PT1529185E - Instalação e processo para a produção de frio por um sistema de sorção reversível - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "Instalação e processo para a produção de frio por um sistema de sorção reversível" 0 invento refere-se a uma instalação e a um processo para produção de frio por um sistema de sorção reversível, nomeadamente para a congelação de diversos produtos ou para a produção de água fresca ou de pedras de gelo. São conhecidas instalações de produção de calor ou de frio baseadas em mudanças de fase líquido/gás ou sorções reversíveis entre um gás, o dito gás de trabalho, e um sorvente líquido ou sólido. Uma sorção reversível pode ser uma absorção de um gás por um líquido, uma adsorção de um gás num sólido, ou uma reacção entre um gás e um sólido. Uma sorção reversível entre um sorvente S e um gás G é exotérmica no sentido da síntese S + G -► SG, e endotérmica no sentido da decomposição SG -> S + G. Numa mudança de fase líquido/gás de G, a condensação é exotérmica e evaporação é endotérmica.

Estes fenómenos reversíveis podem ser representados no diagrama de Clausius-Clapeyron pela sua recta de equilíbrio

Δη AS lnP = f (—1/T), mais precisamente lnP =--+ —

RT R

Sendo P e T respectivamente a pressão e a temperatura, sendo ΔΗ e AS, respectivamente, a entalpia e a entropia do fenómeno (decomposição, síntese, evaporação, condensação) posto em acção, e sendo R a constante dos gases perfeitos. 0 passo endotérmico pode ser realizado com proveito numa instalação deste tipo para congelar diversos produtos (nomeadamente água para a obtenção de pedras de gelo) ou para a produção de água fria.

Assim, EP0810410 descreve um dispositivo que compreende um reactor e um evaporador/condensador, ligados por uma conduta munida de uma válvula. 0 reactor é a sede de uma reacção termoquímica ou de uma adsorção sólido-gás. 0 mesmo compreende meios para aquecer o sólido que o mesmo contém e 2

ΕΡ 1 529 185 /PT de meios para eliminar o calor da reacção de síntese exotérmica, sendo estes meios constituídos quer por um permutador de calor, quer pelo aumento da massa térmica do reactor. 0 reactor está disposto de tal modo que com o seu conteúdo, o mesmo tem uma massa térmica suficiente para absorver o calor produzido durante a reacção exotérmica. 0 processo de gestão deste dispositivo consiste em pôr em comunicação o evaporador/condensador com o reactor, quando o evaporador/condensador está cheio com o gás de trabalho sob a forma liquida, o que tem o efeito de refrigerar o evaporador/ condensador por evaporação, depois em pôr em marcha os meios destinados a aquecer o sólido a fim de descarregar e condensar o gás para o evaporador/condensador. 0 arranque dos meios destinados a reaquecer o sólido no reactor começa antes do passo anterior esteja terminado. 0 frio produzido no evaporador/condensador pode ser utilizado para produzir água fria ou pedras de gelo. No entanto, neste dispositivo, os tempos dos ciclos são relativamente longos, devido ao facto de que a regeneração do dispositivo se faz a alta temperatura Th e que a refrigeração do reactor se faz à temperatura ambiente T0. Por conseguinte, o reactor percorre uma amplitude térmica entre a temperatura de regeneração e a temperatura ambiente relativamente importante, o que induz um fraco coeficiente de rendimento. O objectivo do presente invento é fornecer um dispositivo que permite uma produção frigorifica volúmica muito elevada, por exemplo, da ordem de 200 kW/m3, a uma temperatura útil T0 relativamente baixa e com durações de ciclos fortemente reduzidas e rendimentos mais interessantes. Por temperatura útil, entende-se a temperatura de congelação de produtos (congelação da água para produzir gelo ou congelação de outros produtos) ou a temperatura à qual se deseja baixar e manter os produtos sem os congelar (por exemplo, para se obter água fresca).

Uma instalação de acordo com o presente invento para a produção de frio à temperatura T0 compreende um reactor (1), o qual é a sede de uma sorção reversível PHiv pondo em acção um gás G e um sorvente S, um dispositivo (2), sede de um fenómeno reversível ΡΒτ, o qual põe em acção o gás G, meios para pôr o dispositivo (2) em comunicação com o reactor (1) e 3

ΕΡ 1 529 185 /PT meios para isolar o reactor (1) do dispositivo (2), estando a curva de equilíbrio do fenómeno reversível em (2) situada num domínio de temperatura mais fraco do que o da curva de equilíbrio da sorção reversível em (1) no diagrama de Clapeyron. A instalação é caracterizada por o dispositivo (2) conter, além do gás G, um material de mudança de fase líquido/sólido M, que tem uma temperatura de solidificação Ts inferior à temperatura útil de produção de frio Tu. É suficiente que a diferença de temperatura entre Ts e TD seja da ordem de alguns graus, por exemplo da ordem de 1°C a 10°C. 0 material de mudança de fase pode ser escolhido, por exemplo, de entre as parafinas tais como as n-alcanos, que têm de 10 a 20 átomos de carbono, as misturas eutéticas e as soluções eutéticas. A sorção reversível no reactor (1) pode ser escolhida de entre as reacções químicas reversíveis entre o gás G e um sólido, as adsorções do gás G num sólido, e as absorções do gás G por um líquido. O fenómeno reversível no dispositivo (2) pode ser escolhido de entre as reacções químicas reversíveis entre o gás G e um sólido, as adsorções do gás G num sólido, as absorções do gás G por um líquido, as mudanças de fase líquido/gás do gás G. As mudanças de fase líquido/gás são preferidas, uma vez que as mesmas permitem produzir frio com uma velocidade maior do que com sorções, devido ao facto da inércia térmica do sistema ser mais fraca.

Como exemplo do gás G, pode ser citado o amoníaco (NH3) e seus derivados, o hidrogénio (H2), o dióxido de carbono (CO2), a água (H20), o ácido sulfídrico (H2S), o metano e outros gases naturais. Como reacção de sorção, podem ser citadas as reacções que utilizam amoniatos (por exemplo cloretos, brometos, iodetos ou sulfatos), hidratos, carbonatos ou hidretos. O passo de síntese exotérmica no reactor (1), o qual é concomitante ao passo de dissociação que gera o frio no 4

ΕΡ 1 529 185 /PT dispositivo (2), é favorecido se o conteúdo do reactor (1) for mantido a uma temperatura inferior à sua temperatura de equilíbrio à pressão, a qual reina no reactor (1). É portanto preferido neutralizar a acção do calor produzido à medida que a síntese decorre no reactor (1), a fim de manter a diferença, o mais importante possível, entre a temperatura real do reactor (1) e a sua temperatura de equilíbrio. Este calor produzido é, num primeiro tempo, absorvido pelo reactor e o seu conteúdo. Logo que a massa térmica do reactor e do seu conteúdo não é suficiente para absorver a totalidade do calor desenvolvido, é preferido munir o reactor (1) de meios para evacuar o calor para o exterior.

Numa instalação de acordo com o invento, a produção de frio tem lugar ao nível do dispositivo (2) . Se o frio produzido for destinado à produção de pedras de gelo ou de água fria, o dispositivo (2) está em contacto térmico directo com um reservatório (3) que contém água. Se for desejado produzir pedras de gelo, utiliza-se, de preferência, um reservatório (3) compartimentado com o tamanho das pedras de gelo desejadas. Quando a instalação é utilizada para fabricar água fria, o reservatório (3) pode ser uma serpentina, na qual a água circula, integrada na parede do dispositivo (2). Se a instalação for destinada a congelar produtos diversos, o reservatório (3) tem a forma adequada para conter e congelar os produtos. 0 material de mudança de fase líquido/sólido é escolhido de tal modo que o mesmo tem uma temperatura de solidificação Ts inferior em alguns graus à temperatura útil T0, isto é, a temperatura do produto a congelar ou a refrigerar, por exemplo, abaixo de 0°C, quando o objectivo procurado é o fabrico de pedras de gelo, ou inferior à temperatura da água fria que se deseja obter. 0 invento tem igualmente por objecto um processo para a produção de frio por um sistema termoquímico, que compreende, pelo menos, dois fenómenos reversíveis, que utilizam um gás G, no qual o frio é produzido durante o passo de dissociação do fenómeno reversível PBt, cuja curva de equilíbrio no diagrama de Clapeyron se situa no domínio das baixas temperaturas, e o sistema é regenerado durante o passo de 5 ΕΡ 1 529 185 /PT dissociação do fenómeno reversível PHt/ cuja curva de equilíbrio no diagrama de Clapeyron se situa no domínio das temperaturas elevadas. 0 mesmo é caracterizado por se prolongar o passo de produção de frio para além do fim do passo de dissociação do fenómeno PBi> pela fusão de um material de mudança de fase sólida/líquida em contacto térmico com o gás G no reactor, o qual é a sede do fenómeno Pbt · A presença deste material de mudança de fase tem um efeito duplo. Por um lado, o mesmo diminui a temperatura de regeneração, diminuindo a pressão do sistema (o que torna a regeneração menos custosa) e, por outro lado, o mesmo diminui a duração de um ciclo, uma vez que o sistema continua a produzir frio graças à fusão do material de mudança de fase, após o começo da fase de regeneração do sistema.

Num modo de realização particular, o processo de acordo com o invento para a produção de frio é realizado com o auxílio de uma instalação tal como a descrita acima. 0 mesmo compreende os passos seguintes: a) colocar a instalação num estado inicial, no qual o reactor (1) e o dispositivo (2) são isolados um do outro, (2) contém o gás G no estado líquido e o material M no estado líquido, (1) contém o sorvente S no estado pobre em gás, o conteúdo de (1) e o conteúdo de (2) estão à temperatura ambiente T0, o reservatório (3) contém os produtos a congelar ou a refrigerar; b) pôr em comunicação o reactor (1) e o dispositivo (2) para a libertação endotérmica do gás G em (2) e a sorção exotérmica do gás G no sorvente S em (1), com a produção de frio no dispositivo (2) e no reservatório (3), a solidificação do material de mudança de fase M com a acumulação de calor latente, a absorção de calor pelo reactor (1) e pelo seu conteúdo, e eventualmente a extracção do calor produzido em (1); c) no fim do passo b), isolar o reactor (1) do dispositivo (2) para prolongar a produção de frio em (2) pela fusão do material Μ, o qual liberta o frio acumulado sob a 6

ΕΡ 1 529 185 /PT forma de calor latente, e fornecer energia calorífica ao reactor (1) para realizar a dissociação endotérmica do sorvente rico em gás em (1); d) pôr em comunicação o reactor (1) e o dispositivo (2) e manter o aquecimento de (1) até à dissociação total do sorvente em (1), para provocar a condensação exotérmica brutal do gás em (2) e a paragem da produção água fria ou o descolamento das pedras de gelo, depois o prosseguimento eventual da fusão do material M; e) isolar o reactor (1) do dispositivo (2) e deixar a instalação voltar à temperatura ambiente, isto é ao seu estado inicial.

Parece assim que, a partir de um estado inicial dado, as únicas acções a realizar para fazer funcionar a instalação são a colocação em comunicação de (1) e de (2), a extracção do calor produzido pela síntese exotérmica em (1), quando a massa térmica de (1) não é suficiente para absorver o mesmo integralmente, e o fornecimento de energia calorífica a (1) para a regeneração. A presença do material de mudança de fase M no dispositivo (2) prolonga a fase de produção de frio e diminui a pressão no sistema durante a fase de regeneração, e devido a este facto diminui a temperatura de regeneração no reactor (1). A quantidade de calor a fornecer para regenerar o sistema é pois mais pequena devido a esta pequena amplitude térmica.

As diferentes fases do processo são desencadeadas por meios ao alcance do especialista na matéria, tais como temporizações, por exemplo, por meio de um relógio ou de um cronómetro. A duração das diferentes fases depende do objectivo procurado [quantidade de pedras de gelo desejada por unidade de tempo, débito de água fria desejado, geometria da instalação, natureza dos diferentes compostos (gás e sorvente) utilizados nos reactores (1) e (2)]. A realização do processo do invento numa instalação de acordo com o invento é descrita com mais pormenor a seguir por referência às Figs. 1 a 8. As curvas nos diagramas correspondem a fenómenos monovariáveis. O funcionamento da 7

ΕΡ 1 529 185 /PT instalação será, no entanto, semelhante se for utilizado no reactor (1) um fenómeno bivariável, correspondente, por exemplo, à absorção do gás G por uma solução absorvente (por exemplo água/NH3, água/LiBr) ou à adsorção do gás G na superfície de um sólido activo (por exemplo carvão activo ou zeólito) . A Fig. 1 representa um esquema de uma instalação de acordo com o invento.

Nesta figura, a instalação compreende um reactor (1), no qual tem lugar a sorção reversível entre um sorvente S e um gás G, um dispositivo (2), no qual tem lugar um fenómeno reversível, o qual utiliza o gás G e cuja recta de equilíbrio no diagrama de Clapeyron se situa à esquerda da recta de equilíbrio da sorção reversível em (1) e uma conduta, a qual liga (1) e (2), e a qual está munida de uma válvula (4). 0 dispositivo (2) é vantajosamente um evaporador/condensador (designado em seguida por evaporador). 0 evaporador (2) está em contacto térmico directo com um reservatório (3), integrado na parede do evaporador e que contém o produto a congelar ou a refrigerar, por exemplo, água para produzir pedras de gelo. 0 reactor (1) está munido de meios de aquecimento (5) e de meios de extracção de calor (6).

As Figs. 2 a 8 representam a posição da instalação no diagrama de Clapeyron, nos diferentes passos do ciclo de produção de frio. Em todas as figuras, Ln(P) em ordenadas indica o logaritmo da pressão P, e T no eixo das abcissas indica a temperatura. PEv indica a pressão no evaporador, PRE indica a pressão no reactor, Tam indica a temperatura ambiente, indicando TEV e TRE a temperatura num instante dado, respectivamente, no evaporador e no reactor, TEQ indica a temperatura de equilíbrio no reactor para uma pressão dada, TREC indica a temperatura de regeneração no reactor (1) . VO significa que a válvula (4) está aberta, e VF significa que a válvula (4) está fechada. Um ciclo completo de produção de frio e de regeneração da instalação é descrito a seguir, para uma instalação na qual o reactor (1) é a sede de uma sorção reversível entre um sólido S e um gás G. No dispositivo (2), o gás G é alternativamente evaporado ou condensado. 8

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No decurso de uma fase inicial, coloca-se a instalação num estado inicial: o evaporador e o reactor estão à temperatura ambiente Tam e à sua respectiva pressão de equilíbrio a esta temperatura PEv e Pre, sendo PEv superior a PRE. 0 evaporador (2) contém o gás G no estado líquido. 0

reactor (1) contém o sorvente S no estado pobre em gás. A válvula (4) está fechada. 0 reservatório (3) contém água no estado líquido. 0 diagrama de Clapeyron correspondente a este estado está representado na Fig. 2.

No início da fase 2, põe-se o reactor (1) e o evaporador (2) em comunicação, abrindo a válvula (4) . A evaporação do gás G em (2) provoca uma baixa brutal da temperatura TEV em (2) com a refrigeração da água, eventualmente até à congelação da água para formar pedras de gelo no reservatório (3) , depois a solidificação do material M, cuja temperatura de solidificação é inferior à temperatura de formação das pedras de gelo. 0 gás G libertado pela evaporação em (2) é absorvido pelo sorvente contido em (1), durante a síntese exotérmica, o que provoca uma subida em temperatura para Tre do reactor, devido ao facto do carácter exotérmico desta absorção. A energia produzida é absorvida num primeiro tempo pela massa térmica do reactor, o que tem o efeito de fazer subir em temperatura o meio reactivo, o qual, por conseguinte, se aproxima do seu equilíbrio termodinâmico TEQ, induzindo uma baixa da produção frigorífica. A diferença de temperatura (TEQ - Tffl) observada inicialmente pelo reactor permite assim a produção de um potência frigorífica instantânea importante. 0 diagrama de Clapeyron correspondente a esta fase está representado na Fig. 3.

No início da fase 3, a válvula (4) fica aberta e activam-se os meios (6) para evacuar o calor produzido no reactor (1), o qual não pode ser absorvido pela massa térmica do dito reactor, a fim de manter o sorvente S nas condições de síntese (Tre<TEq), quando a massa térmica do reactor se revela insuficiente para absorver a totalidade do calor de reacção. Esta fase é inútil se a massa térmica do reactor for suficiente para absorver a totalidade do calor da reacção de absorção. Esta fase constitui assim uma fase de manutenção da produção frigorífica. 0 diagrama de Clapeyron correspondente a esta fase está representado na Fig. 4. 9

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No início da fase 4, fecha-se a válvula (4) para isolar o reactor (1) do evaporador (2) . 0 reactor (1) assim isolado é então aquecido pelos meios de aquecimento (5) e o mesmo é colocado então no seu equilíbrio termodinâmico. Este aquecimento permite ao reactor deslocar-se ao longo de seu equilíbrio termodinâmico, provocando simultaneamente uma subida em temperatura e em pressão do reactor. No evaporador, a evaporação do gás G é parada, devido ao facto do fecho da válvula. A produção de frio é, no entanto, assegurada pelo material de mudança de fase, o qual absorve por sua vez o calor. A fusão deste material de mudança de fase permite assim prosseguir a produção das pedras de gelo e manter o evaporador a baixa temperatura e, simultaneamente, colocar o reactor nas condições de regeneração. Um ganho considerável de tempo resulta destes fenómenos simultâneos. A fase 4 é assim uma fase transitória de aquecimento do reactor e de prosseguimento da produção de frio por fusão do material de mudança de fase. 0 diagrama de Clapeyron correspondente a esta fase está representado na Fig. 5.

No início da fase 5, põe-se o reactor (1) em comunicação com o evaporador (2), abrindo a válvula (4), e mantém-se o aquecimento do reactor (1) pelos meios de aquecimento (5). A colocação em comunicação do reactor, colocado nas condições de regeneração a alta pressão com o evaporador mantido a baixa pressão pelo material de mudança de fase, permite a dessorção rápida do gás do reactor. 0 evaporador, que recebe os gases quentes provenientes do reactor, desempenha então o papel de um condensador. Sendo a instalação aqui destinada à produção de pedras de gelo, é recomendado adaptar a posição de chegada destes gases quentes, por exemplo, por um tubo perfurado na sua geratriz superior (não representada), para que os mesmos embatam em primeiro lugar na parede interna do depósito de pedras de gelo intimamente ligada ao evaporador, a temperatura da parede do depósito suba de temperatura, o que tem o efeito de descolar as pedras de gelo do depósito. As mesmas são então evacuadas por um sistema mecânico não representado. A diferença de temperatura (TREG-TEQ) observada inicialmente no reactor, devido ao facto da diferença de pressão permitir uma dessorção rápida do gás reactivo, acelerando assim a fase de regeneração. 0 condensador fica a uma temperatura baixa, inferior à temperatura ambiente 10

ΕΡ 1 529 185 /PT enquanto o material de mudança de fase não está totalmente fundido. Esta fase é uma fase de regeneração rápida do reactor e de descolamento das pedras de gelo. O diagrama de Clapeyron correspondente a esta fase está representado na Fig. 6. A fase 6 começa logo que o material de mudança de fase estiver totalmente fundido. A pressão em (2) aumenta, o que tem o efeito de reduzir a diferença de temperatura do reactor em relação ao equilíbrio termodinâmico da reacção e portanto reduzir a quantidade de gás dessorvido. O aquecimento do reactor (1) pelos meios (5) permite então o prosseguimento da reacção de dissociação. O diagrama de Clapeyron correspondente a este estado está representado na Fig. 7. A fase 7 começa desde que a regeneração esteja terminada. Fecha-se a válvula (4). Refrigera-se o reactor (1) isolado se for desejado iniciar imediatamente um novo ciclo de produção, ou ainda for deixado o reactor (1) refrigerar-se por si só, se a duração do ciclo pouco importa, o que provoca uma baixa de temperatura e de pressão. O dispositivo é assim posto nas condições iniciais da fase de armazenagem da produção de frio do início do ciclo de funcionamento. O diagrama de Clapeyron correspondente a este passo está representado na Fig. 8. A instalação e o processo de acordo com o invento são particularmente interessantes uma vez que o dispositivo (2) é um evaporador/condensador (designado a seguir por evaporador). Num modo de realização particular, o evaporador tem uma estrutura tal como representado nas Figs. 9 e 10. A Fig. 9 representa uma vista em secção transversal, a Fig. 10 representa uma vista em corte longitudinal.

De acordo com as Figs. 9 e 10, o evaporador é constituído por um cilindro (8), o qual está fechado nas suas duas extremidades e o qual inclui, na sua parte superior, uma ranhura longitudinal cuja secção tem a forma de arco de círculo côncavo. A dita ranhura forma o depósito de pedras de gelo (7), que pode conter diversas pedras de gelo. São colocadas alhetas ocas (9) no interior do evaporador, no 11

ΕΡ 1 529 185 /PT sentido longitudinal. Um tubo (10), ligado à conduta, gue permite a transferência do gás G entre o evaporador e o reactor (2), penetra no recinto cilíndrico do evaporador por uma perfuração realizada numa das extremidades do cilindro, e o mesmo é colocado directamente por debaixo da parede do depósito de pedras de gelo (7) . O gás de trabalho G, sob a forma de um liquido em ebulição, está colocado no fundo do evaporador. O espaço entre as paredes das alhetas está ocupado pelo material de mudança de fase M. A parede exterior do evaporador (8) é realizada num material que tem uma difusividade térmica elevada, isto é, uma pequena capacidade térmica, para permitir uma descida rápida da temperatura da parede e uma grande condutividade térmica, para permitir uma formação rápida das pedras de gelo. Um material, por exemplo, à base de alumínio, o qual tem uma capacidade térmica fraca e uma condutividade elevada, é apropriado devido à sua compatibilidade com o amoníaco, o qual é um gás frequentemente utilizado nas instalações para a produção de frio a temperaturas negativas. Para acrescentar à difusão do calor do líquido 2 em ebulição para o depósito de pedras de gelo, bem como à resistência mecânica do evaporador, as alhetas 5 são dispostas no interior do evaporador. 0 depósito de pedras de gelo 7 está munido de múltiplas divisórias transversais, colocadas de modo a obter a forma desejada para as pedras de gelo. A forma global do depósito de pedras de gelo possui uma geometria em meia-lua tórica, o que permite uma desmoldagem fácil das pedras de gelo formadas. 0 material de mudança de fase M, colocado entre as paredes das alhetas ocas, mantém a temperatura do evaporador num valor, o qual permite prolongar a fase de produção de pedras de gelo, durante a fase transitória de aquecimento para a regeneração do reactor isolado do evaporador. A configuração particular do tubo (10) e a sua posição no recinto do evaporador são tais como os gases quentes, provenientes do reactor durante a fase 5, de colocação em comunicação do reactor a alta pressão e do evaporador mantido 12

ΕΡ 1 529 185 /PT a baixa pressão pelo material de mudança de fase, vai embater em primeiro lugar na parede do depósito de pedras de gelo, o que facilita o descolamento das pedras de gelo.

Lisboa,

Claims (14)

1. ΕΡ 1 529 185 /PT 1/4 REIVINDICAÇÕES 1 - Instalação para a produção de frio à temperatura útil (T0) que compreende um reactor (1), o qual é a sede de uma sorção reversível PHt, que põe em acção um gás G e um sorvente S, um dispositivo (2), sede de um fenómeno reversível ΡΒτ> o qual põe em acção o gás G, meios para pôr o dispositivo (2) em comunicação com o reactor (1) e meios para isolar o reactor (1) do dispositivo (2), estando a curva de equilíbrio do fenómeno reversível em (2) situada num domínio de temperatura mais fraco do que o da curva de equilíbrio da sorção reversível em (1) no diagrama de Clapeyron, caracterizada por o dispositivo (2) conter, além do gás G, um material de mudança de fase líquido/sólido (M), tendo uma temperatura de solidificação (Ts) inferior à temperatura útil de produção de frio (TD) .
2. 2 - Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a sorção reversível no reactor (1) ser escolhida de entre as reacções químicas reversíveis entre o gás G e um sólido, as adsorções do gás G num sólido, e as absorções do gás G por um liquido.
3. 3 - Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o fenómeno reversível no dispositivo (2) ser escolhido de entre as reacções químicas reversíveis entre o gás G e um sólido, as adsorções do gás G num sólido, as absorções do gás G por um líquido, as mudanças de fase líquido/gás do gás G.
4. 4 - Instalação de acordo com a reivindicação 3, caracterizada por o fenómeno reversível ser uma mudança de fase líquido/gás.
5. 5 - Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o reactor (1) estar configurado de modo que a sua massa térmica seja suficiente para absorver o calor produzido durante a fase exotérmica da sorção, que tem sede no mesmo.
6. 6 - Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o reactor (1) estar munido de meios para ΕΡ 1 529 185 /PT 2/4 evacuar o calor para o exterior.
7. 7 - Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o dispositivo (2) estar em contacto térmico directo com um reservatório (3) que contém água.
8. 8 - Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o material de mudança de fase ser escolhido de entre as parafinas tais como as n-alcanos, tendo de 10 a 20 átomos de carbono, as misturas eutéticas e as soluções eutéticas.
9. 9 - Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a diferença de temperatura entre Ts e T0 ser de 1°C a 10°C.
10. 10 - Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a mesma ser destinada à produção de pedras de gelo e por o material de mudança de fase líquido/sólido ser escolhido de tal modo que o mesmo tenha uma temperatura de solidificação Ts inferior a 0°C.
11. 11 - Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o dispositivo (2) ser um evaporador/condensador, constituído por um cilindro (8), o qual está fechado nas suas duas extremidades; - o dito cilindro (8) incluir, na sua parte superior, uma ranhura longitudinal, cuja secção tem a forma de arco de círculo côncavo, correspondendo a dita ranhura ao depósito de pedras de gelo (7); serem colocadas alhetas ocas (9) no interior do evaporador, no sentido longitudinal; um tubo (10), ligado à conduta que permite a transferência do gás G entre o evaporador e o reactor (2), penetrar no recinto cilíndrico do evaporador por uma perfuração realizada numa das extremidades do cilindro, e o mesmo ser colocado directamente por debaixo da parede do depósito de pedras de gelo (7); ΕΡ 1 529 185 /PT 3/4 - ο gás de trabalho G, sob a forma de um líquido em ebulição, estar colocado no fundo do evaporador; - o espaço entre as paredes das alhetas estar ocupado pelo material de mudança de fase M.
12. 12 - Processo para a produção de frio a uma temperatura útil Tu por um sistema termoquímico, que compreende, pelo menos, dois fenómenos reversíveis, que utilizam um gás G, no qual o frio é produzido durante o passo de dissociação do fenómeno reversível PBT, cuja curva de equilíbrio no diagrama de Clapeyron se situa no domínio das baixas temperaturas, e o sistema é regenerado durante o passo de dissociação do fenómeno reversível pHt, cuja curva de equilíbrio no diagrama de Clapeyron se situa no domínio das temperaturas elevadas, caracterizado por o passo de produção de frio ser prolongado para além do fim do passo de dissociação do fenómeno PBt, pela fusão de um material de mudança de fase M sólido/líquido em contacto térmico com o gás G no reactor, o qual é a sede do fenómeno PBT, sendo o dito material de mudança de fase escolhido de modo que a sua temperatura de mudança de fase seja inferior à temperatura útil Tu.
13. 13 - Processo para a produção de pedras de gelo ou água fria de acordo com a reivindicação 12, realizado numa instalação, que compreende um reactor (1), o qual é a sede de uma sorção reversível PHt, que põe em acção um gás G e um sorvente S, um dispositivo (2), sede de um fenómeno reversível ΡΒτ, o qual põe em acção o gás G, meios para pôr o dispositivo (2) em comunicação com o reactor (1) e meios para isolar o reactor (1) do dispositivo (2), estando a curva de equilíbrio do fenómeno reversível PBt em (2) situada num domínio de temperatura mais pequeno do que o da curva de equilíbrio da sorção reversível PHt em (1) no diagrama de Clapeyron, contendo o dito dispositivo (2) além disso um material de mudança de fase líquido/sólido M, que tem uma temperatura de solidificação Ts inferior à temperatura útil Tu, caracterizado por o mesmo compreender os passos seguintes: a) colocar a instalação num estado inicial, no qual o reactor (1) e o dispositivo (2) são isolados um do outro, (2) ΕΡ 1 529 185 /PT 4/4 contém ο gás G no estado líquido e o material M no estado líquido, (1) contém o sorvente S no estado pobre em gás, o conteúdo de (1) e o conteúdo de (2) ficam à temperatura ambiente T0, o reservatório (3) contém os produtos a congelar ou a refrigerar; b) pôr em comunicação o reactor (1) e o dispositivo (2) para a libertação endotérmica do gás G em (2) e a sorção exotérmica do gás G no sorvente S em (1), com a produção de frio no dispositivo (2) e no reservatório (3), solidificação do material de mudança de fase M com acumulação de calor latente, absorção do calor pelo reactor (1) e pelo seu conteúdo, e eventualmente a extracção do calor produzido em (D; c) no fim do passo b), isolar o reactor (1) do dispositivo (2) para prolongar a produção de frio em (2) por fusão do material Μ, o qual liberta o frio acumulado sob a forma de calor latente, e fornecer energia calorífica ao reactor (1) para realizar a dissociação endotérmica do sorvente rico em gás em (1); d) pôr em comunicação o reactor (1) e o dispositivo (2) e manter o aquecimento de (1) até à dissociação total ou parcial do sorvente em (1) para provocar a condensação exotérmica brutal do gás em (2) e a paragem da produção de água fria ou o descolamento das pedras de gelo, depois o prosseguimento eventual da fusão do material M; e) isolar o reactor (1) do dispositivo (2) e deixar a instalação voltar à temperatura ambiente, isto é, ao seu estado inicial.
14. 14 - Processo de acordo com a reivindicação 12 para a produção de pedras de gelo, caracterizado por a temperatura de mudança de fase do material M ser inferior a 0°C. Lisboa,