BRPI0614450A2 - dispositivo aperfeiçoado para secagem a frio - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO APERFEIçOADO PARA SECAGEM A FRIO Dispositivo para secagem a frio que compreende um trocador de calor (2) cuja parte principal é o vaporizador (3) de um circuito de esfriamento (4) que Também compreende um compressor (6) acionado por um motor (5), um dispositivo de controle (16) para este motor (5) e meios de medição (17) para a temperatura do ar mais baixa (LAT), meios de medição (18) para a temperatura ambiente (Tamb) e um medidor de fluxo (19), pelo qual este dispositivo de controle (16) pode ser pelo menos acionado em um primeiro modo de uso no qual o circuito de esfriamento (4) é apenas ativado quando o fluxo de gás excede um valor predeterminado e um segundo modo de uso no qual a temperatura do ar mais baixa (LAT) é mantida dentro de uma certa faixa ao controlar o circuito de esfriamento (4).

Description

DISPOSITIVO APERFEIÇOADO PARA SECAGEM A FRIO

A presente invenção refere-se a um dispositivoaperfeiçoado para secagem a frio.

Em particular, a presente invenção refere-se a umdispositivo para secagem a frio, que compreende um trocadorde calor cuja parte principal é o vaporizador de umcircuito de esfriamento que também compreende um compressorque é acionado por um motor, um condensador, um meio deexpansão entre a saída do condensador e a entrada dovaporizador, um dispositivo de controle para controlar omotor acima mencionado e meio de medição acoplado ao mesmo,em que a parte secundária do trocador de calor é parte deuma tubulação para o gás a ser seco, pelo qual nestatubulação um separador de líquido é colocado na saída daparte secundária do trocador de calor.

Ar comprimido fornecido, por exemplo, por umcompressor está na maioria dos casos saturado com vapor deágua ou possui, em outras palavras, uma umidade relativa de100%. Isto implica que, no caso de uma queda de temperaturaabaixo do que é chamado ponto de orvalho, haverácondensação. A água condensada dá início à corrosão emtubulações e ferramentas, e utensílios podem desgastar-seprematuramente.

Esta é a razão pela qual o ar comprimido é seco, oque pode ser feito com o dispositivo acima mencionado parasecagem a frio. Além disso, outros gases podem ser secoscom tal dispositivo.

A secagem a frio é baseada no princípio que aoabaixar a temperatura do ar ou do gás no vaporizador, aumidade no ar ou gás irá condensar, após o que a águacondensada é separada em um separador de líquido e após oque o ar ou gás é aquecido de novo, de modo que este ar ougás não mais ficará saturado.

0 mesmo se aplica a qualquer outro gás além do ar, ecada vez que nos referirmos doravante ao ar, o mesmo Tambémse aplica a qualquer outro gás além do ar.

Um dispositivo para secagem a frio já é conhecido,por meio do qual os meios de medição acima mencionados sãofeitos como meios para medir a pressão do vaporizador ou atemperatura do vaporizador, pelo que o circuito deesfriamento é acionado ligado ou desligado com base nosvalores medidos provenientes dos referidos meios demedição.

Se uma retirada de ar comprimido é registrada, ocircuito de esfriamento é iniciado e tão logo a retirada dear comprimido pare novamente, o circuito de esfriamento étambém interrompido novamente.

Uma desvantagem de tal dispositivo conhecido é que otrocador de calor, após o circuito de esfriamento ter sidodesligado, irá aquecer uma vez que não há mais esfriamento.

Quando subseqüentemente, o ar comprimido é retiradonovamente enquanto o trocador de calor aqueceu nesse meiotempo, picos de temperatura e do ponto de orvalho podeminstantaneamente ocorrer no ar comprimido fornecido, umavez que o gás a ser seco no trocador de calor não ésuficientemente resfriado para fazer a água no referido gása ser seco condensar na capacidade máxima.

Um dispositivo para secagem a frio também éconhecido, munido de uma massa térmica, por exemplo, naforma de uma mistura de água e propileno glicol, paraesfriar o ar comprimido.

Com tais dispositivos conhecidos, o circuito deesfriamento é usado apenas para esfriar a massa térmicaacima mencionada, de modo que o compressor neste circuitode esfriamento possa ser desligado tão logo a massa térmicatenha alcançado uma certa temperatura, como resultado deque a energia pode ser economizada.

Uma desvantagem de tal dispositivo conhecido é que ocircuito de esfriamento, devido à presença da massa térmicaacima mencionada, deve ser feito muito pesado e passível demedição.

Outra desvantagem de tal dispositivo conhecido é que,devido a partes tradicionais tais como um reservatório e/ouum trocador de calor adicional, a construção do circuito deesfriamento é relativamente dispendiosa e complicada e suamontagem é muito demorada.

A presente invenção almeja remediar uma ou diversasdas desvantagens acima mencionadas e outras.

Para este fim, a invenção refere-se a um dispositivopara secagem a frio do tipo acima mencionado, pelo que osmeios de medição acima mencionados são pelo menos feitoscomo meios para medir a temperatura do ar mais baixa do gása ser seco, meios para medir a temperatura ambiente e ummedidor de fluxo na tubulação acima mencionada para o gás aser seco, pelo que o dispositivo de controle acmencionado pode ser acionado em pelo menos dois modos deusuário, denominados primeiro modo de uso no qual ocircuito de esfriamento é apenas ativado quando o fluxomedido do gás a ser seco através da tubulação acima

mencionada excede um valor predeterminado e no qual ocircuito de esfriamento é desligado cada vez que atemperatura do ar mais baixa cai a um valor mínimopredeterminado, e permanece desligado até a temperatura doar mais baixa ter alcançado um certo valor superior, esegundo modo de uso no qual, ao controlar o circuito deesfriamento, a temperatura do ar mais baixa medida émantida dentro de uma certa faixa que é uma função datemperatura ambiente.

Temperatura do ar mais baixa ou LAT significa aqui atemperatura mais baixa do ar a ser seco que ocorre durantea secagem a frio e que é um princípio alcançado na saídapara o gás a ser seco da parte secundária do trocador decalor. A LAT sempre dá uma boa indicação do ponto deorvalho do ar, uma vez que existe uma conexão entre ambos.

Uma vantagem de tal dispositivo é que a temperaturado trocador de calor é sempre restrita, uma vez que ocircuito de esfriamento é iniciado novamente quando a LATmedida ou o ponto de orvalho torna-se muito elevado, esendo assim picos são evitados.

Uma vez que o valor superior acima mencionado para aLAT no primeiro modo de uso e a faixa acima mencionada paraa LAT no segundo modo de uso podem ser ajustados conformedesejado, um ponto de orvalho pode ser garantido em todasas temperaturas ambientes que forem suficientemente baixaspara impedir a corrosão ou condensação na rede de arcomprimido que segue o dispositivo para secagem a frio.

Outra vantagem de tal dispositivo de acordo com ainvenção é que nenhuma massa térmica extra é necessária eque a energia pode ser economizada de uma forma muitosimples, uma vez que o circuito de esfriamento é desligadono tempo devido, por exemplo, quando nenhum ar comprimidoprecisar ser seco uma vez que não há consumo algum de arcomprimido.

Outra vantagem é que, graças à presença do medidor defluxo acima mencionado, é possível desligar o circuito deesfriamento, por exemplo, no caso de carga zero, cujoresultado é que mais energia pode ser economizada.

A fim de melhor explicar as características dapresente invenção, a modalidade preferida que se segue deum dispositivo aperfeiçoado para secagem a frio de acordocom a invenção é determinada como um exemplo apenas,mediante referência aos desenhos em anexo, nos quais:

a figura 1 representa um dispositivo aperfeiçoado deacordo com a invenção para secagem a frio;

a figura 2 representa, para o primeiro modo de uso deum dispositivo de acordo com a invenção, um curso possíveldos valores mínimo e superior de LAT como uma função datemperatura ambiente;

a figura 3 representa um curso possível da faixa deLAT como uma função da temperatura ambiente 5 para osegundo modo de uso do dispositivo de acordo com ainvenção;

a figura 4 representa uma variante de acordo com afigura 1;

a figura 5 representa uma variante de acordo com afigura 3.

A figura 1 representa um dispositivo 1 para secagem afrio que consiste principalmente em um trocador de calor 2cuja parte principal forma o vaporizador 3 de um circuitode esfriamento 4 no qual são sucessivamente também eretosum compressor 6, acionado por um motor 5, um condensador 1e um meio de expansão 8.

Este circuito de esfriamento é preenchido com fluidode esfriamento, por exemplo, Freon R410a, cuja direção decorrente é indicada por seta 9.

A parte secundária do trocador de calor 2 é parte datubulação 10 para umidade do ar a ser seco cuja direção decorrente é representada por seta 11.

Após o trocador de calor 2, isto é, em sua saída, umseparador de líquido 12 é colocado na tubulação 10.

Esta tubulação 10, antes de alcançar o trocador decalor 2, pode se estender parcialmente através de um pré-refrigerador ou um trocador de calor de recuperação 13 e emseguida, seguindo o separador de líquido 12, se estenderatravés do trocador de calor de recuperação 13 novamente,em fluxo paralelo ou contra-fluxo até a parte acimamencionada.

A saída da tubulação acima mencionada 10 pode, porexemplo, ser conectada a uma rede de ar comprimido que nãoé representada nas figuras, à qual consumidores de arcomprimido são conectados, por exemplo, ferramentas que sãoacionadas por ar comprimido.

0 trocador de calor 2 é um trocador de calor delíquido/ar e pode ser projetado para formar um conjunto como trocador de calor de recuperação possível 13 que é umtrocador de calor ar/ar.

0 meio de expansão 8 é neste caso feito no formato deuma válvula termostática propiciada entre a ventoinha docondensador de saída 7 e a entrada do vaporizador 3 e cujoelemento termostático é acoplado de maneira conhecida pormeio de uma tubulação 14 a uma ampola 15 propiciada nasaída do vaporizador 3, em outras palavras entre ovaporizador 3 e o compressor 6, no circuito de esfriamento 4.

Está claro que o meio de expansão acima mencionado 8pode ser realizado de diversas formas diferentes, taiscomo, por exemplo, na forma de uma válvula eletrônica que éacoplada a um medidor de temperatura que é colocado naextremidade distante do vaporizador 3 ou que segue o mesmo.

Em alguns secadores a frio pequenos 1, o meio deexpansão 8 pode ser substituído por uma tubulação capilar.

O compressor 6 é, por exemplo, um compressorvolumétrico que, na mesma velocidade rotacional, entregapraticamente o mesmo fluxo de volume, por exemplo, umcompressor espiral, embora o motor 5 seja um motor elétricoque neste caso é acoplado a um dispositivo de controle 16.

O dispositivo de controle acima mencionado 16 que, deacordo com a invenção, pode ser acionado entre pelos menosdois modos de usuário que são doravante discutidos emdetalhes, pode, por exemplo, ser feito na forma de um PLC,e Também é conectado de acordo com a invenção aos meios demedição que, de acordo com a invenção, são pelo menosfeitos na forma de meios de medição 17 para a temperaturado ar mais baixa (LAT) do gás a ser seco, meios de medição18 para a temperatura ambiente Tamb e um medidor de fluxo 19.

Os meios de medição acima mencionados 17 para a LATsão de preferência propiciados no ponto em que atemperatura do ar mais baixa a ser seco pode ser na verdadeesperada, que é neste caso logo após a parte secundária dotrocador de calor 2 e de preferência antes do separador delíquido 12.

De acordo com a invenção, não é excluído que os meiosde medição 17 para medir a LAT sejam substituídos por meiosde medição para medir o ponto de orvalho, que são depreferência propiciados próximos à saída da partesecundária do trocador de calor acima mencionado 2.

Conseqüentemente, cada vez que os meios de medição 17 paramedir a LAT forem mencionados doravante, podem seraplicados Também meios de medição para medir o ponto deorvalho de acordo com a invenção.

Os meios de medição 18 acima mencionados para atemperatura ambiente (Tamb) são de preferência colocados narede de ar comprimido que faz uso do ar seco pelodispositivo 1, especificamente próximo aos consumidoresfinais deste ar comprimido, por exemplo, próximo ãsferramentas que são acionadas por este ar comprimido seco.

De forma alternativa, os meios de medição 18 para atemperatura ambiente podem Também ser propiciados em outroslugares. No caso do ar comprimido a ser seco vir, porexemplo, do compressor, acaba que um bom posicionamentopara os meios de medição 18 acima mencionados para atemperatura ambiente é a entrada de tal compressor.

De acordo com a invenção, os meios de medição 18podem ser Também propiciados no dispositivo 1 para secagema frio, porém os mesmos devem sempre ser colocados de modoque tornem possível a medição da temperatura ambientemédia.

0 medidor de fluxo 19 acima mencionado é propiciadona tubulação acima mencionada 10 para o gás a ser seco,neste caso após o trocador de calor de recuperação 13. Éclaro que este medidor de fluxo 19 pode ser propiciado emqualquer lugar na tubulação 10.

Neste caso, o medidor de fluxo 19 é feito no formatode um sensor que, tão logo um fluxo de gás predeterminadoflua através da tubulação 10, emite um sinal de saída,porém que não determine a magnitude do referido fluxo degás através da tubulação 10 mais adiante.

Em outra modalidade de um dispositivo 1 de acordo coma invenção, não é excluído, evidentemente, fazer uso de ummedidor de fluxo 19 que mede a magnitude do fluxo de gásatravés da tubulação 10, de tal modo que este possa serlevado em consideração ao controlar o circuito deesfriamento 4.

0 trabalho de um dispositivo aperfeiçoado 1 de acordocom a invenção para secagem a frio é muito simples e é comose segue.

O ar a ser seco é alimentado através da tubulação 10e sendo assim através do trocador de calor 2, por exemplo,em fluxo de contador para o fluido de esfriamento novaporizador 3 do circuito de esfriamento 4.

Neste trocador de calor 2, a umidade do ar éesfriada, como resultado do que é formado condensado que éseparado no separador de líquido 12.

O ar frio, que contém menos umidade em termosabsolutos após o referido separador de líquido 12, porémainda possui uma umidade relativa de 100%, é aquecido notrocador de calor de recuperação 13, como resultado do quea umidade relativa diminui até de preferência menos do que50%, embora o ar fresco a ser seco já esteja parcialmenteesfriado no trocador de calor de recuperação 13 antes deser fornecido ao trocador de calor 2.

Sendo assim, o ar na saída do trocador de calor derecuperação 13 é mais seco do que na entrada do trocador decalor 2.

0 trabalho do circuito de esfriamento 4 já éconhecido como tal e é como se segue.

No condensador 7, o fluido de esfriamento gasoso queé aquecido pela compressão no compressor 6, é esfriado atétornar-se líquido. A fim de descarregar o calor para oambiente, a utilização pode, por exemplo, ser feita de ummeio de esfriamento, tal como, por exemplo, água ou ar.

Graças aos meios de expansão 8, o fluido deesfriamento de líquido expande-se para uma pressão devaporizador constante, que é evidente implica em queda detemperatura.

Ao aplicar uma válvula de expansão termostática 8 euma ampola 15 na maneira conhecida, haverá normalmentesuperaquecimento após o vaporizador 3, de modo que não háperigo de fluido de esfriamento entrar no compressor 6, e,como conseqüência, não há normalmente necessidade de umseparador de líquido no circuito de esfriamento 4.

De acordo com a invenção, a LAT do gás a ser seco éde preferência mantida dentro de certos limites, de modo aimpedir congelamento do vaporizador 3 devido a uma LATmuito baixa por outro lado, e para garantir que o ar aindaseja suficientemente esfriado de modo a permitir acondensação por outro lado.

Quando o primeiro modo de uso do dispositivo decontrole 16 for selecionado, o circuito de esfriamento 4 édesligado a cada vez que a LAT do gás a ser seco cai paraum valor mínimo apresentado A, representado na figura 2 eque é constante neste caso e de preferência, porém nãonecessariamente, igual a 1°C.

0 valor mínimo estabelecido acima mencionado A para aLAT pode Também possuir outro curso de acordo com ainvenção, porém deve ser suficientemente elevado em cadavalor da temperatura ambiente para evitar o congelamento domeio de esfriamento no circuito de esfriamento 4.

Quando a LAT então alcança um certo valor superior B,o circuito de esfriamento 4 é iniciado novamente pelodispositivo de controle 16 acima mencionado quando o motoracima mencionado 5 é ativado novamente.

Neste caso, o dispositivo de controle 16 é munido deum algoritmo como uma função da temperatura ambiente Tamb eque é utilizada para calcular o referido valor superior Bda LAT.

No exemplo da figura 2, a curva B possui um cursoconstante abaixo de um certo primeiro valor Ta datemperatura ambiente, embora possua um curso ascendentelinear acima do referido primeiro valor Ta.

É claro que o valor superior acima mencionado B podeTambém possuir outros cursos, tais como, por exemplo, naforma de uma função de etapa ou um valor constante.

Conseqüentemente, não é necessário de acordo com a invençãoque este valor superior B seja calculado como uma função datemperatura ambiente Tamb.

De acordo com a invenção, o dispositivo de controle16 Também leva em consideração medições do medidor de fluxoacima mencionado 19 no referido primeiro modo de uso, demodo que o circuito de esfriamento 4 seja apenas ativadoquando o fluxo medido do gás a ser seco através datubulação acima mencionada 10 exceda um valor determinado.

Desta maneira é evitado que o circuito de esfriamento4 permaneça operacional quando o dispositivo 1 para secagema frio não estiver total ou parcialmente carregado, o queauxilia a economizar energia.

De preferência, mas não necessariamente, odispositivo de controle 16 acima mencionado é conectado aosmeios de sinalização, não representados nas figuras, queindicam quando a LAT medida do gás a ser seco cai abaixo deum certo valor de sinal C e que pode ser feito no formatode um LED, uma luz intermitente, um autofalante, ouqualquer outro meio de sinalização ou uma combinação destesmeios.

Naquele caso, o dispositivo de controle 16 é depreferência Também munido de um algoritmo que é uma funçãoda temperatura ambiente Tamb para calcular o valor de sinalC acima mencionado.

A figura 2 representa um curso possível do valor desinal acima mencionado C, que neste caso é constantementecrescente até um certo segundo valor Tb da temperaturaambiente Tamb e que possui um curso ascendente quase linearacima do referido valor Tb que está, por exemplo, sempresituado em um valor constante sob a temperatura ambienteTamb. Está claro que a curva C de acordo com a invençãopode Também possuir outro curso.

No segundo modo de uso do dispositivo de controle 16,o circuito de esfriamento 4 é controlado ao ligar edesligar o motor de acionamento acima mencionado 5 docompressor 6, de modo a manter sempre a LAT do gás a serseco dentro de uma certa faixa e neste caso, conformerepresentado na figura 3, entre um valor limite mínimo emáximo D, E, respectivamente, que são calculados por meiode algoritmos que são uma função da temperatura ambientemedida Tamb.

No exemplo fornecido, o valor limite mínimo D nestecaso progride de acordo com uma função de etapa que, quandoa temperatura ambiente Tamb está situada abaixo de umprimeiro valor determinado Tc, é quase constante, e nestecaso quantifica até algo como 3 °C, de modo a impedir ocongelamento do vaporizador 3.

Quando a temperatura ambiente Tamb se eleva acima deum segundo valor determinado Td que é mais elevado do que oprimeiro valor determinado acima mencionado Tc, a função deetapa acima mencionada do valor limite mínimo D seráconstante bem como neste caso.

Entre os valores determinados acima mencionados Tc eTd, a função de etapa acima mencionada do algoritmo dovalor limite mínimo D possui um curso ascendente que nestecaso é linear, porém não necessariamente, e que é Também depreferência de modo que a diferença entre a temperaturaambiente Tamb e este valor limite mínimo calculado D sejaconstante.

Neste caso, o algoritmo do valor limite máximo E éTambém formado por uma função de etapa que, em cada valorda temperatura ambiente Tamb, possui um valor maior do quea função de etapa do valor limite mínimo D calculado acimamencionado e que, quando a temperatura ambiente Tamb émenor do que um primeiro valor determinado Te, é constante.Acima deste primeiro valor determinado Te e até umsegundo valor determinado Tf, a curva do valor limitemáximo E neste caso possui um curso ascendente linear.

Quanto a este segundo valor determinado Tfi a funçãode etapa acima mencionada do algoritmo do valor limitemáximo E possui um curso constante até um terceiro valordeterminado Tg, acima do que o valor limite máximo E possuium curso ascendente linear novamente.

Neste caso, o terceiro valor determinado acimamencionado Tg para o valor limite máximo E é igual aoprimeiro valor determinado Tc para o valor limite mínimo D.Contudo, é claro que isto não é sempre necessário de acordocom a invenção.

O objetivo do valor limite máximo E acima mencionadoé evitar que a LAT torne-se muito elevada, como resultadode que o ar não seria suficientemente esfriado, e comoresultado a umidade insuficiente condensaria de modo a sercapaz de secar o ar.

De preferência, de acordo com a invenção, enquanto odispositivo 1 para secagem a frio está operacional, o valormedido da LAT conforme medido pelos meios de medição 17 écontinuamente comparado pelo dispositivo de controle acimamencionado 16 ou comparado em certos intervalos, regularesou não, por exemplo, com uma certa freqüência, para o valorlimite mínimo D acima mencionado e o valor limite máximo E.

Quando a LAT do gás a ser seco temporariamente caiabaixo do valor limite mínimo D, o dispositivo de controle16 acima mencionado desligará o circuito de esfriamento 4,ao desligar o motor 5 que aciona o compressor 6 destecircuito de esfriamento 4, de modo que a temperatura novaporizador acima mencionado 3 se eleve e Também a LATaumentará novamente.

Quando a LAT se elevar acima do valor limite máximoΕ, o circuito de esfriamento 4 é ligado novamente, quando omotor 5 que aciona o compressor 6 deste circuito deesfriamento 4 é ligado novamente, como resultado de que atemperatura no vaporizador 3 diminui e Também a LAT cainovamente.

Uma vez que o circuito de esfriamento 4 é apenasligado quando isto é necessário, um método para secagem afrio de acordo com a invenção auxiliará a economizarenergia.

Ao ligar o circuito de esfriamento 4 novamente notempo devido, pode-se garantir Também que o trocador decalor 2 não aqueça, de modo que quando o suprimento de arcomprimido for carregado de novo, por exemplo, após umperíodo de espera, possa não haver picos de temperatura ede ponto de orvalho no ar comprimido sendo retirado.

Se necessário, porém não necessariamente, o circuitode esfriamento 4 pode ser desligado neste segundo modo deuso quando o fluxo do gás a ser seco, conforme observadopelo medidor de fluxo 19, através da tubulação 10 acimamencionada for menor do que um valor predeterminado, porémde acordo com a invenção é Também possível para o circuitode esfriamento 4 permanecer operacional no caso de umacarga zero e/ou carga parcial.

A figura 4 representa outra modalidade de umdispositivo 1 de acordo com a invenção, pelo qual umatubulação bifurcada 20 é propiciada no circuito deesfriamento 4 acima do compressor de refrigeração acimamencionado 6, no qual uma válvula de desvio convencional 21seja munida de um corpo de válvula que é aberto por umamola tão logo a pressão na desvio 20 caia abaixo de umcerto valor. A pressão e contador com a qual a mola abre oreferido corpo de válvula, e desse modo a pressão acimamencionada, é ajustável.

Em série com a referida válvula de desvio 21, querdizer entre a última e a saída do compressor derefrigeração 6, é colocada outra válvula deabertura/fechamento 22 que consiste, por exemplo, de umaválvula eletromagnética.

Esta válvula de abertura/fechamento 22 é conectada aodispositivo de controle 16 através de um fio elétrico 23 eé controlada pelo referido dispositivo de controle.

O dispositivo de controle 16 é neste caso conectado,através de um fio 24, a meios de medição 25 para medir atemperatura do vaporizador, por exemplo, um termopar nocircuito de esfriamento 4, na entrada do vaporizador 3 esendo assim entre este vaporizador 3 e os meios de expansão8. Pela temperatura do vaporizador entende-se aqui atemperatura do fluido de esfriamento no circuito deesfriamento 4, logo antes ou após o vaporizador 3.

O dispositivo que é representado na figura 4 é Tambémmunido de meios 26 para ajustar a velocidade rotacional domotor 5, que são conectados ao dispositivo de controle 16acima mencionado e que neste caso são feitos como umtransformador de freqüência.

É propiciado neste caso, oposto ao condensador acimamencionado 7, uma ventoinha 27 para esfriar o último, que éTambém conectado ao dispositivo de controle acimamencionado 16.

0 trabalho de tal variante de um dispositivo 1 deacordo com a invenção é muito simples e como se segue.

0 trabalho do primeiro modo de uso nesta modalidadedo dispositivo 1 é praticamente idêntico àquele damodalidade anterior, pelo qual Também neste caso, a LAT dogás a ser seco é sempre mantido acima do valor mínimo A dafigura 2 ao desligar o circuito de esfriamento 4 no tempodevido.

O motor de acionamento 5 do compressor derefrigeração 6 é Também ligado novamente tão logo a LATmedida pelos meios de medição 17 alcance um valor limitesuperior B, que pode ser calculado pelo dispositivo decontrole 16, por exemplo, por meio de um algoritmo que éuma função da temperatura ambiente.

O medidor de fluxo 19 Também garante neste caso que ocircuito de esfriamento 4 seja desligado no caso de umacarga zero ou carga parcial restrita de modo a economizarenergia.

Graças à presença do desvio acima mencionada 20 sobreo compressor de refrigeração 6, um controle adicionaltorna-se possível.

A temperatura do vaporizador, que é medida pelosmeios de medição 25, neste caso possui um valor direcional,isto é, um valor determinado para o qual o dispositivo decontrole 16 tenta trazer a temperatura do vaporizadorrealmente medida, cujo valor direcional está situado unspoucos graus abaixo da LAT necessária.

A determinação do desvio 20 estar aberta ou não éinicialmente feita pela válvula de abertura-fechamento 22que é controlada pelo dispositivo de controle 16.

Quando a temperatura do vaporizador forconsideravelmente mais baixa do que o valor direcionalacima mencionado, por exemplo, à medida que o mesmo dedesvia mais do que 1,5°C do último, a válvula deabertura/fechamento 22 é aberta pelo dispositivo decontrole 16.

Uma vez que a válvula de abertura/fechamento 22 tiveraberto a desvio, é a válvula de desvio 21 que determinaquando a desvio 20 será realmente aberta.

Esta válvula de desvio 21 não mais fechará a desvio20 tão logo a temperatura do vaporizador em sua saída, istoê, dentro do desvio 2 0 na lateral da entrada do compressor6, caia abaixo de certo valor, como resultado de que gasesquentes do compressor 6 possam fluir através da desvio 2 0 ea pressão do vaporizador não cairá mais.

A válvula de desvio 21 e a pressão determinada naqual a mola não mais mantém a última fechada, sãoselecionadas de modo que a válvula de desvio 21 sejafechada sob as condições operacionais nominais do circuitode esfriamento 4, porém aquela referida válvula de desvio21 é aberta no caso de uma carga parcial e zero, de modoque a pressão do vaporizador seja mantida em um mínimo, ede modo que a pressão do vaporizador do fluido deesfriamento, após o vaporizador 3, fique em pelo menos 0°Cde modo a impedir a formação de gelo no vaporizador 3.

A abertura do desvio pode fazer com que a LAT aumentenovamente.

Quando a temperatura do vaporizador medida pelosmeios de medição 25 tiver se aproximado novamente osuficiente do valor direcional acima mencionado, porexemplo, até menos do que 0,5°C, a válvula deabertura/fechamento 22 é fechada de novo.

No segundo modo de uso desta modalidade dodispositivo 1 de acordo com a invenção para secagem a frio,conforme representado na figura 5, a LAT de temperatura doar mais baixa é mantida dentro de uma certa faixa à medidaque a mesma é ajustada para um valor de LAT desejado que érepresentado pela curva F e que pode ser calculada, porexemplo, na base de um algoritmo que é uma função datemperatura ambiente.

Neste caso, a curva acima mencionada possui um valorconstante superior até um primeiro valor determinado Th datemperatura ambiente Tamb e se elevará linearmente emtemperaturas ambientes mais elevadas, porém o mesmo podeter qualquer outro curso de qualquer forma para impedir ocongelamento do vaporizador 3 e Também permitir a formaçãoe separação de condensado.

0 dispositivo de controle 16 comparará continuamentea LAT de temperatura do ar mais baixa medida do gás a serseco, ou em ambos os intervalos ou intervalos nãoregulares, ao valor de LAT exigido e subseqüentementeajusta a velocidade rotacional do motor acima mencionado 5por meio do transformador de freqüência acima mencionado,de modo a ajustar a LAT real para LAT calculada.

A fim de fazer a temperatura do ar mais baixa seelevar, a velocidade rotacional do motor 5 deve serreduzida pelo transformador de freqüência, embora umadiminuição da temperatura do ar mais baixa possa ser obtidaao colocar para cima a velocidade rotacional do motor 5 edesse modo do compressor de refrigeração 6.

Graças à presença do desvio 20, equipada com aválvula de desvio 21 e válvula de abertura/fechamento 22por um lado, e o compressor de velocidade ajustadarotacional 6 por outro lado, não apenas o número de vezesque o motor 4 é parado e iniciado novamente é fortementereduzido, mas Também um comportamento dinâmico altamenteaperfeiçoado é obtido.

Nesta modalidade do dispositivo 1, Também a ventoinha27 acima mencionada para esfriar o condensador 7 pode sercontrolada pelo dispositivo de controle 16, por exemplo, nabase de medições da temperatura do condensador, como umresultado de que esta temperatura pode ser mantida tãobaixa e tão constante quanto possível.

Naturalmente, a ventoinha acima mencionada pode serligada e desligada na base de outros critérios, tal como,por exemplo, uma função do fluxo de gás a ser seco que fluiatravés da parte secundária do trocador de calor 2.

Em cada uma das modalidades acima mencionadas de umdispositivo 1 de acordo com a invenção, o dispositivo decontrole 16 é de preferência feito de modo que, cada vezque o compressor de refrigeração 6 é iniciado no primeiroou segundo modo de uso, o mesmo deve permanecer operacionaldurante um certo intervalo de tempo, pelo qual esteintervalo de tempo depende das características do motor 5 edo compressor de esfriamento 6. 0 número de vezes por horaque o motor 5 é iniciado é de preferência limitado de modoa evitar a sobrecarga do motor 5.

Em uma modalidade preferida de um dispositivo 1 deacordo com a invenção, cada vez que o motor 5 é iniciado, afreqüência durante um certo intervalo de tempo de, porexemplo, 30 segundos, é mantida constante, de preferênciaem aproximadamente 50 Hz.

Fica claro que um dispositivo de acordo com ainvenção não é restrito a uma modalidade na qual um ajustede velocidade rotacional do motor 5 é combinado com umdesvio 20 e uma ventoinha controlada 27, porém que umdispositivo 1 de acordo com a invenção possa apenas possuiruma ou ambas as características.

Ao invés de ar úmido, outro gás além do ar que contémvapor de água pode ser seco da mesma maneira e com o mesmodispositivo. A LAT é então a temperatura de gás mais baixa.

A presente invenção não é de modo algum limitada àsmodalidades fornecidas como um exemplo e representada nosdesenhos em anexo; pelo contrário, tal dispositivoaperfeiçoado 1 de acordo com a invenção para secagem a friopode ser realizado em todas as formas de formatos edimensões e de acordo com muitas variantes enquanto indapermanecendo dentro do âmbito da invenção.

Claims (24)

1. Dispositivo para secagem a frio que compreende umtrocador de calor (2) cuja parte principal é o vaporizador(3) de um circuito de esfriamento (4) que Também compreendeum compressor (6) que é acionado por um motor (5), umcondensador (7), um meio de expansão (8) entre a saída docondensador (1) e a entrada do vaporizador (3) , umdispositivo de controle (16) para controlar o motor (5)acima mencionado e meios de medição acoplados ao mesmo,embora a parte secundária do trocador de calor (2) sejaparte de uma tubulação (10) para o gás a ser seco, peloqual na saída da parte secundária do trocador de calor (2)um separador de líquido (12) é colocado nesta tubulação(10), caracterizado pelo fato de que os meios de mediçãoacima mencionados são pelo menos feitos como meios demedição (17) para a temperatura do ar mais baixa (LAT) dogás a ser seco, meios de medição (18) para a temperaturaambiente (Tamb) e um medidor de fluxo (19) na tubulação(10) acima mencionada para o gás a ser seco, e pelo fato deque o dispositivo de controle (16) acima mencionado podeser comutado em pelo menos dois modos de uso, denominadoprimeiro modo de uso no qual o circuito de esfriamento (4)está apenas ativado quando o fluxo medido do gás a ser secoatravés da tubulação (10) acima mencionada excede umaválvula predeterminada e em que o circuito de esfriamento(4) é desligado a cada vez que a temperatura do ar maisbaixa (LAT) cai a um valor mínimo predeterminado, epermanece desligado até que a temperatura do ar mais baixa(LAT) tenha alcançado um certo valor superior (B), esegundo modo de uso no qual, ao controlar o circuito deesfriamento (4), a temperatura do ar mais baixa (LAT) sejamantida dentro de uma certa faixa que é uma função datemperatura ambiente (Tamb).

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do dispositivo de controle (16)acima mencionado ser feito de modo que no primeiro modo deuso, o valor mínimo predeterminado (A) seja constante.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato do dispositivo de controle acimamencionado (16) ser feito de modo que no primeiro modo deuso, o valor minimo predeterminado (A) seja praticamenteigual a 1°C.

4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato dodispositivo de controle (16) acima mencionado ser com umalgoritmo como uma função da temperatura ambiente (Tamb), ena base de que o valor superior acima mencionado (B) datemperatura do ar mais baixa (LAT) seja calculada noprimeiro modo de uso.

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato dodispositivo de controle (16) acima mencionado ser conectadoaos meios de sinalização que indicam quando a temperaturado ar mais baixa (LAT) medida cai abaixo de um certo valorde sinal (C).

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato dos meios de sinalização acimamencionados serem feitos no formato de um LED, uma luzintermitente, um autofalante ou qualquer outro meio desinalização ou uma combinação dos mesmos.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato do dispositivo de controle acimamencionado (16) ser munido de um algoritmo como uma funçãoda temperatura ambiente medida (Tamb) para calcular o valorde sinal acima mencionado (C).

8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 5, 6 ou 7, caracterizado pelo fato doalgoritmo acima mencionado para calcular o valor de sinal(C) acima mencionado ser formado por uma função que éconstantemente ascendente até um certo valor determinado(Tb) da temperatura ambiente (Tamb) e que possui um cursoascendente quase linear em temperaturas ambiente maiselevadas (Tamb).

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato do curso de função ascendentelinear do valor de sinal acima mencionado (C) estar situadoem um valor constante abaixo da temperatura ambiente(Tamb).

10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizadopelo fato do dispositivo de controle acima mencionado (16)ser feito de modo que, no segundo modo de uso, o circuitode esfriamento (4) seja controlado ao ligar e desligar omotor (5) acima mencionado, de modo a manter a temperaturado ar mais baixa (LAT) do gás a ser seco entre um valorlimite mínimo e máximo predeterminado (D, E,respectivamente), e pelo qual o dispositivo de controle(16) é munido de algoritmos como uma função da temperaturaambiente medida (Tamb) para calcular estes valores limite(D e E) .

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato do dispositivo de controle (16) serfeito de modo que, no segundo modo de uso, o circuito deesfriamento (4) seja apenas ativado quando um certo fluxomínimo predeterminado de gás a ser seco fluir através daparte secundária do trocador de calor (2).

12. Dispositivo, de acordo com qualquer dasreivindicações de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9,caracterizado pelo fato do mesmo ser munido de meios (26)para ajustar a velocidade rotacional do motor (5), que sãoconectados ao dispositivo de controle (16) acimamencionado.

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato dos meios acima mencionados (26)para ajustar a velocidade rotacional do motor (5)consistirem de um transformador de freqüência.

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12 ou-13, caracterizado pelo fato do dispositivo de controleacima mencionado (16) ser munido de um algoritmo como umafunção da temperatura ambiente medida (Tamb) para calculara temperatura do ar mais baixa exigida e pelo fato dodispositivo de controle (16) ser feito de modo que, nosegundo modo de uso, o circuito de esfriamento (4) sejacontrolado ao medir a LAT e ao comparar este valor de LATmedida ao valor de LAT requerido e ao ajustarsubseqüentemente a velocidade rotacional do motor (5) acimamencionado, de modo a ajustar a LAT real para a LATcalculada.

15. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ou- 14, caracterizado pelo fato de ser munido de uma ventoinha(27) para esfriar o condensador (7) acima mencionado e pelofato de que esta ventoinha (27) seja conectada aodispositivo de controle acima mencionado (16).

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fato dos meios de medição acimamencionados adicionalmente consistirem de meios de mediçãopara a temperatura do condensador.

17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato do dispositivo de controle (16)acima mencionado ser feito de modo que controle a ventoinha(27) acima mencionada como uma função do fluxo de gás a serseco que flui através da parte secundária do trocador decalor (2) e/ou como uma função da temperatura docondensador.

18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,- 14, 15, 16 ou 17, caracterizado pelo fato do compressor (6)acima mencionado ser ligado por meio de um desvio (20) quepossui uma válvula de desvio (21) e uma válvula deabertura/fechamento (22).

19. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato da válvula de abertura/fechamento(22) ser conectada ao dispositivo de controle (16) acimamencionado.

20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,- 14, 15, 16, 17, 18 ou 19, caracterizado pelo fato dodispositivo de controle (16) acima mencionado ser feito demodo que a válvula de abertura/fechamento (22) acimamencionada seja aberta quando a temperatura do vaporizadorfor consideravelmente mais baixa do que um valor direcionale for fechada novamente quando este ponto determinado foralcançado de novo.

21. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,- 14, 15, 16, 17, 18, 19 ou 20, caracterizado pelo fato dosmeios de medição (17) acima mencionados para a temperaturado ar mais baixa (LAT) serem fornecidos na tubulação (10)acima mencionada para o gás a ser seco, após a partesecundária do trocador de calor (2).

22. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,- 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 ou 21, caracterizado pelo fatodo dispositivo de controle (16) ser feito de modo que, acada vez que o motor (5) for iniciado, o mesmo permaneceráoperacional durante um certo intervalo de tempo.

23. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,- 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 ou 22, caracterizado pelofato do dispositivo de controle (16) ser feito de modo queo número de vezes por horas que o motor (5) é iniciado,seja restrito.

24. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,- 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 ou 23, caracterizadopelo fato do dispositivo de controle (16) acima mencionadoser feito de modo que, a cada vez que o motor (5) foriniciado, a freqüência durante um certo intervalo de tempoé mantida constante, de preferência em aproximadamente 50Hz.