PT1479985T

PT1479985T - Evaporador submerso compreendendo um permutador de calor de placas e um compartimento cilíndrico onde está disposto o permutador de calor de placas

Info

Publication number: PT1479985T
Application number: PT40201113T
Authority: PT
Inventors: Knoll Istvan; Stenhede Claes
Original assignee: Alfa Laval Corp Ab
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2017-08-03
Also published as: ATE350638T1; EP1479985B1; CN1308643C; JP2005515390A; EP1479985A2; JP4202928B2; DE60310876T2; WO2003060411A1; DE60310876D1; SI1479985T1; EP1466133A1; AU2003205545A1; EP1479985A3; ES2635247T3; HUE036402T2; DK1479985T3; DE60310876T8; EP1466133B1; ES2282602T3; US20050039486A1

Description

DESCRIÇÃO

EVAPORADOR SUBMERSO COMPREENDENDO UM PERMUTADOR DE CALOR DE PLACAS E UM COMPARTIMENTO CILÍNDRICO ONDE ESTÁ DISPOSTO O PERMUTADOR DE CALOR DE PLACAS A presente invenção refere-se a um evaporador submerso que compreende um permutador de calor de placas e um compartimento, o permutador de calor de placas dispondo pelo menos de uma ligação de entrada e pelo menos uma ligação de saída para um fluido, situando-se o permutador de calor de placas na metade inferior do compartimento, onde um refrigerante primário flui em torno e através do permutador de calor de placas, e o fluido flui através do permutador de calor de placas, e onde a parte mais superior do compartimento é usada como um separador de líquido. 0 uso de um evaporador submerso é um método conhecido de transmissão de calor entre dois meios separados. Um dos métodos vulgarmente conhecidos consiste na incorporação de um permutador de calor de placas cilíndrico num compartimento cilíndrico. Acima deste compartimento está montado um separador líquido apresentando tipicamente a mesma dimensão que o compartimento que encerra o permutador de calor de placas. Esta solução tem, entre outras, a desvantagem de ocupar relativamente muito espaço em altura em simultâneo com a existência, devido à altura da unidade, de uma grande pressão estática suprimindo a evaporação, em particular em temperaturas mais baixas, deste modo reduzindo a eficiência. Além disso, ocorre uma perda de pressão entre o evaporador e o separador de líquido à parte, também reduzindo a capacidade. A PE 0 758 073 descreve um dispositivo de refrigeração num circuito de refrigeração fechado para arrefecer um meio de transferência de frio, em particular numa mistura de água/água salgada, no circuito refrigerante um compressor aspirando refrigerante gasoso de um tambor de vapor, comprimindo o dito refrigerante e abastecendo-o a alta pressão para um condensador, do qual, após a expansão da pressão, o refrigerante líquido é fornecido através do espaço líquido do tambor de vapor para um evaporador, no qual o calor é extraído do meio de transferência de frio como resultado da evaporação do refrigerante, e do qual o refrigerante gasoso é fornecido de novo para o espaço de vapor do tambor de vapor, a superfície do permutador de calor do evaporador sendo projetada como um permutador de calor de placas com meios dispostos em corrente cruzada e em contra-corrente entre si e estando dispostos no espaço líquido do tambor de vapor, onde a superfície permutadora de calor do permutador de calor de placas está submersa no tambor de vapor, projetado como um compartimento resistente à pressão, de tal modo que a peça de ligação de fornecimento e a peça de ligação de descarga estão dispostas num lado e a câmara de deflexão para o meio de transferência de frio, fluindo horizontalmente através do permutador de calor de placas, está disposta no outro lado, fora do compartimento do tambor de vapor, e pelas condutas descendentes definidoras para o refrigerante circulado de circulação natural, em resultado da gravidade, formam-se entre as duas paredes laterais do permutador de calor de placas e as paredes do compartimento do tambor de vapor, que estão paralelas.

Nesta solução, parte do permutador de calor está colocado fora do tambor de vapor. Partes diferentes do permutador de calor estão sujeitas a pressões diferentes; a parte fora do tambor está sujeita à pressão atmosférica, enquanto a parte dentro do tambor está sujeita à pressão de evaporação dentro do tambor. Dependendo do meio de arrefecimento usado, a diferença de pressão pode ser muito elevada. 0 permutador de calor tem a forma de caixa e essa forma deixa muito espaço em torno da caixa sem aproveitamento, especialmente debaixo da caixa e ao longo dos dois lados. Este espaço ocupa um grande volume de meio de arrefecimento não utilizado. A força do permutador de calor com forma de caixa não é suficiente se ocorrer uma diferença de pressão elevada. Numa forma de realização, o volume passivo é reduzido por volumes de depósito externos colocados próximo da zona inferior do tambor. A pressão estática em redor do permutador de calor é relativamente elevada por causa do tambor vertical e a pressão estática reduz a evaporação porque as bolhas de vapor formadas por evaporação têm uma dimensão reduzida. A patente US 4.437.322 descreve uma montagem de permutador de calor para um sistema de refrigeração. A montagem consiste numa construção de um recipiente único dispondo de um evaporador, um condensador e sub-arrefecedor de flash. Uma placa dentro do invólucro cilíndrico separa o evaporador do condensador e do sub-arrefecedor de flash, e uma divisão dentro do recipiente separa o condensador do sub-arrefecedor de flash. A montagem do permutador de calor inclui um invólucro cilíndrico que apresenta uma pluralidade de tubos dispostos em paralelo em relação ao eixo longitudinal do invólucro cilíndrico.

Ao colocar os tubos dentro do invólucro cilíndrico não existe diferencial de pressão sobre o permutador de calor, mas o permutador de calor tem uma superfície reduzida dado que formada por tubos longitudinais. Sobre o permutador de calor existe apenas um espaço limitado e uma pequena quantidade de refrigerante líquido poderia ser sugada para fora do recipiente.

Uma montagem de permutador de calor é também revelada na patente US 4.073.340. Um permutador de calor do tipo de formado por placas com um monte de placas de transferência de calor espaçadas e relativamente finas. As placas do permutador de calor estão dispostas de modo a definir conjuntos de múltiplas passagens de fluidos em contra-fluxo para dois meios de fluidos separados, alternando entre si. Passagens de um conjunto comunicam com portas múltiplas opostas em lados opostos da matriz central. Passagens do outro conjunto passam através do amontoado, passando os coletores em disposição de contra-fluxo e ligam com as porções de ligação interna e de ligação externa de um invólucro circundante. Uma montagem de duas placas dispostas opostamente estabelece coletores integrais para um dos meios de fluido através das portas e da passagem de fluido definida entre as placas. Uma terceira placa aí conectada define ainda mais uma passagem para o segundo meio de fluido a fim de fluir entre as porções de ligação interna e ligação externa do compartimento. As várias passagens de fluido podem dispor de elementos de resistência ao fluxo, tais como placas defletoras, para melhorar a eficiência da transferência de calor entre os fluidos em contra-fluxo adjacentes. Em cada conjunto de portas alinhadas, formam-se anéis, alternadamente grandes e pequenos, numa disposição encaixada, de modo que as portas formadas pelas placas adjacentes unem os espaços internos entre as placas. Essa construção permite a comunicação com as portas alinhadas de canais de fluidos alternados, os quais estão fechados para o exterior entre as placas de permuta de calor. No fabrico de uma matriz central, as partes são formadas e limpas e a liga de solda é aí depositada ao longo das superfícies a serem ligadas. As partes são então amontoadas 11a configuração encaixada natural seguida de soldagem num forno de atmosfera controlada. A solda é rapidamente realizada devido à construção vedante da disposição de encaixe descrita.

Este permutador de calor é concebido para a permuta de calor de ar para gás. Se as placas forem usadas dentro de um evaporador, a forma das placas resulta num invólucro contendo um grande volume de refrigerante não usado. A patente US 3.879.215 revela um aparelho sob vácuo para a cristalização de açúcar através de ebulição contínua de uma calda de açúcar semeado. A mistura de calda e cristais em expansão formam uma massa. 0 aparelho compreende um compartimento cilíndrico alongado horizontal selado ao vapor, divido em compartimentos por divisórias verticais. As divisórias consistem em discos verticais fixados transversalmente dentro do aparelho com um segmento menor em falta desde o topo de cada disco, ao longo de uma linha horizontal, de modo a proporcionar um espaço de vapor comum que se estende acima dos compartimentos a todo o comprimento do aparelho. São dispostas divisórias alternadas, respetivamente, com aberturas de sub-fluxo e barreiras a sub-fluxo. As aberturas de sub-fluxo consistem em segmentos menores cortados ao longo da linha horizontal transversalmente à base das divisórias adequadas. As barreiras ao derrame são proporcionadas por porções cortadas ao longo de uma linha horizontal transversalmente à largura total das outras divisórias. As barreiras das divisórias mantêm o nível de massa no aparelho a uma altura razoável. As divisórias estendem-se até a uma altura intermédia em relação a um eixo longitudinal e à parte superior do compartimento. Os compartimentos dispõem de meios de aquecimento a vapor compreendendo uma pluralidade de placas de aquecimento ocas espaçadas, entre as quais a massa pode fluir. As placas de aquecimento são em parte circulares, seguem os lados do compartimento cilíndrico e são similares quanto à forma em relação às divisórias com porções cortadas na parte superior e na parte inferior ligeiramente menores. 0 vapor é alimentado às placas de aquecimento através de entradas e o vapor gasto flui para fora através de escoamentos condensados. A invenção descrita na WO 97/45689 refere-se a um permutador de calor que tem uma chaminé de placas e compreende a primeira e segunda placas, as quais estão dispostas alternadamente em fila e entre as quais se forma o primeiro e o segundo canal, estes canais estando ligados através da primeira e da segunda região de ligação à primeira e à segunda abertura de ligação. As primeiras aberturas de ligação, as primeiras regiões de ligação e os primeiros canais estão completamente separados dos segundos. A primeira e a segunda placa dispõem cada uma, em ambos os lados, de uma pluralidade de canais direitos principais que estão alinhados em paralelo em cada placa. Os primeiros canais e os segundos canais consistem no primeiro e no segundo canais principais e o terceiro e quarto canais principais que mutuamente formam um primeiro ângulo e são formados em ambos os lados por um plano de primeira ligação e um plano de segunda ligação, na forma de semi-canais que se abrem em direção ao plano de ligação. Os quartos canais principais e os segundos canais principais formam-se num dos lados da primeira e da segunda placas, e os primeiros e terceiros canais principais formam-se do outro lado. As placas são folhas de metal, cujos canais principais em ambos os lados assumem a forma de contas, as quais aparecem num dos lados da folha de metal como depressões e, no outro lado, como projeções do tipo rebarba. Num dos lados da folha de metal, apresenta-se uma superfície de contacto ao longo da periferia e, no outro lado, apresentam-se duas regiões de contacto, cada uma circundando uma abertura de passagem, de forma que ao unir as folhas de metal com os mesmos lados ou planos em cada caso, as superfícies de contacto e as regiões de contacto encostam sempre entre si alternadamente e estão estreitamente interligadas, em especial unidas por solda, de forma a separar o primeiro e o segundo canais de modo estanque.

Estes problemas foram alvo de tentativas de resolução num outro tipo de realização conhecido, em que num único e mesmo compartimento se incorporam um permutador de calor de placas e um separador líquido. Isto é revelado na patente US 6.158.238. Neste caso, descreve-se um permutador de calor que é construído com um compartimento cilíndrico que possui um diâmetro que é acentuadamente maior do que o diâmetro do permutador de calor de placas incorporado, em que o permutador de calor de placas disposto na parte inferior do compartimento pode ser submerso por refrigerante primário ao mesmo tempo que ainda há espaço para uma função de separador de líquido. Esta solução proporciona uma pressão estática relativamente baixa e também não se apresentam quaisquer problemas de perda de pressão entre o evaporador e o separador líquido, dado terem sido construídos juntos. Este tipo de placa submersa e compartimento de permutador de calor apresenta, contudo, a grande desvantagem de necessitar de um depósito de refrigerante primário muito grande e, em muitos casos inaceitável, sendo que uma grande parte do depósito é de facto apenas passivo e inútil, entre o compartimento e o permutador de calor de placas. A eficiência do sistema em comparação com os requisitos de espaço não está portanto otimizada, uma vez que com este modelo é necessário um compartimento com um diâmetro que se situa muitas vezes na ordem de 1,5 a 2 vezes o diâmetro do permutador de calor de placas incorporado.

Uma outra desvantagem dos sistemas acima e, muito significativa, consiste no facto que a mistura ocorre no refrigerante primário entre o fluido, direcionado para cima, proveniente do refrigerante primário e o refrigerante em estado líquido que está no caminho de retorno à parte inferior do compartimento. Na parte inferior do compartimento pode deste modo ocorrer uma falta de refrigerante, pelo que a eficiência é consideravelmente reduzida. É objetivo da invenção indicar um permutador de calor de placas usado como evaporador submerso que possa operar com uma capacidade acentuadamente aumentada em comparação com permutadores de calor do estado da técnica, em que o permutador de calor não requeira mais espaço do que os evaporadores do estado da técnica e, além disso, em que seja necessário um volume de depósito do refrigerante primário consideravelmente menor do que em unidades de acordo com o estado da técnica.

Isto pode ser alcançado através de um permutador de calor que é projetado com um contorno externo que segue substancialmente o contorno inferior do compartimento e o nível de líquido em operação do refrigerante primário, o permutador de calor de placas compreendendo placas que estão dotadas de um padrão de ranhuras condutoras, em que as ranhuras condutoras de cada placa numa extremidade superior das placas estão a apontar em direções opostas nos lados respetivos de um plano de centro longitudinal vertical do compartimento cilíndrico em direção à periferia interna no lado respetivo do centro longitudinal vertical do compartimento cilíndrico com um ângulo maior do que 0o e menor do que 90°, relativamente ao nível. Com um tal modelo do permutador de calor de placas, a dimensão do evaporador completo pode ser otimizada, de modo que seja ocupado substancialmente menos espaço em relação a tipos de evaporadores submersos do estado da técnica, com a mesma capacidade. A principal razão para isso é que o volume interno é melhor utilizado. Além disso, um evaporador submerso deste tipo tem uma pressão estática mínima e uma perda de pressão mínima entre o evaporador e o separador líquido e, claro, um enchimento substancialmente menor em relação a um evaporador tradicional com a mesma capacidade. 0 permutador de calor de placas está feito com uma forma que segue o contorno interno do compartimento. Tipicamente, estamos a falar de um compartimento com forma tradicionalmente cilíndrica com terminações soldadas ou aparafusadas, onde internamente se encontra um permutador de calor de placas com uma forma em parte cilíndrica, por ex., uma forma semi-cilíndrica e um diâmetro externo que é 5 a 15 mm menor do que o diâmetro interno do compartimento. Com este modelo, obtém-se um evaporador submerso com um enchimento de refrigerante primário acentuadamente reduzido. De forma a atingir o máximo efeito para o evaporador submerso, deve, como indicado, ser submerso e, com um evaporador submerso de acordo com a invenção, apenas é necessário um volume limitado uma vez que apenas está presente um volume residual mínimo, i.e., não são preenchidas pelo refrigerante primário áreas passivas grandes entre os lados do permutador de calor e do compartimento. De acordo com a invenção, um permutador de calor de placas é constituído por placas que estão embutidas com um padrão de ranhuras condutoras direcionadas para a periferia interna do compartimento na extremidade superior das placas com um ângulo maior do que 0 o e menor do que 90° em relação ao nível e, de preferência, com ângulo entre 20° e 80°. Com estas ranhuras condutoras ocorre um retorno do refrigerante não evaporado, à medida que se obtém o refrigerante, conduzido para a periferia interna do compartimento e depois fluindo para baixo ao longo dos lados do compartimento e de volta à parte inferior do permutador de calor de placas. Deste modo, a ação de separação do líquido é melhorada uma vez que por esta via se garante que eventual líquido que tenha sido transportado permanece no separador/compartimento de líquido.

As ranhuras condutoras poderiam apontar para a periferia interna do compartimento na extremidade superior das placas com um ângulo de 60° em relação ao nível.

Numa forma de realização da invenção, o permutador de calor de placas é projetado de modo que os lados longitudinais do permutador de calor de placas se encontram fechados para a entrada ou a saída do refrigerante primário entre as placas do permutador de calor de placas e que na parte inferior do permutador de calor de placas existe pelo menos uma abertura através da qual o refrigerante primário flui entre as placas do permutador de calor de placas. Com estes lados fechados, obtém-se a vantagem de que o líquido transportado com o refrigerante evaporado pode ser transferido de volta para a parte inferior do permutador de calor de placas sem misturar o refrigerante em evaporação e o refrigerante não evaporado líquido, no seu caminho de regresso à parte inferior do evaporador.

Numa variante preferida da invenção, placas condutoras longitudinais estendendo-se de uma área próxima do lado superior da placa do permutador de calor de placas e em sentido descendente contra a parte inferior do compartimento estão dispostas em espaços longitudinais que surgem entre o permutador de calor de placas e o compartimento, em que a extensão descendente das placas condutoras tem uma magnitude de modo que uma área longitudinal na parte inferior do permutador de calor de placas se mantém livre em relação às placas condutoras, o refrigerante primário podendo fluir entre as placas do permutador de calor de placas. Com este modelo consegue-se também que o líquido fluindo no sentido descendente não seja misturado com o líquido fluindo no sentido ascendente, possibilitando o aumento significativo da eficiência do permutador de calor no evaporador submerso.

Um permutador de calor de placas de acordo com a invenção pode ser adaptado de modo que o fluido possa fluir para e do permutador de calor de placas, através de uma ligação de entrada e de uma ligação de saída, respetivamente, na extremidade superior das placas. Alternativamente, o fluido pode fluir para e do permutador de calor de placas através de uma ligação na parte inferior das placas e uma ligação na extremidade superior das placas, respetivamente. Uma outra alternativa é que o fluido possa fluir para e do permutador de calor de placas através de uma ligação na parte inferior das placas e de duas ligações na extremidade superior das placas, respetivamente. Com estas possibilidades de ligação, este evaporador submerso pode ser adaptado a muitas condições de operação diferentes, as diferentes disposições de ligação podendo ser associadas com vantagens, por razões diferentes. A direção do fluxo pode ser escolhida livremente, dependendo das reais condições de operação.

Por fim, um permutador de calor de placas de acordo com a invenção pode incluir um dispositivo de sucção múltiplo disposto na parte "seca" do compartimento e estendendo-se na direção longitudinal do evaporador com um comprimento substancialmente correspondendo ao comprimento do permutador de calor de placas. Este dispositivo de sucção múltiplo tem o efeito de, devido à aspiração uniforme dos gases, a ação de separação dos líquidos ser melhorada e a dimensão do compartimento poder ser mantida num nível mínimo e eventualmente ser reduzida. A seguir, a invenção é descrita com referência ao desenho que, sem ser limitativo, apresenta uma forma de realização preferida de um evaporador submerso de acordo com a invenção, em que:

Fig.l representa o evaporador submerso do estado da técnica com o permutador de calor em placas submerso,

Fig. 2 mostra uma representação transversal de um evaporador submerso com o permutador de calor de placas, de acordo com a invenção, visto a partir da terminação,

Fig. 3 representa um evaporador submerso visto lateralmente,

Fig. 4 representa a posição das ranhuras condutoras,

Fig. 5 representa um possível modelo de ranhuras condutoras nas placas do permutador de calor, e Fig. 6 representa diferentes possibilidades de ligação para o fluido.

Na Fig. 1 está representado um evaporador submerso do estado da técnica 2 com um permutador de calor de placas submerso 4. 0 compartimento 6 tem um diâmetro que é tipicamente 1,5 a 2 vezes maior que o diâmetro do permutador de calor de placas 4, que é necessário já que o permutador de calor de placas cilíndrico 4 deve ser coberto com o líquido refrigerante primário 10 ao mesmo tempo que deve permanecer espaço suficiente para a função de separador líquido. Como consequência natural da diferença de diâmetro entre o permutador de calor de placas 4 e o compartimento envolvente 6, é dispensado um volume relativamente grande nos lados 8 do permutador de calor, preenchido com refrigerante primário 10. Este volume grande é contudo necessário também para garantir que não ocorre mistura em demasia entre o refrigerante 10, que corre para baixo para a parte inferior do evaporador 12, e o refrigerante 10, o qual é feito evaporar entre as placas do permutador de calor de placas. A Fig 2 representa um evaporador submerso 14 com um permutador de calor de placas 4 de acordo com a invenção, onde se pode ver claramente que o permutador de calor 4 preenche quase inteiramente a parte submersa do compartimento 6, e assim não requer um depósito tão extenso com o refrigerante primário 10 como no estado da técnica. 0 corte em diagonal apresentado aqui ilustra que o permutador de calor 4 tem um corte diagonal semi-cilíndrico, mas pode evidentemente ser feito com qualquer tipo concebível de corte diagonal cilíndrico de parte ou com outra forma usando de modo otimizado a forma efetiva do compartimento 6. Tipicamente, o permutador de calor de placas 4 pode ser proporcionado com um espaço inferior cortado ou plano 16 como mostrado na Fig.4.

Na Fig. 3 pode ver-se a mesma unidade como na Fig. 2, mas aqui numa secção longitudinal da unidade 14, i.e. numa vista lateral. Nesta Figura é visível o dispositivo de sucção múltiplo 18 disposto dentro do compartimento 6 na parte seca 20 constituída pelo separador líquido. Este dispositivo de sucção múltiplo 18 proporciona uma utilização otimizada do refrigerante evaporado 10 e assim uma eficiência melhorada. No fim do compartimento 6 pode ver-se a entrada das ligações de conexão 24 onde o fluído 26 é conduzido para dentro e para fora, respetivamente, do permutador de calor de placas 4. A direção do fluido pode ser escolhida livremente dependendo de diversas condições. 0 permutador de calor de placas 4 pode, como referido anteriormente, ser equipado com ranhuras condutoras 28 entre os lados do permutador de calor 4 e o compartimento 6. Um exemplo de colocação das ranhuras condutoras 28 aparece na Fig.4. Além disso, vê-se que o compartimento 6 pode ser reforçado com uma ou mais braçadeiras horizontais 30 apertadas entre as placas terminais 22. Uma solução alternativa para garantir que o refrigerante 10 que está de regresso à parte inferior 12 do compartimento 6, não é misturada e transportada pelo refrigerante evaporado 10, é a soldadura das placas individuais 34 ao longo dos lados 8 do permutador de calor de placas; alternativamente, as placas individuais podem ser projetadas, de modo que, em condição montada, estejam estreitamente ligadas, sendo assim alcançado o mesmo efeito. Com esta solução, fica assegurada uma passagem 32 entre o permutador de calor 4 e o compartimento 6. Na parte inferior 12 do permutador de calor de placas existe, naturalmente, acesso livre entre as placas 34 para que o refrigerante primário 10 possa fluir entre as placas 34 e ser levado a evaporar.

As placas individuais 34, que constituem o permutador de calor de placas 4, estão usualmente embutidas com um padrão designado de ranhuras condutoras 36, vide Fig. 5, e tendo o propósito de assegurar uma transferência de calor de placas mais otimizada bem como contribuir para os refrigerantes respetivos 10 serem conduzidos de forma otimizada através do permutador de calor 4. Na extremidade superior 44 das placas de permuta de calor 34, estas ranhuras 36 estão diretamente direcionadas contra o compartimento 6 com um ângulo maior do que 0 o e menor do que 90°, e na Fig.5 o ângulo é cerca de 60° em relação ao nível. É visível que este ângulo pode variar, dependendo do modelo do resto do sistema. Também, é claro que a direção da entrada destas ranhuras condutoras 36 não tem que ter necessariamente ligação à forma como as ranhuras 36 são projetadas na área remanescente das placas 34. Como referido anteriormente, este modelo é determinado a partir de aspetos de transmissão do calor.

Na Fig.6 vêem-se três diferentes possibilidades para ligação 24 de tubulação para o fluido 26. A Fig. 6.1. representa a entrada 24.1 no lado direito e a saída 24.2 no lado esquerdo do permutador de calor de placas 4, e a Fig. 6.2 mostra a entrada 24.1 na parte inferior 12 do permutador de calor de placas 4 e a saída 24.2 na parte superior 44 no meio. Por fim, a Fig. 6.3 mostra a entrada 24.1 na parte inferior 12 como mostrado na Fig. 6.2, mas aqui há duas ligações de saída 24.2 nos cantos da extremidade superior 44 do permutador de calor 4. As possibilidades de ligação mostradas são apenas exemplos e não devem ser considerados de modo nenhum limitativos para a escolha da disposição de ligação. 0 fluido pode ser de uma só fase mas pode ser também por exemplo um gãs de condensação. A transmissão de calor ocorre a partir do fluido 26 para o refrigerante primário 10, em que o refrigerante primário 10 é aquecido a uma temperatura acima do ponto de ebulição do meio. Por conseguinte, ocorre ebulição com desenvolvimento de bolhas de vapor no refrigerante primário 10. Estas bolhas de vapor ascendem nas condutas formadas entre as placas 34 do permutador de calor. Simultaneamente, as bolhas em ascensão resultam num fluxo de líquido ascendente, aumentando a eficiência do evaporador. Ao mesmo tempo, o fluxo ascendente resulta num fluxo descendente nas condutas 32, onde o refrigerante primário 10 flui em sentido descendente, primariamente em forma líquida. Desta forma é garantido um fluxo eficiente em torno e através das condutas do evaporador.

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, ο IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente referidos na descrição • EP 0758073 A [0003] • US 4437322 A [0005] • US 4073340 A [0007] • US 3879215 A [0009] • WO 9745689 A [0010] • US 6158238 A [0011]

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Um evaporador submerso (14) compreendendo um permutador de calor de placas (4) e um compartimento cilíndrico, cujo permutador de calor de placas (4) encontra-se disposto no compartimento (6) , apresenta uma forma parcialmente cilíndrica e tem no mínimo uma ligação de entrada (24.1) e no mínimo uma ligação de saída (24.2) para fluido (26), o permutador de calor de placas situando-se na metade inferior do compartimento (12), onde um refrigerante primário (10) flui em torno e através do permutador de calor de placas (4) e o fluido (26) flui através do permutador de calor de placas (4) , e onde a parte mais superior do compartimento (6) ê usada como separador de líquido, onde o permutador de calor de placas (4) é feito com um contorno externo que substancialmente segue um contorno inferior do compartimento (6) e um nível de líquido em operação do refrigerante primário (10), cujo permutador de calor de placas (4) compreende placas (34), câ2Tâct,@]risâdio por as placas (34) disporem de um padrão de ranhuras condutoras (36), em que as ranhuras condutoras (36) de cada placa (34) numa extremidade superior (44) das placas apontam em direções opostas nos lados respetivos do plano do centro longitudinal vertical do compartimento cilíndrico com um ângulo maior do que 0° e menor do que 90° em relação ao nível de líquido.
2. Um evaporador submerso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as ranhuras condutoras (36) apontarem para a periferia interna do compartimento (6) numa extremidade superior (44) das placas com um ângulo entre 20° e 80°.
3. Um evaporador submerso de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por as ranhuras condutoras (36) apontarem para a periferia interna do compartimento (6) na extremidade superior (44) das placas com um ângulo de 60° em relação ao nível.
4. Um evaporador submerso de acordo com uma das reivindicações 1-3, caracterizado por os lados longitudinais do permutador de calor de placas (8) estarem fechados para a entrada ou a saída do refrigerante primário (10) entre as placas (34) do permutador de calor de placas (4) e que na parte inferior (12) do permutador de calor de placas (4) existir no mínimo uma abertura através da qual o refrigerante primário (10) flui entre as placas (34) do permutador de calor de placas.
5. Um evaporador submerso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-4, caracterizado por ser adaptado para que o fluido secundário (26) flua para e do permutador de calor de placas (4) através de uma ligação de entrada (24.1) e de uma ligação de saída (24.3), respetivamente, numa extremidade superior (44) das placas.
6. Um evaporador submerso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, caracterizado por ser adaptado para que o fluido (26) flua para e do permutador de calor de placas (4) através de uma ligação (24) na parte inferior (12) das placas (34) e uma ligação (24) numa extremidade superior (44) das placas, respetivamente.