PT1521040E

PT1521040E - Desumidificador de ar

Info

Publication number: PT1521040E
Application number: PT03405708T
Authority: PT
Inventors: Urs A Weidmann
Original assignee: Imes Man Ag
Priority date: 2003-10-01
Filing date: 2003-10-01
Publication date: 2007-03-30
Also published as: US20050072303A1; SI1521040T1; US7819943B2; HK1075932A1; EP1521040A1; ES2278132T3; US20080141859A1; EP1521040B1; US7357830B2; DE50305858D1; CY1107568T1; DK1521040T3; ATE347076T1

Description

1 PE1521040

DESCRIÇÃO "DESUMIDIFICADOR DE AR" O presente invento refere-se a um dispositivo para desumidificação de ar de um espaço, de acordo com o conceito da revindicação 1. O documento US 6, 178.966 divulga um dispositivo análogo, onde o ar fresco e o caudal evacuado são separados através de um diafragma permeável à água.

Uma caracteristica técnica destes processos consiste em evitar a condensação nos dispositivos e a construção de elementos para descarga da água. A patente DE 198 16 185 Cl divulga um desumidificador deste tipo, onde se verifica uma absorção indirecta através da aplicação de uma estrutura permeável a água e/ou a vapor de água, sendo que a água se converte num fluido de refrigeração higroscópico. Esta acção exige adicionalmente um circuito de refrigeração dispendioso.

Partindo do actual nivel técnico, conhece-se desde a primeira metade do século 20 uma série de permutadores de calor rotativos, com os quais a humidade de ar existente num volume de descarga é removida e insuflado ar fresco. Com isso é possível transferir o calor e a humidade existente na descarga do ar directamente para o ar fresco, sem passagem pela condensação da água ou do vapor de água. A patente EP 0 159 986 (US 4,633, 936) publica um 2 ΡΕ1521040 processo importante para fabricação de um permutador de calor deste tipo. Este permutador de calor consiste de duas superfícies, inseridas numa espiral, para formação do rotor de permutação do calor. No sentido axial longitudinal formam-se assim grupos de canais, que, alternadamente, deixam passar o caudal de ar, refrigerando o ar quente e aquecendo o ar frio. Neste caso, a aderência de materiais à água é utlizada sem condensação. Numa certa medida, o comando da desumidificação pode ser controlado pela velocidade de tambor, o que, contudo, tem influência directa no nível de ruído. A desvantagem consiste no facto de, por exemplo, estes dispositivos incorporarem uma série de partes móveis, que estão sujeitas à correspondente manutenção e ao desgaste.

Também é de considerar a desvantagem de, nas casas de habitação, a transmissão de humidade, também transportar com o ar fresco substâncias odorantes.

Partindo do actual nível técnico, a presente invenção propõe-se a aperfeiçoar um dispositivo do tipo descrito no início do presente trabalho, de forma simples e energeticamente proveitoso, que permita a transmissão de humidade tanto quanto possível isenta de cheiros. Em especial é objectivo da presente invenção apresentar um desumidificador de água, com baixo nível de desgaste e de ruído na tecnologia de ventilação do espaço habitacional. 3 ΡΕ1521040

Um dispositivo deste tipo integra-se nas características da reivindicação 1.

Entende-se como estrutura permeável a água e/ou vapor de água umo diafragma ou película ou estrutura porosa, que em presença de diferentes pressões parciais nos dois lados da estrutura, deixe passar água e/ou vapor de água, mas não deixe passar, outros elementos ou gases em particular. Em condições de cerca de 30 graus Celsius de temperatura e de uma diferença de pressão parcial da ordem de grandeza de 100 Millibar pode-se obter uma permeabilidade entre 10 a 20 m por hora e Bar.

Outras versões importantes encontram-se incorporadas nas subreivindicações. O invento é descrito seguidamente em pormenor e documentado por desenhos em que se representa:

Fig. 1 Vista esquemática em perspectiva de um dispositivo para desumidificação de ar ambiente, na forma de um esquema de princípio;

Fig. 2 Vista esquemática em perspectiva de um dispositivo de acordo com o exemplo de uma versão do invento em forma de esquema de princípio; e

Fig. 3 Vista esquemática em perspectiva de um dispositivo para desumidificação de ar ambiente, na forma de um esquema de princípio. A fig. 1 mostra uma vista esquemática em 4 ΡΕ1521040 perspectiva de um desumidificador de ar, com um volume alongado, que só tem duas aberturas em dois bocais opostos. 0 esquema de principio da secção de um tal volume, encontra-se representado na fig. 1. 0 mencionado volume dispõe, pelo menos de uma primeira cavidade 1 e, pelo menos, de uma segunda cavidade 2, que estão separadas por meio de umo diafragma 3 permeável a água e/ou vapor de água. Por principio, cada diafragma ou estrutura de superfície aderente pode ser utilizada, desde que deixe passar água ou vapor de água, mas que bloqueie gases ou outras moléculas. Uma estrutura deste tipo pode também ser constituída por material rígido, poroso. Tratando-se de outras moléculas podem-se ainda mencionar odores de cozinha ou próprios de dependências húmidas.

As cavidades 1 e 2 dos exemplos 31, 32, 33 e 34 apresentados nas quatro páginas, estão envolvidas por paredes impermeáveis rijas, de forma a que as cavidades 1 e 2 desempenham a função de mangueiras. 0 diafragma 3 está montado como parede intermédia separadora. Ela encontra-se nas respectivas direcções dos caudais 11, 12, 13, 14 que fluiem pelas cavidades 1, 2. Neste caso, a primeira cavidade 1 é atravessada por um primeiro caudal de ar 11, 12 a ser desumidificado. A segunda cavidade 2 é atravessada por um segundo caudal de ar 13 e 14.

Neste caso, os caudais de ar escoam favoravelmente, mas não necessariamente, em contra-corrente, como representado na fig. 1. 5 PE1521040

Alguns dos caudais 11 a 14 encontram-se combinados com, pelo menos, uma bomba que mantém os caudais de ar em movimento, tanto para admissão como para descarga. Os bocais da "mangueira" no esquema de principio - aqui nos. 35 e 36, não necessitam de localizar-se lado a lado. Importante é, sem dúvida, o tamanho das superfícies abertas pelo diafragma 3, de forma a que a "mangueira" se prolongue frequente e vantajosamente de forma sinuosa. A altura da coluna de ar que se encontra sobre o diafragma, ou seja, que corresponde ao comprimento da aresta identificado por 37, pode ter, p.ex. 1 a 5 cent. Não pode ser muito maior de forma a permitir que o ar atinja a superfície do diafragma para permuta de água. Através de um comando da velocidade de um caudal (11, 12) ou de outro (13, 14), a desumidifi-cação pode ser comandada directamente. A designação dos caudais de ar na tecnologia de climatização pode ser a seguinte, por exemplo : ar ambiente 11 e admissão 12 nas dependências, descarga 13 das dependências, ar de escape 14, escape para o ambiente.

Com o desumidificador da fig. 1 está indicada uma recuperação de humidade através de um diafragma permeável selectivo, estacionário.

Num exemplo não representado no desenho as paredes 31 e 33 não são impermeáveis, mas consistem também do material de diafragma 3. Então em analogia com um permutador de calor de placas resulta uma configuração de 6 ΡΕ1521040 placas, em que ao lado uma da outra uma cavidade 1 para o caudal de ar 11, 12 é sempre substituída pela cavidade 2 para o caudal 13, 14. Este facto aumenta a possibilidade do aumento da coluna de ar, localizada sobre o diafragma 3, no comprimento da aresta 37. Em qualquer dos casos a descarga 13 abundante em água fornece água/e ou vapor de água ao ar fresco 12 que é admitido nos espaços através do diafragma 3. A fig. 2 mostra uma vista esquemática em perspectiva, de um dispositivo, de acordo com um exemplo de uma versão do invento sob a forma de um esquema de princípio. No caso, as mesmas caracteristicas estão assinaladas sempre com os mesmos índices de referência.

Para o exterior são sempre os caudais 11, 12, 13 e 14 que assumem as mesmas funções, conforme descrito acima. Neste exemplo a desumidificação é, contudo, controlável em gande medida. Dois módulos permutadores 27 e 28 são edificados em separado. Cada um destes módulos 27 e 28 dispõe de uma cavidade 1 ou 2 e de um espaço adicional de permuta 4. Os módulos 27 e 28 não deverão também localizar-se ao lado um do outro, como aqui representado. Em especial, também é possível formar as cavidades em "sandwich", por exemplo 1-4-1 ou 2-4-2, de forma a localizar-se uma cavidade de permuta 1 entre duas cavidades respectivas para o caudal de ar. Uma redução do volume é também possível através de uma construção de forma sinuosa. 7 ΡΕ1521040 É importante no exemplo apresentado na fig. 2, que seja constituído um segundo circuito de ar fechado, constituído pelos caudais 21, 22, 23 e 24. Estes são accionados por meio de uma ou várias bombas, que no caso presente são duas, 25 e 26. A velocidade de circulação no circuito fechado é regulável, particularmente na gama ente 0,25 a 20 vezes a velocidade do caudal de ar dos caudais 11, 12 e 13, 14. Com isso, em caso de alta velocidade é alcançado um elevado valor de desumidificação no permutador 28, que correspondentemente no permutador 27 é fornecida ao volume 2. Do mesmo modo, a desumidificação pode ser também reduzida através da redução de velocidade. Favoravelmente o dispositivo é também aqui operado em "contra-corrente".

No verão produz-se mais outro interessante modo de operar nesta disposição. A bomba 26 é desligada e incorporam-se válvulas de isolamento nos caudais 22 e 23. Através de um sistema de válvulas controlam-se o caudal 21 e o 24. A bomba 25 funciona e fornece a quantidade de ar das cavidades 4 à descarga de ar 14. Através da subpressão nas cavidades são desumidificados as duas cavidades 1 e 2. Isto promove então um caso interessante no verão e com altas temperaturas, em que, no caso de um efeito de vácuo produzido pela bomba 25, e se estiverem previstas válvulas de isolamento nos sectores 21 ou 23, formam-se dois caudais de ar desumidificado, que permitem os procedimentos seguintes. Pode-se então formar água na área do ar de descarga 14, o que provoca directamente um efeito de ΡΕ1521040 refrigeração, por um lado. Por outro lado, e principalmente, a temperatura do caudal de ar 14 diminui em função da refrigeração da evaporação. Com isso arrefece o ar de descarga 14 por contacto e evaporação e, através de um permutador de calor (ar de descarga-ar exterior) diminui a temperatura do ar exterior 11 que assim, nos dias quentes de verão é conduzido às dependências a ventilar como ar refrigerado. Através de mais outra adição de água na corrente de ar seco 12 a temperatura pode ainda descer mais.

Por outras palavras, para um disposiivo de acordo com a fig. 2 pode concluir-se que a desumidif icação é regulável, sendo que também em caso de um único ventilador 25 (o ventilador 26 não seria considerado) a transmissão da humidade pode ser comandada no mesmo sentido por meio de regulação da velocidade. 0 circuito interno fechado 21 a 24 permite uma separação dos ruídos provocados pela bombagem dos caudais de ar e, assim, uma isolação muito simples dos ruídos, e uma solução da climatização das dependências. A fig 3 mostra uma vista esquemática em perspectiva de um dispositivo para desumidificação de ar ambiente, sob a forma de um esquema de princípio.

Os caudais de ar 11, 12 e 14 desempenham para o exterior as mesmas funções como noutros exemplos descritos 9 PE1521040 anteriormente. A desumidificação está, contudo, limitada a um grupo. Apenas existe o módulo de permutador 27. Este módulo dispõe das cavidades 1 e 2, que estão separadas pelo diafragma 3 permeável à água e ao vapor de água. A segunda cavidade 2 é apenas ligada a uma bomba 25 por meio de uma conduta 19, que, simultaneamente, incorpora um separador de água de condensação. Com isso, forma-se na cavidade 2 uma subpressão através do efeito de sucção da bomba 25, ocaionando o aumento da desumidificação. A respectiva água de condensação 29 é eliminada e o ar aspirado entra no caudal de descarga 14.

Em todas as realizações apresentadas, tanto nos desenhos, como mencionados no texto, assim como aquelas realizações resultantes das presentes reivindicações, é importante que em caso de interrupção do serviço as cavidades 1, 2 e/ou 4 possam ser limpas. Numa configuração simplificada as mencionadas cavidades individualmente ou em conjunto apresentam aberturas para admissão e descarga, onde pode, por exemplo, produzir-se água, pelo que o volume das cavidades se enche completamente de água. Através de um ou vários elementos de aquecimento, montados adicionalmente a água pode ser aquecida até ao ponto de ebulição e mantida nesta temperatura. Decorrido um certo periodo, digamos de 30 minutos a 1 hora a água é purgada, de forma a que nas paredes, especialmente, na estrutura permeável à água, que pode ser uma membrana ou porosa, depositam-se partículas que se possam soltar desta ou de outras paredes e que podem ser eliminadas. Com tudo isso, forma-se um efeito de 10 PE1521040 esterilização do diafragma.

Existem outro métodos de limpeza, onde estão previstas lâmpadas UV, que exterminam gérmens que se depositam nas estruturas. Também é possível o revestimento da película com compostos de prata para se obter uma correspondente libertação de gérmens.

Lisboa, 23 de Fevereiro de 2007

Claims

1 ΡΕ1521040 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para a desumidificação de ar de um local, consistindo de uma câmara que apresenta pelo menos uma primeira cavidade (1) e uma segunda cavidade (2), sendo que estas cavidades se encontram separadas por, pelo menos, uma estrutura (3) permeável à água e ao vapor de água, que se encontram situadas no sentido da passagem do fluido que atravessa as cavidades (1, 2) da câmara, sendo a primeira cavidade (1) atravessada por um primeiro caudal de ar (11) que deve ser desumidificado, a segunda cavidade (2) sendo atravessada por um segundo caudal (13, 14), caracterizado por a primeira cavidade (1) ser separada de um primeiro volume intermédio (4) por meio de uma estrutura (3) permeável a água e/ou a vapor de água, sendo a segunda cavidade (2) separada de um segundo volume intermédio (4) por meio de uma segunda estrutura (3) permeável a água e/ou a vapor de água, e que os dois volumes intermédios (4) estão unidos entre si por meio de um circuito de ar (21, 22, 23, 24).

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se encontrar disposta no dito circuito (21, 22, 23, 24) pelo menos uma bomba (25, 26), com a qual a velocidde do caudal no mencionado circuito do caudal de ar (21, 22, 23, 24) pode ser regulada, particularmente numa gama entre 0,5 e 20 vezes a velocidade do primeiro caudal de ar (11, 12) e/ou do segundo caudal (13, 14). 2 PE1521040

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o circuito do caudal de ar (21, 22, 23, 24), ser separado pelo menos num ponto posterior à bomba, afim de produzir, uma subpressão, pelo menos num dos volumes intermédios (2).

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a câmara ser formada pela sucessão da primeira cavidade(1), primeiro volume intermédio (4), primeira cavidade (1), primeiro volume intermédio (4), segundo volume intermédio (4), segunda cavidade (2), segundo volume intermédio (4), primeiro volume intermédio (4), primeira cavidade (1), que são separados pela mencionada estrutura permeável a água e/ou vapor de água.

5. Dispositivo, de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado por o segundo caudal de ar ser constituído por ar evacuado (13) proveniente dos locais a serem ventilados através da segunda cavidade (2), sob a forma de ar de escape.

6. Dispositivo, de acordo com as reivindicações 1 a 5, caracterizado por as mencionadas cavidades (1, 2 ou 1, 4 e 2, 4) da câmara constituírem um tipo de construção compacta.

7. Dispositivo, de acordo com as reivindicações 1 a 6, caracterizado por as cavidades (1, 2, 4) da câmara possuírem pelo menos uma admissão e/ou escape, de forma a 3 PE1521040 poderem ser atravessadas individualmente ou em conjunto por um fluído de limpeza, e que estão previstos um ou vários elementos de aquecimento nas cavidades (1, 2, 4) para aquecimento deste fluido.

8. Dispositivo, de acordo com as reivindicações 1 a 7, caracterizado por a montante de pelo menos uma cavidade (1, 2) se efectuar uma adição de fluído afim de reduzir a temperatura do respectivo caudal de ar (12, 14) desumidificado por meio de calor de evaporação.

9. Dispositivo, de acordo com as reivindicações 1 a 8, caracterizado por a mencionada estrutura (3) permeável a água e a vapor de água apenas ser permeável a moléculas de água, mas não a moléculas de gás e/ou de substâncias odorantes. Lisboa, 23 de Fevereiro de 2007