BR112014013299B1 - Aparelho e método de resfriamento fechado de água circulante - Google Patents
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Abstract
APARELHO E PROCESSO PARA RESFRIAMENTO FECHADO DE ÁGUA CIRCULANTE. Um aparelho e um processo para resfriamento fechado de água circulante. O aparelho de resfriamento compreende: um água de resfriamento interno, um trocador de calor de placas (6) e um aparelho de resfriamento auxiliar. O aparelho de resfriamento interno compreende: uma bomba de circulação de resfriamento interna (2) e um resfriador de ar (3). O aparelho de resfriamento auxiliar compreende: uma bomba de circulação de resfriamento externa (7) e um tubo de água subterrâneo (80). A água de resfriamento interna, escoando pelo trocador de calor de placas (6) do aparelho de resfriamento interno, troca calor com a água de resfriamento externa, escoando pelo trocador de calor de placas (6) do aparelho de resfriamento auxiliar. A utilização do aparelho e do processo de resfriamento fechado de água circulante propicia uma maior capacidade de resfriamento, quando a temperatura ambiente é superior à temperatura da água de influxo máxima, permitida por uma peça de equipamento técnico, para o aparelho de resfriamento ainda proporcionar uma capacidade de resfriamento suficiente, e para o equipamento eliminar qualquer perda de água durante a operação, obtendo-se, desse modo, o objetivo de conservação de água.
Description
[001] A presente invenção se refere ao campo de aparelhos de resfriamento e, mais particularmente, a um aparelho de resfriamento fechado de água circulante e a um método para o mesmo, em que a água de resfriamento escoando por um res- friador de ar é resfriada adicionalmente por um trocador de calor de placas.
[002] Hoje em dia, muitas estações de geração e transmissão de energia, tais como estações conversoras, são estabelecidas em regiões secas e com escassez de água no norte da China, onde, devido à alta temperatura ambiente e à evaporação significativa no verão, os recursos hídricos estão ficando cada vez mais preciosos do que nunca. No entanto, os métodos de resfriamento de água tradicionais para aparelhos de resfriamento de estações de geração e transmissão de energia, tais como estações conversoras, podem esgotar os recursos hídricos escassos nessas regiões. Desse modo, os resfriadores de ar são usualmente adotados para os aparelhos de resfriamento usados nessas estações de geração de energia. Em virtude disso, as estações conversoras são sempre localizadas em posições geográficas tendo uma temperatura ambiente relativamente mais baixa, a aplicação de res- friadores de ar pode satisfazer o requisito de resfriamento dos conversores, um tipo de dispositivo de processamento usado em estações de geração de energia, e efeitos de resfriamento satisfatórios podem ser obtidos.
[003] No entanto, algumas regiões apresentam temperaturas tão altas que os resfriadores de ar são incapazes de resfriar o fluido à temperatura ambiente, pro-vocando uma limitação da aplicação de resfriadores de ar nessas regiões secas. Por exemplo, em algumas regiões no noroeste da China, a temperatura ambienta extremamais alta pode chegar a 44°C, enquanto que a temperatura de admissão mais alta que é permitida para as válvulas conversoras, como equipamento básico de projetos de transmissão de corrente contínua (CC) é de apenas 40°C. Nessa situação, água pura, usada nesses conversores, não pode ser resfriada por resfriados de ar. Ao contrário, a água de resfriamento pode ser aquecida. Desse modo, os resfriado- res de ar não são adequados nessa situação.
[004] Também, em virtude das instalações de geração e transmissão de energia acarretarem, geralmente, condições operacionais máximas nos dias mais quentes no verão, quando a temperatura ambiente atinge o seu valor extremo mais alto, em cujo caso os resfriadores de ar não proporcionam usualmente uma capacidade de resfriamento suficiente. Por conseguinte, as estações conversores têm que operar com cargas úteis reduzidas, bem como níveis de potência mais baixos, o que pode provocar perda econômica e apresentar um efeito adverso no desenvolvimento da economia nacional.
[005] Em vista do que foi exposto, um problema técnico a ser solucionado nesta invenção é o de proporcionar um aparelho de resfriamento e aperfeiçoar sua capacidade de resfriamento.
[006] Um aparelho de resfriamento fechado de água circulante compreende um aparelho de resfriamento interno, um trocador de calor de placas 6 e um aparelho de resfriamento auxiliar; em que o aparelho de resfriamento interno compreende uma bomba de circulação de resfriamento interna 2 e um resfriador de ar 3; o aparelho de resfriamento auxiliar compreende uma bomba de circulação de resfriamento externa 7 e um tubo de água subterrâneo 8; o calor é trocado entre a água de resfriamento interna, escoando pelo aparelho de resfriamento interno do trocador de calor de placas 6, e a água de resfriamento externa, escoando pelo aparelho de resfriamento auxiliar do trocador de calor de placas 6.
[007] De acordo com um concretização de aparelho desta invenção, o apare- lho de resfriamento interno compreende ainda uma primeira válvula em circuito 4 e uma segunda válvula em circuito 5; em que, quando a primeira válvula de circuito 4 é aberta e a segunda válvula de circuito 5 é fechada, um primeiro circuito, com água de resfriamento interna circulando nele, é formado pelo resfriador de ar 3 e um dispositivo a ser resfriado 1; quando a primeira válvula de circuito 4 é fechada e a se-gundaválvula de circuito 5 é aberta, um segundo circuito, com água de resfriamento interna circulando nele, é formado pelo dispositivo a ser resfriado 1, o resfriador de ar 3 e o trocador de calor de placas 6; um circuito de circulação de água de resfriamento externa é formado pelo trocador de calor de placas 6 e o tubo de água subterrâneo 8.
[008] De acordo com um concretização de aparelho desta invenção, quando a temperatura ambiente é superior a 17°C, a primeira válvula de circuito 4 é fechada e a segunda válvula de circuito 5 é aberta, em cujo caso a água de resfriamento interna passa pelo resfriador de ar 3 e é resfriada, e depois escoa para o trocador de calor de placas 7, para ser resfriada de novo, que é então usada para resfriar o dis-positivo a ser resfriado 1; quando a temperatura da aparelho de resfriamento interna, no aparelho de resfriamento interno, é inferior a um limiar de água de resfriamento, a parte corpo de braço 4 é fechada e a segunda válvula de circuito 5 é aberta, em cujo caso a água de resfriamento interna passa pelo trocador de calor de placas 7 e é aquecida pela água de resfriamento externa, e é então usada para resfriar o dispositivo a ser resfriado 1.
[009] De acordo com uma concretização de aparelho desta invenção, o aparelho de resfriamento interno compreende ainda um sensor de temperatura de água e/ou um sensor de temperatura ambiente, e uma unidade de controle, que é usada para controlar a abertura e o fechamento da primeira válvula de circuito 4 e da segunda válvula de circuito 5, de acordo com uma temperatura da água da água de resfriamento interna, que é medida pelo sensor de temperatura de água, e/ou uma temperatura ambiente, que é medida pelo sensor de temperatura ambiente.
[010] De acordo com uma concretização de aparelho desta invenção, o tubo de água subterrâneo 8 é enterrado a uma profundidade de 30 a 50 m sob o solo.
[011] De acordo com uma concretização de aparelho desta invenção, a bomba de circulação de resfriamento interna 2 e a bomba de circulação de resfriamento externa 6 estão em uma configuração redundante mestre - escrava.
[012] De acordo com uma concretização de aparelho desta invenção, o dispositivo a ser resfriado 1 é uma válvula conversora, proporcionada em um dispositivo de transmissão de energia de corrente contínua.
[013] O aparelho de resfriamento desta invenção adota um trocador de calor de placas em conjunto com um tubo de água subterrâneo, para resfriar de novo a água de resfriamento interna passando por um resfriador de ar, de modo a aperfeiçoar a capacidade do aparelho de resfriamento. Um problema de impossibilitar o resfriamento do fluido à temperatura ambiente ou abaixo desta, pelo resfriador de ar, pode ser solucionado. Ainda mais, em virtude de nenhuma água ser perdida durante a operação do aparelho, uma finalidade de economia de água pode ser obtida. Também, a uma temperatura ambiente mais baixa durante o inverno, pelo proveito do fato de que a água no tubo de água subterrâneo tem uma temperatura relativamente mais alta, a água de resfriamento interna pode ser aquecida para atingir, efi-cientemente, uma redução no consumo energético.
[014] Um problema técnico a ser solucionado nesta invenção é o de proporcionar um método de resfriamento para aperfeiçoar a capacidade de resfriamento de um aparelho de resfriamento.
[015] Um método de resfriamento fechado de água circulante compreende: resfriamento de um dispositivo a ser resfriado 1 por água de resfriamento interna, escoando em um aparelho de resfriamento interno, a água de resfriamento interna passando por um trocador de calor de placas 6 e trocando calor com a água de res- friamento externo, por meio de um aparelho de resfriamento auxiliar do trocador de calor de placas 6, em que o aparelho de resfriamento interno compreende uma bomba de circulação de resfriamento interna 2 e um resfriador de ar 3; o aparelho de resfriamento auxiliar compreende uma bomba de circulação de resfriamento externa 7 e um tubo de água subterrâneo 8.
[016] De acordo com uma concretização de método desta invenção, um primeiro circuito é formado pelo resfriador de ar 3 e o dispositivo a ser resfriado 1, quando uma primeira válvula de circuito 4 é aberta e uma segunda válvula de circuito 5 é fechada, em que a água de resfriamento interna circula no primeiro circuito; um segundo circuito é formado pelo dispositivo a ser resfriado 1, o resfriador de ar 3 e o trocador de calor de placas 6, quando a primeira válvula de circuito 4 é fechada e a segunda válvula de circuito 5 é aberta, em que a água de resfriamento interna circula no segundo circuito; um circuito de circulação para a água de resfriamento externa é formado pelo trocador de calor de placas 6 e o tubo de água subterrâneo 8, em que a água de resfriamento externa circula no circuito de circulação para a água de resfriamento externa.
[017] De acordo com uma concretização de método desta invenção, quando a temperatura ambiente é superior a 17°C, a primeira válvula de circuito 4 é fechada e a segunda válvula de circuito 5 é aberta, em cujo caso a água de resfriamento interna passa pelo resfriador de ar 3, e é resfriada e depois escoa para o trocador de calor de placas 7, para ser resfriada de novo, que é então usada para resfriar o dis-positivo a ser resfriado 1; quando a temperatura da água de resfriamento interna, no aparelho de resfriamento interno, é inferior ao limiar da água de resfriamento, a primeira válvula de circuito 4 é fechada e a segunda válvula de circuito 5 é aberta, em cujo caso a água de resfriamento interna passa pelo trocador de calor de placas 7, e é aquecida pelo água de resfriamento externa e é então usada para resfriar o dispositivo a ser resfriado 1.
[018] De acordo com uma concretização de método desta invenção, o aparelho de resfriamento interno é dotado ainda com um sensor de temperatura de água e/ou um sensor de temperatura ambiente; em que uma unidade de controle, proporcionada no aparelho de resfriamento interno, controla a abertura e o fechamento da primeira válvula de circuito 4 e da segunda válvula de circuito 5, de acordo com uma temperatura da água da água de resfriamento interna, que é medida pelo sensor de temperatura de água, e/ou uma temperatura ambiente, que é medida pelo sensor de temperatura ambiente.
[019] De acordo com uma concretização de método desta invenção, o tubo de água subterrâneo 8 é enterrado a uma profundidade de 30 a 50 m sob o solo.
[020] De acordo com uma concretização de método desta invenção, a bomba de circulação de resfriamento interna 2 e a bomba de circulação de resfriamento externa 6 estão em uma configuração redundante mestre - escrava.
[021] De acordo com uma concretização de método desta invenção, o dispositivo a ser resfriado 1 é uma válvula conversora, proporcionada em um dispositivo de transmissão de energia de corrente contínua.
[022] O método de resfriamento desta invenção adota um trocador de calor de placas em conjunto com um tubo de água subterrâneo, para resfriar de novo a água de resfriamento interna, que passa por um resfriador de ar, de modo a aperfeiçoar a capacidade de resfriamento do aparelho de resfriamento. Um problema de impossibilitar o resfriamento do fluido à temperatura ambiente ou abaixo dela, pelo resfriador de ar, pode ser resolvido. Ainda mais, em virtude de que nenhuma água é perdida durante a operação do aparelho, uma finalidade de economia de água pode ser obtida. Também, a uma temperatura ambiente mais baixa durante o inverno, pelo proveito do fato de que a água no tubo de água subterrâneo tem uma temperatura relativamente mais alta, a água de resfriamento interna pode ser aquecida para atingir, eficientemente, uma redução no consumo energético.
[023] Os desenhos em anexo, que constituem uma parte do relatório descritivo, proporcionam um entendimento adicional desta invenção. As concretizações exemplificativas desta invenção e suas ilustrações são apresentadas com a finalida-de de ilustrar a presente invenção, que não são para limitar a presente invenção, nas figuras: a Figura 1 é um diagrama esquemático de uma concretização do aparelho de resfriamento de acordo com esta invenção.
[024] A Figura 2 é um diagrama esquemático de um estado operacional de uma concretização do aparelho de resfriamento de acordo com esta invenção.
[025] A Figura 3 é um diagrama esquemático de outro estado operacional de uma concretização do aparelho de resfriamento de acordo com esta invenção.
[026] O aparelho de resfriamento e o método desta invenção adotam um tubo de água subterrâneo, em conjunto com um trocador de calor de placas, para resfriar de novo a água de resfriamento interna, que passa por um resfriador de ar, de modo a aperfeiçoar a capacidade de resfriamento do aparelho de resfriamento.
[027] Uma descrição da solução técnica desta invenção vai ser apresentada em termos de muitos aspectos abaixo, com referência aos desenhos e concretizações.
[028] A Figura 1 é um diagrama esquemático de uma concretização do aparelho de resfriamento de acordo com esta invenção. Como mostrado na Figura 1, o aparelho de resfriamento interno compreende: uma bomba de circulação de resfriamento interna 2, um resfriador de ar 3, uma primeira válvula de circuito 4 e uma segunda válvula de circuito 5; o aparelho de resfriamento auxiliar compreende uma bomba de circulação de resfriamento externa 7 e um tubo de água subterrâneo 8; em que um circuito é formado pelo resfriador de ar 3 e o dispositivo a ser resfriado 1, quando a primeira válvula de circuito 4 é aberta e a segunda válvula de circuito 5 é fechada; a água de resfriamento interna é movimentada pela bomba de circulação de resfriamento interna 2 para circular no circuito; em que a água de resfriamento interna é resfriada quando da passagem pelo resfriador de ar 3, e é depois usada para resfriar o dispositivo a ser resfriado 1.
[029] Quando a primeira válvula de circuito 4 é fechada e a segunda válvula de circuito 5 é aberta, um circuito é formado pelo dispositivo a ser resfriado 1, o res- friador de ar 3 e o trocador de calor de placas 6. A água de resfriamento interna é movimentada pela bomba de circulação de resfriamento interna 2, para circular no circuito, em que a água de resfriamento interna é resfriada quando da passagem pelo resfriador de ar 3 e depois escoa para o trocador de calor de placas 6, para ser resfriada de novo, que é depois usada para resfriar o dispositivo a ser resfriado 1.
[030] A água de circulação de resfriamento externa é movimentada pela bomba de circulação de resfriamento externa 7 para circular em um circuito, formado pelo trocador de calor de placas 6 e o tubo de água subterrâneo 8, em que a água de circulação de resfriamento externa é resfriada pelo tubo de água subterrâneo 8. Nesse caso, o tubo de água subterrâneo 8 é um tubo de água que é enterrado pro-fundamente no subsolo. A água de resfriamento externa no tubo de água subterrâneoé resfriada, tirando-se proveito do fato de que a temperatura é relativamente baixa e constante sob a superfície da terra.
[031] De acordo com uma concretização desta invenção, pode haver uma segunda válvula de circuito, proporcionada na entrada ou saída do trocador de calor de placas 6. Pode haver também duas válvulas secundárias de circuito proporcionadas na entrada e na saída do trocador de calor de placas 6, respectivamente.
[032] De acordo com uma concretização desta invenção, o dispositivo a ser resfriado 1 é uma válvula conversora, proporcionada em um dispositivo de transmissão de energia de corrente contínua, e água de resfriamento interna é água pura.
[033] De acordo com uma concretização desta invenção, a água de resfriamento interna é aquecida na válvula conversora, e é depois acionada pela bomba de circulação de resfriamento interna 2, para passar pelo trocador de calor de placas 6, no qual a água de resfriamento interna é resfriada. A água de resfriamento interna resfriada é acionada pela bomba de circulação de resfriamento interna 2 e é transportada de novo para a válvula conversora, e se movimenta, desse modo, em ciclos.
[034] No caso de uma temperatura ambiente relativamente mais alta, a primeiraválvula de circuito 4 é fechada e a segunda válvula de circuito 5 é aberta. A água de resfriamento interna, tendo algum calor dissipado no resfriador de ar, é resfriada ainda mais pelo trocador de calor de placas 6 a uma faixa de temperatura aceita pelo dispositivo industrial. O calor é dissipado do trocador de calor de placas 6 por meio do tubo de água subterrâneo 8. O resfriador de ar 3 pode operar ou não. O sistema de resfriamento auxiliar é iniciado para resfriar, por meio do tubo de água subterrâneo 8, de modo que a carga de projeto do resfriador de ar interno é reduzida e a área útil do aparelho de resfriamento pode ser reduzida.
[035] De acordo com uma concretização desta invenção, o aparelho de resfriamento desta invenção pode executar uma função de anticongelamento e aquecimento de fluido, durante o inverno, por meio do tubo de água subterrâneo 8. Por exemplo, em uma estação conversor de um projeto de transmissão de energia de corrente contínua, para garantir a operação segura de válvulas conversoras, que são um tipo de dispositivo de processamento, há um requisito de que a temperatura do fluido deve ser mais alta do que um valor predeterminado. Tomando-se uma válvula conversora, adotada em um projeto de transmissão de energia de corrente contínua como um exemplo, é necessário que o valor mais baixa da temperatura de admissão deva ser mais alta do que, ou igual a, 10°C. No caso de uma temperatura ambiente relativamente baixa e uma carga mais leve da válvula conversora, é necessário aquecer a água de resfriamento interna por uma fonte térmica adicional.
[036] De acordo com uma concretização desta invenção, a uma temperatura ambiente mais baixa durante o inverno, quando a temperatura da água de resfriamento interna no aparelho de resfriamento interno é inferior a um limiar de temperatura da água de resfriamento, a primeira válvula de circuito 4 é fechada e a segunda válvula de circuito 5 é aberta, em cujo caso a água de resfriamento interna é aquecida pela água de resfriamento externa, quando da passagem pelo trocador de calor de placas 7, e é depois usada para resfriar o dispositivo a ser resfriado 1. Com o fato de que a temperatura da água no tubo de água subterrâneo 8 é relativamente alta, por meio de fechamento da primeira válvula de circuito 4 e abertura da segunda vál-vula de circuito 5, a água de resfriamento interna é aquecida pelo trocador de calor de placas 6 a uma faixa de temperatura que é aceita pelo dispositivo de processamento.
[037] De acordo com uma concretização desta invenção, a primeira válvula de circuito 4 e a segunda válvula de circuito 5 podem ser válvulas automáticas ou manuais.
[038] O aparelho de resfriamento interno compreende ainda uma unidade de controle, que não é mostrada na Figura 1, quando a temperatura da água de resfriamento interna é maior do que um limiar ou a temperatura ambiente é maior do que um limiar, ou quando de aquecimento da água de resfriamento interna pela água de resfriamento externa, durante o inverno, a unidade de controle fecha a primeira válvula de circuito 4 e abre a segunda válvula de circuito 5. O aparelho de resfriamento interno é dotado com um sensor de temperatura de água e/ou um sensor de temperatura ambiente, para medir a temperatura da água da água de resfriamento interna e a temperatura ambiente.
[039] De acordo com uma concretização desta invenção, a bomba de circulação de resfriamento interna 2 e a bomba de circulação de resfriamento externa 8 podem estar em uma configuração redundante mestre - escrava, para aperfeiçoar a segurança operacional e a confiabilidade do aparelho de resfriamento.
[040] De acordo com uma concretização desta invenção, o calor é dissipado do trocador de calor de placas 6 para o solo por meio do tubo de água subterrâneo 8, que é enterrado no subsolo geralmente a uma profundidade de 30 a 50 m.
[041] Em virtude da temperatura na camada, a uma profundidade de 5 a 10 m sob a superfície da terra não variar com a temperatura atmosférica, que é sempre mantida a 15 - 17°C, de acordo com uma concretização desta invenção, quando a temperatura ambiente excede 17°C, a primeira válvula de circuito 4 é fechada e a segunda válvula de circuito 5 é aberta, de modo que a água de resfriamento interna é resfriada quando da passagem pelo resfriador de ar 3 (ou o resfriador de ar 3 pode absolutamente não operar) e escoa para o trocador de calor de placas 7, par a ser resfriada de novo, e é depois usada para resfriar o dispositivo a ser resfriado 1.
[042] De acordo com uma concretização desta invenção, na prática, um sistema de resfriamento de válvula conversora, com a mesma capacidade de resfriamento equivalente (4.900 kW, por exemplo), se a temperatura ambiente de projeto do resfriador de ar for de 38°C, o número de canais necessários para o resfriador de ar é 8 (há três motores com paletas de 11 kW em cada canal), e o tamanho de cada canal é de 9 * 3,1 m, o resfriador de ar tem uma área útil de cerca de 10*25 m; se a temperatura ambiente de projeto do resfriador de ar for de 17°C, apenas 4 canais do mesmo tipo são necessários para o resfriador de ar (com uma margem igual ou superior a 10%), e a área útil se transforma em 9 * 13 m. Além da redução do número de canais, que são necessários pelo resfriador de ar, de 8 para 4, o número de motores de paletas é alterado a 12 de 24, com, consequentemente, corte de metade da área útil. O trocador de calor de placas correspondente tem a mesma capacidade de resfriamento de projeto que o resfriador de ar, em cujo caso o trocador de calor de placas tem um tamanho de forma de apenas 0,9 * 0,8 * 1,4 m, e uma área útil que é desprezível.
[043] A Figura 2 é um diagrama esquemático de um estado operacional de uma concretização do aparelho de resfriamento, de acordo com esta invenção. Como mostrado na Figura 2, o aparelho de resfriamento interno compreende: uma bomba de circulação de resfriamento interna 2 e um resfriador de ar 3, em que um circuito é formado pelo dispositivo a ser resfriado 1 e o resfriador de ar 3; a água de resfriamento interna é movimentada pela bomba de circulação de resfriamento interna 2 para circular no circuito; em que a água de resfriamento interna é resfriada quando da passagem pelo resfriador de ar 3, e é depois usada para resfriar o dispositivo a ser resfriado 1. A água de resfriamento interna se movimenta em ciclos dessa maneira.
[044] A Figura 3 é um diagrama esquemático de outro estado operacional de uma concretização do aparelho de resfriamento, de acordo com esta invenção. Como mostrado na Figura 3, o aparelho de resfriamento interno compreende: uma bomba de circulação de resfriamento interna 2 e um resfriador de ar 3; o aparelho de resfriamento auxiliar compreende: uma bomba de circulação de resfriamento externa 7 e um tubo de água subterrâneo 8; em que a água de circulação de resfriamento externa é movimentada pela bomba de circulação de resfriamento externa 7 para circular em um circuito, formado pelo trocador de calor de placas 6 e o tubo de água subterrâneo 8, em que o tubo de água subterrâneo 8 é usado para resfriar a água de circulação de resfriamento externa.
[045] Um circuito é formado pelo dispositivo a ser resfriado 1, o resfriador de ar 3 e o trocador de calor de placas 6; a água de resfriamento interna é movimentada pela bomba de circulação de resfriamento interna 2 para circular no circuito; em que, após ser resfriada pelo resfriador de ar 3, a água de resfriamento interna entra no trocador de calor de placas 6, para ser resfriada ainda mais, e é depois usada para resfriar o dispositivo a ser resfriado 1; o calor é trocado entre a água de resfriamento interna escoando pelo trocador de calor de placas 6 e a água de resfriamen- to externa escoando pela trocador de calor de placas 6, e a água de resfriamento interna se movimenta em ciclos dessa maneira.
[046] Pode-se notar do que foi descrito acima que toda a água circula rigorosamente dentro da parte interna do aparelho, sem qualquer perda ou desperdício de água, apresentando uma característica de perda de água zero.
[047] O aparelho de resfriamento desta invenção pode solucionar o problema que o resfriador de ar é incapaz de resfriar o fluido à temperatura ambiente ou abaixo desta. Quando a temperatura ambiente for igual ou superior a uma temperatura de admissão de água máxima, que seja aceita pelo dispositivo de processamento, a água de resfriamento pode não ser resfriada pelo resfriador de ar nesse caso. Ao contrário, a água de resfriamento pode ser aquecida. O aparelho de resfriamento desta invenção apresenta ainda uma capacidade de resfriamento suficiente para satisfazer o requisito operacional do dispositivo de processamento. Não há qualquer perda de água durante a operação do aparelho de resfriamento. de modo que um fim de economia de água pode ser obtido, e a deficiência de consumo de água pesada, provocada pelas torres de resfriamento, pode ser solucionada. Além disso, a uma baixa temperatura ambiente, durante o inverno, benefíciando-se do fato de que a água no tubo de água subterrâneo apresenta uma temperatura relativamente maior, o anticongelamento do trocador de calor externo e o aquecimento do fluido podem ser promovidos, o que pode reduzir eficientemente o consumo de energia.
[048] Finalmente, deve-se registrar que as concretizações apresentadas acima são apresentadas com o fim de ilustrar a solução técnica desta invenção, e não suas limitações. Embora essa invenção tenha sido descrita em detalhes, de acordo com as concretizações preferidas, aqueles versados na técnica vão entender que podem ser feitas modificações e substituições, sem que se afaste do espírito desta invenção, que devem ser, portanto, abrangidas no âmbito a ser protegido por esta invenção.
Claims (10)
1. Aparelho de resfriamento fechado de água circulante, compreendendo: um aparelho de resfriamento interno, um trocador de calor de placas (6) e um apare-lho de resfriamento auxiliar; em que o aparelho de resfriamento interno compreende uma bomba de circulação de resfriamento interna (2) e um resfriador de ar (3); o aparelho de resfriamento auxiliar compreende uma bomba de circulação de resfria-mento externa (7) e um tubo de água subterrâneo (8); em que o calor é trocado entre a água de resfriamento interna escoando pelo aparelho de resfriamento interno do trocador de calor de placas (6), e a água de resfriamento externa escoando pelo aparelho de resfriamento auxiliar do trocador de calor de placas (6); e o tubo de água subterrâneo (8) é enterrado a uma profundidade de 30 a 50 m; CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho de resfriamento interno compreende ainda uma primeira válvula em circuito (4) e uma segunda válvula em circuito (5); em que, quando a primeira válvula de circuito (4) é aberta e a segunda válvula de circuito (5) é fechada, um primeiro circuito, com água de resfriamento in-terna circulando nele, é formado pelo resfriador de ar (3) e um dispositivo a ser res-friado (1); quando a primeira válvula de circuito (4) é fechada e a segunda válvula de circuito (5) é aberta, um segundo circuito, com água de resfriamento interna circu-lando nele é formado pelo dispositivo a ser resfriado (1), o resfriador de ar (3) e o trocador de calor de placas (6); um circuito de circulação de água de resfriamento externa é formado pelo trocador de calor de placas (6) e o tubo de água subterrâneo (8).
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, quando a temperatura ambiente é superior a 17°C, a primeira válvula de cir-cuito (4) é fechada e a segunda válvula de circuito (5) é aberta, em cujo caso a água de resfriamento interna passa pelo resfriador de ar (3) e é resfriada, e depois escoa para o trocador de calor de placas (7), para ser resfriada de novo, que é então usada para resfriar o dispositivo a ser resfriado (1); quando a temperatura do aparelho de resfriamento interno, no aparelho de resfriamento interno, é inferior a um limiar de água de resfriamento, a primeira válvula de circuito (4) é fechada e a segunda válvu-la de circuito (5) é aberta, em cujo caso a água de resfriamento interna passa pelo trocador de calor de placas (7) e é aquecida pela água de resfriamento externa, e é então usada para resfriar o dispositivo a ser resfriado (1).
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho de resfriamento interno compreende ainda um sensor de tempe-ratura de água e/ou um sensor de temperatura ambiente, e uma unidade de controle, que é usada para controlar a abertura e o fechamento da primeira válvula de circuito (4) e da segunda válvula de circuito (5), de acordo com uma temperatura da água da água de resfriamento interna, que é medida pelo sensor de temperatura de água, e/ou uma temperatura ambiente, que é medida pelo sensor de temperatura ambiente.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a bomba de circulação de resfriamento interna (2) e a bomba de circulação de resfriamento externa (6) estão em uma configuração redundante mestre- escrava.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo a ser resfriado (1) é uma válvula conversora, proporcionada em um dispositivo de transmissão de energia de corrente contínua.
6. Método de resfriamento fechado de água circulante, compreendendo: res-friamento de um dispositivo a ser resfriado (1) por água de resfriamento interna es-coando em um aparelho de resfriamento interno, a água de resfriamento interna passando por um trocador de calor de placas (6) e trocando calor com a água de resfriamento externo que flui por meio de um aparelho de resfriamento auxiliar do trocador de calor de placas (6), em que o aparelho de resfriamento interno compre- ende uma bomba de circulação de resfriamento interna (2) e um resfriador de ar (3); o aparelho de resfriamento auxiliar compreende uma bomba de circulação de resfri-amento externa (7) e um tubo de água subterrâneo (8); e o tubo de água subterrâneo (8) é enterrado a uma profundidade de 30 a 50 m sob o solo; CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende ainda: abertura de uma primeira válvula de circuito (4) e fechamento de uma segunda válvula de circuito (5), para formar um primeiro circuito, pelo resfriador de ar (3) e o dispositivo a ser resfriado (1), em que a água de resfriamento interna circula no primeiro circuito; fechamento da primeira válvula de circuito (4) e abertura da segunda válvula de circuito (5), para formar um segundo circuito, pelo dispositivo a ser resfriado (1), o resfriador de ar (3) e o trocador de calor de placas (6), em que a água de resfriamento interna circula no segundo circuito; formando um circuito de circulação para água de circulação de resfriamento externa pelo trocador de calor de placas (6) e o tubo de água subterrâneo (8), em que a água de resfriamento externa circula no circuito de circulação para água de circulação de resfriamento externa.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que, quando a temperatura ambiente é superior a 17°C, a primeira válvula de circuito (4) é fechada e a segunda válvula de circuito (5) é aberta, em cujo caso a água de resfriamento interna passa pelo resfriador de ar (3), e é resfriada e depois escoa para o trocador de calor de placas (7), para ser resfriada de novo, que é então usada para resfriar o dispositivo a ser resfriado (1); quando a temperatura da água de res-friamento interna, no aparelho de resfriamento interno, é inferior ao limiar da água de resfriamento, a primeira válvula de circuito (4) é fechada e a segunda válvula de circuito (5) é aberta, em cujo caso a água de resfriamento interna passa pelo trocador de calor de placas (7), e é aquecida pelo água de resfriamento externa e é então usada para resfriar o dispositivo a ser resfriado (1).
8. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o aparelho de resfriamento interno é dotado ainda com um sensor de temperatu-ra de água e/ou um sensor de temperatura ambiente; em que uma unidade de con-trole, proporcionada no aparelho de resfriamento interno, controla a abertura e o fe-chamento da primeira válvula de circuito (4) e da segunda válvula de circuito (5), de acordo com uma temperatura da água da água de resfriamento interna, que é medi-da pelo sensor de temperatura de água, e/ou uma temperatura ambiente, que é me-dida pelo sensor de temperatura ambiente.
9. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a bomba de circulação de resfriamento interna (2) e a bomba de circulação de resfriamento externa (6) estão em uma configuração redundante mestre- escrava.
10. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo a ser resfriado (1) é uma válvula conversora, proporcionada em um dispositivo de transmissão de energia de corrente contínua.
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