BR112018009367B1

BR112018009367B1 - Trocador de calor

Info

Publication number: BR112018009367B1
Application number: BR112018009367-0A
Authority: BR
Inventors: Wilhelmus Franciscus Schoonen
Original assignee: Franke Technology And Trademark Ltd
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2021-07-13
Also published as: CN108351174B; BR112018009367A2; BR112018009367A8; EP3374717A1; AU2015414668B2; EP3374717B1; AU2015414668A1; US20180328671A1; MX2018005817A; WO2017080573A1; US11002488B2; RU2689262C1; ES2768779T3; UA121423C2; PL3374717T3; DK3374717T3; CN108351174A

Abstract

trocador de calor. é descrito um trocador de calor, compreendendo um recipiente para conter um refrigerante, o recipiente tendo uma câmara delimitada por uma superfície de uma parede do recipiente, o recipiente compreendendo uma entrada e uma saída para transporte de um refrigerante para dentro e para fora da câmara. pelo menos uma porção de tubo está no interior da câmara, para permitir a comunicação de fluido para dentro e/ou para fora da porção de tubo através de um primeiro orifício e de um segundo orifício. a dita pelo menos uma porção de tubo tem um diâmetro médio. a câmara compreende um espaço para um fluido, o dito espaço tendo um volume, em que pelo menos uma porção de tubo tem uma superfície externa em contato com o espaço para o fluido, a dita superfície tendo uma área. o volume dividido por um produto da área e o diâmetro médio é menor que ou igual a uma constante.

Description

CAMPO DE INVENÇÃO

[1] A invenção se refere a um trocador de calor. Mais particularmente, a invenção se refere a um trocador de calor para resfriar um fluido. A invenção se refere ainda a um sistema de resfriamento que compreende o trocador de calor, em que o trocador de calor tem a função de um evaporador. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[2] Um resfriador de fluido pode ser usado para resfriar um líquido, como água, um líquido consumível, como limonada ou cerveja, ou outro fluido. Tais refrigeradores de fluidos são amplamente usados na indústria, em eletrodomésticos, estabelecimentos de bebidas, restaurantes como por exemplo restaurantes de comida rápida, indústria de restauração, etc.. O fluido refrigerado pelo refrigerador de fluido deve ser dispensado, por exemplo, em um copo. Neste tipo de indústria, é conhecido o uso de refrigeradores de fluido incluindo um recipiente de refrigeração compreendendo um tubo contendo refrigerante que atravessa o interior do recipiente de refrigeração. Dessa maneira, um líquido de resfriamento, como água, pode ser armazenado no interior do recipiente de refrigerante; e o refrigerante que flui através do tubo, pode resfriar a água. O líquido consumível pode ser alimentado através de outro tubo que é imerso na água resfriada. No entanto, geralmente as dimensões desses tipos de resfriadores de fluido são grandes, portanto, usam uma grande quantidade de espaço nos estabelecimentos em que são usados. Outra desvantagem desses resfriadores de fluido é que eles são ineficientes em energia.

[3] De um modo mais geral, sabe-se que os trocadores de calor são usados em sistemas de refrigeração. No entanto, há a necessidade de um trocador de calor melhorado.

[4] O documento GP 1247580 divulga um sistema de resfriamento incluindo um compressor, um condensador, uma linha de fluido e uma unidade de resfriamento em que esta unidade de resfriamento compreende uma câmara de refrigerante anular contendo refrigerante.

[5] O documento DE 10 2012 204057 divulga ainda um trocador de calor que compreende uma cavidade que é preenchida com refrigerante que sai de um evaporador para regular a temperatura do refrigerante antes de enviá-lo para o condensador.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[6] Um aspecto da invenção é fornecer um trocador de calor compacto que seja eficiente e/ou necessite apenas de uma quantidade limitada de refrigerante.

[7] Um aspecto da invenção é fornecer um trocador de calor compreendendo: um recipiente para conter um refrigerante, o recipiente tendo uma câmara delimitada por uma superfície de uma parede do recipiente, o recipiente compreendendo uma entrada e uma saída para o transporte de um refrigerante para dentro e para fora da câmara; pelo menos um tubo do qual pelo menos uma porção de tubo está no interior da câmara, em que uma primeira extremidade da porção de tubo é fixada a um primeiro orifício do recipiente e uma segunda extremidade da porção de tubo é fixada a um segundo orifício do recipiente para permitir a comunicação de fluido para dentro e/ou para fora da porção de tubo através do primeiro orifício e do segundo orifício, em que a dita pelo menos uma porção de tubo tem um diâmetro médio; em que a câmara compreende um espaço para o refrigerante, o dito espaço tendo um volume, em que a pelo menos uma porção de tubo tem uma superfície externa em contato com o espaço para o fluido, a dita superfície tendo uma área; em que o volume dividido por um produto da área e o diâmetro médio é menor ou igual a 0,15. Isto pode ser igual a dizer que o dito volume, que pode ser preenchido com o refrigerante, é igual ou menor que 0,6 vezes o volume definido pela dita porção de tubo.

[8] Este trocador de calor pode ter uma capacidade relativamente grande de troca de calor enquanto reduz significativamente a quantidade de refrigerante que é necessária, por exemplo, em um sistema de resfriamento. A pelo menos uma porção de tubo no interior da câmara pode compreender uma pluralidade de segmentos de tubo adjacentes. Os segmentos de tubo adjacentes podem ser definidos como segmentos de tubo com superfícies externas opostas.

[9] De preferência, o volume dividido por um produto da área e o diâmetro médio é menor ou igual a 0,1. Com mais preferência, o volume dividido por um produto da área e o diâmetro médio é menor ou igual a 0,08. Isso ajuda a reduzir ainda mais a quantidade de refrigerante e/ou aumentar a capacidade de refrigeração.

[10] A pelo menos uma porção de tubo no interior da câmara pode compreender uma pluralidade de segmentos de tubo adjacentes, em que os segmentos de tubo adjacentes estão espaçados um em relação ao outro com um espaço entre um par de segmentos de tubo adjacentes de no máximo 2 milímetros, de preferência, no máximo 1 milímetro, de preferência, no máximo 0,5 milímetro. Isso ajuda a reduzir a quantidade de refrigerante e/ou aumentar ainda mais a capacidade de refrigeração.

[11] A pelo menos uma porção de tubo no interior da câmara pode compreender uma pluralidade de segmentos de tubo adjacentes, cujos segmentos de tubo adjacentes formam uma telha hexagonal em uma seção transversal da câmara. Uma telha hexagonal é uma estrutura adequada para obter um trocador de calor compacto. Alternativamente, os segmentos de tubo adjacentes podem ser dispostos em uma grade retangular ou em outra forma adequada.

[12] A pluralidade de segmentos de tubo adjacentes da telha hexagonal pode ser disposta em fileiras, cada fileira consistindo em um número de enrolamentos, em que o número de enrolamentos em qualquer fileira difere em relação a cada fileira adjacente por um enrolamento, quando considerando as sucessivas fileiras, o número de enrolamentos é monotonicamente crescente ou decrescente, ou primeiro aumenta e depois diminui. Isso fornece um contorno compacto do arranjo de segmentos de tubo.

[13] A pelo menos uma porção de tubo pode ser disposta em uma pluralidade de enrolamentos em torno de uma porção de parede da dita parede do recipiente e em torno de uma região externa à câmara. Isso pode fornecer uma câmara com um pequeno volume, enquanto o tubo não precisa fazer curvas fechadas. A dita região externa pode formar um recesso, cujo recesso penetra na câmara e é delimitado pela dita porção de parede da parede do recipiente.

[14] A câmara pode ter uma forma de um toroide. O toroide pode ser gerado por um hexágono ou um quadrilátero, por exemplo. O hexágono ou quadrilátero pode ter cantos arredondados seguindo um contorno do tubo.

[15] Mais genericamente, a forma geral da câmara pode assumir a forma de uma superfície conectada e orientável com o gênero 0, 1, 2, ..., onde o gênero = 1 define um toroide. O gênero de uma superfície conectada e orientável é um número inteiro representando o número máximo de cortes ao longo de curvas simples fechadas sem interseção, sem tornar o coletor resultante desconectado. Contudo, embora a forma de toroide seja preferencial, a invenção não está limitada a um tipo particular de superfície.

[16] A distância entre um eixo central do tubo em dois enrolamentos adjacentes multiplicada por uma metade da raiz quadrada de três pode ser menor que um diâmetro externo do tubo. Isso define uma telha hexagonal compacta.

[17] A distância da superfície da parede do recipiente a uma circunferência de um primeiro segmento da pelo menos uma porção de tubo adjacente à superfície pode ser substancialmente igual a uma distância entre essa circunferência e uma circunferência de um segundo segmento de pelo menos uma porção de tubo adjacente ao primeiro segmento.

[18] O espaço para o fluido pode compreender propano como refrigerante. O modelo compacto significa que apenas uma pequena quantidade de propano é necessária. Assim, o trocador de calor proposto é capaz de atender aos regulamentos ambientais e/ou relacionados com segurança.

[19] O recipiente pode compreender ainda um corpo, e a parede do recipiente pode ser envolvida no corpo, em que o corpo é configurado para reforçar a parede do recipiente em vista de uma diferença de pressão entre a câmara e um ambiente do trocador de calor. O corpo pode ser um corpo em forma de toroide.

[20] O trocador de calor pode fazer parte de um sistema compreendendo ainda um compressor, um condensador e uma válvula de expansão, em que o compressor, o condensador, a válvula de expansão e o trocador de calor estão em comunicação de fluido, em que a entrada está conectada de forma fluida à válvula de expansão e a saída está conectada de forma fluida ao compressor.

[21] De acordo com outro aspecto da invenção, um método de resfriamento de um fluido é fornecido. O método compreende: fornecer um compressor, um condensador, uma válvula de expansão e um evaporador em comunicação de fluido para formar um ciclo de refrigeração, em que o evaporador compreende um trocador de calor, e o trocador de calor compreende um recipiente, o recipiente tendo uma câmara delimitada por uma superfície de uma parede do recipiente, o recipiente compreendendo uma entrada e uma saída para transporte de um refrigerante para dentro e para fora da câmara, em que o fornecimento de um compressor, um condensador, uma válvula de expansão e um evaporador em comunicação de fluido compreende conectar de forma fluida a entrada do recipiente à válvula de expansão e conectar de forma fluida a saída do recipiente ao compressor; fornecer pelo menos um tubo no qual pelo menos uma porção de tubo está no interior da câmara, em que uma primeira extremidade da porção de tubo é fixada a um primeiro orifício do recipiente e uma segunda extremidade da porção de tubo é fixada a um segundo orifício do recipiente para permitir a comunicação de fluido para dentro e/ou para fora da porção de tubo através do primeiro orifício e do segundo orifício, em que a dita pelo menos uma porção de tubo tem um diâmetro médio; fornecer à câmara um espaço para um fluido, o dito espaço tendo um volume, em que pelo menos uma porção de tubo tem uma superfície externa em contato com o espaço para o fluido, a dita superfície tendo uma área; em que o volume dividido por um produto da área e o diâmetro médio é menor ou igual a 0,15; o método compreende ainda: operar o compressor para circular um refrigerante através do ciclo de refrigeração, incluindo o espaço para o fluido, e fazendo com que um fluido adicional flua através da porção de tubo.

[22] O versado na técnica entenderá que as características descritas acima podem ser combinadas de quaisquer formas consideradas úteis. Além disso, as modificações e variações descritas em relação ao trocador de calor ou sistema de resfriamento podem ser aplicadas do mesmo modo ao método, e as modificações e variações descritas em relação ao método podem igualmente ser aplicadas ao trocador de calor ou ao sistema de resfriamento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[23] A seguir, os aspectos da invenção serão elucidados por meio de exemplos, com referência aos desenhos. Os desenhos são esquemáticos e não podem ser desenhados em escala.

[24] A Fig. 1 mostra um sistema de resfriamento.

[25] A Fig. 2 mostra uma vista em perspectiva de um trocador de calor.

[26] A Fig. 3 mostra uma vista aberta parcialmente trabalhada de um trocador de calor.

[27] A Fig. 4 mostra uma seção transversal de uma parte de um trocador de calor.

[28] A Fig. 5 mostra uma vista superior de um trocador de calor.

[29] A Fig. 6 mostra uma vista lateral de um trocador de calor.

[30] A Fig. 7 mostra um sistema de resfriamento alternativo com uma seção transversal parcial do trocador de calor.

[31] A Fig. 8 mostra o sistema de resfriamento alternativo com uma vista superior do trocador de calor.

[32] A Fig. 9 mostra uma seção transversal de uma peça de um trocador de calor.

[33] A Fig. 10 mostra uma seção transversal de outro trocador de calor.

[34] A Fig. 11 é um fluxograma de um método de resfriamento de um líquido.

[35] A Fig. 12 mostra uma seção transversal de um segundo exemplo de trocador de calor.

[36] A Fig. 13 mostra uma vista em perspectiva do segundo exemplo de trocador de calor.

[37] A Fig. 14 mostra uma seção transversal de um terceiro exemplo de trocador de calor.

[38] A Fig. 15 mostra uma vista em perspectiva do terceiro exemplo de trocador de calor.

[39] A Fig. 16 mostra uma vista em perspectiva aberta parcialmente trabalhada do terceiro exemplo de trocador de calor.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[40] A seguir, exemplos de implementações serão descritos com mais detalhes com referência aos desenhos. No entanto, será entendido que os detalhes aqui descritos são apenas fornecidos como exemplos para ajudar a compreender a invenção e não para limitar o escopo da divulgação. O versado na técnica será capaz de encontrar modalidades alternativas que estão no interior do escopo e espírito da presente invenção, como definido pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

[41] A Fig. 1 mostra um diagrama de um sistema de resfriamento capaz de circular refrigerante em um ciclo de refrigeração. O sistema de resfriamento compreende um compressor 1, um condensador 2, uma válvula 3, um dispositivo de expansão 4 e um evaporador 14. O evaporador é mostrado em seção transversal. A seção transversal corresponde à seção transversal 303 na Fig. 3. Esses componentes 1, 2, 3, 4, 14 são conectados de forma fluida para formar o ciclo de refrigeração. Muitas implementações diferentes do compressor, condensador, válvula, dispositivo de expansão e evaporador são conhecidas na técnica. Por exemplo, a válvula 3 e o dispositivo de expansão 4 podem ser combinados por meio de uma válvula de expansão. Alguns aspectos da invenção se referem ao evaporador 5, que pode ser incluído em um tal ciclo de refrigeração de um sistema de resfriamento. A seguir, o evaporador 14 será descrito em maior detalhe. Será notado que nas Figs. 1, 7 e 8, o compressor 1, o condensador 2, a válvula 3 e o dispositivo de expansão 4 são desenhados como símbolos para indicar que qualquer dispositivo adequado pode ser usado, enquanto o evaporador 14 foi desenhado em maior detalhe para ilustrar aspectos de certas modalidades do evaporador 14.

[42] Como mostrado na Fig. 1, o evaporador 14 compreende um recipiente 5 que contém uma câmara 302, e a câmara 302 contém tubagem 10, 301.

[43] A Fig. 2 mostra uma vista em perspectiva do recipiente 5, 201 que pode assumir o papel do evaporador 14 em um ciclo de refrigeração. Neste exemplo, o recipiente tem uma forma de toroide. O toroide ilustrado é um toroide gerado pela rotação de um hexágono plano 401 (ver Fig. 4) em torno de um eixo (desenhado livremente no número 202) externo àquele hexágono 401, cujo eixo é paralelo ao plano do hexágono 401 e não intersecta o hexágono. Será entendido que o hexágono pode ser substituído por outras formas. O hexágono 401 é ilustrado na Fig. 4. Como mostrado na Fig. 4, o hexágono pode ter cantos arredondados. O arredondamento de um canto do hexágono 401 pode seguir o contorno de uma porção de tubo 402.

[44] Na Fig. 2 e na Fig. 3 são mostradas as porções de tubo 8 conectadas a uma extremidade da porção de tubo 10 para permitir que o fluido flua através da porção de tubo 8 para a porção de tubo 10. Também é mostrada a porção de tubo 9, que está conectada a outra extremidade da porção de tubo 10 para permitir que o fluido flua da porção de tubo 10 para a porção de tubo 9. Nota-se que o fluxo de fluido pode ser invertido, para que o fluido flua da porção de tubo 9 para a porção de tubo 10 e depois para a porção de tubo 8.

[45] A Fig. 3 mostra um desenho aberto parcialmente trabalhado do mesmo recipiente 5, 201, como mostrado nas Figs. 1 e 2. A câmara 302 do recipiente 5, 201 mostrado tem uma forma de toroide como descrito acima. O desenho mostra que a câmara 302 do recipiente 5, 201 é densamente empacotada com a tubagem 301. A tubagem 301 é enrolada no interior da câmara 302 em torno do eixo 202 acima mencionado e, assim, em torno de um recesso fechado pela dita câmara, cujo recesso forma uma região externa da dita câmara.

[46] A Fig. 4 mostra novamente a seção transversal correspondente à porção 303 do recipiente 5 como mostrado nas Figs. 1, 2 e 3. Nota-se que os tubos 12 e 11 para o transporte de refrigerante não foram desenhados nas Figs. 2, 3 e 4 para simplificar. Como pode ser visto a partir do desenho, a câmara 302 do trocador de calor é empacotada densamente com enrolamentos de tubo 404. Estes enrolamentos podem todos pertencer ao mesmo tubo. Alternativamente, existe uma pluralidade de tubos no interior da câmara 302 e cada enrolamento pertence a um desses tubos.

[47] Em um exemplo particular, as dimensões da disposição da câmara 302 e dos enrolamentos de tubo 404 são as seguintes. O tubo ou tubos podem ter um diâmetro interno de 7 mm, um diâmetro externo de 8 mm, uma espessura de parede de 0,5 mm. Uma distância entre quaisquer dois enrolamentos de tubo adjacentes pode ser de 8,5 mm, medida do eixo central para o eixo central do tubo. A distância do tubo à parede do recipiente pode ser de 0,5 mm. O número de enrolamentos pode ser 27.

[48] A Fig. 5 ilustra uma vista superior da câmara, em que os enrolamentos não são mostrados. A Fig. 6 ilustra uma vista lateral da câmara. Um exemplo de dimensões da câmara é o seguinte. O menor diâmetro 501 da câmara pode ser 292,65 mm e o maior diâmetro 502 da câmara pode ser 407,35 mm. Uma medição deste pode ser feita com uma precisão de ± 1 mm. Uma altura 601 da câmara pode ser de 52 mm.

[49] Voltando à Fig. 1, está esquematicamente indicado nos números 8 e 9 que o tubo entra e sai da câmara 302 através de dois orifícios na parede do recipiente. Os orifícios podem envolver o tubo de tal forma que nenhum refrigerante possa entrar ou sair da câmara através do orifício, e nenhum fluido do exterior possa entrar através do orifício na câmara. Além disso, a parede do recipiente tem uma entrada 6 e uma saída 7 conectadas à tubagem 11, 12 para transportar o refrigerante do dispositivo de expansão para a câmara 302 e da câmara 302 para o compressor 1. A entrada 6 está localizada no lado inferior da câmara 302, ou pelo menos abaixo de um nível de refrigerante líquido no interior da câmara. No entanto, a entrada 6 também pode estar localizada acima do nível de refrigerante líquido em outras modalidades. A saída 7 está localizada no lado superior da câmara 302, ou pelo menos acima de um nível de refrigerante líquido no interior da câmara. Desta forma, nenhum líquido refrigerante pode atingir o compressor.

[50] Como explicado, o recipiente pode ser usado em um ciclo de refrigeração de um sistema de resfriamento. O recipiente nesse estado contém um refrigerante na câmara, cujo refrigerante é circulado através do ciclo de resfriamento. Um pouco do refrigerante está no estado líquido, outra porção está no estado de vapor. O recipiente tem uma câmara delimitada por uma superfície da parede do recipiente, o recipiente compreendendo uma entrada e uma saída para o transporte de refrigerante para dentro e para fora da câmara. A entrada pode estar em qualquer lugar; a saída está, de preferência, acima do nível de refrigerante líquido em certas modalidades. Pelo menos um tubo é fornecido através do qual um líquido a ser resfriado deve fluir na operação. Pelo menos uma porção de tubo está no interior da câmara, em que uma primeira extremidade da porção de tubo é fixada a um primeiro orifício do recipiente e uma segunda extremidade da porção de tubo é fixada a um segundo orifício do recipiente para permitir a comunicação de fluido dentro e/ou fora da porção de tubo através do primeiro orifício e do segundo orifício. Por exemplo, o tubo se estende através do primeiro orifício e/ou do segundo orifício. O primeiro orifício e o segundo orifício podem ser um orifício na parede do recipiente e/ou um orifício em um corpo em forma de toroide que pode envolver a parede do recipiente, como explicado abaixo. No exemplo mostrado nas Figs. 2 e 3, a câmara do trocador de calor apresenta um orifício 201. A porção de tubo no interior do recipiente está disposta em uma pluralidade de enrolamentos em torno de uma porção de parede da dita parede do recipiente, cuja porção de parede define o dito orifício. O orifício 201 se estende por todo o recipiente 5 e é definido por uma porção de parede da parede do recipiente, para que os fluidos não vazem através do orifício. Os enrolamentos são dispostos em uma telha hexagonal e formam um rolo, com um espaço entre cada par de enrolamentos adjacentes. Esta telha hexagonal pode ser mais bem apreciada com referência, por exemplo, à Fig. 4, que mostra uma seção transversal do recipiente em um lado do orifício, como indicado na Fig. 3 no numeral 303. Em outras palavras, em uma seção transversal perpendicular ao eixo central dos enrolamentos de tubo ou segmentos de tubo, os tubos são dispostos em uma grade hexagonal. Os tubos podem ser fixados um ao outro para mantê-los no lugar.

[51] A superfície 403 da parede do recipiente está disposta com um espaço entre a parede do recipiente e todos os enrolamentos 402 que estão no exterior do rolo. Os enrolamentos que estão no lado de fora do rolo são aqueles enrolamentos que estão circundados por menos de seis enrolamentos adjacentes. Por exemplo, o enrolamento 405 está circundado por seis enrolamentos adjacentes 406-411 e não está do lado de fora do rolo. O enrolamento 412 está circundado por três enrolamentos adjacentes 406, 413, 414 e o enrolamento 414 está circundado por quatro enrolamentos adjacentes 412, 406, 407, 415.

[52] No exemplo mostrado na Fig. 4, os enrolamentos hexagonalmente revestidos estão dispostos em fileiras, por exemplo, 416, 417, 418, etc., cada fileira 418 consistindo em um número de enrolamentos 414, 407, 408, etc., em que o número de enrolamentos em qualquer fileira 417 difere em relação a cada fileira adjacente 416 ou 418 por um enrolamento. Ao considerar as sucessivas fileiras 416, 417, 418, etc., por sua vez, o número de enrolamentos primeiro aumenta de três enrolamentos para seis enrolamentos e depois diminui para quatro enrolamentos.

[53] Em uma modalidade alternativa, o número de enrolamentos em cada fileira aumenta monotonicamente ou diminui monotonicamente. Por exemplo, o número de enrolamentos em uma fileira pode aumentar de, por exemplo, três (fileira inferior) para sete (fileira superior). Em outro exemplo, o número de enrolamentos em uma fileira pode diminuir de, por exemplo, sete (fileira inferior) para três (fileira superior). As fileiras em uma telha hexagonal podem ser identificadas em três direções diferentes, e o aumento/diminuição do número de enrolamentos em cada fileira se aplica a pelo menos uma dessas direções.

[54] Voltando à Fig. 4, o padrão de número crescente de enrolamentos em cada fileira é idêntico para todas as três direções nas quais as fileiras podem ser identificadas. Esta propriedade também é útil para manter a câmara pequena.

[55] A câmara 302 e a superfície da parede do recipiente 403 têm uma forma de um toroide gerada por um hexágono. Este hexágono tem cantos arredondados seguindo um contorno do tubo 402, 412. Quando o número de enrolamentos em cada fileira é monotônico, a forma da câmara e da superfície é a forma de um toroide gerado por um quadrilátero, opcionalmente, com cantos arredondados.

[56] A distância entre um eixo central do tubo em dois enrolamentos adjacentes 410, 411 multiplicado por uma metade da raiz quadrada de três é menor que um diâmetro externo (indicado como d na Fig. 9) do tubo. Com referência à Fig. 9, a distância entre o eixo central do tubo em dois enrolamentos adjacentes é igual à soma do espaço (indicado como s na Fig. 9) entre um par de segmentos de tubo adjacentes e o diâmetro externo (indicado como d na Fig. 9) da porção de tubo. Em um exemplo específico, a distância entre um eixo central do tubo em dois enrolamentos adjacentes é de 8,5 mm, o diâmetro interno do tubo é de 7 mm e o diâmetro externo do tubo é de 8 mm. O espaçamento das fileiras 416, 417, 418 é de 7,4 mm no exemplo, que é menor que a distância de 8,5 mm entre os eixos centrais dos enrolamentos adjacentes, o que torna o modelo compacto.

[57] A distância da superfície interna 401 para uma circunferência 402 de uma primeira porção do tubo adjacente à superfície interna 401 pode ser aproximadamente igual a uma distância entre essa circunferência e uma circunferência 419 de uma segunda porção de um enrolamento do tubo adjacente à primeira porção de tubo.

[58] O trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, em que o tubo tem um diâmetro interno de 7 mm, e a distância entre os contornos de cada par de enrolamentos adjacentes é entre 0,2 e 0,8 mm.

[59] Dependendo, entre outros parâmetros, das dimensões do trocador de calor, o trocador de calor pode ser usado em conjunto com uma variedade de materiais refrigerantes, incluindo o Freon. Em um exemplo particular, a câmara compreende propano como refrigerante. As dimensões descritas acima são adequadas para um sistema de resfriamento baseado em propano como refrigerante.

[60] A Fig. 7 ilustra uma configuração alternativa. Uma vez que a maioria dos aspectos da Fig. 7 é semelhante à configuração da Fig. 1, uma descrição detalhada da mesma será omitida aqui. A configuração mostrada na Fig. 7 difere da configuração mostrada na Fig. 1 por a entrada 706 da câmara 302 estar localizada no lado superior da câmara.

[61] A Fig. 8 mostra uma vista superior do trocador de calor mostrado na Fig. 7. É mostrado que a entrada 706 da câmara 302 e a saída 7 da câmara 302 estão posicionadas em lados opostos em relação ao eixo 202. Mais geralmente, pode ser vantajoso posicionar a entrada 706 e a saída 7 suficientemente longe uma da outra, de modo a evitar que o refrigerante que chega recentemente através da entrada 706 seja diretamente aspirado através da saída 7. Tal configuração é vantajosa quando tanto a entrada como a saída estão localizadas acima do nível de líquido refrigerante.

[62] Por exemplo, o comprimento da porção do tubo no interior do recipiente está na faixa de 25 metros a 35 metros. O volume da câmara menos um volume ocupado por pelo menos uma porção de tubo pode ser, por exemplo, entre 700 mm3 e 800 mm3, por exemplo, 730 mm3. Estas dimensões podem tornar o tubo particularmente adequado como um refrigerador para uma torneira de cerveja.

[63] A Fig. 10 mostra outra modalidade de um trocador de calor. Novamente, apenas uma seção transversal foi mostrada de uma porção do trocador de calor similar à porção indicada como 303 na Fig. 3. A superfície 1004 da parede do recipiente 1001 que define a câmara 1005 é uma superfície fechada, e um corpo em forma de toroide 1003 envolve a parede do recipiente 1001. Opcionalmente, o material de enchimento 1002 preenche qualquer espaço entre a parede do recipiente 1001 e o corpo em forma de toroide 1003. Alternativamente, não existe espaço ou há apenas um pequeno espaço entre a parede do recipiente 1001 e o corpo moldado em forma de toroide 1003. O corpo em forma de toroide 1003 é em forma de toroide, por exemplo, em forma toroidal. A parede do recipiente/câmara também pode ter uma forma de toroide, mas por exemplo, um toroide gerado por um hexagono (como no desenho) ou quadrilátero. Devido à construção mais forte do toroide 1003 e ao material de enchimento 1002, a parede do recipiente 1001 não precisa ser tão forte para absorver a diferença de pressão entre a câmara 1005 e o meio ambiente do trocador de calor.

[64] A Fig. 12 e a Fig. 13 mostram uma outra modalidade de um recipiente toroidal 1201 com tubos 1202. A Fig. 12 mostra uma seção transversal indicada na Fig. 13 no numeral 1203. Os enrolamentos do tubo estão dispostos em uma grade retangular e a forma do recipiente em si é um toroide gerado pela rotação de uma forma retangular. As entradas e saídas são omitidas no desenho para simplificar. Estas entradas e saídas podem ser semelhantes às das modalidades das Figs. 1 a 10.

[65] A Fig. 14, a Fig. 15 e a Fig. 16 mostram outra modalidade de um recipiente cúbico 1401 com tubos 1402. A Fig. 15 mostra uma vista em perspectiva. A Fig. 16 mostra uma vista em perspectiva parcialmente aberta trabalhada. A Fig. 14 mostra uma seção transversal indicada na Fig. 15 no numeral 1403. Diversos segmentos de tubo 1605 estão conectados por meio de uma peça em U 1604. Os segmentos de tubo 1605 estão dispostos em uma grade retangular (telha quadrada) como mostrado na seção transversal da Fig. 14. O tubo tem uma porção de tubo 1402 no interior da câmara 1410, e o tubo se estende para fora da câmara nas porções 1508 e 1509. Nota-se que em uma modalidade alternativa usando-se as peças em U de uma maneira semelhante, os segmentos de tubo 1605 podem ser arranjados em uma telha hexagonal em vez de telha quadrada. A entrada 6 e a saída 7 para o refrigerante não foram desenhadas. Estas podem estar localizadas em localizações diferentes, como descrito acima em relação às Figs. 1 a 10. Por exemplo, a entrada para o refrigerante pode estar localizada no fundo do recipiente 1401 e a saída para refrigerante pode estar localizada no topo do recipiente 1401. No entanto, outras localizações também são possíveis.

[66] A Fig. 9 mostra a seção transversal 303 da Fig. 3. Os princípios explicados em relação à Fig. 9 podem também ser aplicados aos recipientes moldados alternadamente, tais como os mostrados nas Figs. 13 a 16. A pelo menos uma porção de tubo 10 no interior da câmara 302 tem um diâmetro externo. Se o diâmetro variar ao longo da porção de tubo, ou se uma pluralidade de porções de tubo tiver diferentes diâmetros, a pelo menos uma porção de tubo ainda tem um diâmetro de tubo médio d.

[67] Na câmara 302, parte do espaço é ocupada por pelo menos uma porção de tubo 10. Opcionalmente, algum espaço pode ser ocupado por outros objetos. O espaço restante 902 pode ser ocupado por um fluido (líquido, gás). Em uso como evaporador, este espaço é ocupado por um refrigerante (parcialmente em fase líquida e parcialmente em fase gasosa). O volume deste espaço remanescente a ser ocupado por um refrigerante pode ser determinado, por exemplo, por cálculo. Alternativamente, para determinar o volume do espaço, o espaço pode ser temporariamente preenchido com um líquido, e a quantidade de líquido necessária para preencher o espaço pode ser usada para determinar o volume do espaço.

[68] A área total A da superfície externa 901 de pelo menos uma porção de tubo pode ser determinada por cálculo. Por exemplo, se o raio do tubo for r e o comprimento da porção de tubo for L, então a área A pode ser estimada como A = 2πrL. Desta forma, a área total da superfície externa que está em contato (para troca de calor) com o refrigerante no espaço é determinada. O diâmetro (médio) d do tubo é duas vezes o raio r, ou seja, d = 2r.

[69] O volume V pode ser expresso em milímetros cúbicos (mm3), a área A pode ser expressa em milímetros quadrados (mm2), e o diâmetro d pode ser expresso em milímetros (mm).

[70] O volume V do espaço assim definido, dividido por um produto da área A da superfície externa da pelo menos uma porção de tubo e o diâmetro médio d da pelo menos uma porção de tubo, resulta em um número N como se segue:

[71] Uma vez que, para uma porção de tubo de seção transversal circular, a área da seção transversal é igual a nd2/4, isso pode ser expresso como N = V/ (4Vt) , em que o Vt é o volume definido pela porção de tubo, Vt=nd2L/4 =Ad/4.

[72] Em certas modalidades preferenciais, este número N é menor ou igual a 0,15, isto é, V/Vt ^ 0,6. Em certas modalidades, mais preferenciais, este número é menor ou igual a 0,12, isto é, V/Vt ^ 0,48. Em certas modalidades, mais preferenciais, este número é menor ou igual a 0, 10, isto é, V/Vt ^ 0,4. Em certas modalidades mais preferenciais, este número é menor ou igual a 0,09, isto é, V/Vt ^ 0,36. Em certas modalidades, mais preferenciais, este número é menor ou igual a 0,08, isto é, V/Vt ^ 0,32. Em certas modalidades mais preferenciais, este número é menor ou igual a 0,05, ou seja, V/Vt < 0,2.

[73] Em todos os casos, o volume do refrigerante V é relativamente pequeno em comparação com o volume Vt da porção do tubo, ou seja, V/Vt < 0,6.

[74] Por exemplo, a restrição em relação a este número pode ser aplicada a qualquer diâmetro de tubo, para determinar a quantidade de espaço entre os segmentos de tubo adjacentes.

[75] Além disso, em certas modalidades, o número é maior que 0,03, isto é, V/Vt > 0,12.

[76] Como ilustrado, a pelo menos uma porção de tubo no interior da câmara 302 compreende uma pluralidade de segmentos de tubo adjacentes 301. Os segmentos de tubo adjacentes podem ser espaçados um em relação ao outro com um espaço s entre um par de segmentos de tubo adjacentes de no máximo 2 milímetros, de preferência, no máximo 1 milímetro, de preferência, no máximo 0,5 milímetro. Esta restrição pode substituir ou suplementar a restrição acima mencionada em relação ao máximo do número obtido dividindo o volume pelo produto da área e o diâmetro médio. Esta restrição pode ser aplicada aos tubos de diâmetro grande ou pequeno.

[77] Em um exemplo particular, o diâmetro da(s) porção(ões) de tubo pode ser, por exemplo, 40 mm ou maior, e os segmentos de tubo adjacentes podem ser espaçados entre si com um espaço entre um par de segmentos de tubo adjacentes de no máximo 2 milímetros, de preferência, no máximo 1 milímetro, de preferência, no máximo 0,5 milímetro.

[78] A Fig. 11 ilustra um método de resfriamento de um líquido. Na etapa 1101, o método começa com o fornecimento de um ciclo compreendendo um compressor 1, um condensador 2, uma válvula de expansão 3, 4 e um evaporador, em que o evaporador compreende um trocador de calor 14 e o trocador de calor 14 compreende um reservatório 5 para conter um refrigerante. Na etapa 1102, compressor, o condensador, a válvula de expansão e o evaporador são conectados em comunicação de fluido para formar um ciclo de refrigeração, em que o evaporador compreende um trocador de calor, e o trocador de calor compreende um recipiente, o recipiente tendo uma câmara delimitada por uma superfície de uma parede do recipiente, o recipiente compreendendo uma entrada e uma saída para o transporte de um refrigerante para dentro e para fora da câmara, em que o fornecimento de um compressor, de um condensador, de uma válvula de expansão e de um evaporador em comunicação de fluido compreende conectar de forma fluida da entrada do recipiente à válvula de expansão e conectar de forma fluida a saída do recipiente ao compressor. Pelo menos um tubo do qual pelo menos uma porção de tubo está no interior da câmara é também fornecido, em que uma primeira extremidade da porção de tubo é fixada a um primeiro orifício do recipiente e uma segunda extremidade da porção de tubo é fixada a um segundo orifício do recipiente para permitir a comunicação de fluido para dentro e/ou para fora da porção de tubo através do primeiro orifício e do segundo orifício, em que a dita pelo menos uma porção de tubo tem um diâmetro médio. A câmara é fornecida com um espaço para um fluido, o dito espaço tendo um volume. A pelo menos uma porção de tubo tem uma superfície externa em contato com o espaço para o fluido, a dita superfície tendo uma área. O volume dividido por um produto da área e o diâmetro médio é menor ou igual a 0,2. O método compreende ainda, na etapa 1103, operar o compressor para circular um refrigerante através do ciclo de refrigeração, incluindo o espaço para o fluido, e fazer com que um fluido adicional flua através da porção de tubo.

[79] Em certos exemplos, a pelo menos uma porção de tubo no interior da câmara está disposta em uma pluralidade de segmentos de tubo adjacentes, em que os segmentos de tubo adjacentes têm superfícies externas opostas, em que entre um par de segmentos de tubo adjacentes existe um espaço para um fluido, em que o espaço entre os segmentos de tubo da pelo menos uma porção de tubo tem um volume. A pelo menos uma porção de tubo tem uma superfície externa em contato com o espaço para o fluido, a dita superfície externa tendo uma área, e o volume dividido por um produto da área e o diâmetro médio de pelo menos uma porção de tubo é menor que 0,15, 0,12, 0,10, 0,09 ou 0,08.

[80] Um exemplo fornece um trocador de calor compreendendo: um recipiente para conter um refrigerante, o recipiente tendo uma câmara delimitada por uma superfície de uma parede do recipiente, o recipiente compreendendo uma entrada e uma saída para o transporte de refrigerante para dentro e para fora da câmara através da parede de recipiente; pelo menos um tubo do qual pelo menos uma porção de tubo está no interior da câmara, em que uma primeira extremidade da porção de tubo é fixada a um primeiro orifício da parede do recipiente e uma segunda extremidade da porção de tubo é fixada a um segundo orifício da parede do recipiente para permitir a comunicação de fluido para dentro e/ou para fora da porção de tubo através do primeiro orifício e do segundo orifício; em que a câmara do trocador de calor apresenta um orifício, e em que a porção de tubo está disposta em uma pluralidade de enrolamentos em torno de uma porção de parede da dita parede de recipiente, cuja porção de parede define o dito orifício; em que os enrolamentos estão dispostos em uma telha hexagonal e formam um rolo, com um espaço entre cada par de enrolamentos adjacentes; em que a superfície da parede do recipiente é disposta em torno do rolo com um espaço entre a parede do recipiente e cada um dos enrolamentos que são configurados para serem imersos em refrigerante líquido durante a troca de calor e estão no exterior do rolo.

[81] A disposição dos enrolamentos de tubo em uma telha hexagonal causa uma quantidade relativamente grande de espaço ocupado pelo tubo e uma quantidade relativamente pequena de espaço na câmara fora do tubo. O último espaço deve ser ocupado pelo refrigerante líquido; uma vez que o espaço para o refrigerante líquido é reduzido, a quantidade total de refrigerante necessária para manter um ciclo de refrigeração é reduzida. O modelo permite um modelo compacto enquanto permite que o refrigerante troque o calor com o interior do tubo e permite que o refrigerante gasoso escape para cima.

[82] A superfície da parede do recipiente pode ser disposta com o dito espaço entre a parede do recipiente e todos os enrolamentos que estão no lado de fora do rolo. Isso permite um modelo compacto do trocador de calor.

[83] A superfície pode ser uma superfície fechada. Isso permite um modelo compacto e/ou robusto.

[84] Os enrolamentos hexagonalmente revestidos podem ser dispostos em fileiras, cada fileira consistindo em um número de enrolamentos, em que o número de enrolamentos em qualquer fileira difere em relação a cada fileira adjacente por um enrolamento, em que ao considerar as fileiras sucessivas por vez, o número de enrolamentos é monotonicamente crescente ou decrescente, ou primeiro aumenta e depois diminui. Isso permite um rolo compacto de enrolamentos.

[85] A câmara pode ter uma forma de um toroide gerado por um hexágono ou um quadrilátero. Tal forma de câmara pode encapsular de forma compacta a tubagem. Nota-se que as bordas do hexágono ou quadrilátero podem ser ligeiramente arredondadas para o exterior, por exemplo, para fornecer uma melhor resistência a altas pressões no interior da câmara.

[86] O hexágono ou quadrilátero tem cantos arredondados seguindo um contorno do tubo (ver, por exemplo, o numeral próximo 402 na Fig. 4). Isso reduz ainda mais a quantidade de refrigerante a ser fornecida no interior da câmara.

[87] A distância entre um eixo central do tubo em dois enrolamentos adjacentes multiplicada por uma metade da raiz quadrada de três pode ser menor que um diâmetro externo do tubo. Isso reduz ainda mais a quantidade de refrigerante.

[88] A distância da superfície interna para uma circunferência de uma porção do tubo adjacente à superfície interna pode ser igual a uma distância entre a circunferência de um primeiro enrolamento do tubo para a circunferência de um segundo enrolamento do tubo, em que o segundo enrolamento é adjacente ao primeiro enrolamento. Isso reduz ainda mais a quantidade de refrigerante.

[89] O tubo pode ter um diâmetro interno de 7 mm e a distância entre cada par de enrolamentos adjacentes pode estar entre 0,2 e 0,8 mm. Isso permite um modelo compacto enquanto permite que o refrigerante troque o calor com o interior do tubo e permite que o refrigerante gasoso escape para cima.

[90] A câmara pode compreender propano como refrigerante. Este é um refrigerante adequado que é usado em pequenas quantidades. O tamanho pequeno da porção da câmara que não é ocupada pelos tubos ajuda a reduzir a quantidade de refrigerante (por exemplo, propano) que é necessária.

[91] A saída pode ser disposta acima de um nível de líquido do refrigerante. Isso impede que o refrigerante escape da câmara e se mova em direção ao compressor na forma líquida.

[92] A parede do recipiente pode ser envolvida em um corpo em forma de toroide. Isso permite fortalecer o modelo de várias maneiras diferentes.

[93] Por exemplo, o corpo em forma de toroide pode ser configurado para reforçar a parede do recipiente em vista de uma diferença de pressão entre a câmara e um ambiente do trocador de calor. Isso permite que a parede do recipiente seja de um material menos forte. Por exemplo, um material de enchimento rígido pode ser instalado entre a parede do recipiente e o corpo em forma de toroide, em que o corpo em forma de toroide e o material de enchimento mantêm a parede do recipiente no lugar.

[94] Outro exemplo é o fornecimento de um sistema de resfriamento para resfriar um líquido, compreendendo um ciclo que compreende um compressor, um condensador, uma válvula de expansão ou dispositivo de expansão, e um trocador de calor exposto acima, em comunicação de fluido, em que a entrada está conectada de forma fluida à válvula de expansão e a saída está conectada de forma fluida ao compressor. Isso permite que o trocador de calor funcione como um evaporador no ciclo de refrigeração.

[95] Outro exemplo é o fornecimento de um método para resfriar um líquido, o método compreendendo: fornecer um ciclo compreendendo um compressor, um condensador, uma válvula de expansão ou dispositivo de expansão, e um evaporador, em comunicação de fluido, em que o evaporador compreende um trocador de calor, e o trocador de calor compreende: um recipiente para conter um refrigerante, o recipiente tendo uma câmara delimitada por uma superfície de uma parede do recipiente, o recipiente compreendendo uma entrada e uma saída para o transporte de refrigerante para dentro e para fora da câmara através da parede do recipiente, pelo menos um tubo do qual pelo menos uma porção de tubo está no interior da câmara, em que uma primeira extremidade da porção de tubo é fixada a um primeiro orifício da parede do recipiente e uma segunda extremidade da porção de tubo é fixada a um segundo orifício da parede do recipiente para permitir a comunicação de fluido para dentro e/ou para fora da porção de tubo através do primeiro orifício e do segundo orifício, em que a câmara do trocador de calor apresenta um orifício, e em que a porção de tubo está disposta em uma pluralidade de enrolamentos em torno de uma porção de parede da dita parede do recipiente; cuja porção de parede define o dito orifício, em que os enrolamentos estão dispostos em uma telha hexagonal e formam um rolo, com um espaço entre cada par de enrolamentos adjacentes, em que a superfície da parede do recipiente está disposta ao redor do rolo, com um espaço entre a parede do recipiente e cada um dos enrolamentos é configurado para ser imerso em um refrigerante líquido durante a troca de calor e está em uma parte externa do rolo; conectar de forma fluida a entrada à válvula de expansão e conectar de forma fluida a saída ao compressor; e operar o compressor para circular um refrigerante através do ciclo de refrigeração, e fazer com que um líquido flua através do tubo.

[96] Os exemplos e as modalidades aqui descritas servem para ilustrar em vez de limitar a invenção. O versado na técnica será capaz de projetar as modalidades alternativas sem se distanciar do escopo das reivindicações. Os sinais de referência colocados entre parênteses nas reivindicações não devem ser interpretados como limitantes do escopo das reivindicações. Os itens descritos como entidades separadas nas reivindicações ou na descrição podem ser implementados como um único item de hardware ou software combinando os recursos dos itens descritos.

Claims

1. Trocador de calor caracterizado por compreender: um recipiente para conter um refrigerante, o recipiente tendo uma câmara delimitada por uma superfície de uma parede do recipiente, o recipiente compreendendo uma entrada e uma saída para transporte de um refrigerante para dentro e para fora da câmara; pelo menos um tubo do qual pelo menos uma porção de tubo está no interior da câmara, em que uma primeira extremidade da porção de tubo é fixada a um primeiro orifício do recipiente e uma segunda extremidade da porção de tubo é fixada a um segundo orifício do recipiente para permitir a comunicação de fluido para dentro e/ou para fora da porção de tubo através do primeiro orifício e do segundo orifício, em que a dita pelo menos uma porção de tubo tem um diâmetro médio; em que a câmara compreende um espaço para o refrigerante, o dito espaço tendo um volume, em que a pelo menos uma porção de tubo tem uma superfície externa em contato com o espaço para o fluido, a dita superfície tendo uma área; em que o volume dividido por um produto da área e o diâmetro médio ser menor ou igual a 0,15.

2. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o volume dividido por um produto da área e o diâmetro médio é menor ou igual a 0,12.

3. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o volume dividido por um produto da área e o diâmetro médio é menor ou igual a 0,10.

4. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma porção de tubo no interior da câmara compreende uma pluralidade de segmentos de tubo adjacentes, em que os segmentos de tubo adjacentes estão espaçados um em relação ao outro com um espaço entre um par de segmentos de tubo adjacentes de no máximo 2 milímetros, de preferência, no máximo 1 milímetro, de preferência, no máximo 0,5 milímetro.

5. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma porção de tubo no interior da câmara compreende uma pluralidade de segmentos de tubo adjacentes, cujos segmentos de tubo adjacentes, em uma seção transversal da câmara, formam uma telha hexagonal ou estão dispostos em uma grade retangular.

6. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de segmentos de tubo adjacentes da telha hexagonal está disposta em fileiras, cada fileira consistindo em um número de enrolamentos, em que o número de enrolamentos em qualquer fileira difere em relação a cada fileira adjacente por um enrolamento, em que quando se consideram as fileiras sucessivas, o número de enrolamentos é monotonicamente crescente ou decrescente, ou primeiro aumenta e depois diminui.

7. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma porção de tubo está disposta em uma pluralidade de enrolamentos em torno de uma porção de parede da dita parede do recipiente e em torno de uma região externa à câmara.

8. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a câmara tem uma forma de um toroide gerado por um hexágono ou um quadrilátero.

9. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o hexágono ou quadrilátero tem cantos arredondados seguindo um contorno do tubo.

10. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância entre um eixo central do tubo em dois enrolamentos adjacentes multiplicada por uma metade da raiz quadrada de três é menor que um diâmetro externo do tubo.

11. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância da superfície da parede do recipiente a uma circunferência de um primeiro segmento da pelo menos uma porção de tubo adjacente à superfície é substancialmente igual à distância entre essa circunferência e uma circunferência de um segundo segmento da pelo menos uma porção de tubo adjacente ao primeiro segmento.

12. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o espaço para o fluido compreende propano como o refrigerante.

13. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o recipiente compreende ainda um corpo e a parede do recipiente é envolvida no corpo, em que o corpo é configurado para reforçar a parede do recipiente em vista de uma diferença de pressão entre a câmara e um ambiente do trocador de calor.

14. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o corpo é um corpo em forma de toroide.

15. Trocador de calor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um compressor, um condensador e uma válvula de expansão, em que o compressor, o condensador, a válvula de expansão e o trocador de calor estão em comunicação de fluido, em que a entrada está conectada de forma fluida à válvula de expansão e a saída está conectada de forma fluida ao compressor.

16. Método de resfriamento de um fluido caracterizado por compreender fornecer um compressor, um condensador, uma válvula de expansão, e um evaporador em comunicação de fluido para formar um ciclo de refrigeração, em que o evaporador compreende um trocador de calor, e o trocador de calor compreende um recipiente, o recipiente tendo uma câmara delimitada por uma superfície de uma parede do recipiente, o recipiente compreendendo uma entrada e uma saída para transporte de um refrigerante para dentro e para fora da câmara, em que o fornecimento de um compressor, um condensador, uma válvula de expansão e um evaporador em comunicação de fluido compreende conectar de forma fluida a entrada do recipiente à válvula de expansão e conectar de forma fluida a saída do recipiente ao compressor; fornecer pelo menos um tubo no qual pelo menos uma porção de tubo está no interior da câmara, em que uma primeira extremidade da porção de tubo é fixada a um primeiro orifício do recipiente e uma segunda extremidade da porção de tubo é fixada a um segundo orifício do recipiente para permitir a comunicação de fluido para dentro e/ou para fora da porção de tubo através do primeiro orifício e do segundo orifício, em que a dita pelo menos uma porção de tubo tem um diâmetro médio; fornecer à câmara um espaço para o refrigerante, o dito espaço tendo um volume, em que a pelo menos uma porção de tubo tem uma superfície externa em contato com o espaço para o fluido, a dita superfície tendo uma área; em que o volume dividido por um produto da área e o diâmetro médio é menor ou igual a 0,15; o método compreendendo ainda: operar o compressor para circular um refrigerante através do ciclo de refrigeração, incluindo o espaço para o fluido, e fazendo com que um fluido adicional flua através da porção de tubo.