ES2235787T3 - Disposicion de serpentin de almacenamiento termico. - Google Patents
Disposicion de serpentin de almacenamiento termico.Info
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Abstract
Un conjunto de serpentín para comunicación de un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22) de almacenamiento térmico que tiene un alojamiento con una cámara (26) de almacenamiento de fluido, fluido de almacenamiento térmico en dicha cámara (26), medios para acoplar dicho conjunto de serpentín (22) de almacenamiento y fluido de almacenamiento térmico en dicha cámara (26) a un aparato externo (12) para recuperación de dicha energía térmica almacenada, medios para transferir calor para dicho fluido de transferencia de calor, y medios para conectar dichos medios de transferencia de calor a dicho conjunto de serpentín.
Description
Disposición de serpentín de almacenamiento
térmico.
El presente invento se refiere a conjuntos de
serpentín de almacenamiento térmico, que tienen tubos
intercambiadores de calor, y a disposiciones de intercambiador de
calor, tales como un serpentín de refrigeración utilizado para
enfriar y congelar el fluido de almacenamiento térmico dentro de un
depósito de almacenamiento. Más específicamente, se identifican
disposiciones de serpentín para facilitar mejor la fusión del fluido
de almacenamiento térmico en fase sólida, tal como hielo, después de
un exceso de formación de fluido en fase sólida dentro de un
conjunto de serpentín de almacenamiento térmico, cuyas disposiciones
de serpentín permiten el mantenimiento de una temperatura
adecuadamente baja para que la salida de fluido de almacenamiento
térmico satisfaga los requisitos normales de refrigeración del
sistema.
Los conjuntos de serpentín de almacenamiento
térmico proporcionan un medio de almacenar capacidad de
refrigeración para usar posteriormente. Los conjuntos de serpentín
tienen fluidos de almacenamiento térmico, con cambio de fase, tales
como agua, cuyos fluidos pueden ser congelados para formar fases
sólidas, tales como hielo. Otra referencia en la descripción será a
fluidos de almacenamiento térmico con agua como ejemplo específico
de un fluido de almacenamiento y hielo como su fase sólida. Una
aplicación frecuente de tal equipo de almacenamiento térmico utiliza
energía eléctrica de menor coste, usualmente desde las horas de la
tarde y noche, para generar y almacenar un volumen de fluido de
almacenamiento térmico en fase sólida, tal como hielo, en una gran
cámara o depósito lleno con un fluido de almacenamiento térmico, tal
como agua. Esta mezcla de hielo-agua es retenida
hasta que se requiera su capacidad de refrigeración almacenada, cuyo
requisito es usualmente experimentado durante períodos de gran
demanda, y de elevado coste de energía, tal como las horas durante
el día. Un sistema de refrigeración de almacenamiento térmico que
tiene un mayor uso de potencia durante las horas nocturnas está
descrito en la patente norteamericana nº 5.649.431. En una operación
típica, el fluido de almacenamiento térmico de baja temperatura es
retirado de la cámara de almacenamiento, bombeado a través de un
intercambiador de calor para absorber calor, y a continuación
devuelto a la cámara del conjunto de serpentín de almacenamiento
térmico para ser enfriado fundiendo el hielo retenido. Una
aplicación ejemplar de capacidad de refrigeración almacenada es una
operación de refrigeración centralizada de barrio, que está
resultando una práctica de refrigeración más ampliamente aceptada.
Estas operaciones de refrigeración centralizada por barrio tienen
generalmente múltiples intercambiadores de calor acoplados a una
única instalación de almacenamiento térmico. El mayor número de
usuarios diferentes de los conjuntos de serpentín de almacenamiento
térmico en una aplicación de refrigeración centralizada por barrio
requiere la utilización máxima tanto de espacio físico como de
energía.
Conjuntos de serpentín de almacenamiento térmico
controlados inadecuadamente o sin vigilar pueden formar un exceso
del fluido en fase sólida o hielo almacenado. Es decir, el agua de
almacenamiento térmico o de almacenamiento de hielo u otro fluido de
almacenamiento térmico en la cámara. Durante el almacenamiento o
ciclo de formación, el fluido es enfriado hasta que se desarrolla el
hielo en cada tubo. Los tubos están generalmente separados con
primeros espacios equidistantes verticalmente y segundos espacios
equidistantes horizontalmente, cuyos primeros y segundos espacios
pueden ser iguales. El diseño usual de serpentines de la técnica
anterior tendrá espacios equidistantes, cuyo diseño promueve el
puenteo vertical en el hielo y el puenteo horizontal en el
hielo.
El espacio de separación antes mencionado es un
requisito operativo para proporcionar espacio entre los tubos para
formación de hielo y para proporcionar un trayecto para la
circulación de fluido entre los tubos y manguitos de hielo
almacenado para volver a capturar la capacidad de refrigeración
almacenada. Sin embargo, es conocido que el crecimiento incontrolado
del hielo, u otro fluido de almacenamiento térmico, en los tubos o
circuitos dará, o puede dar, como resultado el puenteo horizontal
completo del hielo formado en los tubos adyacentes. La cantidad
total de hielo almacenado en la cámara de fluido puede ser
suficiente para la aplicación después de una formación en exceso de
hielo, sin embargo, la temperatura del fluido de almacenamiento
térmico retirado de la cámara puede ser inadecuada debido a que
solamente el perímetro del bloque de hielo monolítico formado es
accesible al contacto con el fluido de almacenamiento térmico en
circulación.
Un método de agitación, típicamente con aire,
está previsto en el fondo de la cámara de almacenamiento de hielo
como un método para mejorar la recuperación de la energía o
capacidad de refrigeración almacenada. Este aire se desplaza hacia
arriba a través de los espacios verticales entre tubos adyacentes y
masas de hielo. Sin embargo, el desarrollo de masas de hielo
monolítico o sólido elimina los espacios de separación vertical
entre tubos adyacentes y el hielo sobre ellos, lo que inhibe el
flujo de aire y el flujo de fluido a través de la masa de hielo. El
resultado de esta circulación restringida de aire y fluido es la
reducción de la recuperación de capacidad de refrigeración, ya que
la recuperación está limitada a las superficies exteriores de la
masa de hielo, que produce el fluido de refrigeración de
almacenamiento térmico retirado de la cámara de almacenamiento
térmico a temperaturas mayores y menos utilizables. Otros intentos
para mejorar la eficiencia a veces utilizan medidas extremas para
fundir la masa de hielo, tales como pulverización de agua a alta
presión sobre el bloque monolítico para fundir el hielo.
Las condiciones de formación de hielo en exceso
con bloques de hielo monolítico son una condición común y
recurrente. Es una ocurrencia común debido a distintas condiciones
tales como caudales de fluido desequilibrados, mediciones
inadecuadas o controles que funcionan mal. Aunque hay algunas
técnicas de vigilancia y equipamiento disponible para medir el
volumen de hielo desarrollado en una cámara dada es una práctica más
general inspeccionar visualmente el volumen del depósito. Otro
método utiliza un monitor de nivel de fluido basado en el cambio de
volumen para el hielo, pero estos dispositivos no son fiables
especialmente para depósitos de volumen somero que implican cambios
de altura del fluido muy pequeños.
Consiguientemente, se desea proporcionar un medio
o método para un mayor acceso a una mayor magnitud de la superficie
de hielo almacenado que solamente el perímetro exterior de un bloque
de hielo monolítico cuando tienen lugar un exceso de formación.
El presente invento proporciona una disposición
de serpentín de refrigeración que utiliza una alineación de
distancia de espacio variable, que incorpora el uso de al menos una
aireación de canal de circulación de fluido dentro de la disposición
de serpentín con un mayor espacio de separación entre tubos
adyacentes que los espacios de separación de tubos restantes.
Además, se ha observado también que con un pequeño aumento en la
anchura de la disposición, es decir aproximadamente un incremento
del tres por ciento, pueden preverse disposiciones alternativas para
acomodar espacios de separación de aireación. Más allá del ciclo de
diseño o de formación de hielo del cien por cien, el área de hielo
expuesta es disminuida de forma mensurable. Esta disminución hace
que la presión de succión o la temperatura en el compresor de
refrigerante disminuya de forma mensurable, que puede ser usada para
identificar el final del ciclo de formación deseado. El cambio de
temperatura detectado puede ser utilizado para detener el conjunto
de serpentín de almacenamiento térmico. El cambio en la temperatura
de fluido refrigerante en la abertura de descarga o el cambio en la
presión de succión de entrada en su abertura a los serpentines de
refrigeración es indicativo del ciclo de formación de hielo, o del
exceso de formación de hielo, por encima de una capacidad completa
de aproximadamente el diez por ciento. Una disminución en la
superficie de hielo dentro de la cámara de almacenamiento térmico
puede tener un efecto sobre el fluido de almacenamiento térmico y
este efecto puede ser usado para controlar el ciclo de
refrigeración. La retención del área de hielo expuesta para contacto
con el fluido de almacenamiento térmico durante la fusión o ciclo de
recuperación proporcionara el fluido de almacenamiento térmico a una
temperatura adecuadamente baja para satisfacer los requisitos del
ciclo de refrigeración normal.
El presente invento será descrito a continuación,
a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos adjuntos,
en los que:
La fig. 1 es una ilustración esquemática de una
aplicación de almacenamiento térmico de la técnica anterior;
La fig. 2 es una vista de extremidad oblicua de
una estructura de serpentín típica de la técnica anterior con los
extremos de los cabezales en bucle y las tuberías extendiéndose
entre los extremos;
La fig. 2A es una vista en alzado lateral de un
conjunto de serpentín como en la fig. 2;
La fig. 2B es una vista de extremidad tomada a lo
largo de la línea 2B - 2B del conjunto de serpentín de tubo de la
fig. 2A;
La fig. 2C es una vista de extremidad tomada a lo
largo de la línea 2C - 2C del conjunto de serpentín de la fig.
2A;
La fig. 3 es una vista en sección transversal de
una disposición esquemática de la técnica anterior ejemplar de los
serpentines de una estructura de serpentín de la fig. 2A tomada a lo
largo de la línea 3-3 con una formación de hielo del
100% deseada en los serpentines;
La fig. 3A es una sección agrandada a 4 x 4 de la
estructura de serpentín y formación de hielo de la fig. 3;
La fig. 3B es una vista segmentada de la
estructura de serpentín de la fig. 3 con aproximadamente una
formación de hielo en exceso del diez por ciento en la estructura de
serpentín, como una ilustración del bloqueo del espacio de
separación vertical;
La fig. 3C ilustra una formación de hielo deseada
o típica en tubos en una estructura de serpentín;
La fig. 4 es una realización ejemplar en una
vista en sección transversal de una disposición de serpentín con un
número mayor de tubos individuales en una disposición de serpentines
pareada con tubos adyacentes alineados estrechamente y con un primer
espacio de separación, pero pares alternativos de circuitos tienen
un segundo y mayor espacio de separación entre pares de circuitos
adyacentes; y
La fig. 4A es una sección agrandada de la
disposición de serpentín de la fig. 4;
La fig. 5 ilustra una realización alternativa de
la estructura en la fig. 4;
La fig. 5A es una sección agrandada de la
estructura de la fig. 5;
La fig. 6 ilustra una realización alternativa de
la estructura de la fig. 4 con un primer espacio de separación más
amplio y un segundo espacio de separación más estrecho;
La fig. 6A es una sección agrandada a 4 x 6 de la
estructura de serpentín y de formación de hielo de la fig. 6;
La fig. 7 ilustra una realización alternativa de
la estructura de la fig. 4;
La fig. 7A es una sección agrandada de la
estructura de la fig. 7;
La fig. 8 ilustra una realización alternativa de
la estructura de la fig. 4;
La fig. 8A es una sección agrandada de la
estructura de la fig. 8;
La fig. 9 ilustra una realización alternativa de
la estructura de la fig. 6 con un espacio de separación agrandado
central;
La fig. 9A es una sección agrandada a 4 x 6 de la
estructura de serpentín y de formación de hielos en la fig. 9, pero
no incluye el espacio de separación agrandado central;
La fig. 10 ilustra otra realización del presente
invento en la que una pluralidad de circuitos adyacentes de la fig.
4 están aglomerados para proporcionar grupos de circuitos con
espacios de separación significativos entre grupos adyacentes de
circuitos;
La fig.10A es una sección agrandada a 4 x 4 de la
estructura de serpentín y de formación de hielo en la fig. 10, pero
no incluye el espacio de separación agrandado central;
La fig. 11 ilustra una realización alternativa de
la estructura de la fig. 4;
La fig. 11A es una sección agrandada de la
estructura de la fig. 11;
La fig. 12 es una ilustración gráfica de la
temperatura de salida en función del porcentaje de área de hielo
utilizable;
La fig. 13 es una ilustración gráfica de
temperatura de fluido enfriador en función del porcentaje de
hielo;
La fig. 14 es una vista en planta de una
disposición de tubos de hielo con separadores mecánicos para
proporcionar un espacio de separación agrandada; y
La fig. 15 ilustra realizaciones alternativas
para proporcionar la separación mecánica entre tubos adyacentes, que
proporcionan espacios de separación vertical.
La fig. 1 es una ilustración esquemática de un
aparato de almacenamiento térmico 10 acoplado a un intercambiador de
calor exterior 12. El aparato 10 tiene torre de refrigeración 14
acoplada al condensador y a la bomba de agua 16. El enfriador de
glicol 18 con el cilindro o tambor 15 y la bomba 20 está conectado a
la disposición 22 de serpentín de refrigeración en el depósito 24 de
almacenamiento térmico, que tiene agua como fluido de almacenamiento
en la cámara del depósito 26. Una tubería de aireación 28
proporciona aireación y agitación del depósito del fluido 24. El
serpentín 22 está conectado a una entrada 32, para introducción del
fluido de refrigeración y una salida 34 para descarga o retorno del
refrigerante caliente al enfriador de glicol 18, que puede incluir
un compresor. El refrigerante y la unidad de refrigeración o
enfriador 18 específico no está limitado respectivamente a glicol o
a la estructura ilustrada, sino que es una elección de diseño. El
enfriador 18 proporciona glicol frío a través del cilindro 15, cuyo
glicol es bombeado a la disposición de tubos 22 para enfriar o
congelar el fluido de almacenamiento térmico en el depósito 24.
La bomba de hielo-agua 36 en este
ejemplo está acoplada entre el intercambiador de calor 12 y la
cámara de depósito 26 para transferencia de fluido de almacenamiento
térmico enfriado al intercambiador 12 y retorno del fluido a la
cámara de depósito 26 por la tubería 40. En una aplicación ejemplar,
la bomba de agua enfriada 42 comunica un fluido refrigerado desde el
intercambiador 12 a un aparato 44 de manejo de aire.
La fig. 1 incluye un sensor 46 de temperatura o
presión conectado a la tubería 48 de retorno de refrigerante aguas
abajo de la salida de descarga 34 para vigilar la temperatura o
presión del refrigerante de descarga. En esta ilustración, el sensor
46 está acoplado por la tubería 47 a la CPU 50 de control, que está
acoplada a la bomba 16 por la tubería 52 y a la bomba 20 por la
tubería 54, para iniciar o detener el funcionamiento de la bomba 16
y la bomba 20, y para iniciar o parar la formación de hielo en el
depósito 24. Esta ilustración y uso de la CPU 50 como un dispositivo
de control es simplemente ejemplar y no es una limitación al
presente invento.
El uso de conjuntos 10 de serpentín de
almacenamiento térmico es conocido en la técnica. Los conjuntos de
almacenamiento térmico 10 son utilizados frecuentemente para
proporcionar una capacidad de refrigeración sobre demanda durante
períodos de tiempo de elevada demanda. La capacidad de refrigeración
o capacidad de almacenamiento térmico almacenada es generada o
acumulada en períodos valle de tiempo de demanda, usualmente pasada
la media noche, por regeneración de hielo u otro fluido de
almacenamiento térmico de cambio de fase. La capacidad de
refrigeración almacenada es recuperada típicamente por la retirada
del fluido de la cámara 26 del depósito 24 y transfiriéndole a
través de un intercambiador de calor 12 u otro dispositivo 44 de uso
final.
En la fig. 2 se han mostrado disposiciones de
serpentín 22 en una vista de extremidad oblicua con curvas de
retorno 60 que unen extremos 61 ó 63 de tubos 62, como se ha
resaltado más fácilmente en la fig. 2A. El cabezal 58 tiene una
abertura de entrada 65 y una abertura de descarga 67, cuyas
aberturas 65 y 67 están conectadas al enfriador 18 y a la bomba 20
por tuberías 48. El cabezal superior 58 y el cabezal inferior 59 en
las figs. 2A y 2C son ilustrativos de una disposición de serpentín
22 utilizada específicamente para la estructura de serpentín de
alimentación descrita más abajo con cualquier otro circuito para
circuitos alternativos alimentados con glicol desde el cabezal
superior e inferior para hacer hielo más eficientemente empaquetado
en el depósito 24 como se ha señalado en la fig. 3C. La disposición
específica en las figs. 2, 2A, 2B, 2C, 3, 3A, 3B y 3C es una
descripción ejemplar y no una limitación. En la fig. 3, el puenteo
vertical entre tubos 62 adyacentes verticalmente es una práctica
conocida y aceptada, mientras que el puenteo horizontal entre
circuitos verticales adyacentes 68 y 76 es una condición indeseable
en esta estructura.
Un problema recurrente o que concierne al usuario
y diseñador del conjunto de almacenamiento térmico 10 es la
temperatura del fluido refrigerante de
almacenamiento-térmico retirado. Esta temperatura de
fluido en la bomba de hielo-agua 36 se desea
típicamente que esté a 1ºC o por debajo para maximizar el efecto
refrigerante sobre el aparato 44 de uso final. Después de terminar
el ciclo el fluido de almacenamiento térmico desde la cámara 26 a
través del aparato 44 o del intercambiador de calor 12 el fluido de
almacenamiento térmico calentado es devuelto a la cámara 26 para ser
enfriado a 1ºC para volver a usarlo en el aparato 44 o
intercambiador de calor 12. Sin embargo, es conocido que la
velocidad de enfriamiento del fluido de almacenamiento térmico
depende de la masa de hielo almacenada disponible y su área de
contacto disponible. Por ello, en la cámara 26 la disposición de
serpentín 22 está diseñada con un diseño de capacidad completa o
máxima para acomodar el flujo de fluido entre tubos adyacentes 62.
Preferiblemente el área de contacto con el hielo disponible
proporciona un área de contacto con el hielo más expuesta que sólo
las superficies exteriores de un bloque monolítico de hielo en un
estado de exceso de formación de hielo en la cámara 26. Los tubos 62
están indicados en las figuras como secciones transversales
redondas, pero la descripción es aplicable a distintas secciones
transversales de tubo y así la forma del tubo no es una limitación.
Además, la forma del tubo podría ser proporcionada en forma de
placas o placa, como es conocido en la técnica de intercambiadores
de calor.
La magnitud de área de hielo utilizable depende
de la cantidad de solidificación del fluido de almacenamiento
térmico en tubos 62 en la cámara 26, que puede incluir puenteo en el
hielo entre tubos 62 adyacentes vertical u horizontalmente. Aunque
es deseable mantener la separación entre masas de hielo 90 en tubos
62, es conocido que mediante el uso de aireadores 28 u otros
aparatos, puede acomodarse la circulación de fluido de
almacenamiento térmico vertical para proporcionar una reducción de
temperatura del fluido en la cámara 26. Por ello, generalmente es
considerado más crítico mantener los canales o pasillos verticales
entre tubos 62 adyacentes horizontalmente como un medio para
mantener el flujo de fluido a temperatura de fluido reducida en la
cámara 26. El mantenimiento de estos canales verticales
proporcionará un área de contacto con el hielo adecuada incluso
después del puenteo en el hielo entre tubos 62 adyacentes
verticalmente.
Aunque la magnitud de área de contacto con el
hielo depende de la magnitud de solidificación y de su impacto
estructural en los canales observados, la velocidad de la retirada
de energía térmica impactará la capacidad total del conjunto de
serpentín 10 de almacenamiento térmico en términos de los tiempos de
fusión del hielo. Estos efectos de velocidad son conocidos en la
técnica pero no son una parte del presente invento excepto como una
consecuencia natural de las estructuras resultantes. Sin embargo, la
temperatura de salida del fluido de almacenamiento térmico deseada
de aproximadamente 1ºC es una temperatura deseada en muchas
aplicaciones.
La fig. 3 ilustra un contorno en sección
transversal representativo típico de disposición de serpentín 22
ilustrada en la fig. 2. La disposición de serpentín 22 tiene una
pluralidad de tubos 62, que son generalmente paralelos dentro de la
disposición 22, pero pueden utilizarse configuraciones alternativas.
Los tubos 62 en las figs. 4, 6, 6A, 9 y 10 son parte de una
estructura de circuito de alimentación, que ha sido indicada antes,
proporcionando fluido refrigerante a los tubos adyacentes 62 en
direcciones opuestas desde dispositivos de refrigeración tales como
un enfriador 18. El hielo resultante de la formación de fluido de
almacenamiento térmico solidificado en tubos 62 está ilustrado en la
fig. 3C. Este concepto de formación desde direcciones opuestas o
extremos de tubos proporciona una masa de hielo más uniforme en
tubos 62 para maximizar el uso del volumen de la cámara 26, y esta
técnica es conocida. Similarmente, el uso de una disposición de
circuito de alimentación es conocido y mostrado en la fig. 3 junto
con el uso de cabezales 58 y 59 para retener tubos 62 y para
transferir fluido refrigerante desde el enfriador 18 u otro aparato
refrigerante.
Como se ha observado antes, la fig. 3 ilustra la
disposición ordenada 22 de tubos 62 en la cámara 26. Una vista en
sección transversal de la disposición 22 de conjuntos conocidos
proporciona tubos 62 en una disposición uniforme. Típicamente,
primeros circuitos o columnas 68 y segundos circuitos o columnas 76
de esta disposición proporcionan una serie de filas 70 y columnas 72
con espacio de separación uniforme 84 entre centros de tubos de
filas y columnas adyacentes. En la fig. 3A, el espacio de separación
horizontal 84 entre centros de tubos de columnas de tubos adyacentes
68 y 76 es sustancialmente uniforme a través de la anchura 71 de la
disposición 22.
En la fig. 3A, se ha observado que el espacio de
separación vertical o distancia 73 es menor que el espacio
horizontal 84. En esta figura de referencia o de la técnica
anterior, la disposición de tubos 22 es indicada con formaciones 90
de hielo uniformes, pero en la dirección vertical de columnas 72 y
80 las masas solidificadas entre tubos adyacentes 62 han unido o
salvado el espacio 73. El corredor o pasillo vertical 88 entre
columnas adyacentes verticalmente 72 y 80 a través de la anchura 71
de la disposición permanece abierto para la circulación de fluido en
el pasillo 88. La anchura entre formaciones de hielo 90 o tubos 62
es indicada como espacio 81 en la fig. 3A.
La configuración de formación de hielo anterior
es una característica deseada o de diseño para la formación de hielo
al cien por cien o crecimiento de hielo de capacidad completa.
Después de ello, el conjunto de serpentín 10 de almacenamiento
térmico y específicamente el enfriador de hielo 18 deben cesar el
proceso de solidificación-regeneración. Sin embargo,
se sabe que se desarrollará hielo de forma continuada en los tubos
62 mientras el enfriador 18 continúe funcionando. Tal crecimiento
continuado de hielo será a una velocidad de crecimiento menor y
puede alcanzar el puenteo completo a través de pasillos 88 para
formar lo que es denominado como una masa monolítica, como se ha
mostrado en la fig. 3B. Este puenteo del hielo reduce o elimina toda
la circulación de fluido de almacenamiento térmico entre tubos
adyacentes 62 en la disposición 22 y el fluido de almacenamiento
térmico dentro de la cámara 26 fluye fundamentalmente a lo largo y
alrededor del perímetro de la disposición 22 de serpentín tal como
en las paredes laterales 96 y 98, parte superior 95, parte inferior
97 y las paredes de extremidad no mostradas. Esto minimiza la
capacidad del fluido a circular a través de los pasillos 88 y de la
disposición 22 y reduce la efectividad de transferencia de calor al
fluido de almacenamiento térmico que es transferido por la bomba de
hielo 36 al aparato 44 o intercambiador de calor 12, ya que el área
de contacto con el hielo utilizable ha sido dramáticamente reducida
a partir de las características de diseño. Como consecuencia de la
pérdida de efectividad de transferencia de calor, la temperatura del
fluido de almacenamiento térmico que comunica al aparato 44 aumenta.
El fluido de almacenamiento térmico, a temperatura elevada, reduce
la eficiencia del intercambiador de calor 12 o aparato 44, que puede
requerir utilización de dispositivos de refrigeración suplementarios
u otra acomodación para conseguir las prestaciones operativas
deseadas a partir de tales dispositivos. Así, después de que tenga
lugar una formación en exceso de hielo, se desea mantener al menos
alguno de los pasillos 88 abiertos al paso de fluido en cualesquiera
condiciones, incluyendo formación en exceso de hielo, para mantener
el área de contacto con el hielo más utilizable para conseguir y
mantener temperaturas de fluido de almacenamiento térmico menores,
como se ha ilustrado en la fig. 12. Más específicamente, se desea
mantener al menos algo del área de hielo utilizable disponible para
contacto con el fluido de almacenamiento térmico después de que se
haya alcanzado o sobrepasado la formación de hielo a capacidad
completa o máxima diseñada. Como se ha observado antes, los métodos
generalmente utilizados de vigilar la formación de hielo para evitar
el puenteo de pasillos 88 han incluido la inspección visual o
medición del nivel de fluido en la cámara 26 del depósito o
controles de espesor del hielo.
El presente invento proporciona la formación de
hielo en la cámara 26 con una tolerancia para un estado de formación
en exceso que mantendrá la circulación de fluido en al menos alguno
de los pasillos 88. Específicamente, los pasillos 88 son mantenidos
abiertos entre al menos alguno de los circuitos generalmente
verticales 68 y 76, cuyos pasillos 88 en la fig. 3 mantendrán
aproximadamente el treinta por ciento del área de contacto con la
superficie del hielo expuesta deseado para mantenimiento de la
transferencia de calor deseada al fluido de almacenamiento térmico
en circulación.
En la fig. 4, el primer circuito 68 y el segundo
circuito 76 con tubos 62 están de nuevo previstos como componentes
de la disposición 66 en esta primera realización ilustrativa del
presente invento, que aparece con la misma configuración general de
la disposición 22 antes considerada. En esta configuración, pares de
primeros circuitos 68 y segundos circuitos 76 o conjuntos de
circuitos 100 están estrechamente alineados en columnas verticales
72 y 80 siendo un primer espacio de separación 104 entre los pares
adyacentes de tubos 62 en columnas 72 y 80 menor que el primer
espacio de separación 84 uniforme de la disposición 22 de la técnica
anterior en la fig. 3.
En esta realización de la fig. 4, pares
adyacentes 100 de circuitos 68 y 76 están separados por pasillos o
corredores 102, que son más anchos que los primeros pasillos 88 de
la disposición 22 de la técnica anterior. En una disposición
ejemplar, el espacio de separación 104 fue reducido en anchura desde
el primer espacio de separación 84 aproximadamente en un treinta por
ciento. Sin embargo, La anchura 81 de los pasillos 88 fue más del
doble (en longitud) de la anchura 103 para proporcionar pasillos 102
entre pares de circuito adyacentes 100.
Como se ha observado en la fig. 4, la formación
de hielo concéntrica puenteará la distancia de separación vertical y
horizontal entre tubos adyacentes 62 en cada par de circuitos 100 a
una formación de hielo de capacidad completa o máxima. Sin embargo,
el pasillo 102 permanecerá abierto con más de dos veces la anchura
del pasillo 88 antes indicado.
Los componentes de la disposición 66 mantienen el
pasillo 102 abierto al flujo del fluido, y consiguientemente al
flujo de aire desde el aireador 28, incluso en condiciones de
formación en exceso. En funcionamiento, como el hielo es
desarrollado en tubos 62 el hielo proporciona un efecto aislante en
los tubos 62, que reduce la velocidad de refrigeración de fluido de
almacenamiento térmico por refrigerante desde el enfriador 18. Así,
la velocidad de formación del hielo es reducida y el efecto en el
compresor del enfriador es observado como una reducción en la
presión de succión y temperatura de refrigerante en el enfriador 18
así como una reducción en la temperatura del glicol en el enfriador
18. Estos parámetros son correlativos a una formación de hielo de
capacidad completa de diseño como una medida de formación de hielo
deseada. Sin embargo, el funcionamiento continuado del enfriador 18
dará como resultado una formación continuada en tubos 62 y pares de
circuitos 100. Como la anchura 103 del pasillo 102 es ahora dos
veces la anchura de la técnica anterior y la velocidad de formación
de hielo ha sido reducida, el pasillo 102 permanecerá abierto a la
circulación de fluido incluso en un estado de formación de hielo en
exceso, aunque, la anchura 81 del pasillo 88 disminuirá de magnitud.
El mantenimiento del pasillo 102 mantendrá las temperaturas deseadas
debido a la mayor magnitud de área de contacto con el hielo para
transferir calor desde el fluido de
almacenamiento-térmico reciclado.
En una realización alternativa, tubos 62 de
columnas adyacentes 72 y 80 han sido previstos nominalmente más
estrechamente alineados entre sí, es decir, la anchura 104 del
pasillo puede ser reducida aproximadamente en un siete por ciento
menos que la anchura de la fig. 4, como un ejemplo. El efecto ha
proporcionado un aumento aproximado en la anchura 103 y en el tamaño
del pasillo 102 de aproximadamente el quince por ciento, lo que
mejora además la capacidad de la disposición 66 para mantener la
suficiente área de contacto con el hielo. Esto inhibe también la
formación de hielo puenteando el pasillo transversal 102 en
condiciones de formación de hielo en exceso.
Las figs. 6 y 6A demuestran otra realización
alternativa a la estructura de la fig. 4. La estructura de serpentín
22 en la fig. 6 en la formación de hielo de diseño tiene la mitad
del número de pasillos verticales 102 indicados en la estructura de
la fig. 3. Esto permite más gramos de hielo por centímetro cúbico en
el depósito 24, lo que es corrientemente denominado como eficiencia
de empaquetado de hielo, y también debe permitir una cantidad menor
de aire requerida para agitación por una reducción de cómo mucho el
cincuenta por ciento a partir de estructuras anteriores. En estas
ilustraciones, el espacio de separación 104 entre tubos adyacentes
62 en columnas 68 y 76 están desplazados lateralmente en
aproximadamente el treinta por ciento más que los tubos de la fig.
3. El pasillo 102 y la anchura 103 son reducidos consiguientemente
en aproximadamente el quince por ciento de anchura, pero el pasillo
102 es mantenido en una condición abierta incluso en un estado de
formación en exceso. Además, la anchura incrementada 104 requiere
más energía para proporcionar el puenteo del hielo y puede
incorporar potencialmente vacíos 105 en la capacidad completa de
diseño. Los vacíos 105 pueden abrir pasillos 104 para la circulación
del fluido después de la fusión de hielo mientras el fluido fluye al
aparato 44 u otras demandas sobre la capacidad térmica almacenada.
En esta ilustración, puede apreciarse que tan pronto como los
cilindros de hielo 90 o tubos adyacentes 62 tocan o se puentean, el
área de transferencia de calor del hielo es disminuida a la mitad.
Durante la formación de hielo en tubos 62, el crecimiento del
diámetro en sección transversal del hielo aumenta el factor de
aislamiento del hielo con relación a la capacidad de transferir
calor entre el refrigerante en tubos 62 procedente del enfriador 18
y el fluido de almacenamiento térmico en la cámara 26.
Consiguientemente, la velocidad de crecimiento del hielo en tubos 62
es reducida significativa y rápidamente, como se ha mostrado en la
fig. 13. El efecto en el enfriador es un descenso rápido en
capacidad, presión de succión y temperatura, así como en temperatura
del glicol. Este rápido descenso en la capacidad puede ser vigilado
para observar el final de los ciclos de formación del hielo de
manera más precisa que los métodos de la técnica anterior.
Otro ejemplo de variación en la anchura del
pasillo 104 entre tubos adyacentes 62 de columnas 68 y 76 tiene una
anchura de pasillo 104 de aproximadamente el siete por ciento más
ancha que la anchura entre tubos 62 en la fig. 4. Esto da como
resultado un estrechamiento de pasillos 102 y anchura 103 de
aproximadamente un cuatro por ciento, pero esta reordenación reduce
el exceso de formación o velocidad de puenteo entre tubos adyacentes
62 en cada par 100. La estructura continuará manteniendo el área de
transferencia de calor mínima deseada del treinta por ciento.
Aunque las realizaciones antes indicadas ilustran
variaciones de conjuntos pareados de tubos adyacentes 62 con
anchuras 102 de pasillo común, se reconoce que estas anchuras
variarán en condiciones operativas variables, tales como velocidad
de formación de hielo o fusión en columnas individuales 68 y 76 o
tubos 62. Además, las anchuras específicas pueden ser una elección
de diseño o accionadas por una especificación a partir de una
aplicación para almacenamiento térmico, pero la ordenación y
disposición es generalmente aplicable a tales estructuras.
Otra realización tiene tubos adyacentes 62 en
pares 100 alineados más próximamente para proporcionar una dimensión
más estrecha para el pasillo o espacio 104. Además, la anchura de
separación 103 es hecha también más estrecha para disminuir
generalmente las anchuras de los pasillos 102. Sin embargo, la
disminución en las anchuras de los pasillos 102 y 104 es acomodada
por la previsión de pasillo central y agrandado 110 con una anchura
aproximadamente de dos veces la anchura 103. Este pasillo agrandado
110 proporcionará circulación de fluido a través de la disposición
66 incluso en una condición de formación en exceso extrema cuando la
circulación de fluido es inhibida o restringida a través de los
pasillos 102. Esta estructura permitiría al fluido contactar con más
área de hielo para mantener una temperatura de fluido inferior que
con una masa de hielo monolítica. Este caudal continuará manteniendo
la temperatura de fluido deseada por debajo de 1ºC e incrementará la
velocidad de fusión de tales masas monolíticas para volver a abrir
los pasillos 102 a la circulación de fluido y aire.
Las figs. 9 y 9A muestran una disposición
estructural 66 similar generalmente a la disposición 66 de las figs.
4 y 6 con un pasillo grande 128 entre grupos adyacentes 120. En esta
estructura, el pasillo 102 entre tubos 62 de cada par 100 es
incrementado aproximadamente en un treinta por ciento. El aumento da
como resultado de nuevo en vacíos 105 a la capacidad completa de
diseño entre cilindros de hielo 90. Sin embargo, hay una reducción
en la anchura de pasillos 102 de aproximadamente el diecisiete por
ciento, y una reducción en la anchura de separación 103 de
aproximadamente el catorce por ciento. Las reducciones son
reflejadas de nuevo manteniendo la anchura del pasillo 110
aproximadamente igual en ambas realizaciones para proporcionar
continuamente acceso de circulación de fluido a través de la
disposición 66. Aunque solo se han descrito pares 100 de dos
circuitos en las figs. 4, 6 y 9, que tienen solamente dos circuitos
adyacentes 68, 76 por par 100, se ha considerado que los pares 100
pueden tener 3 o más circuitos estrechamente adyacentes 68, 76 en
cada agrupamiento 100. El uso de la ilustración de solo dos
circuitos era para facilitar la ilustración y la comprensión no como
una limitación del número de circuitos utilizados 68, 76.
En una tercera estructura, conjuntos múltiples
120 de tubos 62 de serpentines 68 y 76 están previstos en estrecha
proximidad entre sí en las figs. 10 y 10A. En cada conjunto 120
pasillos estrechos 122, similares al pasillo 88 en la fig. 3, están
previstos entre tubos adyacentes 62 o cilindros de hielo 90. Los
pasillos estrechos 122 son, por ejemplo, aproximadamente el treinta
por ciento más estrechos que los pasillos 88, aunque la anchura del
pasillo 104 entre los centros de tubos adyacentes es solo de
aproximadamente el tres por ciento. Los conjuntos ilustrados 120 en
la fig. 10 tienen seis columnas verticales de tubos 62 y circuitos
68 y 76. Los tres conjuntos 120 en la disposición 126 están
provistos de pasillos amplios 128 entre conjuntos adyacentes 120,
cuyos pasillos 128 con propósitos comparativos son solo
aproximadamente treinta y cinco por ciento más estrechos que el
pasillo amplio central 128 de la tercera estructura indicada. Esta
estructura está acomodando tanto una condición de formación en
exceso como proporcionando más área de contacto de superficie de
hielo para transferencia de calor que los dispositivos de la técnica
anterior en tal estado de formación en exceso. Puede verse que hay
una reducción en el número total de tubos 62, pero es un número
equivalente a la técnica anterior con anchuras de pasillo mejoradas
y seguridad o anchuras amplias para acomodar la formación de hielo
en exceso con la previsión adecuada para la circulación de fluido.
Incluso en una formación de hielo en exceso, los vacíos 105 aparecen
entre los tubos adyacentes 62 en la disposición 120.
En otra realización, varios conjuntos de tubos
pareados 62 están provistos de pares de tubos 100 como se ha
indicado antes con pasillos 102 entre ellos están pareados
próximamente con pares de tubos adyacentes 100 para proporcionar una
disposición 120 de varios tubos. Estas disposiciones 120 de varios
tubos tienen pasillos amplios 128 entre disposiciones adyacentes
120. En esta configuración de disposición 126, la anchura del
pasillo 102 y la anchura 103 serían aproximadamente iguales a la
anchura del pasillo 102 y la anchura 103 de la tercera estructura
antes indicada. Sin embargo, mediante pares 100 más estrechamente
ensamblados, se preverían tubos añadidos 62 a la disposición 126,
aunque se reconoce que los cilindros de hielo 90 de tubos adyacentes
62 de serpentines 68 y 76 estarán más propensos a ser puenteados. La
estructura de capacidad completa de diseño resultante proporciona
aún una pluralidad de pasillos 102 y 128 para circulación de fluido,
cuyo pasillo 128 proporciona de nuevo un margen de seguridad contra
la inhibición de circulación de fluido en una condición de formación
de hielo en exceso.
En la fig.14, dos pares de circuitos adyacentes
68 y 76 tienen divisores 130 anidados entre ellos, cuyos divisores
130 proporcionan espacios de separación 132 ampliados o ensanchados.
Estos espacios 132 son considerados adecuados para proporcionar
circulación de fluido de almacenamiento térmico a través de los
circuitos 68, 76 para acomodar el fluido de almacenamiento térmico
aceptable o la temperatura de salida del agua. Los divisores o
inserciones 130 son típicamente de un material con una baja
conductividad térmica para inhibir el puenteo del hielo a través de
tales divisores 130.
La fig. 15 ilustra la inserción de espaciadores
140 en serpentines construidos con separación de al menos un par de
serpentines adyacentes 68 y 76 por espaciadores 140, que son
materiales de baja conductividad tal como plástico. Alternativamente
los espaciadores huecos o espaciadores perforados pueden ser
utilizados para mantener el espacio de separación mejorado. Además,
los espaciadores huecos 140 podrían ser usados como conductos de
aire para conducir aire a la parte inferior del serpentín 97, u otro
fluido, para agitación más vigorosa del fluido. Este último uso de
espaciadores es considerado particularmente beneficioso en un
conjunto de tubos de acero galvanizado.
En la fig. 1, el circuito de control ilustrado
permitiría la medición de la presión de succión de entrada o la
temperatura de fluido de entrada como una medida de un cambio en el
estado de formación de hielo dentro de las disposiciones 66 y 126.
En la fig. 13, el cambio en la temperatura de glicol de serpentín
único o de succión a capacidad completa de formación de hielo
disminuye dramáticamente con el presente invento, que proporciona un
parámetro para detectar por el sensor 46. Tal señal detectada puede
ser proporcionada al dispositivo de control 50 para detener una
formación de hielo adicional y para mantener los pasos de los
pasillos 102 ó 128.
Aunque se han mostrado y descrito sólo
realizaciones específicas del presente invento, está claro que esto
no es una limitación al marco del invento descrito aquí.
Claims (16)
1. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico que tiene un alojamiento con una cámara
(26) de almacenamiento de fluido, fluido de almacenamiento térmico
en dicha cámara (26), medios para acoplar dicho conjunto de
serpentín (22) de almacenamiento y fluido de almacenamiento térmico
en dicha cámara (26) a un aparato externo (12) para recuperación de
dicha energía térmica almacenada, medios para transferir calor para
dicho fluido de transferencia de calor, y medios para conectar
dichos medios de transferencia de calor a dicho conjunto de
serpentín (22), comprendiendo dicho conjunto de serpentín (22): una
pluralidad de tubos (62) de transferencia de calor teniendo cada
tubo (62) un eje longitudinal, dichos tubos (62) acoplados a dichos
medios de transferencia de calor por dichos medios de conexión para
la comunicación de dicho fluido de transferencia de calor a través
de dichos tubos (62); dichos tubos (62) de transferencia de calor
dispuestos en una disposición planificada (66) en dicha cámara (26)
para la comunicación de dicho fluido de transferencia de calor a
través de dicha cámara (26) para reducir la temperatura de dicho
fluido de almacenamiento térmico y para el almacenamiento de energía
térmica; dicha disposición planificada (66) de tubos (62) dispuesta
en una pluralidad de filas horizontales y columnas verticales (72,
80) adyacentes generalmente, teniendo dicha disposición (66) una
anchura en sección transversal (71) y una altura transversal a dicho
eje longitudinal, cooperando dichas filas y columnas adyacentes de
tubos para definir generalmente los primeros pasillos verticales
(100) y pasillos horizontales entre dichas filas y columnas de tubos
(62) adyacentes a través de dicha anchura (71) de dicha disposición,
cooperando dichas columnas adyacentes (72, 80) de dichos tubos (62)
para definir al menos un primer espacio de separación horizontal
(104) distancia entre dichos ejes de tubos de columnas verticales
adyacentes (72, 80) de dichos tubos (62) en dicha sección
transversal de disposición, y teniendo dichas filas adyacentes al
menos una distancia de espacio de separación vertical; teniendo
dicho fluido de almacenamiento térmico una primera temperatura de
fluido; comunicando dicho fluido de transferencia de calor a través
de dichos tubos (62) operables para reducir dicha primera
temperatura de dicho almacenamiento térmico a una segunda
temperatura para solidificar al menos una parte de dicho fluido de
almacenamiento térmico en cada uno de dichos tubos (62);
caracterizado porque al menos un par de dichas columnas
adyacentes de dichos tubos (62) tienen un segundo espacio de
separación horizontal entre los ejes de dicho par de tubos
adyacentes (62) mayor que dicha primera distancia de espacio de
separación (104), cooperando al menos dicho par de tubos (62) en
columnas para definir un segundo pasillo vertical más ancho que
dicho primer pasillo vertical para proporcionar al menos un paso
(103) para la circulación vertical de fluido de almacenamiento
térmico entre al menos dicho par de columnas de tubos adyacentes
(62) en dicha disposición al puentear entre fluido de almacenamiento
térmico solidificado a través de dicha distancia de primer espacio
de separación horizontal (104) de dichas columnas verticales de
tubos.
2. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico según la reivindicación 1ª, teniendo dicho
conjunto de serpentín (22) almacenamiento un alojamiento con una
cámara (26) de almacenamiento de fluido, fluido de almacenamiento
térmico en dicha cámara (26), en que dichas columnas verticales (72,
80) de dichos tubos (62) en dicha disposición (66) están dispuestos
en grupos con al menos dos columnas verticales de dichos tubos (62)
en cada uno de dichos grupos, teniendo dicho grupo una tercera
distancia de espacio de separación entre los ejes de columnas
verticales adyacentes de tubos (62) en dicho grupo, teniendo dicha
disposición (66) al menos dos de dichos grupos de columnas
verticales de tubos (62), teniendo grupos adyacentes de al menos
dichos dos conjuntos de columnas verticales de tubos (62) columnas
verticales adyacentes de tubos (62) en proximidad a dichos grupos
adyacentes de tubos (62), cooperando dichas columnas próximas de
tubos (62) de dichos grupos adyacentes para definir una cuarta
distancia de espacio de separación entre los ejes de dichas columnas
adyacentes próximas de dichos grupos diferentes de tubos (62),
siendo dicha cuarta distancia de espacio de separación mayor que
dicha tercera distancia de espacio de separación.
3. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico según la reivindicación 2ª, en el que
dicha segunda distancia de espacio de separación y dicha cuarta
distancia de espacio de separación son aproximadamente iguales.
4. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico según cualquiera de las reivindicaciones
2ª o 3ª, en el que dicha primera distancia (104) de espacio de
separación y dicha tercera distancia de espacio de separación son
aproximadamente iguales.
5. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico según cualquiera de las reivindicaciones
2ª a 4ª, en el que dichos grupos de columnas verticales de tubos
(62) son operables para proporcionar bloques segmentados de hielo y
dicho cuarto espacio de separación incorpora un pasillo vertical
puenteando el fluido de almacenamiento térmico solidificado entre
dichas columnas verticales adyacentes de tubos en cada uno de dichos
grupos.
6. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico según cualquiera de las reivindicaciones
2ª a 5ª, en el que cada uno de dichos grupos tiene una primera
columna vertical y una segunda columna vertical de tubos (62),
teniendo cada uno de dichos grupos dicha tercera distancia de
espacio de separación entre dicha primera y segunda columna vertical
de cada uno de dichos grupos; dicha cuarta distancia de espacio de
separación prevista entre el grupo adyacente de tubos (62) a través
de dicha anchura (71) de dicha disposición (66).
7. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico según cualquiera de las reivindicaciones
precedentes que comprende además al menos un cabezal; teniendo cada
tubo (62) en dicha cámara un primer extremo y un segundo extremo, al
menos uno de dichos primer y segundo extremos acoplado al menos a
uno de dichos cabezales; teniendo dicho cabezal una abertura de
entrada y una abertura de salida acopladas a medios para transferir
calor por dichos medios de conexión, dicho cabezal operable para
comunicar dicho fluido de transferencia de calor a dicha disposición
(66) de tubos (62).
8. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de enfriamiento a un conjunto de serpentín (22) de
almacenamiento térmico según cualquiera de las reivindicaciones
precedentes en el que dicho medio para transferir calor es un
enfriador de refrigeración que tiene un compresor con una abertura
de descarga que proporciona un fluido de enfriamiento para dicha
disposición (66) de tubos (62) para reducir dicha temperatura de
fluido de almacenamiento térmico, y una abertura de entrada para
recibir dicho fluido de enfriamiento procedente de dicha disposición
(66) de tubos (62) a una segunda presión de succión reducida, y
medios para detectar al menos una de entre la temperatura de fluido
de enfriamiento, la presión de succión del compresor, y la carga del
enfriador como indicativo de solidificación de dicho fluido de
almacenamiento térmico a una capacidad de diseño en dicho conjunto
de serpentín (22) de almacenamiento térmico.
9. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico según se ha reivindicado en cualquiera de
las reivindicaciones 2ª a 8ª en que dicha disposición tiene una
pluralidad de columnas verticales de tubos (62), dichas columnas
verticales previstas en tres conjuntos de tubos verticales (62),
dicha cuarta distancia de espacio de separación aproximadamente
veinticinco por ciento mayor que dicha tercera distancia de espacio
de separación.
10. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico según cualquiera de las reivindicaciones
precedentes en que dicha disposición (60) de tubos (62) es una
disposición (66) de dos circuitos que tiene un primer circuito de
circulación de fluido y un segundo circuito de circulación de
fluido, estando dispuestos dichos tubos (62) de dicha disposición
(66) en alineación alternativa de dicho primer y segundo circuitos
en al menos dichas columnas verticales, teniendo dichos tubos (62)
en dicha disposición (66) ejes generalmente paralelos; fluyendo
dicho fluido de transferencia de calor en dicho primer circuito de
serpentín en una primera dirección y hacia adelante, fluyendo dicho
fluido de transferencia de calor en dicho segundo circuito de
serpentín en una segunda dirección opuesta a dicha primera
dirección, proporcionando dicha dirección de flujo opuesta en dichos
tubos adyacentes (62) una solidificación generalmente más uniforme
de dicho fluido en dichos tubos (62) en dichas direcciones de flujo
para proporcionar un fluido de almacenamiento térmico solidificado
más uniforme en dichos tubos (62) en dicha cámara.
11. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico según cualquier reivindicación precedente
en que cada uno de dichos tubos (62) en dicha disposición
planificada (66) tiene un diámetro en sección transversal de
aproximadamente 25,4 mm, definiendo cada una de dichas columnas
verticales de dichos ejes longitudinales de dicho tubo (62) un plano
de referencia, cooperando dichos planos adyacentes de dichas
columnas adyacentes de cada uno de dicho par de columnas para
definir dicho primer espacio de separación entre los primer y
segundo planos de referencia adyacentes, siendo dicho primer espacio
de separación (104) entre dichas columnas adyacentes al menos 71,12
mm entre dichos pares adyacentes de columnas; dicho segundo espacio
de separación previsto entre dichos pares adyacentes de columnas
verticales, teniendo cada uno de dichos pares de columnas uno de
dicho par de planos verticales en proximidad a uno de dicho par de
planos verticales de un par adyacente de planos verticales,
cooperando dichos planos próximos para definir dicha segunda
distancia de espacio de separación; siendo dicha segunda distancia
de espacio de separación al menos un diez por ciento mayor de
anchura que dicho primer espacio de separación.
12. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico según cualquiera de las reivindicaciones
1ª a 10ª en el que cada uno de dichos tubos (62) en dicha
disposición planificada (66) tiene un diámetro en sección
transversal de aproximadamente 25,4 mm, definiendo cada una de
dichas columnas verticales de dichos ejes longitudinales de tubos un
plano de referencia, cooperando dichos planos adyacentes de dichas
columnas adyacentes de cada uno de dicho par de columnas para
definir dicho primer espacio de separación entre primer y segundo
planos de referencia adyacentes, dicho segundo espacio de separación
previsto entre dichos padres adyacentes de dichas columnas
verticales, teniendo cada uno de dichos pares de columnas uno de
dicho par de planos verticales en proximidad a uno de dicho par de
planos verticales de un par adyacente de planos verticales,
cooperando dichos planos próximos para definir dicha segunda
distancia de espacio de separación; en el que dicha segunda
distancia de espacio de separación puede extenderse sobre un
intervalo de entre aproximadamente el cinco por ciento y el
cincuenta por ciento mayor que dicho primer espacio (104),
extendiéndose dicho primer espacio de separación entre un intervalo
de dichos 71,12 mm y 106,68 mm.
13. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico según cualquiera de las reivindicaciones
2ª y 3ª a 12ª cuando depende de la reivindicación 2ª, en el que cada
uno de dichos grupos tiene una primera columna vertical y una
segunda columna vertical de tubos (62), teniendo cada uno de dichos
grupos dicha tercera distancia de espacio de separación entre dichas
primera y segunda columnas verticales de cada uno de dichos grupos;
dicha cuarta distancia de espacio de separación prevista entre
grupos adyacentes de tubos (62) a través de dicha anchura (71) de
dicha disposición (66); teniendo cada uno de dichos tubos (62) en
disposición planificada (66) un diámetro en sección transversal de
aproximadamente 25,4 mm, definiendo cada una de dichas columnas
verticales de dichos ejes longitudinales de tubos un plano de
referencia, cooperando dichos planos adyacentes de dichas columnas
adyacentes de cada uno de dichos pares de columnas para definir
dicho primer espacio de separación entre dichos primer y segundo
planos de referencia adyacentes, siendo dicho primer espacio de
separación (104) entre dichas columnas adyacentes de al menos 71,12
mm entre dichos pares adyacentes de columnas; dicho segundo espacio
de separación previsto entre pares adyacentes de dichas columnas
verticales, teniendo cada uno de dichos pares de columnas uno de
dicho par de planos verticales en proximidad a uno de dicho par de
planos verticales de un par adyacente de planos verticales,
cooperando dichos planos próximos para definir dicha segunda
distancia de espacio; siendo dicha segunda distancia de espacio de
separación al menos un diez por ciento mayor en anchura que dicho
primer espacio de separación (104).
14. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico según cualquiera de las reivindicaciones
2ª y 3ª a 12ª cuando depende de la reivindicación 2ª en el que cada
uno de dichos grupos tiene una primera columna vertical y una
segunda columna vertical de tubos (62), teniendo cada uno de dichos
grupos dicha tercera distancia de espacio de separación entre dichas
primera y segunda columna vertical de cada uno de dichos grupos;
dicha cuarta distancia de espacio de separación prevista entre
dichos grupos adyacentes de tubos (62) a través de dicha anchura
(71) de dicha disposición (66); teniendo cada uno de dichos tubos
(62) en la disposición planificada (66) un diámetro en sección
transversal de aproximadamente 25,4 mm, definiendo cada una de
dichas columnas verticales de dichos ejes longitudinales de tubos un
plano de referencia, cooperando dichos planos adyacentes de dichas
columnas adyacentes de cada uno de dichos pares de columnas para
definir dicho primer espacio de separación entre dichos primer y
segundo planos de referencia adyacentes, dicho segundo espacio de
separación previsto entre pares adyacentes de dichas columnas
verticales, teniendo cada uno de dichos pares de columnas uno de
dicho par de planos verticales en proximidad a uno de dicho par de
planos verticales de un par adyacente de planos verticales,
cooperando dichos planos próximos para definir dicha segunda
distancia de espacio; y en el que cada uno de dicho tercer espacio
de separación es equivalente a dicha segunda distancia de espacio de
separación, dicha segunda distancia de espacio de separación puede
extenderse sobre un intervalo de entre aproximadamente el cinco por
ciento y el cincuenta por ciento mayor que dicha primera distancia
de espacio, extendiéndose dicho primer espacio (104) entre un
intervalo de dichos 71,12 mm y 106,68 mm, dicho cuarto espacio de
separación se extiende sobre un intervalo de aproximadamente diez
por ciento y cien por cien mayor que dicha segunda distancia de
espacio de separación.
15. Un conjunto de serpentín para comunicación de
un fluido de transferencia de calor a un conjunto de serpentín (22)
de almacenamiento térmico según cualquiera de las reivindicaciones
precedentes, y que además comprende un circuito de enfriamiento y
refrigeración; teniendo dicho circuito de refrigeración medios para
enfriar un fluido de transferencia de calor, medios para conectar
dicho circuito de refrigeración a dicha disposición de serpentín
(66) y deposito de almacenamiento térmico para transferir fluido de
transferencia de calor a dicho depósito para enfriar dicho fluido de
almacenamiento térmico y devolver dicho fluido de transferencia de
calor a dicho circuito de refrigeración, medios para controlar dicho
circuito de refrigeración, medios para detectar temperatura y
presión de succión de dicho fluido de transferencia de calor que
vuelve a dicho circuito de refrigeración, medios para acoplar dichos
medios de detección a dichos medios de control para controlar dicho
circuito de refrigeración y la comunicación de fluido de
transferencia de calor a dicho depósito.
16. Un conjunto de serpentín según la
reivindicación 15ª en el que dichos medios de detección y medios de
control son operables para cesar la circulación de fluido de
transferencia de calor a dichos serpentines en un cambio
predeterminado en una de entre dicha temperatura de fluido de
transferencia de calor y presión de succión de tubería para evitar
otra solidificación de dicho fluido de almacenamiento térmico para
la conservación de al menos dichos segundos pasillos de espacio de
separación para la circulación de fluido y transferencia de calor
dentro de dicha disposición (66).
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