BRPI1100172A2 - dispositivo de troca de ar para edificaÇÕes - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVO DE TROCA DE AR PARA EDIFICAÇÕES. Dispositivo de troca de ar para edificações, projetado para se instalado entre o ambiente interno e o ambiente externo, que compreende: uma carcaça (12) que tem uma forma de paralelepípedo substancialmente achatado; um trocador de calor (24) alojado dentro de dita carcaça (12); e um primeiro ventilador (44) e um segundo ventilador (46) que têm respectivas seções de admissão e distribuição, e são arranjados para gerar, respectivamente, um primeiro fluxo de ar (F 1) direcionado a partir do interior para o exterior, e um segundo fluxo de ar (F2) direcionado do exterior para o interior, onde os primeiro e segundo fluxos de ar (F 1, F2) estão em uma relação de troca de calor recíproca em dito trocador de calor (24); no qual: o trocador de calor (24) separa uma da outra uma primeira seção carcaça (40) ajustada, na qual está dito primeiro ventilador (44) e uma segunda seção carcaça (42) ajustada, na qual está dito segundo ventilador (46); dita primeira seção carcaça (40) compreende uma primeira câmara (78) que se comunica com uma primeira entrada (30) do trocador de calor (24) e com uma abertura de entrada externa (58), uma segunda câmara (80) que se comunica com uma primeira saída (32) do trocador de calor (24) e com a seção de admissão do primeiro ventilador (44) e uma terceira câmara (82) que se comunica com a seção de distribuição do primeiro ventilador (44) e com uma abertura de saída externa (60); dita segunda seção carcaça (42) compreende uma quarta câmara (86) que se comunica com uma segunda entrada (34) do trocador de calor (24) e com uma abertura de entrada interna (62), uma quinta câmara (88) que se comunica com uma segunda saída (36) do trocador de calor (24) e
Description
"DISPOSITIVO DE TROCA DE AR PARA EDIFICAgOES" Fundamento da invenyao
A presente inven9ao e relativa a um dispositivo de troca de ar para edifica9oes, que compreende uma carcaya que tem uma forma de paralelepipedo achatado e contem um trocador de calor que opera em contracorrente, um primeiro ventilador para gerar um primeiro escoamento de ar direcionado a partir do ambiente interno para ο ambiente externo e um segundo ventilador para gerar um segundo escoamento de ar direcionado do ambiente externo para ο ambiente interno, no qual os dois escoamentos de ar sao ajustados em uma relagSo de troca de calor reciproca atraves de dito trocador de calor.
A presente ίηνεηφδο foi desenvolvida em particular para fornecer um dispositivo de troca de ar que pode ser utilizado ao inves de peitoris de janela de um tipo convencional. Descripao da tecnica relevante
O documento niimero WO 2005/038355 descreve um dispositivo de troca de ar para edifica?5es que pode ser utilizado ao inves de um peitoril de janela de um tipo convencional. Este dispositivo conhecido compreende uma carcaga que tem uma forma de paralelepipedo achatado, ajustada entre e ο ambiente externo e ο ambiente interno. Ajustado dentro da carcaga existe um trocador de calor, passando atraves do qual existe um primeiro escoamento de ar direcionado de dentro para ο exterior e um segundo escoamento de ar direcionado de fora para ο interior. Os escoamentos de ar sao gerados por respectivos ventiladores alojados dentro da carcafa.
Objetivo e sumario da invenyao
O objetivo da presente inven9ao e fornecer um dispositivo de troca de ar do tipo indicado acima, que tem uma estrutura e um arranjo dos componentes que serao capazes de possibilitar exploragSo otima dos espagos e otimizagao da recupera9ao de energia. De acordo com a presente inver^So ο objetivo acima e alcangado por um dispositivo de troca de ar que tem as caracteristicas que formam ο tema da reivindicafao 1.
As reivindica9oes fazem parte integrante do ensinamento fornecido aqui com relagSo a inven9ao. Breve descriyao dos desenhos
A presente invenpao sera descrita agora em detalhe com referencia aos desenhos anexos que sao fornecidos puramente a guisa de exemplo nao limitativo, e nos quais:
As figuras 1 e 2 sao vistas em perspectivas de angulos diferentes de um dispositivo de troca de ar de acordo com a presente invengao;
A figura 3 e uma vista em perspectiva explodida do dispositivo da troca de ar de acordo com a presente inver^o;
As figuras 4 e 5 sao vistas em perspectiva parcialmente seccionadas de diferentes angulos do dispositivo de troca de ar de acordo com a inven9ao;
A figura 6 e uma vista em planta da parte indicada pela seta 6
na figura 4;
A figura 7 e uma vista em perspectiva de um element。defletor de escoamento;
As figuras 8 e 9 sao vistas em perspectiva que ilustram a instala9ao do elemento defletor de escoamento da figura 7;
As figuras 10 e 11 sao vistas em perspectiva que ilustram modalidades alternativas do elemento defletor de escoamento; e
As figuras 12, 13 e 14 sao vistas em perspectiva parcialmente explodidas que ilustram ο dispositivo de troca de ar de acordo com a presente invengao, dotado de um transportador de escoamentos de ar do Iado externo. Descriyao detalhada de modalidades da invenpao
Com referencia as figuras 1 ate 3, esta indicado por 10 um dispositivo trocador de ar para edificagdes, projetado para ser instalado em uma parede de uma edifica辟ο que separa um ambiente interno de um ambiente externo. O dispositivo 10 e configurado com uma forma tal que ele pode ser instalado ao inves de um peitoril de janela de um tipo convencional. A utiliza9ao do dispositivo 10 com fungao de peitoril nao e, contudo imperativa. O dispositivo de troca de ar 10 de acordo com a presente ΐηνεηςδο tambem pode ser instalado acima das arestas superior ou ao longo de umas arestas vertical de uma janela ou porta, ou em qualquer outro ponto de uma parede externa de uma edificagao.
O dispositivo 10 compreende uma carca^a 12 que tem uma forma de paralelepipedo achatado. A carcaga 12 compreender duas paredes principals 14，16, paralelas uma a outra, uma parede frontal interior 18, uma parede frontal exterior 20, e duas paredes laterals 22. Como esta ilustrado na figura 3, as paredes 18, 20 e 22 preferivelmente formam uma estrutura perimetral quadrangular, e as paredes principals 14，16 formam duas tampas aplicadas em lados opostos da estrutura perimetral. Na seqiiencia da descrifao as duas paredes 14, 16 serao indicadas respectivamente como parede de topo 14 e parede de fundo 16. Os termos "topo" e "fundo" se referem ao caso no qual ο dispositivo de troca de ar 10 e montado em uma posigSo horizontal.
Alojado dentro da carcafa 12 esta um trocador de calor 24 que opera em contracorrente. O trocador de calor 24 tem duas superficies principals 26 paralelas uma a outra, duas superficies frontais 26 que sao tambem paralelas uma a outra. O trocador de calor 24 tem, em um primeiro lado, uma primeira entrada 30, uma primeira saida 32 e, em um segundo Iado oposto ao primeiro, uma segunda entrada 34 e uma segunda saida 36. A primeira entrada 30 se comunica com a segunda saida 36 e a segunda entrada 40 se comunica com a primeira saida 32. O trocador de calor 34 e preferivelmente formado por uma pluralidade de folhas nervuradas de material plastico, que sao ajustadas uma ao longo da outra e formam um primeiro sistema de canais de escoamento que unem a primeira entrada 30 e a segunda saida 36, e um segundo sistema de canais de escoamento que unem a segunda entrada 34 e a primeira saida 32.
O trocador de calor 24 tem um piano mediano de simetria 38. A primeira entrada 30 e ajustada ao Iado oposto do piano mediano 38 em relafao a primeira saida 32. Da mesma maneira, a segunda entrada 34 e ajustada ao Iado oposto do piano mediano 38 em relapSo a segunda saida 36. A primeira entrada 30 e a segunda entrada 34 sao ajustadas ao mesmo Iado do piano mediano 38 e, da mesma maneira, a primeira saida 32 e a segunda saida 36 sao ajustadas ao mesmo Iado do piano mediano 38.
A altura do trocador de calor 24 e igual a distancia entre as superficies principals 26 e e substancialmente igual a distancia entre as paredes principals 14, 16 da carcaqa 12. A distancia entre as paredes frontais 28 do trocador de calor 24 e substancialmente igual a distancia entre a parede frontal interior 18 e a parede frontal exterior 20 da carcaga 12. As entradas 30, 34 e as saidas 32, 36 do trocador de calor tem, preferivelmente, uma largura igual a distancia entre as superficies frontais 28.
Com referencia as figuras 4 e 5, a carcaqa 12 compreende uma primeira segao carcaga 40 e uma segunda se9ao carcaga 42. As primeira e segunda segoes carcaga 40, 42 sao separadas uma da outra pelo trocador de calor 24. Alojado na primeira se9ao carcaga 40 existe um primeiro ventilador eletrico 44, e alojado na segunda se9ao carcaga 42 existe um segundo ventilador eletrico 46. Os ventiladores eletricos 44, 46 sao de um tipo centrifugo e tem respectivos ventiladores rotativos ao redor de eixos ortogonais em rela^ao as paredes principals 14, 16 da carcaga 12. Cada motor eletrico 44, 46 tem uma segao de admissao que compartilha ο eixo de rota9ao, e uma seySo de distribui9ao orientada tangenciando em relagSo ao eixo de rota9ao. Os ventiladores eletricos 44, 46 sao caracterizados por uma pequena espessura axial, igual a ou menor do que metade da altura da carcaga 12. Os ventiladores eletricos 44, 46 nao sao descritos em maior detalhe, uma vez que eles sao de um tipo comercialmente disponivel. Por exemplo, um modelo de ventilador adequado para utiliza^ao no dispositivo de acordo com a presente inven9ao e ο ventilador Sanyo SAN ACE B160. Em qualquer caso e entendido que qualquer outro tipo de ventilador com as mesmas caracteristicas pode ser utilizado.
A parede frontal 20 da carcaga 12 tem umajanela 48 aberta em uma area que corresponde a primeira se^ao carca^a 40. Um elemento defletor de escoamento 50' ou 50" ou 50"' e aplicado a janela 48 como ilustrado nas figuras 8 e 9. O elemento defletor de escoamento 50' tem uma parede frontal 52 que tem duas nervuras laterals 54 que engatam ranhuras correspondentes 56 formadas ao longo das arestas de face da janela 48. O elemento defletor de escoamento 50' tem uma abertura de entrada interna 58 e uma abertura de entrada externa 60. As aberturas 58 e 60 do elemento defletor de escoamento 50' sao orientadas frontalmente em rela9ao a parede frontal exterior 20. Na janela 48 da carcaga 12 pode haver montados elementos defletores de escoamento 50" ou 50"' (ilustrados, respectivamente, nas figuras 10 e 11) ao inves do elemento defletor 50'. No caso do elemento defletor de escoamento 50", as aberturas 58 e 60 sao orientadas para baixo (os eixos das aberturas 58, 60 sao ortogonais a parede principal de fundo 16). No caso do elemento defletor de escoamento 50"', as aberturas 58, 60 sao orientadas para cima (os eixos das aberturas 58, 60 sao ortogonais a parede principal de topo 14).
Com referencia as figuras 1 e 4, a carcaqa 12 e dotada de uma abertura de entrada interna 62 e uma abertura de saida interna 64, que sao formadas na parede frontal interior 18 em uma area que corresponde a segunda se9ao carcaqa 42. A parede frontal interna 18 tambem pode ser dotada de uma abertura de contorno 66, ajustada em uma posigSo que corresponde a primeira seySo carcaga 40 e fechada por uma escotilha que pode ser aberta 68.
Com referencia as figuras 4，5 e 6, as primeira e segunda se?oes carca9a 40, 42 compreendem, respectivamente, uma primeira parede divisoria 70 e uma segunda parede divisoria 72 que sao alinhadas a um piano mediano 38 do trocador de calor 24. As paredes divisorias 70, 72 sao preferivelmente paralelas as paredes principals 14, 16 e sao ajustadas a mesma distancia das paredes principals 14, 16.
As se9oes carcaga 40, 42 ainda compreendem, respectivamente, uma terceira parede divisoria 74 e uma quarta parede divisoria 76, cada uma das quais se estende entre a respectiva parede divisoria 70, 72 e a parede principal de topo 14.
As paredes divisorias 70, 74 da primeira segSo carcaga 40， juntamente com as paredes exteriores da carca9a 12 definem:
uma primeira camara 78 que se comunica com a primeira entrada 30 do trocador de calor 24 e com a abertura de entrada externa 58;
uma segunda camara 80 que se comunica com a primeira saida 32 do trocador de calor 24 e com a se^ao de admissao do primeiro ventilador 44; e
uma terceira camara 82 que se comunica com a segSo de distribui9ao do primeiro ventilador 44 e com a abertura de saida externa 60.
Como pode ser visto nas figuras 5 e 6, formada na primeira parede divisoria 70 existe uma abertura 84 que ajusta a se9ao de admissao do primeiro ventilador 44 em comunica9ao com a segunda camara 40.
As paredes divisorias 72, 76 da segunda segSo carcaga 42, juntamente com as paredes exteriores da carcaya 12, definem:
uma quarta camara 86 que se comunica com a segunda entrada 34 do trocador de calor 24 e com a abertura de entrada interna 62;
uma quinta camara 88 que se comunica com a segunda saida 36 do trocador de calor 24 e com a sefao de admissao do segundo ventilador 46; e
uma sexta camara 90 que se comunica com a se9ao de distribui9ao do segundo ventilador 46 e com a abertura de saida interna 64.
Como pode ser visto na figura 5, formada na segunda parede divisoria 72 existe uma abertura 92 que ajusta a se9§o de admissao do segundo ventilador 46 em comunicafao com a quinta camara 88. Preferivelmente alojado na sexta camara 90 existe um filtro 93.
Em opera9ao, ο primeiro ventilador 24 gera um primeiro escoamento de ar Fl que entra na quarta camara 86 atraves da abertura de entrada interna 62, entra no trocador de calor 24 atraves da segunda entrada 34, sai do trocador de calor 24 atraves da primeira saida 32, entra na segunda camara 80, passa atraves do primeiro ventilador 24, atravessa a terceira camara 82 e sai no ambiente externo atraves da abertura de saida externa 60.
O segundo ventilador 46 gera um segundo escoamento de ar F2 que entra na primeira camara 78 atraves da abertura de entrada externa 58, entra no trocador de calor 24 atraves da primeira entrada 30, sai do trocador de calor 24 atraves da segunda saida 36, entra na quinta camara 88, atravessa ο segundo ventilador 46, atravessa a sexta camara 90 e sai no interior do ambiente interno atraves da abertura de saida interna 64. Os escoamentos de ar Fl e F2 estao em uma rela?§o de troca de calor reciproca dentro do trocador de calor 24.
Os elementos defletores de escoamento 50' ou 50" ou 50"' sao intercambiaveis. A utilizagao de um element。defletor de escoamento diferente 50' ou 50" ou 50”，possibilita a variagSo da direfao dos escoamentos de ar Fl, F2 no Iado externo do dispositivo de troca de ar 10. A figura 12 mostra um dispositivo de troca de ar 10 que tem um elemento defletor de escoamento 50，，A figura 13 mostra ο dispositivo trocador de ar 10 com um elemento defletor de escoamento 50" e a figura 14 mostra ο dispositivo de troca de ar 10 com um element。defletor de escoamento 50"'. Como ilustrado nas figuras 12-14, ο dispositivo de troca de ar pode ser dotado de um transportador de ar externo 94. O transportador de ar externo 94 pode ser aplicado de maneira indiferente na parede frontal exterior 20 (figura 12), na parede principal de fundo 16 (figura 13) ou na parede principal de topo (figura 14), de acordo com que elemento defletor de escoamento 50' ou 50" ou 50"' for utilizado. O transportador externo 94 tem uma estrutura 96 e um elemento difusor 98 que e dotado de no minimo uma fenda para entrada e saida dos escoamentos de ar com diversas orienta^Ses (frontal como nas figuras 12 e 13, ou lateral como na figura 14). Os elementos defletores de escoamento 50' ou 50" ou 50"' e ο transportador externo 94 possibilitam que a versatilidade maxima seja alcan9ada com relafao a orienta^ao dos escoamentos externos de ar na entrada para e na saida a partir do dispositivo de troca de ar. Estes componentes possibilitam adaptafao do dispositivo de troca de ar 10 para as diversas aplica9oes, sem necessidade de modificar a estrutura do dispositivo de troca de ar.
Claims (7)
1. Dispositivo de troca de ar para edificações, projetado para ser instalado entre um ambiente interno e um ambiente externo, caracterizado pelo fato de que compreende: uma carcaça (12) que tem uma forma de paralelepípedo achatado com duas paredes principais (14, 16) paralelas uma à outra, uma parede frontal interior (18), uma parede frontal exterior (20), a carcaça (12) tendo uma abertura de entrada interna (62), uma abertura de saída interna (64), uma abertura de entrada externa (58) e uma abertura de saída externa (60); um trocador de calor (24) alojado dentro de dita carcaça (12), o trocador de calor (24) tendo uma primeira entrada (30) e uma primeira saída (32) que são arranjadas em um primeiro lado, e uma segunda entrada (34) e uma segunda saída (36) que são arranjadas em um segundo lado, em que a primeira entrada (30) se comunica com a segunda saída (36) e a segunda entrada (34) se comunica com a primeira saída (32); e um primeiro ventilador (44) e um segundo ventilador (44, 46) que tem respectivas seções de admissão e distribuição e são arranjados para gerar, respectivamente, um primeiro escoamento de ar (Fl) direcionado da abertura de entrada interna (62) para a abertura de saída externa (60) e um segundo escoamento de ar (F2) direcionado da abertura de entrada externa (58) para a abertura de saída interna (64), onde os primeiro e segundo escoamentos de ar (Fl, F2) estão em uma relação de troca de calor recíproca em dito trocador de calor (24), dito dispositivo de troca de ar caracterizado pelo fato de: o trocador de calor (24) ter um plano mediano (38) paralelo a ditas paredes principais da carcaça (14, 16), onde a primeira entrada (30) está no lado oposto do plano mediano (38) em relação à primeira saída (32) e a segunda entrada (34) está no lado oposto do plano mediano (38) em relação à segunda saída (36); o trocador de calor (24) separa uma da outra uma primeira seção carcaça (40) ajustada na qual dito primeiro ventilador (44) e uma segunda seção carcaça (42) ajustada na qual está dito segundo ventilador (46); dita primeira seção carcaça (40) compreende uma primeira câmara (78) que se comunica com a primeira entrada (30) do trocador de calor (24) e com a abertura de entrada externa (58), uma segunda câmara (80) se comunica com a primeira saída (32) do trocador de calor (24) e com a seção de admissão do primeiro ventilador (44), e uma terceira câmara (82) se comunica com a seção de distribuição do primeiro ventilador (44) e com a abertura de saída externa (60); dita segunda seção carcaça (42) compreende uma quarta câmara (86) que se comunica com a segunda entrada (34) do trocador de calor (24) e com a abertura de entrada interna (62), uma quinta câmara (88) se comunica com a segunda saída (36) do trocador de calor (24) e com a seção de admissão do segundo ventilador (46), e uma sexta câmara (90) se comunica com a seção de distribuição do segundo ventilador (46) e com a abertura de saída interna (64); e a primeira seção carcaça (40) e a segunda seção carcaça (42) compreendem, respectivamente, uma primeira parede divisória (70) e uma segunda parede divisória (72), que são alinhadas a dito plano mediano (38) do trocador de calor (24), onde ditas paredes divisórias (70, 72) são dotadas de respectivas aberturas (84, 92) que ajustam dita segunda câmara (90) e dita quinta câmara (88) em comunicação com as respectivas seções de admissão do primeiro ventilador (44) e do segundo ventilador (46).
2. Dispositivo de troca de ar de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a abertura de entrada externa (58) e a abertura de saída externa (60) serem formadas em um elemento defletor de escoamento (50', 50", 50"') montado em uma maneira removível em uma janela (48) da parede frontal exterior (20) da carcaça (12).
3. Dispositivo de troca de ar de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de dito elemento defletor de escoamento (50') ser arranjado de modo a orientar os escoamentos de ar através da abertura de entrada externa (58) e através da abertura de saída externa (60) em uma direção ortogonal à dita parede frontal exterior (20).
4. Dispositivo de troca de ar de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de dito elemento defletor de escoamento (50") ser arranjado de modo a orientar os escoamentos de ar através de dita abertura de entrada externa (58) e através de dita abertura de saída externa (60) em uma direção ortogonal a uma de ditas paredes principais (14, 16).
5. Dispositivo de troca de ar de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 4, caracterizado pelo fato de compreender um transportador externo (94) montado em dita carcaça (12) e associado à dita abertura de entrada externa (58) e à dita abertura de saída externa (60).
6. Dispositivo de troca de ar de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ditos ventiladores (44, 46) serem ventiladores centrífugos com seção de admissão axial e seção de distribuição tangencial, cada um de ditos ventiladores (44, 46) sendo ajustado entre as respectivas paredes divisórias (70, 72) e uma de ditas paredes principais (14).
7. Dispositivo de troca de ar de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de dito trocador de calor (24) ter duas superfícies principais (26) paralelas e adjacentes às paredes principais (14, 16) da carcaça (12), e duas paredes frontais (28) paralelas e adjacentes à parede de frontal interior (18) e à parede frontal exterior (20), respectivamente.
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