ES2923404T3 - Torre de refrigeración con intercambiador de calor indirecto - Google Patents

Abstract

Un aparato de intercambio de calor está provisto de una sección de intercambio de calor por evaporación indirecta. La sección de intercambio de calor por evaporación indirecta se compone de una serie de tubos serpenteantes, y un líquido de evaporación pasa hacia abajo a la sección de intercambio de calor indirecto. El líquido evaporativo se recoge en un sumidero y luego se bombea hacia arriba para distribuirse nuevamente a través de la sección de intercambio de calor indirecto. Se proporciona un aparato de intercambio de calor mejorado con una sección de intercambio de calor por evaporación indirecta que consta de una serie de tubos serpenteantes compuestos por tramos de tubo de altura normal y aumentada entre tramos de tubo Se puede proporcionar una sección de intercambio de calor directo en el espacio vertical aumentado entre tramos de tubo También se puede proporcionar una distribución de pulverización secundaria en el espacio vertical aumentado entre tramos de tubos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Torre de refrigeración con intercambiador de calor indirecto

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere generalmente a un aparato mejorado de intercambio de calor tal como un refrigerador de fluidos en circuito cerrado, calentador de fluidos, condensador, evaporador, sistema de almacenamiento térmico, refrigerador de aire o calentador de aire. Más específicamente, la presente invención se refiere a una combinación o combinaciones de secciones o componentes de intercambio de calor evaporativo directo e indirecto dispuestos para alcanzar una capacidad y rendimiento mejorados. US 2007/240445 describe un método de intercambio de calor generalmente de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. JPS59158874U, US 2012/001352, US 3346043, US 2007/241468, US 4483293 y WO 2009/129517 describen diversos otros métodos de intercambio de calor.

La invención incluye el uso de un intercambiador de calor tipo serpentín como una sección de intercambio de calor indirecto. Tal sección de intercambio de calor indirecto puede combinarse con una sección de intercambio de calor directo que normalmente está compuesta por una sección de relleno sobre la cual se transfiere un líquido de evaporación tal como agua, normalmente en una operación de flujo descendente. Dicha sección combinada de intercambio de calor indirecto y la sección de intercambio de calor directo proporcionan en conjunto un rendimiento mejorado como un aparato de intercambio de calor total, tal como un refrigerador de fluidos en circuito cerrado, calentador de fluidos, condensador, evaporador, refrigerador de aire o calentador de aire. Parte del rendimiento mejorado de la sección de intercambio de calor indirecto que comprende un intercambiador de calor tipo serpentín es la capacidad de la sección de intercambio de calor indirecto de proporcionar el intercambio de calor sensible y latente con el líquido de evaporación que es arrojado o de otro modo transportado hacia abajo sobre y a través de la sección de intercambio de calor indirecto. Estos intercambiadores de calor indirectos suelen estar compuestos por una serie de tramos de tubos en serpentín, en los que cada tramo de tubos proporciona un circuito de un serpentín. El rendimiento mejorado de tales intercambiadores de calor indirectos se logra abriendo la separación entre los tramos de tubos generalmente horizontales en una o más de las curvas de retorno de los serpentines. Tal separación abierta en las curvas de retorno de los serpentines crea una zona de refrigeración más eficiente para el líquido de evaporación que fluye hacia abajo sobre los serpentines.

Son posibles diversas combinaciones de las disposiciones de intercambio de calor de acuerdo con la presente invención. Tales disposiciones podrían incluir una disposición que tiene una sección de intercambio de calor indirecto con la separación vertical aumentada en la serie de tramos de tubos en serpentín formados por curvas de retorno de altura aumentada. En tal disposición, un líquido de evaporación fluye hacia abajo sobre y a través de la sección de intercambio de calor indirecto con tal líquido de evaporación, que es normalmente agua, luego sale de la sección indirecta para ser recogido en un sumidero y luego bombeado hacia arriba para ser distribuido otra vez hacia abajo sobre la sección de intercambio de calor indirecto. En esta disposición de contraflujo, las formas de realización funcionan más eficientemente con caudales de pulverización generalmente más bajos, en el orden de 7,571 - 15,142 Litros por minuto (2 - 4 GPM)/pies cuadrados (para calcular en unidades del SI 1 galón corresponde a 3,7854 litros y 1 pie corresponde a 0,3048 metros). En otras disposiciones presentadas, los caudales de pulverización del diseño pueden ser más altos.

En otra disposición, un aparato de intercambio de calor combinado está provisto de una sección de intercambio de calor indirecto compuesta por tramos de tubos en serpentín sobre los que se distribuye líquido de evaporación hacia abajo sobre y a través de la sección de intercambio de calor indirecto. Dicha sección de intercambio de calor indirecto está compuesta por tramos de tubos en serpentín que tienen una separación aumentada entre una o más curvas de retorno de altura aumentada. Además, una sección de intercambio de calor directo compuesta por relleno puede estar ubicada en una o más de las áreas de separación vertical aumentada formada por las curvas de retorno del serpentín. En esta disposición, las formas de realización funcionan más eficientemente con caudales de pulverización generalmente inferiores, en el orden de 7,571 - 15,142 Litros por minuto (2 - 4 GPM)/pies cuadrados. Por lo tanto, las formas de realización presentadas no sólo son más eficientes al proporcionar un mayor rechazo de calor, sino que también lo hacen con menos necesidad de energía para la bomba de agua de pulverización. En otras disposiciones presentadas, los caudales de pulverización del diseño pueden ser más altos.

Además, es también parte de la presente invención el proporcionar una segunda disposición de distribución de agua de pulverización intermedia con lo cual el líquido de evaporación es distribuido hacia abajo sobre la secciones de intercambio de calor indirecta y, si está presente, directa, en un punto debajo de la parte superior de la sección de intercambio de calor indirecto. Para esta disposición, hay varios modos de funcionamiento diferentes que mejoran aún más las capacidades de transferencia de calor y los beneficios para el cliente. En un modo de funcionamiento, tanto la sección de pulverización superior como la sección de pulverización intermedia están activas y hay agua de pulverización sobre las secciones indirecta y directa. En otro modo de funcionamiento, la sección de pulverización intermedia no está activa y la disposición de pulverización superior proporciona el líquido de evaporación a todo el conjunto. En aún otro modo de funcionamiento, la sección superior de pulverización no está activa y la sección intermedia de pulverización está activa, lo que puede proporcionar refrigeración evaporativa para la sección inferior del serpentín y proporcionar refrigeración sensible en seco para la sección del serpentín superior seca. En aún otro modo de funcionamiento, la sección de pulverización superior no está activa, la sección de pulverización intermedia está activa, no hay transferencia selectiva de calor desde la sección inferior del serpentín debajo de la sección de pulverización intermedia, lo que permite que el aire que fluye hacia arriba se sature adiabáticamente a través de la sección directa si está presente antes de transferir calor sensible con la parte superior del serpentín por encima de la sección de pulverización intermedia. Este último modo de funcionamiento reduce aún más la cantidad de uso de agua mientras proporciona aire de temperatura más baja para proporcionar una refrigeración sensible a la parte superior del serpentín por encima de la disposición de pulverización intermedia.

El aparato intercambiador de calor o refrigerador de fluidos de la presente invención podrían ser operado en donde tanto aire como un líquido de evaporación tal como agua son extraídos o suministrados a través de ambas secciones indirecta y directa de intercambio de calor en caso de estar presentes. Puede ser deseable operar el intercambiador de calor sin un suministro del líquido de evaporación, en donde el aire sólo sería extraído a través de la sección de intercambio de calor indirecto y a través de una sección directa si está presente. Es también posible operar un intercambiador de calor combinado de acuerdo con la presente invención en el que sólo se suministraría líquido de evaporación a través de la sección de intercambio de calor indirecto o hacia abajo a través de la misma y de la sección de intercambio de calor directo, si está presente, y en donde no se extraería aire por medios típicos como un ventilador.

En el funcionamiento de una sección de intercambio de calor indirecto, una corriente de fluido que pasa a través de los serpentines se enfría, se calienta, se condensa, o evapora en cualquiera o ambos de una operación de intercambio de calor sensible y una operación de intercambio de calor latente haciendo pasar un líquido de evaporación tal como agua junto con el aire sobre los serpentines de la sección de intercambio de calor indirecto. Tal intercambio de calor combinado da como resultado un funcionamiento más eficiente de la sección de intercambio de calor indirecto, al igual que la presencia de separación aumentada formada en una o más de las curvas de retorno de los tramos de tubos en serpentín de la sección de intercambio de calor indirecto. La eficacia adicional en el funcionamiento también puede lograrse por la provisión de un segundo sistema de distribución de pulverización o sistema intermedio para proporcionar líquido de evaporación para fluir hacia abajo sobre y a través de los serpentines de la sección de intercambio de calor indirecto. El líquido de evaporación, el cual nuevamente es generalmente agua, el cual pasa generalmente hacia abajo a través de la sección de intercambio de calor indirecto y generalmente hacia abajo a través de la sección de intercambio de calor directo la cual es típicamente un conjunto de relleno, si dicha sección de intercambio de calor directo es proporcionada en la separación vertical aumentada en una o más de las curvas de retorno de altura aumentada de los serpentines de la sección de intercambio de calor indirecto. El calor en el líquido de evaporación se hace pasar al aire que se extrae generalmente al pasar hacia abajo o hacia arriba por la sección de intercambio de calor indirecto y hacia afuera del refrigerador de fluidos en circuito cerrado o conjunto de intercambiador de calor por un sistema de movimiento de aire tal como un ventilador. El líquido de evaporación que drena de la sección indirecta o directa de intercambio de calor se recoge típicamente en un sumidero y entonces se bombea hacia arriba para la redistribución a través de la sección indirecta o directa de intercambio de calor por evaporación.

El tipo de sistema de ventilador, ya sea de corriente inducida o forzada, de transmisión por correa, de transmisión por engranajes o de transmisión directa, puede utilizarse con todas las formas de realización presentadas. El tipo de ventilador ya sea axial, centrífugo u otro se puede utilizar con todas las formas de realización presentadas. El tipo de tubos, material de tubos, diámetros de tubos, forma de tubos, ya sea con aletas o sin aletas, el número de pases de tubo, el número de curvas de retorno, el número de separaciones verticales aumentadas puede ser utilizado con todas las formas de realización presentadas. Además, el serpentín puede consistir en tubos o puede ser del tipo aleta de placa o puede ser cualquier tipo de placas en cualquier material que pueden utilizarse con todas las formas de realización presentadas en la presente. El tipo de llenado, ya sea llenado eficaz de contraflujo, llenado de aplicación de agua contaminada o cualquier llenado de material se puede utilizar con todas las formas de realización presentadas.

Por consiguiente, un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un aparato de intercambio de calor mejorado, el cual podría ser un refrigerador de fluidos en circuito cerrado, calentador de fluidos, condensador, evaporador, refrigerador de aire o calentador de aire, que incluye una sección de intercambio de calor indirecto con la separación aumentada formada en una o más curvas de retorno del tubo en serpentín que forma la sección de intercambio de calor indirecto.

Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un aparato de intercambio de calor mejorado tal como un refrigerador de fluidos en circuito cerrado, calentador de fluidos, condensador, evaporador, refrigerador de aire o calentador de aire, que incluye una sección de intercambio de calor indirecto que comprende una serie de tramos de tubos en serpentín con separación vertical aumentada entre uno o más de los tramos de tubos y con un intercambio de calor directo ubicado en una o más de las áreas de separación vertical aumentada.

Otro objetivo de la invención consiste en proporcionar un aparato de intercambio de calor mejorado que comprende una sección de intercambio de calor indirecto compuesta por serpentines con un sistema de distribución de líquido de evaporación primario en o cerca de la parte superior de los serpentines y un sistema de distribución de líquido de evaporación secundario ubicado por debajo de la parte superior de los serpentines. Además, los sistemas de distribución de líquido de evaporación primario y secundario pueden ser operados selectivamente de manera que el agua pueda conservarse.

Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un aparato de intercambio de calor evaporativo mejorado tal como un refrigerador de fluidos en circuito cerrado, calentador de fluidos, condensador, evaporador, refrigerador de aire o calentador de aire, que incluye al menos dos secciones de intercambio de calor indirecto que comprenden una serie de tramos de tubos en serpentín con separación vertical aumentada entre uno o más tramos de tubos y con un intercambio de calor directo ubicado en una o más de las áreas de separación vertical aumentada entre los tramos de tubos.

Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un aparato de intercambio de calor evaporativo mejorado tal como un refrigerador de fluidos en circuito cerrado, calentador de fluidos, condensador, evaporador, refrigerador de aire o calentador de aire, que incluye al menos dos secciones de intercambio de calor indirecto separadas por una separación vertical aumentada con un intercambio de calor directo opcional ubicado en la separación vertical aumentada entre secciones de intercambio de calor indirecto.

Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un aparato de intercambio de calor evaporativo mejorado tal como un refrigerador de fluidos en circuito cerrado, calentador de fluidos, condensador, evaporador, refrigerador de aire o calentador de aire, donde las secciones de intercambio de calor directo ubicadas en una o más de las áreas de separación vertical aumentada entre tramos de tubos o ubicadas alternativamente entre la separación vertical aumentada entre secciones de intercambio de calor indirecto son fácilmente accesibles y reemplazables para facilitar el mantenimiento.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un aparato mejorado de intercambio de calor el cual comprende típicamente una sección de intercambio de calor indirecto. La sección de intercambio de calor indirecto proporciona un rendimiento mejorado mediante la utilización de una disposición de serpentines compuesta por secciones de tramos de tubos y curvas de retorno, con un medio para aumentar la distancia entre uno o más de los tramos de tubos de los serpentines. Una manera de lograr esta separación vertical entre los tramos de tubos generalmente horizontales o inclinados es aumentando uno o más de los radios de las curvas de retorno en las curvas de retorno de los tramos de tubos en serpentín en el serpentín. Otra manera de lograr esta separación vertical entre tramos de tubos generalmente horizontales o inclinados es instalar una separación vertical intencionada entre dos o más serpentines u otras secciones de intercambio de calor indirecto tales como intercambiadores de calor de placas. Las secciones de tramos de tubos de la disposición de serpentines pueden ser generalmente horizontales y pueden estar inclinadas hacia abajo desde el extremo de entrada de los serpentines hacia el extremo de salida de los serpentines para mejorar el flujo de la corriente de fluido a través de los mismos. Tales serpentines están diseñados para permitir que un flujo de fluido pase a través de los mismos, exponiendo el flujo de fluido indirectamente al aire o a un líquido de evaporación tal como agua, o una combinación de aire y un líquido de evaporación, para proporcionar un cambio de calor tanto sensible como latente desde las superficies exteriores de los serpentines del intercambiador de calor indirecto. Dicha utilización de un intercambiador de calor indirecto en el refrigerador de fluidos en circuito cerrado, calentador de fluidos, condensador, evaporador, refrigerador de aire o calentador de aire de la presente invención proporciona un rendimiento mejorado y también permite un funcionamiento combinado o funcionamiento alternativo en donde se puede pasar solo aire o solo un líquido de evaporación o una combinación de los dos a través de la parte de afuera de los serpentines del intercambiador de calor indirecto.

Una sección o secciones de intercambio de calor directo pueden estar ubicadas generalmente dentro de la sección de intercambio de calor indirecto en la separación vertical entre las curvas de retorno de altura aumentada de los tramos de tubos generalmente horizontales del serpentín. Por consiguiente, el líquido de evaporación se deja pasar a través de las secciones indirecta y directa que comprenden la sección de intercambio de calor. El calor se extrae de dicho líquido de evaporación mediante el paso de aire a través de las secciones indirecta y directa de intercambio de calor mediante un aparato que mueve el aire tal como un ventilador. Tal líquido de evaporación es recogido en un sumidero en la parte inferior del refrigerador de fluidos en circuito cerrado, calentador de fluidos, condensador, evaporador, refrigerador de aire o calentador de aire y se bombea nuevamente para la distribución, generalmente hacia abajo, a través de la sección de intercambio de calor indirecto. Además, un sistema secundario de distribución de líquido de evaporación puede estar ubicado por debajo de la parte superior de los serpentines indirectos dentro de la sección de intercambio de calor indirecto o entre dos secciones indirectas en la separación vertical y que funciona selectivamente con el sistema primario de distribución de líquido de evaporación de manera que el agua puede conservarse.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos,

la Fig. 1 es una vista lateral de un intercambiador de calor indirecto que incluye una serie de tramos de tubos en serpentín;

la Fig. 2 es una vista lateral de un serpentín de intercambiador de calor indirecto de la técnica anterior;

la Fig. 3 es una vista lateral de un primer ejemplo de un intercambiador de calor indirecto con una serie de tramos de tubos inclinados en serpentín;

la Fig. 4 es una vista lateral de un segundo ejemplo de un intercambiador de calor indirecto con una serie de tramos de tubos en serpentín;

la Fig. 5 es una vista lateral de un tercer ejemplo de un intercambiador de calor indirecto con distribución de líquido de evaporación;

la Fig. 6 es una vista lateral de una forma de realización de un intercambiador de calor indirecto con secciones de intercambio de calor directo de acuerdo con la presente invención;

la Fig. 7 es una vista en perspectiva de la forma de realización mostrada en la FIG. 6 de una torre de refrigeración en circuito cerrado con una sección de intercambio de calor indirecto con secciones de intercambio de calor directo de acuerdo con la presente invención;

la Fig. 8 es una vista lateral de otra forma de realización de dos secciones de intercambio de calor indirecto con cinco secciones de intercambio de calor directo de acuerdo con la presente invención;

la Fig. 9 es una vista lateral de otra forma de realización de dos intercambiadores de calor indirecto con una sección de intercambio de calor directo de acuerdo con la presente invención;

la Fig. 10 es una vista del extremo de otra forma de realización de dos intercambiadores de calor indirecto con secciones de intercambio de calor directo de acuerdo con la presente invención;

la Fig. 11 es una vista lateral de otra forma de realización de dos intercambiadores de calor indirecto con secciones de intercambio de calor directo y con distribución de líquido de evaporación secundaria de acuerdo con la presente invención;

la Fig. 12 es una vista lateral de otra forma de realización de dos intercambiadores de calor indirecto tipo placa con dos secciones de intercambio de calor directo de acuerdo con la presente invención;

la Fig. 13 es un gráfico de rendimiento de intercambiadores de calor construidos de acuerdo con la presente invención. la FIG. 14 es una vista de extremo de una forma de realización de un intercambiador de calor indirecto con secciones de intercambio de calor directo de acuerdo con la presente invención;

la FIG 15 es una vista de extremo de intercambiadores de calor indirecto tipo placa con secciones de intercambio de calor directo de acuerdo con la presente invención.

Descripción de la forma de realización preferida

Haciendo referencia ahora a la Figura 1, un producto de serpentín enfriado por evaporación de la técnica anterior 10 que podría ser una torre de refrigeración de circuito cerrado o un condensador evaporativo. Ambos productos son bien conocidos y pueden funcionar en húmedo en el modo evaporativo o pueden funcionar en seco, con la bomba de pulverización 12 apagada cuando las condiciones ambientales o las cargas más bajas lo permiten. La bomba 12 recibe el líquido pulverizado evaporativamente enfriado más frío, generalmente agua, del sumidero de agua fría 11 y lo bombea al cabezal pulverizador de agua 19 donde el agua sale de las boquillas u orificios 17 para distribuir el agua sobre el serpentín 14. El cabezal pulverizador de agua 19 y las boquillas 17 sirven para distribuir uniformemente el agua sobre la parte superior del o de los serpentines 14. A medida que el agua más fría es distribuida por la parte superior del serpentín 14, el motor 21 hace girar el ventilador 22, que induce o tira aire ambiente adentro a través de las rejillas de entrada 13, hacia arriba a través del serpentín 14 y, a continuación, a través de los eliminadores de la pérdida de agua 20, que sirven para evitar que la pérdida de agua salga de la unidad, y entonces el aire caliente es soplado al ambiente. El aire generalmente fluye en una dirección de contraflujo hacia el agua pulverizada que cae. Aunque la Figura 1 y todas las figuras siguientes se muestran con el ventilador axial 22 que induce o que tira aire a través de la unidad, el sistema de ventilador real puede ser cualquier estilo de sistema de ventilador que mueva el aire a través de la unidad, incluyendo, entre otros, tiro inducido y forzado. Además, el motor 21 puede ser de transmisión por correa como se muestra, de accionamiento por engranajes o directamente conectado al ventilador. Debe entenderse que en todas las formas de realización presentadas, hay muchos circuitos en paralelo con tramos de tubos pero solo se muestra el circuito exterior por cuestiones de claridad. El serpentín 14 se muestra con un cabezal de entrada 15 y un cabezal de salida 16 que se conecta a todos los tubos en serpentín que tienen secciones de curva de retorno de altura normal 18. Debe entenderse además que el número de circuitos dentro de un serpentín no es una limitación a las formas de realización presentadas.

Haciendo referencia a continuación a la Figura 2, el serpentín 30 de la técnica anterior tiene cabezales de entrada y salida 37 y 31 respectivamente, es soportado por sujetadores de serpentín 32 y 38 con soporte central 41. Hay dos circuitos que salen del cabezal de entrada mostrados como tramos de tubos generalmente horizontales 39 y 40. El serpentín 30 está construido con curvas de retorno de radio corto o normales 36 con una pequeña inclinación para permitir un drenaje adecuado. En algunos serpentines de la técnica anterior, esta inclinación de los tramos de tubos generalmente horizontales puede variar y el último juego de tramos de tubos en la parte inferior tiene más inclinación. La separación 35 entre los tramos de tubos en el lado izquierdo puede verse como casi cero y por lo tanto permite una interacción muy pequeña entre el agua pulverizada que cae y aire que fluye generalmente en contra de la corriente antes de que el agua pulverizada llegue al siguiente juego de tramos de tubos. De manera similar, el espacio más grande 33 y 34 entre los tramos de tubos generalmente horizontales se ve como un poco más grande pero todavía hay interacción insuficiente entre el agua pulverizada que cae y el aire que fluye generalmente en contra de la corriente antes de que el agua pulverizada llegue al siguiente juego de tramos de tubos en comparación con las formas de realización presentadas. Además, no hay suficiente espacio en los huecos 33, 34 o 35 para instalar una sección de intercambio de calor directo tal como el llenado de contraflujo o para instalar un sistema de pulverización intermedio para aumentar adicionalmente la refrigeración de agua pulverizada tales como las formas de realización presentadas.

Haciendo referencia a la Figura 3, una torre de refrigeración de acuerdo con un primer ejemplo se muestra en 70 bombeándose el agua de pulverización más fría del sumidero de agua fría 71 por la bomba 72 a la disposición de cabezal pulverizador 79 con boquillas u orificios 78 para distribuir uniformemente el agua sobre el serpentín 75. El motor 81 acciona el ventilador 82 para inducir el aire primero a través de las rejillas de entrada 73, generalmente hacia arriba a través del serpentín 75, luego a través de los eliminadores 80 y, a continuación, expulsarlo al medio ambiente. En el primer ejemplo, el serpentín 75 tiene una combinación alterna de curvas de retorno ajustadas 76 y curva de retorno de radio ancho 83 en el serpentín 75. La curva de retorno sustancialmente ancha 83 forma una zona de enfriamiento de agua de pulverización 74 donde el agua de pulverización es adicionalmente enfriada por el aire que fluye hacia arriba antes de que entre en contacto con el siguiente juego de tramos de tubos que tienen curvas de retorno ajustadas o normales 76. En este ejemplo, el serpentín 75 tiene cuatro juegos de tres hileras de radio de curvas de retorno ajustadas o normales 76 separados por tres curvas de retorno intencionalmente grandes 83 que forman tres zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes 74 dentro del conjunto de serpentines 75. El serpentín 75 se muestra con un cabezal de entrada 77 y un cabezal de salida 84 que se conecta a todos los tubos en serpentín. Cabe destacar en esta y todas las otras formas de realización que el cabezal de entrada 77 y el cabezal de salida 84 pueden ser invertidos dependiendo de la aplicación particular y no es una limitación de la invención. El primer ejemplo se muestra con los tramos de tubos generalmente horizontales que tienen un declive o inclinación leve de un extremo al otro para permitir que los serpentines drenen mejor y ayuda a los condensadores para que el condensado líquido pueda drenar más fácilmente. Cabe destacar que por cuestiones de simplicidad, se muestran todas las formas de realización adicionales sin inclinación de tubos pero debe entenderse que los tubos pueden estar inclinados o no. El primer ejemplo muestra doce tramos de tubos generalmente horizontales o como se denominan comúnmente pases, sin embargo, otras formas de realización pueden emplear cualquier número de tramos o pases de tubos y no es una limitación de la invención. Una vez que el agua pulverizada sale de la parte inferior del serpentín 75, hay refrigeración adicional del agua de pulverización antes de que el agua pulverizada caiga en cascada hasta el depósito de agua fría 71. El espacio sustancial 74 entre las hileras de tubos de curvas de retorno ajustadas 76 permite que las gotas de agua de pulverización sean enfriadas mediante el aire en contraflujo antes de recoger más calor del siguiente juego de tramos de tubos. La altura de la zona de refrigeración de agua pulverizada 74 debe ser de al menos 2,54 centímetros (una pulgada). Los usuarios de la técnica reconocerán que el número de tramos o pases de tubos, el número de zonas de refrigeración de agua pulverizada 74, y la altura de la zona de refrigeración de agua pulverizada 74 pueden optimizarse para alcanzar el rendimiento deseado y la altura total de la forma de realización 70. Además, los tubos pueden ser de cualquier diámetro o forma y no son una limitación de la invención.

Haciendo referencia a la Figura 4, se muestra una torre de refrigeración de acuerdo con un segundo ejemplo 130. Los componentes del segundo ejemplo 130 incluyen el depósito de agua fría 131, la bomba 132, las rejillas de entrada 133, la disposición de pulverización 140, las boquillas u orificios 139, el cabezal de entrada 138, el cabezal de salida 144, los eliminadores de la pérdida de agua 141, el motor 142 y el ventilador 143 se muestran idénticos y funcionan igual que en el primer ejemplo. El serpentín 134 en la forma de realización de ejemplo se ha cambiado para ilustrar la variación que los usuarios en la técnica pueden realizar para optimizar el rendimiento y la altura. En el serpentín 134, hay aún doce tramos de tubos generalmente horizontales como en la primera forma de realización pero el serpentín 134 ahora tiene seis juegos de dos tramos de tubos con curvas de retorno 137 ajustadas o normales separados por cinco zonas grandes de refrigeración de agua pulverizada 136 formadas por curvas de retorno grandes 135. Cabe destacar que los tramos de tubos en el serpentín 134 se muestran como horizontales por cuestiones de claridad pero pueden estar inclinados o en pendiente como se muestra en la primera forma de realización. En esta y en todas las formas de realización futuras, los tramos de tubos generalmente horizontales se muestran como horizontales por cuestiones de claridad sin embargo pueden estar inclinados o en pendiente. El segundo ejemplo muestra una variación en la primera forma de realización y cabe destacar que el número de tramos de tubos entre las zonas grandes de refrigeración de agua pulverizada, el número de zonas grandes de refrigeración de agua pulverizada, el número de tramos de tubos totales, la altura de la zona grande de refrigeración de agua pulverizada pueden variarse para optimizar el rendimiento y la altura de la unidad.

Haciendo referencia a la Figura 5, se muestra una torre de refrigeración de acuerdo con un tercer ejemplo en 180. Los componentes del tercer ejemplo 180 que incluyen el depósito de agua fría 181, la bomba 182, las rejillas de entrada 183, la disposición de pulverización primaria 194, las boquillas u orificios 192, el cabezal de entrada 191, el cabezal de salida 198, los eliminadores de la pérdida de agua 195, el motor 196 y el ventilador 197 todos funcionan de la misma manera a la que se presenta en el primer ejemplo. El serpentín 189 tiene curvas de retorno de altura normal 190 y curvas de retorno de altura aumentada 184A. Dentro de la zona de refrigeración de agua pulverizada grande 184, el tercer ejemplo 180 también contiene un cabezal de pulverización secundario o intermedio 187 con boquillas u orificios 185 para pulverizar uniformemente el serpentín 189 con agua de pulverización adicional, eliminadores de la pérdida de agua 188 y válvulas accionadas selectivamente 193 y 186. Cabe señalar que en lugar de las válvulas 193 y 186, se pueden utilizar dos bombas de pulverización para lograr los mismos modos de funcionamiento deseados. También cabe señalar que las dos zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes 184 formadas por curvas de retorno grandes 184A también pueden tener una sección directa si se desea. Hay cuatro modos principales de funcionamiento con la forma de realización 3. El primer modo de funcionamiento es con la bomba de pulverización 182 encendida, con las válvulas 186 y 193 abiertas, el agua se pulveriza sobre la parte superior del serpentín 189 y también dentro del serpentín 189. La variación del flujo de pulverización y el mayor flujo total de pulverización en la sección inferior del serpentín 189 hacen que la unidad 180 funcione de forma más eficiente. Durante el modo uno, el ventilador puede funcionar a cualquier velocidad deseada o puede estar apagado. Para el segundo modo de funcionamiento, la válvula 193 puede estar cerrada permitiendo que sólo fluya agua pulverizada sobre la sección inferior del serpentín 189. En este modo híbrido, la parte inferior del serpentín 189 funciona en modo de refrigeración por evaporación, mientras que la sección superior del serpentín 189 por encima de los eliminadores de la pérdida de agua 188 funciona en seco. Este modo de funcionamiento puede servir para ahorrar agua y también reducir la nube de humo si se desea. Durante el modo dos, el ventilador puede funcionar a cualquier velocidad deseada o puede estar apagado. El tercer modo de funcionamiento puede ser apagando la bomba de pulverización 182 de modo que sólo se logra un enfriamiento sensible del serpentín 189.

Haciendo referencia a continuación a la Figura 6, se muestra una torre de refrigeración de acuerdo con una forma de realización de la invención en 210. Los componentes de esta forma de realización 210 que incluyen el depósito de agua fría 211, la bomba 212, las rejillas de entrada 213, la disposición de pulverización 221, las boquillas u orificios 220, el cabezal de entrada 219, el cabezal de salida 225, los eliminadores de la pérdida de agua 222, el motor 223 y el ventilador 224 funcionan de la misma manera a la que se presenta en el primer ejemplo. Cabe señalar que hay curvas de retorno normales o ajustadas alternantes 218 y luego curvas de retorno más grandes 217 que forman la zona de refrigeración de agua pulverizada grande 214 en el serpentín 216. En esta forma de realización preferida, hay al menos una sección de intercambio del calor directo. La sección de intercambio de calor directo 215 puede ser un relleno de contraflujo que se instala dentro de la zona de refrigeración de agua pulverizada grande 214. La sección directa 215 aumenta la eficacia de la refrigeración del agua pulverizada dentro de la sección grande de refrigeración de agua pulverizada 214. En esta forma de realización, hay juegos repetidos de cuatro tramos o pases de tubos con curvas de retorno de radio estrecho o normales 218 y a cada uno le siguen tres curvas de radio grande 217 que forman tres zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes 214 para existir dentro de los confines del serpentín. En este caso, se pueden utilizar hasta tres secciones directas si se desea y como se muestra. La eficacia obtenida en la refrigeración adicional del agua pulverizada entre los tubos 214 superó con creces la pérdida de flujo de aire de las secciones directas agregadas o cubiertas de relleno 215 al aparato 210. El tipo de sección directa puede ser relleno de contraflujo, relleno de agua contaminada o cualquier sustrato que aumente el área de superficie del agua pulverizada dentro de la zona de refrigeración del agua pulverizada grande. En el serpentín 216, hay aún doce tramos de tubos generalmente horizontales como en la primera forma de realización pero el serpentín 216 ahora tiene cuatro juegos de tres tramos de tubos con curvas de retorno 218 ajustadas separados por tres zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes 214. Cabe destacar que los tramos de tubos en el serpentín 216 se muestran como horizontales por cuestiones de claridad pero pueden estar inclinados o en pendiente como se muestra en la primera forma de realización. Cabe destacar que el número de tramos de tubos entre las zonas grandes de refrigeración de agua pulverizada, el número de zonas grandes de refrigeración de agua pulverizada, el número de tramos de tubos totales, la altura de la zona grande de refrigeración de agua pulverizada pueden variarse para optimizar el rendimiento y la altura de la unidad. Además, cabe destacar que se puede utilizar cualquier medio para soportar las secciones directas dentro de las zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes en el serpentín indirecto 216 dentro de la zona de refrigeración de agua pulverizada 214. Un medio de soporte de ese tipo sería apoyar la sección directa 215 en los tramos de tubos indirectos en el serpentín 216. Otro método de ese tipo sería la colocación de la sección directa encima de varillas pequeñas que se instalan en los tramos de tubos de la sección indirecta 216 de tal monera que la sección directa no entre en contacto directamente con la sección indirecta. Otro método de ese tipo sería que la sección directa se apoyara en una estructura de bastidor de manera que la sección directa no entrara en contacto directo con la sección indirecta.

La Figura 7 es una vista en perspectiva de una torre de refrigeración 280 de acuerdo con la forma de realización de la Figura 6. Más específicamente, las vistas en corte muestran que las secciones directas 285 se pueden retirar fácilmente para su limpieza y reemplazo abriendo o retirando los paneles 284. La remoción de los paneles 284 permite también el acceso para limpiar el intercambiador de calor indirecto 283. Cabe señalar que los paneles 284 podrían estar conectados para abrirse parcial y selectivamente durante el funcionamiento para actuar como entradas de aire fresco. En la forma de realización 280, se muestra el serpentín indirecto 283 con los paneles 284 retirados por cuestiones de claridad donde están ubicadas las zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes. Un medio para sostener las secciones directas dentro de las zonas grandes de refrigeración de agua pulverizada en el serpentín indirecto 283 puede ser la sección directa 285 que se apoya sobre la sección indirecta, o se asienta en las pequeñas varillas que se instalan encima de la sección indirecta 283 o cualquier medio para colgar la sección directa sin que toque la sección indirecta si se desea. El medio para instalar la sección directa dentro de la zona grande de refrigeración por pulverización no es una limitación. La entrada de agua pulverizada 287 sirve para distribuir el agua pulverizada uniformemente a la parte superior del serpentín 283. La entrada de aire 282 se muestra sin las rejillas de entrada instaladas, de modo que se puede ver el interior del depósito de agua fría 281. Se muestra la entrada del serpentín 286 y la salida 289 para la conexión del fluido entrante que se va a refrigerar o condensar. El eje del ventilador 288 está conectado al ventilador y al motor (se muestra) y el sistema de ventilador tira aire a través de la entrada de aire 282 por el serpentín indirecto 283 y secciones directas 285 a través de los eliminadores de la pérdida de agua (no se muestran) y luego generalmente hacia arriba al medio ambiente.

Haciendo referencia ahora a la Figura 8, se muestra una torre de refrigeración de acuerdo con otra forma de realización en 250. Los componentes de esta forma de realización 250 que incluyen el depósito de agua fría 251, la bomba 252, las rejillas de entrada 253, la disposición de pulverización 265, las boquillas u orificios 264, el cabezal de entrada 263, el cabezal de salida 275, los eliminadores de la pérdida de agua 266, el motor 267 y el ventilador 268 funcionan de la misma manera a la que se presenta en la primera forma de realización. Esta forma de realización 250 utiliza al menos dos serpentines separados 261 y 256. El serpentín 261 tiene cabezales de entrada y salida 263 y 275 respectivamente mientras que el serpentín 256 tiene cabezales de entrada y salida 258 y 276 respectivamente. El serpentín 261 y el serpentín 256 se pueden entubar en una disposición en serie o en paralelo, según se desee. El serpentín 261 y el serpentín 256 se muestran con tres juegos de dos tramos de tubos con curvas de retorno ajustadas 262 y 257 y ambas con dos zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes 260 y 255 formadas por curvas de retorno grandes 260A y 255A, respectivamente. Cabe señalar que los serpentines 261 y 256 están separados por una zona de refrigeración de agua pulverizada grande 272 y esta zona tiene un intercambiador de calor directo 270 instalado dentro de la misma. Debe entenderse que en todas las zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes 260, 272 y 255, los usuarios en la técnica pueden tener espacio vacío, una disposición de pulverización intermedia o intercambio de calor directo 259, 270 y 254 respectivamente instalada según lo mostrado. Debe entenderse que la característica principal en la forma de realización 250 es que utiliza más de un serpentín en comparación con las formas de realización anteriores que se pueden utilizar por cuestiones de optimización y fabricación adicionales.

Haciendo referencia ahora a la Figura 9, se muestra una torre de refrigeración de acuerdo con otra forma de realización en 300. Los componentes de esta forma de realización que incluyen el depósito de agua fría 301, la bomba 302, las rejillas de entrada 303, la disposición de pulverización 312, las boquillas u orificios 311, los eliminadores 313, el motor 314 y el ventilador 315 funcionan de la misma manera a la que se presenta en el primer ejemplo. Esta forma de realización 300 utiliza además al menos dos serpentines de intercambio de calor indirecto separados mostrados como 308 y 304 que tienen cabezales de entrada 310 y 306, respectivamente y cabezales de salida 317 y 318, respectivamente. El serpentín 308 y el serpentín 304 se pueden entubar en una disposición en serie o en paralelo o incluso con diferentes fluidos como es bien conocido en la técnica. El serpentín 308 y el serpentín 304 se muestran con seis juegos de dos tramos de tubos con curvas de retorno ajustadas o normales 309 y 305 respectivamente y ninguno de los dos serpentines tiene dentro de ellos una zona grande de refrigeración de agua pulverizada. Sin embargo, los serpentines 308 y 304 están separados por una zona de refrigeración de agua pulverizada grande 316 y esta zona tiene un intercambiador de calor directo 307 instalado dentro de la misma. Debe entenderse que en todas las zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes 316 puede tener espacio vacío para refrigeración de agua pulverizada adicional, una disposición de pulverización intermedia o intercambio de calor directo instalado como 307.

Ambas formas de realización 250 y 300 tienen al menos dos intercambiadores de calor indirectos. Debe entenderse que la forma de realización 250 utiliza más de un intercambiador de calor indirecto o serpentín y que cada serpentín tiene una zona de refrigeración de agua pulverizada grande dentro del serpentín mientras que la forma de realización 300 tiene al menos dos intercambiadores de calor indirectos sin zonas de agua pulverizada grandes dentro del serpentín pero la separación vertical entre serpentines forma la zona de refrigeración de agua pulverizada grande. Debe señalarse que puede utilizarse cualquier número de tramos de tubos por cada sección de serpentín, puede utilizarse cualquier número de secciones de serpentín indirectas y puede utilizarse cualquier altura de zona de refrigeración de agua pulverizada entre los serpentines de la sección indirecta y no es una limitación a la invención. Uno de los serpentines mostrados en la forma de realización 300 también puede ser fabricado con zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes dentro de los serpentines.

Haciendo referencia ahora a la Figura 10, una torre de refrigeración de acuerdo con otra forma de realización es presentada en 330. Esta forma de realización tiene todas las mismas características que las descritas por las Figuras anteriores pero cabe señalar que la forma de realización ha sido rotada para mostrar la pared divisoria 332 y la bomba 333 y 343 más claramente. En esta forma de realización, hay curvas de retorno sustancialmente ancha 346 que forman una zona de refrigeración de agua pulverizada 347 donde el agua pulverizada es adicionalmente enfriada por el aire que generalmente fluye hacia arriba antes de que entre en contacto con el siguiente juego de tramos de tubos que tiene curvas de retorno ajustadas o normales 345. En esta forma de realización, hay cuatro juegos de tres hileras de radio de curvas de retorno ajustadas 345 separados por tres curvas de retorno intencionalmente grandes 346 que forman tres zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes 338 dentro de los conjuntos de serpentines 336 y 345. En esta forma de realización de ahorro de agua, el serpentín izquierdo 335 y el serpentín derecho 344 pueden ser tubos básicos de cualquier diámetro de tubo o cualquier forma de tubo, con aletas en espiral, con aletas en placa o ser serpentines de placa. Los serpentines 335 y 344 ambos pueden funcionar en húmedo con las bombas 333 y 343 ambas encendidas, o un serpentín puede funcionar húmedo y el otro en seco teniendo por ejemplo la bomba 333 encendida y la bomba 343 apagada, o ambos serpentines 335 y 344 pueden funcionar en seco con la bombas 333 y 343 apagadas. Nótese que la pared 332 evita que el agua y el aire migren de lado a lado durante el funcionamiento. Cabe señalar que el número de juegos de hileras de radio de curvas ajustadas y curvas de radio grandes que forman las zonas de refrigeración de agua pulverizada no es una limitación de la invención.

Haciendo referencia ahora a la Figura 11, se muestra una torre de refrigeración de acuerdo con otra forma de realización en 390. Los componentes de esta forma de realización incluyendo el depósito de agua fría 391, la bomba 392, las rejillas de entrada 393, la disposición de pulverización superior 410, las boquillas u orificios 408, el cabezal de entrada 407, el cabezal de salida 416, los eliminadores de la pérdida de agua 411, el motor 412 y el ventilador 413 funcionan de la misma manera a la que se presenta en el primer ejemplo. Esta forma de realización 390 contiene dos secciones de intercambio de calor indirecto. La sección indirecta superior 405 tiene cabezales de entrada y salida 407 y 416 respectivamente, aletas de área de superficie extendidas 415, y se puede ver con curvas de retorno ajustadas o normales 406 y también curvas de retorno de radio grande 403 que forman una zona de refrigeración de agua pulverizada grande 404. Cabe señalar que las dos zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes 404 mostradas en el serpentín superior 405 también pueden tener una sección directa tal como 394 instalada si se desea. La sección indirecta inferior 396 tiene cabezales de entrada y salida 398 y 417 respectivamente, y también curvas de retorno ajustadas o normales 397 y grandes curvas de retorno que forman una zona grande de refrigeración de agua pulverizada 395. Esta forma de realización 390 también contiene un cabezal de pulverización secundario o intermedio 401 con boquillas u orificios 399 para pulverizar uniformemente el serpentín 396 con agua de pulverización, eliminadores de la pérdida de agua 402 y válvulas accionadas selectivamente 409 y 400. Cabe señalar que en lugar de las válvulas 409 y 400, se pueden utilizar dos bombas de pulverización para lograr los mismos modos de funcionamiento deseados. En esta forma de realización híbrida, hay cinco modos de funcionamiento. El primer modo de funcionamiento es con la bomba de pulverización 392 encendida, con las válvulas 409 y 400 ambas abiertas, el agua se pulveriza sobre la parte superior del serpentín 405 y también sobre el serpentín 396. Durante el modo uno, el ventilador puede funcionar a cualquier velocidad deseada o puede estar apagado. Para el segundo modo de funcionamiento, la bomba 392 está encendida y la válvula 409 está abierta y la válvula 400 está cerrada. Esto permite consumir menos energía de la bomba de pulverización y ligeramente menos capacidad de la unidad cuando se desea. Durante el modo dos, el ventilador puede funcionar a cualquier velocidad deseada o puede estar apagado. Para el tercer modo de funcionamiento, la válvula 409 está cerrada y la válvula 400 está abierta permitiendo que sólo fluya agua pulverizada sobre el serpentín indirecto inferior 396. En este modo híbrido, el serpentín inferior 396 funciona en modo de refrigeración por evaporación, mientras que el serpentín superior 405 por encima de los eliminadores de la pérdida de agua 402 funciona en seco. Este modo de funcionamiento puede servir para ahorrar agua, reducir la nube de humo o utilizarse para desupercalentar si se desea. Durante el modo tres, el ventilador puede funcionar a cualquier velocidad deseada o puede estar apagado. En un cuarto modo de funcionamiento, la válvula 409 está cerrada y la válvula 400 está abierta de nuevo, permitiendo que sólo fluya agua pulverizada sobre el serpentín inferior 396, pero esta vez la transferencia de calor al serpentín 396 se apaga de forma que no haya transferencia de calor entre los tramos de tubos en el serpentín 396 y el agua pulverizada. Ahora el agua pulverizada junto con la sección directa 394 funcionan para enfriar adiabáticamente el aire que entró en las rejillas de entrada 393 para que la temperatura de bulbo seco del aire se aproxime a la temperatura de bulbo húmedo del aire. De esta manera, la sección de serpentín superior en funcionamiento 405 puede funcionar en un modo de refrigeración en seco sensible mientras consume mucha menos agua. Durante el modo cuatro, el ventilador puede funcionar a cualquier velocidad deseada o puede estar apagado. El quinto modo de funcionamiento es con la bomba de pulverización 392 apagada y la unidad funciona en modo seco para enfriar sensiblemente los intercambiadores de calor indirecto 405 y 396.

Haciendo referencia ahora a la Figura 12, en 470 se muestra una torre de refrigeración en circuito cerrado o condensador de acuerdo con otra forma de realización. Los componentes de esta forma de realización que incluyen el depósito de agua fría 471, la bomba 472, las rejillas de entrada 473, el cabezal de entrada 477, el cabezal de salida 476, la disposición de pulverización superior 482, las boquillas u orificios 481, los eliminadores de la pérdida de agua 483, el motor 484 y el ventilador 485 funcionan de la misma manera a la que se presenta en el primer ejemplo. Esta forma de realización 470 utiliza al menos dos intercambiadores de calor tipo placa de intercambio de calor indirecto separados mostrados como 487 y 488. El serpentín de placa 487 y el serpentín de placa 488 se pueden entubar en una disposición en serie o en paralelo como es bien conocido en la técnica. El serpentín 487 tiene cabezales de entrada y salida 477 y 476 respectivamente mientras que el serpentín de placa 488 tiene cabezales de entrada y salida 490 y 491 respectivamente. Los serpentines de placa 487 y 488 se muestran cada uno con aproximadamente cuarenta y ocho conjuntos de placas paralelas 480 o casetes donde hay conductos internos donde el fluido de transferencia de calor que se va a enfriar o condensar viaja y también canales abiertos externos entre las placas selladas donde el fluido evaporativo, generalmente el agua fluye generalmente hacia abajo y el flujo de aire generalmente fluye en un movimiento de contraflujo hacia arriba. Los intercambiadores de calor de los serpentines de placa 487 y 488 están separados por una zona de refrigeración de agua pulverizada grande 479 y esta zona tiene un intercambiador de calor directo 478 instalado dentro de la misma. Debajo del serpentín de placa 488 existe otra zona de refrigeración de agua pulverizada grande 475 y tiene opcionalmente una sección de intercambio de calor directo 474 dentro de la misma. Debe entenderse que en todas las zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes 479 y 475 puede tener espacio vacío para refrigeración de agua pulverizada adicional, una disposición de pulverización intermedia o intercambio de calor directo instalado. Debe entenderse que los serpentines de placa 487 y 488 no tienen zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes dentro de los mismos pero los serpentines de placa están separados por zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes. Cabe señalar que puede utilizarse cualquier número de placas, estilo de placas, material de placas, tamaño de placas, patrón de las placas y altura de las placas y no es una limitación de la invención. Cabe señalar también puede existir cualquier altura de zonas de refrigeración de agua pulverizada mayor que una pulgada y no son limitaciones de la invención.

La Figura 13 es un gráfico que muestra datos de la unidad de la técnica anterior mostrada en Figura 1 y el intercambiador de calor mejorado en la forma de realización mostrada en Figura 6 empleando secciones indirectas y directas. Específicamente, el fluido del proceso es representado en ambos la técnica anterior y la forma de realización por la línea continua superior (curva PF TempTest) que muestra que la torre de refrigeración en circuito cerrado enfría el fluido del serpentín indirecto interno, en este caso agua, de 37,7°C a 31,1°C (100 F a 88F). Cabe señalar que en la prueba del serpentín de la técnica anterior, la línea discontinua superior muestra la temperatura del agua de pulverización en la parte superior e inferior del serpentín que es de aproximadamente 30°C (86F) mientras que la temperatura del agua pulverizada máxima alcanzada es de aproximadamente 32,7°C (91F). Sin embargo, se observa que con los datos de prueba de la forma de realización de la temperatura del agua de pulverización representados por la línea continua irregular, la temperatura del agua de pulverización en la parte superior e inferior de la sección del serpentín indirecta fue de 28,8°C (84F) y la temperatura máxima del agua de pulverización fue de 33,8°C (93F). La mejora de las zonas grandes de refrigeración del agua de pulverización se puede ver como las temperaturas del agua de pulverización son más frías mostrando la capacidad de absorber más calor de los tramos de los tubos indirectos, sin embargo, en general la temperatura de pulverización era más fría como se observa en las líneas irregulares. Las dos líneas inferiores son las temperaturas de entrada y salida de bulbo húmedo. La línea discontinua inferior es de la prueba del serpentín de la técnica anterior que muestra que el bulbo húmedo entró en 25,5°C (78F) y dejó la unidad en 31,6°C (89F). La línea continua inferior muestra las temperaturas de entrada y salida del bulbo húmedo de los datos de prueba de la forma de realización. Observe que, nuevamente, la temperatura de entrada del bulbo húmedo fue de 25,5°C (78F) sin embargo el bulbo húmedo saliente es superior a los datos de la técnica anterior de salida a 34,4°C (94F). Este aumento en la temperatura de salida del bulbo húmedo muestra el mayor rendimiento con un consumo de energía idéntico en la unidad de prueba en funcionamiento (los motores de ambas pruebas estaban a 30 CV). En los datos de prueba de la forma de realización, porque el perfil de temperatura de agua de pulverización se empuja hacia arriba y la línea de bulbo húmedo del aire (WB_Coil&Fill (Serpentín&Relleno)) también es empujada hacia arriba, esto permite que el aire tenga un aumento de entalpía más grande. Por lo tanto, al añadir secciones directas a un producto solo de serpentín indirecto de la técnica anterior, el aumento de la eficiencia por tener zonas grandes de refrigeración del agua pulverizada entre los tramos de tubos puede verse como mucho más beneficioso que una ligera pérdida de flujo de aire causada por la adición de las secciones directas. Con las cubiertas de relleno intercaladas entre los tubos del serpentín, la eficiencia del rechazo del calor aumenta a medida que el agua pulverizada recoge más calor sensible y lo transfiere al aire tanto de forma latente como sensible.

Haciendo referencia ahora a la Figura 14, en 500 se muestra una torre de refrigeración de acuerdo con otra forma de realización. En esta forma de realización, el motor del ventilador 510 opera el ventilador 514 para tirar aire a través de la entrada de aire 503 luego a través del intercambiador de calor directo 502 que sirve para enfriar adicionalmente el agua de pulverización que sale de la sección indirecta 508. El agua pulverizada se bombea (no se muestra la bomba) desde el depósito de agua fría 501 a través de la tubería del cabezal de pulverización 513 y pasa a través del cabezal de pulverización para ser pulverizada uniformemente desde las boquillas u orificios 512 al intercambiador de calor indirecto 508. A continuación, el agua pulverizada calentada pasa de la sección indirecta del serpentín con relleno directo opcional instalado en las zonas grandes de refrigeración del agua pulverizada a la bandeja de repulverización 505, que recoge todo el agua pulverizada y la redistribuye uniformemente desde la boquilla u orificios 504 hasta la sección directa de relleno 502. El motor del ventilador 516 hace funcionar el ventilador 517 para inducir aire generalmente hacia arriba a través de la abertura de aire 506, hacia arriba a través de la sección indirecta 508, a través de los eliminadores de la pérdida de agua 515 y luego se descarga al medio ambiente. La entrada de aire a la sección indirecta 508 puede ser de cualquier altura, puede ser uno, dos, o tres lados y puede tener aire soplando generalmente hacia abajo y no es una limitación de la invención. El serpentín indirecto 508 se construye con las curvas de retorno ajustadas o normales 509 luego con las curvas de retorno más grandes para crear zonas de refrigeración de agua de pulverización grandes como en las otras formas de realización. En este caso, las secciones directas de relleno 507 se instalan en las zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes para aumentar la eficiencia de la transferencia de calor dentro de la sección indirecta del serpentín antes de que el agua pulverizada salga de la sección indirecta para enfriarse aún más en la sección directa situada debajo de la misma 502. El cabezal del serpentín intercambiador de calor indirecto 511 puede ser entrada o salida dependiendo del fluido a ser utilizado y no es una limitación de la invención. Es importante señalar que esta forma de realización tiene exactamente las secciones del serpentín indirecto y de relleno directo dentro de ese serpentín de la forma de realización de la Figura 6 instalado en una unidad de estilo diferente para mostrar las variaciones de cómo los usuarios en la técnica pueden emplear esta tecnología.

Haciendo referencia ahora a la Figura 15, en 530 se muestra una torre de refrigeración de acuerdo con otra forma de realización. En esta forma de realización, el motor del ventilador 540 opera el ventilador 542 para tirar aire a través de las rejillas de entrada de aire 533 luego a través del intercambiador de calor directo 532 que sirve para enfriar adicionalmente el agua de pulverización que sale de la sección indirecta 548. El aire también entra en la parte superior de la sección indirecta 548 en 549, generalmente se desplaza hacia abajo a través de la sección indirecta 548 y luego a través de los eliminadores de la pérdida de agua 536 y sale del ventilador 542. El agua pulverizada se bombea (no se muestra la bomba) desde el depósito de agua fría 531 hacia arriba a través del cabezal de pulverización 543 al cabezal de pulverización 547 para ser pulverizada uniformemente desde las boquillas u orificios 541 al intercambiador de calor indirecto 548. El intercambiador de calor indirecto 548 es construido con los serpentines de placa 535 según lo presentado en la forma de realización de la Figura 12 pero también puede tener la forma presentada en la forma de realización de la Figura 14 y no es una limitación de la invención. En esta forma de realización, hay al menos dos intercambiadores de calor indirectos separados por una zona de refrigeración de agua vertical grande 538 y la sección directa de relleno 539 se instala en las zonas de refrigeración de agua pulverizada grandes para aumentar la eficiencia de la transferencia de calor dentro de la sección indirecta del serpentín antes de que el agua pulverizada salga de la sección indirecta para enfriarse aún más en la sección directa situada debajo de la misma 532. Los cabezales del serpentín intercambiador de calor indirecto 537 y 534 y los cabezales del serpentín intercambiador de calor indirecto 545 y 546 pueden ser entubados en serie o en paralelo y la entrada y salidas pueden estar en cualquier posición que se ajuste a la aplicación y no es una limitación de la invención. Es importante señalar que esta forma de realización tiene las secciones del serpentín de placa indirecta y de relleno directa de la forma de realización de la Figura 12 instaladas sin la sección directa opcional instalada debajo de la sección del serpentín de placa indirecta inferior en una unidad de estilo diferente para mostrar las variaciones de cómo los usuarios en la técnica pueden emplear esta tecnología.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un método de intercambio de calor que comprende las etapas de:

proporcionar una sección de intercambio de calor por evaporación indirecta (216; 261, 256),

la sección del intercambio de calor indirecto conduce un flujo de fluido dentro de una pluralidad de vías, comprendiendo la sección de intercambio de calor indirecto una parte superior y una parte inferior, que distribuye un líquido de evaporación generalmente hacia abajo sobre y a través de la sección de intercambio de calor indirecto de tal modo que se produzca el intercambio de calor indirecto entre el flujo de fluido dentro de la pluralidad de vías y el líquido de evaporación,

mover el aire a través de la sección indirecta,

el aire moviéndose a través de la sección de intercambio de calor indirecto intercambiando calor con el líquido de evaporación que se mueve a través de la sección de intercambio de calor indirecto y por lo tanto intercambiando calor indirectamente con el flujo de fluido dentro de la pluralidad de vías en la sección indirecta, caracterizado porque la sección de intercambio de calor indirecto está compuesta por una serie de tubos en serpentín que comprenden secciones de tramos y secciones de curva de retorno de altura normal y aumentada, incluyendo la serie de tubos en serpentín al menos un área que tiene una separación vertical aumentada entre secciones de tramos verticalmente adyacentes de los tubos en serpentín, donde dicha separación vertical aumentada es formada por las secciones de curva de retorno de altura aumentada (217; 260A, 255A) que tienen una altura mayor que las secciones de curva de retorno normales (218; 262, 257),

en donde se proporciona una sección de intercambio de calor directo (215) en una o más de las áreas en las secciones de intercambio de calor indirecto que tienen separación vertical aumentada entre secciones de tramos verticalmente adyacentes de la serie de tubos en serpentín.

2. El método de intercambio de calor de la reivindicación 1, que comprende, además:

recoger sustancialmente todo el líquido de evaporación que sale de la sección de intercambio de calor indirecto, y bombear el líquido de evaporación recogido hacia arriba de tal modo que se pueda distribuir generalmente hacia abajo sobre y a través de la sección de intercambio de calor indirecto.

3. El método de intercambio de calor de la reivindicación 1 o 2 en donde

el aire que se mueve a través de la sección de intercambio de calor indirecto se mueve generalmente a contracorriente a la dirección de flujo del líquido de evaporación a través de la sección de intercambio de calor indirecto.

4. El método de intercambio de calor de la reivindicación 1 o 2 en donde

el aire que se mueve a través de la sección de intercambio de calor indirecto se mueve generalmente en sentido transversal a la dirección del flujo del líquido de evaporación a través de la sección de intercambio de calor indirecto.

5. El método de intercambio de calor de cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

la sección de intercambio de calor indirecto (216; 261,265) comprende además un cabezal de entrada (219; 263, 258) y un cabezal de salida (225; 275, 276) conectados operativamente a la serie de tubos en serpentín de tal modo que el flujo de fluido pueda pasar dentro de la serie de tubos en serpentín y fuera de la serie de tubos en serpentín.

6. El método de intercambio de calor de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde

se proporciona un sistema secundario (187) para distribuir el líquido de evaporación hacia abajo y a través de la sección de intercambio de calor indirecto desde una posición por debajo de la parte superior de la sección de intercambio de calor indirecto.

7. El método de intercambio de calor de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde

dicha sección de intercambio de calor directo (215) comprende un conjunto de relleno ubicado en dichas áreas en la sección de intercambio de calor indirecto que tiene separación vertical aumentada entre secciones de tramos verticalmente adyacentes de la serie de tubos en serpentín.

8. Un método de intercambio de calor que comprende las etapas de:

proporcionar una primera sección de intercambio de calor por evaporación indirecta (261; 308),

conduciendo la primera sección de intercambio de calor indirecto un flujo de fluido dentro de una pluralidad de vías, comprendiendo la primera sección de intercambio de calor indirecto una parte superior y una parte inferior, proporcionar una sección de intercambio de calor directo (270; 307), donde la sección de intercambio de calor directo comprende una parte superior y una parte inferior y una sección de relleno, situándose la sección de intercambio de calor directo debajo de la primera sección de intercambio de calor indirecto, y

proporcionar una segunda sección de intercambio indirecto de calor por evaporación (256; 304),

la segunda sección de intercambio de calor indirecto conduce un flujo de fluido dentro de una pluralidad de vías, comprendiendo la segunda sección de intercambio de calor indirecto una parte superior y una parte inferior, situándose la segunda sección de intercambio de calor indirecto debajo de la sección de intercambio de calor directo, distribuyendo un líquido de evaporación generalmente hacia abajo sobre y a través de la primera sección de intercambio de calor indirecto de tal modo que se produzca el intercambio de calor indirecto entre el flujo de fluido dentro de la pluralidad de vías y el líquido de evaporación,

mover el aire a través de la sección indirecta,

donde el aire se mueve a través de la primera sección de intercambio de calor indirecto intercambiando calor con el líquido de evaporación que se mueve a través de la primera sección de intercambio de calor indirecto y por lo tanto intercambiando indirectamente calor con el flujo de fluido dentro de la pluralidad de vías en la primera sección indirecta, distribuyendo el líquido de evaporación generalmente hacia abajo sobre y a través de la sección de intercambio de calor directo de tal modo que se produzca el intercambio directo de calor entre el flujo de fluido y el aire que se mueve a través de la sección directa,

distribuir el líquido de evaporación generalmente hacia abajo sobre y a través de la segunda sección de intercambio de calor indirecto de tal modo que se produzca el intercambio de calor indirecto entre el flujo de fluido dentro de la pluralidad de vías y el líquido de evaporación,

mover el aire a través de la sección indirecta,

moviéndose el aire a través de la segunda sección de intercambio de calor indirecto intercambiando calor con el líquido de evaporación que se mueve a través de la segunda sección de intercambio de calor indirecto y por lo tanto intercambiando calor indirectamente con el flujo de fluido dentro de la pluralidad de vías en la segunda sección indirecta,

en donde la primera sección de intercambio de calor indirecto está compuesta por una primera serie de serpentines y la segunda sección de intercambio de calor indirecto está compuesta por una segunda serie de serpentines.

9. El método de intercambio de calor de la reivindicación 8, que comprende, además:

recoger sustancialmente todo el líquido de evaporación que sale de la primera sección de intercambio de calor indirecto, la sección de intercambio de calor directo y la segunda sección de intercambio de calor indirecto, y bombear el líquido de evaporación recogido hacia arriba de tal modo que pueda ser distribuido generalmente hacia abajo sobre y a través de la primera sección de intercambio de calor indirecto, la sección de intercambio de calor directo y la segunda sección de intercambio de calor.

10. El método de intercambio de calor de la reivindicación 8 o 9 en donde

el aire que se mueve a través de la primera sección de intercambio de calor indirecto se mueve generalmente a contracorriente a la dirección de flujo del líquido de evaporación a través de la primera sección de intercambio de calor indirecto, o

en donde el aire que se mueve a través de la primera sección de intercambio de calor indirecto se mueve generalmente en sentido transversal a la dirección del flujo del líquido de evaporación a través de la primera sección de intercambio de calor indirecto.

11. El método de intercambio de calor de cualquiera de las reivindicaciones 8, 9 o 10 en donde

se proporciona un sistema secundario para distribuir el líquido de evaporación hacia abajo y a través de la segunda sección de intercambio de calor indirecto desde una posición por debajo de la parte superior de la segunda sección de intercambio de calor indirecto.

12. Un método de intercambio de calor que comprende las etapas de:

proporcionar una primera sección de intercambio indirecto de calor por evaporación (487),

conduciendo la primera sección de intercambio de calor indirecto un flujo de fluido dentro de una pluralidad de vías, comprendiendo la primera sección de intercambio de calor indirecto una parte superior y una parte inferior, proporcionar una sección de intercambio de calor directo (478), donde la sección de intercambio de calor directo comprende una parte superior y una parte inferior y una sección de relleno, situándose la sección de intercambio de calor directo debajo de la primera sección de intercambio de calor indirecto,

y proporcionar una segunda sección de intercambio indirecto de calor por evaporación (488),

la segunda sección de intercambio de calor indirecto conduce un flujo de fluido dentro de una pluralidad de vías, comprendiendo la segunda sección de intercambio de calor indirecto una parte superior y una parte inferior, situándose la segunda sección de intercambio de calor indirecto debajo de la sección de intercambio de calor directo, distribuyendo un líquido de evaporación generalmente hacia abajo sobre y a través de la primera sección de intercambio de calor indirecto de tal modo que se produzca el intercambio de calor indirecto entre el flujo de fluido dentro de la pluralidad de vías y el líquido de evaporación,

mover el aire a través de la primera sección indirecta,

donde el aire se mueve a través de la primera sección de intercambio de calor indirecto intercambiando calor con el líquido de evaporación que se mueve a través de la primera sección de intercambio de calor indirecto y por lo tanto intercambiando indirectamente calor con el flujo de fluido dentro de la pluralidad de vías en la primera sección indirecta, distribuyendo el líquido de evaporación generalmente hacia abajo sobre y a través de la sección de intercambio de calor directo de tal modo que se produzca el intercambio directo de calor entre el flujo de fluido y el aire que se mueve a través de la sección directa,

distribuir el líquido de evaporación generalmente hacia abajo sobre y a través de la segunda sección de intercambio de calor indirecto de tal modo que se produzca el intercambio de calor indirecto entre el flujo de fluido dentro de la pluralidad de vías y el líquido de evaporación,

mover el aire a través de la segunda sección indirecta, donde el aire que se mueve a través de la segunda sección de intercambio de calor indirecto intercambia calor con el líquido de evaporación que se mueve a través de la segunda sección de intercambio de calor indirecto y por lo tanto intercambiando calor indirectamente con el flujo de fluido dentro de la pluralidad de vías en la segunda sección indirecta,

en donde la primera sección de intercambio de calor indirecto está compuesta por una primera serie de intercambiadores de calor de placas y la segunda sección de intercambio de calor indirecto está compuesta por una segunda serie de intercambiadores de calor de placas.

13. El método de intercambio de calor de la reivindicación 12, en donde se proporciona un sistema secundario para distribuir el líquido de evaporación hacia abajo y a través de la segunda sección de intercambio de calor indirecto desde una posición por debajo de la primera sección de intercambio de calor indirecto.

14. El método de intercambio de calor de la reivindicación 13, en donde se proporciona una segunda sección de intercambio de calor directo debajo de la segunda sección de intercambio de calor indirecto.