MXPA99010878A - Sistema de intercambio de calor de bajo perfil con consumo reducido de agua - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema de intercambio de calor para extraer calor de un fluido de proceso, caracterizado porque comprende:una entrada del fluido de proceso de y una salida de fluido de proceso;una sección de intercambio de calor de contacto indirecto seco que tiene un lado de entrada de aire, un lado de salida de aire y circuito del fluido de proceso;una segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto que tiene un lado de entrada de aire, un lado de salida de aire y un circuito de fluido de proceso;una sección de intercambio de calor de contacto directo que tiene un lado de entrada de aire, un lado de salida de aire y medio de llenado;una trayectoria de flujo del fluido de proceso que conecta de fluido de proceso, el circuito del fluido de proceso de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seco, el segundo circuito de fluido de proceso de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto y la salida del fluido de proceso, la trayectoria de flujo del fluido de proceso proporciona a flujos sustancialmente continuos de fluidos de proceso a través de ambas de las secciones de intercambio de calor de contacto indirecto seco y la segunda sección de intercambio de calor una pluralidad de salidas de líquido evaporado de la sección indirecta colocadas para distribuir el líquido evaporado por encima de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto;una pluralidad de saldas de líquido evaporado de la sección directa colocadas para distribuir el líquido evaporado por encima la sección de intercambio de calor de contacto directo;un colector de la sección indirecta colocado para colectar el líquido evaporado de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto;un colecto de la sección directa colocado para colectar líquidos evaporados desde la sección de intercambio de calor de contacto directo;una primera bomba y una primera trayectoria de flujo de líquido evaporado conectados entre el colector de la sección indirecta y las salidas de líquido evaporado y la sección directa para desplazar el líquido evaporador desde el colector de la sección indirecta hacia las salidas del líquido evaporado de la sección directa para que el líquido evaporado pueda ser distribuido de manera selectiva sobre los medios de llenado;una segunda bomba y una segunda trayectoria de flujo del líquido evaporado conectados entre el colector de la sección directa y las salidas de líquido evaporado de la sección indirecta para desplazar el líquido evaporado desde el colector de sección directa hacia las salidas de líquido evaporado de la sección indirecta de manera que el líquido evaporado puede ser distribuido de manera selectiva por encima de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto;y un dispositivo de desplazamiento de aire que desplaza corriente de aire a través de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seco, la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto y la sección de intercambio de calor de contacto.

Description

SISTEMA DE INTERCAMBIO DE CALOR DE BAJO PERFIL CON CONSUMO REDUCIDO DE AGUA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a intercambiadores de calor y más particularmente a sistemas intercambiadores de calor evaporativos de circuito cerrado y sistemas de intercambio de calor evaporativo de circuito cerrado directo e indirecto combinados. El calor de desperdicio puede ser expulsado hacia la atmósfera mediante intercambiadores _ de calor seco o sensibles. En un intercambiador de calor seco o sensible, existen dos fluidos: una corriente de aire y una corriente de fluido de proceso. En un sistema cerrado, la corriente de fluido de proceso está encerrado de manera que no estén en contacto directo entre la corriente de aire y la corriente de fluido de proceso; la corriente de fluido de proceso no está abierta hacia la atmósfera. La estructura cerrada, puede ser una bobina de tubos . El calor sensible es intercambiado conforme la corriente de aire es pasada sobre la estructura que encierra la corriente de fluido de proceso. En la técnica estás estructura son conocidas como "intercambiadores _de calor compactos". En la mayoría de los climas, los intercambiadores de calor evaporativos ofrecen significativas mejoras de eficiencia de proceso sobre los intercamb a.dores de calor seco. Un tipo de intercambiador de calor evaporativo es un intercambiador de calor directo. En un intercambiador de calor directo, solamente una corriente de aire y una corriente de líquido evaporativo están involucradas; la corriente de líquido evaporativo es usualmente agua, y las dos_corrientes entran en contacto directo entre sí. Otro tipo de intercambiador de calor evaporativo es un intercambiador de calor evaporativo de circuito cerrado indirecto, donde están involucradas tres., corrientes: una corriente _de aire, una corriente de líquido evaporativo y una corriente de fluido de proceso encerrada ._ La corriente de_ fluido encerrada intercambia primero el calor sensible con el líquido evaporativo a través de transferencia de calor indirecta ya que no hace contacto directamente con_ el líquido evaporativo y después la corriente de aire y el calor de intercambio de líquido evaporativo y la masa cuando estos entran en contacto entre _sí. Otro tipo de intercambiador de calor evaporativo es un intercambiador de calor evaporativo de circuito cerrado directo e indirecto combinado. Los ejemplos de sistemas combinados se describen en las Patentes Norteamericanas Números 5,435,382 (1995) y 5,816,318 (1998) para Cárter. Ambos intercambiadores de calor secos y evaporativo se usan comúnmente para expulsar el calor como enfriadores o condensadores. Los enfriadores evaporativos expulsan el calor a temperaturas que se aproximan a las temperaturas de bulbo de humedad ambiente inferior, en tanto que los enfriadores secos están limitados aproximarse a las temperaturas de bulbo seco ambientales superiores . En muchos climas la temperatura de bulbo húmedo ambiental está frecuentemente entre -6.6 a -1.1°C (20 a 30 °F) por debajo de la temperatura de bulbo seco de diseño ambiental. Por tanto, en un enfriador evaporativo, la corriente de líquido evaporativo puede alcanzar una temperatura significativamente menor que la temperatura de bulbo seco ambiental, que ofrece la oportunidad de incrementar eficiencia del proceso de enfriamiento y de reducir los requerimientos de energía de proceso general. A pesar de estás oportunidades para incrementar las eficiencias del proceso y los bajos requerimientos de energía de proceso generales, el enfriamiento evaporativo no se usa con, frecuencia debido a la preocupación acerca del consumo de agua- a partir de la evaporación del líquido evaporativo y los potenciales de congelación durante la evaporación en clima frío . Además, tanto los intercambiadores de calor evaporativos como sensibles están dimensionados .típicamente para ejecutar su ciclo de expulsión de calor requerido en momentos de mayor dificulta térmica. Está condición de diseño es típicamente expresada como el bulbo de humedad de diseño de verano o la temperatura de bulbo seco. En tanto que con frecuencia es critico que el equipo de expulsión de calor sea capaz de expulsar la cantidad requerida de calor en esas condiciones de diseño, la duración de esas temperaturas atmosféricas elevadas puede sumar tanto como 1% de las horas de operación del equipo. El resto del tiempo, el equipo puede tener más capacidad de la requerida, resultando en el desperdicio de energía y líquido evaporativo. También es deseable que la altura general de las torres de enfriamiento evaporativas estén limitadas, de manera que las torres de enfriamiento pueden utilizarse en espacios con espacio libre limitado, y de manera que la bomba utilizada para el líquido evaporativo tenga una cabeza de bombeo reducida. La presente invención está dirigida a proporcionar un sistema de intercambio de calor que tiene un perfil bajo. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS En los siguientes dibujos, números de referencia similares se usan para partes similares y: La FIGURA 1 es una vista lateral de un sistema de intercambio de calor de circuito cerrado, con partes mostradas en forma esquemática y con parte del alojamiento retirado para ilustrar el interior del sistema de intercambio; La FIGURA 2 es una vista lateral de una segunda modalidad de un intercambiador de calor de circuito cerrado, con _ partes mostradas en forma esquemática y con parte del alojamiento retirado para ilustrar el interior del intercambiador de calor; La FIGURA 3 es una vista frontal de un circuito en forma de serpentina individuai que puede utilizarse en la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto del intercambiador de calor de la presente invención; La FIGURA 4 es una vista lateral de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto que puede utilizarse en el intercambiador de calor de la presente invención . La FIGURA 5 es una vista frontal, de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto que muestra la relación alternada entre los circuitos adyacentes y la_ disposición de los cabezales de entrada y salida; La FIGURA 6 es una vista en perspectiva de un dispositivo de intercambio de calor de contacto indirecto. seco, o intercambiador de calor compacto, que puede utilizarse en el intercambiador de calor de circuito cerrado de la- presente invención; La FIGURA 7 es una vista en perspectiva del exterior de un aparato de intercambio de calor tal como aquellos mostrados en las FIGURAS 1-2; La FIGURA 8 es una vista en perspectiva del exterior del aparato de intercambio de calor de la FIGURA 7, a lo largo de la línea 8-8 de la FIGURA 7; La FIGURA 9 es una vista esquemática del aparato de intercambio de calor de la FIGURA 1 mostrado en un primer modo de operación; La FIGURA 10 es una vista esquemática del aparato de intercambio de calor de la FIGURA 1 mostrado en un segundo modo de operación; y La FIGURA 11 es una vista esquemática del aparato de intercambio de calor de la FIGURA 1 mostrado en un tercer modo de operación; Una primera modalidad de un sistema de intercambio de calor 8 para extraer calor desde un fluido de proceso se ilustra en la FIGURA 1. El sistema 8 incluye un aparato 10 de intercambio de calor con una entrada 12 de fluido de proceso conectada para recibir el fluido de proceso desde un dispositivo externo (no mostrado) tal como el equipo de proceso de fabricación. Después de que el calor es expulsado desde el fluido de proceso, el fluido de proceso sale a través de una salida de fluido de proceso 14. El fluido de proceso puede comprender, por ejemplo un líquido de fase individual, tal como agua, que es recibido a través de la entrada 12 a una temperatura y descargada a través de la salida 14 a una temperatura inferior De manera alternativa, el fluido de proceso puede comprender un gas de fase simple que es recibido a través de la entrada 12 a una temperatura y descargado a través de la salida 14 a una menor temperatura. Por tanto, el sistema de intercambio de calor puede comprender un sistema de enfriamiento de fluido. Un sistema de enfriamiento de fluido se ilustra en la FIGURA 1. El sistema de intercambio de calor 8 puede comprender también un sistema de condensación, en cuyo caso el fluido de proceso puede comprender un fluido de dos fases o de fase múltiple en la entrada 12 que es descargado como un líquido de fase individual o una mezcla de líquido y gas para un fluido de fase múltiple, desde la salida 14. Un sistema de condensación de fluido se ilustra en la FIGURA 2. Debe comprenderse que estos ejemplos de fluido de proceso están proporcionados solamente para fines de ilustración, y que la invención no está limitada a ningún tipo o fase particular de fluido de proceso a menos que se establezca en forma expresa en las reivindicaciones . El aparato de intercambio de calor .ilustrado 10 es un intercambiador de calor de circuito cerrado. El fluido de proceso está encerrado entre la entrada 12 y la salida 14 de manera que no hay exposición al fluido de proceso a la atmósfera, y no hay contacto directo entre la_ corriente de fluido de proceso y cualquier corriente de aire o líquido evaporativo dentro del aparato 10.

Los sistemas de intercambio de calor 8 de las FIGURAS 1 y 2 ilustran varios elementos dentro de los limites de los aparatos de intercambio de calor 10, y fuera de los aparatos de intercambio de calor. Debe comprenderse que varios elementos del sistema descritos en lo sucesivo en la presente pueden colocarse dentro o fuera del aparato de intercambio de calor a menos que se describa de otra manera. Como se usa en la presente y en la reivindicaciones, la expresión "sistema de intercambio de calor" debe interpretarse ampliamente para incluir aparatos de intercambio de calor que comprenden las características dentro de los limites del aparato y sistemas de intercambio de calor que incluyen algunos de los elementos dentro de un aparato de intercambio de calor y algunos de los elementos fuera del aparato, y "sistemas de intercambio de calor que usan más de un aparato de intercambio de calor; el número de referencia 8 se usa en la presente para hacer referencia al sistema de intercambio de calor de manera general . Los sistemas de intercambio de calor de ambas modalidades de las FIGURAS 1 y 2 incluyen una sección de intercambio de calor de contacto indirecto seco 16. La sección seca 16 tienen un lado de entrada de aire 18, un lado de salida de aire 20 y un circuito de fluido de proceso mostrado generalmente en 22 en la FIGURA 6. Como se muestra en las FIGURAS 1 y 2, la sección de intercambio de calor de contacto indirecto 16 está comprendida de dos intercambiadores de calor idénticos 16a, 16b conectados en paralelo a un conducto de entrada 92 para recibir el fluido de proceso desde la entrada de fluido de proceso 12. Uno de los intercambiadores de calor idénticos 16a se muestra en la FIGURA 6. En las modalidades ilustradas, la sección de intercambio de calor de contacto indirecto _ seco 16 está dentro del aparato de intercambio de calor 10. Como se muestra en la FIGURA 6, cada circuito de fluido ilustrado 22 incluye un cabezal de entrada 24, cabezal de salida 25 y una pluralidad de tubos 26, cada tubo que tiene una pluralidad de aletas 27 conectadas al exterior del tubo. La sección de intercambio de calor de contacto indirectos seco 16 puede comprender una bobina de transferencia de calor con aletas externas comercialmente disponibles vendido por Super Radiator Coils of Richmond, Virginia como la parte 48x69-6R-5C -L-R, con tubos de cobre de pared de 1.58cm x 0.050cm (5/8 pulgadas x 0.020 pulgadas) y aletas de aluminio de 0.020cm (0.008 pulgadas) (plana), con 24 "circuitos, ilustrados en la FIGURA 6. Debe comprenderse que está bobina de transferencia de calor está Identificada para propósitos de ilustración solamente, y la invención no está limitada a está bobina de transferencia de calor particular. Dos o más de tales bobinas comercialmente disponibles pueden conectarse en serie o en paralelo para comprender la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16. La FIGURA 1 muestra dos de tales bobinas en una disposición en paralelo y centradas en una configuración en forma de V en el centro del aparato de intercambio de calor 10. La combinación de las bobinas puede variar con el tamaño del producto . Debe comprenderse que otras estructuras con aletas externas pueden utilizarse, tales como tubos con aletas envueltas en espiral externas, o cualquiera otra combinación clasificada como "intercambiadores de calor" compactos; la estructura mostrada para la sección de intercambio de calor de contacto indirecta seca está provista a manera de ejemplo, solamente. Para un sistema de intercambio de calor tal como aquel mostrado en la FIGURA 1, por ejemplo, puede ser deseable estructural las bobinas de intercambio de calor secas para optimizar la caída de presión a través de las bobinas. Por ejemplo, el área de cara de la _sección de intercambio de calor . de contacto indirecto seca puede optimizarse con el flujo de aire para proporcionar operación económica y eficiente. Cualquier tipo comercialmente disponible adecuado de disposición de bobina con aletas externas o internas o ambos puede utilizarse, tales como bobinas con aletas circulares o corrugadas, por ejemplo, así como cualquier otro tipo intercambiador de calor que opera en modo secó, aunque el íntercambiador de calor debe estar estructurado de manera que la caída de presión no sea excesiva. Las aletas externas se espera que incremente la eficiencia de operación de la sección de intercambio de calor, de contacto indirecto seca 16 a una caída de presión del lado del aire mínima necesaria. Para complementar la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16, las modalidades en las FIGURAS 1-2 incluyen cada una segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 que es selectivamente operable para el intercambio de calor ya sea seco o operativo. Aunque una sección tal se describe a continuación, debe de comprenderse que la siguiente descripción se aplica a ambas modalidades. En las modalidades ilustradas, la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 está alojada dentro del aparato de intercambio de calor 10. La segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 incluye un lado de entrada de aire 30, un lado de salida de aire 32 y un circuito de fluido de proceso 34. El circuito de fluido de proceso 34. El circuito de fluido de proceso 34 de la segunda sección de intercambio de calor de. contacto indirecto 28 ilustrada comprende un ensamble _ de bobina individual 36 del tipo descrito y mostrado en las Patentes Norteamericanas Números 5,435,382 y 5,816,318 y mostrados en las FIGURAS 3-5 de la presente solicitud. El ensamble de bobina 36 tiene generalmente forma rectangular con una serie de circuitos en paralelos separados estrechamente en forma horizontal 38 de forma de serpentina. Todos los circuitos 38 tienen un extremo superior conectado a un cabezal de fluido superior 40 de un extremo inferior conectado a un cabezal de fluido inferior 42. En la primera modalidad ilustrada, el cabezal de fluido inferior 42 comprende el cabezal de entrada y el cabezal de fluido superior 40 comprende el cabezal de salida cuando el aparato se usa como un enfriador de fluido. Los cabezales de entrada y salida 42, 40 están invertidos en el condensador mostrado en la FIGURA 2 de manera que el cabezal de fluido superior 40 comprende el cabezal de entrada y el cabezal de fluido inferior 42 comprende el .cabezal de salida. Los encabezados 40, 42 y los circuitos de serpentina 38 comprende el circuito de fluido de proceso 34 de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. Como se describe en las Patentes Norteamericanas Números 5,435,382 y 5,816,318 y se muestra en las FIGURAS 3-5, cada circuito individual 38 del ensamble de bobina 36 consta de una sola longitud continua de entubado de bobina que está sometida a una operación de flexión que forma la tubería en varias filas en forma de U- A-E que están en una relación vertical y equidistanciada una de^ la otra proporcionando de está manera cada circuito 38 con una forma de serpentina resultante.

La segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 puede comprender aquellas utilizadas en la serie comercialmente disponible 1500 de torres de enfriamiento de circuito cerrado y la serie 1500 de condensadores evaporativos disponibles de Baltimore Aircoil Company of Baltimore, Maryland. Debe comprenderse también que puedan utilizarse otras estructuras para la segunda sección de intercambio de calor de contacto .indirecto 28. Por ejemplo, los tubos de las bobinas pueden tener las aletas en forma externa para transferencia de calor más eficiente cuando se operan en el modo seco, o los tubos pueden tener aletas en forma interna con micro aletas u otras disposiciones similares conocidas en las técnicas. . Como se muestran en las FIGURAS 1-2, cada sistema de intercambio de calor _8 incluye también una sección de intercambio de calor de contacto directo JO que frene un lado de entrada de aire 52, un lado de salida de aire 5.4, y medios de llenado 56. En las modalidades ilustradas, la sección de calor de intercambio de contacto directo 50 está dentro del aparato de intercambio de calor 10; el lado de entrada de aire 52 está colocado de manera que el aire natural puede ser extraído dentro del aparato 10, y el lado de salida 54 se abre hacia un pleno 58. El pleno 58 recibe fambién aire desde el lado de salida 32 de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. Los medios de llenado 56 en la sección de intercambio de calor de contacto directo 50 pueden ser cualesquiera medios de llenado estándar, tales como llenado de plástico, así como medios de llenado de madera o cerámica, o cualquier medio de llenado conocido en la técnica. El medio de llenado puede ser aquel descrito en la Patente Norteamericana Número 4,361,426 (1982), por ej emplo . El llenador PVC de flujo cruzado comercialmente disponible, tal como "Accu-PAC CF 1900 Cooling Tower Film" llenador Brentwood Industries of Reading, Pensylvania, puede también utilizarse. En las modalidades ilustradas el aparato tiene un alojamiento 60 que encierra la sección de intercambio de calor de contacto indirecto 16, la segunda sección de calor de contacto indirecto 28 y la sección de intercambio de calor de contacto directo 50. El alojamiento 60 puede hacerse de cualquier material adecuado, tal como acero inoxidable o material de resina reforzada con fibra, o las partes podrían hacerse de cada material. Como se muestra en las FIGURAS 7-8, la parte superior del alojamiento tiene una o más aberturas 59 para permitir la entrada de aire natural dentro de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. Esas aberturas superiores 59 pueden estar cubiertas mediante blindaje o rejilla protectora. Una corriente de aire natural 61 puede entrar al aparato de intercambio de calor 10 a través de las aberturas 59 en la parte superior y después entrar y fluir a través de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. Como se muestra en las FIGURAS 1-2 y 7, una pared lateral 62 tiene aberturas 64 con persianas 66 o una rejilla protectora en las aberturas 64. Por tanto, otra corriente de aire ambiente 68 puede entrar al aparato de intercambio de calor a través de las aberturas 64 y entrar y fluir a través de la sección de intercambio de calor de contacto directo 50. Como se muestra en las FIGURAS 1-2, 8 y 9-11, cada alojamiento ilustrado 60 incluye también aberturas auxiliares 70 que proporciona una entrada para otra corriente de aire ambiente 72 dentro del pleno 58 sin pasar primero a través ya sea de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 o la sección de intercambio de calor de contacto directo 50. Los amortiguadores 74 pueden estar provistos para cerrarse selectivamente las aberturas de aire auxiliares 70. Los amortiguadores 74 pueden estar conectados a uno o más servomotores _ de cualquier tipo estándar, mostrado generalmente en 76 en las FIGURAS 1-2, y los motores 76 pueden estar conectados a un mecanismo de control tal como un elemento lógico central -78 u otro dispositivo de control de manera que los amortiguadores 74 pueden ser abiertos y cerrados automáticamente dependiendo de, por ejemplo, la temperatura de la corriente descendente de fluido de proceso de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16 o algún otro factor. Los amortiguadores 74 no necesitan estar motorizados aunque podrían ser manualmente operables también. Cada aparato de intercambio de calor ilustrado 10 incluye un colector de sección directa 80 y un colector de sección indirecta 82. El colector de sección directa 80 está colocado debajo del medio de llenado 56 y el colector de sección indirecta 82 está conectado colocado en la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. Los dos colectores 80,82 están anexos dentro del alojamiento, 60 y están separados mediante una pared baja 84 de manera que los colectores están separados uno del otro, la pared baja 84 es menor que las otras paredes de ambos colectores de manera que el líquido evaporativo puede fluir desde un colector hacia el otro en el caso de que los flujos sobre las dos bombas no sean iguales. Los flujos son desiguales por diseño cuando el flujo hacia la sección de intercambio de calor de contacto directo es modulado o desactivado co o se describe a continuación . En las modalidades ilustradas, la sección de intercambio de calor de contacto directo 50 y su .colector 80. están colocados en un lado 86 del aparato de intercambio de calor 10 y a la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 y su colector 82 están colocados sobre el otro lado 88 del aparato de intercambio de calor.. El pleno 58 y la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16 están colocados entre la sección de intercambio de calor de contacto directo 50 y la sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. El lado de toma de aire 18 de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16 _está dentro del pleno 58 y las dos secciones de intercambio de calor de contacto indirectos secas 16a, 16b están sostenidas para estar separadas sobre los colectores 80, 82. En cada modalidad ilustrada, el sistema de intercambio de calor 8 incluye también las trayectorias de flujo de fluido de proceso 90 que conectan las entradas de fluido de proceso 12, el circuito de fluido de proceso de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 22, el circuito de fluido de proceso de sección de intercambio de calor de contacto indirecto 34. y la salida de fluido de proceso 14. En ambas modalidades ilustradas, las trayectorias de flujo 90 están dentro de los aparatos de intercambio de calor 10. En la modalidad del enfriador de fluido de la FIGURA 1, la trayectoria de flujo 90 incluye un conducto de entrada 92 que está conectado a la entrada de fluido de proceso 12 y se ramifica para conectar hacia los cabezales de entrada 24a, 24b para cada uno de los intercambiadores de calor -de sección indirecta seca 16a, 16b. El fluido de proceso fluye en paralelo a través de _ los dos intercambiadores de calor de sección indirecta seca 16a .y 16b, y sale a través de la salida 96a, 96b hacia un conducto intermedio 98. El conducto intermedio 98 conduce y está conectado al cabezal de fluido inferior 42 de la segunda sección de intercambio de calor de contacto, indirecto 28. El fluido de proceso entra al cabezal de fluido inferior 42, fluye hacia arriba hacia el cabezal de fluido superior 40 y entra a un conducto de descarga 100 que está conectado a la salida de fluido de proceso 14. Modalidad del condensador de fluido de la FIGURA 2, el fluido de proceso entra al conducto de entrada .92, el cual se divide después en dos ramificaciones 92a, 92b. Una ramificación 92a se ramifica de nuevo y conecta hacia los. cabezales de entrada 24a, 24b para cada uno de los intercambiadores de sección indirecta seca 16a, 16b. El fluido de proceso fluye en paralelo a "través le los _ dosT intercambiadores de calor de sección indirecta seca 16a, 16b y sale a través de los conductos de salida 96a, 96b hacia un conducto intermedio 98. La otra ramificación 92b del conducto. de entrada conduce y está conectada al cabezal, de fluido superior 40 del segundo circuito de fluido de .sección de. intercambio de calor de contacto indirecto 34. El fluido de proceso entra al cabezal de fluido superior 40, fluye hacia abajo hacia el cabezal de fluido inferior 40, y entra a urr conducto de descarga 100. El conducto de descarga une también el conducto intermedio 98 en una unión 102 corriente arriba de la salida de fluido de proceso 14 de manera que las dos corrientes paralelas del fluido de proceso" están unidas corriente arriba de la salida de fluido de procesa 14. En ambas modalidades de las FIGURAS 1-2, las trayectorias de flujo de fluido de proceso 90 proporcionan flujo sustancialmente continuo del fluido de proceso a través tanto de la sección de intercambio de calor de contacto indirecta seca 16 como de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. En otras palabras, todo el fluido de proceso que entra al sistema de intercambio de calor 8 fluye a través de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto 16 y la segunda sección de _intercambio_ de calor de contacto indirecto 28 antes de salir del sistema, a través de la salida de fluido 14. No hay válvulas para limitar o bloquear el flujo de fluido de proceso, desde la sección de intercambio de calor indirecto 16, 28. Debe comprenderse que en un condensador, la velocidad de flujo de la masa de fluido de proceso hacia cada sección no será constante aunque fluirá, de una manera auto-regulada, con la capacidad de la sección del intercambiador de calor para rechazar el calor. Como se muestra en las FIGURAS 1-2, cada sistema de intercambio de calor 8 incluye también un sistema de distribución de sección indirecta 104 para distribuir selectivamente el líquido evaporativo hacia la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 para secar selectivamente y hacer el intercambio de calor evaporativo en la segunda sección de intercambio de calor de contacto ndirecto. En ambas modalidades, el sistema de distribución de sección indirecta 104 está dentro del aparato de intercambio de calor 10. Cada sistema de intercambio de calor incluye también un sistema de distribución de sección directa separado independiente 106 para distribuir de manera selectiva el líquido evaporativo hacia la sección de intercambio de calor de contacto directo 50. En ambas modalidades, el sistema de distribución de sección directa está dentro del aparato de intercambio de calor 10. En ambas modalidades ilustradas, el sistema de distribución de sección indirecta 104 incluye una pluralidad de salidas de líquido evaporativo de sección evaporativo de sección indirecta 108 colocadas sobre la segunda sección de intercambio de calor rie contacto indirecto 28. En ambas modalidades, el sistema de distribución de sección directa 106 incluye una pluralidad de salidas de líquido evaporativo de sección directa 110 colocadas para distribuir el líquido evaporativo sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo 50. Las salidas de líquido evaporativo de sección directa y de sección indirecta 108, 110 comprenden boquillas de aspersión en las modalidades ilustradas. El líquido evaporativo típicamente es agua. En cada una de las modalidades ilustradas, el sistema de distribución de líquido evaporativo de sección indirecta 106 incluye una primera bomba 112 y una primera trayectoria de flujo de líquido evaporativo 114 conectada entre el colector indirecta 82 y la salida de líquido evaporativo de sección directa 110. La primera bomba 112 mueve el líquido evaporativo desde el CQlector--.de sección. indirecta 82 a través de la trayectoria de flujo" 114 hacia las salidas de aspersión de líquido evaporativo de sección_ directa 110. Por tanto, el líquido evaporativo recolectado desde la segunda sección de intercambio de calor _de contacto indirecto 28 puede distribuirse selectivamente sobre el medio de llenado 56 para intercambio de calor evaporativo con la corriente de aire 68 en la sección de intercambio de calor de— contacto directo 50. La trayectoria de flujo 114 incluye conducto 115 conectado entre la bomba 112 y la salida 110 y un conducto de drenaje 120 que conduce desde un drenaje en el colector de sección indirecta 82 hasta la primera bomba 112. En cada modalidad ilustrada, el sistema de distribución de líquido evaporativo de sección indirecta 104,. incluye una segunda bomba 116 y una segunda trayectoria de_ flujo de líquido evaporátivo 118 conectada entre el colector. de sección directa 80 y la salidas de líquido evaporativo de sección indirecta 108. La segunda bomba 116 mueve el líquido evaporativo desde el colector de sección directa 80 a través de la segunda trayectoria de flujo 118 hacia las salidas de líquido evaporativo de sección indirecta 108. Por tanto, el líquido evaporativo puede ser distribuido selectivamente sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. La trayectoria de flujo 118 incluye conductos 119 conectados entre la segunda bomba 116 y la salida 108, y un conducto de drenaje 122 que conduce desde un drenaje en el colector.de sección directa 80 hasta la segunda bomba 116. En ambas modalidades ilustradas, las bombas 112, 116 y las trayectorias de flujo 114, 118 están dentro de los aparatos de intercambio de calor 10. La segunda bomba 116 comprende preferiblemente una bomba de velocidad constante que es activada y desactivada en. tiempos seleccionados para operación selectiva de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 como un intercambiador de calor seco o como un intercambiador de calor evaporativo. La primera bomba 112 puede comprender una bomba de velocidad variable, de manera que la cantidad de líquido evaporativo distribuido sobre el medio de llenado de la sección directa 56 puede variarse dependiendo de las condiciones. La primera bomba 112 puede también desactivarse de manera que no se distribuye líquido evapsrativo sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo 50.

Alternativamente, la primera bomba 112 puede comprender una bomba de velocidad constante, y una válvula 124 puede estar incorporada dentro de la primera trayectoria de flujo de líquido evaporativo 114 para controlar el líquido evaporativo hacia las salidas de líquido evaporativo de la sección directa 110. Para evitar que las gotas de líquido evaporativo _ sean transportadas de las segundas secciones de intercambio de calor de contacto directo y de contacto indirecto 28, 50 dentro del pleno 58, las estructuras estándar, tales como eliminadores de derivación 126, 128 están colocados entre los lados de salida de aire 32, 54, de las segundas secciones de intercambio de calor de contacto directo e indirecto 28, 50 y el pleno 58. Los eliminadores de derivación 126, 128 pueden comprender laminas metálicas de plástico o de madera o persianas estrechamente separadas, las cuales permiten el flujo de aire a través del aire a través de las mismas aunque recolectaran las gotas de aire finas en el aire. Otros dispositivos estándar pueden utilizarse también con la presente invención. Cada uno de las dos sistemas de intercambio de ,. calor ilustrados 8 incluyen también un dispositivo de _ movimiento de aire 130 para mover las corrientes de aire 61, 68 a través de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 y la sección de intercambio de calor de contacto directo 50 y dentro y a través de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seco 16. En las modalidades ilustradas, los dispositivos de movimiento de aire 130 están dentro de los aparatos de intercambio de calor 10. En cada modalidad, el dispositivo de movimiento de aire 130 se usa también para mover la corriente de aire auxiliar 72 dentro del pleno 58. En el pleno 58, todas las corrientes de aire natural 61, 68 y 72 están combinadas en la corriente de aire individual 132 que se mueve dentro y a través de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16. Los dispositivos de movimiento de aire 130 comprenden ventiladores motorizados. Modalidades ilustradas, los ventiladores motorizados están dentro del alojamiento 60, corriente arriba de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16, la segunda sección de ntercambio de calor de contacto indirecto 28, la sección de intercambio de calor de contacto directo 50 y las aberturas auxiliares 70 y los amortiguadores 74. Por tanto, el ventilador motorizado induce succiones para extraer las corrientes de aire 61, 68, 72 dentro del pleno 58 y después se extrae la corriente de aire combinada 132 dentro y a través de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16 y empuja la corriente de aire combinada 132 a través de uña abertura 133 en la parte superior del aparato 10. Si los amortiguadores 74 están cerrados, la corriente de aire combinada 132 consistirá de corrientes de aire 61 y 68 recibidas en el pleno 58 de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 y la sección de intercambio de calor de contacto directo 50. El ventilador motorizado es preferiblemente un ventilador de dos velocidades o un ventilador de velocidad variable para eficiencia de energía. Para aumentar al máximo la eficiencia y la conservación de líquido evaporativo, los sistemas" de intercambio de calor ilustrados 8 pueden incluir un controlador, mostrado en 78 en las FIGURAS 1-2. El controlador 78 comprende un elemento lógico de computadora programable que puede ser parte del aparato de intercambio de calor 10, una computadora autoestable conectada al aparato de intercambio de calor 10, o parte de un sistema de control de planta computarizado general que está conectado al aparato de intercambio de calor 10. El controlador 78 recibe la entrada desde por lo menos un mecanismo de entrada 138 mostrado esquemáticamente en las FIGURAS 1-2. El mecanismo de entrada 138 puede permitir el acceso manual de datos o el control de operador del sistema, o puede ser un sensor tal como un sensor de temperatura o presión. Si el mecanismo de entrada 138 ~ comprende un sensor de temperatura, la temperatura detectada puede comprender la temperatura ambiente del aire, por ejemplo, o la temperatura del fluido del proceso. En la FIGURA 1, el mecanismo de entrada 138 está conectado en el conducto de descarga 100; en la modalidad de la FIGURA 2 el detector de temperatura está corriente abajo de la unión 102 del conducto de descarga 100 y el conducto intermedio 98; por tanto, el sensor de temperatura ilustrado 138 puede detectar la temperatura del fluido de proceso que sale del sistema, después que el fluido ha sido enfriado o condensado, y proporciona estos datos al controlador 78 para ajustes al sistema como se describe enseguida. El sensor de temperatura 138 puede comprender, por ejemplo, un Sensor de Temperatura Serie SET189A disponible de Johson Controls, Inc, of Milwaukee, isconsin, con las herramientas necesarias para montaje dé tubería. Debe comprenderse que este dispositivo está identificado solamente para fines de ilustración, y que la invención no está limitada a este dispositivo a menos que se establezca de manera expresa en las reivindicaciones. Otros sensores de temperatura similares a partir de cualesquiera otro fabricante mayoritario de controles puede utilizarse también. Debe comprenderse que otras características o propiedades físicas del fluido de _ proceso pondrían detectarse, tal como la presión del fluido de proceso. Por tanto, el sensor 138* puede comprender un sensor de presión. Debe comprenderse también que pueden usarse, juntos diferentes mecanismos de entrada. Por ejemplo, puede ser deseable accesar una temperatura de fluido de proceso y la temperatura ambiental y puede ser deseable permitir el acceso de la anulación de operador de la operación automática del sistema. Varias salidas desde el controlador 78_ se pueden usar para aumentar al máximo la eficiencia y conservación del líquido evaporativo. Como se ilustra en las FIGURAS 1-2, el sistema puede tener una salida 139 conectada a la operación de control del motor de ventilador. Por tanto, la velocidad del ventilador 130 puede cambiarse en base a la .temperatura ambiente o la temperatura del fluido de proceso por ejemplo. Puede haber otras salidas 140 desde el controlador 78 hacia el motor 76 conectada para abrir y cerrar los amortiguadores 74 en las aberturas auxiliares 70 en el alojamiento o para mover los amortiguadores 74 a posiciones intermedias. Existen también las salidas 144, 146 hacia la primera y segunda bomba 112 y 116 de manera que la operación de las bombas puede controlarse en base a las condiciones ambientales o del fluido de proceso. Si se usa una válvula 124, puede haber una salida adicional 148 desde el controlador hacia un servomecanismo para la válvula, para ajustar la velocidad de flujo de liquido evaporativo hacia la sección de intercambio de calor de contacto directo 50. La retroalimentación puede proporcionarse también hacia el controlador desde cada uno de los elementos controlados . Un ejemplo de un elemento lógico programable adecuado 78 es el Sistem 350 A350P Electronic Proportional Plus Integral Temperature Control disponible de Johnson Controls, Inc, of Milwaukee, Wisconsin. El elemento lógico programable puede incorporarse de manera alternativa dentro del sistema de control de planta general. En cualquier caso, se espera que una persona con experiencia en la técnica del diseño de controlador, selección e implementación sería consultada para resultados óptimos en la selección e implementación del elemento lógico programable adecuado. La operación de los sistemas de intercambio de calor ilustrados 8 puede ser como sigue. La operación de un sistema se describirá, aunque debe comprenderse que la siguiente descripción se aplica a otro sistema también, excepto cuando se haga cualquier distinción en forma expresa. En un primer modo de operación, mostrado esquemáticamente en la FIGURA 9, a una escala predeterminada de temperaturas de bulbo seco ambientales, tales como de 15°C (59°F) e inferiores, el sistema de intercambio de calor 8 opera en un modo seco. Las bombas 112, y 116 están apagadas y no fluye líquido evaporativo; la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 opera en el modo seco, y la sección de intercambio de calor de contacto directo 50 no transporta carga térmica. Los amortiguadores 74 están completamente abiertos y la corriente de aire auxiliar 72 fluye dentro del pleno 58. El flujo de aire a través de la secciones de intercambio de calor de contacto directo e indirecto 50, 28 se reduce al mínimo, y el flujo de aire a través de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16 se aumenta al máximo. El fluido de proceso fluye a través de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16 y la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. La. sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16 es la fuente principal de extracción de calor en este modo. Cuando la temperatura del aire excede de la temperatura de aire de corte preestablecido de 15°C (59°F), el sistema de intercambio de calor 8 no será capaz de enfriar el fluido de proceso hasta la temperatura de salida deseada Tf0 o la presión Pfo. El sistema de intercambio de calor entra a un segundo modo de .operación, mostrado esquemáticamente en la FIGURA 10. El controlador activa la segunda bomba 116 de manera que el líquido evaporativo se mueve a través de la segunda trayectoria de flujo 118 del sistema de distribución de sección indirecta 104, como se muestra en 158 en la FIGURA 10 y descargado a través de las salidas _de sección indirecta 108 sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. El goteo de líquido evaporativo o flujo a través de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 se muestra en 163 en la, FIGURA 10. El líquido evaporativo se recolecta en el recolector de sección indirecta 82, el sobreflujo de la pared inferior 84 y fluye dentro del colector de sección directa 80. A partir del colector de sección directa, el líquido evaporativo puede ser distribuido nuevamente sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. El fluido de proceso fluye a través de la sección de intercambio de calor de contacto indirecta seca y segundo contacto 16, 28. Los amortiguadores 74 se cierran de manera que no hay corriente de aire auxiliar; en su lugar, las corrientes de aire ambiental 61, 68 desde la segundas secciones de intercambio de calor de contacto indirecto y directo se fusionan en el pleno 58 y después entran a la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16 como al corriente de aire 132 La extracción de calor desde el fluido de proceso ejecutada por la segunda sección indirecta 128 se incrementa y la descarga de la temperatura de fluido de proceso de. descarga Tfo o presión Pf0 se lleva de regreso al valor preestablecido. La sección de intercambio de calor de contacto directo 50 no lleva carga de calor en este modo; la primera bomba 112 permanece inactiva. Conforme a la temperatura del aire ambiental externo se incrementa adicionalmente, la primera bomba de aspersión 112 es activada para acoplar el tercer modo de operación mostrado esquemáticamente en la FIGURA 11. La primera bomba de aspersión 112 mueve el líquido evaporativo desde el colector de sección indirecta 82 a través de la trayectoria de flujo 114 del sistema de distribución de sección directa 106, como se muestra en 162 en la FIGURA 11 y el -líquido evaporativo es descargado sobre el medio de llenado 56 como se muestra en 164 en la. FIGURA 11. Conforme el líquido evaporativo gotea o fluye a través del medio de llenado, se transfiere calor y masa hacia la corriente de aire 68, y el líquido evaporativo es enfriado antes de que caiga al colector de sección directa 80 debajo del medio de llenado 56. El líquido evaporativo enfriado en el colector de sección directa 80 es bombeado después por la segunda bomba 116 través de la trayectoria de flujo 118 hacia las salidas de líquido evaporativo 108 donde el líquido evaporativo enfriado es distribuido sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. como se muestra en 160. En el tercer modo de operación, el enfriamiento de líquido evaporativo en la sección de intercambio de calor de contacto directo 50 actúa para regular la extracción de calor en la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto, y alguna cantidad de líquido evaporativo se pierde por evaporación. En consecuencia, para conservar el líquido evaporativo, la presente invención modula el flujo de líquido evaporativo hacia la sección de intercambio de calor de contacto directo 50 de manera que se mantiene una velocidad de flujo eficiente para enfriar el líquido evaporativo y el fluido de proceso. Sin embargo, se evita una velocidad de flujo excesiva para impedir perdidas innecesarias debido a la evaporación de líquido evaporativo. Por lo general, a mayor temperatura de bulbo húmedo de aire externo, mayor volumen de líquido evaporativo descargado sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo 50. De manera similar, si se hace que la velocidad de flujo dependa de la temperatura o presión del fluido de descarga, a mayor discrepancia entre las Tfo o PfQ medidas y las. Tfo o Pfn preestablecidas, mayor la velocidad de flujo de líquido evaporativo hacia la sección directa 50; conforme las TfQ o Ptajaedidas se aproximan a las Tfo o Pfo preestablecidas la velocidad de flujo de líquido evaporativo disminuirá. La velocidad de flujo de líquido evaporativo se controla de preferencia mediante el controlador 78, de manera que la velocidad de flujo hacia la sección de intercambio de calor de contactó directo 50 es una función de algún parámetro medido, tal como la temperatura del aire ambiental o una característica física o propiedad del fluido de proceso. La velocidad de flujo está regulada a través del control ya sea de la bomba de velocidad variable 112, o si se usa una bomba de velocidad constante, a través del control de la válvula motorizada 124. La velocidad de flujo de líquido evaporativo podría ser controlada por el operador en base a la lectura de temperatura o la lectura de presión tomada por el operador a la salida del fluido de proceso 14, o podría ser controlada por el operador en base a las lecturas de la temperatura ambiente. Sin embargo, la operación automática seria la preferida para óptimos rendimiento. Si la velocidad de flujo de líquido evaporativo hacia la sección de intercambio de calor de contacto directo es sustancialmente menor que la velocidad de flujo de líquido evaporativo hacia la sección de intercambio de calor de contacto indirecto, la pared inferior 84 permite que el líquido evaporativo recolectado sobrefluya el colector de sección indirecta 82 _y "avance dentro del colector de sección directa 80. La presente invención utiliza características descritas en una Solicitud de Patente Norteamericana presentada en la misma flecha que la presente, titulada "CLOSED CIRCUIT HEAT EXCHANGE SYSTEM AND METHOD REDUCED WATHER CONSUMPTION" de Branislav Korenic and Tomas P. Cárter, y cedida a Baltimore Aircoil Company, Inc, la descripción completa de la cual se incorpora mediante referencia a este texto en su totalidad. Sin embargo, a diferencia de los sistemas de intercambio de calor mostrados en las FIGURAS 1, 4-6 y 11-12 en la solicitud de patente, los sistemas de intercambio de calor de la presente solicitud no proporcionan saturación adiabática de las corrientes de aire, y opera con control independiente sobre el flujo de líquido evaporativo sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto y la sección de intercambio de calor de contacto directo . Los sistemas de intercambio de. calor 8 de la presente invención pueden incluir otras características; Por ejemplo, los colectores 80,82 incluirán "típicamente un drenaje separado (no mostrado) de manera -que el líquido evaporativo puede ser drenado desde el sistema para evitar la congelación en ciertas épocas del año, tales como durante los meses de invierno. El drenado puede incluir un mecanismo de control (no mostrado) tal como una válvula de solenoide controlada por un sensor de temperatura de manera que el drenaje es operado cuando la temperatura ambiente desciende por debajo del punto de congelación por ejemplo. La válvula puede estar conectada para ser controlada por el elemento lógico programable central 78, o podría ser operada manualmente o controlada en base a su propio sistema de detección o dispositivo. Una válvula de selonoide podría utilizarse también para drenar automáticamente las bobinas ya sea. de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16 o .las segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 en el caso de que la temperatura de fluido de proceso descendiera hasta cerca del. punto de congelación.

Las ventajas de ahorro de agua de la presente invención pueden ilustrarse mediante la consideración de los perfiles de temperatura de bulbo seco y bulbo húmedo para una ubicación particular, tal como Stuttgart/Echterdingen AB, Alemania por ejemplo. La temperatura de bulbo seco para está ubicación debería estar por debajo de los 15°C o (59°F) para el 70.3% del año durante la primavera otoño e invierno. Durante aproximadamente el 17.7% del año, la temperatura de bulbo seco está por encima de los 15°C _o (59°F) aunque la temperatura de bulbo húmedo está por debajo de los 15 °C o (59°F) . Tanto la temperatura de bulbo seco como la de bulbo húmedo están por encima de 15°C o (59°F) durante aproximadamente el 12% del año. Con la presente invención, el sistema de intercambio de calor puede operarse en el Modo 1 co o, un aparato seco, sin que se use líquido evaporativo, durante el 70.3% del tiempo. Cuando al temperatura de bulbo seco ambiental está por encima de 15°C o (59°F) aunque la temperatura de bulbo húmedo es seguida de 15 °C o (59 °F) , el aparato 10 de intercambio de calor puede ser operado en el Modo 2, con perdidas mínimas del líquido evaporativo. Cuando ambas temperaturas ambientales de bulbo húmedo y bulbo seco 15°C o (59°F), intercambio de calor puede ser operado en el modo 3. Debe comprenderse que las temperaturas de corte particulares para la operación en los diferentes modos son dadas únicamente para fines de ilustración. Los cortes reales para operación en los diferentes modos pueden depender en su lugar directamente de la temperatura del fluido de proceso o la demanda de presión corriente abajo de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16, tal como en la salida de fluido de proceso 14. Las temperaturas de corte deben correlacionarse aproximadamente con las temperaturas ambientales así que los periodos de uso para uno de los modos de operación deba seguir los porcentajes antes descritos. El tiempo operable porcentual real de cada Modo de operación dependerá del perfil de temperatura anual particular para la ubicación y en el diseño de las temperaturas de corte (corte de diseño de temperatura de bulbo seco de aire) para las cuales fue dimensionado el aparato. Los cambios entre cada modo pueden ser a través de controles automáticos, como se describió antes, o ""a través de un proceso manual . La selección de los componentes, los dispositivos particulares utilizados para la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16 y la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto ,28 pueden seleccionarse en base a los principios de diseño de ingeniería estándar. La sección de intercambio de calor 16 de contacto indirecto seca está dimensionada para cumplir con la mayoría del ciclo térmico en el Modo seco (Modo 1, mostrada en _la FIGURA 9) ; en este modo, la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. dependiendo de su "tamaño, agregar alguna capacidad térmica, aunque el intercambiador de calor dominante será los . tubos con aletas 26 de la sección de intercambio de calor indirecto seco 16. Sin embargo, en los Modos húmedos de operación (Modo 2 y 3, mostrados en las FIGURA 10-11), la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto .28 realizara una mayoría del ciclo térmico, y las bobinas con aletas 16 harán el resto del ciclo térmico. Los porcentajes de ciclo térmico reales para cada sección dependerán del tamaño relativo de ambos intercambiadores de calor 16, 28. Si la aplicación solicita su ciclo térmico constante durante el curso durante un año, se seleccionaría una sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca grande 16 y una sección de intercambio de calor de contacto indirecto relativamente. pequeña 28. Si el ciclo de verano, y la operación húmeda se anticipan para ser mayores que el ciclo de. invierno, y la segunda operación seca, entonces una mayor sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 seleccionaría. La presente invención proporciona también un método para extraer calor a partir de los fluidos de proceso. El fluido de proceso es pasada a través de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seco 16 en tanto que una corriente de aire 132 pasa a través de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto 16. El fluido de proceso pasa también a través de una segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 en tanto que una segunda corriente de aire 61 pasa a ^tra s- de la segunda sección de intercambio 28 de calor en contacto indirecto. Una tercera corriente de aire 68 pasa a través de la sección de intercambio de calor de contacto directo 50. La segunda y tercera corriente de aire 61, 68 se mezclan juntas para definir la corriente de aire principal 132 corriente arriba de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16. Una cuarta corriente de aire 72 puede ser mezclada selectivamente con al segunda y tercera corrientes de aire 61, 68 corriente arriba de la sección de intercambio de calor de contacto indirecta seca 16. La cuarta corriente de aire 72 comprende aire ambiental. . En el método, el líquido evaporativo es distribuido selectivamente sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 mientras el fluido de proceso pasa a través de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. El líquido evaporativo desde la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 es recolectado y distribuido de manera selectiva sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo 50. El líquido evaporativo desde la sección de intercambio de calor de contacto directo 50 es recolectado y el líquido evaporativo reunido es distribuida de manera selectiva sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. _ El acto de distribuir de manera selectiva el líquido evaporativo recolectado sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo 50 es independiente del acto de distribuir en forma selectiva el líquido evaporativo sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28; el líquido evaporativo puede ser distribuido sobre la segunda sección de intercambio de calor de .contacto indirecto 28 solo, sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo 50, y sobre ambas secciones de intercambio de calor 28, 50 a la misma velocidad de flujo o a diferentes velocidades. La pared inferior 84 permite que el líquido evaporativo fluya desde un colector al otro colector dependiendo del modo de operación y como se equilibren las dos bombas. El líquido evaporativo "puede fluir sobre la pared inferior desde el colector de sección indirecta 32 hacia el colector de sección directa 80 cuando el flujo de líquido evaporativo hacia la sección de intercambio de calor de contacto indirecto 23.excede el flujo de líquido evaporativo hacia la sección de intercambio de calor de contacto directa 50, y puede fluir sobre la pared inferior desde el colector de sección directa 8.Q hacia el colector de sección indirecta 82 cuando el flujo de líquido evaporativo hacia la sección de intercambio de calor de contacto directo 50 excede el flujo de líquido evaporativo hacia la sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28. Aunque la pared 84 está mostrada y ha sido descrita como una pared inferior, debe comprenderse que otras estructuras que permiten tal flujo de líquido evaporativo entre los colectores 82, 80 también pueden usarse. Por ejemplo, una pared divisora más alta con aberturas que permiten que el líquido evaporativo fluya y puedan usarse. Durante la operación del sistema de intercambio de calor 8, la segunda y tercera corrientes de aire 61, 68 pasan a través de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto y directo 28, 50 en forma continua, ambas con- y sin distribución de líquido evaporativo en esas secciones de intercambio de calor 28, 50. El fluido de proceso fluye a través de ambas secciones de intercambio de calor de contacto indirecto y el segundo contacto indirecto seca 16, 28 tanto con o sin la distribución de líquido evaporativo en la segundas secciones de intercambio de calor de contacto indirecto y directo 28, 50. El método puede incluir el hecho de detectar la temperatura del aire ambiental. La detección puede hacerse a través de un sensor de temperatura o mediante un operador que observa el termómetro. Los actos de distribuir selectivamente el líquido evaporativo sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto y distribuir de manera selectiva el líquido evaporativo sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo pueden basarse en la misma temperatura ambiente detectada. El método puede incluir el hecho de detectar una característica o propiedad física del fluido de proceso corriente debajo de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca 16, tal como corriente arriba de la salida fluido de proceso 14. La característica física detectada puede ser la temperatura o la presión. Los hechos de distribuir en forma selectiva el líquido evaporativo sobre la .segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto y distribuir de manera selectiva el líquido evaporativo sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo pueden basarse en la temperatura o presión detectada. Ya que el sistema y método de la presente invención limitan el uso de líquido operativo a esas ocasiones cuando es más eficiente, la presente invención proporciona el beneficio de un intercambiador de calor e apo ativo.mientras conserva el líquido evaporativo. Ya que la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 no está sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo 50, el tamaño y la altura de la sección de intercambio de calor de contacto directo 50 puede optimizarse sin agregar _a la altura general del aparato; puede usarse una sección de intercambio de calor de contacto directo 50 más grande. Además, con las tres secciones de intercambio de calor colocadas de lado a lado, la altura general del aparato puede reducirse a un mínimo y la cabeza de bombeo se reduce para el líquido evaporativo. El costo de las bombas de__retroceso se reduce por tanto. Las disposiciones de tuberías separadas para suministrar el líquido evaporativo hacia las secciones de intercambio de calor de contacto directo e indirecto permite la optimización de la capacidad térmica de cada sección; además, un flujo de aspersión completo puede mantenerse sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto 28 para reducir al mínimo el potencial de la formación de escamas en tanto que el flujo de aspersión sobre la sección de intercambio de calor de contacto ..directo es regulada de manera independiente. Otra ventaja de la presente invención resulta a partir del hecho de que las corrientes de aire pasan a través de la sección de intercambio _de calor de contacto indirecto seca 16 después de pasar a través del líquido evaporativo y antes de salir del aparato; la corriente de aire es recalentada por la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seco antes de salir del aparato, limitando de está manera la formación de columna en la descarga. Debe de comprenderse que aunque las modalidades escritas muestran muchos de los diferentes componentes del sistema del intercambio de calor dentro de un solo aparato, algunos componentes pueden colocarse en un aparato separado. Por ejemplo, la sección de intercambio de calor de contacto directo 50 podría alojarse en un aparato separado, con un ducto provisto hacia el pleno 58 en el aparato que aloja la sección de intercambio de calor de contacto indirecta seca 16. Como se describió antes, el controlador 78 .podría ser parte del aparato, parte de un sistema de control general para una planta, o un controlador autónomo tal. como una terminal de computo. Los elementos adicionales pueden usarse en los sistemas de la presente invención. Por ejemplo, como se muestra en las FIGURAS 1-2, las paredes 150 pueden estar provistas conforme sea necesario para el control del flujo y retención de aire del líquido evaporativo desde las boquillas de aspersión 108. En tanto que solamente sean descrito .y mostrado modalidades especificas de la invención, es evidente que varias adiciones y modificaciones pueden hacerse en la misma, y esas sustituciones pueden hacerse para varios elementos de la invención. por lo tanto la intención en las reivindicaciones anexas es cubrir todas las adiciones, modificaciones y sustituciones en tanto que puedan quedar dentro del verdadero alcance de la invención.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema de intercambio de calor para extraer calor desde un fluido de proceso que comprende: una entrada de proceso de fluido y una salida de fluido de proceso; una sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca que tienen un lado de entrada de aire, un lado de salida de aire y un circuito de fluido de proceso; lina segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto que tiene un lado de entrada de aire, un lado de salida de aire y un circuito de fluido de procese- una sección de intercambio de calor de contacto directo que tiene un lado de entrada de aire, un lado de salida de aire y medio de llenado; una trayectoria de flujo de fluido de proceso que conecta la entrada de fluido de proceso, el circuito de fluido de proceso de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca, el segundo circuito de fluido de proceso de sección de intercambio de calor de contacto indirecto y la salida de fluido de proceso, la trayectoria de flujo de fluido de proceso que proporciona" un flujo sustancialmente continuo de proceso de fluido de proceso a través de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca, y la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto; una pluralidad de salida de líquido evaporativo de la sección indirecta colocada para la distribución de liquido evaporativo sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto; una pluralidad de salidas de líquido evaporativo de sección directa colocadas para distribuir el liquido evaporativo sobre la sección de intercambio de calor de contracto directo; un colector de sección indirecta colocado para recolectar el líquido evaporativo desde la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto; un colector de sección directa colocado al líquido evaporativo desde la sección de intercambio de calor de contacto directo; una primera bomba y una primera trayectoria de flujo de líquido evaporativo conectados entre el colector de sección indirecta y la salidas de líquido evaporativo de sección directa de manera que el líquido evaporativo puede ser distribuido de manera selectiva sobre los medios de llenado; una segunda bomba y segunda trayectoria de flujo de líquido conectadas entre el colector de sección directa y las salidas de líquido evaporativo de sección indirecta para mover el líquido evaporativo desde el colector de sección directa hacia las salidas de líquido evaporativo de sección indirecta de manera que el líquido evaporativo puede ser distribuido de manera selectiva sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto; y un dispositivo de movimiento de aire para mover las corrientes de aire a través de la sección de intercambio de calor de contacto indirecta seca, la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto y la sección de intercambio de calor de contacto directo;
2. 2. El sistema de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la trayectoria de flujo del fluido de proceso conecta la entrada de fluido de proceso en serie al circuito de fluido de proceso de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca y después al segundo circuito de fluido de proceso de intercambio de calor de contacto indirecto y después a la salida de fluido de proceso.
3. 3. El sistema de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la trayectoria de flujo de fluido de proceso conecta la entrada de fluido de proceso y la salida de fluido de proceso en paralelo a la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca y la sección de intercambio de calor de contacto indirecto.
4. 4. El sistema de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la 4~7 sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca está colocada entre la sección de intercambio de calor de contacto directo y la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto; ~ ~ el sistema de intercambio de calor que incluye además un alojamiento que circunda la sección de Intercambio de calor de contacto indirecto seca, la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto y la sección de intercambio de calor de contacto directo, el alojamiento que tiene dos lados, la sección de intercambio de calor de contacto directo que está en un lado y la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto que está en el otro lado; el alojamiento tiene una abertura en cada lado, una abertura que está adyacente al lado de entrada de aire de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto de manera que el aire ambiental puede moverse dentro de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto, otra abertura que está adyacente al lado de entrada de aire de la sección de intercambio de calor de contacto directo de manera que el aire ambiental puede moverse dentro de la sección de intercambio de calor de contacto directo, el lado de entrada de aire de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca que está corriente abajo de los lados de salida de aire de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto y la sección de intercambio de calor de contacto directo de manera que las corrientes de aire desde la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto y la sección de intercambio de calor de contacto directo pueden moverse dentro de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca; el alojamiento que incluye además una abertura auxiliar para la admisión de aire ambiental y un amortiguador para cerrar selectivamente la abertura, la abertura que está separada de la segunda sección de intercambio de calor de intercambio indirecto y de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca, la abertura auxiliar que proporciona una trayectoria para una corriente de aire ambiente que se va a mover dentro -de la sección de intercambio de calor de contacto indirecta seca; el alojamiento que incluye además _ un pleno corriente arriba del lado de la entrada de aire de la sección de intercambio de calor de contacto indirecta seca y corriente debajo de los lados de salida de aire de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto y la sección de intercambio de calor de contacto directo y corriente debajo de la abertura auxiliar, el pleno que está abierto hacia el lado de entrada de aire de la sección de entrada de calor de contacto indirecto seca de manera que las corrientes de aire desde la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto, la sección de intercambio de calor de contacto directo y la abertura auxiliar pasa a través del pleno antes de entrar a la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca.
5. 5. El sistema de intercambio de calor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un controlador para controlar la operación de la primera y segunda bombas, el controlador que permite la operación independiente de la primera y segunda bombas, el controlador que permite la operación independiente de la primera y segunda bombas, el sistema de intercambio de calor que comprende además un sensor conectado para proporcionar la entrada al controlador.
6. 6. El sistema de intercambio de _ calor de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la primera y segunda bombas son seleccionadas a partir del grupo que consta de bombas de yelocidad constante y bombas de velocidad variable.
7. 7. Un método de extracción de calor desde un fluido de proceso caracterizado porque comprende; pasar el fluido de proceso a través, de una sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca mientras pasa una corriente de aire principal a través de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca; pasar el fluido de proceso a través de una segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto mientras pasa una segunda corriente de aire, a través de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto; pasar una tercera corriente de gas a través de una sección de intercambio de calor de contacto directo y mezclar la segunda y tercera corrientes de aire juntas para definir la corriente de aire principal corriente arriba de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca; distribuir de manera selectiva un líquido evaporativo sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto en tanto que pasa el fluido de proceso a través de la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto; recolectar el líquido evaporativo desde la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto; y distribuir de manera selectiva el liquido evaporativo recolectado sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo; en donde el acto de distribuir de manera selectiva el líquido evaporativo recolectados sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo es independiente del hecho de distribuir en forma selectiva el líquido evaporativo sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto.
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque comprende además el hecho de mezclarse de manera selectiva una cuarta corriente de aire con la segunda y tercera corrientes de aire corriente arriba de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca, la cuarta corriente de aire que comprende aire ambiental .
9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque comprende además el hecho de detectar la temperatura del aire ambiental y en donde las acciones de distribuir de manera selectiva un líquido evaporativo sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto y el hecho de distribuir en forma selectiva el líquido evaporativo recolectado sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo se basan en la temperatura ambiente detectada.
10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque comprende además el hecho de detectar una característica fisica del proceso de fluido corriente abajo de la sección de intercambio de .calor de contacto indirecto seco y en donde los hechos de distribuir de manera selectiva un líquido evaporativo sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto y el hecho de distribuir de manera selectiva el líquido evaporativo recolectado sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo se basan en las características físicas detectadas del fluido de proceso. RESUMEN Se describen un sistema y método para .intercambio de calor. Se usan tres secciones de intercambio de calor: una sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca, una segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto que es operable ya sea en un modo húmedo o seco, y una sección de intercambio de calor de contacto directo. Las tres secciones están una a continuación de la otra en un aparato para reducir la altura general del aparato. La secciones de intercambio de calor de contacto indirecto y seca reciben un fluido de proceso en serie n en paralelo. Las corrientes de aire ambiental separadas pasan a través de las secciones de intercambio de calor de contacto indirecto y directo antes de mezclarse y entrar a la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca. Otra corriente de aire ambiental se mezcla corriente arriba de la sección de intercambio de calor de contacto indirecto cuando el sistema está operando en el modo seco. Se incluyen dos sistemas de distribución de líquido evaporativo independientes. Un líquido evaporativo se distribuye de manera selectiva sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto. La otra distribuye selectivamente el líquido evaporativo sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo. Los colectores separados bombas y conductos están provistos para la segunda sección de intercambio de calor de contacto indirecto y directo. El sistema es operable en diferentes modos para extraer el calor desde el fluido de proceso en la forma más eficiente con respecto al consumo de agua anual. A bajas temperaturas, el sistema opera en seco con la extracción de calor primaria ejecutada por la sección de intercambio de calor de contacto indirecto seca. A mayores temperaturas el líquido evaporativo es distribuido sobre la segunda sección de intercambio de calor de contacto directo aunque no sobre la sección de intercambio de calor de contacto directo. En algunas temperaturas más altas el líquido evaporativo se distribuye sobre las segundas secciones de intercambio de calor de contacto indirecto y directo. Un detector de temperatura o presión puede estar provisto de manera que la operación del aparato pueda basarse en la temperatura de fluido de proceso o presión. Alternativamente, la operación puede basarse en temperaturas ambientales.