BR202022001087U2 - AIR CONDITIONING WITH HEAT EXCHANGER COUPLED TO INDOOR UNIT - Google Patents
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Abstract
"AR-CONDICIONADO COM TROCADOR DE CALOR ACOPLADO A UNIDADE INTERNA", refere-se o presente modelo ao campo técnico de equipamentos de ar- condicionados e trocadores de calor, aplicados residências, comércios e industriais, bem como, em aplicações de resfriamento de produtos, centros de armazenamento de frios, câmaras frias, entre outros com refrigeração a gás, mais especificamente a um ar-condicionado com trocador de calor acoplado a unidade interna. O invento apresenta como novidade, a substituição da unidade condensadora externa, por uma unidade interna trocadora de calor e de aquecimento de água (1), acoplada na unidade interna (D) do ar-condicionado (A), objetivando o aproveitamento do calor da energia térmica que seria descartada, para aquecer água potável, e utilizá-la para banhos; limpezas em geral; aquecimento de líquidos em processos industriais; entre outras aplicações que necessitem de líquidos aquecidos. 
Description
[0001] Refere-se o presente modelo ao campo técnico de equipamentos de arcondicionados e trocadores de calor, aplicados residências, comércios e industriais, bem como, em aplicações de resfriamento de produtos, centros de armazenamento de frios, câmaras frias, entre outros com refrigeração a gás, mais especificamente a um ar-condicionado com trocador de calor acoplado a unidade interna. O invento apresenta como novidade, a substituição da unidade condensadora externa, por uma unidade interna trocadora de calor e de aquecimento de água, acoplada na unidade interna do ar-condicionado, objetivando o aproveitamento do calor da energia térmica que seria descartada, para aquecer água potável, e utilizá-la para banhos; limpezas em geral; aquecimento de líquidos em processos industriais; entre outras aplicações que necessitem de líquidos aquecidos.[0001] This model refers to the technical field of air conditioning and heat exchanger equipment, applied to homes, businesses and industries, as well as in product cooling applications, cold storage centers, cold rooms, among others with gas refrigeration, more specifically an air conditioner with a heat exchanger coupled to the indoor unit. The invention presents as a novelty, the replacement of the external condensing unit, with an internal heat exchange and water heating unit, coupled to the internal air conditioning unit, aiming to use the heat from thermal energy that would otherwise be discarded, to heat water. potable, and use it for baths; general cleaning; heating liquids in industrial processes; among other applications that require heated liquids.
[0002] Como é do conhecimento dos técnicos no assunto, os aparelhos de arcondicionado são compostos por uma unidade interna onde é disposto o evaporador por onde passa os gases refrigerados e a unidade externa dotada de um condensador, por onde circula os gases quentes. Entre esses modelos, podemos citar: a BR 112015032255-7 A2; a BR 102017010713-2 A2 e a BR 10 2012 016131-1 A2.[0002] As those skilled in the art know, air conditioning devices are composed of an internal unit where the evaporator is arranged, through which the refrigerated gases pass, and an external unit equipped with a condenser, through which the hot gases circulate. Among these models, we can mention: BR 112015032255-7 A2; BR 102017010713-2 A2 and BR 10 2012 016131-1 A2.
[0003] A BR 112015032255-7 A2 descreve um aparelho de ar-condicionado, composto por uma unidade evaporadora interna que resfria o ambiente, e uma unidade condensadora externa, composta por um ventilador e um compressor, que resfriam os gases aquecidos, vindo da unidade interna. Os modelos com uma unidade interna e outra externa é uma forma padrão encontrada na grande maioria dos aparelhos encontrados no mercado. Sendo a dificuldade de instalação, manutenção, o barulho, a poluição visual e a constância de goteiras na parte externa, os maiores problemas encontrados nestes modelos.[0003] BR 112015032255-7 A2 describes an air conditioning device, composed of an internal evaporator unit that cools the environment, and an external condensing unit, composed of a fan and a compressor, that cool the heated gases coming from the indoor unit. Models with an internal and an external unit are a standard form found in the vast majority of devices found on the market. The difficulty of installation, maintenance, noise, visual pollution and constant leaks on the outside are the biggest problems found in these models.
[0004] A BR 102017010713-2 A2 A2 descreve um conjunto de componentes para drenagem da água de condensação de condicionadores de ar ou equipamentos correlatos, formado por uma tampa do coletor, um corpo coletor, um condicionador do coletor, ligados por um fio ou cabo de drenagem, que deposita a água aquecida em um recipiente regador. Este invento captura e armazena a água que cai em formas de gotas, das unidades condensadoras externas, permitindo que ela seja reaproveitada, para outras finalidades. Desta forma, ela elimina o gotejamento sobre as pessoas que passam pelo local, bem como, o acúmulo de possas d’água.[0004] BR 102017010713-2 A2 A2 describes a set of components for draining condensation water from air conditioners or related equipment, formed by a collector cover, a collector body, a collector conditioner, connected by a wire or drainage cable, which deposits the heated water into a watering container. This invention captures and stores water that falls in the form of drops from external condensing units, allowing it to be reused for other purposes. In this way, it eliminates drips on people passing by, as well as the accumulation of water.
[0005] A BR 10 2012 016131-1 A2 descreve um sistema de ar-condicionado capaz de converter calor residual em eletricidade, que inclui uma unidade de condicionamento de ar e uma unidade de geração de eletricidade. A unidade de condicionamento de ar inclui uma válvula de expansão, um evaporador um compressor e um condensador que cooperam de modo formarem um primeiro ciclo de circulação de refrigerante para circulação de um primeiro refrigerante, já a unidade de geração de eletricidade inclui um radiador de calor, uma turbina e um gerador de eletricidade, que converte a energia mecânica proveniente da turbina, em eletricidade. Este invento, reaproveita o circuito do gás para acionar uma turbina, que converte a energia mecânica em eletricidade, o que o torna diferente dos demais sistemas de arcondicionado, Por outro lado, ele é completamente diferente do modelo proposto.[0005] BR 10 2012 016131-1 A2 describes an air conditioning system capable of converting waste heat into electricity, which includes an air conditioning unit and an electricity generation unit. The air conditioning unit includes an expansion valve, an evaporator, a compressor and a condenser that cooperate to form a first refrigerant circulation cycle for circulating a first refrigerant, while the electricity generation unit includes a heat radiator. , a turbine and an electricity generator, which converts the mechanical energy coming from the turbine into electricity. This invention reuses the gas circuit to drive a turbine, which converts mechanical energy into electricity, which makes it different from other air conditioning systems. On the other hand, it is completely different from the proposed model.
[0006] Sendo as principais desvantagens no uso da unidade condensadora externa: - o desperdício de energia descarregada ao meio ambiente; - mão de obra especializada e dificuldade de instalação, em especial quando instalados na fachada de prédios; - poluição visual na fachada dos prédios e residências; - poluição sonora, devido aos ruídos do ventilador e compressor; - maior consumo de tubos de cobre e gás refrigerante; - alto consumo de energia elétrica; e - a impossibilidade de instalação em determinados prédios, devido as regras de condomínio. Melhorias ou diferenciais apresentados[0006] The main disadvantages of using the external condensing unit are: - waste of energy discharged into the environment; - specialized labor and difficulty in installation, especially when installed on the facade of buildings; - visual pollution on the facade of buildings and residences; - noise pollution, due to fan and compressor noise; - greater consumption of copper tubes and refrigerant gas; - high consumption of electrical energy; and - the impossibility of installation in certain buildings, due to condominium rules. Improvements or differences presented
[0007] O modelo em apreço foi desenvolvido para agregar melhorias e se diferenciar dos modelos de ar-condicionado existentes. Sendo as principais diferenças ou melhorias: - a substituição da unidade condensadora externa, pela inclusão de um trocador de calor interno, para o aquecimento de água, que poderá ser utilizado para banhos, lavar louças entre outras aplicações residencial, comercial ou industrial; - despoluição das fachadas, devido à ausência das unidades condensadoras externas; - redução de ruídos causados pela ventoinha de resfriamento; - eliminação das goteiras, causadas pelos condensador; e - promove o aumento da eficiência do ar-condicionado, devido a troca de energia calorífica ser realizada por um trocador de calor, onde a serpentina aquecida pelo gás sob pressão, estará submersa em água potável circulante (ou algum tipo de líquido no meio industrial), trocando a temperatura de maneira mais rápida e com menos tempo de funcionamento do compressor, que é o principal consumidor de energia elétrica em aparelhos de refrigeração.[0007] The model in question was developed to add improvements and differentiate itself from existing air conditioning models. The main differences or improvements are: - the replacement of the external condensing unit, with the inclusion of an internal heat exchanger, for heating water, which can be used for baths, washing dishes and other residential, commercial or industrial applications; - cleaning of the facades, due to the absence of external condensing units; - reduction of noise caused by the cooling fan; - elimination of leaks caused by the condenser; and - promotes increased air-conditioning efficiency, due to the exchange of heat energy being carried out by a heat exchanger, where the coil heated by gas under pressure will be submerged in circulating potable water (or some type of liquid in the industrial environment ), changing the temperature more quickly and with less operating time for the compressor, which is the main consumer of electrical energy in refrigeration devices.
[0008] O presente modelo trata-se de um ar-condicionado formado por uma unidade interna, composta por: uma carcaça retangular com aletas de entrada e saída de ar; um painel de controle; um filtro de ar; uma bobina / evaporadora; um compressor; uma válvula de expansão e uma válvula reversora, compreendido por conter um trocador de calor para líquidos, de formato preferencial cilíndrico, disposto em um compartimento posterior e integrado a unidade interna, por meio de uma bobina interna, onde são conectados os tubos de refrigeração de saída e o de entrada do gás frio e do gás quente, que circulam no interior do ar-condicionado, já o líquido (água potável) que circula no interior do trocador de calor é movimentada por meio de uma bomba d´água, que suga a água da caixa d´água, por meio de uma tubulação conectada ao trocador de calor e a transfere por tubulação ao seu local de destino (chuveiro, torneiras, compartimento de armazenamento ou retorna para a caixa d´água), sendo o trocador de calor acionado por um painel de controle.[0008] The present model is an air conditioner formed by an internal unit, composed of: a rectangular housing with air inlet and outlet fins; a control panel; an air filter; a coil/evaporator; a compressor; an expansion valve and a reversing valve, comprising a heat exchanger for liquids, preferably cylindrical in shape, arranged in a rear compartment and integrated into the internal unit, by means of an internal coil, where the refrigeration tubes of outlet and inlet of cold gas and hot gas, which circulate inside the air conditioning, while the liquid (potable water) that circulates inside the heat exchanger is moved by means of a water pump, which sucks the water from the water tank, through a pipe connected to the heat exchanger and transfers it via pipe to its destination location (shower, taps, storage compartment or returns to the water tank), with the heat exchanger heat activated by a control panel.
[0009] De acordo com o modelo, o ar-condicionado com trocador de calor acoplado a unidade interna, poderá ser aplicado em sistemas de refrigeração comerciais, câmaras frias, entre outros sistemas de refrigeração a gás, desde que se mantenham as características preponderantes.[0009] According to the model, air conditioning with a heat exchanger coupled to the internal unit can be applied to commercial refrigeration systems, cold rooms, among other gas refrigeration systems, as long as the preponderant characteristics are maintained.
[0010] O ar-condicionado com trocador de calor acoplado a unidade interna, descarta o uso da unidade condensadora externa, comum a grande maioria dos modelos de arcondicionado encontrados no mercado. Na instalação é necessário conectar uma tubulação de água potável de entrada e uma de saída ao trocador de calor, e parafusar a unidade interna com o trocador de calor na parede.[0010] Air conditioning with a heat exchanger coupled to the internal unit eliminates the use of an external condensing unit, common to the vast majority of air conditioning models found on the market. During installation, it is necessary to connect an inlet and an outlet drinking water pipe to the heat exchanger, and screw the indoor unit with the heat exchanger to the wall.
[0011] O funcionamento, se inicia de forma similar a um ar-condicionado tradicional, onde o fluído refrigerante que passa pelo evaporador, (resfria o ar que é liberado para o ambiente) segue para o compressor, que comprime o gás e aumenta a pressão e a temperatura, fazendo que ele se aqueça; após esta fase, o gás aquecido segue para a bobina do trocador de calor, que, na medida em que aquece a água contida no reservatório do trocador, ele vira um líquido fluído que segue para uma válvula de expansão, que reduz a pressão do fluído, convertendo o líquido em vapor, que completará o circuito passando novamente pelo evaporador. Já a água potável aquecida dentro do trocador é sugada por uma bomba d´água, que pode ser transferida até um chuveiro, torneiras ou reservatórios específicos.[0011] The operation begins in a similar way to a traditional air conditioning, where the refrigerant fluid that passes through the evaporator (cools the air that is released into the environment) goes to the compressor, which compresses the gas and increases the pressure and temperature, causing it to heat up; After this phase, the heated gas goes to the heat exchanger coil, which, as it heats the water contained in the exchanger reservoir, turns into a flowing liquid that goes to an expansion valve, which reduces the fluid pressure. , converting the liquid into vapor, which will complete the circuit by passing through the evaporator again. The drinking water heated inside the exchanger is sucked by a water pump, which can be transferred to a shower, taps or specific reservoirs.
[0012] Os objetivos, vantagens e demais características importantes do modelo em apreço poderão ser mais facilmente compreendidas quando lidas em conjunto com os desenhos em anexos, nos quais:[0012] The objectives, advantages and other important characteristics of the model in question can be more easily understood when read together with the attached drawings, in which:
[0013] A figura 01 representa uma vista explodida do ar-condicionado com trocador de calor acoplado a unidade interna.[0013] Figure 01 represents an exploded view of the air conditioning with heat exchanger coupled to the indoor unit.
[0014] A figura 02 representa uma vista em perspectiva do ar-condicionado com trocador de calor acoplado a unidade interna.[0014] Figure 02 represents a perspective view of the air conditioning with heat exchanger coupled to the indoor unit.
[0015] A figura 03 representa uma vista frontal do ar-condicionado com trocador de calor acoplado a unidade interna.[0015] Figure 03 represents a front view of the air conditioning with heat exchanger coupled to the indoor unit.
[0016] A figura 04 representa uma vista lateral do ar-condicionado com trocador de calor acoplado a unidade interna.[0016] Figure 04 represents a side view of the air conditioning with heat exchanger coupled to the indoor unit.
[0017] A figura 05 representa uma vista superior do ar-condicionado com trocador de calor acoplado a unidade interna.[0017] Figure 05 represents a top view of the air conditioning with heat exchanger coupled to the indoor unit.
[0018] Como se infere nas figuras em anexo que ilustram e integram o presente relatório descritivo do modelo em apreço de "Ar-condicionado com Reaproveitamento da Energia Térmica Gerada", trata-se de um ar-condicionado (A) formado por uma unidade interna (B), composta por: uma carcaça retangular (C) com aletas de entrada e saída de ar (D); um painel de controle (E); filtros de ar; uma bobina de evaporação (F); um compressor (G); uma válvula de expansão (H), compreendido por conter uma unidade interna trocadora de calor e de aquecimento de água (1), formada por um trocador de calor para líquidos (2), de formato preferencial cilíndrico, disposto em um compartimento posterior (3) de formato retangular e integrado a unidade interna (B), por meio de uma bobina interna (2A), onde são conectados os tubos de refrigeração de entrada do gás (4) e o de saída do fluído (5), que circulam no interior do ar-condicionado, já o líquido (água potável) que circula no interior (2B) do trocador de calor é movimentada por meio de uma bomba d´água (6), que suga a água da caixa d´água (I) ou da rede, por meio de uma tubulação (7) conectada ao trocador de calor e a transfere por tubulação de saída (8) ao seu local de destino (chuveiro, torneiras, compartimento de armazenamento ou retorna para a caixa d´água), sendo o trocador de calor acionado por um painel de controles (9).[0018] As can be seen from the attached figures that illustrate and integrate the present descriptive report of the model in question of "Air conditioning with Reuse of Generated Thermal Energy", it is an air conditioning (A) formed by a unit internal (B), composed of: a rectangular housing (C) with air inlet and outlet fins (D); a control panel (E); air filters; an evaporation coil (F); a compressor (G); an expansion valve (H), comprising an internal heat exchange and water heating unit (1), formed by a heat exchanger for liquids (2), preferably cylindrical in shape, arranged in a rear compartment (3 ) of rectangular shape and integrated into the internal unit (B), through an internal coil (2A), where the gas input refrigeration tubes (4) and the fluid outlet (5) are connected, which circulate in the inside the air conditioning, the liquid (drinking water) that circulates inside (2B) of the heat exchanger is moved by means of a water pump (6), which sucks water from the water tank (I) or from the network, through a pipe (7) connected to the heat exchanger and transfers it via an outlet pipe (8) to its destination location (shower, taps, storage compartment or returns to the water tank), the heat exchanger being driven by a control panel (9).
[0019] Nas figuras 01, 02, 03, 04 e 05 é demonstrado o ar-condicionado (A), com a unidade interna trocadora de calor e de aquecimento de água (1), onde são evidenciados: a unidade interna (B), formada pela carcaça retangular (C), as aletas de entrada e saída de ar (D), o painel de controle (E), a bobina de evaporação (F), o compressor (G), a válvula de expansão (H); o trocador de calor para líquidos (2), com a bobina interna (2A), o interior (2B); o compartimento posterior (3) de formato retangular; o tubo de refrigeração de entrada do gás (4), o tubo de refrigeração de saída do fluído (5); a bomba d´água (6); a tubulação (7) que conecta a caixa d´água ao trocador de calor; a tubulação (8) que conecta a saída da água aquecida do trocador de calor a rede de água da residência; o painel de controle (9) e a caixa d´água (I).[0019] Figures 01, 02, 03, 04 and 05 show the air conditioning (A), with the internal heat exchanger and water heating unit (1), where the following are highlighted: the internal unit (B) , formed by the rectangular housing (C), the air inlet and outlet fins (D), the control panel (E), the evaporation coil (F), the compressor (G), the expansion valve (H) ; the heat exchanger for liquids (2), with the internal coil (2A), the interior (2B); the rear compartment (3) is rectangular in shape; the gas inlet refrigeration tube (4), the fluid outlet refrigeration tube (5); the water pump (6); the piping (7) that connects the water tank to the heat exchanger; the piping (8) that connects the heated water outlet from the heat exchanger to the residence's water network; the control panel (9) and the water tank (I).
[0020] A unidade interna trocadora de calor e de aquecimento de água (1), poderá ser aplicado em qualquer modelo de ar-condicionado, bem como, em qualquer sistema de refrigeração a gás, para o aquecimento de água potável ou qualquer outro tipo de líquidos.[0020] The internal heat exchanger and water heating unit (1) can be applied to any air conditioning model, as well as any gas refrigeration system, for heating drinking water or any other type of liquids.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR202022001087U2 true BR202022001087U2 (en) | 2023-08-01 |
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