BRPI1101972A2

BRPI1101972A2 - sistema de sucÇço para compressor de fluidos

Info

Publication number: BRPI1101972A2
Authority: BR
Inventors: Dietmar Erich Bernhard Lilie
Original assignee: Whirlpool Sa
Priority date: 2011-04-25
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2013-06-18
Also published as: BRPI1101972B1

Abstract

Patentde Invenção: "SISTEMA DE SUCÇçO PARA COMPRESSOR DE FLUÍDOS". A presente invenção refere-se a um sistema de sucção para compressor de fluídos, em especial, um compressor de fluídos do tipo elétrico e pertencente a um sistema de refrigeração. O sistema de sucção para compressor de fluidos ora tratado compreende pelo menos um dispositivo de seleção de fluídos (3) diretamente conectado à pelo menos pelo uma entrada de sucção (11) do compressor de fluídos (1). O dispositivo de seleção de fluídos (2) recebe pelo menos duas linhas de alimentação (41,42), e é capaz de comutar, seletivamente, o fluído pressurizado de uma dentre as mesmas, para a entrada de sucção (11) do compressor de fluídos (1).

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção para "SISTEMA DE SUCÇÃO PARA COMPRESSOR DE FLUIDOS".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um sistema de sucção para compressor de flui- dos, em especial, um compressor de fluidos do tipo elétrico e pertencente a um sistema de refrigeração.

Fundamentos da Invenção

São conhecidos vários tipos de compressores de fluidos, os quais podem também ser utilizados em diferentes focos de aplicação.

Um destes focos de aplicação trata-se de sistemas refrigerados, ou sistemas de refrigeração.

Em linhas gerais, um compressor pertencente a um sistema de refrigeração atua em conjunto com pelo menos um condensador e pelo menos um evaporador. Normalmen- te, são o número de evaporadores é proporcional ao número de câmaras climatizadas a serem refrigeradas. Neste contexto, vale enfatizar que o compressor é interconectado ao evaporador por pelo menos uma linha de fluido refrigerante e pelo menos uma linha de retorno.

Em aplicações convencionais e de baixo custo, o coeficiente energético do com- pressor (relacionado à eficiência do sistema) é relativamente baixo, afinal, o sistema traba- lha com baixa temperatura, demandando um ciclo de funcionamento constante ao com- pressor, sendo que apenas uma das câmaras climatizadas é constantemente refrigerada.

Uma evolução deste tipo de aplicação já pertencente ao atual estado da técnica diz réspeito à utilização de compressores independentes, sendo que.cada. câmara climati- zada possui um conjunto compressor/condensador/evaporador dedicado. Evidentemente, aste tipo de cõnstrutividâde possui custo muito elevado e normalmente não praticável.'

Tendo em vista estes aspectos e construtividades, foram desenvolvidos sistemas de refrigeração aperfeiçoados, onde um único compressor é responsável resfriamento con- trolado de diferentes câmaras climatizadas. Exemplos destes sistemas aperfeiçoados são descritos nos documentos US 5,531,078 e BRPI 1001359-8.

O sistema de refrigeração descrito no documento US 5,531,078 compreende um sistema especialmente adequado a um ciclo de refrigeração de evaporador.duplo (com pelo menos duas câmaras climatizadas independentes). Tal sistema utiliza apenas um compressor de fluidos provido de uma única entrada de sucção e uma única saída pressu- rizada. A entrada de sucção é "alimentada" por um sistema de sucção que composto por uma única linha principal de sucção, a qual é oriunda da junção de duas linhas intermediá- rias de sucção. As citadas linhas de sucção são também conhecidas como linhas de retor- no (portanto, o sistema de sucção descrito no documento US 5,531,078 prevê duas linhas intermediárias de retorno e uma linha final de retorno).

O sistema de refrigeração descrito no documento US 5,531,078 é melhor ilustrado na figura 1, onde torna-se possível verificar que a junção das duas linhas intermediárias de sucção "LIS1" e "LIS2" ocorre com o auxílio de uma válvula unidirecional "VU", resultando em uma única linha principal de sucção "LPS", a qual é conectada à entrada de sucção "ES" do compressor "C". Ainda de acordo com a figura 1, é possível verificar que pelo me- nos uma das duas linhas intermediárias de sucção "LIS1" ou "LIS2" conta com uma válvula de bloqueio (on-off) "VB".

O funcionamento do sistema de sucção do sistema de refrigeração descrito no do- cumento US 5,531,078 é simples: A linha intermediária de sucção "LIS1" de maior pressão (a qual possui a válvula de bloqueio "VB") alimenta a linha principal de sucção "LPS", a qual alimenta o compressor "C". Neste momento, a válvula unidirecional "VU" impede que a pressão da linha intermediária de sucção "LIS1" invada a linha intermediária de sucção "LIS2", a qual contém menor pressão. Portanto, o compressor "C" é alimentado com "alta pressão". Quando a válvula de bloqueio "VB" interrompe a pressão da linha intermediária de sucção "LIS1", a baixa pressão da linha intermediária de sucção "LIS2" flui, através da válvula unidirecional "VU", para a linha principal de sucção "LPS", e conseqüentemente, para o compressor "C". Este tipo de do sistema de sucção permite que um único compres- sor, com uma única entrada de sucção, possa trabalhar com duas pressões diferentes. Isto permite também que o compressor "C" possa trabalhar com alta e baixa pressão em ciclos alternados, otimizando seu coeficiente energético (em relação aos demais arranjos perten- centes ao atual estado da técnica).

Entretanto, o sistema de sucção do sistema de refrigeração_descrito. no documento US 5,531,078 possui um grande inconveniente: a ocorrência de volume parasita de alta pressão/baixa pressio no inicio dos ciclos de baixa pressão/alta pressão. Estevolumepa- rasita ocorre principalmente pelo fato que no momento em que a válvula de bloqueio "VB" é acionada (momento em que se deseja alternar os ciclos de alta e baixa pressão) a linha intermediária de sucção "LIS1" ou a linha principal de sucção "LPS" encontra-se pressuri- zada com a pressão oposta à pressão de trabalho desejada. Ou seja, na alteração de alta pressão para baixa pressão, a linha intermediária de sucção "LIS1" continua pressurizada, portanto, parte do ciclo a ser alimentado por baixa pressão ainda continua sendo alimenta- do por alta pressão. Além disto, na alteração de baixa pressão para alta pressão, a linha principal de sucção "LPS" continua pressurizada com baixa pressão, portanto, parte do ci- clo a ser alimentado por alta pressão ainda continua sendo alimentado por baixa pressão. Este aspecto negativo torna-se inadmissível em aplicação onde a freqüência de al-

ternância dos ciclos (alta pressão e baixa pressão) é alta e não fixa, afinal, a ocorrência de volume parasita de alta pressão/baixa pressão será constante. Visando sanar este e outros inconvenientes, foi projetado o sistema de refrigera- ção descrito no documento BRPI 1001359-8. Tal sistema de refrigeração não apresenta um sistema de sucção propriamente dito, e para tanto, seu compressor é munido de duas en- tradas distintas, independentes e seletivamente acionáveis. Isto permite que diferentes Ii- b nhas de sucção (ou linhas de retorno) sejam individualmente conectadas ao compressor. Portanto, o sistema de refrigeração descrito no documento BRPI 1001359-8 é isento de ocorrências de volume parasita de alta pressão/baixa pressão.

Entretanto, o citado sistema de refrigeração descrito no documento BRPI 1001359- 8 necessita de um compressor especial (revelado no próprio documento BRPI 1001359-8), não sendo aplicável aos sistemas de refrigeração convencionais (com compressor provido de apenas uma entrada de sucção) já existentes (pertencentes ao atual estado da técnica).

Com base em todo o contexto acima explanado, resta evidente observar a neces- sidade de desenvolvimento de uma solução e/ou tecnologia capaz "de eliminar a ocorrência de volume parasita de alta pressão/baixa pressão, e ainda, que possa ser implementada em sistemas de refrigeração convencionais.

Objetivos da Invenção

Desta forma, é um dos objetivos da presente invenção apresentar um sistema de sücçãcrpara compressor de Tluidos isento de qualquer ocorrência de volume parasita de alta pressão/baixa pressão durante a alternância entre ciclos de alta e baixa pressão. Nes- te contexto, é também um objetivo da presente invenção apresentar um sistema de sucção Eparã compressor de fluidos capaz de operar em alta trequencia de alternância entre ciclos de alta e baixa pressão.

É outro objetivo da presente invenção revelar um sistema de sucção para com- pressor de fluidos simples e prático, passível de ser implementado em compressores con- vencionais, e em especial, em sistemas-de refrigeração providos-de compressores conven- cionais providos de apenas uma entrada de sucção.

Sumário da Invenção

Estes e outros objetivos da invenção ora revelada são totalmente alcançados por meio do sistema de sucção para compressor de fluidos ora apresentado. O sistema de sucção para compressor de fluidos prevê um sistema passível de

associação a um compressor de fluidos e compreende pelo menos um dispositivo de sele- ção de fluidos diretamente conectado à pelo menos pelo uma entrada de sucção do com- pressor de fluidos. O citado dispositivo de seleção de fluidos recebe pelo menos duas li- nhas de alimentação, e é capaz de comutar, seletivamente, o fluido pressurizado de uma dentre as pelo menos duas linhas de alimentação para a entrada de sucção do compressor de fluidos.

De acordo com a presente invenção, o dispositivo de seleção de fluidos compre- ende pelo menos uma via de saída fluidos e pelos menos duas vias de entradas de fluidos.

Preferencialmente, o dispositivo de seleção de fluidos compreende uma válvula di- recional pneumática de três vias / duas posições. Também preferencialmente, o aciona- mento do dispositivo de seleção de fluidos é elétrico, via solenóide.

Também de acordo com a presente invenção, cada uma das entradas de fluidos

do dispositivo de seleção de fluidos recebe uma única linha de alimentação, e cada linha de alimentação possui uma pressão interna própria e diferente da pressão interna das de- mais linhas de alimentação. Preferencialmente, pelo menos uma das linhas de alimentação é hermética. Também preferencialmente, pelo menos uma das linhas de alimentação é e- qualizada com a pressão da carcaça do compressor de fluidos.

Opcionalmente, o dispositivo de seleção de fluidos compreende uma interconexão de uma válvula direcional simples - on/off- com uma válvula unidirecional.

Descrição Resumida dos Desenhos

As figuras abaixo listadas ilustram: * Figura 1 - ilustra, de forma esquemática e resumida, o sistema de sucção do sis-

tema de refrigeração descrito no documento US 5,531,078 (com as referências indicativas anteriormente utilizadas);

Figura 2 - ilustra, também de forma esquemática, o sistema de sucção para com- pressor de fluidos ora revelado. Descrição Detalhada da Invenção

De acordo com os objetivos da presente invenção, é apresentado um sistema de sucção para compressor de fluidos capaz de eliminar a ocorrência de volume parasita de alta pressão/baixa pressão, além de pode ser. implementado a qualquer compressor de ^ fluidos convencional provido de pelo menos uma entrada de sucção e/ou retorno de gás de compressão:

Desta forma, nota-se que o sistema de sucção para compressor de fluidos não possui limitação quanto a sua gama de aplicações, isto é, o sistema de sucção para com- pressor de fluidos não é especialmente dedicado a sistemas de refrigeração, podendo ser ^ aplicado em qualquer sistema onde se faz necessária a compressão de fluidos por um compressor de fluidos de uma ou mais entradas de sucção e/ou entrada de retorno de gás comprimido. Preferencialmente, o sistema de sucção para compressor de fluidos é utilizado em aplicações nas quais o compressor de fluidos necessita operar com diferentes "alimen- tações" de sucção, isto é, com diferentes linhas de sucção e/ou diferentes linhas de retor- no.

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O sistema de sucção para compressor de fluidos é esquematicamente ilustrado na figura 1. Nesta figura é possível verificar que o compressor de fluidos 1, preferencialmente do tipo elétrico, encontra-se alojado no interior do carter 2, e possui pelo menos uma entra- 10

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da de sucção 11 e pelo menos uma saída de fluidos 12.

Ainda de acordo com a figura 1, nota-se que o sistema de sucção para compressor de fluidos propriamente dito compreende pelo menos um dispositivo de seleção de fluidos 3, o qual prevê pelo menos uma via de saída fluidos 31 e pelos menos duas vias de entra- das de fluidos 32.

A saída de fluidos 31 do dispositivo de seleção de fluidos 3 encontra-se diretamen- te conectado à pelo menos pelo* menos uma entrada de sucção 11 do compressor de flui- dos 1.

Cada uma das entradas de fluidos 32 recebe uma única linha e/ou tubulação 41, 42 de fluidos. Cada uma dentre as linhas e/ou tubulações 41, 42 possui uma pressão inter- na própria e preferencialmente diferente da pressão interna das demais linhas e/ou tubula- ções 41, 42. Isto permite que o compressor de fluidos 1 trabalhe com diferentes pressões de alimentação.

De acordo com a construção preferencial da presente invenção, o dispositivo de seleção de fluidos 3 compreende uma válvula direcional pneumática de três vias / duas posições, de acionamento elétrico via solenóide. Preferencialmente, o acionamento do so- lenóide é remoto.

Nesta construção preferencial, a linha "e/ou tubulação 41 (de alta pressão) é co- nectada a qualquer uma das vias entradas de fluidos (32), enquanto a linha e/ou tubulação 42 (de baixa pressão) é conectada à outra das vias entradas de fluidos (32). Novamente deve-se salientar que a via saída fluidos 31 do dispositivo de seleção de fluidos 3 é direta- mente conectada à pelo menos uma entrada de sucção 11 do compressor de fluidos 1.

Preferencialmente, uma das linhas e/ou tubulações 41, 42 é hermética.(com fluido pressurizado isolado do meio externo), enquanto a outra linha e/ou tubulação 41, 42 é e- qualizada com a carcaça do compressor de fluidos 1.

O funcionamento do sistema de sucção para compressor de fluidos ora proposto simples: O dispositivo de seleção de fluidos 3, quando acionado, direciona, seletivamente, o fluido pressurizado de uma das linhas e/ou tubulações 41, 42 para o interior do compres- sor de fluidos 1, onde ocorre o processo convencional de compressão e exaustão dos flui- dos pressurizados.

A conexão direta entre a via saída fluidos 31 do dispositivo de seleção de fluidos 3 e uma entrada de sucção 11 do compressor de fluidos 1 anula qualquer possibilidade de existência de volume parasita de alta pressão/baixa pressão durante a alternância entre ciclos de alta e baixa pressão. Isto permite que o dispositivo de seleção de fluidos 3 possa ser acionado repetidas vezes em um curto período de tempo, desencadeando a alternância (em alta freqüência) da pressão de trabalho, a qual é seletivamente obtida através das li- nhas e/ou tubulações 41, 42. Opcionalmente, o dispositivo de seleção de fluidos 3 pode compreender ainda (no lugar de válvula direcional pneumática de três vias / duas posições) uma interconexão de uma válvula direcional simples (on/off) com uma válvula unidirecional. Preferencialmente, a comutação da válvula direcional simples é realizada via solenóide, por acionamento remo- to. ·

Novamente, é importante enfatizar que a interconexão de uma válvula direcional simples (on/off) com uma válvula unidirecional (possuindo pelo menos duas vias de entrada e uma via de saída) encontra-se diretamente conectada a pelo menos uma entrada de suc- ção 11 do compressor de fluidos 1.

Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações, aí incluídos os possíveis equivalentes.

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Claims

1. Sistema de sucção para compressor de fluidos, compreendendo um sistema passível de associação a um compressor de fluidos (1), CARACTERIZADO pelo fato de compreender: pelo menos um dispositivo de seleção de fluidos (3) diretamente conectado à pelo menos pelo uma entrada de sucção (11) do compressor de fluidos (1); o dispositivo de seleção de fluidos (3) recebendo pelo menos duas linhas de alimentação (41, 42); o dispositivo de seleção de fluidos (3) sendo capaz de comutar, seletivamente, o fluido pressurizado de uma dentre as pelo menos duas linhas de alimentação (41, 42) para a entrada de sucção (11) do compressor de fluidos (1).

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de seleção de fluidos (3) compreende pelo menos uma via de saída fluidos (31) e pelos menos duas vias de entradas de fluidos (32).

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de seleção de fluidos (3) compreende uma válvula direcional pneumática de três vias / duas posições.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o acionamento do dispositivo de seleção de fluidos (3) é elétrico, via solenóide.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1 e 2, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das entradas de fluidos (32) do dispositivo de seleção de fluidos (3) recebe uma única linha de alimentação (41, 42).

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que cada linha de alimentação (41, 42) possui uma pressão interna própria e diferente da pressão interna das demais linhas de alimentação (41, 42).

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma das linhas de alimentação (41, 42) é hermética.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma das linhas de alimentação (41, 42) é equalizada com a pressão da carcaça do compressor de fluidos (1).

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de seleção de fluidos (3) compreende uma interconexão de uma válvula direcional simples - on/off- com uma válvula unidirecional.