PT1917093E - Dispositivo melhorado para secagem a frio - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

DISPOSITIVO MELHORADO PARA SECAGEM A FRIO A presente invenção relaciona-se com um dispositivo melhorado para secagem a frio.

Em particular, a presente invenção relaciona-se com um dispositivo para secagem a frio, que compreende um permutador de calor cuja parte principal é o vaporizador de um circuito de arrefecimento o qual também compreende um compressor que é accionado por um motor, um condensador, meios de expansão entre a saida do condensador e a entrada do vaporizador, um dispositivo de controlo para controlar o motor acima mencionado e meios de medição lá acoplados, enquanto a parte secundária do permutador de calor é parte de um tubo para o gás a ser seco, em que neste tubo é colocado um separador liquido na saida da parte secundária do permutador de calor. 0 ar comprimido, o qual é fornecido, por exemplo, por um compressor, é na maioria dos casos saturado com vapor de água ou, por outras palavras, tem uma humidade relativa de 100%. Isto significa que, em caso de uma redução de temperatura abaixo do que é chamado ponto de condensação, irá existir condensação. A água condensada origina a corrosão nos tubos e ferramentas, e os aparelhos podem desgastar-se prematuramente. É por isso que o ar comprimido é seco, o que pode ser feito com o dispositivo para secagem a frio acima mencionado. Outros gases podem também ser secos com tal dispositivo. A secagem a frio é baseada no principio que ao baixar a 2 temperatura do ar ou gás no vaporizador, a humidade no ar ou gás irá condensar, após o que a água condensada é separada num separador de líquidos e após o que o ar ou gás é aquecido de novo, de tal modo que este ar ou gás não estará mais saturado. 0 mesmo se aplica a qualquer outro gás que não ar, e cada vez que nos refiramos a ar, o mesmo também se aplica a qualquer outro gás que não ar. Já é conhecido um dispositivo para secagem a frio, pelo que os meios de medição acima mencionados são feitos como meios para medir a pressão ou temperatura do vaporizador, pelo que o circuito de arrefecimento é ligado ou desligado com base nos valores medidos que provêm dos ditos meios de medição.

Se for registada a retirada do ar comprimido, o circuito de arrefecimento é ligado e assim que a retirada do ar comprimido parar de novo, o circuito de arrefecimento é parado de novo também.

Uma desvantagem de tal método tão conhecido é que o permutador de calor, após o circuito de arrefecimento ter sido desligado, irá aquecer visto que não existe mais arrefecimento.

Quando, subsequentemente, o ar comprimido é desligado de novo enquanto o permutador de calor está ainda relativamente quente, os picos de temperatura e ponto de condensação podem ocorrer instantaneamente no ar comprimido fornecido, visto que o gás a ser seco no permutador de calor não está então suficientemente arrefecido para fazer 3 com que a água no dito gás esteja condensada seca à capacidade máxima.

Também já é conhecido um dispositivo para secar a frio, contendo uma massa térmica, por exemplo na forma de uma mistura de água e propilenoglicol, para arrefecer o ar comprimido.

Com tais dispositivos conhecidos, o circuito de arrefecimento é apenas usado para arrefecer a massa térmica acima mencionada, de tal forma que o compressor neste circuito de arrefecimento pode ser desligado assim que a massa térmica atinja uma certa temperatura, para que possa ser poupada energia.

Uma desvantagem de tal dispositivo conhecido é que o circuito de arrefecimento, devido à presença da massa térmica acima mencionada, deve ser muito pesado e de tamanho considerável.

Outra desvantagem de tal dispositivo conhecido é que, devido às peças adicionais tais como um reservatório e/ou um permutador de calor adicional, a construção do circuito de arrefecimento é relativamente dispendiosa e complicada e a sua montagem muito demorada. A presente invenção pretende remediar uma ou várias desvantagens acima mencionadas e outras.

Para este fim, a invenção relaciona-se com um dispositivo para a secagem a frio do tipo acima mencionado, pelo que os meios de medição acima mencionados são pelo menos feitos como meios para medir a menor temperatura do ar do gás a ser seco, meios para medir a temperatura ambiente e um 4 caudalímetro no tubo acima mencionado para o gás a ser seco, pelo que o dispositivo de controlo acima mencionado pode ser comutado em pelo menos dois modos de utilizador, nomeadamente um primeiro modo de utilizador no qual o circuito de arrefecimento é apenas activado quando o fluxo do gás a ser seco medido através do tubo acima mencionado excede o valor predefinido e no qual o circuito de arrefecimento é desligado cada vez que a menor temperatura do ar cai para o valor mínimo predefinido, e mantém-se desligado até a menor temperatura do ar ter atingido um certo valor superior, e um segundo modo de utilizador no qual, ao controlar o circuito de arrefecimento, a menor temperatura do ar medida é mantida dentro de um certo alcance o qual é uma função da temperatura ambiente. A menor temperatura do ar ou MTA, significa aqui a menor temperatura do ar a ser seco, a qual ocorre durante a secagem a frio e a qual é, em princípio, atingida na saída para o gás a ser seco, da parte secundária do permutador de calor. 0 MTA dá sempre uma boa indicação do ponto de condensação do ar, desde que haja uma ligação entre os dois.

Uma vantagem de tal dispositivo é que a temperatura do permutador de calor é sempre restrita, visto que o circuito de arrefecimento é ligado de novo quando a medição MTA ou o ponto de condensação se torna muito alto, evitando deste modo picos.

Visto que o valor superior acima mencionado para a MTA no primeiro modo de utilizador e o alcance acima mencionado para a MTA no segundo modo de utilizador pode ser ajustado como pretendido, um ponto de condensação pode ser garantido em todas as temperaturas ambientes o que é suficientemente 5 baixo para evitar a corrosão ou condensar na rede de ar comprimido seguindo o dispositivo para a secagem a frio.

Outra vantagem de tal dispositivo, de acordo com a invenção, é que não é necessária massa térmica extra e que pode ser poupada energia de um modo muito simples, visto que o circuito de arrefecimento é desligado atempadamente, por exemplo, quando não existe ar comprimido para ser seco visto que não existe nenhum consumo de ar comprimido.

Outra vantagem é que, graças à presença do caudalimetro acima mencionado, é possível desligar o circuito de arrefecimento, por exemplo, no caso de nenhuma carga, para que possa ser poupada mais energia.

De modo a melhor explicar as características da presente invenção, a seguinte realização preferida de um dispositivo melhorado para secagem a frio, de acordo com a invenção, é dada apenas como um exemplo, com referência aos desenhos em anexo, nos quais: A figura 1 representa um dispositivo melhorado, de acordo com a invenção, para secagem a frio; A figura 2 representa, para o primeiro modo de utilizador de um dispositivo de acordo com a invenção, um possível curso dos valores máximo e mínimo de MTA como uma função da temperatura ambiente; A figura 3 representa um possível curso do alcance da MTA como uma função da temperatura ambiente para o segundo modo de utilizador do dispositivo, de acordo com a invenção; 6 A figura 4 representa uma variante de acordo com a figura i; A figura 5 representa uma variante de acordo com a figura 3 . A Figura 1 representa um dispositivo 1 para secagem a frio, o qual consiste principalmente de um permutador de calor 2 cuja peça primária forma o vaporizador 3 de um circuito de arrefecimento 4, no qual estão também erigidos sucessivamente um compressor 6, accionado por um motor 5, um condensador 7, e uma válvula de expansão 8.

Este circuito de arrefecimento está cheio de fluido de arrefecimento, por exemplo, Freon R410a, cuja direcção de fluido é representada pela seta 9. A peça secundária do permutador de calor 2 é parte do tubo 10 para o ar húmido a ser seco, cuja direcção de fluxo é representada pela seta 11.

Após o permutador de calor 2, isto é, na sua saída, está erigido um separador de líquidos 12 no tubo 10.

Este tubo 10, antes de atingir o permutador de calor 2, pode estender-se parcialmente através de um pré-arrefecedor ou um permutador de calor de recuperação 13 e então, após o separador de líquidos 12, estende-se de novo pelo permutador de calor de recuperação 13, em fluxo paralelo ou em contra fluxo até à parte acima mencionada. A saída do tubo 10 acima mencionado pode, por exemplo, ser ligada a uma rede de ar comprimido, a qual não está representada nas figuras, à qual os consumidores de ar 7 comprimido estão ligados, por exemplo, ferramentas que sao accionadas por ar comprimido. 0 permutador de calor 2 é um permutador de calor a liquido/ar e pode ser concebido como formando um todo com o possível permutador de calor de recuperação 13, o qual é um permutador de calor a ar/ar. A válvula de expansão 8 é, neste caso, feita com a forma de uma válvula termostática provida entre a saída do condensador 7 e a entrada do vaporizador 3 e cujo elemento termoestático é acoplado de forma conhecida através de um tubo 14 a um ampola 15 provido na saída do vaporizador 3, por outras palavras, entre o vaporizador e o compressor 6, no circuito de arrefecimento 4. É claro que a válvula de expansão 8 acima mencionada pode ser feita de muitas maneiras diferentes, como por exemplo, na forma de uma válvula electrónica a qual é ligada a um manómetro de temperatura colocado na extremidade afastada do vaporizador 3 ou a seguir ao mesmo.

Em alguns pequenos secadores a frio 1, a válvula de expansão 8 pode ser substituída por um tubo capilar. 0 compressor 6 é, por exemplo, um compressor volumétrico o qual, à mesma velocidade rotacional, entrega praticamente o mesmo volume de fluxo, por exemplo, um compressor em espiral, ao passo que o motor 5 é um motor eléctrico ligado a um dispositivo de controlo 16. 0 dispositivo de controlo acima mencionado 16 o qual, de acordo com a invenção, pode ser comutados entre pelo menos dois modos de utilizadores os quais são daqui por diante 8 discutidos com mais pormenor, pode por exemplo ser feito na forma de uma PLC e é também ligado, de acordo com a invenção, aos meios de medição os quais, de acordo com a invenção, são pelo menos feitos na forma de meios de medição 17 para a menor temperatura do ar (MTA) do gás a ser seco, meios de medição 18 para a temperatura ambiente Tamb e um caudalímetro 19.

Os dispositivos de medição 17 acima mencionados para a MTA são preferencialmente providos no local onde a menor temperatura do ar do ar a ser seco pode ser realmente esperada, a qual é, neste caso, logo após a parte secundária do permutador de calor 2 e de preferência antes do separador de líquidos 12.

De acordo com a invenção, não é excluído que os meios de medição 17 para medir a MTA sejam substituídos por meios de medição para medir o ponto de condensação, os quais são preferencialmente providos perto da saída da parte secundária do permutador de calor 2 acima mencionado. Consequentemente, cada vez que os meios de medição 17 para medição da MTA sejam aqui mencionados, também os meios de medição para medir o ponto de condensação podem ser aplicados de acordo com a invenção.

Os meios de medição 18 acima mencionados para medir a temperatura ambiente (Tamb) são de preferência colocados na rede de ar comprimido, os quais fazem uso do ar seco através do dispositivo 1, em particular, perto dos consumidores finais deste ar comprimido, por exemplo, perto das ferramentas que são accionadas por este ar comprimido seco.

Alternativamente, os meios de medição 18 para a temperatura 9 ambiente podem também ser providos em outros locais. No caso do ar comprimido a ser seco vir, por exemplo, de um compressor, a entrada do mesmo parece afinal ser um bom posicionamento para os meios de medição 18 acima mencionados para a temperatura ambiente.

De acordo com a invenção, os meios de medição 18 podem também ser providos no dispositivo 1 para arrefecimento a frio, mas devem sempre ser colocados de tal modo que possa ser possível medir a temperatura ambiente média. 0 caudalímetro 19 acima mencionado é provido no tubo 10 acima mencionado para o gás a ser seco, neste caso após o permutador de calor de recuperação 13. É claro que este caudalímetro 19 pode ser provido em qualquer parte do tubo 10 .

Neste caso, o caudalímetro 19 é feito na forma de um sensor o qual, assim que o fluxo de gás predefinido flui através do tubo 10, emite um sinal de saída mas não determina mais a magnitude do dito fluxo de gás através do tubo 10.

Em outra realização de um dispositivo 1 de acordo com a invenção, não é excluído, evidentemente, usar um caudalímetro 19 que meça a magnitude do fluxo de gás através do tubo 10, de tal modo que este possa ser considerado ao controlar o circuito de arrefecimento 4. O funcionamento de um dispositivo melhorado 1, de acordo com a invenção, para secar a frio é muito simples e do modo que se segue. O ar a ser seco é alimentado através do tubo 10 e deste modo, através do permutador de calor 2, por exemplo, em 10 contra fluxo para o fluido de arrefecimento no vaporizador 3 do circuito de arrefecimento 4.

Neste permutador de calor 2, o ar húmido é arrefecido, como resultado do condensado ser formado, o qual é separado no separador de líquidos 12. O ar frio, o qual contém menos humidade em termos absolutos após o dito separador de líquidos 12, mas mesmo assim com uma humidade relativa de 100%, é aquecido no permutador de calor de recuperação 13, como resultado do qual a humidade relativa diminui para, de preferência, menos de 50%, ao passo que o ar fresco a ser seco já está parcialmente arrefecido no permutador de calor de recuperação 13 antes de ser fornecido ao permutador de calor 2.

Assim, o ar na saída do permutador de calor de recuperação 13 é mais seco do que na entrada do permutador de calor 2. O funcionamento do circuito de arrefecimento 4 é já conhecido como tal e é do seguinte modo.

No condensador 7, o fluído de arrefecimento gasoso, o qual é aquecido pela compressão no compressor 6, é arrefecido até se tornar líquido, para descarregar calor para o ambiente, o uso pode ser feito, por exemplo, através de um meio de arrefecimento, tal como por exemplo, ar.

Graças à válvula de expansão 8, o fluido de arrefecimento líquido expande para uma pressão constante de vaporização, o que implica, obviamente, uma descida de temperatura.

Ao aplicar uma válvula de expansão 8 termoestática e uma ampola 15 na forma conhecida, irá sempre haver 11 sobreaquecimento após o vaporizador 3, de modo que não exista perigo do fluido de arrefecimento entrar no compressor 6, e como consequência, não há necessidade de um separador de líquidos no circuito de arrefecimento 4.

De acordo com a invenção, a MTA do gás a ser seco é preferencialmente mantida dentro de certos limites, de modo a prevenir o congelamento do vaporizador 3 devido à MTA demasiado baixa, por um lado, e para assegurar que o ar ainda está suficientemente arrefecido de modo a permitir, por outro lado, a condensação.

Quando o primeiro modo de utilizador do dispositivo de controlo 16 é seleccionado, o circuito de arrefecimento 4 é desligado cada vez que a MTA do gás a ser seco desce para um valor A mínimo predefinido, representado na figura 2 e o qual é constante neste caso e de preferência, mas não necessariamente, igual a Io C. 0 valor A mínimo estabelecido acima mencionado para a MTA pode também ter outro curso de acordo com a invenção, mas deve ser suficientemente alto em todos os valores da temperatura ambiente para evitar a congelação do meio de arrefecimento no circuito de arrefecimento 4.

Quando a MTA atinge então um certo valor B superior, o circuito de arrefecimento 4 é iniciado novamente pelo dispositivo de controlo 16 acima mencionado à medida que o motor 5 acima mencionado é activado de novo.

Neste caso, o dispositivo de controlo 16 é provido com um algoritmo como uma função da temperatura ambiente Tamb e o qual é usado para calcular o dito valor B superior da MTA. 12

No exemplo da figura 2, a curva B tem um curso constante abaixo de um certo primeiro valor Ta da temperatura ambiente ao passo que tem um curso ascendente linear acima do primeiro valor Ta. É claro que o valor B superior acima mencionado pode também ter muitos outros cursos, tais como, por exemplo na forma de uma função degrau ou um valor constante. Por isso, não é requerido, de acordo com a invenção, que este valor B superior seja calculado como uma função da temperatura ambiente Tamb medida.

De acordo com a invenção, o dispositivo de controlo 16 também considera medidas do caudalimetro 19 acima mencionado no dito primeiro modo de utilizador, tal como o circuito de arrefecimento 4 é apenas activado quando o fluxo de gás medido a ser seco através do tubo 10 acima mencionado excede um valor estabelecido.

Desta forma, é evitado que o circuito de arrefecimento 4 se mantenha operacional quando o dispositivo 1 para a secagem a frio não é de todo carregado ou apenas para uma extensão limitada, o que ajuda a poupar energia.

De preferência, mas não necessariamente, o dispositivo de controlo 16 acima mencionado é ligado a meios de sinalização, não representados nas figuras, os quais indicam quando a MTA medida do gás a ser seco desce para um certo valor de sinal C e os quais podem ser feitos na forma de um LED, uma luz intermitente, um alto-falante ou qualquer outro meio de sinalização ou uma combinação destes meios. 13

Nesse caso, o dispositivo de controlo 16 é de preferência também provido com um algoritmo o qual é uma função da temperatura ambiente Tamb para calcular o valor de sinal C acima mencionado. A Figura 2 representa um possível curso do valor de sinal C acima mencionado, o qual neste caso é constante até um certo segundo valor Tb da temperatura ambiente Tamb e o qual tem um curso ascendente quase linear acima do dito valor Tb o qual é, por exemplo, sempre situado a um valor constante sob a temperatura ambiente Tamb. É claro que a curva C, de acordo com a invenção, pode também ter outro curso.

No segundo modo de utilizador do dispositivo de controlo 16, o circuito de arrefecimento 4 é controlado pelo ligar e desligar do motor de comando 5 do compressor 6 acima mencionado, para sempre manter a MTA do gás a ser seco dentro de uma certa amplitude e neste caso, como representado na figura 3, entre um valor limite mínimo e máximo predefinido, D, E respectivamente, os quais são calculados através de algoritmos os quais são uma função da temperatura ambiente medida Tamb.

No exemplo dado, o valor limite mínimo D, neste caso, progride de acordo com uma função degrau a qual, quando a temperatura ambiente Tamb é situada abaixo de um primeiro valor Tc estabelecido, é quase constante e neste caso, perfaz cerca de 3o C, para evitar a congelação do vaporizador 3.

Quando a temperatura ambiente Tamb eleva-se acima de um segundo valor Td estabelecido, o qual é maior que o primeiro valor Tc estabelecido acima mencionado, uma função 14 degrau acima mencionada do valor limite mínimo D será também constante neste caso.

Entre os valores Tc e Td estabelecidos acima mencionados, a função degrau acima mencionada do algoritmo do valor limite mínimo D tem um curso ascendente, o que neste caso é linear, mas não necessariamente, e a qual é também de preferência de tal modo que a diferença entre a temperatura ambiente Tamb e este valor limite mínimo D calculado é constante.

Neste caso, o algoritmo do valor limite máximo E é também formado por uma função degrau a qual em cada valor da temperatura ambiente Tamb tem um valor maior que a função degrau do valor limite mínimo D acima mencionado e a qual, quando a temperatura ambiente Tamb é menor do que o primeiro valor configurado Te, é constante.

Acima deste primeiro valor Te estabelecido e até ao segundo valor Tf estabelecido, a curva do valor limite máximo E, neste caso, tem um curso ascendente linear. A partir deste valor Tf estabelecido, a função degrau acima mencionada do algoritmo do valor limite máximo E tem um curso constante até um terceiro valor estabelecido Tg, acima do qual o valor limite máximo E tem de novo um curso ascendente linear.

Neste caso, o terceiro valor estabelecido Tg para o valor limite máximo E é igual ao primeiro valor estabelecido Tc para o valor limite mínimo D. Contudo, é claro, que isto não é de todo necessário, de acordo com a invenção. 15 0 objectivo do valor limite máximo E acima mencionado consiste em evitar que a MTA se torne muito alta, como resultado do qual o ar não seria suficientemente arrefecido e como resultado do mesmo não seria condensada humidade suficiente de modo permitir a secagem do ar.

Preferencialmente, de acordo com a invenção, enquanto o dispositivo 1 para secagem a frio é operacional, o valor medido da MTA como medido através de meios de medição 17 é continuadamente comparado pelo dispositivo de controlo 16 acima mencionado ou comparado em intervalos certos, regulares ou não, por exemplo com uma certa frequência, ao valor limite mínimo D e o valor limite máximo E acima mencionados.

Quando a MTA do gás a ser seco desce temporariamente abaixo do valor limite mínimo D, o dispositivo de controlo 16 acima mencionado irá desligar o circuito de arrefecimento 4, desligando o motor 5, o que acciona o compressor 6 deste circuito de arrefecimento 4, de tal modo que a temperatura no vaporizador 3 sobe e também a MTA irá subir de novo.

Quando a MTA medida sobe acima do valor limite máximo E, 0 circuito de arrefecimento 4 é ligado de novo, visto que 0 motor 5 que acciona o compressor 6 deste circuito de arrefecimento 4 é ligado de novo, como resultado do qual a temperatura no vaporizador 3 decresce e também a MTA decresce de novo.

Uma vez que o circuito de arrefecimento 4 é apenas ligado quando necessário, um método para secagem a frio, de acordo com a invenção, irá ajudar a poupar energia.

Ao ligar de novo o circuito de arrefecimento 4 em devido 16 tempo, podemos também ter a certeza que o permutador de calor 2 não aquece, de modo que quando o fornecimento de ar comprimido é carregado de novo, por exemplo, após uma paragem, não poderão haver picos de temperatura e ponto de condensação no ar comprimido a ser tirado.

Se necessário, mas não necessariamente, o circuito de arrefecimento 4 pode ser desligado neste segundo modo de utilizador quando o fluxo de gás a ser seco, como observado pelo caudalimetro 19, através do tubo 10 acima mencionado é menor que um valor predefinido, mas de acordo com a invenção é também possível para o circuito de arrefecimento 4 manter-se operacional no caso de carga zero e/ou carga parcial. A Figura 4 representa outra realização de um dispositivo 1 de acordo com a invenção, em que um tubo de bypass 20 é fornecido no circuito de arrefecimento 4 acima do compressor de refrigeração 6 acima mencionado, no qual uma válvula de bypass convencional 21 é provida com um corpo de válvula o qual é aberto por uma mola assim que a pressão no bypass 20 desça abaixo de um certo valor. A contra-pressão com a qual a mola empurra, abre o dito corpo de válvula, e assim a pressão acima mencionada, é ajustável.

Em série com a dita válvula de bypass 21, nomeadamente entre a última e a saída do compressor de refrigeração 6, é colocada outra válvula de abertura/fecho 22 a qual consiste, por exemplo, de uma válvula electromagnética.

Esta válvula de abertura/fecho 22 é ligada ao dispositivo de controlo 16 através de um cabo eléctrico 23 e é controlada pelo dito dispositivo de controlo. 17 0 dispositivo de controlo 16 é neste caso conectado, através de um cabo 24, aos meios de medição 25 para medir a temperatura do vaporizador, por exemplo, um termopar no circuito de arrefecimento 4, na entrada do vaporizador 3 e, deste modo, entre este vaporizador 3 e a válvula de expansão 8. A temperatura do vaporizador significa aqui a temperatura do fluido de arrefecimento no circuito de arrefecimento 4, mesmo antes ou depois do vaporizador 3. 0 dispositivo que é representado na figura 4 é também provido com os meios 26 para ajustar a velocidade rotacional do motor 5, os quais estão ligados ao dispositivo de controlo 16 acima mencionado e os quais, neste caso, são feitos como um transformador de frequência.

Oposto ao condensador 7 acima mencionado é, neste caso, provida uma ventoinha 27 para arrefecer este último, a qual também é ligada ao dispositivo de controlo 16 acima mencionado. 0 funcionamento de tal variante de um dispositivo 1, de acordo com a invenção, é muito simples e do seguinte modo. 0 funcionamento do primeiro modo de utilizador nesta realização do dispositivo 1 é praticamente idêntico àquele da realização precedente, pelo que neste caso também, a MTA do gás a ser seco é sempre mantido acima do valor mínimo A da figura 2 ao desligar o circuito de arrefecimento 4 em devido tempo. 0 motor de comando 5 do compressor de refrigeração 6 é também ligado de novo assim que a MTA medida através de meios de medição 17 atinja um valor limite máximo B, o qual pode ser calculado pelo dispositivo de controlo 16, por 18 exemplo, através de um algoritmo o qual é uma função da temperatura de ambiente. 0 caudalimetro 19 também assegura que, neste caso, o circuito de arrefecimento 4 é desligado no caso de não haver carga ou carga parcial restringida de modo a poupar energia.

Graças à presença do bypass acima mencionado 20, torna-se possível haver um controlo adicional após o compressor de refrigeração 6. A temperatura do vaporizador, a qual é medida pelos meios de medição 25, neste caso tem um valor direccional, isto é, um valor definido para o qual o dispositivo de controlo 16 tenta levar a temperatura do vaporizador medida, sendo que o valor direccional está situado poucos graus abaixo da MTA necessária.

Quer o bypass 20 seja ou não aberto é inicialmente determinado pela válvula de abertura/fecho 22 a qual é controlada pelo dispositivo de controlo 16.

Quando a temperatura do vaporizador é consideravelmente mais baixa que o valor direccional acima mencionado, por exemplo, se se desviar mais de 1.5° C da última, a válvula de abertura/fecho 22 é aberta pelo dispositivo de controlo 16.

Uma vez que a válvula de abertura/fecho 22 abriu o bypass, é a válvula do bypass que determina quando o bypass 20 será aberto.

Esta válvula bypass 21 nao irá mais fechar o bypass 20 19 assim que a temperatura do vaporizador na sua saída, isto é, dentro do bypass 20 na lateral da entrada do compressor 6, desce abaixo de um certo valor, como resultado do qual os gases quentes do compressor 6 podem fluir através do bypass 20 e a pressão do vaporizador não irá descer mais.

Esta válvula de bypass 21 e a pressão definida, na qual a mola já não mantém fechada esta última, é seleccionada de tal modo que a válvula bypass 21 é fechada sob condições operacionais nominais do circuito de arrefecimento 4, mas que a dita válvula bypass 21 é aberta no caso de uma carga parcial e sem carga, de tal modo que a pressão do vaporizador é mantida num mínimo, e tal que a temperatura do vaporizador a qual está ligada à pressão do vaporizador do fluido de arrefecimento, após o vaporizador 3, se eleve até pelo menos 0o C de modo a evitar a formação de gelo no vaporizador 3.

Abrir o bypass poderá levar a que a MTA suba de novo.

Quando a temperatura do vaporizador medida pelos meios de medição 25 chegou perto o suficiente do valor direccional acima mencionado, por exemplo, para menos de 0.5° C, a válvula de abertura/fecho 22 é desligada de novo.

No segundo modo de utilizador desta realização do dispositivo 1, de acordo com a invenção, para secagem a frio, como representado na figura 5, a MTA da temperatura do ar mais baixa é mantida dentro de um certo intervalo pois é ajustada para um valor MTA desejado o qual é representado pela curva F e o qual pode ser calculado, por exemplo, com base num algoritmo o qual é uma função da temperatura ambiente. 20

Neste caso, a curva acima mencionada tem um valor constante até um primeiro valor estabelecido Th da temperatura ambiente Tamb e irá subir linearmente em temperaturas ambiente mais elevadas, mas não será preciso dizer que poderá ter outro curso qualquer para evitar o congelamento do vaporizador 3 e também permitir a formação e separação do condensado. 0 dispositivo de controlo 16 irá comparar continuadamente a MTA da temperatura de ar mais baixa medida do gás a ser seco, em intervalos regulares ou não, para o valor MTA necessário e subsequentemente ajustar a velocidade rotacional do motor 5 acima mencionada através do transformador de frequência acima mencionado, de modo a ajustar a MTA actual à MTA calculada.

De modo a fazer com que a temperatura de ar mais baixa suba, a velocidade rotacional do motor 5 deverá ser reduzida pelo transformador de frequência, visto que um decréscimo da temperatura do ar mais baixa poderá ser obtido colocando a velocidade rotacional do motor 5 e, assim, do compressor de refrigeração 6.

Graças à presença de um bypass 20, equipado com a válvula bypass 21 e a válvula de abertura/fecho 22, por um lado, e o compressor 6 de velocidade rotacional ajustada por outro lado, não só o número de vezes que o motor 5 é parado e iniciado de novo é fortemente reduzido, mas também é obtido um comportamento dinâmico altamente melhorado.

Nesta realização do dispositivo 1, também a ventoinha acima mencionada 2 7 para arrefecer o condensador 7 pode ser controlada pelo dispositivo de controlo 16, por exemplo, 21 baseado em medições da temperatura do condensador, como um resultado do qual esta temperatura poderá ser mantida tão baixa e constante quanto possível.

Naturalmente, a ventoinha acima mencionada poderá ser ligada e desligada com base noutros critérios, tais como por exemplo uma função de um fluxo de gás a ser seco que flui através da parte secundária do permutador de calor 2.

Em cada uma das realizações acima mencionadas de um dispositivo 1 de acordo com a invenção, o dispositivo de controlo 16 é preferencialmente feito de modo a que, cada vez que o compressor de refrigeração 6 é ligado no primeiro ou segundo modo de utilizador, deverá manter-se operacional durante um certo intervalo de tempo, pelo que este intervalo de tempo depende das características do motor 5 e o compressor de arrefecimento 6. 0 número de vezes por hora que o motor 5 é ligado é preferencialmente limitado de modo a evitar a sobrecarga do motor 5.

Numa realização preferida de um dispositivo 1 de acordo com a invenção, cada vez que o motor 5 é ligado, a frequência durante um certo intervalo de tempo ou, por exemplo, 30 segundos é mantido constante, preferencialmente a cerca de 50 Hz. É claro que o dispositivo, de acordo com a invenção, não é restrito a uma realização na qual um ajustamento da velocidade rotacional 5 é combinado com um bypass 20 e uma ventoinha controlada 27, mas que um dispositivo 1, de acordo com a invenção, poderá ter apenas uma ou ambas destas características. 22

Em vez de ar húmido, outro gás, que não ar, contendo vapor de água pode ser seco do mesmo modo e com o mesmo dispositivo. A MTA é então a temperatura mais baixa do gás.

Lisboa, 30 de Junho de 2010.

Claims (24)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para secagem a frio o qual compreende um permutador de calor (2) cuja parte principal é o vaporizador (3) de um circuito de arrefecimento (4) o qual também compreende um compressor (6) o qual é accionado por um motor (5), um condensador (7), uma válvula de expansão (8) entre a saida do condensador (7) e a entrada do vaporizador (3), um dispositivo de controlo (16) para controlar o motor (5) acima mencionado e meios de medição ligados ao mesmo, onde a parte secundária do permutador de calor (2) é parte de um tubo (10) para o gás a ser seco, pelo que na saida da parte secundária do permutador de calor (2) um separador de líquidos (12) é colocado neste tubo (10), caracterizado pelo facto de que os meios de medição acima mencionados são pelo menos feitos como meios de medição (17) para a temperatura de ar mais baixa (MTA) do gás a ser seco, os meios de medição (18), para a temperatura ambiente (Tamb) e um caudalímetro (19) no tubo (10) acima mencionado para o gás a ser seco, e de que o dispositivo de controlo (16) acima mencionado pode ser ligado em pelo menos dois modos de utilizador, nomeadamente um primeiro modo de utilizador no qual o circuito de arrefecimento (4) é apenas activado quando o fluxo medido do gás a ser seco através do tubo (10) acima mencionado excede um valor predefinido e no qual o circuito de arrefecimento (4) é desligado cada vez que a menor temperatura do ar (MTA) desce até um valor mínimo predefinido e mantém-se desligado até a menor temperatura do ar (MTA) ter atingido um certo valor máximo (B) , e um segundo modo de utilizador no qual, controlando o circuito de arrefecimento (4), a menor temperatura de ar (MTA) 2 medida é mantida dentro de um certo intervalo o qual é função da temperatura ambiente (Tamb).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de que o dispositivo de controlo (16) acima mencionado é feito de tal modo que no primeiro modo de utilizador, o valor mínimo predefinido (A) é uma constante.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo facto de que o dispositivo de controlo acima mencionado (16) é feito de tal modo que no primeiro modo de utilizador, o valor mínimo predefinido (A) é praticamente igual a Io Célsius.

4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que o dispositivo de controlo (16) acima mencionado é provido com um algoritmo como uma função da temperatura ambiente (Tamb), e na base do qual o valor superior (B) acima mencionado da menor temperatura do ar (MTA) é calculada no primeiro modo de utilizador.

5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que o dispositivo de controlo (16) acima mencionado é ligado aos meios de sinalização os quais indicam quando a menor temperatura do ar (MTA) desce abaixo de um certo valor de sinal (C).

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de que os meios de sinalização acima mencionados são feitos na forma de um LED, uma luz intermitente, um alto-falante e outros meios de sinalização ou uma combinação dos mesmos. 3

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo facto de que o dispositivo de controlo (16) acima mencionado é provido com um algoritmo como função da temperatura ambiente (Tamb) para calcular o valor sinal acima mencionado (C).

8. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo facto de que o algoritmo acima mencionado para calcular o valor de sinal (C) acima mencionado é formado por uma função a qual é constante até um certo conjunto de valores (Tb) de uma temperatura ambiente (Tamb) e a qual tem um curso ascendente quase linear em temperaturas ambiente mais elevadas (Tamb).

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo facto de que o curso da função ascendente do valor de sinal (C) acima mencionado está situado num valor constante sob a temperatura ambiente (Tamb).

10.Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que o dispositivo de controlo (16) acima mencionado é feito de tal modo que, no segundo modo de utilizador, o circuito de arrefecimento (4) é controlado ligando e desligando o motor (5) acima mencionado, de modo a manter a menor temperatura do ar (MTA) do gás entre um valor mínimo e valor limite máximo predefinido (D, E, respectivamente), e pelo que o dispositivo de controlo (16) é provido com algoritmos como uma função da temperatura ambiente medida (Tamb) para calcular estes valores limite (D e E). 4

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de que o dispositivo de controlo (16) é feito de tal modo que, no segundo modo de utilizador, o circuito de arrefecimento (4) é apenas activado quando um certo fluxo mínimo predefinido do gás a ser seco flui através da parte secundária do permutador de calor (2) .

12. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo facto de que é provido de meios (26) para ajustar a velocidade rotacional do motor (5), a qual é ligada ao dispositivo de controlo (16) acima mencionado.

13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo facto de que os meios (26) acima mencionados para ajustar a velocidade rotacional do motor (5) consiste num transformador de frequência.

14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo facto de que o dispositivo de controlo (16) acima mencionado é provido com um algoritmo como uma função da temperatura ambiente (Tamb) para calcular a menor temperatura do ar (MTA) necessária e que o dispositivo de controlo (16) é feito de tal modo que, no segundo modo de utilizador, o circuito de arrefecimento (4) é controlado ao medir a MTA e ao comparar este valor da MTA medido ao valor da MTA necessário e por subsequentemente ajustar a velocidade rotacional do motor (5) acima mencionada, de modo a ajustar a MTA actual à MTA calculada.

15 .Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que é provido com 5 um ventoinha (27) para arrefecer o condensador (7) acima mencionado e que esta ventoinha (27) é ligada ao dispositivo de controlo (16) acima mencionado.

16.Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo facto de que os meios de medição acima mencionados consistem, adicionalmente, de meios de medição para a temperatura do condensador.

17.Dispositivo de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo facto de que o dispositivo de controlo (16) acima mencionado é feito de tal modo que controla a ventoinha (27) acima mencionada como uma função do fluxo do gás a ser seco fluindo através da parte secundária do permutador de calor (2) e/ou como uma função da temperatura do condensador.

18 .Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que o compressor (6) acima mencionado é ligado através de um bypass (20) tendo uma válvula bypass (21) e uma válvula de abertura/fecho (22).

19.Dispositivo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo facto de que a válvula de abertura/fecho (22) acima mencionada é ligada ao dispositivo de controlo (16) acima mencionado.

20 .Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que o dispositivo de controlo (16) acima mencionado é feito de tal modo que a válvula de abertura/fecho (22) acima mencionada é aberta quando a temperatura do vaporizador é consideravelmente 6 menor que um valor direccional e é fechada de novo quando este ponto definido se aproxima de novo.

21. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que os meios de medição (17) acima mencionados para a menor temperatura do ar (MTA) são providos no tubo (10) acima mencionado para o gás a ser seco, após a parte secundária do permutador de calor (2).

22. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que o dispositivo de controlo (16) é feito de tal modo que, cada vez que o motor (5) é ligado, este permanecerá operacional durante um certo período de tempo.

23. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que o dispositivo de controlo (16) é feito de tal modo que o número de vezes por hora que o motor (5) é ligado, é restrito.

24. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que o dispositivo de controlo (16) acima mencionado é feito de tal modo que, cada vez que o motor (5) é ligado, a frequência durante um certo intervalo de tempo é mantida constante, preferencialmente a cerca de 50Hz. Lisboa, 30 de Junho de 2010.