai diminuir a pressão em ambos os circuitos em 1 Pascal transformando a água a partir de um estado líquido a um estado gasoso, subsequentemente, no caso de absorção de calor, a água irá ser arrefecida a -250 C, mantendo a água no estado gasoso, subsequentemente, o pistão de intensificador irá diminuir lentamente a sucção na água de um circuito, para aumentar a pressão, para produzir a mudança de estado, no interior do circuito para este exemplo, o circuito 1, a sucção começa quando este circuito está em seu deslocamento mínimo, até se tornar gasoso. Enquanto isto ocorre, para o circuito oposto (circuito 2) o pistão será localizado no seu curso máximo, enquanto isto acontece, a válvula de enchimento ou similares desse circuito 2 vai ser aberta para sugar água para este circuito 2, subsequentemente, o pistão de cilindro hidráulico da unidade de força descomprimirá a câmara, reduzindo a pressão com o intensificador, até que a água no segundo circuito se torne gasosa.

[00133] Cada circuito funciona da mesma maneira.

[00134] A unidade de força 1, em combinação com o processo térmico de transferência de calor, faz variar a pressão interna de cada circuito e, com isso, as mudanças de estado da água acontecem. O processo mencionado, juntamente com a ação dos componentes da unidade de força 1, impede o retorno do pistão e o deixa em seu ponto mínimo de deslocamento, produzindo durante essa contração a mudança de estado da água do estado líquido para o gasoso, por meio de exemplo, absorvendo calor com a transformação de água no estado líquido para vapor ou gasoso, a uma temperatura da água nos tubos de -21 graus Celsius, com a temperatura do outro meio acima disso, e no mesmo instante, liberando calor com a transformação de água vaporizada para líquido no circuito oposto, devido ao fato de que a válvula unidirecional ou similar impedirá que a água continue se expandindo, quando estiverem uma fase parcialmente gasosa, uma vez que a água empurrará o pistão sem ser capaz de deslocá-lo, causando com a ajuda da unidade de força 1, uma diminuição da pressão que atravessará a curva de vaporização e inicia seu processo de mudança de estado para líquido. Ao iniciar esse processo, a água diminuirá seu volume, o que causará um deslocamento do pistão. A sucção causada pelo circuito que está se contraindo servirá de suporte para o pistão que estará sugando o outro circuito, enquanto este outro circuito, simultaneamente, realizará o processo de mudança de estado reverso, isto é, de líquido para gasoso. Esses processos são realizados através de um processo de transferência de calor térmica e mecânica. Durante estes processos, o sistema de controle que recebe informações sobre a posição dos pistões, e dois sensores de temperatura e de pressão, cada colocado nos tubos de cada tubo secundário em cada circuito, obtém informações sobre a temperatura dentro deles e a temperatura externa. A função do sistema de controle é para controlar as mudanças de estado através da unidade de força 1, controla os componentes e o equipamento auxiliar, por exemplo, controla as portas de ventilação (40), de modo que o fluxo de ar frio ou de calor seja expelido ou introduzido através do duto de ventilação (31) para um determinado local, conforme o caso. Além disso, para prevenir o sistema de trabalhar quando o sistema para, o sistema de controle ativa a válvula de enchimento ou similar para aumentar a pressão.

[00135] Uma vez que a água, no seu estado líquido, nessa pressão, tem uma densidade superior à da água gasosa, quando a mudança de estado do estado líquido para estado gasoso ocorre, uma mudança de volume ocorre, e esta mudança faz com que o sistema absorva e, quando a mudança de estado ocorre a partir de um estado gasoso, ou parcialmente gasoso, para um estado líquido, ou parcialmente líquido, o sistema transfere calor, que, neste caso, tem uma capacidade térmica para absorver ou transferir cerca de 4.396 W (15.000 BTU / h).

[00136] Esse processo é repetido continuamente, durante o dia, conforme necessário. O sistema de controle controlará a temperatura inicial da água, de modo que a temperatura desejada seja atingida. A água vai liberar calor quando ele se transforma em um líquido, e que vai absorver o calor quando ele vaporiza. Todo esse calor absorvido ou transferido produzirá as mudanças de estado acima mencionadas.

[00137] A direção dos ventiladores ou dos reguladores de exaustão (40) será invertida para uso no modo de aquecimento ou arrefecimento.

Exemplo 5:

[00138] São construídos dois circuitos confinados compostos por tubos de aço, que serão o resultado da equação de Clausius-Clapeyron com uma pressão de projeto de 800 Mpa, e funcionam para esse caso em temperaturas entre -20 ° C e 31 ° C, portanto, que as pressões dentro do sistema para este caso oscilarão entre 200 e 750 Mpa. O circuito é constituído por um tubo principal (12) com um diâmetro interno de 0,5 mm e uma espessura de 1,5 mm, com 4 metros de comprimento. Em uma de suas extremidades, a seguir extremidade (19), um tubo (17) com um diâmetro interno de 1 mm, com uma espessura de 4,26 mm e um comprimento de 50 mm é inserido, conectado a um intensificador de pressão que faz parte da unidade de força (10) com um comprimento de 482 mm e diâmetro de 152 mm, conectado nele através de um tubo de 10 cm, existe um cilindro de pistão (2) de diâmetro de 15,87 mm que se moverá em ambas as direções alternadamente, deslocado pela ação alternativa do fluido que altera seu volume como consequência de suas mudanças de estado. O pistão (2) também faz parte da unidade de força (10), que para este exemplo será chamada "unidade de força 1", possui um sensor que permite que o fluxo de entrada de fluido de enchimento seja controlado, se necessário, através de uma válvula de enchimento, e controlando a pressão através de uma válvula de alívio e, neste caso, um pistão de cilindro hidráulico inicia a partir da unidade de força 1, que comprime o pistão para alterar o estado fluido, juntamente com uma válvula unidirecional acionada eletronicamente conectada entre o pistão e o intensificador. A 0,1 metros a partir da extremidade, nomeadamente extremidade (20), referida extremidade localizada a 4 metros a partir da extremidade (19) para este exemplo, é conectada ao sistema de controle (11) através dos tubos, o qual é composto por dois termostatos, um pressostato, dois ventiladores (30), um aquecedor e um arrefecedor, que neste caso são células de peltier com uma potência de 500 W, a seguir "equipamento auxiliar", o aquecedor e o arrefecedor realizam a função de aumentar ou diminuir a temperatura de fluido, se necessário, esse aumento ou diminuição da temperatura juntamente com a ajuda da compressão e descompressão fecha o ciclo.

[00139] Na outra extremidade do tubo principal (12), extremidade (21) localizada a quatro metros da extremidade (19) para este exemplo, um primeiro tubo (13) é conectado, a partir de onde um tubo (22) emerge, que neste caso é um coletor, em que uma primeira pluralidade de tubos (8) está conectada, que neste caso são capilares ou similares. O tubo de coletor (22) tem um diâmetro interno de 1 mm e uma espessura de 4,26 mm e um comprimento de dez centímetros. Os tubos capilares (8) ou similares têm um diâmetro interno de 0,5 mm e uma espessura de 1,5 mm, com 500 metros de comprimento, cada um formando uma bobina ou radiador com cem centímetros de comprimento e cinquenta centímetros de altura, os quais também estão conectados às células de peltier ou similares. Os tubos (8) são conectados a este tubo de coletor (22), e que é conectado ao tubo (13), que tem um diâmetro interno de 1 mm, e uma espessura de 4,26 mm e 5 centímetros de comprimento. Neste exemplo, um total de 3 tubos capilares são conectados ao tubo (22), que são conectados 33 mm um do outro ao longo do tubo (22). Para este caso, a unidade de força 1 é constituída por dois pistões de cilindro hidráulicos conectados a um eixo, e duas hastes de conexão ou similares (Figura 15) que vão conectar ambos os circuitos, também constituídos de dois amplificadores de pressão, e duas válvulas unidirecionais acionadas eletronicamente ou similares, além de dois pistões com duas válvulas de enchimento e duas válvulas de alívio, todos conectados ao sistema de controle (11).

[00140] CO2 é introduzido, e, em seguida, os pistões de cilindro hidráulicos de unidade de força 1 comprimem os pistões, removendo todo o ar do sistema e deixando apenas o CO2, fechando as extremidades livres com um plugue de tubo.

[00141] Posteriormente, com o deslocamento dos pistões de cilindro hidráulico, a pressão em ambos os circuitos aumentará em 20,8 Mpa, devido ao trabalho do intensificador de pressão, a pressão do circuito atingirá 200 Mpa (o intensificador tem uma proporção de 1:10) subsequentemente, no caso de absorção de calor, o CO2 será arrefecido a -21 °C, mantendo o CO2 em estado líquido; subsequentemente, o pistão de cilindro hidráulico 1 comprimirá o CO2 a 22 Mpa, obtendo uma pressão de saída no intensificador de 220 Mpa, dentro do circuito, para este exemplo circuito 1, compressão que começa quando esse circuito está no seu curso máximo, até que se solidifique. Enquanto isto ocorre, 0 pistão de circuito oposto (circuito 2) será localizado no seu curso máximo, enquanto isto acontece, a válvula de enchimento ou similares deste circuito 2 vai ser aberta para introduzir CO2 a este circuito 2, subsequentemente, 0 pistão de cilindro hidráulico deste segundo circuito irá comprimir o pistão 2, e aumentando a pressão com o intensificador de pressão, até que o CO2 no segundo circuito solidifique.

[00142] Cada circuito funciona da mesma maneira.

[00143] A unidade de força 1, em combinação com 0 processo térmico de transferência de calor, varia a pressão interna de cada circuito e, com isso, as mudanças de estado do CO2 ocorrem. O processo acima mencionado, juntamente com a ação da válvula unidirecional ou similar da unidade de força 1, impede o retorno do pistão e o deixa em seu ponto mínimo de deslocamento, produzindo durante essa contração a mudança de estado do CO2 do estado líquido para estado sólido, por exemplo, absorvendo calor com a fusão deste CO2, a uma temperatura de CO2 nos tubos de -21 graus Celsius, e a temperatura do outro meio acima disso, e nesse mesmo momento, liberando calor com a transformação de CO2 líquido para sólido no circuito oposto, uma vez que a válvula unidirecional ou similares vai impedir CO2 de continuar expandindo quando está em uma fase parcialmente líquida, uma vez que CO2 vai empurrar o pistão sem ser capaz para deslocá-lo, causando com a ajuda da unidade de força 1, um aumento na pressão que vai atravessar a curva de fusão / solidificação, e começar seu processo de solidificação. Ao iniciar este processo, o CO2 vai diminuir o seu volume, devido à solidificação parcial, o que vai causar um deslocamento do pistão, e uma diminuição na pressão, que por sua vez vai fazer com que o CO2 retorne sob a curva, e repetir o processo de sucessivamente até que o CO2 seja completamente ou quase completamente comprimido no estado sólido. A bomba hidráulica (32) da mesma unidade de força irá servir como um suporte para acelerar 0 retorno do pistão, se necessário, juntamente com a ação de empurrar do circuito oposto no pistão à medida que ele se expande, enquanto 0 pistão deste circuito oposto, simultaneamente, realizará o processo de mudança de estado reverso, ou seja, do sólido para o líquido. Estes processos são realizados através de um processo de transferência de calor. Durante estes processos, o sistema de controle que recebe informações sobre a posição dos pistões, e dois sensores de temperatura e de pressão, cada uma colocado nos tubos capilares de cada tubo secundário em cada circuito, obtém informações sobre a temperatura no interior deles e a temperatura externa. A função do sistema de controle é para controlar as mudanças de estado através da unidade de força 1, que controla os componentes e o equipamento auxiliar, por exemplo, controla as portas de ventilação (40) de modo que o fluxo de ar arrefecido ou aquecido é expelido ou introduzido, através do duto de ventilação (31), para um determinado local, conforme 0 caso. Além disso, para evitar exceder a pressão de projeto máxima quando o sistema para, o sistema de controle vai ativar a válvula de alívio ou similares, para liberação da pressão.

[00144] Porque o CO2 em seu estado sólido, nessa pressão, tem uma densidade mais alta que o CO2 líquido, quando ocorre a mudança de estado sólido para o estado líquido, ocorre uma mudança de volume dependendo da pressão na qual o CO2 será encontrado nessa mudança de fase, e essa mudança faz o sistema absorver e, quando o estado muda do estado líquido ou parcialmente líquido para o estado sólido ou parcialmente sólido, o sistema libera calor. Nesse caso, o equipamento possui uma capacidade térmica para absorver ou liberar 5.861 W (20.000 BTU / h).

[00145] Esse processo é repetido continuamente, durante o dia, conforme necessário. O sistema de controle controlará a temperatura inicial de CO2, de modo que a temperatura desejada seja atingida. CO2 irá liberar calor quando solidifica, e irá absorver calor quando se funde. Todo esse calor absorvido ou transferido produzirá as mudanças de estado acima mencionadas.

[00146] A direção dos ventiladores ou dos reguladores de exaustão (40) será invertida para uso no modo de aquecimento ou arrefecimento.

Exemplo 6:

[00147] Quatro circuitos confinados são construídos consistindo de tubos de aço (Figura 23 e Figura 12), que serão 0 resultado da equação de Clausius-Clapeyron com pressão de projeto de 150 Mpa, para obter solidificação na temperatura requerida, a temperatura de operação para este caso, serão configurados para trabalhar com temperaturas entre os 15°C e 38°C, de modo que pressões, no interior do sistema para este exemplo, irão variar entre 0,001 e 150 MPa. Cada circuito é constituído por um tubo principal (12) de aço inoxidável, com um diâmetro interno de 3,5 mm e 1,7 mm de espessura, com 2 metros de comprimento para os circuitos 1 e 2, e 3 metros para circuitos 3 e 4. Em cada uma das suas extremidades, a seguir extremidade (19), nele é inserido em cada um dos tubos (12) de circuito 1 e 2, um tubo (17) com um diâmetro interno de 3,5 mm, com uma espessura de 1,7 mm e um comprimento de 100 mm, que conectará cada circuito a cada lado de uma bomba intensificadora linear ou similar (Figura 11) a seguir "o intensificador", que faz parte do compressor ou unidade de bomba chamada unidade de força 1 (10) (Figura 17), 482 mm de comprimento e 152 mm de diâmetro, dentro dele existe um pistão de cilindro (2) que se moverá em ambas as direções alternadamente, deslocado pela ação alternativa do fluido, em cada circuito, que altera seu volume como consequência de suas mudanças de estado. O intensificador tem um sensor que permite a entrada de fluido de enchimento ser controlada, se necessário, através de uma válvula de enchimento (33), e controlando a pressão através de uma válvula de alívio e neste caso uma bomba hidráulica (32) juntamente com uma válvula de controle direcional (29) e outros elementos típicos para operar uma bomba intensificadora linear (1) (Figura 17), partes da unidade de força 1, que tem uma potência de 500 W para comprimir o pistão para alterar o estado do fluido. Em 0,1 metros a partir da extremidade, chamada extremidade (20) (Figura 10), referida extremidade localizada a 1 metro da extremidade (19), para este exemplo é conectada ao sistema de controle (11), em adição o sistema é composto de quatro termostatos, quatro pressostatos, quatro ventiladores (30) de 30 W cada, a seguir "equipamento auxiliar".

[00148] Na extremidade do tubo principal (12) de circuito 1, a extremidade (21) localizada a 2 metros da extremidade (19) para este exemplo, um primeiro tubo (13) com um diâmetro interno de 3,5 mm, é conectado, com uma espessura de 1,7 mm e comprimento de 100 centímetros, a partir de onde um tubo (22) emerge (Figura 12), que, neste caso, é um coletor, em que em uma primeira pluralidade de tubos (8) ou similar é conectada. O tubo de coletor (22) tem um diâmetro interno de 3,5 mm, com uma espessura de 1,7 mm e um comprimento de 100 centímetros. Os tubos (8) ou similares, têm um diâmetro interno de 2,8 mm e uma espessura de 1,4 mm, neste caso, cinco tubos de 100 metros, que têm um comprimento total de 500 metros, formando uma bobina de 100 centímetros de comprimento por 100 centímetros de altura, com aletas de alumínio circulares conectadas a esta bobina com uma separação de 3 mm entre as aletas, e um raio externo de 14 mm. Os tubos (8) conectados a este tubo de coletor (22), que é conectado ao tubo (13), e que por sua vez é conectado ao tubo principal (12).

[00149] Na outra extremidade do tubo principal (12) do circuito 2, localizado a 2 metros da extremidade (19) para este exemplo, um primeiro tubo (15) é conectado com um diâmetro interno de 3,5 mm, com uma espessura de 1, 7 mm e 100 cm de comprimento, a partir de onde um tubo (22) emerge, neste caso, é um coletor, em que uma primeira pluralidade de tubos (8) ou similares está conectada. O tubo de coletor (22) tem um diâmetro interno de 3,5 mm, uma espessura de 1,7 mm e um comprimento de 100 centímetros. Os tubos (8) ou similares têm um diâmetro interno de 2,8 mm e uma espessura de 1,4 mm, neste caso, cinco tubos de 100 metros, com um comprimento total de 500 metros, formando uma bobina inserida em um permutador (34), com dimensões de 100 centímetros de comprimento por 100 centímetros de altura, com aletas de alumínio circulares conectadas a esta bobina, com uma separação de 3 mm entre as aletas, e um raio externo de 14 mm. Os tubos (8) conectados a este tubo de coletor (22), que é conectado ao tubo (15).

[00150] Neste caso (Figura 23), a unidade de força 1 será conectada a circuitos 1 e 2, e no caso de não se utilizar a mesma unidade para controlar a pressão de todos os circuitos automaticamente, haverá uma segunda unidade de força, chamada "unidade de força 2" que tem as mesmas dimensões que a unidade de força 1 e uma potência de 250 W, e que tem tubos com as mesmas dimensões que os tubos conectados à unidade de força 1, exceto para os tubos (22) e (8), vai ser conectada a circuitos 3 e 4 que tem tubos (8) ou similar, com um diâmetro interno de 3,5 mm, com uma espessura de 1,7 mm, ambas as unidades de força irão ser conectadas e controladas pela unidade de controle (11).

[00151] Neste exemplo, um total de 5 tubos (8) são conectados a cada um dos tubos (22) dos circuitos 1, 2, 3 e 4, que são conectados a 96 mm de distância urn do outro ao longo do tubo (22).

[00152] Os tubos (8) da unidade de força 2, neste caso, cinco tubos de 50 metros, tendo um comprimento de 250 metros no total para cada circuito (circuito 3 e circuito 4), cada circuito formando uma bobina inserida em um permutador de calor, com 100 cm de comprimento e 50 cm de altura, com aletas de alumínio circulares conectadas a esta bobina, com uma separação de 3 mm entre as aletas e um raio de 14 mm, os tubos (8) são conectados ao tubo de coletor (22), que conecta o circuito 3 e outro que conecta o circuito 4, que tem um diâmetro interno de 3,5 mm, uma espessura de 1,7 mm e um comprimento de 50 centímetros. Cada um desses circuitos 1,2, 3 e 4 está localizado dentro de um permutador de calor (34), formando um sistema como na Figura 23, uma Figura que mostra um sistema em cascata.

[00153] Um fluido orgânico ou inorgânico chamado material de mudança de fase "PCM" é introduzido nos circuitos 1 e 2, neste caso, projetado para solidificar a uma temperatura de 28°C à pressão atmosférica, a seguir "PCM 1", e é introduzido nos circuitos 3 e 4. Um fluido orgânico ou inorgânico chamado material de mudança de fase para este caso com uma temperatura de solidificação de 18°C à pressão atmosférica, a seguir “PCM 2”, e subsequentemente a unidade de força 1 e 2 comprime ambos os sistemas, removendo todo o ar e permanecendo apenas PCM 1 e PCM 2, fechando as extremidades livres com um plugue de tubo.

[00154] Subsequentemente, no caso de se utilizar o equipamento para arrefecimento, e a temperatura ambiente ser de 33 ° C, com a ajuda da unidade de força 1 e 2, a pressão nos circuitos 1 e 3 será aumentada para 100 Mpa, neste tempo, a pressão de projeto máxima não é necessária porque a temperatura que passa através do permutador não se encontra na temperatura de projeto máxima, de modo que não é necessário o alcance da pressão de projeto máxima para causar a mudança de estado, a referida compressão começa quando este circuito encontra o curso máximo do pistão, ou o volume máximo de PCM armazenado em circuitos 1 e 3 em estado líquido, em seguida, a respectiva unidade de força, neste caso através do pistão inserido na bomba linear, vai comprimir o PCM até que ele solidifique, uma vez que ao longo da pressão crescente, a curva de solidificação de PCM é alcançada, a temperatura de PCM estando sempre acima da temperatura à que solidifica sob atmosférica pressão, porque, se a temperatura de PCM for menor do que a sua temperatura de solidificação à pressão atmosférica, seria solidificado e a mudança de estado não poderia ser realizada; portanto, quando o PCM estiver em uma temperatura mais baixa do que a sua solidificação à pressão atmosférica, a pressão negativa será exercida ou a pressão interna do circuito será reduzida em uma pressão menor que a pressão atmosférica, que produz sua mudança de estado. A transferência de calor pode ocorrer neste exemplo a temperaturas de 17, 16, 15 ° C ou menos. Enquanto isso ocorre para os circuitos opostos (circuito 2 e 4), o mesmo pistão de cada unidade de força respectiva aumentará o volume de PCM desse circuito 2 e 4 (isso ocorre apenas na primeira fase), uma vez que a válvula de enchimento ou similar destes circuitos vai ser aberta para fazer entrar PCM no circuito 2 e 4, subsequentemente, o pistão de cilindro hidráulico da respectiva unidade de força irá comprimir circuito 2 e 4, aumentando a pressão até que o PCM do segundo e quarto circuitos solidifique.

[00155] À medida que os PCMs nos circuitos 2 e 4 solidificam, os PCMs nos circuitos 1 e 3 estarão fundindo e vice-versa.

[00156] Cada circuito funciona da mesma maneira.

[00157] A unidade de força 1 e 2, em combinação com o processo térmico de transferência de calor, varia a pressão interna de cada circuito e, com isso, ocorrem as mudanças de estado do PCM. O processo mencionado, juntamente com a ação dos componentes das unidades de força 1 e 2, impede o retorno do pistão e o deixa em seu ponto mínimo de deslocamento, produzindo, durante essa contração, compressão, aumento de pressão, mudança de estado do PCM a partir do estado líquido para o sólido, e durante a descompressão ou diminuição da pressão, o estado muda de sólido para líquido, por exemplo, absorvendo calor com a fusão (sólido para líquido) do PCM nos tubos dos circuitos 1 e 3, e nesse mesmo momento, liberando calor com a transformação de líquido em sólido dos circuitos opostos 2 e 4. Como exemplo, a bomba hidráulica (32) juntamente com o motor (28), neste caso elétrico da respectiva unidade de força, eles vão exercer a força necessária sobre o respectivo pistão (27) para aumentar a pressão dos circuitos 1 e 3 de novo e transformar o PCM de líquido para sólido, em conjunto com a ação de empurrar dos circuitos opostos sobre o pistão (2) quando se expande, empurra ou equilibra, o que irá ajudar grandemente o motor de unidade de força para trabalhar em uma intensidade menor, porque geralmente haverá uma pressão de base no sistema oposto, uma vez que não é necessário atingir uma pressão atmosférica para fundir o PCM, então irá estar sempre trabalhando com uma diferença de pressão que será menor do que a diferença de pressão entre a pressão de solidificação requerida e a pressão atmosférica, no caso da temperatura que passa através dos permutadores de calor ser menor do que a temperatura de fusão / solidificação do PCM na pressão atmosférica, uma pressão menor que a atmosférica será usada; portanto, a direção das forças será revertida; portanto, cada circuito sugará o pistão; para que isso aconteça, o sistema atrairá automaticamente uma porcentagem de fluido, neste caso PCM com a válvula de enchimento ou enchedor (33) ou similar, de modo que, quando o sistema é equilibrado, ou o pistão está no centro da bomba intensificadora linear, ambos os circuitos estarão em uma pressão menor que a atmosférica, com isso o que é alcançado é que a temperatura de fusão / solidificação é deslocada em uma temperatura inferior à temperatura na qual o ar ou o líquido que passa pelos permutadores de calor (circuitos) serão encontrados, e com isso o sistema pode exercer diferenças de pressão alternadamente, enquanto os circuitos opostos 2 e 4, simultaneamente, estarão realizando o processo de mudança de estado reverso, isto é, de sólido para líquido. Esses processos são realizados através de um processo de transferência de calor térmica e mecânica. Durante estes processos, o sistema de controle que recebe informações sobre a posição dos pistões, e quatro sensores de temperatura e de pressão, cada um colocado nos tubos de cada tubo secundário (8) em cada circuito, obtém informações sobre a temperatura no seu interior e a temperatura externa. A função do sistema de controle é controlar as mudanças de estado através da unidade de força 1 e 2, para controlar os componentes e o equipamento auxiliar, por exemplo, controla as portas de ventilação (40) (neste exemplo localizadas como se mostra na Figura 23), de modo que, no caso do modo de arrefecimento, o fluxo de ar quente deixando os permutadores de calor de circuitos 1 e 2 é expelido, e o fluxo de ar frio saindo dos permutadores de calor de circuitos 1 e 2 vai através dos permutadores de calor de circuitos 3 e 4, de modo que, subsequentemente, uma segunda porta introduz o ar frio que sai dos circuitos 3 e 4 através dos dutos de ventilação (31) ou similares, para este caso, e expele o ar quente a partir desses circuitos 3 e 4, até certo ponto conforme o caso. Além disso, para evitar exceder a pressão de projeto máxima quando o sistema parar, o sistema de controle ativará a válvula de alívio ou similar, para liberar a pressão em cada um dos circuitos.

[00158] O PCM no seu estado sólido nessa pressão, neste caso, tem uma densidade mais elevada do que o PCM líquido (que também pode ser o caso de ser um PCM parcialmente sólido, por exemplo, um gel), quando o estado de mudança ocorre, estado sólido para líquido, ocorre uma mudança de volume de aproximadamente entre 3 a 5% nesse caso, dependendo da pressão na qual o PCM estará nessa mudança de fase, e dependendo do tipo de PCM, e essa mudança produz que o sistema absorve, e quando a mudança de estado de um estado líquido ou parcialmente líquido para o estado sólido ou parcialmente sólido ocorre, o sistema libera calor, que neste caso tem uma capacidade térmica para absorver ou liberar 9.085 W (31.000 BTU / h), o que dá um COP de 12 em altas cargas de pressão de compressão e pode atingir um COP de 45 em baixas cargas de pressão, quando a temperatura está próxima da temperatura de mudança de estado do PCM, isso ocorre porque, no caso de arrefecimento, parte da energia absorvida pelos circuitos 1 e 2 é perdida quando passa pelos circuitos 3 e 4, pois haverá um circuito 3 ou 4 que aquecerá e expelirá o ar já arrefecido pelos circuitos 1 e 2 para o exterior.

[00159] Opcionalmente, para obter uma diferença de temperatura superior entre a entrada e saída do equipamento ou do sistema, obter 50% mais capacidade de arrefecimento ou aquecimento, mas um coeficiente de desempenho "COP" (energia transferida ou absorvida dividida por consumo) aproximadamente 30% inferior, são usados circuitos 1 e 2 com sua respectiva unidade de força e replica isso quatro vezes (4 dispositivos), chamados circuitos 1,2,3,4, 5, 6, 7 e 8, deixando duas linhas com dois dispositivos cada. Com isso, quando o ar ou o líquido passa pelos dispositivos 1 e 2 (circuitos 1, 2, 3, 4), alternadamente metade desses circuitos estará liberando e a outra metade absorvendo calor, esse calor transferido ou absorvido, dependendo de se requer arrefecimento ou aquecimento, passará por apenas 1 dispositivo (neste caso, circuito 5 e 6) da segunda linha de 2 dispositivos (circuito 5, 6, 7, 8), deixando o segundo dispositivo da linha 2 em parada, isso porque o fluxo ou corrente que passará será metade do fluxo inicial que passa através do dispositivo 1 e 2. Como consequência, há duas vezes a diferença de temperatura (sistema em cascata), além de ter 4 dispositivos, o sistema em cascata pode ser usado ao inverso e, portanto, pode aquecer, assumindo que a temperatura de fusão / solidificação à pressão atmosférica dos fluidos, neste caso o PCM é maior na linha 1 e menor na linha 2 dos dispositivos. Quando usados no modo de aquecimento ou aquecimento, os dois dispositivos na linha dois serão ativados e um dispositivo da linha 1 será parado. No caso que o estado de mudança de temperatura à pressão atmosférica do fluido, neste caso o PCM da linha 1 seja menor que o PCM da linha 2, ele teria um fluxo na direção oposta, deixando-o no modo de aquecimento (fluxo passa primeiro pela linha 1 e depois pela linha 2). Além disso, para ser mais eficiente no número de unidades de força a serem usadas, um número menor delas pode ser usado com um sistema de controle que pode controlar as pressões de cada circuito. Os tamanhos podem variar dependendo da necessidade de ar condicionado.

[00160] Esse processo é repetido continuamente, durante o dia, conforme necessário. O sistema de controle controlará a pressão inicial do PCM e a velocidade dos ventiladores para que a temperatura desejada seja atingida. O PCM irá liberar calor quando se solidifica, e irá absorver o calor quando se funde. Todo esse calor absorvido ou transferido produzirá as mudanças de estado acima mencionadas como resultado da variação de pressão.

[00161] A direção dos ventiladores e as portas de ventilação (40) será invertida para ser usado em modo de aquecimento ou de arrefecimento, de modo que, no caso do aquecimento, o ar irá passar através de circuitos 3 e 4 primeiro, e em seguida, o ar aquecido vai passar através dos circuitos 1 e 2.

[00162] Este sistema pode ser usado tanto para arrefecer ou aquecer ar, e também no caso de mudança para os ventiladores de bombas de água, para ser capaz de arrefecer ou aquecer a água ou outro líquido.

[00163] Somente os circuitos 1 e 2 ou somente os circuitos 3 e 4 serão usados no caso de não ser necessária uma variação de temperatura tão alta. Podem ser usadas duas unidades de força, como mencionado neste exemplo, ou uma única unidade que, ao comprimir, comprime os circuitos 1 e 3 e subsequentemente os circuitos 2 e 4, essa unidade terá a mesma potência que a soma da potência das duas unidades de força acima mencionadas.

[00164] O sistema em cascata pode ser usado com unidades de força e permutadores de calor, como nos diagramas mostrados nas Figuras 17, 19, 20 e 21, com diferentes tipos de bombas, incluindo as mencionadas no relatório descritivo, mas não se limitando apenas a elas.

[00165] Um compressor automatizado pode ser usado para realizar pressões diferentes em cada circuito e um compressor por circuito.

[00166] Além disso, o ar em um local pode ser recirculado, e esse ar recirculado pode passar pelos circuitos, causando uma diminuição do ar no interior do local, que pode ser controlado com ventilação controlada. Exemplo 7:

[00167] Dois circuitos confinados são construídos consistindo de tubos de cobre (Figura 24 e Figura 12)), o que será o resultado da equação de Clausius-Clapeyron com uma pressão de projeto de 100 Mpa, para alcançar solidificação à temperatura requerida, a temperatura operacional para este caso será configurada para trabalhar com temperaturas entre 15°C e 35°C, de modo que as pressões no interior do sistema para este exemplo irão variar entre 0,01 e 100 Mpa. Cada circuito é constituído por um tubo de cobre principal (12) com um diâmetro interno de 3,5 mm e 1,7 mm de espessura, 2 metros de comprimento para os circuitos 1 e 2. Em cada uma de suas extremidades, a seguir a extremidade (19), cada um dos tubos (12) do circuito 1 e 2 são inseridos um tubo (17) com um diâmetro interno de 3,5 mm, com uma espessura de 1,7 mm e um comprimento de 50 mm, que conectará cada circuito a cada lado de uma válvula de controle direcional (38), e é conectado a uma bomba de êmbolo ou similar (Figura 11) a seguir “o intensificador”, que faz parte do equipamento de compressor ou bomba denominado unidade de força 1 (10) (Figura 19 e 20), 400 mm de comprimento, 400 mm de altura e 300 mm de largura. A unidade de força tem um sensor que permite o fluxo de entrada de fluido ser controlado, se necessário, através de uma válvula que faz com que o PCM entre no compartimento, e controla a pressão através de uma válvula de alívio, e neste caso a bomba de êmbolo (1) em conjunto com uma válvula de controle direcional (38) e outros elementos típicos operam a unidade de força 1 com uma potência de 500 W, que comprime o fluido para alterar seu estado. A 0,1 metros da extremidade, chamada extremidade (20) (Figuras 10 e 11), a referida extremidade localizada a 1 metro da extremidade (19), por exemplo, está conectada ao sistema de controle (11), além do sistema ser composto por quatro termostatos, quatro pressostatos, quatro ventiladores (30) de 30 W cada, a seguir "equipamento auxiliar".

[00168] Na extremidade do tubo principal (12) do circuito 1, extremidade (21) localizada a 2 metros da extremidade (19) para este exemplo, um primeiro tubo (13) com um diâmetro interno de 3,5 mm é conectado, com uma espessura de 1,7 mm e comprimento 100 cm, a partir de onde um tubo (22) emerge (Figura 12), neste caso, é um coletor, em que uma primeira pluralidade de tubos (8) ou similares está conectada. O tubo de coletor (22) tem um diâmetro interno de 3,5 mm, uma espessura de 1,7 mm e um comprimento de 100 centímetros. Os tubos (8) ou similares, têm um diâmetro interno de 2,8 mm e uma espessura de 1,4 mm, neste caso, cinco tubos de 100 metros com comprimento total de 500 metros, formando uma bobina de 100 centímetros de comprimento por 100 centímetros de altura, com aletas de alumínio circulares conectadas a esta bobina, com uma separação de 3 mm entre as aletas e um raio externo de 14 mm. Os tubos (8) conectados a este tubo de coletor (22), que estão conectados ao tubo (13) e, por sua vez, estão conectados ao tubo principal (12).

[00169] Na outra extremidade do tubo principal (12) do circuito 2, localizado a 1 metro da extremidade (19) para este exemplo, um primeiro tubo (15) é conectado, com um diâmetro interno de 3,5 mm, com uma espessura de 1,7 mm e 100 cm de comprimento, a partir de onde um tubo (22) emerge, neste caso, é um coletor, em que uma primeira pluralidade de tubos (8) ou similares está conectada. O tubo de coletor (22) tem um diâmetro interno de 3,5 mm, uma espessura de 1,7 mm e um comprimento de 100 centímetros. Os tubos (8) ou similares têm um diâmetro interno de 2,8 mm e uma espessura de 1,4 mm, neste caso cinco tubos de 100 metros, com um comprimento total de 500 metros, formando uma bobina inserida em um permutador (34), com dimensões de 100 centímetros de comprimento por 100 centímetros de altura, com aletas de alumínio circulares conectadas a esta bobina com uma separação de 3 mm entre as aletas e um raio externo de 14 mm. Os tubos (8) conectados a este tubo de coletor (22) e são conectados ao tubo (15).

[00170] Para este caso (figuras 22 e 24), a unidade de força 1 será conectada aos circuitos 1 e 2, através de uma válvula de controle direcional (38), tudo será controlado pela unidade de controle (11).

[00171] Neste exemplo, um total de 5 tubos (8) são conectados a cada um dos tubos (22) dos circuitos 1 e 2, que são conectados a 96 mm de distância um do outro ao longo do tubo (22).

[00172] Cada um desses circuitos 1 e 2 está localizado dentro de um permutador de calor (34), formando um sistema similar ao da Figura 24.

[00173] Um líquido orgânico ou inorgânico chamado material de mudança de fase "PCM" é introduzido nos circuitos, neste caso, projetado para solidificar a uma temperatura de 12°C à pressão atmosférica, a seguir "PCM 1", e então a unidade de força comprime o sistema, removendo todo o ar a partir do mesmo e deixando apenas o PCM, fechando as extremidades livres com um plugue de tubo.

[00174] Posteriormente, no caso de usar o equipamento para arrefecimento, e a temperatura do ambiente ser de 33 ° C, com a ajuda da unidade de força 1, a pressão no circuito 1 será aumentada a 100 Mpa, referida compressão começará quando esse circuito encontra o volume máximo de PCM armazenado no circuito 1, no estado líquido, então a respectiva unidade de força irá comprimir o PCM através da válvula (38) até que a mesma solidifique, devido a uma pressão crescente atingindo a curva de solidificação do PCM sendo sempre a temperatura do PCM acima da temperatura na qual solidifica à pressão atmosférica, porque se a temperatura do PCM fosse menor que sua temperatura de solidificação à pressão atmosférica, ele seria solidificado e a mudança de estado não poderia ser realizada, portanto, no caso de usar uma bomba intensificadora linear quando o PCM está a uma temperatura inferior à sua temperatura de solidificação à pressão atmosférica, pressão negativa é exercida ou a pressão interna do circuito é diminuída a uma pressão menor que a pressão atmosférica, que produz sua mudança de estado. Transferência de calor pode acontecer para este exemplo a temperaturas de 6, 8, 10 0 C ou inferiores. Enquanto isso ocorre para o circuito oposto (circuito 2), a válvula (38) da unidade de força estará aumentando o volume de PCM deste circuito 2 (isso ocorre apenas na primeira fase), então a respectiva unidade de força comprimirá o circuito 2 através da válvula (38), aumentando a pressão até o PCM do segundo circuito solidificar.

[00175] À medida que o PCM no circuito 2 solidifica, o PCM no circuito 1 estará fundindo e vice-versa.

[00176] Cada circuito funciona da mesma maneira.

[00177] A unidade de força (Figura 20) que possui uma potência de 500W, em combinação com o processo térmico de transferência de calor, faz variar a pressão interna de cada circuito e, com isso, as mudanças de estado do PCM acontecem. O processo mencionado acima, em conjunto com a ação dos componentes da unidade de força, produz uma contração, compressão, aumento de pressão, mudança de estado do PCM a partir de estado líquido para sólido e, durante a descompressão ou diminuição da pressão, a mudança de estado de sólido para líquido, por exemplo, absorvendo calor com a fusão (sólido para líquido) do PCM nos tubos do circuito 1, e, nesse mesmo momento, liberando calor com a transformação de líquido para sólido do circuito oposto 2. Como exemplo, a bomba de êmbolo (1) da Figura 20 em conjunto com a válvula (38) da respectiva unidade de força, irá alternadamente exercer a força necessária para aumentar a pressão dos circuitos 1 novamente e transformar o PCM de líquido para sólido, enquanto a válvula (38) vai liberar a pressão do circuito 2, assim isso vai fazer o circuito oposto 2, simultaneamente, realizar o processo inverso de mudança de estado, ou seja, do sólido para o líquido. Esses processos são realizados através de um processo de transferência de calor térmica e mecânica. Durante esses processos, o sistema de controle que recebe informações a partir de dois sensores de temperatura e pressão, cada colocado nos tubos de cada tubo secundário (8) em cada circuito, obtém informações sobre a temperatura dentro deles e a temperatura externa. A função do sistema de controle é o controle das mudanças de estado através da unidade de potência, para controlar os componentes e o equipamento auxiliar, por exemplo, controla as portas de ventilação (40) (neste exemplo localizadas como mostrado na Figura 24), de modo que, no modo de arrefecimento, o fluxo de ar quente saindo do permutador de calor do circuito 1 ou 2 quando seu PCM está solidificando, é expulso e o fluxo de ar frio saindo do permutador de calor do circuito 1 ou 2 quando seu PCM está fundindo, é introduzido em um duto de ventilação (31). Além disso, para evitar transferir a pressão de projeto máxima quando o sistema para, o sistema de controle fará com que a válvula (38) ou similares, libere pressão em cada um dos circuitos.

[00178] O PCM no seu estado sólido nessa pressão, neste caso, tem uma densidade mais elevada do que o PCM líquido (que também pode ser o caso de ser um PCM parcialmente sólido, por exemplo, um gel), quando o estado de mudança ocorre, estado sólido para líquido, uma mudança de volume de cerca de 5 a 8% ocorre, neste caso, dependendo da pressão que o PCM estará durante a mudança de fase, e dependendo do tipo de PCM, e esta mudança produz que o sistema absorve, e quando a mudança de um estado líquido ou parcialmente líquido para um estado sólido ou parcialmente sólido ocorre, o sistema libera calor, que neste caso tem uma capacidade térmica para absorver ou liberar 1.465 W (5.000 BTU / h).

[00179] Esse processo é repetido continuamente, durante o dia, conforme necessário. O sistema de controle controlará a pressão inicial do PCM e a velocidade dos ventiladores, de modo que a temperatura desejada seja atingida. O PCM irá liberar calor quando se solidifica, e irá absorver o calor quando se funde. Todo esse calor absorvido ou transferido produzirá as mudanças de estado acima mencionadas como resultado da variação de pressão.

[00180] A direção das portas de ventilação (40) será invertida para uso no modo de aquecimento ou arrefecimento.

[00181] O sistema pode ser usado com unidades de força e permutadores de calor, como nos diagramas mostrados nas Figuras 17, 19, 20 e 21, com diferentes tipos de bombas, incluindo as mencionadas no relatório descritivo, mas não se limitando apenas àquelas.

Exemplo 8:

[00182] Dois circuitos confinados são construídos consistindo de tubos de cobre (Figura 21 e Figura 12)), o que será o resultado da equação de Clausius-Clapeyron com uma pressão de projeto de 100 Mpa, para atingir a solidificação à temperatura requerida, a temperatura operacional para este caso será configurada para funcionar com temperaturas entre 18 °C e 36 °C; portanto, as pressões no sistema para este exemplo variarão entre 0,001 e 100 Mpa. Cada circuito é constituído por um tubo de cobre principal (12) com um diâmetro interno de 3,5 mm e 1,7 mm de espessura, 2 metros de comprimento para os circuitos 1 e 2. Em cada uma de suas extremidades, a seguir extremidade (19), cada um dos tubos (12) do circuito 1 e 2 é inserido um tubo (17) com um diâmetro interno de 3,5 mm, com uma espessura de 1,7 mm e um comprimento de 50 mm, que conectará cada circuito a cada lado de uma válvula de controle direcional, e é conectado a uma bomba intensificadora linear ou similar (Figura 11) a seguir "o intensificador", que faz parte do equipamento de compressor ou bomba chamado unidade de força (10) (Figura 21), de 582 mm de comprimento e 170 mm de diâmetro. A unidade de força tem um sensor que permite o fluxo de entrada de fluido ser controlado, se necessário, através de uma válvula que faz o PCM introduzir um compartimento, e controla a pressão através de uma válvula de alívio, e neste caso a bomba intensificadora linear (1) em conjunto com um válvula de controle direcional ou similar (38) e outros elementos típicos operando a unidade de força 1, que comprime o fluido para mudar seu estado. A 0,1 metros a partir da extremidade, chamada extremidade (20) (Figuras 10 e 11), referida extremidade localizada a 1 metro da extremidade (19); neste exemplo, está conectada ao sistema de controle (11), além disso, o sistema é composto por quatro termostatos, quatro pressostatos, a seguir "equipamento auxiliar".

[00183] Na extremidade do tubo principal (12) do circuito 1, extremidade (21) localizada a 2 metros da extremidade (19) para este exemplo, um primeiro tubo (13) com um diâmetro interno de 3,5 mm é conectado, com uma espessura de 1,7 mm e comprimento 100 cm, a partir de onde um tubo (22) emerge (Figura 12), neste caso, é um coletor, em que uma primeira pluralidade de tubos (8) ou similares está conectada. O tubo de coletor (22) tem um diâmetro interno de 3,5 mm, uma espessura de 1,7 mm e um comprimento de 100 centímetros. Os tubos (8) ou similares, têm um diâmetro interno de 2,8 mm e uma espessura de 1,4 mm, neste caso cinco tubos de 100 metros com um comprimento total de 500 metros, formando uma bobina de 100 centímetros de comprimento por 100 centímetros de altura, com aletas de alumínio circulares conectadas a esta bobina com uma separação de 3 mm entre as aletas e um raio externo de 14 mm. Os tubos (8) são conectados a este tubo de coletor (22), que é conectado ao tubo (13) e, por sua vez, é conectado ao tubo principal (12).

[00184] Na outra extremidade do tubo principal (12) do circuito 2, localizado a 1 metro da extremidade (19) para este exemplo, um primeiro tubo (15) é conectado com um diâmetro interno de 3,5 mm, uma espessura de 1,7 mm e 100 cm de comprimento, a partir de onde um tubo (22) emerge, neste caso, é um coletor, em que uma primeira pluralidade de tubos (8) ou similar é conectada. O tubo de coletor (22) tem um diâmetro interno de 3,5 mm, uma espessura de 1,7 mm e um comprimento de 100 centímetros. Os tubos (8) ou similares têm um diâmetro interno de 2,8 mm e uma espessura de 1,4 mm, neste caso cinco tubos de 100 metros, com um comprimento total de 500 metros, formando uma bobina inserida em um permutador de calor (34) com dimensões de 100 centímetros de comprimento por 100 centímetros de altura, com aletas de alumínio circulares conectadas a esta bobina, com uma separação de 3 mm entre as aletas e um raio externo de 14 mm. Os tubos (8) são conectados a este tubo de coletor (22), que é conectado ao tubo (15).

[00185] Nesse caso, a unidade de força 1 será conectada aos circuitos 1 e 2, através de uma válvula de controle direcional (38), tudo será controlado pela unidade de controle (11).

[00186] Neste exemplo, um total de 5 tubos (8) são conectados a cada um dos tubos (22) dos circuitos 1 e 2, que são conectados a 96 mm de distância um do outro ao longo do tubo (22).

[00187] Cada um desses circuitos 1 e 2 está localizado dentro de um permutador de calor (34), formando um sistema similar ao da Figura 21.

[00188] Um fluido orgânico ou inorgânico chamado material de mudança de fase "PCM" é introduzido nos circuitos, neste caso, projetado para solidificar a uma temperatura de 27°C à pressão atmosférica, a seguir "PCM 1", e então a unidade de força comprime o sistema, removendo todo o ar a partir do mesmo e deixando apenas o PCM, fechando as extremidades livres com um plugue de tubo.

[00189] Subsequentemente, no caso de se utilizar o equipamento para arrefecimento de água ou outro líquido, e a sua temperatura ser de 36 0 C, com a ajuda da unidade de força 1, a pressão no circuito 1 será aumentada em 100 Mpa, referida compressão começa quando este circuito satisfaz o volume máximo de PCM armazenado no circuito 1 em um estado líquido, então a respectiva unidade de força comprimirá o PCM através da válvula (38) até que solidifique, devido ao fato de que quando aumenta a pressão, atinge a curva de solidificação do PCM, sendo sempre a temperatura de PCM acima da temperatura à qual a pressão atmosférica solidifica, porque se a temperatura do PCM fosse menor do que a sua temperatura de solidificação à pressão atmosférica, iria ser encontrado solidificado e a mudança de estado não poderia ser realizada, portanto, no caso de usar a bomba intensificadora linear ou outra, quando o PCM estiver a uma temperatura mais baixa que a sua temperatura de solidificação à pressão atmosférica, uma pressão negativa será exercida ou a pressão interna do circuito diminui a uma pressão menor que a pressão atmosférica, que produz sua mudança de estado. Transferência de calor pode acontecer para este exemplo a temperaturas de 24, 22, 20 ° C ou inferiores. Enquanto isso ocorre no circuito oposto (circuito 2), a válvula (38) da unidade de força será aberta e entrará no PCM, de modo que o volume do PCM deste circuito 2 estará aumentando (isso ocorre apenas na primeira fase). Posteriormente, a respectiva unidade de força comprimirá o circuito 2 através da válvula (38), aumentando a pressão até o PCM do segundo circuito solidifique.

[00190] À medida que o PCM no circuito 2 solidifica, o PCM no circuito 1 estará fundindo e vice-versa.

[00191] Cada circuito funciona da mesma maneira.

[00192] A unidade de força (Figura 21) que possui uma potência total de 300W, incluindo a potência da bomba, em combinação com o processo térmico de transferência de calor, varia a pressão interna de cada circuito e, portanto, mudanças de estado do PCM. O processo mencionado, juntamente com a ação dos componentes da unidade de força, produz uma contração, compressão, aumento de pressão, mudança de estado do PCM de estado líquido para sólido e, durante a descompressão ou diminuição da pressão, a mudança de estado de sólido para líquido, por exemplo, absorvendo calor com a fusão (sólido para líquido) do PCM nos tubos do circuito 1 e, nesse mesmo momento, liberando calor com a transformação de líquido para sólido do circuito oposto 2. Como exemplo, a bomba intensificadora linear (1) da Figura 21, em conjunto com a válvula (38) da respectiva unidade de força, vai exercer alternadamente a força necessária para aumentar a pressão dos circuitos 1 de novo, e transformar o PCM de líquido para sólido, enquanto a válvula (38) vai liberar a pressão do circuito 2, portanto isso faz com que o circuito oposto 2, simultaneamente, execute o processo inverso de mudança de estado, ou seja, de sólido para líquido, a válvula (38) vai reentrar o PCM que está sendo descomprimido para a bomba intensificadora linear ou similar (1). Esses processos são realizados através de um processo de transferência de calor térmica e mecânica. Durante esses processos, o sistema de controle que recebe informações de dois sensores de temperatura e pressão, cada um colocado nos tubos de cada tubo secundário (8) em cada circuito, obtém informações sobre a temperatura dentro deles e a temperatura externa. A função do sistema de controle é controlar as mudanças de estado através da unidade de potência, para controlar os componentes e o equipamento auxiliar, por exemplo, controla as válvulas de controle direcionais ou similares (37) que vão controlar o destino do fluido arrefecido ou aquecido, podendo ser água, neste exemplo localizada como mostrado na Figura 21, de modo que, no caso do modo de arrefecimento o fluxo de líquido quente deixando o permutador de calor de circuito 1 ou 2 quando o PCM está solidificando, é introduzido em um permutador de calor tipo torre de arrefecimento ou similar, (42) que vai esfriar para temperatura ambiente, e, em seguida, reentrar o mesmo, e o fluxo de líquido frio deixando o permutador de calor de circuito 1 ou 2 quando o seu PCM está fundindo, será introduzido em um tubo para seu uso posterior (41) e, se necessário, quando tiver sido reaquecido, será reintroduzido. Além disso, para evitar transferir a pressão de projeto máxima quando o sistema para, o sistema de controle fará com que a válvula (38) ou similares, libere pressão em cada um dos circuitos.

[00193] O PCM no seu estado sólido nessa pressão, neste caso, tem uma densidade mais elevada do que o PCM líquido (que também pode ser o caso de ser um PCM parcialmente sólido, por exemplo, um gel), quando a mudança de estado ocorre, estado sólido para líquido, uma mudança de volume de cerca de 5 a 8% ocorre, neste caso, dependendo da pressão que o PCM estará durante a mudança de fase, e dependendo do tipo de PCM, e esta mudança produz que o sistema absorve, e quando a mudança de um estado líquido ou parcialmente líquido para um estado sólido ou parcialmente sólido ocorre, o sistema libera calor, que neste caso, tem uma capacidade térmica de absorver ou liberar 5.861 W (20.000 BTU / h). O que resulta em um COP (coeficiente de desempenho) de 20 e que pode atingir uma força de compressão baixa, quando a temperatura está perto da temperatura de mudança de estado, em um COP de 50.

[00194] Esse processo é repetido continuamente, durante o dia, conforme necessário. O sistema de controle vai controlar a pressão inicial do PCM e a velocidade do fluido para arrefecer ou aquecer como requerido, através de bombas hidráulicas que não necessariamente são parte deste equipamento, a fim de atingir a temperatura desejada. O PCM irá liberar calor quando se solidifica, e irá absorver o calor quando se funde. Todo esse calor absorvido ou transferido produzirá as mudanças de estado acima mencionadas como resultado da variação de pressão.

[00195] A válvula de controle direcional (37) vai ser revertida para o uso no modo de aquecimento ou de arrefecimento da água ou fluido.

[00196] O sistema pode ser usado com unidades de força e permutadores de calor, como nos diagramas mostrados nas Figuras 17, 19, 20 e 21, com diferentes tipos de bombas incluindo as mencionadas no relatório descritivo, mas não se limitando apenas àquelas.

[00197] Este equipamento, bem como qualquer pessoa que utilize este método e sistema, pode opcionalmente ser usado para arrefecer o ar que passa através de um condensador ou evaporador, como o caso pode ser, usado por equipamento atual, tal como a temperatura do fluxo de ar que passa através dele, é diminuído ou aumentado, e com essa diminuição, o consumo de um equipamento de ar condicionado comum, uma vez que a carga é diminuída.

[00198] Além disso, também pode funcionar usando o equipamento de ar condicionado atual como suporte, de modo que, em determinadas faixas de temperatura, as atuais funcionem e, em outras faixas, este método e sistema funcionem.

[00199] Um intensificador de pressão também pode ser usado no equipamento para poder usar uma bomba com pressão mais baixa. O intensificador cumpre a função de aumentar a pressão e, portanto, haverá menos componentes que operam a altas pressões, também com isso, no caso de usar uma bomba que não possui intensificador linear, dois fluidos podem ser separados, ou seja, um fluido que pode ser um óleo hidráulico que seria usado na bomba e, na outra extremidade do intensificador, um fluido poderia ser o PCM. Referências: [1] Versão revisada sobre a pressão ao longo das curvas de fusão e sublimação da substância água comum IAPWS R14-08 (2011) http ://www. i apws. org. [2] M. Choukrounia e O. Grasset, modelo termodinâmico para água e gelos de alta pressão até 2,2 GPa e até o domínio metaestável, J. Chem. Phys. 127 (2007) 124506. [3] M.P. Verma, tabelas de vapor para água pura como um componente ActiveX no Visual Basic 6.0, Computers Geosci. 29 (2003) 1155-1163. [4] D. Eisenberg e W. Kauzmann, A estrutura e propriedades da água (Oxford University Press, Londres, 1969); (b) O modelo intersticial dodecaédrico é descrito em L. Pauling, A estrutura da água, Em ligação de hidrogênio, Ed. D. Hadzi e H.W. Thompson (Pergamon Press Ltd, Londres, 1959) pp. 1-6. [5] Equações do estado do gelo VI e do gelo VII a alta pressão e alta temperatura citação The Journal ofchenical physics141, 104505 (2014)). [6] Difração de raios-x resolvida no tempo através de transformações de água-gelo-VI /VII usando o DAC dinâmico. [7] N.H. Fletcher, Na Física Química do Gelo (Cambridge University Press; 1970). [8] G.C. León, S. Rodriguez Romo e V. Tchijov, Termodinâmica de polimorfos de gelo de alta pressão: gelo II, Journal of Physical Chemistry Solids 63 (2002) 843-851. [9] Formulações para pressão de vapor, temperatura do ponto de geada, temperatura do ponto de orvalho e fatores de aprimoramento na faixa de -100 a +100 C, Bob Hardy. [10] Requena Rodríguez, Alberto; Zuniga Roman, José. Química Física. 1a Edição 2007. [11] MORCILLO RUBIO, Jesus; SENENT PÉREZ e outros: Química Física. 2a Edição 2000.

Claims

1. Sistema para produção de transferência de calor entre dois ou mais meios em circuito fechado, com baixo consumo de energia, para uso doméstico, comercial ou industrial, capaz de ser usado na produção de transferência de calor, que compreende: a) um cilindro (1), que compreende em seu interior pelo menos um pistão (2) que é unido a um êmbolo (27), o êmbolo (27) sendo movido alternadamente sob a atuação de uma válvula de controle direcional (29) que recebe um fluido hidráulico a partir de uma bomba hidráulica (32); b) pelo menos uma câmara fechada (5) conectada ao cilindro (1), a referida câmara fechada (5) compreendendo pelo menos um tubo (8), em que o fluido de trabalho térmico é comprimido na referida câmara fechada (5), produzindo uma mudança a partir do estado líquido para o estado sólido ou vice-versa ou a partir de um estado sólido para outro estado sólido ou vice-versa; e c) um sistema de controle (11), no qual a atuação da válvula de controle direcional (29) é regulada de acordo com a temperatura e a pressão obtidas na câmara fechada (5), caracterizado pelo fato de que o referido sistema de transferência de calor compreende ainda: d) pelo menos um permutador de calor (34), que é formado pelo tubo (8); e e) dutos de ventilação (31), que estão situados na saída do permutador de calor (34) e que alcançam o controle do fluido arrefecido ou aquecido no tubo (8).

2. Sistema para produção de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os tubos (8) são conectados a mais de um cilindro (1) para melhorar a transferência de calor.

3. Sistema para produção de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os tubos (8) são tubos capilares.

4. Sistema para produção de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os tubos (8) têm um diâmetro interno entre 0,5 mm e 6 mm.

5. Sistema para produção de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido sistema compreende ainda equipamento auxiliar na forma de aquecedores, arrefecedores, radiadores, termostatos ou umidificadores.

6. Sistema para produção de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido sistema compreende ainda um ventilador (30) para melhorar a transferência de calor.

7. Sistema para produção de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido sistema compreende ainda abas de ventilação, que controlam o fluxo de ar entrando nos dutos de ventilação (31) a fim de expulsar ou introduzir calor ou frio.

8. Sistema para produção de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a direção dos ventiladores é invertida a fim de usar o sistema de transferência de calor no modo de aquecimento ou arrefecimento.

9. Sistema para produção de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a bomba hidráulica (32) é acionada por um motor elétrico (28).

10. Sistema para produção de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido sistema compreende ainda válvulas unidirecionais (26), que são atuadas eletronicamente e conectadas ao cilindro (1) para impedir o retorno do pistão (2).

11. Sistema para produção de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido sistema compreende ainda válvulas de enchimento (33) para introduzir o fluido de mudança de estado no cilindro (1) e nos tubos (8).

12. Sistema para produção de transferência de calor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 5, 6, 9, 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a válvula de controle direcional (29) que recebe um fluido hidráulico a partir de uma bomba hidráulica (32), os termostatos ou umidificadores, o ventilador (30), o motor elétrico (28), as válvulas unidirecionais (26) e as válvulas de enchimento (33) são conectados ao sistema de controle (11).

13. Sistema para produção de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os tubos (8) são conectados às células de Peltier para aquecimento e arrefecimento.

14. Método para produção de transferência de calor entre dois ou mais meios em circuito fechado, com baixo consumo de energia, para uso doméstico, comercial ou industrial, capaz de ser usado na produção de transferência de calor, que compreende: a) introduzir um fluido de trabalho térmico em uma câmara fechada (5) conectada a um cilindro (1), a referida câmara fechada (5) compreendendo pelo menos um tubo secundário (8); b) comprimir o fluido de trabalho térmico na referida câmara fechada (5) por meio de um cilindro (1), que compreende em seu interior pelo menos um pistão (2) que é unido a um êmbolo (27), o êmbolo (27) sendo movido alternadamente sob a atuação de uma válvula de controle direcional (29), que recebe um fluido hidráulico a partir de uma bomba hidráulica (32); c) regular a atuação da válvula de controle direcional (29) em relação à temperatura e pressão obtidas na câmara fechada (5) por meio de uma unidade de controle (11), caracterizado pelo fato de que o referido método compreende ainda os passos de: d) produzir a mudança de estado do fluido de trabalho térmico, de líquido para sólido ou vice-versa ou de um estado sólido para outro estado sólido ou vice-versa em virtude do aumento da pressão e de acordo com o diagrama de fases de cada fluido de trabalho térmico, produzindo ou entregando calor a um permutador de calor (34) formado pelo tubo (8) e produzindo ou entregando calor a dutos de ventilação (31) situados na saída do permutador de calor (34), conseguindo assim o controle do fluido arrefecido ou aquecido no tubo (8); e) descomprimir o fluido de trabalho térmico na referida câmara fechada (5), a fim de re-induzir a mudança de estado em virtude da queda de pressão, de acordo com o diagrama de fases de cada fluido de trabalho térmico; f) repetir o passo b) ao passo e) até que a temperatura desejada seja atingida no ambiente doméstico, comercial ou industrial.