PT711963E - Unidade frigorifica - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "UNIDADE FRIGORÍFICA" A invenção refere-se a uma unidade frigorifica com pelo menos uma câmara frigorifica que é arrefecida por um evaporador englobado num circuito fechado de refrigeração formado por um conjunto de duas placas ligadas uma à outra, evaporador esse que está equipado de canais de fluido de refrigeração produzidos segundo o processo de fabrico "rollbond" ou "Z-bond" e destinados à condução do fluido de refrigeração que é impelido por um compressor ao longo do circuito de fluido de refrigeração.

Aparelhos frigoríficos com evaporador de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1 ficaram, por exemplo, a ser conhecidos pelas patentes EP-A-0464711 ou DE-A-4141641. Nas unidades frigorificas com evaporador de acordo com o conceito genérico da reivindicação 1 utiliza-se hoje em dia para o circuito de fluido de refrigeração das mesmas um fluido frigorifico à base de hidrocarbonetos, tal como por exemplo o isobutano, em vez de fluidos de refrigeração à base de clorofluorcarbonetos ou de flu-orcarbonetos, que são inimigos da camada de ozono e que fomentam o efeito de estufa. A utilização destes fluidos frigoríficos que, quando comparados com os fluidos de refrigeração até aqui utilizados, são aplicados com uma densidade menor nos circuitos de refrigeração já conhecidos faz com que nos evaporadores integrados e nos canais de fluido de refrigeração dos mesmos se verifique uma subida sensível do volume de fluido de refrigeração que neles passa por unidade de tempo. Daqui resulta uma perda em carga não desprezível ao longo dos canais de fluido de refrigeração, que por sua vez resulta numa perda de capacidade de refrigeração de todo o sistema frigorífico. A perda de capacidade de refrigeração torna-se especialmente notável, quando os fluidos de refrigeração 1

V f L-Cj à base de hidrocarbonetos forem utilizados em ligação com evapo-radores dimensionados para grandes capacidades frigorificas. 0 objectivo da invenção é o de configurar um evaporador formado por um conjunto de duas placas unidas uma à outra e percorrido por um fluido de refrigeração à base de hidrocarbonetos de tal maneira que, com medidas construtivas simples, seja possível impedir uma perda de capacidade de refrigeração, perda essa que é a consequência da configuração do evaporador.

De acordo com a invenção, este objectivo atinge-se pela utilização, da maneira já bem conhecida, de um agente frigorífico à base de hidrocarbonetos a servir de fluido de refrigeração, agente esse que é conduzido ao longo de canais de fluido de refrigeração, cuja secção de canal se encontra em larga medida adaptada ao maior débito dos fluidos de refrigeração à base de hidrocarbonetos, quando comparado com os fluidos de refrigeração à base de fluorcarbonetos ou de clorofluorcarbonetos, débito esse que impede perdas de capacidade frigorífica. Além disso os tra-jectos de fluido de refrigeração previstos no circuito de refrigeração ao lado do evaporador são dimensionados de maneira a permanecerem no essencial inalterados no que se refere à sua secção de passagem originalmente prevista para caudais de fluidos de refrigeração à base de fluorcarbonetos ou de clorofluorcarbonetos. A solução de acordo com a invenção minimiza a queda de pressão do fluido de refrigeração que percorre os canais de fluido de refrigeração do evaporador entre a entrada do evaporador e a saída do evaporador, o que faz com que a temperatura de evaporação do fluido de refrigeração seja praticamente uniforme ao longo de toda a superfície do evaporador, o que aumenta sensivelmente a capacidade calorífica do compressor de fluido de refrigeração e o balanço energético total do circuito de refrigeração. Além disso consegue-se pela adopção desta solução que o comprimento dos canais e o seu número se possam manter em larga medida 2 inalterados, quando comparado com um funcionamento com fluidos de refrigeração à base de fluorcarbonetos ou de clorofluorcarbone-tos, de modo que se consegue evitar uma disposição de canais mais apertada em toda a extensão da placa do evaporador, disposição essa que é difícil de dominar do ponto de vista da tecnologia de fabrico e que iria alterar substancialmente o tamanho daquela placa. Além disso uma solução deste tipo permite utilizar os condensadores ou os trajectos de estrangulamento existentes no circuito de fluido de refrigeração até agora utilizados para fluidos de refrigeração à base de fluorcarbonetos ou de clorofluorcarbo-netos, sem que se torne necessário introduzir alterações do ponto de vista da tecnologia do frio para estes componentes poderem funcionar com fluidos de refrigeração à base de hidrocarbonetos.

De acordo com uma outra forma de realização preferencial do objecto da invenção prevê-se que a área de secção dos canais de fluido de refrigeração destinados a serem percorridos por um fluido de refrigeração à base de hidrocarbonetos seja aumentada em 25 a 50 % relativamente às áreas de secção de canais destinados a serem percorridos por um fluido de refrigeração à base de fluorcarbonetos ou de clorofluorcarbonetos.

Um aumento desta ordem de grandeza da área de secção do canal é mesmo assim ainda vantajoso, mesmo do ponto de vista económico, quando for utilizado o assim chamado processo de fabrico "rollbond" para os canais de fluido de refrigeração existentes à superfície dos evaporadores em forma de placa.

Uma melhoria especialmente sensível da capacidade de refrigeração, aliada a um fabrico ainda mais económico, obtém-se no contexto do aumento da área de secção dos canais, se de acordo com mais outra forma de configuração do objecto da invenção for previsto que o aumento da área de secção dos canais do fluido de refrigeração, que servem para neles passar o fluido de refrigeração à base de hidrocarbonetos, seja de 50 % em relaçãd à área de 3 Γ

secção dos canais de fluido de refrigeração que servem- para através deles passar um fluido frigorifico à base de fluorcarbonetos ou de clorofluorcarbonetos.

Uma redução especialmente sensível das perdas em carga do fluido de refrigeração que percorre os canais de fluido de refrigeração obtém-se, se, de acordo com mais uma forma de configuração vantajosa do objecto da invenção, for previsto que a área de secção dos canais esteja situada entre 17 mm2 e 18,5 mm2, sendo no entanto de preferência de 18 mm2.

Um canal de fluido de refrigeração terá por um lado uma configuração especialmente vantajosa do ponto de vista fluídico e poderá por outro lado ser ainda fabricado em boas condições, se de acordo com mais outra forma de configuração vantajosa do objecto da invenção for previsto que a área de secção dos canais tenha um diâmetro hidráulico equivalente de cerca de 3 mm, que resulta de uma largura de canal de 12 mm e de uma altura de canal de 2,1 mm.

Obtiveram-se resultados especialmente vantajosos no tocante a uma reduzida perda em carga do fluido de refrigeração que percorre os canais de fluido frigorífico do evaporador, se, de acordo com mais outra forma de configuração do objecto da invenção, for previsto que o fluido de refrigeração à base de hidrocarbone-tos seja o isobutano. A invenção é de seguida explicada por meio de um exemplo de realização representado de maneira simplificada no desenho. As figuras do desenho mostram:

Fig. 1 uma representação esquemática de um circuito frigorífico, que engloba um evaporador de duas temperaturas feito a partir de chapas unidas uma à outra, 4 L-Cj IN»

Fig. 2 uma vista pelo lado de cima e em perspectiva, que mostra o evaporador de duas temperaturas no estado em que se encontra pronto para ser montado, com canais de fluido de refrigeração conformados numa das chapas,

Fig. 3 uma representação em corte ao longo da linha III-III, numa escala ampliada, de um dos canais percorrido . pelo fluido de refrigeração. A fig. 1 mostra de uma maneira esquemática e simplificada um circuito frigorifico 10 pertencente a um frigorifico doméstico, com um compartimento de congelação de três estrelas, não representado na figura, frigorifico esse que está equipado de um compressor 11. Este encontra-se ligado do lado premente a um condensador 12, cuja serpentina de tubos se encontra adaptada, no que se refere à secção de passagem de fluido, a fluidos de refrigeração que têm como base fluorcarbonetos ou clorofluorcarbone-tos. Do lado da saída do condensador 12 segue-se um cartucho ex-cicador 13, cuja saída está provida de um tubo de estrangulamento 14 com uma secção de passagem adaptada a um fluido de refrigeração à base de fluorcarbonetos ou de clorofluorcarbonetos. Durante a maior parte do seu comprimento o tubo de estrangulamento 14 passa pelo interior de um tubo de aspiração 15, ligado ao lado da aspiração do compressor 11, estando este tubo e o tubo de estrangulamento 14 ligados a um evaporador 16 configurado de modo a permitir uma assim chamada ligação de tubo único. Este evaporador é formado por material em forma de chapa e apresenta duas zonas de temperatura, que são abastecidas por uma linha contínua de fluido de refrigeração percorrida por um fluido de refrigeração à base de hidrocarbonetos bombeados pelo compressor 11, como por exemplo o isobutano.

Como se reconhece em especial na fig. 2, as duas partes do evaporador 16, que têm temperaturas diferentes uma da outra, apresentam a configuração de um evaporador 17 para compartimento 5 V Γ u

de congelação dobrado em forma de C ligado através de um feixe de tubos 18, em termos de circuito frigorifico, a um evaporador 19 destinado a ser aplicado na parede traseira de um compartimento de refrigeração normal. 0 evaporador 16 é formado no presente caso pela soldadura de duas chapas de alumínio 20 e 21, de área igual, das quais a chapa 20 está dotada de canais de fluido de refrigeração, para o que foi sujeita a uma operação de estampagem que configura o trajecto dos canais. A outra chapa 21 não é estampada. No que se refere à chapa de alumínio estampada 2 0, deu provas da sua eficácia uma chapa de alumínio com a designação AL 99,5 W7, com uma espessura de material de 0,75 mm, enquanto que para a chapa não estampada 21 deu já no passado bons resultados uma chapa de alumínio com a designação AL 1230 e uma espessura de material de 0,6 mm. Com os materiais utilizados é possível produzir canais de fluido de refrigeração 22 pelo assim chamado processo de fabrico "rollbond", canais esses cuja secção é especialmente apropriada à passagem de fluidos de refrigeração com base em hidrocarbonetos, tais como o isobutano, com a designação industrial de R600a, apresentando os ditos canais uma área de secção que ultrapassa em 50 % as áreas de secção de canal até agora utilizadas em fluidos de refrigeração com base em fluorcarbonetos ou em clorofluorcarbonetos. Isto faz com que o maior débito volumétrico resultante da passagem do isobutano pelo interior dos canais do fluido de refrigeração impelido pelo compressor 11 no interior desses mesmos canais de fluido de refrigeração 22 não provoque perdas em carga no interior desses canais de fluido de refrigeração 22, que reduzem significativamente o rendimento do circuito de refrigeração 10. Foram obtidos bons resultados relativamente a perdas em carga significativamente reduzidas ao longo de todo o comprimento dos canais de fluido de refrigeração 22, dimensionando os canais com uma largura "b" de 12 mm e uma altura de canal "h" de 2,1 mm. Nestas condições o diâmetro hidráulico equivalente é de 3 mm, resultando daí uma área de secção de canal "A" de 18 mm2, no que as tolerâncias de fabrico habituais das di- 6 mensões dos canais não conseguem afectar os resultados positivos assim obtidos.

Fica entendido que a invenção pode ser aplicada num evapo-rador 16 em forma de placa, cujos canais de fluido de refrigeração 22 foram produzidos pelo assim chamado processo de fabrico "Z-bond".

Lisboa, 7 de Abril de 2000·

O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAR

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Claims (6)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Unidade frigorífica com pelo menos uma câmara frigorífica que é arrefecida por um evaporador (16) englobado num circuito fechado de refrigeração (10) formado por um conjunto de duas placas ligadas uma à outra, evaporador esse que está equipado de canais de fluido de refrigeração (22) produzidos segundo o processo de fabrico "rollbond" ou "Z-bond", destinados à condução do fluido de refrigeração impelido por um compressor (11) ao longo do circuito de fluido de refrigeração (10), ca-racterizada por se utilizar da maneira já bem conhecida um agente frigorífico à base de hidrocarbonetos como fluido de refrigeração, agente esse que é conduzido ao longo de canais de fluido de refrigeração (22) cuja secção de canal (A) se encontra em larga medida adaptada ao maior débito dos fluidos de refrigeração à base de hidrocarbonetos, quando comparado com os fluidos de refrigeração à base de fluorcarbonetos ou de clorofluorcarbonetos, débito esse que impede perdas de capacidade frigorífica devidas à configuração do evaporador, além de os trajectos de fluido de refrigeração previstos ao lado do evaporador (16) no circuito de refrigeração (10) serem dimensionados de maneira a permanecerem no essencial inalterados no que se refere às suas secções de passagem (12, 14) originalmente previstas para caudais de fluidos de refrigeração à base de fluorcarbonetos ou de clorofluorcarbonetos.
2. 2. Unidade frigorífica de acordo com a reivindicação 1, caracte-rizada por a área de secção (A) dos canais de fluido de refrigeração (22) para a condução do fluido de refrigeração à base de hidrocarbonetos ser aumentada em 25 % a 50 % relativamente à área de secção dos correspondentes canais de fluido de refrigeração destinados a serem percorridos por um fluido de refrigeração à base de fluorcarbonetos ou de clorofluorcarbonetos . 1
3. 3. Unidade frigorifica de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada por a área de secção (A) dos canais de fluido de refrigeração (22) para a condução do fluido de refrigeração à base de hidrocarbonetos ser aumentada em 50 % relativamente à área de secção dos correspondentes canais de fluido de refrigeração destinados a serem percorridos por um fluido de refrigeração à base de fluorcarbonetos ou de clorofluor-carbonetos.
4. 4. Unidade frigorifica de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizada por a área da secção de canal (A) estar situada entre 17 mm2 e 18,5 mm2, sendo contudo de preferência de 18 mm2.
5. 5. Unidade frigorífica de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizada por a área de secção de canal (A) ter um diâmetro hidráulico equivalente de cerca de 3 mm, que resulta de uma largura de canal (b) de 12 mm e de uma altura de canal (h) de 2,1 mm.
6. 6. Unidade frigorífica de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizada por o fluido de refrigeração à base de hidrocarbonetos ser o isobutano. Lisboa, 7 de Abril de 2000 O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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