PT1459024E

PT1459024E - Processo e instalação de secagem de uma massa de material fibroso por compressão mecânica de ar muito húmido.

Info

Publication number: PT1459024E
Application number: PT02799824T
Authority: PT
Inventors: Denis Clodic; Lionel Palandre
Original assignee: Armines
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2007-07-09
Also published as: FR2834051A1; AU2002364461A1; SI1459024T1; DK1459024T3; DE60219356T2; WO2003054463A1; FR2834051B1; ES2284975T3; CY1106699T1; US20050072020A1; EP1459024A1; CA2471270A1; EP1459024B1; DE60219356D1; US6944969B2; ATE358805T1

Description

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DESCRIÇÃO "Processo e instalação de secagem de uma massa de material fibroso por compressão mecânica de ar muito húmido"

Domínio em questão 0 presente invento refere-se a um processo e a uma instalação de secagem de uma massa de material fibroso, nomeadamente, roupa húmida após a lavagem.

Exposição do problema posto e a técnica anterior 0 pedido de patente de Denis CLODIC apresentado em nome de "ARMINES", em 2 Novembro de 1998, com o número 98 13902 e publicado com o número FR 2 785 372, descreve um processo de secagem por vapor de água sobreaquecida (VES). O vapor de água sobreaquecido permuta o seu calor com a roupa cuja água se evapora a 100°C, depois esta água é condensada num condensador para manter a pressão constante no circuito e permite ao mesmo tempo um novo sobreaquecimento do vapor. Este vapor é posto em movimento por um ventilador. No processo de acordo com a técnica anterior, uma fracção do vapor de água sobreaquecido (VES) é o objecto de um processo de compressão a fim de recuperar o calor de condensação para sobreaquecer o vapor de água na entrada da zona de secagem. Este processo de secagem por VES permite melhorar a eficácia energética global de cerca de 60% (passagem de um consumo de 700 Wh/kg de algodão seco, consumo típico dos melhores secadores de roupa actuais, para menos 330 Wh/kg de algodão seco). De qualquer modo, a realização de um circuito de vapor de água à pressão atmosférica e com uma temperatura superior à 100°C pode pôr problemas de estanqueidade, nomeadamente na passagem de juntas rotativas. O preâmbulo das reivindicações 1 e 4 está representado por este documento. O presente invento tem por objecto facilitar a realização técnica do equipamento de secagem de roupa, mantendo ao mesmo tempo os rendimentos energéticos deste 2

ΕΡ 1 459 024 /PT processo a um nível comparável com o processo de acordo com a técnica anterior.

Este objectivo é realizado pelas características da parte caracterizante das reivindicações 1 e 4. A condensação no condensador da fracção de ar húmido derivada fornece a energia calorífica necessária para aquecer o ar húmido, antes da entrada da zona de secagem.

De preferência, de acordo com o invento, instalação é tal que o compressor comprime a fracção derivada do ar húmido com uma pressão tal que a temperatura de condensação no condensador fique compreendida entre 95°C e 135°C. Disso resulta que o ar húmido, à entrada da zona de secagem, é aquecido numa gama de temperaturas compreendida entre 95°C e 135°C.

De preferência, de acordo com o invento, a instalação é tal que o circuito de refrigeração do condensador é, de preferência, de corrente cruzada com tendência para contracorrente.

De preferência, de acordo com o invento, a instalação é tal que a mesma compreende uma válvula de cinco vias que inclui uma via de ligação ao ar. O processo de secagem, de acordo com o invento, por compressão mecânica de ar muito húmido, permite reduzir o consumo de energia eléctrica das secagens domésticas. O seu consumo é da ordem de 700 Wh/kg de roupa, o processo, de acordo com o invento, permite reduzir o mesmo a cerca de 350 Wh/kg de roupa seca. A realização do processo é simples, serão compreendidas a seguir as razões. O processo permite utilizar tecnologias disponíveis para realizar secadores de roupa domésticos, comerciais ou industriais. O interesse energético do processo e a facilidade de realização do equipamento de secagem provém do facto de que o processo executa uma compressão mecânica de ar muito húmido. 3

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Por ar muito húmido, no sentido do presente invento, entende-se por ar que contém entre 85 e 95% de humidade para temperaturas que variam de 80 a 90°C, ou humidades absolutas que se situam entre 400 e 1200 g de água/kg de ar seco. Relembra-se que o ar ambiente a 25°C apresenta uma humidade absoluta, a qual se situa entre 8 e 20 g de água/kg de ar seco. A utilização do ar muito húmido apresenta diversas vantagens como será mostrado na descrição que se segue, em particular, o ar muito húmido permite utilizar sistemas cuja estanqueidade é fácil de realizar e de conceber, bem como sistemas fechados para a secagem por lotes descontínuos em vez de sistemas de secagem em regime permanente ou contínuos. A secagem é efectuada à pressão atmosférica, a água evapora-se graças à diferença de pressão parcial do vapor de água contido na massa do material fibroso e à do vapor de água contido no ar quente. A pressão do vapor de água, contido no ar quente, é inferior à do vapor da água, contido na massa de material fibroso.

Descrição pormenorizada

Outras características e vantagens do invento aparecerão com a leitura da descrição de variantes de realização do invento, dadas a título de exemplo indicativo e não limitativo. O esquema de princípio da instalação é apresentado com as suas variantes de realização. • A FIG. 1 representa uma variante de realização de uma instalação de secagem por lotes, • a FIG. 2 representa uma segunda variante de realização de uma instalação de secagem por lotes, • a FIG. 3 representa a posição da válvula de cinco vias durante a fase de aquecimento e a fase de secagem, • a FIG. 4 representa a posição da válvula de cinco vias durante a fase de refrigeração, 4

ΕΡ 1 459 024 /PT • a FIG. 5 é uma representação gráfica de três níveis de potência de condensação.

Vai ser agora descrita a FIG. 1, a qual representa uma variante de realização de um secador por lotes (por exemplo, um secador de roupa). Todos os débitos indicados são, salvo indicação em contrário, débitos de massa cuja unidade no SI (sistema internacional) é o kg/s. O material húmido 14 a secar está situado na câmara de secagem 13. O débito de ar quente na entrada 12 da câmara de secagem está indicado pela sigla MVEe (Débito Ventilado na Entrada da câmara). O ar quente penetra na câmara de secagem 13 pela tubagem de entrada 11. A temperatura típica do ar quente que entra situa-se entre 120 e 130°C. A humidade absoluta do ar quente que entra está compreendida entre 360 e 1100 g/kg de ar seco, ou inferior de 8 à 10% à humidade absoluta do ar húmido na saída 15 da câmara de secagem 13. O material húmido 14, cuja humidade deve ser extraída está a uma temperatura, a qual varia entre 60 e 90°C. Na saída 15 da câmara de secagem 13 o débito do ar húmido que sai está indicado pela sigla MVSe (Débito Ventilado na Saída da câmara). O ar húmido sai da câmara de secagem 13 pela tubagem de saída 16. A temperatura do ar húmido na saída 15 da câmara de secagem 13 varia entre 80 e 95°C. O ar húmido na saída 15 da câmara de secagem 13 apresenta uma humidade absoluta, a qual se situa entre 400 e 1200 g/kg de ar seco. O débito do ar húmido que sai MVSe é a soma do débito de ar quente que entra MVEe e do débito de água evaporada Me, proveniente do material húmido a secar 14.

Na FIG. 1, está representado, de modo fictício na tubagem de entrada 11 da câmara de secagem 13, o ponto de saída 9 das fugas naturais ou dispostas para o exterior 10. As fugas naturais ou dispostas para o exterior estão situadas a montante da câmara de secagem 13, após o ventilador de circulação de ar 1. Com efeito, nesta parte do circuito, o ventilador de circulação de ar 1 criou uma ligeira sobrepressão em relação à pressão atmosférica. O ar que sai no ponto de saída 9 está nas condições de pressão, de temperatura e de humidade do circuito na entrada 12 da câmara de secagem 13. Está indicado pela sigla MF o débito de ar húmido de fugas naturais ou dispostas para o exterior, a montante da câmara de secagem 13. As fugas naturais aparecem 5

ΕΡ 1 459 024 /PT principalmente nas juntas de estanqueidade da ou das paredes do tambor de um secador de roupa. O débito de ar húmido MF, das fugas naturais ou dispostas para o exterior, é compensado por infiltrações de ar naturais ou dispostas. Está indicado pela sigla Ml o débito de ar que entra 36, devido às infiltrações naturais ou dispostas pela válvula de cinco vias 19. O débito de ar que entra MI é tal que MI = MF. O débito MI está nas condições de pressão, de temperatura e de humidade da divisão, onde está situada câmara de secagem. O débito de ar húmido MVEs, que circula na tubagem de saida 16 da câmara 13, é dividido em dois débitos, respectivamente, nas tubagens 17 e 18.

Um primeiro débito, indicado em seguida pela sigla MVl, circula no sentido do ventilador 1 na tubagem 18. Um segundo débito, indicado em seguida pela sigla MC, circula no sentido do compressor 22 através das tubagens 17 e 21. A relação entre os débitos MVl e MC é fixa, respectivamente, pelo ventilador 1 para MVl e pelo compressor 22 para MC. A relação dos débitos, em seguida indicada por RD (RD = MC / MVl), varia entre 5 e 10%. A tubagem de descarga do ventilador 2 é dividida numa tubagem principal 3 e numa tubagem derivada 4. Um terceiro débito, em seguida indicado pela sigla MVp (débito de ventilação principal), circula na tubagem principal 3. Um quarto débito, em seguida indicado pela sigla MVd (débito de ventilação derivado) circula na tubagem derivada 4. O débito MVd, na tubagem derivada 4 representa 10 à 15% do débito ventilado MVl. O segundo débito de ar húmido MC, que circula na tubagem 21, é comprimido por um compressor 22 até uma pressão que varia tipicamente entre 4 e 7 bar absolutos. Na saida do compressor 22 a temperatura de compressão do ar húmido é da ordem de 250°C sem que seja colocado qualquer dispositivo de refrigeração. É necessário refrigerar a placa de válvula ou o volume de descarga 23. A refrigeração da placa de válvula ou do volume de descarga, é efectuada realizando uma placa de 6

ΕΡ 1 459 024 /PT válvula ou um volume de descarga na superfície que inclui alhetas (não representadas).

As alhetas de refrigeração da placa de válvula ou do volume de descarga 23 estão dispostas na tubagem derivada 4 percorrida pelo débito de ventilação derivado MVd. Resulta daqui um reaquecimento do débito MVd.

As alhetas de refrigeração da placa de válvula ou do volume de descarga 23 permitem manter a temperatura de equilíbrio da placa de válvula ou do volume de descarga a uma temperatura inferior à 160°C.

Vai ser agora prosseguida a descrição da variante de realização representada na FIG. 1. O circuito de condensação do condensador 6 recebe a tubagem de descarga 24 do compressor 22 a jusante do mesmo. O circuito externe de refrigeração do condensador 6 recebe a tubagem 3 onde é reaquecido o débito ventilado principal MVp. O condensador 6 é um condensador parcial: uma grande parte (da ordem de 90% em massa) do vapor de água do débito de ar muito húmido MC, que sai do compressor 22 é ai condensado. O débito MC é difásico na saída do condensador 6. O mesmo é composto por um débito de ar pouco húmido denominado MAC 35 e por um débito de água líquida denominado MEC (MC = MEC + MAC) . Este débito difásico MC é expandido até uma pressão ligeiramente superior à pressão atmosférica pelo redutor de descarga 26. Um redutor de descarga é um expansor, o qual mantém a pressão a montante constante e o qual fornece um débito variável para manter a mesma.

Na variante de realização representada na FIG. 2, o redutor de descarga 26 é substituído por uma turbina de expansão volumétrica 37. A mesma permite também manter uma pressão a montante constante pela modulação do débito que atravessa a mesma. O débito difásico MC é admitido através da tubagem 25 na turbina volumétrica de expansão 37, onde o mesmo é expandido até uma pressão ligeiramente superior à pressão atmosférica. O veio da turbina de expansão 37 pode ser acoplado ao veio do motor de accionamento do compressor 38. 7

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No caso da variante do redutor de descarga 26 (FIG. 1) ou no caso da variante da turbina de expansão 37 (FIG. 2), o débito difásico expandido MC (MC = MAC+MEC) é admitido no separador 28 através da tubagem 27. O débito de água liquida MEC é separado do débito de ar MAC no separador 28. O débito de água liquida MEC é reintegrado pela diferença de pressão no reservatório 34 através da tubagem 33. O débito de ar MAC 35, o mesmo também expandido, é aspirado pelo ventilador 1, pela tubagem de saida 29 do separador 28 e pela válvula de cinco vias 19. O débito MAC 35 proveniente da tubagem 29 é assim misturado com o débito de ar húmido MVl 180, proveniente da tubagem 18. O débito de infiltração de ar MI 36 é misturado com os débitos MAC 35 e MVl 180. O débito denominado MV, aspirado pelo ventilador 1 através da tubagem 20 e da válvula de cinco vias 19, é tal que MV = MAC + MI + MVl.

Como indicado anteriormente, o débito MV é dividido no débito principal MVp na tubagem 3 e no débito derivado MVd na tubagem 4. O débito MVp penetra através da tubagem intermédia 3 no condensador 6 e é ai reaquecido, da temperatura típica de saida da câmara de secagem 13 da ordem de 80 a 95°C para a temperatura tipica de entrada da câmara de secagem 13, que varia entre 120 e 130°C. Tendo em conta o facto de que a condensação do vapor do débito MC no interior dos tubos do condensador 6 é efectuada à temperatura que desliza tipicamente de 135 para 95°C, é vantajoso realizar o condensador 6 com a forma de um permutador de tubos, incluindo alhetas. Os tubos estão dispostos em fileiras sucessivas. Um número típico de fileiras de tubos, onde MC se condense parcialmente no interior dos tubos é de 4 a 8. A disposição dos tubos permite uma circulação global dos débitos MC e MVp, a qual é, por sua vez, de corrente cruzada e com tendência para contracorrente, o débito MVp, encontra zonas cada vez mais quentes, que correspondem à refrigeração progressiva do débito MC. Esta circulação de corrente cruzada e com tendência para contracorrente minimiza as diferenças de temperatura entre o débito MVp, o qual é reaquecido e o débito MC, o qual é parcialmente condensado. 8

ΕΡ 1 459 024 /PT A potência PC permutada no condensador 6 compreende, por sua vez, a potência de redução do sobreaquecimento do débito de ar húmido MC e a potência de condensação da água MEC contida neste débito MC. A pressão de condensação do vapor de água é escolhida em função da relação entre o débito RD e a potência PC a permutar no condensador 6. A equação de equilíbrio energético do dispositivo de secagem é então escrita: PC = Pe + Pth + PF Equação (1) A potência de calor Pe é o produto do débito de vapor Me evaporado do material húmido a secar 14 com calor latente de vaporização da água Lv à pressão parcial correspondente.

Pe = Lv . Me

As perdas de calor Pth provêm dos desperdícios de calor da câmara 13 e das diferentes tubagens do circuito. Estas são as perdas por convecção, radiação e condução do secador em relação à divisória o mesmo está situado. PF é a potência de calor perdida pelo débito de fuga MF com uma entalpia Hf, menos o débito de infiltração de ar MI com uma entalpia Hi. A potência de calor perdida por fuga PF é tal que: PF = (MF . Hf) - (MI . Hi)

Hf e Hi são calculados conhecendo as temperaturas, as pressões e as humidades absolutas dos débitos MF e MI.

Considerando que o débito de água evaporada Me é equivalente ao débito condensado MEC, a potência de condensação PC pode então ser expressa por: PC = Pe + Wcomp Equação 2

Onde Wcomp é a potência de compressão transmitida ao débito comprimido MC. 9

ΕΡ 1 459 024 /PT A equação (2) é a aplicação da lei da conservação da energia ao circuito de débito comprimido MC.

Comparando as equações 1 e 2, constata-se que a potência de compressão WCOmpr transmitida ao débito MC é compensada em regime permanente pelas perdas de calor Pth e pelas perdas por fugas PF, esta constatação permite, fixando a potência de condensação PC e a eficácia energética do ciclo de compressão, definir as perdas de calor directas e permitindo pelas fugas o equilíbrio de calor do sistema. O equilíbrio de calor do sistema é atingido logo que a potência de compressão WComp é igual a soma das perdas de calor Pth e das perdas por fugas PF. A potência excedentária é então nula. A potência excedentária indicada pela sigla Pexc e é tal que:

Pexc — Wcomp - Pth - PF A FIG. 5 apresenta para três níveis de potência de condensação PC, PCI, que é uma potência de condensação de referencia unitária, PC2 = 1,5 PCI e PC3 = 2 PCI. O eixo vertical representa a potência excedentária Pexc em percentagem de PC, o eixo horizontal a temperatura de evaporação do material húmido. A FIG. 5 apresenta assim a variação da potência excedentária Pexc em função da temperatura de secagem e para 3 níveis de potências de condensação, respectivamente, PCI, PC2 e PC3. O nível 0% indica que o calor produzido pelo trabalho de compressão Wcomp é inteiramente compensado pelas perdas por desperdícios Pth e pelas perdas por fugas PF. O excedente de calor Pexc aqui definido acima é então nulo. Quando Pexc é negativo, as perdas por desperdícios Pth e por fugas PF são demasiado elevadas e não é possível o equilíbrio do sistema à temperatura de secagem correspondente. Do mesmo modo quando Pexc é positivo, as perdas por desperdícios Pth e por fugas PF são demasiado fracas para compensar o calor produzido pelo trabalho de compressão WCOmp, não é possível o equilíbrio do sistema à temperatura de secagem correspondente.

Para um débito de fuga MF e um débito de infiltração MI constantes, a rejeição de calor PF é, portanto, maior do que a temperatura de secagem do material húmido 14, é elevada e a 10

ΕΡ 1 459 024 /PT humidade específica do ar húmido na câmara de secagem 13 é elevada.

Para um débito de fuga MF e um débito de infiltração MI constantes, a rejeição de calor PF tende para um valor máximo, quando a temperatura de secagem do material húmido 14 é de 100°C e quando o ar húmido na câmara de secagem 13 é inteiramente substituído pelo vapor de água. O processo de secagem de acordo com o invento, com ar muito húmido, integra os constrangimentos de débito de fuga na própria concepção do processo e do dispositivo que realiza o processo.

Para um secador de roupa doméstico a taxa de fuga típica MF situa-se entre 1 e 2%, quer dizer que 1 a 2% do débito de circulação MVl é devolvido para fora do circuito. O processo de secagem por compressão mecânica de ar muito húmido, de acordo com o invento, é compatível com a taxa de fuga típica MF definida e constitui por isso um interesse técnico particular. O invento permite realizar um sistema de secagem com um único permutador no débito de ar MVp, o que distingue nomeadamente o invento dos sistemas que utilizam uma bomba de calor, a qual necessita de 2 permutadores: um evaporador e um condensador.

No caso de um sistema de secagem por lotes, a operação de secagem desenrola-se em três fases. No caso de um sistema de secagem contínuo, estas três fases sucedem-se no espaço.

Para descrever a sucessão das três fases, o funcionamento da válvula de cinco vias 19 é aqui pormenorizado a seguir com referência às FIGS. 3, 4 e 5. A válvula de cinco vias 19 possui cinco vias, nas quais se vão ligar as diferentes tubagens. Uma tampa móvel 39 possui um eixo de rotação 46 em torno do qual a mesma pode rodar, comandada por um accionador (não representado), solidário ao eixo de rotação 46. 11

ΕΡ 1 459 024 /PT A via 40 é ligada através das tubagens 18 e 16 a jusante da câmara de secagem 13. A via 41 está ligada através da tubagem 29 a jusante do separador 28. A via 42 é uma via de ligação ao ar para purgar o circuito. A via 43 é uma via de admissão de ar fresco. A via 44 está ligada à tubagem 20 a montante do ventilador 1. Entre a via 43 e a via 44 existe um orifício de derivação em paralelo 45, o qual permite ao débito de fuga MI 36 entrar na tubagem 20 através da via 44. A depressão criada na tubagem 20 pela aspiração do ventilador 1 permite introduzir o débito de ar que entra 36 MI.

Durante a fase de aquecimento I, uma quantidade de água residente no separador 28 é transferido através da tubagem 30 no ebulidor eléctrico 31 posto sob tensão. O débito de vapor de água evaporada no ebulidor 31, representado pela sigla Meb, é aspirado pelo compressor 22, através da tubagem 32. O débito Meb é misturado a montante do compressor 22 com o débito MCI proveniente da câmara de secagem 13, através das tubagens 16 e 17. A soma dos débitos Meb e MCI compõe o débito MC aspirado e comprimido pelo compressor 22. O débito MC é uma mistura de ar muito húmido. O mesmo é condensado no condensador 6, permitindo assim o reaquecimento do débito MVp, proveniente da câmara de secagem 13, através da tubagem 16, da válvula de cinco vias 19, do ventilador 1 e da tubagem de entrada 3 do condensador 6. Durante a fase I de aquecimento, a tampa 39 (FIG. 3) põe em comunicação a tubagem 20 (a via 44), a tubagem 18 (a via 40), a tubagem 29 (a via 41) e, através da derivação em paralelo 45, a via 43 pela qual penetra o débito de fuga MI 36. Disso resulta que o ventilador 1 aspira os débitos MVl proveniente da câmara 13, MAC 35 proveniente do separador 28 e MI 36 proveniente da divisória, e descarrega o débito MV para o condensador 6. O intervalo de temperatura medido entre a entrada 12 da câmara de secagem 13 e a saida 15 da câmara de secagem 13 é utilizado para a regulação do sistema, permitindo passar da fase de aquecimento I para a fase de secagem II. Quando o intervalo de temperatura é tipicamente superior a 30K e quando o nível de temperatura desejado na entrada 12 da câmara 13 é atingido, a alimentação eléctrica da resistência eléctrica do ebulidor 31 é parada, pode começar a fase de secagem II. Durante a fase de secagem II, a tampa 39 ocupa a 12

ΕΡ 1 459 024 /PT mesma posição que a posição que a mesma ocupava durante a fase de aquecimento e põe em comunicação as mesmas vias e as mesmas tubagens. A secagem da massa fibrosa 14 na câmara de secagem 13 é efectuada com o débito de evaporação constante até que seja atingido um limiar de secura. Quando este limiar de secura é atingido, o débito evaporado decresce porque a alimentação capilar no material já não é assegurada. Este

limiar é identificado e detectado por uma diminuição do intervalo de temperatura entre a entrada 12 da câmara de secagem 13 e a saída 15 da câmara de secagem 13. A temperatura de saída da câmara de secagem 13 aumenta. Determina-se de maneira experimental, para cada material a secar o intervalo apropriado e, correlativamente, o momento em que a secagem pode ser parada. A fase de refrigeração III é uma fase, no decurso da qual o material fibroso é levado a uma temperatura próxima da temperatura ambiente. Para este efeito, o compressor 22 é parado, o ventilador 1 está sempre em funcionamento durante a fase III de refrigeração, a tampa 39 (FIG. 4) põe em comunicação: • por um lado, a via 43 pela qual penetra o ar exterior e a tubagem 20 (a via 44), • por outro lado, a tubagem 18 (a via 40), a tubagem 29 (a via 41) e a via 42 de ligação ao ar.

[0055] Disso resulta que: • o ventilador 1 aspira um débito de ar exterior através das vias 43 e 44, e descarrega o mesmo para a câmara 13, refrigerando assim o material fibroso 14, • o ar MVl proveniente da câmara 13 é descarregado para o exterior através da via 42.

Quando a temperatura do débito na saída 15 da câmara 13 é da ordem de 40°C, o ventilador 1 é parado e o ciclo de secagem é terminado. 13

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Nomenclatura do Secador de roupa III 1 ventilador de circulação de ar 2 tubagem de descarga do ventilador 3 tubagem principal 4 tubagem derivada 6 Condensador 9 ponto de saída 10 fugas naturais ou dispostas para o exterior 11 tubagem de entrada 12 entrada da câmara de secagem 13 câmara de secagem 14 material húmido 15 saída da câmara de secagem 16 tubagem de saída 17 tubagem 18 tubagem 19 válvula de cinco vias 20 tubagem 21 tubagem 22 compressor 23 placa de válvula ou volume de descarga 24 tubagem de descarga do compressor 25 tubagem 26 redutor de descarga 27 tubagem 28 separador 29 tubagem de saída do separador 30 tubagem 31 ebulidor eléctrico 14

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Nomenclatura do Secador de roupa III 32 tubagem 33 tubagem 34 reservatório 35 débito de ar pouco húmido denominado MAC 36 débito de infiltração de ar MI 37 turbina de expansão volumétrica 38 veio do motor de accionamento do compressor 39 tampa móvel 40 via 41 via 42 via de ligação de ar 43 via de admissão de ar novo 44 via 45 orifício de derivação em paralelo 4 6 eixo de rotação 180 débito de ar húmido MVl

Lisboa,

Claims

ΕΡ 1 459 024 /PT 1/5 REIVINDICAÇÕES 1 - Processo de secagem de uma massa de roupa (14), situada numa zona de secagem (13); compreendendo o dito processo o passo: - de ventilar (1), por meio de um circuito de ventilação, através da massa de roupa (14), situada na dita zona de secagem (13), o ar muito húmido, cuja taxa de humidade é inferior à taxa do interior da zona de secagem, a uma pressão vizinha da pressão atmosférica e a uma temperatura superior à do material a secar; - de modo que é assim possível extrair da massa de roupa, por evaporação, sob a forma de vapor de água, a humidade que a mesma contém; o dito processo é caracterizado ainda por compreender o passo: - de recuperar (22, 6) o calor de condensação do vapor de água, extraído da massa de roupa, para aquecer o ar húmido, - de dispor as fugas (9, 10, 36, 43), entre o ar ambiente exterior e o dito circuito de ventilação, a montante e a jusante da zona de secagem; permitindo as ditas fugas (9, 10), situadas na parte do circuito de ventilação a montante da zona de secagem (13) em regime permanente uma permuta de massa e de calor para o ar ambiente exterior; permitindo as ditas fugas (36, 43), situadas na parte do circuito de ventilação a jusante da zona de secagem (13) em regime permanente, uma permuta de massa pela entrada de ar ambiente; de modo que é assim possível assegurar os equilíbrios de calor e de massa sem devolver para o ar ambiente quantidades substanciais de ar húmido; ΕΡ 1 459 024 /PT 2/5 de modo que é assim possível fazer intervir, pelo menos em parte, as fugas naturais, nomeadamente ao nível das peças móveis, no ciclo de funcionamento normal do processo de secagem.
2 - Processo de acordo com a reivindicação 1; sendo o dito processo tal que, para recuperar o calor de condensação do vapor de água extraído do material fibroso: - retira-se antecipadamente (17) uma fracção do ar húmido na saída da zona de secagem (13), - comprime-se (22) a dita fracção retirada antecipadamente antes de introduzir a mesma num condensador (6), situado numa tubagem (11) à entrada da zona de secagem (13); de modo que a condensação no dito condensador da dita fracção retirada antecipadamente fornece a energia calorífica necessária para aquecer o ar húmido na entrada da zona de secagem.
3 - Processo de acordo com a reivindicação 2; sendo o dito processo tal que: - comprime-se (22) a fracção retirada antecipadamente com uma pressão tal que a temperatura de condensação no condensador (6) esteja compreendida entre 95°C e 135°C; de modo que o ar húmido na entrada da zona de secagem é aquecido numa gama de temperaturas compreendida entre 120°C e 130°C.
4 - Instalação de secagem de uma massa de material fibroso húmida (14), nomeadamente de uma massa de roupa; estando a dita massa de material fibroso situada numa zona de secagem (13); compreendendo a dita instalação: - um circuito de ventilação (16, 18, 20, 1, 2, 3, 4, 11) que alimenta a zona de secagem (13) com ar muito húmido com uma taxa de humidade inferior ao ar situado no ΕΡ 1 459 024 /PT 3/5 interior da zona de secagem, com uma pressão vizinha da pressão atmosférica e com uma temperatura superior à do material a secar; de modo que é assim possivel extrair do material fibroso, por evaporação, sob a forma de vapor de água, a humidade que a mesma contém; a dita instalação é caracterizada por: - um circuito de recuperação (17, 21, 22, 24, 6) do calor de condensação do vapor de água extraído do material fibroso; sendo o dito circuito de recuperação destinado para aquecer o ar húmido; - fugas (9, 10, 43, 36) apropriadas entre o ar ambiente exterior e o dito circuito de ventilação, situadas a montante e a jusante da zona de secagem; permitindo as ditas fugas (9, 10), situadas na parte do circuito de ventilação a montante da zona de secagem (13), uma permuta de massa e de calor para o ar ambiente exterior; permitindo as ditas fugas (43, 36), situadas na parte do circuito de ventilação a jusante da zona de secagem (13), uma permuta de massa por entrada de ar ambiente; de modo que é assim possível assegurar os equilíbrios de calor e de massa sem devolver para o ar ambiente quantidades substanciais de ar húmido; de modo que é assim possível fazer intervir, pelo menos, em parte as fugas naturais, nomeadamente ao nível das peças móveis, no ciclo de funcionamento da instalação de secagem.
5 - Instalação de secagem de acordo com a reivindicação 4; sendo a dita instalação tal que o circuito de ventilação compreende: ΕΡ 1 459 024 /PT 4/5 - um ventilador (1) situado a jusante da zona de secagem, - um condensador (6) que compreende um circuito de refrigeração; estando o dito circuito de refrigeração situado a jusante do ventilador (1) e a montante da zona de secagem (13).
6 - Instalação de secagem de acordo com a reivindicação 5; sendo a dita instalação tal que o circuito de recuperação, destinado a recuperar o calor de condensação do vapor de água extraido do material fibroso, compreende: - uma tubagem (17), que permite derivar, na saida da zona de secagem (13), uma fracção do ar húmido para um compressor (22), situado a montante do dito condensador (6), - um redutor de descarga (26), ou uma turbina volumétrica (37), situado a jusante do compressor (22) que permite manter uma pressão de condensação constante, - um separador de fase (28), situado a jusante do redutor de descarga (26) ou da turbina volumétrica (37), que permite separar a água liquida condensada do ar; de modo que a condensação no dito condensador da dita fracção de ar húmido derivada fornece a energia calorífica necessária para aquecer o ar húmido, antes da entrada da zona de secagem.
7 - Instalação de secagem de acordo com a reivindicação 6; sendo a dita instalação tal que o dito compressor (22) comprime a fracção derivada do ar húmido com uma pressão tal que a temperatura de condensação no condensador (6) fica compreendida entre 95°C e 135°C; de modo que o ar húmido na entrada da zona de secagem é aquecido numa gama de temperaturas compreendida entre 95°C e 135°C. ΕΡ 1 459 024 /PT 5/5
8 - Instalação de secagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7; sendo a dita instalação tal que o dito circuito de refrigeração do condensador (6) é, de preferência, de corrente cruzada com tendência para contracorrente.
9 - Instalação de secagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 à 8; sendo a dita instalação tal que a mesma compreende uma válvula de cinco vias (19), que inclui uma via de ligação ao ar. Lisboa,