PT92109A - Instalacao de desumidificacao - Google Patents

Description

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0 invento tem como objectivo a instalação de desumificação por circuitos múltiplos de evaporação-condensação e por bomba de calor.

Conhecem-se já instalações de desumificação ou secagem compreendendo uma bomba de calor, isto é, um compressor de fluido frigorígeno, um permutador que faz a função de evaporador, um permutador que faz a função de condensador e um orgão de redução de pressão.

Quando uma tal instalação está prevista para a desumificação de um meio gasoso, por exemplo, uma piscina coberta, o coeficiente de rentabilidade - potência calorífica produzida em relação à potência absorvida - é fraco , relativamente à importância da potência ela mesma devida às irreversibilidades das trocas térmicas, Já se propôs para diminuir o inconveniente ligado às fortes irreversibilidades das trocas térmicas, de repartir a instalação, isto é, colocá-la em vários andares de bomba de calor. Igualmente, se propôs substituir um andar da bomba de calor por um recu-perador estático. Tais instalações não são sempre inteiramente satisfatórias, pois a recuperação do calor em andares efectua-se sempre em aparelhos diferentes, o que conduz, por um lado a fugas de ar entre os dois fluxos gasosos e a perdas de carga importantes sobre os circuitos e, por outro lado, conduz a graves problemas para a evacuação dos condensados. Além disso, os dispositivos da regulação do recuperador estático são sempre complexos. Nas instalações de desumificação pelo sistema de bomba de calor, existem importantes problemas de sobre-aquecimento do ar expelido para o local; foram propostas dispositivos complexos -4-

de regulação, mas não são satisfatórios. É, de uma maneira geral, um objectivo do invento fornecer uma instalação que não apresente os inconvenientes, acima referidos, das instalações conhecidas. o É, em particular, um objectiv do invento fornecer uma instalação na qual a recuperação de calor na fonte fria se efectue num evaporador monobloco em zonas múltiplas. É ainda um objectivo do invento fornecer uma instalação que só precise de um condensador monobloco em multizonas para o aquecimento da fonte quente. É ainda um objectivo do invento fornecer uma instalação na qual a circulação do fluidc frigorigeno entre o condensador em multizonas e o evaporador em multizonas se efectue parcialmente ou totalmente por termosifão com mudança do estado fisico do fluido.

Uma instalação de desumifi- cação de acordo com o invento, compreendendo os permutadores em multizonas, é caracterizado por as zonas dos permutadores de calor serem dispostas, respectivamente, em série e adjacentes umas às outras sobre os fluxos gasosos percorrendo respectivamente as referidas zonas de permutadores. cada permutador está cheio de um fluido frigorigeno.

Segundo uma outra caracteris- es da n tica do invento, um primeiro meio gasoso percorre sucessivamente as zonas do permutador fazendo o. papel de evaporadoí da primeira zona, da segunda, da terceira, etc... 1

zona, enquanto que um segundo meio gasdso varre sucessivamente as zonas de permutador fazendo o papel de condensadores da n-primeira zona, da n-segunda zona, etc... da terceira zona, da segunda zona, da primeira zona e da n zona efectuando-se a circulação do fluido frigorígeno entre o condensador e o evaporador das zonas 1, até à η -1 por circulação natural, ao mesmo tempo que a circulação de fluido da zona n se efectua por intermédio de um compressor. 0 invento será melhor compreendido pela descrição que se segue, feita a titulo de exemplo e em referência aos desenhos em anexo no qual: - a figura 1 é um esquema de uma instalação segundo o invento. - a figura 2 é um esquema igual ao da figura 1 mas por uma variante permitindo entradas e saídas de ar intermediárias . - as figuras 3 e 4 representando um elemento constitutivo da instalação. - as figuras 5 e 6 são uma variante.

Uma instalação de desumifi-Cação segundo o invento (10^) figura 1, compreende uma entrada de ar húmido (a). 0 ar húmido é arrefecido pelos evaporadores estáticos (15), e durante este arrefecimento forma-se uma primeira condensação de água contida no ar húmido (a). O ar em seguida entra num evaporador (16) formando parte constitutiva de uma bomba de calor. Neste permutador, o ar húmido é arrefecido de >c X' novo, de uma maneira mais intensa, o que permite condensar a maior parte da água contida no ar.

Os condensados são recolhidos numa tina (d) e são evacuados por intermédio da tubagem (c).

Depois da desumificação, o ar frio é admitido na parte superior do aparelho onde ele recolhe, nos condensadores estáticos (11), o calor que foi prê-recebido pelos evaporadores estáticos (11). 0 ar aquecido entra em seguida no condensador (12) do circuito da bomba de calor, o ar quente é seco e em seguida introduzido no local por intermédio do ventilador (13). O circuito da bomba de calor comporta um segundo condensador (26) permitindo evacuar para um outro circuito exterior (entrada-saida) o calor excedente que não é útil para o local a tratar. para uma piscina coberta, a bomba de circulação (27) comandada pela regulação de temperatura do local permitirá pôr em andamento este segundo condensador. 0 condensador (26) poderá ser igualmente instalado depois do condensador (12) (na figura 1 ele está colocado antes).

Numa variante, o fluido frigorigeno contido no circuito da bomba de calor poderá ser uma mistura de fluido não azeotropico o que permitirá melhorar os resultados utilizando permutadores (12) e (16) em contra-corrente e a uma temperatura variável de condensação e de evaporação. -7-

Numa outra, variante, a bomba de calor pode ser equipada com dois ou três circuitos independentes , sendo os permutadores (12) e (16) então separados em duas ou três partes adjacentes umas das outras permitindo assim uma recuperação de calor por andares, de uma maneira anãloga à assegurada pelos circutios múltiplos do recuperador comportando os permutadores (11) e (15). A instalação de desumifica-ção segundo o invento comporta um dispositivo (11) de transferência de calor e um dispositivo (15) de captação de calor, figuras 3 e 4. 0 condensador (11) é constituído por uma série de condensadores (11^), (112), (113), etc..., adjacentes uns aos outros. Cada elemento é composto por um conjunto de tubos horizontais sobrepostos (35^), (352) (35^), etc... ligados entre si por cotovelos (36-^), (362), (36^), etc... de maneira a formar uma serpentina de condensação. Os tubos (35) em cobre, aluminio ou outro metal, são lisos ou porosos interiormente, e exteriormente guarnecidos com alhetas verticais (39) geralmente em aluminio. 0 evaporador (15) é constituído por uma série de evapora-dores (15^), (152), (15^), etc... adjacentes uns aos outros Cada elemento compõe-se de um conjunto de tubos horizontais sobrepostos (37^.), (373 ) etc... ligados entre si por cotoivelos {3, (382), (38^), etc... de maneira a formar uma serpentina de evaporação.

Os tubos (37), em cobre, aluminio, ou outro metal, são lisos ou porosos interiormente e exteriormente guarnecidos por alhetas verticais (41) o que facilita o escoamento dos condensados.

Os elementos respectivos dos condensados (11) e evaporadores (15) são ligados entre si por tubagem (17) e (18) com a finalidade de formar circuitos fechados como representados na figura 3. -8-

Cada circuito está equipado com um orifício de esvaziamento e de enchimento (34) constituído por uma válvula ou mais simplesmente por um tubo estrangulado soldado depois do- enchimento. 0 liquido frigorígeno desce no evaporador pelo tubo (18) e por um sifão (33). 0 calor retirado do ar húmido faz entrar o liquido em ebulição no interior dos tubos (37) fazendo com que os vapores assim formados subam no condensador dos tubos (17); os vapores que se condensam nos tubos (35) cedem assim calor ao ar fresco, retornando o liquido formado por gravidade ao evaporador pelos tubos (18).

Todos os elementos do condensador (11), excepto os cotovelos (36) estão inseridos num invólucro 540) comum destinado a canalizar o ar; o (os) condensador (res) (12) do (dos) circuito(s) da bomba (s) de calor podem vantajosamente ser inseridos num^mesmo invólucro 540) formando assim uma única bateria alhetada. Da mesma marrira, todos os elementos do evaporador (15), excepto os cotovelos (38), são inseridos num invólucro (42) destinado a canalizar o ar; o (ou os) evaporador(res) do (ou dos) circuito(s) da bomba (s) de calor podem igualmente ser inseridos no mesmo invólucro (42) formando assim uma bateria alhetada. A disposição segundo o invento permite assim uma separação fisica completa pela placa 525) entre dois fluxos gasosos.

Numa outra variante, o dispositivo de permuta térmica formado pelos permutadores (11) e (15) é substituído com um sistema de recuperação de calor "caloducs" das figuras 5 e 6. -9-

Neste dispositivo o permuta-dor é constituído por uma série de tubos verticais (50) ligados na parte superior e na parte inferior pelos cotovelos (51). Cada camada de tubos comporta um orifício de enchimento (52). Uma divisão (53) permite separar os dois fluxos de ar, ar húmido e quente na parte inferior e ar fresco e seco na parte superior. A transferência de calor efectua-se em cada um dos tubos por evaporação do liquido frigorigeno (54) na parte interna, subindo os vapores no tubo na parte superior onde se condensam sobre as paredes internas do tubo, reaquecendo assim o ar do circuito superior. O liquido retorna por gravidade à parte inferior do permutador de modo a formar um novo ciclo. O invento não deve, bem entendido, ser limitado à sua aplicação como desumificador de piscinas nem para a secagem de diversos géneros alimentares . O invento é igualmente aplicável à recuperação de calor de fluidos gasosos da mesma maneira que os recuperadores de calor tradicionais, mas de uma maneira mais interessante. A instalação pode ser utilizada igualmente para arrefecer o ar condicionado quando as bombas de calor são do tipo de ciclo reversível.

Claims (2)

1. REIVINDICAÇÕES: lâ. - Instalação de desumi- ficação que compreende dispositivos de transferência de calor, caracterizada por os referidos dispositivos serem constituídos por uma pluralidade de circuitos de permuta, dos quais os permutadores com a mesma função são dispostos em série e adjacentes uns aos outros, de maneira que o ar húmido percorra sueessivamente o evaporador do primeiro circuito, depois do segundo circuito, etc., e finalmente do último circuito ensuanto que o ar desumidificado percorre sucessivamente o condensador do ar ao primeiro circuito, efectuando-se a circulação natural do fluido frigorígeno de transferência entre os evaporadores e condensadores res-pectivos de uma maneira independente do primeiro ao último sendo o último circuito uma bomba de calor.
2. 2§. - Instalação de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por circuito de bomba de calor compreender um segundo condensador destinado a evacuar para o exterior o calor excedentário. 3ã. - Instalação de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por as tubagens de retorno do liquido dos n permutadores compreenderem um sifão na sua parte inferior. 4§. - Instalação de acordo com a reivindicação 1 caracterizada pela bomba de calor utilizar uma mistura não azetrópica de fluidos frigorígenos. -11- /ν' 5a.'"- Instalação de acordo cora a reivindicação 1 caracterizada por um dispositivo de bomba de calor compreender dois circuitos independentes, estando os condensadores colocados em série sobre o circuito de ar húmido. 6i. - Instalação de acordo com a reivindicação. 1 caracterizado por a (ou as) bomba(s) de calor serem de ciclo reversível. Lisboa, 25 de Outubro de 19 89

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