BRPI0614093A2 - convector para resfriamento de fluido circulante em um cano - Google Patents

Abstract

CONVECTOR PARA RESFRIAMENTO DE FLUIDO CIRCULANTE EM UM CANO. A presente invenção refere-se a um convector compreendensdo pelo menos um feixe de canos aletados (7) nos quais circula o fluido a ser resfriado e pelo menos um ventilador (11) produzindo um fluxo de ar que atinge a parte externa de ditos canos aletados. O convector compreende uma câmara adiabática (13) através da qual dito fluxo de ar (Fi) passa, posicionado contra a corrente do feixe de canos (7), dentro dos quais a água é nebulizada e evaporada. A câmara adiabática (13) é definida por paredes laterais (5) e por pelo menos dois pacotes de enchimento tipo colméia (15, 17).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONVECTORPARA RESFRIAMENTO DE FLUIDO CIRCULANTE EM UM CANO ".

DESCRIÇÃO

CAMPO DA TÉCNICA

A presente invenção refere-se a um convector para resfriamentode um fluido circulando em um cano, por exemplo, um cano transportandoum fluido refrigerante vindo de uma instalação processadora de plástico. Oconvector compreende pelo menos um feixe de tubos aletados, dentro dosquais dito líquido refrigerante circula, e pelo menos um ventilador que produzum fluxo de ar que atinge a parte externa de ditos tubos aletados para resfri-ar o fluido.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Com o objetivo de aumentar a capacidade refrigeradora do con-vector, baixando a temperatura do fluido de processo ainda abaixo da tem-peratura ambiente, é comum a prática de borrifar o feixe de canos com umanuvem de água que, evaporada no fluxo de ar do ventilador, abaixa a tempe-ratura de dito fluxo de ar e conseqüentemente a temperatura do fluido deprocesso. Não obstante, a água que evapora deixa, no feixe de canos e nasaletas, depósitos e sais contidos nela, por exemplo, cal e outros. O acúmulode sais por longo período de tempo ocasiona a redução na capacidade detroca de calor do convector, sendo necessária a execução de manutenção,arcando com o custo correspondente, e/ou a desmineralização da água aser borrifada o que resulta em aumentos dos custos. As instalações existen-tes sempre são dotadas de um dispositivo para recircular a água borrifada,com uma válvula de escape respectiva para manter a concentração de saisem níveis aceitáveis.

OBJETIVOS E SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção está destinada a evitar tais prejuízos. Deacordo com a invenção, o convector compreende uma câmara, através daqual o fluxo de ar do convector passa, e que está disposta contra a correntede dito feixe de canos, com respeito ao fluxo de ar. Dentro da câmara a águaé nebulizada por meio de bicos injetores. De acordo com a invenção, a câ-mara - aqui referida nesta descrição como "câmara adiabática", uma vezque as trocas de calor entre o fluxo de ar e as paredes da câmara são insig-nificantes - é definida pelas paredes laterais e por pelo menos dois pacotesde enchimento para evaporação posicionados no início e no final da câmara,na direção do fluxo de ar que passa através dela. De preferência, ditos paco-tes de enchimento são do tipo colméia. A água nebulizada que não evaporadiretamente na câmara umedece completamente toda a superfície das célu-las de ditos pacotes de enchimento colméia e continua a evaporar-se daí emdiante. Assim a água injetada absorve o calor da evaporação do fluxo de ar,resfriando dito fluxo antes que o mesmo passe através do feixe de canos econseqüentemente baixando a temperatura final do fluido de processo.

De acordo com a modalidade preferida da invenção, o convectorcompreende meio de controle para regular a taxa de fluxo de água nebuliza-da injetada na câmara adiabática em função da temperatura e/ou da umida-de do ar ambiente, e/ou a temperatura do fluido de processo e/ou da veloci-dade do fluxo de ar gerado pelos ventiladores, de tal maneira que toda a á-gua injetada é evaporada na câmara e nos pacotes de enchimento colméia,prevenindo assim umedecer os feixes de canos e a dispersão da água nomeio ambiente.

Desta maneira não é necessária a desmineralização ou recicla-gem da água, e os depósitos de sais não acumulam no feixe de canos aleta-dos. A única manutenção requerida é a limpeza periódica ou a troca dos pa-cotes de enchimento colméia nos quais os sais contidos na água injetadasão depositados. Estes pacotes de enchimento - que, devido ao seu forma-to, têm custo reduzido - estão disponíveis no mercado e são compostos dediversas folhas de plástico dispostas lado a lado e parcialmente coladas umaà outra, as camadas sendo pregueadas para formar uma série de dutos depequeno diâmetro através dos quais o fluxo de ar gerado pelos ventiladoresdo convector possa passar. Desta forma as partículas de água ainda líquidascontidas no fluxo de ar, saindo da câmara adiabática, são depositadas nosdutos dos pacotes de enchimento colméia, que têm desvios de direção euma grande superfície de contato com o fluxo de ar, promovendo sua evapo-ração.

Ditos meios de controle do convector de acordo com a invenção,podem compreender sensores de temperatura e umidade do ar ambienteconectados a um circuito de controle, e a uma válvula para regular a taxa defluxo da água a ser nebulizada operada por dito circuito de controle para as-segurar-se da completa evaporação da água antes que chegue ao feixe decanos aletados.

A câmara adiabática também pode compreender outros pacotesde enchimento colméia além dos do inicio e final da câmara, entre eles edistanciados destes, os bicos injetores de água sendo posicionados entreum ou mais pares de pacotes de enchimento adjacentes. De preferência,ditos bicos injetores borrifam água contra a corrente do fluxo de ar dentro dacâmara adiabática.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção ficará mais clara seguindo atentamente a descriçãodos desenhos anexados, que mostram exemplos não Iimitantes de dita invenção.

Nos desenhos:

a Figura 1 mostra uma vista lateral de um convector com cincoventiladores com um painel lateral parcialmente removido;

a Figura 2 mostra uma vista de acordo com Il-Il do convector naFigura 1;

a Figura 3 mostra uma vista em corte transversal ampliada deacordo com Ill-Ill do convector na Figura 1;

a Figura 4 mostra uma vista em corte transversal de acordo comIV-IV na Figura 2;

a Figura 5 mostra uma ampliação do detalhe V na Figura 3; e

A Figura 6 mostra uma ampliação do detalhe Vl na Figura 5.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA MODALIDADE DA INVENÇÃO

Com referência às Figuras 1 e 2, o convector para resfriar umlíquido circulando em um cano compreende uma estrutura com cinco módu-los, tal como o indicado com a referência em umérica 1, adjacentes um aooutro e dotados de pés verticais 3 apoiados no solo, os módulos sendo se-parados lateralmente um do outro e do ambiente exterior por painéis de cha-pa metálica 5. Um par de feixes de canos aletados 7 (vide Figura 3 também)posicionados em V passa através da montagem completa dos módulos 1 daesquerda para a direita (com referência à Figura 1). Os feixes de canos e-quipados com uma entrada e uma saída nos extremos, designadas 7 A e 7Brespectivamente (vide Figura 4 também), que estão em comunicação fluidacom as partes 9A e 9B dos ramais de alimentação e entrega do cano, noqual o fluido a ser resfriado circula.

Cada módulo 1 compreende um ventilador 11 com um eixo ge-ométrico vertical, protegido ascendentemente por uma grade 11 A, que pro-duz um fluxo de ar de acordo com a seta F1 (Figura 1), passando através domódulo, e conseqüentemente através da parte respectiva de feixe de canos7, desde o fundo até o topo. Os canos do feixe de canos 7 têm aletas 7C(Figura 4) para aumentar a troca de calor entre o líquido circulante dentrodos canos e o fluxo de ar produzido pelo ventilador 11.

De acordo com a invenção, cada módulo 1 do convector tem -contra a corrente dos feixes de canos 7 na direção do fluxo de ar de acordocom F1 - uma câmara 13, chamada "câmara adiabática", delimitada Iateral-mente pelos painéis 5 e, na direção do fluxo F1, por um pacote de enchi-mento 15 na entrada e um pacote de enchimento 17 na saída (vide Figura 5também). Os pacotes de enchimento 15 e 17 de forma vantajosa podem serpacotes de enchimento tipo colméia. De forma conhecida, pacotes de en-chimento, e em especial pacotes de enchimento do tipo colméia estão com-postos por camadas de plástico L pregueadas ou corrugadas, ditas camadassendo colocadas lado a lado e coladas uma na outra para formar, com arespectiva prega, uma série de pequenos dutos inclinados com respeito àvertical, adequados para permitir que o fluxo de ar, de acordo com F1, passeatravés e para propiciar uma grande superfície de contato com dito fluxo.

Passando através da montagem dos módulos 1, no nível das câmaras adia-báticas 13 respectivas, estão um par de canos de fornecimento de água 19,colados aos quais, em outra câmara 13, estão borrifadores 21 em comunica-ção fluida com ditos canos 19. Os canos 19 contém água pressurizada, porexemplo, a 2-4 bar, e os borrifadores 21 (vide Figura 5) têm os bicos injeto-res respectivos 21A direcionados para baixo, isto é, na direção oposta aofluxo F1. Os bicos injetores 21A têm um diâmetro relativamente pequeno,por exemplo, poucos décimos de milímetro, para finalmente nebulizar a águadentro da câmara adiabática.

O convector também compreende um controlador da taxa defluxo de água a ser nebulizada nos canos 19 em função da velocidade doventilador 11 (e conseqüentemente do fluxo de ar de acordo com F1), e/ouda temperatura e umidade do ar externo e/ou da temperatura do fluido deprocesso determinada por meio de sensores específicos (não mostrados nodesenho). O controlador, por exemplo, por meio de regulagem de tempori-zador de válvula aberta-fechada, varia a taxa do fluxo de água de forma que:a água borrifada dentro de cada câmara adiabática 13 a qual -transportada pelo fluxo de acordo com F1 - umedece os canos do pacote deenchimento 17, esteja completamente evaporada na saída, de forma que ofluxo de ar proveniente do pacote de enchimento 17 não contenha partículaslíquidas de água, prevenindo assim umedecer os feixes de canos aletados 7e o acúmulo de depósitos de sais;

a água que cai sobre o pacote de enchimento 15 de entrada nacâmara adiabática se evapora completamente antes de atingir através degravidade a entrada do pacote de enchimento 15, prevenindo-a de cair e serdispersa no solo.

Fica entendido que o desenho somente mostra um exemplo ob-tido através de uma demonstração prática da invenção, a qual pode variarde formas e disposições sem, contudo afastar-se do escopo do conceito quefundamenta a invenção. Quaisquer referências em uméricas nas reivindica-ções anexadas são fornecidas para facilitar a leitura das reivindicações comrespeito à descrição, e não limitam o âmbito de proteção que abrangem asreivindicações.

Claims (9)

1. Convector para resfriar um fluido circulando em um cano,compreendendo pelo menos um feixe de canos aletados (7), no qual ditofluido circula, e pelo menos um ventilador (11) que produz um fluxo de ar(F1) que atinge a parte externa de dito feixe de canos aletados, caracteriza-do pelo fato de que compreende uma câmara adiabática (13) através da qualpassa dito fluxo de ar (F1), posicionado contra a corrente de dito feixe decanos (7) com respeito à direção do fluxo de ar, água sendo nebulizada den-tro da câmara adiabática (13) através de bicos injetores (21 A), a câmara a-diabática (13) sendo definida por painéis laterais (5) e por pelo menos doispacotes de enchimento (15, 17) para evaporação, posicionados dentro dacâmara (13) respectivamente na entrada e na saída, na direção do fluxo dear, o ar passando através de ditos pacotes de enchimento (15, 17) e a câma-ra adiabática (13) evaporando a água injetada, por transferência de calor daevaporação, e conseqüentemente sendo resfriada antes de passar atravésde pelo menos um feixe de canos (7).

2. Convector de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe-lo fato de que ditos pacotes de enchimento são formados por uma série definas folhas pregueadas lado a lado para formar uma série de dutos de pe-queno diâmetro através dos quais passa o fluxo de ar gerado pelos ventila-dores do convector.

3. Convector de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteriza-do pelo fato de que ditos pacotes de enchimento são pacotes de enchimentodo tipo colméia.

4. Convector de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracteri-zado pelo fato de que compreende meios de controle para regular a taxa defluxo da água nebulizada injetada na câmara adiabática (13) em função depelo menos um parâmetro controlado.

5. Convector de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pe-Io fato de que dito parâmetro é selecionado de um grupo incluindo: a tempe-ratura do ar ambiente; a umidade do ar ambiente; a temperatura do fluido aser resfriado; ou uma combinação delas; de tal forma que a água injetada nofluxo de ar (F1) se evapore antes de atingir o feixe de canos (7), prevenindo-a assim de umedecê-lo, os depósitos de sais e prevenindo a dispersão deágua no meio ambiente.

6. Convector de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracteriza-do pelo fato de que dito meio de controle compreende pelo menos um sen-sor para dito parâmetro e pelo menos uma válvula pra regular a taxa de fluxode água a ser evaporada, conectados a um circuito de controle, a água sen-do fornecida pelos respectivos canos (19) aos bicos injetores (21 A) dentroda câmara adiabática (13) e dita válvula sendo operada pelo dito circuito decontrole.

7. Convector de acordo com uma ou mais das reivindicaçõesanteriores, caracterizado pelo fato de que a câmara adiabática (13) compre-ende pacotes de enchimento tipo colméia adicionais além dos da entrada(15) e da saída (17) da câmara, distanciados um do outro e entre eles, bicosinjetores (21 A) de água sendo posicionados entre um ou mais pares de ditospacotes de enchimento adjacentes.

8. Convector de acordo com uma ou mais das reivindicaçõesanteriores, caracterizado pelo fato de que ditos bicos injetores (21 A) borrifamágua a ser evaporada contra a corrente do fluxo de ar (F1) dentro da câmaraadiabática (13).

9. Convector para resfriar um fluido que circula em um cano, tu-do como descrito acima e conforme o exemplo dado pelos desenhos anexos.