PT1702192E - Permutador de calor - Google Patents

Description

Descrição

Permutador de calor A presente invenção diz respeito a um permutador térmico que compreende p«.t» menos um grupo de pelo menos dois elementos térmicos emissores de calorias e/ou frigorias e providos cada um de wmlú menos um orifício de entrada e de pelo menos um orifício de saída ligados por pelo menos uma conduta que atravessa o elemento térmico apto a receber um fliii-dk? t&miCd montado para recuperar as calorias elas frigorias, o permutador térmico que compreende meios de conexão montados para conectar as condutas elas e pelo menos um circuito exterior com o permutador térmico montado para utilizar as calorias e/ou frigorias recueeradas pelo dito fluido térmico. Técnica anterior

De maneira conhecida, os permutadores térmicos tradicionais compreendem elementos térmicos ligados entre eles e com um ou vários circuitos exteriores de fluido térmico através de condutas, ligações e juntas ae hermeticidade. As ligações são de preferência desmontáveis para facilitar a sua montagem e ar opentagutc de manutenção. Essa técnica de conexão leva eito tempo a colocar om pratica e necessita de um número importante ae peças que mmm difícil a ictCâo de hortmtitiílodo desse tipo de psmtf adar té:tr:d,ot> descreve um permutador térmico magneto-caiórico que submetido alternativamente a ur campo magnético gerado por um íman permanente em Cada elemento térmico é provido no mltimo de quatro orifícios cujos dois orifícios de entrada e ócio orifícios -lo saída são ligados dois a dois por condutas e conectados aos circuitos exteriores «Cpént®**' o "frio" pelas jcmfâs girai árias;·. Cada junta qíraãár ia compreende aãta Ij.áaaáaa .. selectivamente as condutas, de acordo com a gucUylo do íman permanente, ncs circuitos exteriores "quente” a "friayía Esse permutador térmico compreende por conseguinte quatro juntas giratórias por elemento térmico, seja quarenta e oito J/igaaááa aos quais se juatasi sete ligayóáa para cada quatro juntas giratórias, sejam vinte e oito ligações a mais, onde faz um total de setenta e seis ligações. Esse oáArá importante de 11 aumenta tanto o vústòe de órgãos mecânicos assim como os riscos de fugas de fluido tfeuttv Mé;i do ícsisg limita consideravelmente as perspectivas de evolução técnica desse permutador sèmiup e torna-o oio rentável. i :i i fim, esse permutador térmico, cujo funcionamento é pouco fiável, ê difícil e dispendioso de realizar. Essa solução não é por conseguinte satisfatória.

Uma outra técnica de conexão, é ilustrada nas publicações tJS-A-4,644,385 e US-A-5,509,468 e prevê substituir as condutas por placas rígidas que integram os canais cie CÍI-U%lãÇ'ã& do fluido de arrefecimento através de radiadores de circuitos electrónicos. Nesse tipo de aplicação, o radiador gm: cada circuito electrónico, placa iucilglíl..,,..., :υοΜ:,::ΐΐΙο para absorver as calorias dissipadas, conectada a uma placa colectora copulada a os permutador de calor, Todavia, a liipglo eeees as álfgriHcás placas e o permutador de calor, necessita de ligações específicas ou flexíveis que integram cm não ee-a válvula. Essa solução não permite por conseguinte livrar-se de peças de conexão e os inconvenientes que lhe são asscciãdos. Além do mais, nesse tipo de aplicãçlco o circuito de arrefecimento é e não evolutivo, o apóèwtlao sendo simplesmente a das calorias.

Exposição da invenção A presente inçaávpw vida minorar esses inconvenientes ao propor um permutador térmico que permite, de maneira eficaz, fiável e por um custo moderado, conectar os elementos térmicos entre eles e com um ou vários circuitos exteriores, limitando ao mesmo tempo os riscos de fuja e o numero de peças mecânicas e facilitando as operações de diaanlaaçáç.:, A invenção propõe um permutador térmico que autoriza a utilização de um numero importante de elementos importantes e/ou vários grupos de elementos térmicos que podem ser conectados de acordo com uma configuração séria, paralela ou mista, i; numero de elementos térmicos e a configuração de conexão que podem ser facilmente ser modificados.

Neste ohjectivo, a invenção diz respeite a a;a pormçtadCÁ térmico do género indicado no preâmbulo, caracterizado pelo facto de que os meios de conexão que compreende pelo menos uma placa de interface chapeada contra os elementos térmicos, que compreendem pelo menos uma canalização provida de oriPlcios de ligação - :· s ' ' em comparação com dos orifícios de entrada e de saída dos elementos téroicoP e montados para definir pelo menos um circuito de interface elementos térmicos e a placa de interface ae acordo com oís Cvr;aa:.li':í em série, paralpia ou misto, a placa de interface sendo igualmente prascloa de pelo mmoB um orifício de chegada e peio menos um orifício de evacuação montados para conectar o circuito de interface no circuito exterior. sffM forma preferida da invenção, os elementos térmicos emitem alternativamente calorias e frigorias e a placa de interface mopc :m;r:o pelo menos duas cotai it3çõoo:f providas cada uma de pelo menos um orifício de chegada, ura orifício de svaruaçao e orifícios de ligaçãcv e montadas para definir dois circuitos de interface distintos conectados criai dois circuitos exteriores.

De maneira vantajosa, c permutados térmico compreende pelo menos dois grupos de elementos térmicos providos cada um de polo menos uma placa do interface e meios de conexão complementares montados para conectar as placas do interface entre elas e os circuitos de interface dos ditos grupos que correspondem de acordo com uma conexão em série, paralela ou mista.

De acordo com uma variante da rculiiação, os meios de conexão compreendem pelo menos duas placas de interface sobrepostas costas com costas, que compreendem cada uma pelo menos uma canalização, um orifício de chegada, um orifício de evacuação e orifícios de ligação conectados com um conjunto de elementos térmicos. Essas placas de 1 oxor fato pcocs orifícios que atravessam dispostos em comparação uns com os outros para definir um circuito de interface comum. A canalização pode ser pelo menos em parte fmrmãSâ por uma rede de orifícios que atravessar, previstos na espessura aa placa de interface e ; ' por bujões em íhmçáo do circuito oe interface a realizar.

A pode igualmente ser pele menos parte por uma ou várias ranhuras instaladas em pelo menos uma face úã placa cte interface e realizadas por maquinagent, gravação ou , Neste caso, os meios de conexão pelo menos imã placa cie ítbLssssotoò sobreposta & placa de interface do lado da tíícèícótv para formar a t A placa de obturação pode ser disposta entre duas placas de interface e montada para formar com cada uma delas uma canalização. Essa placa de obturação pode compreender orifícios que atravessam descarregando nas ditas canalizações e montados para os conectar de acordo com um eodeoiâo em série, paralela ou mista.

De acordo com a realização preferida, a placa de obturação compreende um comutador móvel enrre pelo menos duas posições de maneira a modificar r modo de conexão dos ditos circuitos de interface. Esse comutador pode ser escolhido no grupo que compreende pelo menos uma corrediça, um núcleo, um distribuidor e pode soo por motos de controlo.

Do: preferência, os meios de conexão são realizados num material termicamente isolador e compreende meios de hermeticidade dispostos pelo menos entre os „ ' c térmicos e a placa ae interface, esses meios de hermeticidade podendo ser um revestimento ou tmã folha de "Tcflon", im ajunta liquida, ou similar.

Descrição sumária dos desenhos A presente invenção e as suas vantagens aparecerão descritas na descrição seguinte de vários modos de reat Ittvio com soíooêíoovt oco desenhos em pppho dados a tltair de exemplos não limitativas,: nos quais: -as figuras 1A-C são respectivamente vistas de cima, de lato e cm· cima em transparência da um primeiro modo de realização de uru permutador térmico de acordo com a - a figura 13 é uma vista similar à figura 1C na qual o-s circuitos térmicos quente e frio são esquematizados, as figuras 1E e 1F são vistas m. corte de acordo com as linhas AA e BB da placa de interface única do permutador térmico da figura 10, - as figuras 1G e 1H são vistas mm corte do permutador térmico das figuras anteriores nas quais os circuitos térmicos quente e trio rir esquematizados, as figuras II e 11 são vistas explodidas em perspectiva de cima e de baixo do permutador térmico das figuras anteriores, - as figuras ;2A, 23 e 2D são respectivamente rtafdr explodidas em perspectiva de baixo e do cima e uma vista de lado de um segundo modo de zmlímçàú do permutador térmico de acordo com a invenção, - s timorê 2-C é uma vista i à ti órrr 11 ,¾ permutador térmico da figura 2A, - as tioirrrp 3A e 3B rdr respectivamente ristaa ae cima o de lado de mm terceiro modo de rea J_ ZâÇd,0 do permutador térmico de acordo com a invenção, a figura 3C ilustra a união por sobreposição das placas de interface e da placa de obturação para formar os meios de catSKlo do pèrmntâdPr térmico das figuras 3A,B, as figuras 3D e ?E são vistas explodidas em perspectiva de cima e de baixo do permutador térmico das figuras 3A-

As figuras 4A-D são vistas de lado em corte de vários modos de realização dos meios de conexão do permutador térmico de acordo com a invenção, as figuras 5A, SàfJh são vistas de cima de três outros modos de rtól.i'MÇãc= de permutadores térmicos de acordo çof; Ç as figuras são vistas similares às figuras nas quais os circuitos térmicos quente e frio são esquematizados, as figuras 8Ά e 8B são vistas de cima de ura outro modo de realiza-ão de um permutador térmico de acordo com a irrovcçáC' em que em cada uma delas, uma parte dos circuitos térmicos quente e frio são esquematizados, figuras 9A c 9B são respectivamente vistas em perspectiva explodida parcial e tão explodida completa de crs outro modo ae realização do permutador ,· „~ ~ de acordo com « invenção, e as ΐΑ-ψΜΜ& 10, llémC são vist·*® em perspectiva de outros modos c® m&lim-ção ao permutador térmico ae acordo com a da invenção

Cem referência às figuras e de maneira conhecida, o permutador térmico Ia-o compreende m cm vários grupos 200a-o de térmicos 2a-o emissores de calorias íOdol frigorias suportados por um suporte no qual são fixos por meios de fixação (não representados) permanentes ou tais como por exemplo colagem, soldadura, aparafusamento, encastramento, modelação·.

Nos exemplos ilustrados, os elementos térmicos 2a-o são do tipo magneto-calórico. £ bem sabido que podem ser outro tipo e funcionar de acordo com um outro principio adaptado. Cada elemento térmico 2a-o contém um material magnetc-calórico tal como por exemplo gadolínio (gd) ou um outro ddt<rrllÍl equivalente. Deste modo, o elemento térmico La-o é submetido á presença de um campo magnético, aquece-se e no momento em que o campo magnético desaparece, arrefece a uma temperatura inferior à sua inicial o 0 principio de funcionamento dos permutadores térmicos la-o, dados a titulo de exemplo, consiste por conseguinte submeter alternativamente os elementos térmicos 2a-o à presença e à ausência de um campo ccccciicc e a recuperar as calorias e/ou frigorias sucessivamente emitidas por cada térmico 2a-o através de um fluido térmico em circulação. Pura o efeito, o campo magnético é previsto móvel em relação aos elementos térmicos e/ou variável e cada elemento térmico 2a-o é por pelo ps-nosi uma dCudots 20 cojmc orifícios de entrada 21 e de saída 22 são através de cilios: de conexão 3a-c, ccm um ou vários circuitos exteriores representados) ccs quais o uma atmosfera. fliikfc l;éi:CicO: é nelmccmki e a circulação e as calorias ê/oa frigorias sâo utilizadas arrç£çç¢11 * climatizar cm 0 número de elementos térmicos 2a-o previstos em cada grupo 200a~o pode ;s®r adaptado de acordo com as necessidades e do tipo de funcionamento desejado.

Nos exemplos representados, a conduta 2-0 que atravessa os elementos térmicos 2a-o tem uma forma em U. Pode naturalmente ter outra forma adaptada. De acordo com uma variante de realização não representada, a conduta 20 pode por exemplo compreender uma câmara ítctémã que pode receber o material magneto-calórico por exemplo sob a forma de pastilhas. O campo magnético é por exemplo gerado por imanes permanentes ou por uniões magnéticas (não representadas) sobreponde os elementos térmicos laco e dispostos em quíncômcio para solicitar um elemento térmico Sa-o Sa-o em dois. O campo magnético pode igualmente ser gerado por imanes permanentes (não representados) adjaventes solicitando alternativamente e simultaneamente todos os elementos térmicos 2a-o. Os imanes permanentes são fixos ou acoplados com meios cte oaslccaçlo (não representados) tornando-os móveis em relação aos elementos térmicos 2a-o. Esses meios de deslocação podem ser alternativos, passo a rasso ou continuo, e gerar um deslocação doa irsapod permanentes em rotação, através de rotação, em translação ou em combinação de movimentos e de trajectórias tal como por §>ld um movimento helicoidal, una translação õlrcolpr* um translação sinusoidal ou uma translação qw®. segue mã outra trajectória. adaptada. Os meios dd deslocação por exemplo um motor, um cilindro, cm mecanismo elástico, um: aerogerador, um ρΐρο^ΐο-οΐΐΐκίο· um hídrogerador ou outro =s%io equivalente. Os imanes podddxdsxddd podem igualmente ser alinhados Iddo a loés psra solicitar todos os elementos timicos ae uma mesma série.

De acordo com a Invenção, os meios cte conexão do permutados térmico 2a-o compreende pelo menos uma placa de interface oa-o provida de uma ou várias cm-sll ÉMÇãm 34. Essas canali 2dv;-í:-::·· 34 compreendem orifícios de ligação 30 conectados directamente aos orifícios de entrada 21 e de saída 22 para colocar em cnjtamlc&dio: as condutas 20 dos diferentes elementos òèxodcoe 2a-o e definir im ou várias circuitos de interface 4a-o autorizando a circulação do fluido térmico entre os elementos térmicos 2a-o. Essa placa Se interface 3a-o ê igualmente provida de um c; vários orifícios de chegada 31 e de evacuação 32 destinados a conectar o ou os circuitos de interface 4a-o com um ou vários circuitos exteriores, por exemplo um circuito exterior "quente" e um circuito exterior "frio".

De acordo com os exemplos representados nas figuras 1-8, os permutadares térmicos la-j compreendem cada um único grupo 200a-j de elementos térmicos la-j então em referência às figuras 9-11, os permutadores térmicos lk-ο compreendem cada um vários grupos 200k-o de elementos térmicos Ik-o. Esses diferentes emsmplom têm como objectivo mostrar as múltiplas possibilidades de combinação possíveis com a presente invenção.

Com referência M figuras 1A-J e de acordo com um primeiro modo de realização, c permutador térmico la compreende um grupo 200a de dois organizados de seis elementos térmicas 2al, 2a2 alternados e unidos a um placa de interface 3a que um quadro rectilíneo. Os elementos térmicos 2al, 2a2 são simultaneamente submetidos à proaçuca o à ausência do campo magnético e são ligados à placa de interface 3a de mâJMira o definir dois circuitos de interface 4al, 4a2 dímLòPfòo, Esse féúrfieô la permite deste modo reoureto; fim o: peios elementos térmicos 2al de um primeiro conjunta através de um primeiro circuito ae interface 4al e as frigorias emitidas pelas elementos lérsicob 2a2 de um segundo conjunto através de um segundo circuito de interface 4a2 e vice-versa. A placa de interface 3a pode ser realizada num material termicamente isolador e mecanicamente rigido tal como por exemplo um material com \.· ·;ο;x. v. ivilf vi.wl· material sintético e um outro material equivalente. Ela pode igualmente realizada num marerial termicamente condutor tal como uma mistura metálica, uma porcelana e ser termicamente isolada ao nível das suas paredes exteriores por exemplo através de um revestimento adaptado. Essa placa de interface 3a compreende quatro orifícios cujos dois orifícios de chegada 31 e dois orifícios de evacuação 32 ligados por meios de conexão tradicionais (não representados) com dois circuitos exteriores (não representados) dos quais, um circuito exterior "quente" e um circuito exterior "frio".

Pode-se intercalar meios de comutação indo representados) que permitem balançar um circuito exterior ao outro e vice-versa. Os meios se comutação permitem conectar alternativamente cada circuito de interface 4al, 4a2 ao circuito exterior "quente" depois ao circuito exterior "frio". Por exemplo, compreendem válvulas, distribuidores com comando eléctrico, pneumático, hidráulico ou outro meio adaptado. Os circuitos exteriores compreendem meios de circulação livre ou forçada de um fluido tamiso (não representados) tais como por exemplo uma | ou nooro meio equivalente. Cada circuito exterior "quente" e "frio" é por outm lado provido de um ou vários permutadores tèrodnoo de calorias e frigorias ot outro permite a difusão e a dessas calorias o dessas frígorias. oe acordo com as aplicações, os circuitos exteriores podem ser igualmente por ueóo?» de inversão cu; sentido oo ci;rçul;tgií; do fluido térmico. A placa de interface 3a é montada para se placar contra os elementos térmicos 2a e para assegurar uma conexão por simples contacto sem ligação mecânica ; oiuvrp·'·:'·* n.. Para esse efeito, &lã compreende em comparação com dos orifícios do entrada 21 e de saída 22 de cada elemento térmico 2al, 2a2 dos orifícios de ligação 3ϋ ligados dois a dois através de ranhuras dispostas na face aa placa de interface 3a opostas aos elementos térmicos Sal, 2a2, A placa de interface 3a ê sobreposta a uma placa de obturação 5a dc Lado das ranhuras para formar a canalização 34. A placa de interface 3a, a placa de obturação 5a e os elementos térmicos 2al, 2a2 são reunidos por de hermetícidade folie; representados; tais como por exemplo orno folha de "téflon", uma junta líquida, um revestimento específico. Esses meios de hermeticidadn compreendem, no momento em que são previstos entre a placa de interface lu e os elementos térmicos 2al, 2a2, orifícios de passagem do fluido térmico em comparação com os orifícios de Ligação 30.

As ranhuras são dispostas de maneira a ligar o orifício de 2a2 de cada cio de saída conjunto com SSt.í 1,.:1. OS 6 2 entrada 21 do primeiro elemento ' s . 231, con j unto com c orifício ae chegada 31 e o orifí 22 do último elemento térmico 231, 2a2 ae cada -:.::- OrífíClO 0θ 32. A ΟΟΟίΟΟόΟ dos : entrada e de para element. um dos conjuntos, tároiíbo 2a 1, lio2 térmico 2a.1, 2a2 com

.· as ooíshoros ligando úq de saída 22 de um 2a 1 e 2a2 de

Os g;ioo;o:ntoo té.titioo« c cruzamento dos ligados em série. Ml®; Se evitar todo circuitos de interface 4sf as c aguço uma trajectória an meios espaços dormentes. Essas rannuras podem ser realizadas por exemplo por tdduirrapeép gravação ou modelação. A placa de interface 3a tal como representada, pode ser facilmente adaptada a um número de elementos térmicos 2a mais; elevado aomsadamsaifd ãmidaidr r capacidade térmica dos permutadores térmico ia, 0 funcionamento dos permutadores térmicos la pode sei decomposto on duas etapas entre as quais os meios de comutação são balançados e o campo rscniéf icc? modificado. Deste medo.. em cada mudança de etapa, o primeiro conjunto de elementos térmicos Sal são anteriormente submetidos ao campo magnético e submetidos à ausência di campo magnético e inversamente para o segundo conjunto de elementos térmicos 2a2. Além do mais, c primeiro circuito de interface 4al anteriormente ligado ao circuito exterior «quente" é ligado ao circuito exterior "frio" e inversamente para o segundo circuito de interface 4a2.

Num primeira etapa do funcionamento, os elementos térmicos 2al do primeiro conjunto submetido ao campo magnético de aquecimento e de aquecimento o fluido térmico presente no primeiro circuito oe interface 4al. Ero paralelo-, os elementos térmicos 2a2 do segundo conjunto que não são mais submetidos ao campo r- " ' arrefecem para atingir uma temperatura inferior a sua td&p&irsidfp; de partida e arrefecem o Ouldo iàmico no segundo circuito de interface 4a2.

i" P

PdlM fluò; placa de interface 3a para um dos orifícios de chegada 31. 0 fluido térmico do primeiro circuito de interface <1&1 é reaquecido a urra + tl pelo prlstoifp elemento térmico 2a 1 do rrinoim::: roo lorde; submetido ao coopo v. rdtioo. De seguida é guiado polo canalização 34 para o segundo elemento térmico lai que c raaauaaa cot: uma ' 't · \ + t2 superior a + tl e deste modo de seguida até ao último elemento térmico 2al. De seguida, o fluido térmico reaquecido sai da placa de interface ?a através de un dcs orifícios de evacuação 32 e s guiado paca o circuito exterior "quente" onde as calorias sãs evacuadas, ' í ' e PtiliPidoo por rcmmrplc através de um ou vários permutadores de calorias. .'..PP : ο,-' " p o fluido térmico do segundo circuito de interface 4a2 é arrefecido a uma temperatura - tl pelo primeiro elemento térmico 2a2 do segundo conjunto cão submetido ao campo magnético. De seguida é guiado pela canalização 34 para o segundo elemento térmico 2a2 que o arrefece a uma temperatura - t2 inferior a - tl e deste modo de seguida até ao último elemento térmico 2a2. Efe seguida o fluido térmico arrefecido sai da placa de interface 3a por outro orifício de evacuação 32 e é guiado para o circuito exterior "frio" onde as frigorias são evacuadas, recuperadas e utilizadas por exemplo através ae um ou vários permutadores de frigorias. A segunda etapa é sensivelmente similar à primo iro etapa, as elementos térmicos 2al "aquecedores" corriam-se '•<arrefecedorcs" e os elementos térmicos 2a2 "arrefecedores" "aquecedores". 0 < ' .' pode ser prosseguido alternância da primeira e segunda 0 permutador térmico 1¾ desse primeiro modo de realização poae ser conectado a um outro permutador térmico Ia similar ou rio, em .··<· :· \ -em paralelo ou íticto íílirio/par-aIa· 1:1., Essa conexão pode ser realizada de maneira tradicional através de condutas ou através de uma placa de interface de ligacâo mio representado) colocando em as placas de interface 3a de cada permutador térmico la ou ainda através de uma placa de interface múltipla substituindo as duas placas de interface 3a e a placa de

Melhor maneira de realizar a

Com referência às figuras 2A-D e de acordo com um modo de realização preferida da invenção, c permutador térmico 1B sensivelmente similar ao anterior, é diferenciado pela sua configuração circular, que permite animar os meios magnéticos de acordo com um movimento circular e contínuo no lugar de um movimento rectilíneo e alternativo no caso de uma configuração linear. Compreende a® grupo 2008 de doze elementos térmicos 2bl, 2b2 que se apresentam sob a forma de sectores circulares suportados por uma placa de interface 3 b que forma um anel e prevista de quatro orifícios cujos são dois orifícios de chegada 31 e dois orifícios ae evacuação 32. Os orifícios de . - 30 o a canalização 34 previstos na placa de interface 3b são sensivelmente similares aos anteriores. A placa de interface 3b é copulada a uma placa de bbtubbçllo 5b que compreende orifícios que atravessam 40 previstos em comparação com aos orifícios de chegada 31 e de evacuação 32 da placa de interface 3b. 3s elementos c: c 2bl, 2b2

e a placa de interface 3-b definem dois circuitos de interface 4bl, 4b2. O funcionamento desse permutador t§rmis<> 1b é similar ao amtsriar* C péf-mútsdur térmico 1b desse segundo mobié de rsalioefbo pode isfss&lssimlo ser conectado a um outro permutador térmico lb s-imiiár cu não, em série, em paralelo ou misto pE ΕΧ1 Sl E .· e acordo com e?« terceiro .todo de rtul tragà··;.: ij.ua γ.γεεε peias figuras 3A-E, o permutador térmico 1c compreende um grupo de 200c cuEstituldE por dois purmatEdor®« t&rmicvs sensivelmente similares aos das figuras lÂ-d sobrepostas e combinados. Esse permutador térmico It compreende por conseguinte quatro organizados de seis tN ‘ ;i térmicos 2cl, 2c2 cujos dois organizados são suportadas por uma primeira placa de interface 3cl e os outros dois organizados são suportados por uma segunda placa de interface 3c2 sobreposta a primeira 3cl. Cada placa de interface 3cl, 3c2 ê similar â placa de interface 3a. Ela quatro orifícios cujos dois UEiflciou de chegada 31 e dois de orifícios e evacuação 32, os orifícios de ligação 30 e canalizações 34 organizadas de maneira idêntica, As placas de interface 3cl, 3c2 separadas por uma placa de obturação 5 c que compreende orifícios que atravessam 50 previstos em comparação com os orifícios de chegada 31 e de evacuação 32 das auas placas de interface 3cl, 30:2 para conectar os seus circuitos de interface (não representados) em paralelo. Aà placas de interface 3cl, 3c2 e a placa de obturação 5c são reunidas através de meios de fixação permanentes ou não tais como por exemplo a colagem, a soldádura, a aparafusamento, o encastramento, o encapsulamento. 0 funcionamento desse fsís&tâdof do calor 1c é eeealvêi.Xit.EtE similar àquele dxx figuras 1A-J. âs placas de interface 3cl, 3c2 podem ser realizadas diferentemente, uma ΗρΕρΕο de por eeeepIu elementos térmicos 2cl, 2c2 que ela use em eárie e outra ligação dos oiesdUbud fémtlEOE Íí:tií 2c2 que ela use em porrlelo como descrito mais à frente. No exrsnpiP :3pEuPitE:f os ori ít οιοχε de chegada 31 e de evacuação 32 das duas placas de interface 3cl, 3c2 sdo sobrepostas e ligadas em paralelo pelos orifícios ou® atravessam 50 da placa de depois conectados ass circuitos exteriores.

De acordo com uma primeira variante da realização não representada, è possível conectar as placas de .interface 3cl, Se2 oo série que provi por exemplo que a placa da obturação 5c compreenda: - um orifício de chegada ligado ao orifício de chegada de uma primeira placa de interface 3cl, - uma canalização ligando o orifício de «vscuscãd dessa primeira placa de interface 3cl ao orifício de chegada da segunda placa de interface 3c2, - os orifício de evacuação ligado ao orifício de evacuação da segunda placa de interface 3c2, a canalização podendo ser formada por uma ranhura ou por um buraco.

De acordo ocm uma segunda variante de realização representada pela figura 4a, o permutador térmico ld, cujos únicos meios de conexão são representados, compreende placas de interface 3dl, 3212 separadas por uma placa da obturação 5d interditando toda a passagem do fluido térmico entre elas.

De acordo com terceira variar,", de ríuMlaaois representada pela figura 4d, o permutador térmico le, cujos; odicos ooicio do corMxão ouó v-p; :--0:-::1 , compreende placas de interface 3el, 3od separadas poi - placa úB (mmmç&o 5e provida de orifícios que atravessam 50 que ·>. ;··: v:--> ·:·: Ã 0®M i®· ro definir im circuito de interface comum,

Se soordè com uma quarta variante de realização não o permutador térmico pode compreender placas de interface sobrepostas sem a placa de obturação. Nesse caso, as canalizações dessas placas de interface poaem qcmprooooipç um ou vários orifícios que atravessam 20 que permitem ao fluido uérmico passar de uma para a outra e de definir xm circuito de interface comum.

De acordo com uma quinta variante de realização não representada, o permutador térmico compreende placas de interface cujas qqmqqqzaqdoq não um orifício que atravessa, os circuitos de interface sendo independentes.

As figuras 4c e 4d ilustram uma sexta variante de realização na qual, a placa de obturação 5f compreende um comutador seis móvel entre uma posição aberta (cf. figura 4C) e mm. posição fechada (cf. figura 40). Nã posição aberta, o comutador seis autoriza a passagem do fluido torsd.oo numa parte da placa de obturação 5f, de uma placa de interface 3-fl a outra placa interface 3f2, e define uma parte do circuito de interface, Nà posição fechada (cf. figura 4D), o comutador seis interdita a passagem do fluido térmico através de uma parte da placa de obturação 5-f. Nesse exemplo, o ocMutodor seis é s® núcleo circular provido de saj&uras circulares 60. Na poãiçãc aberta, as ranhuras circulares são alinhadas com os orifícios que “ 30 da placa de odtiiraçid 5f e colocando-os em ' ' Na ' fechada as ranhuras circulares 60 são deslocadas e indmrciitm a sua

De acordo com outros métodos de realização não representados, o comutador seis pode sei ur· corrediça ou um distribuidor cujo · '· ·. em translação e/ou ss; rotação pode ser comandado per meios de controlo acoplados por exemplo aos meios de transmissão -¾¾ imanes permanentes. É igualmente possível prever um comutador seis móvel entre um número superior de posições. 0 comutador seis, de acordo com a sua posição, a sua concepção e %φΜΐ·& cios orifícios que atravessam, permitem efectuar a conexão dos circuitos de interface das placas de interface 3fl, 3Í2 em série, em paralelo ou mista série/paralelo.

Efe acordo com um quarto modo de realização ilustrado pelas figuras 5A e 5B, o permutador térmico lg compreende um grupo 200g de dois organizados de quatro elementos de interface 2gl, 2yS suportados por e placa de interface 3y que formam um quadro rectilíneo. Essa placa de interface 3y compreende duas canalizações 3 4 montadas de maneira a ligar em paralelo: - todos os orifícios de entrada 221 dos elementos térmicos 2gl de um primeiro conjunto com um primeiro orifício de chegada 31, - todos os orifícios de saída 22 dos elementos luirmi coo 2gl do primeiro ccr-juntõ com urs primeiro orifício de evacuação 32, e de maneira rioiisr, - todos os orifícios de entrada 21 e ám saída 22 ãm elementos térmicos 2g2 do segundo conjunto 2 respectivamente com os segundos orifícios ae PhsQstis 31 e de evacuação 32.

Essa oeste moao cúciisir dois circuitos ds interface 4g 1 e 4g2 em cada am sor quais os de interface 2gl e 2y2 são respectivamente conectados em paralelo. Como nos exemplos anteriores, os orifícios de chegada 31 e do sssrsue:epg 32 da placa d® interface 3g são conectados aos dois circuitos exteriores. 0 funcionamento desse permutador térmico Ig pode ser decomposto em duas etapas: - uma primeira etapa na qual os elementos térmicos 2gl do primeiro conjunto que são submetidos ao campo magnético de aquecimento e dê aquecimento simultaneamente o fluido térmico, apresenta no primeiro circuito de interface 4gl e, no qual de maneira simultânea, os elementos térmicos 292 do segundo conjunto que não são mais submetidos ao campo magnético se arrefecerem e arrefecem simultaneamente o fluido térmico presente no segundo circuito de interface 4g2, e - uma segunda etapa na qual a situação é inversa, os elementos térmicos 2gl do primeiro conjunto que nâo são mais submetidos ao campo magnético se arrefecerei; e os elementos térmicos 2g2 do segundo conjunto que são submetidos ao campo magnético de aquecimento. A passagem de um-s etapa para a outra é obtida através de meios de comutação e de deslocação do campo magnético.

Nessa configuração paralela, os fluidos térmicos entram simultaneamente na placa de interface 3q pelos dois orifícios de chegada 31. 0 fluido térmico Pd §srid:did® circuito de interface 4gl 1 simultaneamente rlPíplírido a uma íncipotiasurt t pelo conjunto dos elementos dèspilddd 2gl ao priísdiro conjunto tdittoõício ao campo msgeéitdtt* De seguida é guiado para o exterior da pises de interface 3g por un primeiro orifício de evacuação 32 para o circuito exterior "cjuente" ord® as calorias ytso evacuadas, recuperadas e utilizadas por exemplo st:rsvt.i de um ou vários permutadores de calorias. M mesmo tempo, o fluido térmico ao segando circuito 4q2 é simultaneamente arrefecido a uma temperatura - r pelo conjunto dos elementos tétmccs 2g2 do segundo conjunto não submetido ao campo magnético. Et seguida é guiado para o exterior da placa de interface 3g pelo segundo oriflció de evacuoçlo 32 para o circuito exterior "frio" onde as frigorias são evacuadas por exemplo através de um ou vários permutadores de frigorias.

Gbm referência Is figuras 6A e 6Β e de acordo com um quinto modo de realização, o permutador térmico Ih, sensivelmente similar ao anterior, é diferenciado pelas suas canalizações 34 que são formadas por uma rede de orifícios que atravessam previstos na espessura aa placa de interface 3h. Esses orifícios que atravessam, realizados por exemplo por modelagem, maquinagem ou outra técnica adaptada, são providos de bujões (não representados) que permitem obturar selectivamente para ítucmr os ciiccutco de interface 4hl, 4h2. De acordo com a configuração escolhida, esses orifícios que atravessam podem ser previstos a um mesmo nível na placa de interface 3h ou níveis diferentes que permitem evitar as intersecções. Essa tcicçdm apresenta a vantagem de cão cccccc^itmc ae placa de obturação. 0 funcionamento desse permutador térmico lh é similar ao anterior, m elementos 2hl, 2h2 de cada ονχφίούο sendo conectados em paralelo para definir os dois c:; rvcílrc;.·;: do interface dh!, 4h2.

Som mofdxdrcia da figuras 7A e tc e de mo Omito com um sexto modo de realização, o permutador térmico li, similar àquele das figuras 5A e 5B, é diferenciado pelo facto de que cada um desses elementos tirmlcói 2i é atravessado por duas oandutas e eomer&enae por conseguinte quatro orifícios calos dois orifícios de entrada 21 e dois orifícios de salda 22. As 03:t-ar-itSí'dosiO 34 da ae interface 3i conectando sisíi ;odos cs elementos térmicos 2i a um primeiro circuito do interface 4i1 e esses mesmos elementos térmicos 2i a um segundo circuito de interface 4i2, esses circuitos de interface 4il e 112 sendo independentes. 0 funcionamento desse permutador térmico li pode ser decomposto em duas etapas representadas de maneira esquemática e sobrepostas psla figura 7B: - uma primeira etapa na qual todos cs elementos térmicos 2í são submetidos ao campo magnético de aquecimento e de aquecimento do fluido térmico presente no primeiro circuito de interface 4il, - uma segunda etapa na qual todos os elementos térmicos Si não são mais submetidos ao campo magnético, se arrefecerem e arrefecendo o fluido térmico presente no segundo circuito de interface 412. A passagem de uma etapa ϊ outra é obtida por exemplo por a! ioionbovio alternativa de electroímanes fixos previstos em comparação com dos elementos iámtcoo 2i. Esse permutador térmico li pode ser Sem entendido como combinado a um outro permutador térmico li similar ou não pelo desvio angular de uma placa de interface de ligaçld de outro meio adaptado.

As figuras 8A ilustram um permutador térmico Ij sensivelmente similar ao anterior. Os elementos térmicos 2jl e 2 j 2 suportados peia placa de interface 3) são atravessados por du&s condutas conectadas em série. 0 desse permutador térmico Ij pode ser decomposto em duas etapas, representadas separadamente pelas figuras 8A e 88, sensivelmente similares ás duas etapas do permutador de calor Ia das figuras 1A-J. Essa configuração é paMPaoIaf porque as condutas 20 dos elementos 2jl, 2j2 e as canalizações 34 definem quatro M.MiiifM ae interface 4jl, 4j2, 4j3 e 4j4. Com efeito, esse permutador térmico lj permite franquear meios de ctctitaçãs necessários para conectar alternativamente os elementos térmicos lj ass circuitos exteriores "quente e frio". Esse permutador térmico lj pode bem ser entendido como combinado o um outro permutador térmico lj similar ou Mo pelo desvio angular de placa de interface de ligação ou de outro meio adaptado.

Com referência às figuras 9-11, os permutadores térmicos lk-o compreendem Maios grupos 200k-o de elementos térmicos 2k-o e meios de conexão complementares 300k-o volocando-os em comunicação. Nesses exemplos, os meios de conexão complementares são acoplados à'S piaeas de interface 3k-o e ccmprcsMam uma ou várias complementares 340 ligando as canalizações 34 (Mo representadas nestas figuras) de cada um desses grupos 200k-o.

No exemplo ilustrado pelas figuras 9A e 9B, o permutador térmico Ik compreende dois grupos 200k, 200k' de elementos térmicos 2k, 2k' providos cada um de uma placa de interface 3k, 3k' sensivelmente similar àquela das figuras 28-C. As placas de interface 3k, 3kf compreendem prolongamentos laterais Iwfc 300k' que se estendem axialmente que compreendem «ma canalização 31C e que definem v·"· sel cc de conexão DOTpisMtâréS < a ca:':a.1 s açM 34C de cada ρ· ·«amom-maM lafacal 300k, 300k’ compreende duas condutas 341, 342 e dois orifícios de conexão 343 para ura circuito exterior ;>u para urna outra placa de interface. Os grupos 200k, 200k' são sobrepostos de maneira a que as iditdtdsr 4 342 são dispostas m prolongamento umas das outras. As condutas 341, 342 são deste modc previstas para definir um circuito ae complementar ligando os circuitos de interface de cada grupo 200k, 200k' em série, em paralelo ou de acordo com uma combinação mista série/paralelo. 0 permutador térmico 11 representado pela figura 10 é construído de maneira sensivelmente similar ao anterior. Ele compreende quatro grupos 2005, 2001', 2001F5 de elementos térmicos 21, 2111, 21*8 (onde unicamente três são representados), suportados por dois pares de placas de interface 31, 31' que permitem dispor os grupos 2001, 2001', 2001s sí lado a lado dois a dois e empilhados. Cada par de placas de interface 31, 31' compreende um prolongamento lateral 3001, 3001' condutas 3 342 providas e de orifícios de conexão ((não representados) previstas para definir ara. circuito de conexão complementar ligando os circuitos de interface aos grupos 2001, 2001', 2001em série, em paralelo ou de acordo com uma combinação mista série/paralela. É o melhor smtfcTKliSss possível prever as placas de interface triplas ou outras que permitem multiplicar os grupos de elementos térmicos.

Os permutadores térmicos lm-o representados pelas figuras 11A-C são construídos de maneira sensivelmente similar àqueles das figuras 3A-E. C permunaoor :érm: co Im da figura II & itMprSícada tris grupos 203-,, .;I:"d, 20Qm' ' de elementos làmítóa 2m, f 2m' ' sch ror- cecor ora. placas do In. ter la co 3m, , Duas ,í;;VÍÍ placas ae interface 3m',im'* compreendem dois prolongamentos Laterais 3-0-0m, 300n' providos de condutas 341,342 e orifícios de conexão 343 para definir mm círcait© de conexão complementar que lias ou circuitos cia interface dos diferentes grupos em série, em paralelo ou de acordo com uma combinação cáfúa/naroleio, 0 permutador térmico In da figura 11B compreende dois grupos 200n, fCdas' de elementos térmicos 2n,2n' suportados por uma placa de interface 3n única que permite alinhar os grupos 300:% xvOfd 1Mb a lado. Esta placa de interface 3n compreende uma canalização complementar >Me representada) que permite conectar ou circuitos de interface dou grupos 20-0-n, 2-Q-O-n' em série, em paralelo ou de acordo com uma combinação iéfiõ/p&rãlfí.la, Ela compreende além do mais orifícios de conexão 343 que autoriza a sua conexão com um circuito exterior ou com uma outra placa de interface. O permutador térmico lo da figura 11C combina os dois exemplos anteriores ao permitir a sobreposição combinada com a disposição lado a lado de três qrupos 200o, 200o' de elementos térmicos 2o, 2o', 2o·'1 e e sua ligação por um circuito complementar através de duas placas de interface

Esses últimos modos de roailcasão permitem modular à vontade a ootsfigoraeã* e o funcionamento dos permutadores térmiovó de acordo com a invenção r obter ama foiça térmica mais importante ou ama intensidade fêooáco mais elevada.

Nesses exemplos, os magnéticos são gerados por imanes permanentes, ligações magnéticas móveis ou dl&ôirçiPâ&dSí fixos a.I mièçbudoov Pode ser bem entendido serem geraaos por um outro· meie: aquivoiooto.

Possibilidades de aplicação industrial Eíst,® descrição coloca Dem era evidência que a pamMd:adòj·· térmico la-o de acordo com a invenção permite responder aos objectivos fixos. Permite nomeadamente ligar de msdira fiável e simples, um numero importante ae tMrstntôa térmicos 2a-c ao substituir as condutas e ligações tradicionais por uma placa de interface da-d que integra as canalizações 34 sob a forma de rannuras e/ou orifícios e as ligações sob a forma de orifícios de ligação 30 e orifícios que atravessam 40, 50. Essa interface autoriza 4 vez a conexão de elementos térmicos 2a-o de um mesmo grupo 200a-o e/ou vários grupos 200a-o distintos e/ou vários permutadores térmicos em série, em paralelo oa nisto e permite obter deste modo configurações actualmente difíceis de ver e impossíveis de realizar. Ela permite uma redução considerável do número de peças mecânicas que aumentam a fiabilidade de utilização, que limita os fugas e que reduz o custo de fabrico e de manutenção do permutador térmico la-o.

Esse tipo de permutador térmico la-o pode ser utilizado para toda a aplicação industrial ou doméstico de arrefecimento, de aquecimento, climatização, de temperagem. & presente invenção não está limitada aos exemplos de realização descritos mas estende-se a toda a mmilduie&vio e mcLáut© para um especialista na matéria permanecendo ao tempo na extens-ão da definida nas reivindicações em

Claims (11)

1. Permutador térmico (ia-o) que compreende pelo menos um grupo (200a-o) de pelo menos dois elementos 2; . > (2a-o) emissores de calorias e/ou friqorias e providos cada um de pelo menos um orifício de entrada (21; e de peio menos um orifício de saída (22] ligados por pelo menos uma conduta (20) que atravessa o dito elemento térmico (2a-o) apto a receber um fluído térmico montado para recuperar as ditas calorias e/as friqorias? o dito permutador térmico ua^-cd que compreende meios de conexão (3a-o) montados para conectar as ditas condutas (20) entre elas e pelo menos um circuito exterior com o dito permutador térmico montado para utilizar as calorias e/ou frigorias recuperadas pelo dito fluido térmico, caracterizado pala facto de «pa os ditos meios de conexão compreendem pelo menos uma placa de interface (3a-o) chapeado contra os ditos elementos térmicos (2a-o), que compreendem pelo menos uma canalização (34) provido de orifícios de ligação (30) dispostos em comparação com dos orifícios de entrada (21) e de saída (22) dos ditos elementos térmicos (2a-c) e montado para definir pelo menos um circuito de interface (4a-o) que autoriza a atrais do fluido térmico entre os ditos elementos térmicos (2a-o) e a dita placa, de interface (3a-o) de acordo com uma conexão em série, paralela ou mista, a dita placa de interface í3a-o) compreende igualmente pelo menos um orifício de chegada (31) e raio menos um orifício de evacuação (32) montados para conectar o circuito de iaíatrfaos no dito circuito exterior. 2. tà:micú (la-o) de acordo com 3: r®i.:rin.ciicpç«c: 1, tzwmct ZãéB pelo facto Se que os ditos elementos térmicos (2a--o; emitem pla&prePtlvapMPto o frigorias e em que a dita pipos de interface (3a-o) compreende pelo menos duas canalizações lis}# providas cada uma de pelo menos imi orifício de chegada (31], um orifício de evacuação (32) e orifícios de ligação (305, e montados peça definir dois circuitos de interface (4a-o) distintos conectadas com dois circuitos exteriores.

3. Permutador térmico (lk-o) de acordo com a rtómndieâçáe i, caracterizado peio facto de e compreende pelo menos dois grupos de elementos térmicos (2k-o) providos cada um cte pelo menos uma placa de interface (3k~c) e meios de conexão complementares (¾¾¾) montados para conectar as ditas placas de interface (3k-o) entre elas e os circuitos de interface dos ditos grupos (200k-o) que correspondem de acordo com uma conexão em série, paralela ím.í mista.

4.Permutador térmico (lc-ο) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de os ditos meios de conexão compreendem pelo menos duas placas de interface V v''-' ( t· sobrepostos costas a costas, que compreendem cada um pelo menos uma canalização (34), um orifício de chegada (31), s orifício de evacuação (32) e orifícios de ligação (30) conectados com un conjunto de elementos térmicos (2c-2£) .

5. Permutador térmico U/dÇl.1);: de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo facto de que as ditas placas de interface (ιοίpqel-mlfl compreendem orifícios que atravessam (50) d:í.ápcmte:á em comparação um com o outro para dotinlr um circuito de interface comum.

6.Permutador térmico (lh) de acordo ccm a roitlmio caracterizado pelo facto de qçe a dita corcdo:rocsc pelo menos em parte formada por uma rede de orifie (34) 1 atravessam previstos na espessura da dita placa de interface i3h) e obturados por em fsúrpo do circuito de interface (4h) a realizar. 'd,idir:Metaídor térmico a - , 1 j-o) de acordo com a Λ1 y:lodicação 1/ caracterizado pelo facto de que a bifa canaiização (34) é pelo menos em parte formada por uma ou várias ranhuras instaladas em peio menos uma face da dita iilmó» cio 'intMttmk íuskííç 31-v:;, 3 , Poorbdifodo r fénsloo a - ]j-o) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de que as ditas ranhuras são realizadas por maquinagem, gravação ou modelação.

9.Permutador térmico (la-g, i - de acordo com a 7, caracterizado pelo facto de gue os ditos meios de compreendem pelo menos uma placa de obturação 31} sobreposta à dita placa de interface (3a-g, 3j) do Lado das ditas ranhuras para formar a dita canalização (34).

10.Permutador térmico ílc-f) de acordo com as reivindicações 5 e 9, caracterizado pelo facto de e a dita placa de obturação (4c-f) está disposta entre duas placas de interface (3ci, iPdbdif 3. * 3f2) para formar com cada una delas a dita canalização (34). 1Ϊ .Permutador térmico Π.ούΙΟϊΙΓ: de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo Pacto; de que a dita oloco d« (5c,Cç,5f) compreende orifícios que atravessam (50) descarregando nas ditas csbclibcpfes (34) o montados po.ro os conectar de acordo oco;, amo OOrocolo bc série, paralela ou mista, 11, caracterizado pelo facto de que a dita placa de obturação (51) aospre&PPPB um comutador (6) móvel entre pelo menos duas posições de maneira a mdííbMt o modo de conexão dos ditos circuitos de interface.

13. Permutador térmico (1f) de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo facto de que o dito comutador (6) â escolhido no grupo que compreende pelo menos uma corrediça, um núcleo, um e em que è comandado pçr mmxm de controlo.

14. Permutador térmico íla-o) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto ae que os ditos meios de conexão compreendem meios de hermeticidade dispostos pelo menos entre os ditos elementos térmicos (2a-o) € a placa de interface íca-©;.

15. Permutador térmico (Ia-o) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado polo facto de que os ditos meios de hermeticidade são escolhidos ao grupo que compreende um revestimento ou orno foiha de "Téflon"f uma junta Liquida.

16, Permutador têmícú (Ia-o) de acordo com a reivindicação I, caracterizado pelo facto de que os ditos meios de conexão sâo realizados pelo menos em parte num material termicamente isolador,