BRPI0902173A2 - absorvedor da máquina de absorção de brometo de lìtio; conjunto absorvedor-evaporador da máquina de absorção de brometo de lìtio; máquina de absorção de brometo de lìtio, de efeito simples, de efeito duplo, e de uso combinado - Google Patents
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Abstract
ABSORVEDOR DA MáQUINA DE ABSORçãO DE BROMETO DE LITIO; CONJUNTO ABSORVEDOR-EVAPORADOR DA MáQUINA DE ABSORçãO DE BROMETO DE LITIO; MáQUINA DE ABSORçãO DE BROMETO DE LITIO, DE EFEITO SIMPLES, DE EFEITO DUPLO, E DE USO COMBINADO O absorvedor, que incorpora uma bateria de pulverizadores (5), situada no interior de um tanque de armazenamento (4), destinada a receber uma solução concentrada e quente, e a projetá-la no interior do tanque (4), para respectiva diluição, dispõe de um permutador de calor (6) do tipo solução-ar ou solução- água, que é exterior ao tanque de armazenamento (4) e que arrefece a solução diluída. Cada um dos pulverizadores da bateria de pulverizadores (5) compreende bocais (14), de forma oval, destinados a pulverizar a solução, em forma de lâmina plana (15), com uma configuração essencialmente triangular, tipo leque, que se projetam em paralelo.
Description
"ABSORVEDOR DA MÁQUINA DE ABSORÇÃO DE BROMETO DE LÍTIO;CONJUNTO ABSORVEDOR-EVAPORADOR DA MÁQUINA DE ABSORÇÃO DEBROMETO DE LÍTIO; MÁQUINA DE ABSORÇÃO DE BROMETO DE LÍTIO, DEEFEITO SIMPLES, DE EFEITO DUPLO, E DE USO COMBINADO "
A presente invenção refere-se a máquinas de absorção com aplicação eminstalações de climatização e/ou refrigeração, cujo funcionamento se baseia naabsorção de uma solução de brometo de lítio em água.
Um primeiro objeto da invenção é um absorvedor de uma máquina de absorção.
Um segundo objeto da invenção é um conjunto absorvedor-evaporador.
Um terceiro objeto da invenção é uma máquina de absorção de brometo de lítio, deefeito simples, que incorpora os mencionados absorvedor ou o conjuntoabsorvedor-evaporador.
Um quarto objeto da invenção é uma máquina de absorção de brometo de lítio, deefeito duplo, que incorpora os mencionados absorvedor ou conjunto absorvedor-evaporador.
Um quinto objeto da invenção é uma máquina de absorção de brometo de lítio, quealterna um funcionamento de efeito simples e duplo, e que incorpora osmencionados absorvedor ou o conjunto absorvedor-evaporador.
A tecnologia de refrigeração e climatização utiliza, na maioria das aplicações,máquinas frigoríficas, que trabalham com refrigerantes (CFCs, HCFCs e HFCs),que destroem o ozono (CFCs e HCFCs) e geram um efeito de estufa muitosuperior ao gerado pelo CO2. Como estas máquinas, na maioria dos casos,utilizam eletricidade, o seu funcionamento gera também dióxido de carbono.
Como alternativa a estas máquinas desenvolveram-se as primeiras aplicaçõesindustriais baseadas nos princípios termodinâmicos da absorção de um vapor porum líquido para conseguir a refrigeração de outro líquido. Os ciclos de absorçãobaseiam-se fisicamente na capacidade que têm algumas substâncias, como aágua e alguns sais, como o brometo de lítio, para absorver, na fase líquida,vapores de outras substâncias, como o amoníaco e a água, respectivamente.
Em uma máquina de absorção ocorre um processo em que o refrigerante, a água,o amoníaco ou outros, se evaporam no evaporador, devido ao calor gerado pelamudança de estado do fluido que circula no interior do feixe tubular destepermutador. Os vapores produzidos são absorvidos pelo absorvente, pela água oupela solução de brometo de lítio, ou outros, num processo de solução mediante oqual aumenta a sua temperatura, o que requer uma refrigeração externa para quea solução se mantenha em condições de temperatura correta e não aumente apressão na câmara em que se produz a absorção e que se designa porAbsorvedor.
Neste circuito de refrigeração externa são utilizadas normalmente torres derefrigeração de água. Faz-se com que a água arrefecida na torre circule através dointerior do feixe tubular de outro permutador, que se encontra situado no interior dacâmara do absorvedor e sobre o qual se condensa o absorvente, para facilitar oprocesso de absorção. A massa de absorvente que contém o refrigerante "absorvido é transportada, por bombagem, até outro permutador de calor, cujafunção é separar o refrigerante do absorvente, por destilação do primeiro. Estepermutador de calor é designado por gerador. Pelo seu feixe tubular faz-se circularo fluido quente, normalmente água ou vapor de água, que constitui a fonte principalde energia para o funcionamento do ciclo de absorção, e que também podefuncionar como efluente de qualquer tipo de processo no qual se gere calorresidual.
A máquina de absorção objeto desta invenção foi desenvolvida para utilização emsistemas de climatização ou refrigeração, mais especificamente nos sistemas queutilizam a absorção de brometo de lítio e água.
A máquina de absorção de brometo de lítio-água de efeito simples inclui comoelementos fundamentais:
- um absorvedor, capaz de manter baixa a pressão e a temperatura deevaporação quando a temperatura exterior é alta, que é refrigerado diretamentepor ar exterior ou por água, e que executa processos separados de transferênciade calor e massa;
- um condensador, refrigerado diretamente por ar exterior ou por água de umatorre ou de outro circuito de refrigeração;
- um evaporador;
- um gerador de calor; e
- um recuperador de calor.
O gerador de calor inclui pelo menos uma câmara de aquecimento, na qual sepode encontrar um permutador de calor, preferencialmente construído em açoinoxidável refractário, quando a fonte de calor é de chama direta, de modo afacilitar a transferência de calor para a solução de brometo de lítio em água; umpermutador que pode utilizar o calor produzido por um campo de coletoressolares, por uma caldeira de biomassa, por uma caldeira de biodiesel, umacaldeira de bio-etanol, uma caldeira de combustível fóssil convencional, ou pelocalor residual dos gases de escape dos motores, de pilhas de combustível, ou dequalquer processo térmico que possa gerar calor residual a uma temperaturasuficiente.
O gerador, como alternativa ou complemento ao permutador, pode aindaincorporar um queimador modulante de pequena, média ou alta potência,controlado por um regulador PDI, que permite controlar livremente atemperatura, e que gera calor na câmara de aquecimento, em conseqüência dacombustão de um combustível fóssil, de preferência GLP, GN, Gasóleo,Biodiesel, Biogás ou outros.
Adicionalmente, o gerador dispõe, na câmara de aquecimento, de um separadorde vapor de água.
A solução de brometo de lítio é introduzida diluída, na câmara de aquecimentodo gerador, onde absorve calor, fervendo a uma temperatura compreendidaentre 85°C e 125°C, ou superior, dependendo da temperatura do ar exterior,produzindo vapor a partir do refrigerante reaquecido (solução quente econcentrada) e vapor de água, o qual é separado no separador. O vapor de águaabandona o gerador dirigindo-se ao condensador, onde é transformado emlíquido, para a seguir se dirigir, através de uma válvula de expansão, para oevaporador, onde se transforma novamente em vapor de água.
O recuperador de calor é preferencialmente um permutador de placas, comsoldadura de cobre, que transfere o calor da solução quente e concentrada quesai do girador, para a solução diluída e fria que vem do absorvedor, pré-aquecendo-a antes de esta ser alimentada no gerador.
A solução quente e concentrada procedente do gerador atravessa o recuperadore reduz a sua pressão numa válvula redutora, situada entre o recuperador e oabsorvedor, a fim de entrar no absorvedor a uma pressão inferior.
O absorvedor é composto pelos seguintes elementos:
- um tanque de armazenamento;- uma bateria de pulverizadores, situada no interior do tanque dearmazenamento, através da qual se introduz a solução concentrada e quente,que é projetada no interior do tanque, onde se dilui, ao contato com o vapor deágua procedente do evaporador;
- um permutador de calor, exterior ao tanque de armazenamento epreferencialmente munido de aletas, que arrefece a solução diluída,
- uma bomba de recirculação que aspira a solução diluída do tanque dearmazenamento e a impulsiona para o permutador de calor, do qual sai asolução diluída arrefecida, regressando à bateria de pulverizadores, numprocesso contínuo de recirculação que potência o incremento da transferência demassa e calor; e
- uma bomba de alimentação do gerador, que aspira a solução diluída doabsorvedor e a impulsiona para o gerador, através do recuperador, onde asolução volta a concentrar-se.
O absorvedor transmite o calor da absorção, desde a respectiva dissolução noabsorvedor, diretamente para o ar atmosférico, através do permutador de calor.
Esta é uma das características fundamentais e diferenciadoras do absorvedor dapresente invenção, comparativamente a outros sistemas onde primeiro étransferido o calor de absorção desde a sua dissolução para um circuito de água,sendo depois transferido desde a água até ao ar exterior, impulsionado peloventilador. Em contrapartida, com o sistema descrito na presente invenção,aumenta a diferença de temperatura entre a solução e o ar exterior,comparativamente à diferença de temperaturas que é necessária à re-refrigeração; por esta razão, a transferência de calor é melhor e a área depermuta é menor, poupando-se um permutador e fazendo com que atemperatura de absorção se aproxime, o máximo possível, da temperatura do arexterior.
Outra característica muito importante é o modelo do absorvedor, que trabalhapulverizando a solução. A pulverização facilita a transferência de massa e, comoo processo de absorção é adiabático, a transferência de calor é feita nopermutador, independente e externo, que, ao trabalhar com alta eficiência,também diminui a área de permuta.
A absorção é obtida pulverizando a solução em forma de lâminas planasparalelas, de configuração essencialmente triangular, tipo leque, o que facilita emgrande medida, e de forma altamente eficiente, a transferência de massa.
Os pulverizadores dispõem de bocais de forma oval, que permitem realizar umapulverização da solução em lâmina plana, com a forma descrita de leque; a referidalâmina plana apresenta uma grande superfície, que permanece em contato com ovapor de água proveniente do evaporador e presente na câmara do absorvedor,potenciando a absorção.
Isto tem como resultado um absorvedor de menor volume que os que sãoatualmente comercializados, e um permutador de calor solução-ar de altaeficiência e menor área que os atualmente existentes no mercado. Estasqualidades fazem com que o volume total do absorvedor-permutador seja menorque os existentes no mercado e, por conseguinte, que o volume da máquinatambém seja menor. Portanto, as vantagens de um absorvedor como o descritosão: altos coeficientes de transferência de calor e massa, fraca relaçãovolume/potência, fácil construção, fácil acesso, fácil inspeção e fácil manutenção.
Este absorvedor é aplicável a máquinas de efeito simples e efeito múltiplo.
O evaporador incorpora um permutador, pelo interior do qual circula águaprocedente do espaço a climatizar e que se pretende arrefecer, por exemplo,uma divisão, o transportador de um veículo, uma câmara frigorífica, e dispõe deuma bomba de água fria, que impulsiona a água arrefecida neste permutador atéao dispositivo arrefecedor instalado no espaço a climatizar.
O condensador foi concebido especificamente para vapor de água a baixapressão, procedente do gerador, e a sua integração na máquina é feita segundoum modelo especial, em duas etapas, a fim de poupar espaço. Dado o seuescasso tamanho e a sua disposição no interior da máquina, contribui para aredução do tamanho final da mesma. Nos casos em que é utilizado o arrefrigerado, o condensador é constituído preferencialmente por um permutadorde calor e um ventilador, sendo o permutador de calor preferencialmenteconstituído por tubos de cobre com aletas de alumínio. Também pode serarrefecido por água procedente da torre ou de outro circuito de refrigeração. Ovapor de água produzido no gerador, a uma temperatura entre 80°C e 125°C, écondensado diretamente pelo ar exterior, quando se trabalha com refrigeração,ou pelo ar do espaço a climatizar, por exemplo o interior de um edifício, quandose trabalha em aquecimento.
É de destacar que esta máquina de absorção permite o uso dos gases deescape, de calor renovável, ou de combustível renovável ou procedente de umacaldeira de combustível convencional, para transferir o seu calor no gerador.
Esta máquina de absorção é aplicada para produzir frio numa máquina frigorífica,estática ou móvel, capaz de trabalhar sobre planos inclinados e com aceleraçõesbruscas: em autocarros urbanos ou interurbanos a gasóleo, com igniçãoespontânea, em autocarros urbanos ou interurbanos a gasolina, com igniçãoprovocada, em camiões e furgões, tanto a gasolina como a gasóleo, para otransporte de produtos refrigerados, em embarcações de motor térmico, tanto agasolina como a gasóleo, em veículos com motor térmico, diferentes dosindicados nas reivindicações anteriores, e que libertem gases de escape quente;assim como para a climatização de estufas, para câmaras frigoríficas atemperaturas superiores a 7°C, para a climatização de locais onde se utilizemmotores térmicos.
Por conseguinte, a máquina de absorção de brometo de lítio-água pode serutilizada como sistema de produção de calor adicional ao dos gases de escape,durante períodos de tempo muito prolongados em ponto morto, por combustãode combustível adicional, externamente ao motor, ou internamente, na própriacâmara de combustão, e como sistema de produção de calor adicional ao dosgases de escape, durante períodos de tempo muito prolongados de transportepor estrada ou caminho de ferro, por combustão de combustível adicional,externamente ao motor, ou internamente, na própria câmara de combustão.
Outro objeto da invenção é uma máquina de absorção de efeito múltiplo, comose fosse uma máquina de efeito duplo, que, complementarmente aos elementosque formam a máquina de efeito simples compreende adicionalmente outrogerador, outro recuperador e um sub-arrefecedor.
A máquina de efeito duplo compreende um gerador de alta e outro de baixa, jáligado ao de alta, em que o gerador de alta está associado à câmara deaquecimento, que pode incluir um queimador. Cada um dos geradores de alta ede baixa está, por sua vez, ligado respectivamente a um recuperador de alta ede baixa, que envia a solução quente e concentrada dos geradores para oabsorvedor, por intermédio das respectivas válvulas redutoras.O gerador de baixa, ligado a seguir ao gerador de alta, separa o vaporrefrigerante e a água líquida, dirigindo-se o vapor para um condensador,enquanto a água líquida se dirige para um sub-arrefecedor, contíguo aocondensador. A seguir, o vapor de água condensado no condensador e no sub-arrefecedor dirige-se às válvulas de expansão de alta e de baixa, onde,respectivamente, ocorre uma redução da pressão e da temperatura, até à suaentrada no evaporador.
O absorvedor, ao contrário da máquina de efeito simples, dispõe de uma entradaadicional ligada ao recuperador de alta, por intermédio de uma das válvulas 'redutoras antes citadas, e a bomba de alimentação ao gerador dirige a soluçãodiluída para os recuperadores de alta e de baixa, por intermédio de uma válvulade distribução da solução.
Por outro lado, foi prevista a possibilidade de o permutador de calor doabsorvedor ser um permutador solução-água em vez de um permutador solução-ar, em que a água é arrefecida pela água de uma torre.
Outro objeto da invenção é que tanto a máquina de absorção de efeito simplescomo as de efeito múltiplo podem apresentar o absorvedor e o evaporadorintegrados num conjunto absorvedor-evaporador.
Este conjunto absorvedor-evaporador dispõe de um recipiente ou tanque dearmazenamento, que possui uma parede separadora isolante, perpendicular àbase do recipiente, que gera dois espaços ou câmaras e que permite a mistura degases ou de vapor de água na parte superior, já que a referida parede não chegaaté à tampa ou superfície superior do contentor. O evaporador encontra-se numacâmara de evaporação e compreende um feixe de tubos que formam um circuitopelo qual circula o líquido de refrigeração normalmente procedente do espaço aarrefecer, ficando os tubos que estão situados na parte superior da câmara deevaporação a uma temperatura superior à dos tubos situados na parte inferior dacâmara, ou vice-versa.
Neste evaporador, a água que chega a esta câmara de evaporação, procedente docondensador, sofre uma evaporação. A água, uma vez evaporada, passa, sob aforma de vapor de água, para a câmara contígua, ou câmara de absorção.Nesta câmara de absorção contígua à câmara de evaporação entra o vapor deágua procedente da câmara de evaporação e encontra-se um coletor que junta ospulverizadores a partir dos quais é descarregada a solução concentrada quente.A configuração descrita é válida tanto para as máquinas de absorção de efeitosimples como para máquinas de absorção de efeito múltiplo, e ainda para asmáquinas de efeito duplo e também de efeito triplo. Consoante o tipo de coletor,chegaria uma, duas ou três linhas de solução concentrada quente, procedente dedois geradores, assim como uma, duas ou três entradas de água procedente deum condensador.
Outro objeto da invenção é constituído por uma máquina de absorção de usocombinado, que alia o modo de funcionamento de efeito simples, com o de efeitoduplo, e em que se pode alternar o funcionamento de uma para a outra, em funçãodas necessidades da instalação a que se dá o serviço, e em que ainda se dispõede um sistema de canalizações e válvulas que permite determinar o modo defuncionamento da mesma. Esta máquina de absorção pode, por conseguinte,incorporar o absorvedor descrito ou o conjunto absorvedor-evaporador.
Esta máquina de absorção de uso combinado tem fundamentalmente aplicação nocaso de se utilizarem energias renováveis, em que a máquina de efeito simplesutilizaria uma energia renovável, designadamente energia solar ou recuperável decalores residuais, e a máquina de efeito duplo utilizaria como fonte de calor umcombustível comercial.
A máquina de absorção objeto desta invenção é, portanto, utilizada tanto nos casosde condensação por água como de condensação por ar, para climatizar edifícios,prédios, lojas e para refrigerar lojas, câmaras frigoríficas, estufas, edifíciosindustriais, etc., assim como pode igualmente ser utilizada para climatizar erefrigerar qualquer tipo de veículo: barcos, autocarros urbanos, autocarrosinterurbanos, caminhões, cabines de caminhões.
Para complementar a descrição que está a ser feita, e com vista a ajudar a umamelhor compreensão das características da invenção, de acordo com um exemplopreferencial de realização prática da mesma, junta-se, como parte integrante dareferida descrição, um conjunto de desenhos, nos quais, com carácter ilustrativo enão limitativo, foi representado o seguinte:
A figura 1 mostra um esquema da máquina de absorção de efeito simples, queinclui o absorvedor da invenção representado de forma esquemática.
A figura 2 mostra uma perspectiva em corte da projeção do bocal associado aopulverizador.
A figura 3 mostra uma perspectiva esquemática do bocal.A figura 4 mostra uma perspectiva esquemática do pulverizador, com o bocalprojetando uma lâmina plana, de forma triangular, em leque.A figura 5 mostra o gerador de calor, com permutador.A figura 6 mostra o gerador de calor, com queimador.
A figura 7 mostra um esquema da máquina de absorção de efeito duplo, queincorpora o absorvedor da invenção, representado de forma esquemática.
A figura 8 mostra um esquema da máquina de absorção, que integra o modo defuncionamento de efeito simples com o de efeito duplo.
A figura 9 mostra um esquema da máquina de absorção de efeito simples, queincorpora o conjunto absorvedor-evaporador da invenção, representado de formaesquemática.
A figura 10 mostra um esquema da máquina de absorção de efeito duplo, queincorpora o conjunto absorvedor-evaporador da invenção, representado de formaesquemática.
A figura 11 mostra uma perspectiva em projeção seccionada do conjuntoabsorvedor-evaporador, na sua aplicação para uma máquina de efeito simples.
A figura 12 mostra uma perspectiva lateral seccionada do conjunto absorvedor-evaporador na sua aplicação para uma máquina de efeito simples.
A figura 13 mostra uma perspectiva em projeção seccionada do conjuntoabsorvedor-evaporador, na sua aplicação para uma máquina de efeito duplo.
A figura 14 mostra uma perspectiva lateral seccionada do conjunto absorvedor-evaporador, na sua aplicação para uma máquina de efeito duplo.
De acordo com o esquema mostrado na figura 1, a máquina de absorção debrometo de lítio, de efeito simples, da invenção, compreende:
- um gerador (1) de calor, que dispõe de uma câmara de aquecimento (2),adaptada para aquecer a solução de brometo de lítio em água e que inclui umseparador de vapor de água (não representado);
- um absorvedor (3) que compreende:
- um tanque de armazenamento (4),
- uma bateria de pulverizadores (5), situada no interior do tanque dearmazenamento (4), pelo qual se introduz a solução concentrada e quente, que éprojetada no interior do tanque (4), para respectiva diluição,
- um permutador de calor (6), exterior ao tanque de armazenamento (4), quearrefece a solução diluída,
- uma bomba de recirculação (7), que aspira a solução diluída do tanque dearmazenamento (4) e a impulsiona até ao permutador de calor (6), do qual sai asolução diluída arrefecida, retornando à bateria de pulverizadores (5), numprocesso contínuo de recirculação, e
- uma bomba de alimentação (8), destinada a alimentar o gerador de calor (1),aspirando a solução diluída do absorvedor (3) e impulsionando-a até ao gerador(1), onde a solução volta a concentrar-se,
- um recuperador de calor (9), situado entre o gerador (1) e o absorvedor (3), noqual se transfere o calor da solução quente e concentrada que sai do gerador (1)para a solução diluída e fria que vem do absorvedor (3), pré-aquecendo-a, antesde ser alimentada ao gerador (1),
- uma válvula redutora de pressão (10), situada entre o recuperador de calor (9)e o absorvedor (3),
- um condensador (11), ligado ao gerador (1), que condensa o vapor de águaproduzido no gerador (1),
- um evaporador (12), ligado ao absorvedor (3), adaptado para introduzir vaporde água no absorvedor (3), e
- uma válvula de expansão (13), que liga o condensador (11) ao evaporador (12).De acordo com a configuração descrita, a máquina de absorção destaca-sefundamentalmente pela incorporação, em cada um dos pulverizadores da bateriade pulverizadores (5), de bocais (14) de forma oval, representados nas Figuras 2 e3, destinados a pulverizar a solução, e que são em forma de lâmina plana (15), deconfiguração essencialmente triangular, tipo leque, conforme se vê na Figura 4, eem que os bocais (14) dos pulverizadores estão dispostos preferencialmente deforma a que as referidas lâminas planas (15) se projetem paralelamente,conforme se observa na Figura 1.
É também de destacar que, de acordo com uma das característicasfundamentais da invenção, o permutador de calor (6) da máquina de absorção éum permutador solução-ar, como o que está representado na Figura 1, com umventilador (16) associado ao referido permutador, embora também se tenha emconta que, mantendo as particularidades descritas no parágrafo anterior, opermutador de calor (6) possa ser do tipo solução-água.
O ventilador (16) do permutador de calor (6), do tipo solução-ar, pode ser omesmo que o ventilador (16) que arrefece o condensador (11), conforme seobserva na Figura 1.
Nas Figuras 5 e 6 observa-se que o gerador (1) pode incorporar, na câmara deaquecimento (2), um permutador de calor (23) e/ou, associado à câmara deaquecimento, pode dispor de um queimador (17) de combustível fóssil.Na Figura 1 observa-se a aplicação da máquina de absorção a um espaço aclimatizar (18), onde se nota que o evaporador (12) incorpora um permutador(19), pelo interior do qual circula água procedente do espaço a climatizar (18) eque se quer arrefecer, assim como dispõe de uma bomba de água fria (20), queimpulsiona a água arrefecida neste permutador (19) até um dispositivoarrefecedor (21), instalado no espaço a climatizar (18), e que está dotado de umventilador (22).
Na figura 7 está representada uma máquina de brometo de lítio de efeito duplo,que compreende parte dos elementos representados na Figura 1 da máquina deefeito simples, e a qual, em lugar de um único gerador, dispõe de um gerador dealta (1') e de um gerador de baixa (1"), ligado ao gerador de alta (1'), onde ogerador de alta (1') pode estar associado ao queimador (17). Por conseguinte,cada um dos geradores de alta (1') e de baixa (1") estão por sua vez ligados,respectivamente, a um recuperador de alta (9') e a um recuperador de baixa (9"),que envia a solução quente e concentrada dos geradores de alta e de baixa (1',1") para o absorvedor (3), incorporando entre eles e o absorvedor (3) umasválvulas redutoras (10', 10").
O gerador de baixa (1") está ligado ao condensador (11) e a um sub-arrefecedor(24), contíguo ao condensador (11). Do condensador (11) e do sub-arrefecedor(24) parte a seguir vapor de água condensado, que se dirige a umas dasválvulas de expansão de alta (13') e de baixa (13"), respectivamente, onde sereduz a pressão e a temperatura até à sua entrada no evaporador (12).
Neste caso, contempla-se a incorporação de uma entrada adicional noabsorvedor (3), que estaria ligada ao recuperador de baixa (9"), por intermédioda válvula redutora (10") atrás referida, assim como se contempla que a bombade alimentação (8) dirija a solução diluída no absorvedor (3) até aosrecuperadores de alta (9') e de baixa (9"), por intermédio de uma válvula dedistribuição da solução (25).
Na figura 8 está representada uma máquina de absorção, em que alterna ofuncionamento de uma máquina de efeito simples com uma de efeito duplo,incorporando uma série de válvulas que permitem ativar um ou outro modo.Concretamente, a máquina incorpora:
- uma válvula de ligação (37) entre o gerador (1) e o condensador (11),
- uma válvula de retorno ao recuperador (26), situada entre o recuperador (9) e umramal que parte de um ponto entre a válvula de distribuição da solução (25) e abomba de alimentação (8),
- uma válvula de circulação para o sub-arrefecedor (27), que liga o gerador debaixa (1") ao sub-arrefecedor (24), e
- uma válvula de circulação para o condensador (28), que liga o gerador de baixa(1") ao condensador (11).
Distinguem-se dois modos de funcionamento da máquina: o modo defuncionamento de efeito simples e o modo de funcionamento de efeito duplo. Nocaso do efeito simples, representou-se a cheio a circulação do fluido, que intervémno funcionamento da máquina, e no qual se encontram abertas apenas a válvularedutora (10), a válvula de retorno ao recuperador (26), a válvula de ligação (37) ea válvula de expansão de alta (13'), enquanto que as restantes válvulas "permanecem fechadas.
No caso de funcionamento da máquina em modo de efeito duplo, encontram-sefechadas apenas a válvula de retorno ao recuperador (26), a válvula de expansão(10) e a válvula de ligação (37).
Por outro lado, na Figura 9 foi representada uma máquina de absorção de efeitosimples, na qual, em lugar do absorvedor (3), é proposta a incorporação de umconjunto absorvedor-evaporador (3'), representado de forma esquemática, quecompreende um tanque de armazenamento (4'), dotado de uma parede verticalseparadora (29) e isolante, que define duas câmaras (30, 33) que comunicam pelasua parte superior:
- uma câmara de evaporação (30), definida a um lado da parede verticalseparadora (29), e que compreende um evaporador (32), e- uma câmara de absorção (33), definida do outro lado da parede verticalseparadora (29), e na qual tem lugar a dilução da solução concentrada.
Este conjunto absorvedor-evaporador (3') mantém em comum com o absorvedor(3) a incorporação da bomba de alimentação (8), destinada a extrair a soluçãodiluída, o permutador de calor (6) exterior, que arrefece a solução diluída, e abomba de recirculação (7), que aspira a solução diluída e a impulsiona até aopermutador de calor (6), para o seu retorno à bateria de pulverizadores (5), numprocesso contínuo de recirculação.
Na figura 10 representou-se uma máquina de absorção de efeito duplo, que integraportanto este conjunto absorvedor-evaporador (3').
Nas figuras 11 e 12 observa-se mais particularmente o conjunto absorvedor-evaporador, no qual a parede vertical (29), representada na figura 12, permite apassagem do vapor da câmara de evaporação (30) para a câmara de absorção(33), pela parte superior do tanque de armazenamento (4'), já que a paredeseparadora (29) não chega até à parte superior.
À câmara de evaporação (30) chega, pelo menos, em uma linha de abastecimentode água (38) procedente do condensador (11), até onde se encontra o evaporador(32), o qual compreende um circuito de líquido refrigerante, formado por tubos (35),pelos quais circula líquido refrigerante secundário, quente (aproximadamente a10°C-18°C), pelos tubos (35) superiores, e líquido refrigerante secundário, mais frio(aproximadamente a 7°C-15°C), pelos tubos (35) inferiores, líquido refrigerantesecundário, que pode ser dirigido para o local (18) a arrefecer, para uma câmarafrigorífica, uma estufa, etc. A água, ao entrar em contato com os tubos (35) docircuito de líquido refrigerante, a água, que se encontra a muito baixa pressão(aproximadamente 8 a 15 mbar), evapora-se e sobe dentro da câmara deevaporação (30), ultrapassando a parede vertical separadora (29) e chegando àcâmara de absorção (33).
Nesta câmara de absorção (33), o vapor de água procedente da câmara deevaporação (30) entra em contato com a solução de brometo de lítio que se projetadesde os pulverizadores (5).
Foi previsto que, na câmara de absorção (33), se encontra um coletor (36),destinado a receber a solução de refrigerante concentrado e quente, procedente dorecuperador (9), um coletor (36), que reúne os referidos pulverizadores (5), e que,por conseguinte, se destina a receber uma linha de recirculação (39).Assim, desde o coletor de solução (36) é pulverizada a solução de brometo,através dos pulverizadores (5). A pulverização, em forma de lâminas planas (15),de solução de brometo de lítio, favorece a sua diluição com o vapor.
Uma vez desprendida a lâmina de solução, esta cai no fundo da câmara deabsorção (33), conforme se observa na figura 12, de onde, uma vez diluída, umaparte da solução se dirige para o gerador (1), com a ajuda da bomba dealimentação (8), e a outra parte se dirige, por intermédio do permutador (6), para ocoletor de solução (7) da câmara de absorção (13) do depósito (10), iniciando outravez o processo de absorção.
O permutador (6) de calor é do tipo solução-ar ou do tipo solução-água.No caso de uma máquina de efeito duplo, contempla-se igualmente a incorporaçãodeste conjunto absorvedor (3'), conforme representado na figura 10, mostrando-seminuciosamente, nas figuras 13 e 14, que o conjunto absorvedor-evaporador (3')mantém a mesma estrutura, com a incorporação das respectivas linhas de entradano coletor (36), neste caso procedentes dos recuperadores (9', 9"), e dasrespectivas linhas de entrada de água (38), procedentes do condensador (11) e dosub-arrefecedor (24).
Claims (18)
1. "ABSORVEDOR DA MÁQUINA DE ABSORÇÃO DE BROMETO DE LÍTIO",o qual compreende:- um tanque de armazenamento (4),- uma bateria de pulverizadores (5), situada no interior do tanque dearmazenamento (4), destinada a receber uma solução concentrada e quente, epara a projetar no interior do tanque (4), para a respectiva diluição,- uma bomba de alimentação (8), destinada a extrair a solução diluída doabsorvedor (3),- caracterizado por compreender adicionalmente:- um permutador de calor (6), exterior ao tanque de armazenamento (4), e quearrefece a solução diluída, e- uma bomba de recirculação (7), destinada a aspirar a solução diluída do tanquede armazenamento (4) e a impulsioná-la até ao permutador de calor (6), para oseu retorno à bateria de pulverizadores (5), em um processo contínuo derecirculação.
2. "ABSORVEDOR", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por opermutador de calor (6) ser do tipo solução-ar.
3. "ABSORVEDOR", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por opermutador de calor (6) ser do tipo solução-água.
4. "ABSORVEDOR", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cadaum dos pulverizadores da bateria de pulverizadores (5) compreender bocais (14)de forma oval, destinados a pulverizar a solução, em forma de lâmina plana (15) ecom uma configuração essencialmente triangular, tipo leque.
5. "ABSORVEDOR", de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por osbocais (14) estarem dispostos de forma que as lâminas planas (15) sejamprojetadas paralelamente.
6. "CONJUNTO ABSORVEDOR-EVAPORADOR DA MÁQUINA DE ABSORÇÃODE BROMETO DE LÍTIO", que compreende:- um tanque de armazenagem (4')- uma bateria de pulverizadores (5), situada no interior do tanque dearmazenamento (4), destinada a receber uma solução concentrada e quente, e aprojetá-la no interior do tanque de armazenamento (4') para respectiva dilução,- uma bomba de alimentação (8), destinada a extrair a solução diluída,caracterizado por compreender adicionalmente:- um permutador de calor (6), exterior ao tanque de armazenamento (4), quearrefece a solução diluída, e- uma bomba de recirculação (7), destinada a aspirar a solução diluída do tanquede armazenamento (4) e a impulsioná-la até ao permutador de calor (6), para oseu retorno à bateria de pulverizadores (5), em um processo contínuo derecirculação,e por o tanque de armazenamento (4') estar dotado de uma parede verticalseparadora (29) e isolante, que define duas câmaras (30, 33), que comunicamentre si pela sua parte superior, e que consistem em:- uma câmara de evaporação (30), definida de um dos lados da parede verticalseparadora (29), e que compreende um evaporador (32), e- uma câmara de absorção (33), definida do outro lado da parede verticalseparadora (29).
7. "CONJUNTO", de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por opermutador de calor (16) ser do tipo solução-ar.
8. "CONJUNTO", de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por opermutador de calor (16) ser do tipo solução-água.
9. "CONJUNTO", de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por cada umdos pulverizadores da bateria de pulverizadores (5) compreender bocais (14), deforma oval, destinados a pulverizar a solução, em forma de lâmina plana (15), ecom uma configuração essencialmente triangular, tipo leque.
10. "CONJUNTO", de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por os bocais(14) estarem dispostos de forma a que as referidas lâminas planas (15) seprojetem paralelamente.
11. "CONJUNTO", de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a câmarade absorção (33) incorporar um coletor (36), destinado a receber a solução derefrigerante concentrado e quente, assim como serve de base aos referidospulverizadores (5), e que está adaptado para receber uma linha de recirculação (39).
12. "MÁQUINA DE ABSORÇÃO DE BROMETO DE LÍTIO, DE EFEITOSIMPLES", que inclui:- um gerador (1) de calor, que dispõe de uma câmara de aquecimento (2),destinada a aquecer a solução de brometo de lítio-água,- um absorvedor (3),- um recuperador de calor (9), situado entre o gerador (1) e o absorvedor (3), emque o calor da solução quente e concentrada que sai do gerador (1) é transferidoà solução diluída e fria que vem do absorvedor (3), pré-aquecendo-a antes de ser alimentada no gerador (1),- uma válvula de redutora de pressão (10), situada entre o recuperador de calor(9) e o absorvedor (3),- um condensador (11), ligado ao gerador (1), que condensa o vapor de águaproduzido no gerador (1),- um evaporador (12), ligado ao absorvedor (3), destinado a introduzir vapor deágua no absorvedor (3),- uma válvula de expansão (13), que liga o condensador (11) ao evaporador (12),caracterizada por o absorvedor (3) ser aquele que é descrito em qualquer umadas reivindicações 1 a 5.
13. "MÁQUINA DE ABSORÇÃO DE BROMETO DE LÍTIO, DE EFEITO DUPLO",que compreende:- m gerador de alta (1') e um gerador de baixa (1"), ligado ao gerador de alta (1'), ^para aquecer a solução de brometo de lítio em água,- um absorvedor (3),- um recuperador de alta (9') e um recuperador de baixa (9"), associados aosgeradores de alta (1') e de baixa (1"), destinados a enviar a solução quente econcentrada dos geradores (1', 1") para o absorvedor (3),- válvulas redutoras (10', 10"), associadas respectivamente aos geradores dealta (1')ede baixa (1"),- uma válvula de distribuição da solução (25), situada entre a bomba dealimentação (8) e os recuperadores (9' 9"),- um condensador (11), ligado ao gerador de alta (1'), que condensa o vapor deágua produzido no gerador de alta (1'),- um sub-arrefecedor (24), contíguo ao condensador (11), ligado ao gerador debaixa (1"),- um evaporador (12), ligado ao absorvedor (3), destinado a introduzir vapor deágua no absorvedor (3),- válvulas de expansão de alta (13') e de baixa (13"), respectivamente situadasentre o evaporador (12) e o condensador (11), e entre o evaporador (12) e o sub-arrefecedor (24),caracterizada por o absorvedor (3) ser o absorvedor (3) descrito em qualqueruma das reivindicações 1 a 5.
14. "MÁQUINA DE ABSORÇÃO DE BROMETO DE LÍTIO, DE EFEITOSIMPLES", caracterizada por compreender:- o conjunto absorvedor-evaporador (3') descrito em qualquer uma dasreivindicações 6 a 11,- um gerador (1) de calor, que dispõe de uma câmara de aquecimento (2),destinado a aquecer a solução de brometo de lítio em água,- um recuperador de calor (9), situado entre o gerador (1) e o absorvedor-evaporador (3'), no qual é feita a transferência do calor da solução quente econcentrada que sai do gerador (1) para a solução diluída e fria que vem doabsorvedor-evaporador (3'), pré-aquecendo-a antes de ser alimentada aogerador (1),- uma válvula redutora de pressão (10), situada entre o recuperador de calor (9)e o absorvedor-evaporador (3'),- um condensador (11), ligado ao gerador (1), que condensa o vapor de águaproduzido no gerador (1), e- uma válvula de expansão (13), que liga o condensador (11) ao evaporador (12).
15. "MÁQUINA DE ABSORÇÃO DE BROMETO DE LÍTIO, DE EFEITO DUPLO",caracterizada pelo fato de compreender:- o conjunto absorvedor-evaporador (3') descrito em qualquer uma dasreivindicações 6 a 11.- um gerador de alta (1') e um gerador de baixa (1"), ligado ao gerador de alta(1'), para aquecer a solução de brometo de lítio em água,- um recuperador de alta (9') e um recuperador de baixa (9"), associados aosgeradores de alta (1') e de baixa (1"), destinado a enviar a solução quente econcentrada dos geradores (9', 9") para o conjunto absorvedor-evaporador (3'),- válvulas redutoras (10', 10"), associadas respectivamente aos geradores dealta (1') e de baixa (1"),- uma válvula de distribuição de solução (25), situada entre a bomba dealimentação (8) e os recuperadores (9' 9"),- um condensador (11), ligado ao gerador (1), que condensa o vapor de águaproduzido no gerador (1),- um sub-arrefecedor (24), contíguo ao condensador (11), ligado ao gerador debaixa (1"), e- válvulas de expansão de alta (13') e de baixa (13"), situadas respectivamenteentre o evaporador (12) e o condensador (11), e entre o evaporador (12) e o sub-arrefecedor (24).
16. "MÁQUINA DE ABSORÇÃO DE BROMETO DE LÍTIO, DE USOCOMBINADO ", caracterizada por compreender a máquina de absorção deefeito simples, descrita na reivindicação 12, e a máquina de absorção de efeitoduplo, descrita na reivindicação 13, compreendendo adicionalmente as válvulasque a seguir se descrevem e que determinam o modo de funcionamento comode efeito simples ou duplo:- uma válvula de ligação (37) entre o gerador (1) e o condensador (11),- uma válvula de retorno ao recuperador (26), situada entre o recuperador (9) e umramal que parte de um ponto entre a válvula de distribuição da solução (25) e abomba de alimentação (8),- uma válvula de circulação no sub-arrefecedor (27), e que liga o gerador de baixa(1") ao sub-arrefecedor (24), e- uma válvula de circulação no condensador (28), que liga o gerador de baixa (1")ao condensador (11).
17. "MÁQUINA DE ABSORÇÃO DE BROMETO DE LÍTIO, DE USOCOMBINADO ", caracterizada por compreender a máquina de absorção deefeito simples descrita na reivindicação 14 e a máquina de absorção de efeitoduplo descrita na reivindicação 15 e pelo fato de compreender adicionalmente asválvulas que a seguir se descrevem e que determinam o modo de funcionamentocomo de efeito simples ou duplo:- uma válvula de ligação (37) entre gerador (1) e o condensador (11),- uma válvula de retorno ao recuperador (26), situada entre o recuperador (9) e umramal que parte de um ponto entre a válvula de distribuição da solução (25) e abomba de alimentação (8),- uma válvula de circulação no sub-arrefecedor (27), que liga o gerador de baixa(1") ao sub-arrefecedor (24), e- uma válvula de circulação no condensador (28), que liga o gerador de baixa (1")ao condensador (11).
18. "MÁQUINA DE ABSORÇÃO DE BROMETO DE LÍTIO, DE USOCOMBINADO ", de acordo com a reivindicação 16 e 17, caracterizada por amáquina de efeito simples utilizar como fonte de calor uma fonte de energiarenovável, preferencialmente solar, ou energia recuperável do calor residual e amáquina de efeito duplo utilizar como fonte de calor a fonte de energia de umcombustível.
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