WO2021113939A1

WO2021113939A1 - Aparelho de refrigeração compreendendo entrada de ventilação e elemento difusor

Info

Publication number: WO2021113939A1
Application number: PCT/BR2020/050532
Authority: WO
Inventors: Marcio Luis TREUK; David SEIGNORET
Original assignee: Embraco Indústria De Compressores E Soluções Em Refrigeração Ltda.
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2021-06-17
Also published as: BR102019026205A2

Abstract

A presente invenção refere-se a um aparelho de refrigeração compreendendo uma entrada de ventilação e um elemento difusor, tais elementos dotados de superfícies de escoamento que apresentam uma configuração capaz de criar um fluxo otimizado de ar em direção ao dispositivo de ventilação do aparelho de refrigeração. Ademais, o elemento difusor ora proposto atua na proteção e segurança do aparelho de refrigeração, prevenindo entrada de sujidades do ar, atenuando ruídos oriundos do dispositivo de ventilação, dificultando o acesso de usuários as hélices do dispositivo de ventilação, além de tornar a entrada de ventilação do aparelho de refrigeração esteticamente mais agradável.

Description

"APARELHO DE REFRIGERAÇÃO COMPREENDENDO ENTRADA DE VENTILAÇÃO E ELEMENTO DIFUSOR"

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a um aparelho de refrigeração compreendendo uma entrada de ventilação e um elemento difusor, tais elementos dotados de superfícies de escoamento que apresentam uma configuração capaz de criar um fluxo otimizado de ar em direção ao dispositivo de ventilação do aparelho de refrigeração. Ademais, o elemento difusor ora proposto atua na proteção e segurança do aparelho de refrigeração, prevenindo entrada de sujidades do ar, atenuando ruídos oriundos do dispositivo de ventilação, dificultando o acesso de usuários as hélices do dispositivo de ventilação, além de tornar a entrada de ventilação do aparelho de refrigeração esteticamente mais agradável.

Fundamentos da Invenção

[0002] Como é do conhecimento dos técnicos versados no assunto, os aparelhos de ar condicionado do tipo split, em português separados, são divididos em duas partes, sendo uma unidade condensadora e uma unidade evaporadora, Este tipo de aparelho apresenta diversas vantagens como: um sistema modular que pode ser montado ou configurado de variadas maneiras, redução de peso de componentes, menor ruído de operação, facilidade em trocar filtros, entre outras.

[0003] No que se refere, especificamente, a unidade condensadora, esta é comumente composta por ao menos uma compressor, um trocador de calor e uma entrada de ventilação para tomada de ar ambiente. A dita entrada de ventilação é dotada de um dispositivo de ventilação, em linhas gerais, compostos por um motor que move hélices que sugam o ar que, por sua vez, é aplicado no resfriamento continuo do fluido refrigerante (fluido de trabalho) durante a operação do aparelho de ar condicionado. Assim, é fato notar que, tanto a entrada de ventilação, como as hélices do dispositivo de ventilação e todo o interior da unidade condensadora estão expostos as sujidades e detritos do ar no ambiente externo ao aparelho.

[0004] No intuito de melhor proteger a entrada de ventilação da unidade condensadora, o atual estado da técnica apresenta algumas soluções. À exemplo do documento US4726198 que apresenta uma unidade de troca térmica dotada de entrada de ventilação que, por sua vez, possui um tipo de defletor/protetor posicionado na frente das hélices do dispositivo de ventilação, sendo que a entrada do ar se dá pelas laterais do dito defletor/protetor que possui ainda um tipo de tela.

[0005] Em outro exemplo das soluções do estado da técnica, o documento US20170074526 apresenta um tipo defletor/protetor que é posicionado a frente da entrada de ventilação de uma condensadora, sendo este defletor/protetor é passível de movimentação por meio de hastes-guia, permitindo o fechamento e abertura da entrada de tomada de ar.

[0006] Em um terceiro exemplo de solução proposta no estado da técnica, o documento chinês CN208108345 apresenta uma unidade condensadora compreendendo um defletor/protetor que é dotado de um contorno anelar e uma região gradeada, este defletor/protetor posicionado na entrada de ventilação da dita unidade.

[0007] No entanto, é fato notar ao visualizar a solução proposta em US4726198 que o defletor/protetor não é capaz de prover um fluxo de ar otimizado em direção ao dispositivo de ventilação, uma vez que as tomadas de ar ocorrem apenas pela lateral do dito defletor/protetor. Em suma, apesar de prover proteção, o defletor/protetor ali proposto deve afetar negativamente a operação da unidade condensadora.

[0008] Em relação a solução proposta em US20170074526 nota-se que esta possui um mecanismo de abertura e fechamento manual, o que define um dispositivo pouco conveniente ao usuário, levando-o a ter que manusear ou verificar o defletor/protetor toda vez que este entrar em operação. Ademais, se por um descuido, o usuário ativar a operação do aparelho de refrigeração com o defletor/protetor fechado, a da unidade condensadora pode ser danificada ou totalmente perdida .

[0009] Por fim, no que se refere a solução de CN208108345 vê-se que este não provê adequada proteção ao dispositivo de ventilação contra sujidades e detritos, uma vez que tais elementos por adentar o aparelho através da grade. Ainda, não há criação de fluxo otimizado de ar, pelo contrário, devido a suas caracteristicas geométricas, a região gradeada deverá gerar um fluxo turbulento e inconstante de ar na entrada de ventilação da unidade condensadora.

[0010] Portanto, com base no acima exposto e nas deficiências do estado da técnica, surge a presente invenção.

Objetivos da invenção

[0011] Assim, é um objetivo fundamental da invenção revelar um aparelho de refrigeração em que a entrada de ventilação, com auxilio do elemento difusor, seja capaz de criar um fluxo otimizado de ar em direção ao dispositivo de ventilação do aparelho de refrigeração, causando, consequentemente melhor resfriamento do fluido refrigerante no condensador.

[0012] Adicionalmente, é objetivo da presente invenção prover um aparelho de refrigeração em que o dispositivo de ventilação esteja protegido de sujidades e demais detritos localizados no ar ambiente sugado para o mesmo.

[0013] Ademais, é objetivo da presente invenção prover um aparelho de refrigeração em que os ruídos normais de operação do dispositivo de ventilação sejam suprimidos e, consequentemente, menos perceptíveis aos usuários.

[0014] É um objetivo adicional da presente invenção prover um aparelho de refrigeração em que o usuário não tenha fácil acesso as hélices do dispositivo de ventilação, garantindo assim, sua segurança.

[0015] Por fim, é objetivo da presente invenção prover um aparelho de refrigeração em que a entrada de ventilação apresente esteticamente mais aprazível mais usuários.

Sumário da invenção

[0016] Todos os objetivos anteriormente citados são integralmente alcançados por meio de um aparelho de refrigeração compreendendo ao menos uma entrada de ventilação e ao menos um dispositivo de ventilação posicionado na entrada de ventilação, o aparelho de refrigeração que compreende ainda ao menos um elemento difusor posicionado na entrada de ventilação; o elemento difusor compreendendo uma base, um ápice e uma superfície de escoamento que liga a base ao ápice; a entrada de ventilação compreendendo um bocal de entrada, um bocal de saída e uma superfície de escoamento que liga o bocal de entrada ao bocal de saida. O aparelho de refrigeração em que a região entre a superfície de escoamento do elemento difusor e a superfície de escoamento da entrada de ventilação definem uma região de escoamento otimizado para o fluxo de ar.

[0017] Adicionalmente, a presente invenção prevê um aparelho de refrigeração em que o elemento difusor compreende geometria tronco-piramidal, sendo a base voltada para o exterior do aparelho de refrigeração e o ápice voltado para o interior do aparelho de refrigeração.

[0018] Ainda, é aqui proposto um aparelho de refrigeração em que a superfície de escoamento do elemento difusor define uma curvatura em "S".

[0019] Ademais, a presente invenção propõe um aparelho de refrigeração em que a entrada de ventilação compreende uma geometria tronco-piramidal que define um duto de escoamento convergente em direção ao dispositivo de ventilação.

[0020] Além do mais, é provido um aparelho de refrigeração em que ao menos uma grade de proteção é posicionada na entrada de ventilação.

[0021] Por fim, a presente invenção prevê um aparelho de refrigeração em que o dispositivo de ventilação compreende hélices e um motor.

Breve descrição das figuras

[0022] A presente invenção é pormenorizadamente detalhada com base nas figuras abaixo listadas, as quais:

[0023] A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva do aparelho de refrigeração mostrando o elemento difusor posicionado na entrada de ventilação.

[0024] A figura 2 ilustra uma vista frontal do aparelho de refrigeração mostrando o elemento difusor posicionado na entrada de ventilação.

[0025] A figura 3 ilustra uma vista frontal do aparelho de refrigeração mostrando o elemento difusor posicionado em uma variante configurativa da entrada de ventilação.

[0026] A figura 4 ilustra o elemento difusor e a entrada de ventilação isoladas do aparelho de refrigeração.

[0027] A figura 5 ilustra uma vista lateral da entrada de ventilação.

[0028] A figura 6 ilustra uma vista em perspectiva posterior da entrada de ventilação.

[0029] A figura 7 ilustra uma vista em corte mostrando o elemento difusor, o dispositivo de ventilação, o condensador e a entrada de ventilação.

[0030] A figura 8 ilustra vista em corte mostrando variantes dimensionais do aparelho de refrigeração.

[0031] A figura 9 vista em corte mostrando variantes dimensionais da entrada de ventilação.

Descrição Detalhada da Invenção

[0032] De acordo com os objetivos da presente invenção e como pode ser observado nas figuras de 1 a 9 é revelado um aparelho de refrigeração compreendendo ao menos uma entrada de ventilação 2 e ao menos um dispositivo de ventilação 3 posicionado na entrada de ventilação 2, o aparelho de refrigeração que compreende ainda ao menos um elemento difusor 1 também posicionado na entrada de ventilação 2; o dito elemento difusor 1 compreendendo uma base 1.2, um ápice 1.3 e uma superfície de escoamento 1.1 que liga a base 1.2 ao ápice 1.3; a entrada de ventilação 2 compreendendo um bocal de entrada 2.2, um bocal de saída 2.3 e uma superfície de escoamento 2.1 que liga o bocal de entrada 2.2 ao bocal de salda 2.3.

[0033] Em uma realização preferencial da presente invenção, a entrada de ventilação é provida em uma unidade condensadora do aparelho de refrigeração que define um aparelho de ar condicionado.

[0034] Em especial, no aparelho de refrigeração ora proposto a região entre a superfície de escoamento 1.1 do elemento difusor 1 e a superfície de escoamento 2.1 da entrada de ventilação 2 definem uma região de escoamento otimizado 4 para o fluxo de ar que entra no aparelho de refrigeração e é direcionado ao dispositivo de ventilação 3.

[0035] Como previamente citado, a presente invenção visa prover um aparelho de refrigeração em que a entrada de ventilação 2, com auxílio do elemento difusor 1, seja capaz de criar um fluxo otimizado de ar em direção ao dispositivo de refrigeração 3. Tal resultado é obtido pelo fato do elemento difusor 1 e a entrada de ventilação 2 afetarem a dinâmica do fluxo de ar, em especial, características de fluxo de ar são substancialmente determinadas pela geometria e posicionamento do elemento difusor 1 e pela geometria e posicionamento da entrada de ventilação 2, as quais são detalhadas a seguir.

[0036] Como pode ser visto na figura 7, o elemento difusor 1 apresenta uma geometria tronco-piramidal, sendo a base 1.2 voltada para o exterior do aparelho de refrigeração e o ápice 1.3 voltado para o interior do aparelho de refrigeração. Em especial, nota-se que a base 1.2 apresenta um perfil substancialmente quadrado, porém com bordas arredondadas. O ápice 1.3 pode apresentar um perfil circular ou quadrado.

[0037] Aqui é válido citar que a geometria do elemento difusor 1 pode variar, à exemplo, o elemento difusor 1, em uma realização preferencial, pode apresentar uma geometria tronco-cônica, ou seja, a base 1.2 teria um perfil circular.

[0038] Ademais, como pode ser visto na figura 7, o elemento difusor 1 compreende uma porção lateral que define uma superfície de escoamento 1.1, tal superfície liga a base 1.2 ao ápice 1.3. Em uma realização preferencial, a superfície de escoamento 1.1 do elemento difusor 1 define uma curvatura em "S". Esta curvatura em formato de "S" é especialmente provida para garantir um fluxo de ar otimizado na região de escoamento otimizado.

[0039] No que se refere a geometria da entrada de ventilação 2, vê-se nas figuras 1 e 4 que está compreende uma geometria tronco-piramidal que define um duto de escoamento 2.4 convergente em direção ao dispositivo de ventilação 3. Vê-se ainda nas figuras 4 a 6 que o bocal de entrada 2.2 apresenta um perfil substancialmente quadrado, porém com bordas arredondadas. Por sua vez, vê-se que o bocal de saída 2.3 apresenta um perfil circular. Ressalta-se, entretanto, que a geometria do bocal de entrada 2.2 e do bocal de saída 2.3 podem, também, podem variar.

[0040] Adicionalmente, nota-se nas figuras 4 a 6 que a entrada de ventilação 2 compreende uma superfície de escoamento 2.1 que liga o bocal de entrada 2.2 ao bocal de saída 2.3. A superfície de escoamento 2.1 apresenta uma geometria levemente arqueada em direção ao interior da entrada de ventilação 2, definindo uma curvatura em "C". Novamente, ressalta-se que o perfil de curvatura da superfície de escoamento 2.1 também pode variar, sendo, por exemplo, côncava.

[0041] Tendo sido definido, de forma geral, a geometria do elemento difusor 1 e da entrada de ventilação 2, nota-se, ao visualizar a vista em corte do aparelho de refrigeração na figura 7, que a superfície de escoamento 1.1 do elemento difusor 1 e a superfície de escoamento 2.1 da entrada de ventilação 2 definem uma região de escoamento otimizado para o fluxo de ar.

[0042] Para melhor entender a dinâmica do fluxo de ar na entrada da ventilação 2 do aparelho de refrigeração ora proposto, realiza-se a seguir, comparação com um aparelho de refrigeração desprovido do elemento difusor 1.

[0043] Vê-se nas figuras 6, 8 e 9 que a região de escoamento otimizado, por meio da geometria ora proposta, afeta a dinâmica da entrada de ar em direção ao dispositivo de ventilação 3, que por sua vez, irá sugá-lo e direcioná- lo ao condensador 5. O fluxo de ar é, portanto, otimizado, garantindo melhor resfriamento do condensador 5 e, consequentemente, melhor operação do aparelho de refrigeração.

[0044] Não há restrições, as dimensões do elemento difusor 1 e as dimensões da entrada de ventilação 2, sendo tais definidas de acordo com o projeto do aparelho de refrigeração e sua aplicação (vide figuras 8 e 9). Em uma realização preferencial a área de passagem da região de escoamento otimizado é 0,0975m². À exemplo, sem o elemento difusor a área de passagem da região de escoamento otimizado é 0,263m² .

[0045] Ainda, como vê-se nas figuras 6, 8 e 9, o duto de escoamento 2.4 da entrada de refrigeração 2 é convergente e, em conjunto com o elemento difusor 1, reduz a área de entrada de ar, aumentando a velocidade de entrada de ar e, consequentemente, reduzindo a pressão de ar na entrada (cenário com o difusor ora proposto: |Área, †Velocidade, IPressão); . Em suma, no fluxo de ar sem o elemento difusor, existe uma maior área de entrada de ar, com consequente menor velocidade e maior pressão (cenário sem difusor: †Area, jVelocidade, tPressão).

[0046] Em uma realização preferencial, a velocidade média na salda do elemento difusor 1 é de 6,75m/s. Sem o elemento difusor a velocidade média é de 4,1 m/s. Vale destacar que tais velocidades podem ser alteradas pelo dispositivo de ventilação 3 aplicado, uma vez que as dimensões de suas hélices, bem como a potência de seu motor podem variar.

[0047] Ao visualizar a figura 7, vê-se que a região entre o ápice 1.3 do elemento difusor 1 e o centro do dispositivo de ventilação 3 define uma região intermediária de fluxo 5, sendo que, preferencialmente, o elemento difusor 1 é acoplado ao dispositivo de ventilação 3 nesta região.

[0048] Ainda, nota-se ao visualizar as figuras 6 e 7 que o dispositivo de ventilação 3 está disposto no interior da entrada de ventilação 2, nas proximidades do bocal de saída 1.3. O condensador 5 é posicionado atrás do dispositivo de ventilação 3, imediatamente atrás da entrada de ventilação 2. Em uma realização preferencial, as hélices do dispositivo de ventilação 3 estão localizadas lOmm para dentro da entrada de ventilação 2.

[0049] Não obstante a criação de um fluxo de ar otimizado, a presente invenção também visa prover segurança ao usuário, ao dificultar seu acesso ao dispositivo de ventilação 3 que contém hélices. Ao visualizar as figuras 8 e 9, vê-se que o espaço restante entre o elemento difusor 1 e a entrada de ventilação 2 é bastante restrito, sendo apenas útil para a passagem de ar. Não é possível acessar o dispositivo de ventilação 3, sem desmontar o elemento difusor 1.

[0050] Ademais, uma grade de proteção 4 pode ser provida na frente das hélices do dispositivo de ventilação 3, no intuito de prover maior proteção e dificultar ainda mais o acesso de um usuário as ditas hélices.

[0051] Ainda, o fato do elemento difusor 1 estar posicionado a frente do dispositivo de ventilação 3 permite a atenuação de ruídos oriundo do dito dispositivo de ventilação 3, gerando conforto auditivo ao usuário, durante a operação normal do aparelho de refrigeração.

[0052] Por fim, o elemento difusor 1 torna a entrada de ventilação esteticamente mais agradável, impedindo a visualização do dispositivo de ventilação em funcionamento. Não obstante, a base 1.2 do elemento difusor 1 pode servir de suporte a placas informativas e apresentar cores diversas.

[0053] Em linhas gerais, este relatório deixa claro que o aparelho de refrigeração aqui proposto é capaz de: criar um fluxo otimizado de ar em direção ao dispositivo de ventilação do aparelho de refrigeração; proteger o dispositivo de ventilação de sujidades e demais detritos localizados no ar ambiente; atenuar ruídos normais de operação do dispositivo de ventilação, garantir que o usuário não tenha fácil acesso as hélices do dispositivo de ventilação e prover uma entrada de ventilação com estética agradável.

[0054] É importante ressaltar que a descrição acima tem como único objetivo descrever de forma exemplificativa a concretização particular da invenção em questão. Portanto, torna-se claro que modificações, variações e combinações construtivas dos elementos que exercem a mesma função substancialmente da mesma forma para alcançar os mesmos resultados, continuam dentro do escopo de proteção delimitado pelas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho de refrigeração compreendendo ao menos uma entrada de ventilação (2) e ao menos um dispositivo de ventilação (3) posicionado na entrada de ventilação (2); o aparelho de refrigeração caracterizado pelo fato de que compreende ainda ao menos um elemento difusor (1) posicionado na entrada de ventilação (2); o elemento difusor (1) compreendendo uma base (1.2), um ápice (1.3) e uma superfície de escoamento (1.1) que liga a base (1.2) ao ápice (1.3); a entrada de ventilação (2) compreendendo um bocal de entrada (2.2), um bocal de saída (2.3) e uma superfície de escoamento (2.1) que liga o bocal de entrada (2.2) ao bocal de saída (2.3); sendo que a região entre a superfície de escoamento

(1.1) do elemento difusor (1) e a superfície de escoamento

(2.1) da entrada de ventilação (2) definem uma região de escoamento otimizado para o fluxo de ar.

2. Aparelho de refrigeração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento difusor (1) compreende geometria tronco-piramidal, sendo a base (1.2) voltada para o exterior do aparelho de refrigeração e o ápice (1.3) voltado para o interior do aparelho de refrigeração.

3. Aparelho de refrigeração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a superfície de escoamento (1.1) do elemento difusor (1) define uma curvatura em "S".

4. Aparelho de refrigeração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a entrada de ventilação (2) compreende geometria tronco-piramidal que define um duto de escoamento (2.4) convergente em direção ao dispositivo de ventilação (3).

5. Aparelho de refrigeração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ao menos uma grade de proteção (4) é posicionada na entrada de ventilação (2).

6. Aparelho de refrigeração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de ventilação (3) compreende hélices e um motor.