BR112015014024B1

BR112015014024B1 - método para trocar calor

Info

Publication number: BR112015014024B1
Application number: BR112015014024-6A
Authority: BR
Inventors: Thomas Carter; Zan Liu; David Andrew Aaron; Philip Hollander
Original assignee: Baltimore Aircoil Company, Inc.
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2020-12-01
Also published as: AU2013363149A1; JP2016503156A; WO2014099792A2; WO2014099792A3; CA2894693C; AU2013363149B2; EP2932178B1; US9057564B2; EP3885687A1; CN105026866A; US20140166240A1; ES2875467T3; JP6553122B2; JP2017172964A; MX2015007659A; EP2932178A4; CN110081734A; EP2932178A2; KR20160033065A; CA2894693A1

Abstract

MÉTODO PARA TROCAR CALOR. Um aparelho de troca de calor é provido com uma seção de troca de calor por evaporação indireta e uma seção de troca de calor por evaporação direta. A seção de troca de calor por evaporação indireta é geralmente localizada acima da seção de troca de calor por evaporação direta, e um líquido de evaporação é passado para baixo para a seção de troca de calor indireta. O líquido de evaporação que sai da seção de troca de calor por evaporação indireta, então passa para baixo e atravessa a seção de troca de calor direta. O líquido de evaporação é coletado em um cárter e então bombeado para cima para ser novamente distribuído a través da seção de troca de calor indireta.

Description

MÉTODO PARA TROCAR CALOR

Fundamentos da Invenção

[001] A presente invenção se refere em geral a um aparelho de troca de calor aprimorada tal como um refrigerador de fluido de circuito fechado, aquecedor de fluido, condensador, evaporador, sistema de armazenamento térmico, refrigerador de ar ou aquecedor de ar. De maneira mais específica, a presente invenção se refere a uma combinação ou combinações de seções de troca de calor por evaporação direta ou indireta separadas ou componentes arranjados para alcançar desempenho e capacidade aprimorados.

[002] A invenção inclui o uso de um trocador de calor do tipo placa como uma seção de troca de calor indireta. Quando comparado com trocadores de calor indiretos de circuito de bobina que são compreendidos de circuitos individuais de tubulação, o desempenho de uma seção de troca de calor indireta compreendida de um trocador de calor do tipo placa é aprimorado. Tal seção de troca de calor indireta pode ser combinada com uma seção de troca de calor direta, que comumente é compreendida de uma seção de enchimento sobre a qual um líquido evaporativo tal como água é transferido, comumente em uma operação de fluxo contínuo para baixo. Tais seção de troca de calor indireta e seção de troca de calor direta combinadas proveem desempenho aprimorado como um aparelho de troca de calor global tal como um refrigerador de fluido de circuito fechado, aquecedor de fluido, condensador, evaporador, refrigerador de ar ou aquecedor de ar.

[003] Parte do desempenho aprimorado da seção de troca de calor indireta compreendendo um trocador de calor de placa é a capacidade da seção de troca de calor indireta como um trocador de calor do tipo placa para prover tanto trocador de calor latente quanto sensível com o líquido evaporativo que é transmitido ou de outra forma transportado sobre e através da seção de troca de calor indireta. Outro aprimoramento importante é que trocadores de calor de placa terão mais área de superfície no mesmo espaço físico como outros trocadores de calor indiretos evaporativos. Tais como trocadores de calor indiretos compreendidos de serpentinas.

[004] Várias combinações dos arranjos de troca de calor são possíveis de acordo com a presente invenção. Tais arranjos podem incluir um arranjo em que a seção de troca de calor indireta opera sozinha, está localizada fisicamente acima da seção de troca de calor direta ou está localizada fisicamente abaixo da seção de troca de calor direta. Em tal arranjo com seção indireta localizada acima da seção direta, um líquido evaporativo é transmitido ou de outra forma pulverizado para baixo para a seção de troca de calor indireta com tal líquido evaporativo, que é comumente água, então saindo da seção indireta a ser transportada sobre a seção de troca de calor direta que é comumente compreendida de um arranjo de enchimento. Em outro arranjo de um aparelho de troca de calor combinada a seção de troca de calor indireta está localizada fisicamente abaixo da seção de troca de calor direta. Em outro arranjo de um aparelho de troca de calor combinada duas ou mais seções indiretas são posicionadas em um único refrigerador de fluido de circuito fechado ou trocador de calor cada um acima ou abaixo de uma seção de troca de calor direta também é parte da presente invenção. Adicionalmente, deve ser entendido que devido às cargas de calor variáveis e necessidades de troca de calor, o aparelho trocador de calor ou refrigerador de fluido da presente invenção pode ser operado em que tanto ar quanto um líquido evaporativo tal como água são retirados ou fornecidos tanto pela seção de troca de calor indireta quanto pela seção de troca de calor direta. Pode ser desejável operar o trocador de calor sem um fornecimento do líquido evaporativo, em que ar apenas pode ser retirado pela seção de troca de calor indireta. Também é possível operar um trocador de calor combinado de acordo com a presente invenção em que apenas líquido evaporativo pode ser fornecido através ou para baixo através da seção de troca de calor indireta e da seção de troca de calor direta, e em que ar não pode ser retirado por meios típicos tais como um ventilador.

[005] Na operação de uma seção de troca de calor indireta, uma corrente de fluido que passa através das aberturas internas no trocador de calor do tipo placa é resfriada, aquecida, condensada ou evaporada em uma ou ambas de uma operação de troca de calor sensível e uma operação de troca de calor latente passando um líquido evaporativo tal como água junto com ar em passagens entre cassetes ou pares de placa individuais no trocador de calor indireto. Tal troca de calor combinada resulta em uma operação mais eficiente da seção de troca de calor indireta. O líquido evaporativo, que novamente comumente é água, que passa por ou para baixo através da seção de troca de calor indireta então passa, comumente para baixo, por ou através da seção de troca de calor direta que é tipicamente um conjunto de enchimento. O calor no líquido evaporativo é passado para o ar que é retirado em geral para baixo, para cima ou pela seção de troca de calor direta e para fora a partir do refrigerador de fluido de circuito fechado ou conjunto de trocador de calor por um sistema de movimento de ar tal como um ventilador. A drenagem de líquido evaporativo a partir da seção de troca de calor indireta ou direta tipicamente é coletada em um cárter e então bombeada para cima para a redistribuição através da seção de troca de calor evaporativa indireta ou direta. É claro que como foi explicado acima, as seções de troca de calor indireta ou direta podem ser revertidas em que, na situação revertida onde uma seção de troca de calor direta pode estar localizada acima de uma seção de troca de calor indireta, o fluido evaporativo que sai da seção indireta pode ser coletado em um cárter e bombeado para cima para a distribuição pela seção de troca de calor direta. Alternativamente, apenas a seção de troca de calor indireta pode estar presente.

[006] De maneira apropriada, é um objetivo da presente invenção prover um aparelho de troca de calor aprimorada, que pode ser um refrigerador de fluido de circuito fechado, aquecedor de fluido, condensador, evaporador, refrigerador de ar ou aquecedor de ar, que inclui uma seção de troca de calor indireta e possivelmente uma seção de troca de calor direta.

[007] É outro objetivo da presente invenção prover um aparelho de troca de calor aprimorada tal como um refrigerador de fluido de circuito fechado, aquecedor de fluido, condensador, evaporador, refrigerador de ar ou aquecedor de ar, incluindo uma seção de troca de calor indireta que compreende um trocador de calor do tipo placa. É outro objetivo da invenção para prover um aparelho de troca de calor aprimorada compreendendo um trocador de calor do tipo placa com mais área de superfície por volume do que outros trocadores de calor indiretos evaporativos.

Sumário da invenção

[008] A presente invenção provê um aparelho de troca de calor aprimorada que tipicamente é compreendido de uma combinação de uma seção de troca de calor indireta e uma seção de troca de calor direta, A seção de troca de calor indireta provê desempenho aprimorado usando um trocador de calor do tipo placa as a seção de troca de calor indireta. O trocador de calor do tipo placa contém mais área de superfície por volume de unidade do que outros trocadores de calor evaporativos indiretos, O trocador de calor do tipo placa é compreendido de um ou mais agrupamentos ou cassetes de troca de calor combinados cada um compreendido de um par de placas. Cada cassete forma uma passagem interna entre placas. Tais placas são projetadas para permitir que uma corrente de fluido seja passada através dentro do cassete, expondo a corrente de fluido a uma grande área de superfície de um lado de cada placa no cassete do trocador de calor. Fora de cada placa um espaço é provido em que o ar ou um líquido evaporativo tal como água, ou uma combinação de ar e um líquido evaporativo, pode ser passado para prover tanto trocador de calor latente quanto sensível a partir das superfícies externas das placas do trocador de calor de placa. Tal uso de um trocador de calor de placa no refrigerador de fluido de circuito fechado, aquecedor de fluido, condensador, evaporador, refrigerador de ar ou aquecedor de ar da presente invenção provê desempenho aprimorado e também permite a operação combinada ou operação alternativa em que apenas ar ou apenas um líquido evaporativo ou uma combinação dos dois pode ser passado através ou pelo exterior das placas no trocador de calor de placa.

[009] Uma seção de troca de calor direta está localizada em geral abaixo da seção de troca de calor indireta em que o líquido evaporativo que cai da seção de troca de calor indireta é deixado passar por ou através do enchimento e de maneira apropriada permitem que calor seja arrastado a partir de tal líquido evaporativo por uma passagem de ar por ou através da seção de troca de calor direta pelo aparelho de movimento de ar tal como um ventilador. Tal líquido evaporativo é coletado em um cárter no fundo do refrigerador de fluido de circuito fechado, aquecedor de fluido, condensador, evaporador, refrigerador de ar ou aquecedor de ar e bombeado de volta para a distribuição, comumente para baixo, por ou através da seção de troca de calor indireta.

[0010] Também é parte da presente invenção prover um conjunto em que duas ou mais seções de troca de calor indiretas estão localizadas acima de duas ou mais seções de troca de calor diretas em uma única torre de refrigeração ou unidade de trocador de calor. Também é parte da presente invenção reverter o posicionamento das seções de troca de calor indireta ou direta em que a seção de troca de calor direta pode estar localizada acima da seção indireta. De maneira apropriada um líquido evaporativo pode ser passado inicialmente para baixo através da seção de enchimento de troca de calor direta, com o líquido evaporativo que cai da seção de troca de calor direta para a seção de troca de calor indireta.

Breve Descrição dos Desenhos

[0011] Nos desenhos,

[0012] A FIG. 1 é uma vista lateral de uma primeira modalidade de um trocador de calor de acordo com a presente invenção;

[0013] A FIG. 1 A é uma vista lateral de outra modalidade de um trocador de calor de acordo com a presente invenção;

[0014] A FIG. 2 é uma vista lateral de uma segunda modalidade de um trocador de calor de acordo com a presente invenção;

[0015] A FIG. 3 é uma vista lateral de uma terceira modalidade de um trocador de calor de acordo com a presente invenção;

[0016] A FIG. 4 é uma vista lateral de uma quarta modalidade de um trocador de calor de acordo com a presente invenção;

[0017] A FIG. 5 é uma vista lateral de uma quinta modalidade de um trocador de calor de acordo com a presente invenção;

[0018] A FIG. 6 é uma vista lateral de uma sexta modalidade de um trocador de calor de acordo com a presente invenção;

[0019] A FIG. 7 é uma vista lateral de uma sétima modalidade de um trocador de calor de acordo com a presente invenção;

[0020] A FIG. 8 é uma vista lateral de uma oitava modalidade de um trocador de calor de acordo com a presente invenção;

[0021] A FIG. 9 é uma vista lateral de uma nona modalidade de um trocador de calor de acordo com a presente invenção;

[0022] A FIG. 10 é uma vista lateral de uma décima modalidade de um trocador de calor de acordo com a presente invenção;

[0023] A FIG. 11 é uma vista de perspectiva de um trocador de calor de placa de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0024] A FIG. 12 é uma vista parcial de um trocador de calor de placa de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0025] A FIG. 13 é uma vista lateral de um trocador de calor de placa com placas separadas de acordo com a presente invenção;

[0026] A FIG. 14 é uma vista lateral de um trocador de calor de placa que mostra placas separadas de acordo com a presente invenção;

[0027] A FIG. 15 é uma vista de topo de um trocador de calor de placa de acordo com a presente invenção;

[0028] A FIG. 16 é uma vista de perspectiva de um trocador de calor de placa montado de acordo com a presente invenção;

[0029] A FIG. 17 é uma vista de extremidade de um trocador de calor de placa de acordo com a presente invenção, e

[0030] A FIG. 18 é uma vista lateral de um trocador de calor de placa de acordo com a presente invenção.

Descrição da Modalidade Preferida

[0031] Em referência agora à FIG. 1 dos desenhos, um trocador de calor de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção é mostrado em geral em 10. Tais trocadores de calor em geral estão presentes em uma torre de refrigeração de circuito fechado com uma seção de troca de calor direta 4 e uma seção de troca de calor indireta 5 localizada acima da seção de troca de calor direta 4. A seção de troca de calor direta 4 tipicamente é compreendida de enchimento comumente compreendido de lâminas de cloreto de polivinila. A seção de troca de calor direta 4 recebe ar através da entrada de ar 8 no exterior do trocador de calor 10, com ar sendo retirado em geral por e de alguma forma para cima através da seção de troca de calor direta 4 pelo ventilador 6. A seção de troca de calor indireta 5 comumente é compreendida de trocador de calor do tipo placa 5A tendo uma saída de fluido 2 e uma entrada de fluido 1. Deve ser entendido que a operação da saída de fluido 2 e da entrada de fluido 1 pode ser revertida se for desejado. A direção de ar preferida através da seção de troca de calor indireta 5 é para entrar a partir do topo do conjunto de distribuição de água 3. Ar então é arrastado em geral para baixo a partir do topo através da seção de trocador de calor indireta 5 e sai a partir do fundo da seção 5 pelo ventilador 6, em adição, ar também pode ser opcionalmente arrastado através da entrada de ar 7 e em geral para baixo por e para cima através da seção de troca de calor indireta 5 pelo ventilador 6 com o topo do conjunto de distribuição de água 7' aberto ou fechado.

[0032] Um líquido evaporativo, comumente água, escoa para baixo a partir do conjunto de distribuição de água 3 tal que o líquido evaporativo cai para baixo e através da seção de troca de calor indireta 5. O líquido evaporativo que passa através da seção de troca de calor indireta 5 passa para baixo e através da seção de troca de calor direta 4. O líquido evaporativo que passa para baixo e para fora 165 da seção de troca de calor direta 4 é coletado no cárter 9A e é bombeado para cima pela bomba 9 para a redistribuição através do conjunto de distribuição de água 3. O conjunto de distribuição de água 3 pode ser compreendido de uma variedade de tubos com aberturas, ou qualquer outro arranjo de distribuição de água tal como usando bocais de pulverização, calhas, ou outros conjuntos de distribuição de água, seção de troca de calor indireta 5 é comumente compreendida de um trocador de calor do tipo placa 5A. Um fluido a ser resfriado, condensado, aquecido, ou evaporado, passa dentro de placas unidas ou cassetes do trocador de calor de placa 5A.

[0033] Em referência agora à FIG. 1 A dos desenhos, um trocador de calor de acordo com outra modalidade da presente invenção é mostrado em geral em 170. Tais trocadores de calor em geral estão presentes em uma torre de refrigeração de circuito fechado com uma seção de troca de calor direta 174 e duas seções de troca de calor indiretas 184 e 185 localizada acima da seção de troca de calor direta 174.

[0034] A seção de troca de calor direta 174 tipicamente é compreendida de enchimento comumente compreendido de lâminas de cloreto de polivinila. A seção de troca de calor direta 174 recebe ar através da entrada de ar 178 no exterior do trocador de calor 170, com ar sendo retirado em geral por e de alguma forma para cima através da seção de troca de calor direta 174 pelo ventilador 175. A primeira seção de troca de calor indireta 184 comumente é compreendida do trocador de calor do tipo placa 184A tendo uma saída de fluido 172 e uma entrada de fluido 171. A segunda seção de troca de calor indireta 185 comumente é compreendida do trocador de calor do tipo placa 185 A tendo uma saída de fluido 182 e uma entrada de fluido 181. Deve ser entendido que a operação das saídas de fluido 172 e 182 e entrada de fluidos 171 e 181 pode ser revertida se for desejado. A direção de ar preferida através das seções de troca de calor indiretas 184 e 185 é para entrar a partir do topo do conjunto de distribuição de água 173. Ar então é retirado em geral para baixo a partir do topo através da seção de trocador de calor indiretas 184 e 185 e sai do fundo da seção 184 e 185 pelo ventilador 175. Em adição, ar também pode ser retirado de maneira opcional através da entrada de ar 177 e em geral para baixo pela e para cima através da seção de troca de calor indireta 184 e 1 85 pelo ventilador 175 com o topo do conjunto de distribuição de água 177 A aberto ou fechado. Um líquido evaporativo, comumente água, escoa para baixo a partir do conjunto de distribuição de água 173 tal que o líquido evaporativo cai para baixo e através de seções de troca de calor indiretas 184 e 185. O líquido evaporativo que passa através de seções de troca de calor indiretas 184 e 185 passa para baixo e através da seção de troca de calor direta 174. O líquido evaporativo que passa para baixo e fora da seção de troca de calor direta 174 é coletado no cárter 179A e é bombeado para cima pela bomba 179 para a redistribuição através do conjunto de distribuição de água 173.

[0035] Conjunto de distribuição de água 173 pode ser compreendido de uma variedade de tubos com aberturas, ou qualquer outro arranjo de distribuição de água tal como usando bocais de pulverização, calhas, ou outros conjuntos de distribuição de água, seções de troca de calor indiretas 184 e 185 comumente são compreendidas de um trocador de calor do tipo placa 184 e 185 A, respectivamente. Dois fluidos a ser refrigerados, condensados, aquecidos, ou evaporados, passam independentemente dentro das placas unidas ou cassetes do trocador de calor de placa 184 e 185 A como correntes de fluido separadas.

[0036] A FIG. 2 é uma vista lateral da segunda modalidade do trocador de calor 20 de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. O trocador de calor 20 comumente é uma torre de refrigeração de circuito fechado incluindo uma seção de troca de calor indireta 15 localizada acima de uma seção de troca de calor direta 14, com o entendimento de que duas seções diretas e indiretas são providas como parte do trocador de calor 20. A seção de troca de calor direta 14 novamente é compreendida de lâminas e enchimento de um material adequado tal como cloreto de polivinila. Ar a ser passado por e em geral cruzado através da seção de troca de calor direta 14 entra através da entrada de ar 18 e é retirado pelo ventilador 16. A seção de troca de calor indireta 5 comumente é compreendida de um trocador de calor de placa 15 A, a direção de ar preferida através da seção de troca de calor indireta 15 é para entrar a partir do topo do arranjo de distribuição de líquido evaporativo 13 A. Ar então é arrastado em geral para baixo a partir do topo através da seção de trocador de calor indireta 15 e sai do fundo da seção 15 pelo ventilador 16, em adição, ar também pode ser opcionalmente retirado para baixo, por e em geral para cima através da seção de troca de calor indireta 15 que entra através da entrada de ar 17 pelo ventilador 16 com o topo do arranjo de distribuição de líquido 17' aberto ou fechado. O líquido evaporativo é provido para escoar para baixo a partir de um arranjo de distribuição de líquido evaporativo 13 A. Tal líquido evaporativo passa em geral para baixo através da seção de troca de calor indireta 15, O líquido evaporativo que sai da seção de troca de calor indireta 15 passa para baixo através da seção de troca de calor direta 14 e é coletado no cárter 19A. Tal líquido evaporativo coletado é bombeado pela bomba 19 para cima para a distribuição para o conjunto de distribuição de líquido evaporativo de água 13 A.

[0037] O trocador de calor de placa 15A inclui a saída de fluido 12 e a entrada de fluido 13, que podem ser revertidas se for desejado. Um fluido a ser resfriado, condensado, aquecido ou evaporado passa dentro das placas unidas ou cassetes do trocador de calor de placa 15 A.

[0038] Deve ser entendido na operação do trocador de calor 10 e do trocador de calor 20 descrito acima, que dependendo do desempenho necessário, ambos tais trocadores de calor podem ser operados tanto com líquido evaporativo saindo do sistema de distribuição de líquido evaporativo e o ventilador que retira ar por e através de as seções de troca de calor direta e indireta. Se um menor grau de troca de calor é necessário, é possível operar sem o ventilador retirar ar através das seções indiretas e diretas, tal que apenas o líquido evaporativo pode sair e passar para baixo e através das seções de troca de calor indireta ou direta. Finalmente, a unidade pode ser operada tal que o líquido evaporativo não pode ser fornecido através do conjunto de distribuição de líquido evaporativo, e o trocador de calor pode operar apenas com o fluido que passa dentro de pares de placa unidos da seção de troca de calor indireta sendo refrigerados por ar que passa para baixo ou por e para cima retirado pelo ventilador no trocador de calor ou torre de refrigeração.

[0039] Em referência agora à FIG. 3 dos desenhos, a terceira modalidade de um trocador de calor é mostrado em geral a 30, na forma de uma torre de refrigeração de circuito fechado. O trocador de calor 30 é compreendido de uma seção de troca de calor direta 34 que está localizada em geral acima de uma seção de troca de calor indireta 35. A seção de troca de calor direta 34 comumente é compreendida de um conjunto de lâmina de enchimento em que as lâminas de enchimento tipicamente são compreendidas de cloreto de polivinila. Ar entra através da entrada de ar 38 e é retirado pelo ventilador 36 por e para cima através da seção de troca de calor direta 34. Um líquido evaporativo comumente água é distribuído para baixo a partir do conjunto de distribuição de líquido evaporativo 33; tal líquido evaporativo passa para baixo e através da seção de troca de calor direta 34. O topo 33A do conjunto de distribuição de líquido evaporativo 33, comumente é fechado, seção de troca de calor indireta 35 comumente é compreendida de um trocador de calor de placa 35A que é compreendido de uma série de cassetes de placa unidos com espaços separados entre cada cassete. Fluido a ser resfriado, aquecido, condensado ou evaporado entra através da entrada de fluido 31 e sai através da saída de fluido 32, apesar de tal poder ser revertida se for desejado. Ar passa através da seção de troca de calor indireta 35 e entre pares de placa ou cassetes do trocador de calor de placa que entram através da entrada de ar 37 e são retirados pelo ventilador 36. Note que a entrada de ar 38 pode ser parcialmente aberta para alterar a razão de fluxo de ar entre as seções de troca de calor indiretas e diretas ou podem ser completamente fechadas o que permite a quantidade completa de ar que entra na seção de troca de calor direta. O líquido evaporativo que sai da seção de troca de calor direta 34 passa entre os pares de placa ou cassetes do trocador de calor de placa 35 e provê tanto transferência de calor sensível quanto latente do fluido que passa dentro das placas unidas no trocador de calor de placa 35 A.

[0040] Tal líquido evaporativo é coletado no cárter 39A e é bombeado para cima através do uso da bomba 39 para a redistribuição através do conjunto de distribuição evaporativo 33.

[0041] Em referência agora à FIG. 4, uma quarta modalidade de um conjunto de trocador de calor é mostrado em geral em 40 de acordo com a presente invenção. Nesta modalidade duas seções de trocador de calor diretas 44 estão localizadas acima de duas seções de trocador de calor indiretas 45. O líquido evaporativo sai do conjunto de distribuição de líquido evaporativo 43 e é distribuído para baixo através da seção de troca de calor direta 44 que é comumente compreendido de uma série de lâminas de enchimento feitas de cloreto de polivinila. O topo 43 A do conjunto de distribuição de líquido evaporativo 43, comumente é fechado. Ar que passa por e em geral para cima através da seção de troca de calor direta 44 que entra através da entrada de ar 48 e com ar retirado pelo ventilador 46. Note que a entrada de ar 48 pode ser parcialmente aberta para alterar a razão de fluxo de ar entre as seções de troca de calor indiretas e diretas ou podem ser completamente fechadas o que permite que a quantidade completa de ar entre na seção de troca de calor direta. A seção de troca de calor indireta 45 comumente é compreendida de uma série de trocadores de calor de placa 45A. Tais trocadores de calor de placa permitem que um fluido seja passado através de placas unidas ou cassetes expondo desta forma tal fluido a uma grande área de superfície das placas em si. Tais placas comumente são arranjadas tal que um espaço entre cada par de placa unida ou cassete é provido para o líquido evaporativo a ser passado através, atualmente com ar, para permitir tanto transferência de calor sensível quanto latente do líquido evaporativo que passa entre as placas. Adicionalmente o ar entra e passa por e para cima através do trocador de calor de placa 45. Ar é retirado através da entrada de ar 47 e para fora pelo ventilador 46. O líquido evaporativo que passa para baixo através da seção de troca de calor indireta 45 é coletado no cárter 49A e é bombeado para cima pela bomba 49 para ser distribuído novamente através do conjunto de distribuição de líquido evaporativo 43.

[0042] Deve ser entendido na operação do trocador de calor 30 e do trocador de calor 40 descrito acima, que dependendo do desempenho necessário, tanto tais trocadores de calor podem ser operados tanto com o líquido evaporativo que sai do sistema de distribuição de líquido evaporativo quanto o ventilador que retira ar por e através das as seções de troca de calor diretas e indiretas, é possível operar sem o ventilador retirar ar através das seções indiretas e diretas, tal que apenas o líquido evaporativo pode sair e passar para baixo e através das seções de troca de calor indireta ou direta. Finalmente, é possível que o líquido evaporativo não pode ser fornecido através do conjunto de distribuição de líquido evaporativo, e o trocador de calor pode operar apenas com o fluido que passa através da seção de troca de calor indireta pares de placa ou cassetes unidos sendo resfriados, aquecidos, condensados, ou evaporados pelo ar que passa por e para cima através do mesmo retirado pelo ventilador no trocador de calor ou torre de refrigeração.

[0043] Em referência agora à FIG. 5, uma quinta modalidade da presente invenção é mostrado como um trocador de calor em um conjunto de torre de refrigeração de circuito fechado 50. Tal trocador de calor é mostrado para ser compreendido de uma seção de troca de calor direta 54 localizada em geral acima de duas seções de troca de calor indiretas 55. A seção de troca de calor direta 54 comumente é compreendida de uma série de lâminas de enchimento com cada lâmina de enchimento sendo compreendida de cloreto de polivinila. Cada seção de troca de calor indireta é compreendida de um trocador de calor de placa arranjo tendo uma saída de fluido 52 e uma entrada de fluido 51, que pode ser revertida se for desejado. Ar é retirado para dentro através das entradas de ar 57 pelo ventilador 56. O líquido evaporativo passa a partir do conjunto de distribuição evaporativo 53 para baixo e através da seção de troca de calor direta 54. O líquido evaporativo que passa através da seção de troca de calor direta 54 passa para baixo através de ambas as seções de troca de calor indiretas 55. O líquido evaporativo que passa das seções de troca de calor indiretas 55 é coletado no cárter 59A, e é bombeado para cima pela bomba 59 para a distribuição através do conjunto de distribuição de líquido evaporativo 53. A seção de troca de calor indireta 55 é compreendida de uma coleta de pares de placa ou cassetes unidos 55 A. Cada par de placa é separada tal que líquido evaporativo que passa para baixo através da seção de troca de calor indireta 55 pode arrastar calor a partir do fluido dentro de pares de placa 55A de maneira sensível por contato com o exterior das placas. Todo o calor é eventualmente liberado para o ar a partir do fluido evaporativo tanto de modo latente quanto de modo sensível na passagem evaporativa.

[0044] Deve ser entendido na operação do trocador de calor 50 descrito acima, que dependendo do desempenho necessário, tal trocador de calor pode ser operado tanto com líquido evaporativo que sai do sistema de distribuição de líquido evaporativo quanto o ventilador que arrasta ar por e através das seções de troca de calor direta e indireta. É possível operar sem o ventilador retirar ar através das seções indiretas e diretas, tal que apenas o líquido evaporativo pode sair e passar para baixo e através das seções de troca de calor indireta e direta. Finalmente, novamente é possível que o líquido evaporativo não pode ser fornecido através do conjunto de distribuição de líquido evaporativo, e o trocador de calor pode operar apenas com o fluido que passa através das placas da seção de troca de calor indireta sendo resfriadas, aquecidas, condensadas, ou evaporadas por passagem de ar por e para cima arrastado pelo ventilador no trocador de calor ou torre de refrigeração.

[0045] Em referência agora à FIG. 6, uma sexta modalidade da presente invenção é mostrada em geral o trocador de calor 60, que é comumente uma torre de refrigeração de circuito fechado. O trocador de calor ou torre de refrigeração 60 é observado para ser compreendido de seções de troca de calor indiretas 65. Cada seção de troca de calor indireta 65 é observada para ser compreendida comumente de trocadores de calor de placa 65 A, que estão presentes como conjuntos. A seção de troca de calor indireta 65 possui uma saída de fluido 61 e uma entrada de fluido 62, que pode ser revertida se for desejado. Um líquido evaporativo, comumente água, é descarregado a partir do conjunto de distribuição de líquido evaporativo 63 em geral para baixo tal que o líquido evaporativo passa para baixo e através da seção de troca de calor indireta 65. Ar é observado para ser retirado que pode ser através das entradas de ar 67 em geral para cima através da seção de troca de calor indireta 65 pelo ventilador 66. Adicionalmente, o líquido evaporativo que passa através da seção de troca de calor indireta 65 é coletado no cárter 69A e é bombeado para cima pela bomba 69 para a redistribuição através do conjunto de distribuição de líquido evaporativo 63. O líquido evaporativo 63 que passa através do trocador de calor de placa 65 absorve calor pelo contato com a grande superfície de placa do trocador de calor de placa 65 A para absorver calor a partir do fluido dentro de pares de placa 65 A de um modo sensível. Todo o calor eventualmente é liberado para o ar a partir do fluido evaporativo tanto de modo latente quanto sensível na passagem evaporativa.

[0046] Deve ser entendido na operação do trocador de calor 60 descrito acima, que dependendo do desempenho necessário, tal trocador de calor pode ser operado tanto com líquido evaporativo que sai do sistema de distribuição de líquido evaporativo quanto do ventilador que arrasta ar e através das seções de troca de calor indiretas. Se um menor grau de troca de calor é necessário, é possível operar sem o ventilador retirar ar para cima e através da seção indireta, tal que apenas o líquido evaporativo pode sair e passar para baixo e através da seção indireta. Adicionalmente, se o líquido evaporativo não pode ser fornecido através do conjunto de distribuição de líquido evaporativo, e o trocador de calor pode operar apenas com o fluido que passa através das placas da seção de troca de calor indireta sendo resfriadas, aquecidas, condensadas, ou evaporadas por ar que passa e para cima arrastado pelo ventilador no trocador de calor ou torre de refrigeração.

[0047] Adicionalmente, o trocador de calor pode ser operado com o ventilador que arrasta ar para cima e através de uma das duas seções indiretas, com ou sem o líquido evaporativo sendo fornecido.

[0048] Em referência agora à FIG. 7, uma sétima modalidade da presente invenção é mostrada em geral como o trocador de calor 70, que é em geral na forma de uma torre de refrigeração de circuito fechado. O trocador de calor 70 é observado para ser compreendido de uma seção de troca de calor direta 74 para acima de duas seções de troca de calor indiretas 75. A seção de troca de calor direta 74 comumente é compreendida de uma série de lâminas de enchimento cada uma compreendida de cloreto de polivinila. Cada seção de troca de calor indireta 75 é observada como compreendida de uma série de placas ou cassetes unidos 75A com a saída de fluido 72 e a entrada de fluido 71. Esta entrada de fluido e saída de fluido podem ser revertidas se for desejado. O líquido evaporativo é descarregado a partir do conjunto de distribuição evaporativo 73 para baixo e através da seção de troca de calor direta 74. O líquido evaporativo que passa através da seção de troca de calor direta 74 passa para baixo e através de seções de troca de calor indiretas 75. O líquido evaporativo que passa através e fora das seções de troca de calor indiretas 75 é coletado no cárter 79A e bombeado para cima pela bomba 79 para a distribuição através do conjunto de distribuição de líquido evaporativo 73, ar entra no trocador de calor 70 através da entrada de ar 77 e é retirado que pode ser por ventilador centrifugo 76 e empurrado para cima, ou em uma direção de contra-fluxo, com relação ao líquido evaporativo, através da seção de troca de calor indireta 75 e seção de troca de calor direta 74. O líquido evaporativo que passa através da seção de troca de calor indireta 75 passa entre as placas ou cassetes unidos de trocadores de calor de placa 75 A desta forma provendo resfriamento, aquecimento, evaporação, ou condensação para o fluido que passa através dos pares de placa unidos de trocadores de calor de placa 75 A. Adicionalmente, o líquido evaporativo passa para baixo através da seção de troca de calor indireta 75 passa entre as placas do trocador de calor de placa unidas 75 A junto com ar para permitir desta forma tanto troca de calor latente quanto troca de calor sensível do fluido que passa através dos pares de placa unidos do trocador de calor 75 A.

[0049] Deve ser entendido na operação do trocador de calor 70 descrito acima, que tal trocador de calor pode ser operado tanto com líquido evaporativo que sai do sistema de distribuição de líquido evaporativo quanto o ventilador que retira ar para cima e através das seções de troca de calor direta e indireta. É possível operar sem o ventilador retirar ar para cima e através das seções indiretas e diretas, tal que apenas o líquido evaporativo pode sair e passar para baixo e através das seções de troca de calor indireta ou direta. Finalmente, novamente é possível que o líquido evaporativo não pode ser fornecido através do conjunto de distribuição de líquido evaporativo, e o trocador de calor pode operar apenas com o fluido que passa através das placas da seção de troca de calor indireta sendo resfriadas, aquecidas, condensadas, ou evaporadas pelo ar que passa para cima arrastado pelo ventilador no trocador de calor ou torre de refrigeração.

[0050] Em referência agora à FIG. 8, uma oitava modalidade do trocador de calor de acordo com a presente invenção é mostrada em geral em 80 que é mostrado na forma do trocador de calor ou torre de refrigeração de circuito fechado. O trocador de calor 80 é observado para ser compreendido de um par de seções de troca de calor indiretas 85. Cada seção de troca de calor indireta 85 é compreendida de uma série de placas ou cassetes unidos 85 A. A seção de troca de calor indireta 85 também inclui uma saída de fluido 8 e uma entrada de fluido 82, que pode ser revertida como é desejado. O líquido evaporativo é provido pelo conjunto de distribuição de líquido evaporativo 83 para passar para baixo e através de cada seção de troca de calor indireta 85. Tal líquido evaporativo que passa através de seções de troca de calor indiretas 85 é coletado no cárter 89A e é bombeado para cima pela bomba 89 de volta para o conjunto de distribuição de líquido evaporativo 83. Ar que é retirado na entrada de ar 87 pelo ventilador centrífugo 86 passa em geral para cima ou em uma direção de contra-fluxo através de seções de troca de calor indiretas 85. O líquido evaporativo que passa através da seção de troca de calor 85 passa entre os pares de placa ou cassetes unidos do trocador de calor de placa 85A tal que o fluido que passa através das placas unidas do trocador 85 A é resfriada, aquecida, condensada ou evaporada tanto de maneira sensível quanto de uma maneira latente por tal líquido evaporativo que passa para baixo sobre a área de superfície externa das placas unidas do trocador de calor de placa 85A junto com ar.

[0051] Deve ser entendido na operação do trocador de calor 80 descrito acima, que tal trocador de calor pode ser operado tanto com líquido evaporativo que sai do sistema de distribuição de líquido evaporativo e o ventilador que arrasta ar para cima e através da seção de troca de calor indireta. É possível operar sem o ventilador empurrar ar para cima e através da seção indireta, tal que apenas o líquido evaporativo pode sair e passar para baixo e através da seção de troca de calor indireta. Finalmente, novamente é possível que o líquido evaporativo não pode ser fornecido através do conjunto de distribuição de líquido evaporativo, e o trocador de calor pode operar apenas com o fluido que passa através das placas da seção de troca de calor indireta sendo resfriadas, aquecidas, condensadas, ou evaporadas pelo ar que passa para cima através empurrado pelo ventilador no trocador de calor ou torre de refrigeração de circuito fechado.

[0052] Em referência agora à FIG. 9, uma nona modalidade da presente invenção é mostrado em geral em 90 como um trocador de calor ou uma torre de refrigeração de circuito fechado. O trocador de calor 90 é observado para ser compreendido de seções indiretas 95. A seção de troca de calor indireta 95 é observada para ser compreendida de uma série de placas ou cassetes unidos 95 A com saída de fluido 92 e entrada de fluido 91. Deve ser entendido que saída de fluido e entrada de fluido 92 e 91 pode ser revertida se for desejado. Como a modalidade mostrada na FIG. 9 do trocador de calor 90 em geral é de um arranjo de perfil baixo, o ventilador centrífugo 96 é observado para ser localizado fora da estrutura do trocador de calor 90 para arrastar desta forma ar que pode ser através da estrutura do ventilador a ser passado em geral para cima através e pela seção de troca de calor indireta 95, Líquido evaporativo é distribuído para baixo a partir do conjunto de distribuição de líquido evaporativo 93 para passar para baixo através da seção de troca de calor indireta 95. Tal líquido evaporativo que passa fora do conjunto de troca de calor indireta 95 é coletado no cárter 99A e é bombeado para cima pela bomba 99 para a redistribuição através do conjunto de distribuição de líquido evaporativo 93. O líquido evaporativo que passa através da seção de troca de calor 95 passa entre os pares de placa ou cassetes unidos do trocador de calor de placa 95A tal que o fluido que passa através do interior das placas do trocador unidas 95A é resfriada, aquecida, condensada ou evaporada tanto de maneira sensível quanto de uma maneira latente por tal líquido evaporativo que passa para baixo o ver a área de superfície externa das placas unidas do trocador de calor de placa 95 A junto com ar.

[0053] Deve ser entendido na operação do trocador de calor 90 descrito acima, que tal trocador de calor pode ser operado tanto com líquido evaporativo que sai do sistema de distribuição de líquido evaporativo quanto do ventilador que empurra ar para cima e através da seção de troca de calor indireta, é possível operar sem o ventilador empurrar ar para cima e através da seção indireta, tal que apenas o líquido evaporativo pode sair e passar para baixo e através da seção de troca de calor indireta. Finalmente, novamente é possível que o líquido evaporativo não pode ser fornecido através do conjunto de distribuição de líquido evaporativo, e o trocador de calor pode operar apenas com o fluido que passa através das placas da seção de troca de calor indireta sendo resfriadas, aquecidas, condensadas, ou evaporadas por ar que passa para cima através empurrado pelo ventilador no trocador de calor ou torre de refrigeração.

[0054] Em referência agora à FIG. 10, uma décima modalidade da presente invenção é mostrada em geral como um trocador de calor 100 ou na forma de uma torre de refrigeração de circuito fechado. O trocador de calor 100 é observado para ser compreendido de uma seção de troca de calor indireta 105 localizado em geral abaixo uma seção de troca de calor direta 104. A seção de troca de calor direta 104 comumente é compreendida de uma série de lâminas de enchimento cada uma compreendida de um cloreto de polivinila, a seção de troca de calor indireta 105 comumente é compreendida de uma série de pares ou cassetes do trocador de calor de placa 105 A, tendo uma saída de fluido 101 e uma entrada de fluido 102. Se for desejado, tal entrada de fluido e saída de fluido pode ser revertida. Ar é observado para ser retirado que pode ser pelo ventilador 106 que é localizado fora da estrutura física ou anexada ao exterior da estrutura física do trocador de calor 100. Este é comumente o ventilador centrífugo 106 que traz ar que pode estar próximo do lado ou do fundo do trocador de calor 100 e próximo de uma extremidade do mesmo tal ar é forçado para cima através e pela seção de troca de calor indireta 105 e em geral para cima em uma direção de contra fluxo, com relação ao líquido evaporativo, através da seção de troca de calor direta 104. O líquido evaporativo é distribuído para baixo a partir do conjunto de distribuição de líquido evaporativo 103. Tal líquido evaporativo passa para baixo através da seção de troca de calor direta 104. O líquido evaporativo que sai da seção de troca de calor direta 104 passa para baixo através da seção de troca de calor indireta 105 e é coletado em um cárter 109A. Tal líquido evaporativo coletado é bombeado a partir do cárter 109 A pela bomba 109 de volta para o conjunto de distribuição de água 103. Pares ou cassetes do trocador de calor de placa 105 A tipicamente são espaçados entre si tal que o fluido que passa dentro das placas do trocador de calor de placa 105 é resfriado, aquecido, condensado, e evaporado tanto de maneira sensível quanto de uma maneira latente pelo líquido evaporativo que passa no exterior dos pares de placa do trocador de calor de placa 105 e ainda pelo ar sendo retirado por uma maneira em contra-corrente por e em geral para cima através da seção de troca de calor indireta 105.

[0055] Deve ser entendido na operação do trocador de calor 100 descrito acima, que tal trocador de calor pode ser operado tanto com o líquido evaporativo que sai do sistema de distribuição de líquido evaporativo quando do ventilador que força ar para cima e através das seções de troca de calor direta e indireta. É possível operar sem o ventilador que força ar para cima e através das seções indiretas e diretas, tal que apenas o líquido evaporativo pode sair e passar para baixo e através das seções de troca de calor indireta ou direta. Finalmente, novamente é possível que o líquido evaporativo não pode ser fornecido através do conjunto de distribuição de líquido evaporativo, e o trocador de calor pode operar apenas com o fluido que passa através das placas de seção de troca de calor indireta sendo resfriadas, aquecidas, condensadas, ou evaporadas pelo ar que passa por e para cima através forçado pelo ventilador no trocador de calor ou torre de refrigeração.

[0056] Em referência agora à FIGS. 11 e 12, uma vista de um trocador de calor de placa de acordo com a presente invenção é mostrado em geral em 110. Cada trocador de calor de placa é mostrado para ser compreendido de uma série de pares unidos ou cassetes de placas 116 espaçados entre si. Um coletor de saída de fluido é mostrado em 112 e um coletor de entrada de fluido é mostrado em 114. Como mostrado na FIG. 12, em uma vista de ruptura detalhada, coletor de saída de fluido 112 é observado para incluir as aberturas 118 tal que o fluido a ser resfriado, aquecido, evaporado ou condensado pode sai de dentro de cada par de placa 116. Caminhos de passagem adicionais 120 são mostrados entre as placas 116 tal que o líquido evaporativo e ar podem passar no exterior das placas 116 para prover tanto transferência de calor sensível quanto latente para o fluido que passa dentro de placas ou cassetes unidos 116 do trocador de calor de placa 110. Cada placa ou cassete 116 é observado para incluir um caminho de passagem de fluido interno 122 que permite que fluido seja resfriado, aquecido, condensado, ou evaporado para entrar através do coletor de entrada de fluido 114, passe através do interior de pares de placa ou cassetes unidos 116 e saia através das aberturas 118 em cada par de placa para entrar no coletor de saída 112.

[0057] Tal conjunto de trocador de calor de placa 110 é observado para incluir comumente um padrão de aprimoramento de superfície do tipo bifurcado, de gravação, cruzado, de covas, micro-estruturalmente estendido, ou qualquer outro padrão de aprimoramento de superfície em ambos os lados de cada conjunto de cassete 116 para prover área de superfície aumentada e escoamento turbulento para permitir o desempenho aprimorado e a troca de calor entre o fluido dentro de cada cassete 116 e o ar e o líquido evaporativo que passam na superfície externa de cada cassete 116. As geometrias do padrão de aprimoramento de superfície na placa são selecionadas de maneira estratégica tal que o caminho de passagem formado no espaço entre cada conjunto de cassete 116 permite boa transferência de calor e massa entre o ar e o líquido evaporativo que passa concorrentemente entre cada cassete 116. Este caminho de passagem externo comumente é, mas não está limitado a, um padrão cruzado formado como os padrões do tipo bifurcado a partir da abordagem de adjacentes cassetes próximos a, ou até contatando um ao outro.

[0058] Tal arranjo leva ao desempenho aprimorado global em todas as modalidades do trocador de calor da presente invenção que incluem uma seção de troca de calor indireta. O padrão de superfície pode ser diferente em cada lado da placa. A superfície de placa pode ser tratada quimicamente (isto é, revestida por nanopulverização) para alcançar um valor de tensão de superfície otimizado e assim aprimora a interação de ar e líquido evaporativo.

[0059] Em referência agora à FIG. 13, um trocador de calor de placa de acordo com a presente invenção é mostrado em geral em 130. Cada tal trocador de calor de placa é observado para ser compreendido de uma série de adjacentes pares de placa ou cassetes 136. Cada cassete de placa 136 possui um espaçamento interno dentro para permitir que um fluido entre através do coletor de entrada de fluido 134 passe dentro de cada cassete de placa 136 e sai através do coletor de saída de fluido 132. Cada coletor de entrada inclui um anel de espaçador 134A para permitir que o coletor 134 seja afixado à série de cassetes de placa 136, e um anel espaçador de coletor de saída 132A para permitir que o coletor de saída de fluido 132 seja anexado à série de cassetes de placa 136. Adicionalmente, o espaçamento 138 é observado em um arranjo explodido para existir entre cada cassete de placa 136 para prover um caminho de passagem adequado para o líquido evaporativo para passar em uma combinação de corrente cruzada, corrente paralela, contra-corrente ou algum arranjo de combinação das mesmas com placas montadas 136.

[0060] Tal espaçamento também permite que o ar passe entre tais placas tal ar comumente sendo retirado de um modo em corrente cruzada, contra-corrente, corrente paralela ou algum arranjo de combinação dos mesmos por ventiladores dentro do trocador de calor. Tal espaçamento entre cassetes de placa permite o desempenho aumentado da seção de troca de calor indireta compreendida do trocador de calor de placa 130 permitindo que tanto a troca de calor latente quanto sensível ocorra entre o fluido dentro de cada par de placa ou cassete 136 e o líquido evaporativo e ar que passa no caminho de passagem entre tal par de placa ou cassetes 136. A passagem interna dentro de cada cassete de placa é rotulada 139.

[0061] Em referência agora à FIG. 14, uma vista de perspectiva de um conjunto de trocador de calor de placa 140 é mostrada. O conjunto de trocador de calor de placa 140 é observado para ser compreendido de uma série de cassetes de placa 146 cada um que inclui um caminho de passagem interno para permitir que fluido passe no mesmo. Cada cassete de placa é observado para ser compreendido idealmente de um arranjo do tipo bifurcado ou outro arranjo de superfície para prover área de superfície aumentada de cada par de placa. O conjunto de trocador de calor de placa 140 é observado para compreender também uma coletor de saída de fluido 142 conectada com a série de cassetes de placa pelo anel espaçador de coletor de saída 142 A, e um coletor de entrada de fluido 144 conectado com a série de cassetes de placa 146 pelo anel coletor de entrada de espaçador 144A. O caminho de passagem 148 é observado para ser criado pela superfície estendida no exterior de cada vizinho cassete de placa 146 tal que um líquido evaporativo pode ser deixado passar entre cada cassete de placa 146 para prover resfriamento sensível para a passagem de líquido dentro de cada cassete de placa 146. Adicionalmente, caminho de passagem 148 provê espaço entre cassetes de placa 146 tal que ar pode ser retirado de um modo em contra-corrente, de corrente paralela, em contra-corrente, ou algum arranjo de combinação dos mesmos entre cassetes de placa 146 para prover também tanto troca de calor sensível quanto latente com o líquido evaporativo e assim prover indireto resfriamento, aquecimento, condensação, ou evaporação para o fluido dentro de placas 146. Os espaçadores, 149, são opcionais os quais proveem suporte de extra estrutura para o conjunto de trocador de calor de placa 140 para evitar que a superfície estendida seja esmagada quando o conjunto de trocador de calor de placa 140 é aparafusado por parafusos. Ainda, os espaçadores 149 podem ser usados para aumentar a largura do caminho de passagem 148 além do seu valor natural que é duas times da altura da superfície estendida.

[0062] Em referência agora à FIGS. 15 a 18, uma vista detalhada do conjunto de trocador de calor de placa 150 é mostrada. Cada conjunto de trocador de calor de placa é observado para ser compreendido de uma série de pares de placa ou cassetes 156 com um coletor de saída de fluido 152 e um coletor de entrada de fluido 154. Cada coletor de entrada de fluido 154 é conectado por um anel espaçador de coletor de entrada de fluido 154A e o coletor de saída de fluido 152 é observado para ser conectado por um anel espaçador de coletor de saída de fluido 152A. A série de pares de placa ou cassetes 156 são observados para ser espaçados entre si pelo padrão de superfície estendido no exterior de cada cassete de placa 156. Em cada placa, o padrão de superfície aprimorado está em ambos os lados. Ele é composto de superfícies estendidas (picos, 158A) e superfícies extrudadas para baixo (vales, 158B). Os picos 158A em um lado da placa são os vales 158B no outro lado (e vice-versa). Os vales 158B se tocam para formar os caminhos internos de passagem 159 dentro do par de placa ou cassete 156. Os picos 158 A na superfície externa de cada par de placa 156 tocam os picos do par de placa vizinho 156 para formar o caminho de passagem externo 158 (por exemplo, tipicamente um padrão cruzado) tal que, ar e líquido evaporativo podem passar fora e entre cassetes de placa 156 para prover tanto boas trocas de calor sensíveis quanto latentes. Cada cassete de placa 156 é observado para ter comumente um tipo bifurcado ou qualquer outro padrão de aprimoramento de superfície em ambos os lados de cada conjunto de cassete 156 para prover área de superfície aumentada e escoamento turbulento para permitir o desempenho aprimorado e a troca de calor entre o fluido dentro de cada cassete 156 e o líquido evaporativo que passa entre cada cassete 156. As geometrias do padrão de aprimoramento de superfície na placa são selecionadas de maneira estratégica tal que os caminhos de passagem externos 158 formados no espaço entre cada conjunto de cassete 156 permitem boa transferência de calor e massa entre o ar e o líquido evaporativo que passa concorrentemente fora e entre cada cassete 156. Este caminho de passagem externo é comumente, mas não está limitado a um padrão cruzado geral.

[0063] Em todas as modalidades da presente invenção, as placas podem ser compreendidas de vários aços tais como aço inoxidável ou outras ligas e aços resistentes à corrosão. Também é possível que tais placas podem ser compreendidas de outros materiais que podem levar à boa troca de calor entre o fluido dentro da placa e do líquido evaporativo ou ar que passa para fora a partir do mesmo. Tais materiais podem ser alumínio, ou cobre; várias ligas, ou plásticos que proveem resistência à corrosão e boa troca de calor.

Claims

Método para trocar calor, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
prover uma seção de troca de calor por evaporação direta e uma seção de troca de calor indireta,
a seção de troca de calor indireta conduzindo uma corrente de fluido dentro de uma pluralidade de trajetórias,
a seção de troca de calor direta compreendendo um topo, um fundo, uma entrada de ar, e uma saída de ar,
a seção de troca de calor indireta compreendendo um topo, um fundo, uma entrada de ar e uma saída de ar,
a seção de troca de calor indireta sendo colocada geralmente acima da seção de troca de calor direta,
distribuir um líquido de evaporação geralmente para baixo sobre e através da seção de troca de calor indireta de modo que a troca de calor indireta ocorre entre a corrente de fluido dentro da pluralidade de trajetórias e o líquido de evaporação,
mover ar entre a entrada de ar e a saída de ar da seção indireta, e mover ar entre a entrada de ar e a saída de ar da seção direta,
o ar que se move através da seção de troca de calor indireta trocando tanto calor quanto massa com o líquido de evaporação movendo através da seção de troca de calor indireta e assim trocando indiretamente calor com a corrente de fluido dentro da pluralidade de trajetórias na seção indireta,
o ar que se move através da seção de troca de calor direta trocando tanto calor quanto massa com o líquido de evaporação movendo através da seção de troca de calor direta,
distribuir substancialmente todo o líquido de evaporação que sai da seção de troca de calor indireta geralmente para baixo para a seção de troca de calor direta, em que a seção de troca de calor indireta é constituída por um trocador de calor tipo placa,
o trocador de calor tipo placa constituído de uma série de cassetes de placa adjacentes formando um arranjo alternado de primeira série de passagens de fluxo e uma segunda série de passagens de fluxo,
um coletor de entrada e um coletor de saída operativamente conectados à primeira série de passagens de fluxo de modo que a corrente de fluido pode passar dentro da primeira série de passagens de fluxo e fora da primeira série de passagens de fluxo,
a segunda série de passagens de fluxo arranjada de modo que o líquido de evaporação pode passar através da segunda série de passagens de fluxo e de modo que o ar que se move através da seção indireta passa através da segunda série de passagens de fluxo.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
coletar substancialmente todo o líquido de evaporação que sai da seção de troca de calor direta, e
bombear o líquido de evaporação coletado para cima de modo que pode ser distribuído geralmente para baixo para e através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor indireta se move geralmente contracorrente na direção de fluxo do líquido de evaporação através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor indireta se move geralmente em corrente transversal na direção de fluxo do líquido de evaporação através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor direta se move geralmente em corrente transversal na direção de fluxo do líquido de evaporação através da seção de troca de calor direta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que no trocador de calor tipo placa constituído por uma série de cassetes de placa adjacentes forma:
um arranjo alternado de uma primeira série de passagens de fluxo de malha fechada; e
uma segunda série de passagens de fluxo de malha aberta,
cada cassete de placa na série de cassetes de placa adjacentes inclui um padrão de superfície intensificado para aumentar a área de superfície da placa, para aumentar a transferência de calor sensível da corrente de fluido dentro da primeira série de passagens de fluxo de malha fechada para o líquido de evaporação, e para aumentar a transferência de calor sensível e latente do líquido de evaporação para o ar que se move através da segunda série de passagens de fluxo no trocador de calor tipo placa.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que no trocador de calor tipo placa constituído por uma série de cassetes de placa adjacentes forma:
um arranjo alternado de uma primeira série de passagens de fluxo de malha fechada; e
uma segunda série de passagens de fluxo de malha aberta,
um segundo coletor de entrada e um segundo coletor de saída são operativamente conectados a uma terceira série de passagens de fluxo de malha fechada no trocador de calor de placa de modo que uma segunda corrente de fluido pode passar dentro da terceira série de passagens de fluxo e fora da terceira série de passagens de fluxo.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que duas seções de troca de calor diretas e duas seções de troca de calor indiretas são providas, com uma seção de troca de calor indireta localizada geralmente acima de uma seção de troca de calor direta, com a segunda seção de troca de calor indireta localizada geralmente acima da segunda seção de troca de calor direta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que duas seções de troca de calor diretas são providas, com a seção de troca de calor indireta localizada geralmente acima de ambas as seções de troca de calor diretas.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor indireta se move geralmente paralelo à corrente na direção de fluxo do líquido de evaporação através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor direta se move geralmente contracorrente na direção de fluxo do líquido de evaporação através da seção de troca de calor direta.
Método para trocar calor, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
prover uma seção de troca de calor por evaporação direta e uma seção de troca de calor indireta,
a seção de troca de calor indireta conduzindo uma corrente de fluido dentro de uma pluralidade de trajetórias,
a seção de troca de calor direta compreendendo um topo, um fundo, uma entrada de ar, e uma saída de ar,
a seção de troca de calor indireta compreendendo um topo, um fundo, uma entrada de ar e uma saída de ar,
a seção de troca de calor indireta sendo colocada geralmente acima da seção de troca de calor direta,
mover ar entre a entrada de ar e a saída de ar da seção indireta, e mover ar entre a entrada de ar e a saída de ar da seção direta,
o ar que se move através da seção de troca de calor indireta trocando calor com a corrente de fluido dentro da pluralidade de trajetórias na seção indireta,
em que a seção de troca de calor indireta é constituída de um conjunto de troca de calor tipo placa,
o conjunto de troca de calor tipo placa constituído por uma série de cassetes de placa adjacentes formando um arranjo alternado de uma primeira série de passagens de fluxo e uma segunda série de passagens de fluxo,
um coletor de entrada e um coletor de saída operativamente conectados à primeira série de passagens de fluxo de modo que a corrente de fluido pode passar dentro da primeira série de passagens de fluxo e fora da primeira série de passagens de fluxo,
a segunda série de passagens de fluxo arranjada de modo que o ar que se move através da seção indireta passa através da segunda série de passagens de fluxo.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor indireta geralmente se move contracorrente na direção de fluxo da corrente de fluido através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor indireta geralmente se move em corrente transversal na direção de fluxo da corrente de fluido.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor indireta geralmente se move paralelo à corrente na direção de fluxo da corrente de fluido.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o conjunto de troca de calor tipo placa constituído por uma série de cassetes de placa adjacentes formando um arranjo alternado de uma primeira série de passagens de fluxo de malha fechada e uma segunda série de passagens de fluxo de malha aberta,
cada cassete de placa na série de cassetes de placa adjacentes inclui um padrão de superfície intensificado para aumentar a área de superfície de placa e para aumentar a transferência de calor da corrente de fluido para o ar que se move através da segunda série de passagens de fluxo de malha aberta no conjunto de troca de calor tipo placa.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o conjunto de troca de calor tipo placa constituído por uma série de cassetes de placa adjacentes forma:
um arranjo alternado de uma primeira série de passagens de fluxo de malha fechada; e
uma segunda série de passagens de fluxo de malha aberta,
um segundo coletor de entrada e um segundo coletor de saída são operativamente conectados a uma terceira série de passagens de fluxo de malha fechada no trocador de calor de placa de modo que uma segunda corrente de fluido pode passar dentro da terceira série de passagens de fluxo e fora da terceira série de passagens de fluxo.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que duas seções de troca de calor diretas e duas seções de troca de calor indiretas são providas, com uma seção de troca de calor indireta localizada geralmente acima de uma seção de troca de calor direta e a segunda seção de troca de calor indireta localizada geralmente acima da segunda seção de troca de calor direta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que duas seções de troca de calor diretas são providas, e a seção de troca de calor indireta localizada geralmente acima de ambas as seções de troca de calor diretas.
Método para trocar calor, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
prover uma seção de troca de calor indireta,
a seção de troca de calor indireta conduzindo uma corrente de fluido dentro de uma pluralidade de trajetórias,
a seção de troca de calor indireta compreendendo um topo, um fundo, uma entrada de ar e uma saída de ar,
distribuir um líquido de evaporação geralmente para baixo sobre e através da seção de troca de calor indireta de modo que a troca de calor indireta ocorre entre a corrente de fluido dentro da pluralidade de trajetórias e o líquido de evaporação,
mover ar entre a entrada de ar e a saída de ar da seção de toca de calor indireta,
o ar que se move através das seções de troca de calor indiretas trocando calor e massa com o líquido de evaporação que se move através da seção de troca de calor indireta e assim trocando indiretamente calor com a corrente de fluido dentro da pluralidade de trajetórias na seção indireta,
em que a seção de troca de calor indireta é constituída por um trocador de calor de placa,
o trocador de calor de placa constituído de uma série de cassetes de placa adjacentes formando um arranjo alternado de primeira série de passagens de fluxo e uma segunda série de passagens de fluxo,
um coletor de entrada e um coletor de saída operativamente conectados à primeira série de passagens de fluxo de modo que a corrente de fluido pode passar dentro da primeira série de passagens de fluxo e fora da primeira série de passagens de fluxo,
a segunda série de passagens de fluxo arranjadas de modo que o líquido de evaporação pode passar através da segunda série de passagens de fluxo e de modo que o ar que se move através da seção indireta passa através da segunda série de passagens de fluxo, em que:
o ar que se move através da seção de troca de calor indireta se move contracorrente na direção de fluxo do líquido de evaporação através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
coletar substancialmente todo o líquido de evaporação que sai da seção de troca de calor indireta, e
bombear o líquido de evaporação coletado para cima de modo que pode ser distribuído geralmente para baixo para e através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o trocador de calor de placa constituído por uma série de cassetes de placa adjacentes forma:
um arranjo alternado de uma primeira série de passagens de fluxo de malha fechada; e
uma segunda série de passagens de fluxo de malha aberta,
cada cassete de placa na série de cassetes de placa adjacentes inclui um padrão de superfície intensificado para aumentar a área de superfície da placa e para aumentar a transferência de calor sensível e latente do líquido de evaporação para o ar que se move através da segunda série de passagens de fluxo no trocador de calor de placa.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que no trocador de calor de placa constituído por uma série de cassetes de placa adjacentes forma:
um arranjo alternado de uma primeira série de passagens de fluxo de malha fechada; e
uma segunda série de passagens de fluxo de malha aberta,
um segundo coletor de entrada e um segundo coletor de saída são operativamente conectados a uma terceira série de passagens de fluxo de malha fechada no trocador de calor de placa de modo que uma segunda corrente de fluido pode passar dentro da terceira série de passagens de fluxo e fora da terceira série de passagens de fluxo.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor indireta se move geralmente paralelo à corrente na direção do líquido de evaporação através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
prover uma seção de troca de calor indireta,
a seção de troca de calor indireta conduzindo uma corrente de fluido dentro de uma pluralidade de trajetórias,
a seção de troca de calor indireta compreendendo um topo, um fundo, uma entrada de ar e uma saída de ar,
distribuir um líquido de evaporação geralmente para baixo sobre e através da seção de troca de calor indireta de modo que a troca de calor indireta ocorre entre a corrente de fluido dentro da pluralidade de trajetórias e o líquido de evaporação,
mover ar entre a entrada de ar e a saída de ar da seção de toca de calor indireta,
o ar que se move através das seções de troca de calor indiretas trocando calor e massa com o líquido de evaporação que se move através da seção de troca de calor indireta e assim trocando indiretamente calor com a corrente de fluido dentro da pluralidade de trajetórias na seção indireta,
em que a seção de troca de calor indireta é constituída por um trocador de calor de placa,
o trocador de calor de placa constituído de uma série de cassetes de placa adjacentes formando um arranjo alternado de primeira série de passagens de fluxo e uma segunda série de passagens de fluxo,
um coletor de entrada e um coletor de saída operativamente conectados à primeira série de passagens de fluxo de modo que a corrente de fluido pode passar dentro da primeira série de passagens de fluxo e fora da primeira série de passagens de fluxo,
a segunda série de passagens de fluxo arranjadas de modo que o líquido de evaporação pode passar através da segunda série de passagens de fluxo e de modo que o ar que se move através da seção indireta passa através da segunda série de passagens de fluxo, em que:
no trocador de calor tipo placa constituído por uma série de cassetes de placa adjacentes forma:
um arranjo alternado de uma primeira série de passagens de fluxo de malha fechada; e
uma segunda série de passagens de fluxo de malha aberta,
um segundo coletor de entrada e um segundo coletor de saída são operativamente conectados a uma terceira série de passagens de fluxo de malha fechada no trocador de calor de placa de modo que uma segunda corrente de fluido pode passar dentro da terceira série de passagens de fluxo de malha fechada e fora da terceira série de passagens de fluxo.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
coletar substancialmente todo o líquido de evaporação que sai da seção de troca de calor indireta, e
bombear o líquido de evaporação coletado para cima de modo que pode ser distribuído geralmente para baixo para e através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor indireta se move contracorrente na direção de fluxo do líquido de evaporação através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor indireta se move geralmente em corrente transversal na direção de fluxo do líquido de evaporação através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que no trocador de calor tipo placa constituído por uma série de cassetes de placa adjacentes forma:
um arranjo alternado de uma primeira série de passagens de fluxo de malha fechada; e
uma segunda série de passagens de fluxo de malha aberta,
cada cassete de placa na série de cassetes de placa adjacentes inclui um padrão de superfície intensificado para aumentar a área de superfície da placa, para aumentar a transferência de calor sensível e latente do líquido de evaporação para o ar que se move através da segunda série de passagens de fluxo no trocador de calor tipo placa.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor indireta se move geralmente paralelo à corrente na direção do líquido de evaporação através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
prover uma seção de troca de calor indireta,
a seção de troca de calor indireta conduzindo uma corrente de fluido dentro de uma pluralidade de trajetórias,
a seção de troca de calor indireta compreendendo um topo, um fundo, uma entrada de ar e uma saída de ar,
distribuir um líquido de evaporação geralmente para baixo sobre e através da seção de troca de calor indireta de modo que a troca de calor indireta ocorre entre a corrente de fluido dentro da pluralidade de trajetórias e o líquido de evaporação,
mover ar entre a entrada de ar e a saída de ar da seção de toca de calor indireta,
o ar que se move através das seções de troca de calor indiretas trocando calor e massa com o líquido de evaporação que se move através da seção de troca de calor indireta e assim trocando indiretamente calor com a corrente de fluido dentro da pluralidade de trajetórias na seção indireta,
em que a seção de troca de calor indireta é constituída por um trocador de calor de placa,
o trocador de calor de placa constituído de uma série de cassetes de placa adjacentes formando um arranjo alternado de uma primeira série de passagens de fluxo e uma segunda série de passagens de fluxo,
um coletor de entrada e um coletor de saída operativamente conectados à primeira série de passagens de fluxo de modo que a corrente de fluido pode passar dentro da primeira série de passagens de fluxo e fora da primeira série de passagens de fluxo,
a segunda série de passagens de fluxo arranjadas de modo que o líquido de evaporação pode passar através da segunda série de passagens de fluxo e de modo que o ar que se move através da seção indireta passa através da segunda série de passagens de fluxo, em que:
o ar que se move através da seção de troca de calor indireta se move geralmente paralelo à corrente na direção do líquido de evaporação através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
coletar substancialmente todo o líquido de evaporação que sai da seção de troca de calor indireta, e
bombear o líquido de evaporação coletado para cima de modo que pode ser distribuído geralmente para baixo para e através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor indireta se move contracorrente na direção de fluxo do líquido de evaporação através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que o ar que se move através da seção de troca de calor indireta se move geralmente em corrente transversal na direção de fluxo do líquido de evaporação através da seção de troca de calor indireta.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que no trocador de calor tipo placa constituído por uma série de cassetes de placa adjacentes forma:
um arranjo alternado de uma primeira série de passagens de fluxo de malha fechada; e
uma segunda série de passagens de fluxo de malha aberta,
cada cassete de placa na série de cassetes de placa adjacentes inclui um padrão de superfície intensificado para aumentar a área de superfície da placa e para aumentar a transferência de calor sensível e latente do líquido de evaporação para o ar que se move através da segunda série de passagens de fluxo no trocador de calor tipo placa.
Método para trocar calor de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que no trocador de calor tipo placa constituído por uma série de cassetes de placa adjacentes forma:
um arranjo alternado de uma primeira série de passagens de fluxo de malha fechada; e
uma segunda série de passagens de fluxo de malha aberta,
um segundo coletor de entrada e um segundo coletor de saída são operativamente conectados a uma terceira série de passagens de fluxo de malha fechada no trocador de calor de placa de modo que uma segunda corrente de fluido pode passar dentro da terceira série de passagens de fluxo de malha fechada e fora da terceira série de passagens de fluxo.