BRPI1002096A2 - thermal energy recycled air conditioner equipment utilizing low enthalpy of exhaust air - Google Patents
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Abstract
EQUIPAMENTO CONDICIONADOR DE AR COM RECICLAGEM DE ENERGIA TéRMICA QUE UTILIZA A BAIXA ENTALPIA DO AR DE EXAUSTAO. é compreendido por um trocador de calor ar-ar 3, com aproveitamento final do ar de exaustão 2 já utilizado para resfriar o ar de insuflação como pré-resfriador do fluxo de entrada do mesmo; uma primeira câmara de umidificação 4 onde ocorre o resfriamento do ar de exaustão 2, com a evaporação da água pulverizada no mesmo através dos bicos aspersores 13. e de supersaturação por gotículas que não evaporam; trocador de calor ar-ar 5 funcionando como resfriador por reciclagem energética do ar de insuflação 17. que também sofre desumidificação: segunda câmara de umidificação 6 onde o ar de exaustão 2 recebe reforço de água pulverizada através de bicos aspersores 13 gerando ar adiabátíco supersaturado (esta câmara também funciona como reservatório 10 de água não evaporada em queda após sua aspersão, possuindo também captação da água condensada do fluxo de ar de insuflação 17); trocador de calor ar-ar 18 funcionando como pré-resfriador por reciclagem energética do ar de insuflação 17 que também sofre desumídificação; câmara de umidificação 20 onde o ar de exaustão 2 recebe reforço de água pulverizada através de bicos aspersores 13 gerando ar adiabátíco supersaturado; trocador de calor ar-ar 3 para pré-resfriamento do ar de exaustão 2 quando da sua admissão no equipamento: serpentina aletada 7 (onde circula gás refrigerante ou água gelada) de resfriamento e desumidificação final do ar de insuflação 17 Eletro-bomba 11, bóia 14 que controla o fluxo de água 15 para repor água que foi evaporada no processo filtro de água 16 e rede hidráulica 12 instalados fora do corpo do equipamento filtro de ar 1 na admissão do ar de exaustão 2; eliminador de gotas 21 na saida do ar de exaustão 2 que é descarregado na atmosfera 22, ou em condensadoras á ar 22: filtro de ar 1 na tomada de ar de insuflação 17 eliminador de gotas 21 na saída do ar de insuflação 17 que é conduzido para o ambiente climatizado 19. A tecnologia própria do equipamento permite que ocorra intercâmbio de calor entre os dois fluxos de ar sem que se toquem.AIR CONDITIONING EQUIPMENT WITH THERMAL ENERGY RECYCLING THAT USES LOW ENTHALPY OF EXHAUST AIR. it is comprised of an air-to-air heat exchanger 3, with final use of the exhaust air 2 already used to cool the insufflation air as a pre-cooler for its inlet flow; a first humidification chamber 4 where cooling of the exhaust air 2 occurs, with the evaporation of water sprayed in it through the spray nozzles 13. and supersaturation by droplets that do not evaporate; air-to-air heat exchanger 5 acting as a chiller by energetic recycling of the insufflation air 17. which also undergoes dehumidification: second humidification chamber 6 where the exhaust air 2 receives reinforced water spray through spray nozzles 13 generating supersaturated adiabatic air ( this chamber also functions as a reservoir 10 of non-evaporated water in fall after its sprinkling, also having the capture of condensed water from the insufflation air flow 17); air-to-air heat exchanger 18 acting as a pre-cooler by energetic recycling of the insufflation air 17 which also undergoes dehumidification; humidification chamber 20 where the exhaust air 2 receives reinforcement of sprayed water through sprinkler nozzles 13 generating supersaturated adiabatic air; air-to-air heat exchanger 3 for pre-cooling of exhaust air 2 on admission to the equipment: finned coil 7 (where refrigerant gas or cold water circulates) for cooling and final dehumidification of insufflation air 17 buoy 14 that controls the water flow 15 to replace water that was evaporated in the water filter process 16 and hydraulic network 12 installed outside the body of the air filter equipment 1 at the intake of the exhaust air 2; drop eliminator 21 at the exhaust air outlet 2 that is discharged into the atmosphere 22, or in air condensers 22: air filter 1 at the supply air outlet 17 drop eliminator 21 at the supply air outlet 17 which is conducted for the air-conditioned environment 19. The equipment's own technology allows heat exchange between the two air flows to occur without touching.
Description
RELATÓRIOREPORT
"EQUIPAMENTO COND1CIONADOR DE AR COM RECICLAGEM DE ENERGIA TÉRMICA QUE UTILIZA A BAIXA ENTALPIA DO AR DE EXAUSTÃO"."HEAT RECYCLING AIR CONDITIONER EQUIPMENT USING LOW EXHAUST AIR ENTALPIA".
A presente patente de invenção tem por objetivo um equipamento de ar condicionado diferenciado, ao qual foi dada original concepção e construção com vistas a melhorar a sua utilização e eficiência, utilizando o principio adiabático indireto no ar de exaustão para pré-resfriar e pré- desumidificar o ar de insuflação, com vistas a diminuir a necessidade de capacidade de refrigeração (compressores de menor capacidade) em relação aos sistemas convencionais existentes.The purpose of this patent is a differentiated air conditioner which has been originally designed and constructed to improve its use and efficiency by using the indirect adiabatic exhaust air principle to pre-cool and pre-dehumidify. supply air to reduce the need for cooling capacity (lower capacity compressors) compared to existing conventional systems.
Já são conhecidos equipamentos e sistemas de ar condicionado que utilizam-se de um circuito fechado de gás refrigerante em que este gás é posto em movimento por um compressor entre dois trocadores de calor para que o mesmo absorva calor de um ambiente climatizado e o rejeite no ambiente exterior.Air conditioning equipment and systems are known which use a closed refrigerant gas circuit in which this gas is set in motion by a compressor between two heat exchangers so that it absorbs heat from a climate and rejects it in the air. outdoor environment.
Em que pese à larga utilização desses tipos de equipamentos e sistemas de troca de calor e refrigeração, alguns inconvenientes podem-lhes ser atribuídos, como o fato de apresentarem elevado consumo de energia elétrica e de alta dissipação de calor para o meio externo o que acarreta danos ao meio-ambiente e custos consideravelmente maiores aos usuários, bem como baixas taxas de renovação de ar adotadas. Tendo em vista tais inconvenientes, e no intuito de superá-los, foi desenvolvido o equipamento condicionador de ar com reciclagem de energia térmica, que consiste em utilizar sistema adiabático indireto com aspersão de água no ar de exaustão e dupla troca de calor através de trocadores de calor ar-ar instalados em série aproveitando-se da baixa temperatura do ar de exaustão que foi umidificado e teve sua temperatura de bulbo seco abaixada para pré-resfriar o ar de insuflação, podendo também pré-desumidificá-lo, uma vez que a temperatura do ar de exaustão umidificado pode estar abaixo do ponto de orvalho do ar de renovação, e com resfriamento e desumidificação do ar de insuflação final na serpentina de evaporação de gás refrigerante ou de água gelada instalada após os trocadores de calor ar-ar instalados em série, bem como reaproveitamento da baixa temperatura do ar de exaustão para pré-resfriar este mesmo ar de exaustão quando da sua entrada no equipamento fazendo um laço do fluxo de ar de exaustão na entrada e na saída do equipamento no trocador de calor instalado em configuração que lembra a forma de um "diamante". Essa forma de construção e de funcionamento do equipamento soluciona os inconvenientes apontados, uma vez que a aspersão da água e a dupla troca de calor conferem alta eficiência e eficácia, evitando perda desnecessária do ar frio de exaustão o qual é reaproveitado, reduzindo o consumo de energia elétrica e da água de refrigeração na serpentina de evaporação de gás refrigerante ou de água gelada utilizada no tratamento final do ar de insuflação.Despite the widespread use of these types of equipment and systems for heat exchange and cooling, some drawbacks can be attributed to them, such as the fact that they have high consumption of electricity and high heat dissipation to the outside which causes environmental damage and considerably higher costs to users, as well as low air renewal rates adopted. In view of these drawbacks, and in order to overcome them, the thermal energy recycling air conditioner equipment was developed, which consists of using indirect adiabatic system with water spray in the exhaust air and double heat exchange through heat exchangers. air-to-air heat exchanger installed in series by taking advantage of the low exhaust air temperature which has been humidified and its dry bulb temperature lowered to pre-cool the insufflation air and may also pre-dehumidify Humidified exhaust air temperature may be below the renewal air dew point, and with final insufflation air cooling and dehumidification in the refrigerant or chilled water evaporation coil installed after the air-to-air heat exchangers installed in as well as the use of the low exhaust air temperature to pre-cool the exhaust air upon entry into the equipment. looping the exhaust air flow at the inlet and outlet of the equipment on the heat exchanger installed in a configuration resembling a "diamond" shape. This form of construction and operation of the equipment solves the drawbacks, since water spraying and double heat exchange provide high efficiency and effectiveness, avoiding unnecessary loss of cold exhaust air which is reused, reducing fuel consumption. electricity and cooling water in the refrigerant or chilled water evaporation coil used in the final treatment of the supply air.
Como o princípio de reaproveitamento energético é o evaporativo indireto, a evaporação de água do equipamento ao ser pulverizada no ffuxo de ar de exaustão dentro de câmaras colocadas entre os trocadores de calor ar- ar faz com que a temperatura desse ar de exaustão diminua seu gradiente até sua temperatura de bulbo úmido onde também atinge 100% de umidade relativa. Desta forma, as placas separadoras dos fluxos de ar nos trocadores de calor ar-ar fazem a transferência térmica de energia entre o ar de exaustão, mais frio, e o ar de insuflação, mais quente, com sentido de fluxo de calor do mais quente para o de menor temperatura, sem se tocarem evitando-se contaminação ou transferência de umidade. A outra parte do trabalho de tratamento do ar de insuflação é realizada pela serpentina de evaporação ou de água gelada instalada no equipamento após essas etapas.Since the principle of energy reuse is indirect evaporative, the evaporation of equipment water as it is sprayed into the exhaust air stream into chambers placed between the air-to-air heat exchangers causes the temperature of this exhaust air to decrease its gradient. up to its wet bulb temperature where it also reaches 100% relative humidity. In this way, the airflow separator plates in the air-to-air heat exchangers heat transfer heat between the cooler exhaust air and the warmer supply air with the warmest flow direction of the air. to the lowest temperature, without touching avoiding contamination or moisture transfer. The other part of the supply air treatment work is performed by the evaporating or chilled water coil installed on the equipment after these steps.
A reciclagem energética ocorre em dois trocadores em série montados horizontalmente. Antes de ser descartado, o ar de exaustão ao ser pré- resfriado por efeito adiabático (umidificação) e que está com temperatura inferior a do ar de insuflação, absorve energia térmica desse ar de insuflação através das placas separadoras (confeccionadas em material de boa condutividade térmica) dos dois fluxos nos trocadores de calor ar-ar, diminuindo sua temperatura e esse ciclo se repete no segundo trocador de calor ar-ar. Após esse trabalho, o ar de exaustão é novamente umidificado e ele se resfria quando da sua entrada no equipamento e só então é descartado no ambiente externo podendo, em alguns casos, ser descarregado diretamente nas serpentinas de condensação do equipamento de ar condicionado aumentando, com isso, sua capacidade de refrigeração.Energy recycling occurs on two horizontally mounted series heat exchangers. Before being discharged, the exhaust air, when pre-cooled by humidification, which is below the inflation air temperature, absorbs thermal energy from the inflation air through the separator plates (made of good conductivity material). thermal) of the two flows in the air-air heat exchangers, decreasing their temperature and this cycle repeats itself in the second air-air heat exchanger. After this work, the exhaust air is again humidified and it cools when it enters the equipment and only then is it discharged outdoors and in some cases can be discharged directly into the condensing coils of the air conditioner increasing, with that, its cooling capacity.
Forma-se um ciclo em forma de "laço" no caminho percorrido pelo ar de exaustão dentro do equipamento que aumenta a remoção de energia térmica em comparação com os equipamentos convencionais, e conseqüentemente reduz o consumo da energia elétrica utilizada no equipamento de refrigeração, viabilizando sistemas com até 100% de renovação de ar, necessitando para seu funcionamento normal, da troca de 50% do ar interno, muito acima dos níveis de renovação adotados usualmente.A "loop" cycle is formed in the exhaust air path inside the equipment that increases the removal of thermal energy compared to conventional equipment, and consequently reduces the consumption of the electrical energy used in the refrigeration equipment, enabling systems with up to 100% air renewal, requiring for their normal operation 50% internal air exchange, well above the usual renovation levels.
O desenho anexo mostra a disposição do objeto da presente patente, no qual:The attached drawing shows the arrangement of the object of the present patent, in which:
A Fig. 1 mostra-o em corte lateral.Fig. 1 shows it in side section.
De conformidade com o quanto ilustra a figura acima relacionada, o equipamento consiste em um trocador de calor ar-ar 3, com aproveitamento final do ar de exaustão 2 já utilizado para resfriar o ar de insuflação como pré-resfriador do fluxo de entrada do mesmo; uma primeira câmara de umidificação 4 onde ocorre o resfriamento do ar de exaustão 2, com a evaporação da água pulverizada no mesmo através dos bicos aspersores 13 e de supersaturação por gotículas que não evaporam; trocador de calor ar-ar 5 funcionando como resfriador por reciclagem energética do ar de insuflação 17, que também sofre desumidificação; segunda câmara de umidificação 6 onde o ar de exaustão 2 recebe reforço de água pulverizada através de bicos aspersores 13 gerando ar adiabático supersaturado (esta câmara também funciona como reservatório 10 de água não evaporada em queda após sua aspersão, possuindo também captação da água condensada do fluxo de ar de insuflação 17); trocador de calor ar-ar 18 funcionando como pré-resfriador por reciclagem energética do ar de insuflação 17 que também sofre desumidificação; câmara de umidificação 20 onde o ar de exaustão 2 recebe reforço de água pulverizada através de bicos aspersores 13 gerando ar adiabático supersaturado; trocador de calor ar-ar 3 para pré-resfriamento do ar de exaustão 2 quando da sua admissão no equipamento; serpentina aletada 7 (onde circula gás refrigerante ou água gelada) de resfriamento e desumidificação final do ar de insuflação 17. Eletro-bomba 11, bóia 14 que controla o fluxo de água 15 para repor água que foi evaporada no processo; filtro de água 16 e rede hidráulica 12 instalados fora do corpo do equipamento, filtro de ar 1 na admissão do ar de exaustão 2; eliminador de gotas 21 na saída do ar de exaustão 2 que é descarregado na atmosfera 22, ou em condensadoras à ar 22; filtro de ar 1 na tomada de ar de insuflação 17; eliminador de gotas 21 na saída do ar de insuflação 17 que é conduzido para o ambiente climatizado 19; isolamento térmico na base captadora de água condensada 9 e tubulação de água condensada 8 em PVC isolado.According to what is illustrated in the figure above, the equipment consists of an air-to-air heat exchanger 3, with final use of the exhaust air 2 already used to cool the supply air as a pre-chiller of its inlet flow. ; a first humidification chamber 4 where the exhaust air 2 cools, with the evaporation of water sprayed therein through the spray nozzles 13 and supersaturation by non-evaporating droplets; air-to-air heat exchanger 5 acting as a cooler for energy recycling of supply air 17, which also undergoes dehumidification; second humidification chamber 6 where the exhaust air 2 receives reinforcement of water sprayed through sprinkler nozzles 13 generating supersaturated adiabatic air (this chamber also functions as a reservoir 10 of falling unevaporated water after spraying, as well as capturing condensed water from the insufflation air flow 17); air-to-air heat exchanger 18 acting as a pre-cooler for energy recycling of supply air 17 which also undergoes dehumidification; humidification chamber 20 where the exhaust air 2 receives reinforcement of water sprayed through spray nozzles 13 generating supersaturated adiabatic air; air-to-air heat exchanger 3 for pre-cooling exhaust air 2 upon admission to the equipment; finned coil 7 (where refrigerant or chilled water circulates) cooling and final dehumidification of supply air 17. Electro-pump 11, float 14 that controls water flow 15 to replenish water that has evaporated in the process; water filter 16 and hydraulic network 12 installed outside the equipment body, air filter 1 at the exhaust air intake 2; dropper 21 at the exhaust air outlet 2 which is discharged into the atmosphere 22, or in air condensers 22; air filter 1 in the supply air intake 17; dropper 21 at the outlet air outlet 17 which is conducted to the air-conditioned environment 19; thermal insulation on the condensed water collection base 9 and insulated PVC condensed water pipe 8.
Os trocadores de calor do tipo ar-ar são compostos por placas de configuração quadrangular em material com boa condutibilidade térmica (tais como aço inox, cobre, alumínio), unida por dois lados opostos, duas a duas alternadamente e com espaço entre ambas, criando passagem para que os dois fluxos de ar (de exaustão e de insuflação) percorram as placas simultaneamente com sentido de 90° entre si, sem se tocarem, porém promovendo troca térmica (energia) no sentido do mais quente (ar de insuflação) para o mais frio (ar de exaustão umidificado).Air-to-air heat exchangers are made up of quadrangular configuration plates in material with good thermal conductivity (such as stainless steel, copper, aluminum), joined by two opposite sides, two by two alternately and with space between them, creating so that the two air streams (exhaust and insufflation) run the plates simultaneously 90 ° towards each other, without touching each other, but promoting heat exchange (energy) in the warmer direction (insufflation air) to the colder (humidified exhaust air).
O mecanismo funcional da reciclagem de energia térmica está baseado em trocas seqüenciais de calor entre os dois fluxos de ar sem que eles se toquem, para se aproveitar (reciclar) a baixa temperatura do ar de exaustão. É de se notar que os processos são repetitivos para maximizar ar trocas de calor.The functional mechanism of thermal energy recycling is based on sequential heat exchanges between the two air streams without touching each other to take advantage of (recycle) the low exhaust air temperature. It should be noted that the processes are repetitive to maximize air heat exchanges.
Cada trocador de calor ar-ar da seção de reciclagem energética, visto unitariamente, configura-se como um pacote de lâminas unidas por pressão mecânica em dois lados opostos de modo que os outros dois lados não unidos formem uma câmara de passagem de ar pelo distanciamento entre ambas. A próxima união será alternada e a nova câmara ficará com sentido de passagem de ar a 90° em relação à câmara anterior, e assim sucessivamente. Esta orientação permite aos dois diferentes fluxos de ar (ar de exaustão e ar de insuflação) terem sentidos diferenciados em 90° sem se tocarem. As lâminas que compõem os trocadores têm ressaltos estampados mecanicamente, não coincidentes na ocasião das uniões, para manter uniforme a distância (espaço onde os fluxos de ar fluem) entre si. A vedação das uniões se dá por pressão mecânica e reforçada por imersão em tinta à base de água. Fechando os cantos do trocador são coladas cantoneiras nas quinas mediante vedação elástica.Each air-to-air heat exchanger of the energy recycling section, viewed as a unit, is configured as a package of mechanical pressure-joined blades on two opposite sides so that the other two unjoined sides form an air-passage chamber by spacing apart. between both. The next joint will be alternated and the new chamber will have a 90 ° air flow direction relative to the previous chamber, and so on. This orientation allows the two different air flows (exhaust air and insufflation air) to have 90 ° differentiated senses without touching each other. The blades that make up the heat exchangers have mechanically stamped shoulders, not coincident at the time of joining, to keep the distance (space where air flows flow) evenly between them. The joints are sealed by mechanical pressure and reinforced by water-based paint immersion. Closing the changer corners are glued to the corners by elastic sealing.
O equipamento é montado em forma de "T" invertido, sendo a linha horizontal composta por dois trocadores de calor ar-ar lado a lado, que promovem a transferência térmica, sendo o pré-resfriamento inicial do ar de insuflação no trocador 18 e resfriamento no trocador 5, sendo o resfriamento e desumidificação finais na serpentina 7, para então ser insuflado no ambiente a ser climatizado. A linha vertical é composta por um trocador de calor ar-ar 3 montado na forma de "diamante" na parte superior do equipamento permitindo que o ar de exaustão - já utilizado para remover energia térmica do ar de insuflação nos trocadores horizontais e que ainda tem sua temperatura menor que na hora da sua admissão ao percorrer este trocador, remova também energia térmica dele mesmo. O ar de insuflação, que é composto de 50% de ar de recirculação captado internamente, e 50% de ar de renovação captado externamente, percorre a linha horizontal (trocadores de calor ar-ar) e cede energia térmica na forma de calor sensível e calor latente (por condensação do vapor de água, pois a temperatura da placa separadora dos dois fluxos está abaixo do ponto de orvalho da mesma, ou seja, assume a temperatura do ar de exaustão umidificado) às placas do trocador de calor ar-ar. Essas, por sua vez, cederão a energia ao ar de exaustão captado internamente, composto de 50% de massa deste ar e de água pulverizada, que o resfria e umidifica. Após tal processo, resfriamento e desumidificação nos trocadores de calor ar-ar, o ar de insuflação sofre resfriamento e desumidificação final na serpentina de resfriamento que pode ser por evaporação de gás refrigerante ou água gelada. Este processo de reciclagem energética do "frio" do ar de exaustão visa diminuir a necessidade de refrigeração na serpentina de resfriamento diminuindo a capacidade do equipamento gerador de frio e conseqüentemente economizando energia elétrica. Finalmente o ar de insuflação será impulsionado por meio de ventiladores, redes de dutos e elementos de difusão de ar até o ambiente climatizado. Já o ar de exaustão captado internamente, após remover energia do ar de insuflação com auxílio da água pulverizada que evapora, como tem ainda temperatura menor que a do momento da sua entrada no equipamento, ao passar pelo cubo montado em "diamante" absorverá energia térmica (calor sensível) desse mesmo ar no próximo ciclo (pois o seu percurso no equipamento tem a forma de um "laço"), diminuindo sua temperatura (remoção de calor sensível) e que ao ser resfriada e umidificada atingirá temperaturas ainda menores melhorando o seu trabalho de captação de energia térmica do ar de insuflação. Após esses trabalhos de reciclagem energética pode ser insuflado em condensadoras a ar de equipamentos de ar condicionado melhorando seu rendimento, ou simplesmente descarregado no ambiente externo sem causar qualquer tipo de poluição.The equipment is mounted in an inverted T-shape, with the horizontal line consisting of two side-by-side air-to-air heat exchangers, which promote thermal transfer, and the initial pre-cooling of the supply air in exchanger 18 and cooling. on the heat exchanger 5, with the final cooling and dehumidification on the coil 7, to be inflated in the environment to be air conditioned. The vertical line consists of a diamond-shaped air-to-air heat exchanger 3 on top of the equipment allowing the exhaust air - already used to remove thermal energy from the supply air in the horizontal heat exchangers and which still has If your temperature is lower than at the time of admission when traveling through this heat exchanger, it also removes thermal energy from itself. Insufflation air, which consists of 50% internally captured recirculating air and 50% externally captured renewal air, travels across the horizontal line (air-to-air heat exchangers) and yields thermal energy in the form of sensitive heat and latent heat (by condensation of water vapor, as the temperature of the separator plate of the two streams is below its dew point, ie, it assumes the humidified exhaust air temperature) to the plates of the air-to-air heat exchanger. These, in turn, will yield the energy to internally captured exhaust air, composed of 50% mass of this air and water spray, which cools and humidifies it. Following such a process, cooling and dehumidifying air-to-air heat exchangers, the supply air undergoes cooling and final dehumidification in the cooling coil which may be by evaporation of refrigerant gas or chilled water. This process of energy recycling of the exhaust air "cold" aims to reduce the need for cooling in the cooling coil reducing the capacity of the cold generator equipment and consequently saving electricity. Finally, the supply air will be driven through fans, duct nets and air diffusers into the air-conditioned environment. The exhaust air captured internally, after removing energy from the supply air with the aid of evaporated water spray, as it has a temperature lower than the moment of its entry into the equipment, passing through the diamond-mounted cube will absorb thermal energy. (sensitive heat) of this same air in the next cycle (because its path in the equipment is in the form of a "loop"), decreasing its temperature (removal of sensitive heat) and that when cooled and humidified will reach even lower temperatures improving its work to capture thermal energy from the supply air. After these energy recycling jobs can be blown into air conditioners of air conditioning equipment improving its efficiency, or simply discharged outdoors without causing any pollution.
A chave do funcionamento do equipamento é a evaporação da água pulverizada no ar de exaustão, pois para cada quilograma de água evaporar (mudança do estado líquido para o estado de vapor) são necessários cerca de 580 quilocalorias de energia térmica e essa provêm do ar de exaustão, pois por diferença de calor específico a água que tem calor específico maior que o calor específico do ar, ao entrar em atrito com o ar de exaustão absorve energia térmica do mesmo o que causa a sua evaporação. O limite de evaporação é a saturação do ar de exaustão ao atingir 100% de umidade relativa. As gotas que não evaporarem serão arrastadas pelo ar de exaustão e percorrerão com o mesmo ar de exaustão as câmaras que lhes são destinadas no trocador de calor ar-ar da vez e uma parte ainda evaporará cada vez que o ar de exaustão absorver energia térmica do ar de insuflação e sua umidade relativa ficar abaixo de 100%.The key to the operation of the equipment is the evaporation of water sprayed in the exhaust air, because for each kilogram of water evaporating (change from liquid state to vapor state) about 580 kilocalories of thermal energy are needed and this comes from the air of exhaust because, because of specific heat difference, water that has a specific heat greater than the specific heat of the air, when frictional with the exhaust air absorbs thermal energy from it, which causes its evaporation. The evaporation limit is the exhaust air saturation at 100% relative humidity. The droplets that do not evaporate will be entrained by the exhaust air and run through the same chambers in the air-to-air heat exchanger with the same exhaust air, and some will evaporate each time the exhaust air absorbs thermal energy from the exhaust air. supply air and its relative humidity below 100%.
Esse primeiro resfriamento sensível do ar de exaustão é a chave do funcionamento do equipamento, pois ao ceder energia ao ar de exaustão já utilizado atingirá temperaturas muito mais baixas se comparado com um ciclo sem o percurso em forma de "laço". Por isso, após seu processo de resfriamento (remoção de calor sensível) no trocador de calor ar-ar, sofre umidificação na primeira câmara e tem parte de sua energia transferida à água que evapora. Como a sua massa tem que ser igual à do ar de insuflaçâo, a água pulverizada tem que complementá-la para atingir o equilíbrio das massas. A seguir essa massa composta por ar e água com temperaturas em equilíbrio (iguais) percorrem os trocadores de calor ar-ar e absorve calor (energia) que é cedido às placas pelo ar de insuflaçâo (calor sensível e calor latente que é a condensação de parte do vapor de água contido neste ar de insuflaçâo).This first sensible exhaust air cooling is the key to the operation of the equipment, as by giving energy to the exhaust air already used it will reach much lower temperatures compared to a cycle without the loop-like path. Therefore, after its cooling (sensible heat removal) process in the air-to-air heat exchanger, it undergoes humidification in the first chamber and has some of its energy transferred to the evaporating water. Since its mass has to be equal to that of insufflation air, the spray water has to complement it to achieve mass balance. Then this mass composed of air and water with equal (equal) temperatures travels through the air-to-air heat exchangers and absorbs heat (energy) that is supplied to the plates by the insufflation air (sensitive heat and latent heat which is the condensation of part of the water vapor contained in this insufflation air).
Após essa etapa, o ar de insuflaçâo é conduzido para a serpentina de resfriamento convencional para que finalmente seja resfriado e desumidificado e conduzido ao ambiente climatizado.After this step, the inflation air is fed to the conventional cooling coil so that it is finally cooled and dehumidified and brought to the acclimatized environment.
Essa dinâmica de trocas em série de energia entre os dois fluxos de ar (de exaustão e de insuflaçâo) aliada ao aproveitamento final das condições do ar de exaustão para pré-resfriar o ar de exaustão na sua admissão no equipamento, faz com que seja possível diminuir a capacidade dos equipamentos de refrigeração em até 50% da capacidade convencional usualmente adotada, proporcionando maiores renovações de ar interno ao mesmo tempo menor consumo de energia, menores instalações hidráulicas ou tubulações de gás, menores cabines transformadoras e cabos elétricos, beneficiando toda a cadeia produtiva de energia. Completa o equipamento, eletro-bomba para movimentação e pulverização da água da bandeja, filtros de água e de ar, bicos aspersores de água para pulverizar a mesma nas câmaras de umidificação, ventiladores para movimentação dos dois fluxos de ar (de insuflaçâo e de exaustão) e eliminadores de gotas de água na saída dos dois fluxos de ar para capturar gotas de água que porventura sejam arrastadas pelos fluxos de ar que serão conduzidas à bandeja / reservatório situado na parte inferior do equipamento para que sejam reinserídas no processo por aspersão promovendo economia de água consumida no processo, trocador de calor do sistema de refrigeração imerso na água da bandeja. O equipamento está inserido em uma caixa construída com placas sustentáveis de plástico e alumínio reciclados e unidas com resina elastomérica de alto poder de aderência e parafusos. Este processo fabril foi escolhido por não propagar chama e pela sua excelência em isolamento térmico.This dynamic series energy exchange between the two exhaust and insufflation airflows, combined with the final use of the exhaust air conditions to pre-cool the exhaust air upon admission to the equipment, makes it possible reduce refrigeration equipment capacity by up to 50% of conventional capacity typically adopted, providing greater indoor air renovations while lower power consumption, smaller hydraulic installations or gas pipelines, smaller transformer cabins and electrical cables, benefiting the entire chain energy production. Complete the equipment, electro-pump for moving and spraying the tray water, water and air filters, water spray nozzles to spray the same in the humidification chambers, fans for movement of the two air streams (insufflation and exhaust). ) and water droplet eliminators at the outlet of the two air streams to capture water droplets that may be dragged by the air streams that will be conveyed to the tray / reservoir located at the bottom of the equipment to be reinserted into the sprinkling process promoting economy. of water consumed in the process, cooling system heat exchanger immersed in the tray water. The equipment is housed in a box made of sustainable recycled plastic and aluminum plates and bonded with high grip elastomeric resin and screws. This manufacturing process was chosen for not spreading flame and for its excellence in thermal insulation.
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Cited By (1)
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| CN119136662A (en) * | 2022-04-05 | 2024-12-13 | 木克莱科技有限公司 | Dehumidifier Systems and Components |
-
2010
- 2010-03-16 BR BRPI1002096 patent/BRPI1002096A2/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN119136662A (en) * | 2022-04-05 | 2024-12-13 | 木克莱科技有限公司 | Dehumidifier Systems and Components |
| EP4503914A4 (en) * | 2022-04-05 | 2026-04-01 | Muclitech Inc | DEHUMIDIFICATION SYSTEMS AND ORDINANCES |
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