SISTEMA Y MÉTODO DE EVAPORACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere generalmente al campo de los evaporadores e intercambiadores de calor y, más particularmente, a sistemas y métodos de evaporación por compresión de vapor. Los eyectores de chorro de vapor típicos alimentan vapor de alta presión, a una velocidad relativamente alta, en el eyector de chorro. A menudo, el vapor se usa como el fluido motor porque está disponible fácilmente; sin embargo, un eyector también puede diseñarse para trabajar con otros gases o vapores. Para algunas aplicaciones, el agua y otros líquidos a veces son buenos fluidos motores ya que condensan grandes cantidades de vapor en lugar de tener que comprimirlos. Los fluidos motores líquidos también pueden comprimir gases o vapores . El vapor de alta presión motor entra en una tobera y sale hacia la altura de aspiración como un chorro de baja presión de alta velocidad. La tobera es un dispositivo eficaz para convertir la entalpia del vapor de alta presión u otro fluido en energía cinética. Una altura de aspiración se conecta con el sistema en evacuación. El chorro de alta velocidad sale de la tobera y empuja hacia la altura de aspiración. Los gases o vapores desde el sistema en evacuación entra a la altura de succión donde son arrastrados por el fluido motor de alta velocidad, que los acelera a una alta velocidad y los barre dentro del difusor. El proceso en el difusor es el opuesto al de la tobera. Transforma un vapor de chorro de baja presión y alta velocidad en un vapor de baja velocidad y alta presión. De este modo, en la etapa final, el vapor de alta velocidad pasa a través de un difusor y se expulsa a la presión de la tubería de descarga. De acuerdo con una modalidad de la invención, un sistema de evaporación por compresión de vapor incluye una pluralidad de recipientes en " serie cada uno contiene una alimentación que tiene un componente no volátil. Un primer conjunto de la pluralidad de recipientes incluye evaporadores por compresión de vapor y un segundo conjunto de la pluralidad de recipientes incluye evaporadores de múltiple efecto. Un compresor mecánico es acoplado al último recipiente en la serie de evaporadores por compresión de vapor y es operable para recibir un vapor del mismo. Una turbina se acopla a, y es operable para impulsar, el compresor mecánico. Una bomba es operable para alimentar un líquido de enfriamiento al compresor mecánico, y un tanque es acoplado al compresor mecánico y es operable para separar el líquido y el vapor recibidos desde el compresor mecánico. Una pluralidad de intercambiadores de calor es acoplada al interior de los respectivos recipientes, donde el intercambiador de calor en el primer recipiente en el primer conjunto es operable para recibir el vapor del tanque, y al menos algo del vapor se condensa en el mismo. El calor de condensación proporciona el calor de evaporación al primer recipiente en el primer conjunto, y al menos algo del vapor dentro del primer recipiente en el primer conjunto es alimentado al intercambiador de calor en el siguiente recipiente en el primer conjunto, donde las etapas de condensación, evaporación y alimentación continúan hasta que se llega al último recipiente en el segundo conjunto. Las modalidades de la invención proporcionan un número de ventajas técnicas. Las modalidades de la invención pueden incluir todas, algunas, o ninguna de estas ventajas. Por ejemplo, debido a que el flujo de vapor a través de los compresores es pequeño, los compresores pueden ser más pequeños que los compresores previos . La relación de compresión puede ajustarse de manera que el compresor opere en su margen más eficaz. Esto es particularmente importante para un compresor de lóbulo recto, que tiene mejor eficacia en relaciones de compresión bajas. Debido a que se pueden usar múltiples etapas en los evaporadores por compresión de vapor, el compresor puede ser pequeño, y la eficacia de la energía del compresor puede mejorarse usando inyección de agua líquida. Los revestimientos del intercambiador de calor pueden evitar la escala y, por lo tanto, facilitar un aumento en la presión y temperatura del sistema. Esto tiene los siguientes beneficios: (1) el compresor puede ser compacto; (2) el compresor puede operarse en una región más eficaz; y (3) muchas etapas pueden usarse en una sección del evaporador de múltiple efecto. Los intercambiadores de calor pueden desensamblarse fácilmente para reemplazar los componentes desgastados, y los tanques y los intercambiadores de calor pueden integrarse en una única unidad. Los canales que alimentan los intercambiadores de calor pueden tener un área de flujo grande para reducir la caída de presión, que aumenta la eficacia del sistema. Un tubo permite que los intercambiadores de calor operen a presiones elevadas, y las superficies de transferencia de calor de metal en lámina son económicas comparadas con las superficies de transferencia de calor tubular. Los intercambiadores de calor latente y sensible pueden integrarse en un sistema de bajo costo único. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para un entendimiento más completo de la invención, y para características y ventajas adicionales, ahora se hace referencia a la siguiente descripción, tomada junto con los dibujos anexos, en los que: Las FIGURAS 1 a 8 ilustran varias modalidades de los sistemas de evaporación por compresión de vapor de acuerdo con varias modalidades de la presente invención; y Las FIGURAS 9 a 48 ilustran varias modalidades de los sistemas intercambiadores de calor de acuerdo a varias modalidades de la presente invención. En algunas modalidades, la tecnología descrita en la presente puede utilizarse junto con la tecnología descrita en la Solicitud de Patente Norteamericana Números de Serie
/944,071, 10/944,374, y 10/944,317, que están incorporadas a la presente para referencia. Las FIGURAS 1 a 8 ilustran varias modalidades de un sistema de evaporación por compresión de vapor de acuerdo con varias modalidades de la presente invención. La FIGURA 1 ilustra un sistema 10 de evaporación por compresión de vapor de acuerdo con una modalidad de la invención. En la modalidad ilustrada, el sistema 10 incluye una pluralidad de recipientes 12a-f en serie para formar un sistema de evaporadores de múltiple efecto. Un sistema de evaporadores de múltiple efecto opera a temperaturas y presiones sucesivamente más bajas. Generalmente, el vapor de un evaporador de presión más alta hierve el agua en un evaporador de presión más baja adyacente. En la modalidad ilustrada, los recipientes 12a-f se dividen en dos' conjuntos. El conjunto más a la derecha de los recipientes 12a-c se llaman los "evaporadores por compresión de vapor" y el conjunto más a la izquierda de los recipientes 12d-f se llaman los "evaporadores de múltiple efecto" . Se suministra energía a los evaporadores por compresión de vapor usando compresión de vapor, y se suministra energía a los evaporadores de múltiple efecto usando el vapor en exceso generado en los evaporadores por compresión de vapor. Puede requerirse una bomba para el transporte de fluido desde una baja presión a una alta. Para recuperar la energía, puede usarse opcionalmente una turbina adecuada cuando el fluido fluye desde una presión alta a una baja. Cada recipiente contiene una alimentación 14 que tiene un componente no volátil, tal como sal o azúcar. La alimentación 404 primero puede desgasearse mediante arrastre de vacío sobre la misma (equipamiento no mostrado explícitamente) ; sin embargo, el desgaseado puede ocurrir usando un número de tecnologías adecuadas. Por ejemplo, la alimentación 14 puede introducirse en una columna empacada operada en condiciones de vacío. Para mejorar el desgaseado, el vapor puede introducirse en la columna empacada para destilar el aire disuelto. Otro método de desgaseado puede emplear una membrana hidrófoba, de manera tal que un vacío en un lado de la membrana remueva los gases disueltos pero el líquido no pueda pasar. Un compresor 16 mecánico se acopla al último recipiente en la serie (12c) de evaporadores por compresión de vapor y es operable para recibir un vapor desde el mismo. Puede utilizarse cualquier compresor mecánico adecuado. En la modalidad ilustrada, un motor de "ciclo combinado", que incluye una turbina 18 de gas (Ciclo Brayton) y una turbina 20 de vapor (Ciclo Ran ine) se utiliza para suministrar energía al compresor 16 mecánico. El calor residual de la turbina 18 (como se indica por la referencia numeral 19) de gas se usa para generar el vapor que suministra energía a la turbina 20 de vapor. El compresor 16 mecánico tira vapores desde un evaporador (12c) de baja presión en la sección de evaporación por compresión de vapor. El agua líquida, como se indica por la referencia numeral 21, se inyecta en el compresor 16 mecánico a través de una bomba 22 adecuada para mantenerla refrigerada, lo que mejora la eficacia de energía. El agua líquida puede ser agua salada o agua dulce. Se prefiere el agua salada si el compresor 16 mecánico tolera la sal, de lo contrario puede usarse agua dulce . Si se usa agua salada como agua de inyección, un tanque 24 de vaciado se acopla al compresor 16 mecánico para evitar que el agua salada sea arrastrada a los vapores de salida. Los vapores producidos por la evaporación del agua de inyección proporcionan energía a los recipientes 12a-f. Una pluralidad de intercambiadores 26a-f de calor se acopla dentro de los recipientes 12a-f respectivos. El intercambiador 12a de calor es operable para recibir el vapor desde un tanque 24 de vaciado. Al menos algo del vapor se condensa en el mismo, en donde el calor de condensación proporciona el calor de evaporación al recipiente 12a. Al menos algo del vapor dentro del recipiente 12a se alimenta al intercambiador 26b de calor, en donde las etapas de condensación, evaporación y alimentación continúan hasta que se llega al último recipiente en la serie (en esta modalidad, el recipiente 12f) . El producto 30 concentrado puede removerse de cada uno de los recipientes 12a-f. La energía que se agrega al sistema 10 puede removerse al usar un condensador 32 adecuado. Alternativamente, si el condensador 32 fuera eliminado, la energía agregada al sistema 10 aumentaría la temperatura del producto 30 concentrado. Esto es aceptable si el producto no es sensible a la temperatura. Aún si la alimentación 14 es desgaseada, muchas veces puede existir algo de gas que entra en el sistema 10. Para remover los no condensables del sistema 10, una pequeña corriente (como se indica por la referencia numeral 27) se jala de cada recipiente 12a-f, pasa a través de un condensador 28 adecuado, y se envía a una bomba de vacío (no mostrada) . El condensador 28 puede vaciar el agua en la corriente de evacuación, lo que evita la pérdida de vapor de agua y reduce la carga en la bomba de vacío necesaria para las secciones de baja presión de los recipientes 12a-f. Puede agregarse vapor de baja presión (como se indica por la referencia numeral 29) desde el escape de la turbina 20 de vapor a la serie de -recipientes 12a-f donde las presiones del vapor de escape y los evaporadores se igualan más estrechamente, en esta modalidad, entre los recipientes 12c y 12d. Una pluralidad de intercambiadores 34 de calor sensible puede acoplarse a los recipientes 12a-f para la alimentación 14 de calor o para otras funciones adecuadas. La FIGURA 2 ilustra un sistema 40 del evaporador por compresión de vapor de acuerdo con otra modalidad de la invención. El sistema 40 es similar al sistema 10 anterior; sin embargo, en el sistema 40 una turbina 42 de gas y una turbina 44 de vapor impulsan cada una su propio compresor 46a, 46b mecánico. Los compresores 46a, 46b se disponen en serie de manera que el compresor 46a mecánico se acopla al último recipiente en la serie de evaporadores por compresión de vapor (recipiente 48c) y es operable para recibir un vapor desde el mismo, mientras que el compresor 46b mecánico recibe el vapor comprimido desde el compresor 46a mecánico y lo alimenta a un tanque 49 de vaciado. La FIGURA 3 ilustra un sistema 60 del evaporador por compresión de vapor de acuerdo con otra modalidad de la invención. El sistema 60 es similar al sistema 40 anterior; sin embargo, en el sistema 60 los compresores 62a, 62b mecánicos se disponen en paralelo de manera que cada uno de los compresores 62a, 62b mecánicos se acople al último recipiente de la serie (recipiente 64c) de evaporadores por compresión de vapor y sea operable para recibir un vapor desde el mismo antes de alimentarlo al tanque 66 de vaciado. La FIGURA 4 ilustra un sistema 80 del evaporador por compresión de vapor de acuerdo con otra modalidad de la invención. El sistema 80 es similar al sistema 40 anterior; sin embargo, en el sistema 80 el agua líquida no se inyecta directamente ya sea al compresor 82a u 82b mecánico. En cambio, se usa un interenfriador 84 que emplea una columna 86 empacada que tiene agua líquida, tal como agua salada o agua dulce, que gotea por la columna 86 empacada. Un desempañador 88 cerca de la parte superior del interenfriador 84 evita que las gotas de líquido entren a la segunda etapa de compresión, es decir, al compresor 82b mecánico. El sistema 80 también ilustra la eliminación de un tanque de vaciamiento. En esta modalidad, el vapor que sale del compresor 82b mecánico entra a un intercambiador 90a de calor en el recipiente 92a. La FIGURA 5 ilustra un sistema 100 del evaporador por compresión de vapor de acuerdo con otra modalidad de la invención. El sistema 100 es similar al sistema 10 anterior; sin embargo, en el sistema 100 se utiliza un motor 102 de combustión interna, tal como un motor Diesel o un motor de ciclo Otto, para suministrar energía al compresor 104 mecánico. El calor residual desde el motor 102 proviene de dos fuentes: escape gaseoso (como se indica por la referencia numeral 105) y el fluido refrigerante que circula a través de los cilindros . En una modalidad, el fluido refrigerante proporciona calor residual a aproximadamente 100°C, que puede agregarse a los evaporadores de múltiple efecto. Los gases (105) de escape están aproximadamente a 800 °C y pueden usarse para generar vapor adicional para los evaporadores de múltiple efecto (en esta modalidad, los recipientes 106e, 106f) . Debido a que el gas está muy caliente, potencialmente podría dañar a los intercambiadores 108e, 108f de calor. Opcionalmente, el gas 105 de escape puede enviarse a una columna 108 empacada con el agua 109 que gotea, lo que baja la temperatura al generar vapor. Una ventaja adicional de la columna 108 empacada es que puede limpiar el hollín del escape 105, lo que potencialmente podría cubrir las superficies de los intercambiadores 106e, 106f de calor y reducir la eficacia de la transferencia de calor. La FIGURA 6 ilustra un sistema 120 del evaporador por compresión de vapor de acuerdo con otra modalidad de la invención. El sistema 120 es similar al sistema 100 anterior; sin embargo, el sistema 120 emplea uno o más evaporadores 122a-c de membrana para reemplazar algunos o todos los evaporadores de múltiple efecto. En la modalidad ilustrada, cada uno de los evaporadores 122a-c de membrana tiene tres cámaras. Un par de cámaras 124a-c, 126a-c externas, separadas por una cámara 128a-c interna. Las cámaras 124a-c, 126a-c externas tienen agua salada que fluye a través de las mismas y la cámara 128a-c interna tiene agua dulce que fluye a través de la misma. Las cámaras 126a-c externas están separadas de las cámaras 128a-c internas por una membrana 130a-c impermeable, y las cámaras 124a-c externas están separadas de las cámaras 128a-c internas por una membrana 132a-c permeable al vapor hidrófobo. En la operación de una modalidad del sistema 120, el agua 134 de alimentación entra a las cámaras 126a-c externas. Mientras el agua 134 de alimentación fluye a través de las cámaras 126a-c externas, la temperatura del agua 134 de alimentación aumenta debido a la transferencia de calor a través de las membranas 130a-c impermeables. El agua 134 de alimentación sale de las cámaras 126a-c externas y entra a los intercambiadores 136a-c de calor respectivos donde la temperatura del agua 134 de alimentación aumenta algunos grados (típicamente, entre 5 y 10 °C) . El calor requerido por los intercambiadores 136a-c de calor puede provenir de cualquier fuente adecuada. En la modalidad ilustrada, el intercambiador 136c de calor recibe calor desde el último recipiente en la serie de evaporadores (recipiente 143c) por compresión de vapor. Ambos intercambiadores 136a y 136b de calor reciben calor desde un motor 142. El agua 134 de alimentación luego entra a las cámaras 124a-c externas. El agua se evapora desde el agua 134 de alimentación caliente y fluye a través de membranas 132a-c permeables al vapor hidrófobo, condensándose, así en las cámaras 128a-c internas. El agua luego puede ser recolectada como producto de agua, como se indica por la referencia numeral 138. La FIGURA 7 ilustra un sistema 150 del evaporador por compresión de vapor de acuerdo con otra modalidad de la invención. El sistema 150 es similar al sistema 120 anterior; sin embargo, el sistema 150 emplea calor residual de un escape 152 gaseoso de un motor 154 para generar el vapor 156 que se emplea en los evaporadores 158a-c por compresión de vapor . Los sistemas anteriores pueden usar cualquier tipo de compresor mecánico adecuado. Por ejemplo, ejes de alta velocidad de las turbinas de gas o vapor son los más convenientes para impulsar compresores de paleta axiales o centrífugos. Los ejes de baja velocidad de motores Diesel u Otto son los más convenientes para impulsar compresores de rotor generado, de tornillo helicoidal, de paleta de deslizamiento, o de lóbulo recto (por ejemplo, ventiladores impelentes Roots) . Los compresores de lóbulo recto pueden ser particularmente atractivos porque son económicos; sin embargo, los compresores de lóbulo recto son eficaces sólo a relaciones de compresión bajas. La FIGURA 8 muestra los equilibrios de masa de energía para un sistema 170 de evaporación. La base del cálculo es 1 kg de vapor de agua saturada a Ti. El trabajo requerido en un compresor 172 es
El trabajo del compresor puede dividirse en dos porciones: los requerimientos de trabajo ideal más el trabajo "perdido" que se convierte en energía térmica.
J -»«+»*.. (2)
La siguiente es una entropía que explica acerca del compresor 172 : Acumulación = Entrada - Salida + Generación - Consumo (4) En una etapa estable,
+xSl'?-(l+x)S¡ap + <—0 (5)
en donde Tave es la temperatura promedio del compresor 172 y debe expresarse como temperatura absoluta. Al sustituir la Ecuación 3 por Tlost y el promedio aritmético por
2 Se realiza la siguiente definición:
2 que puede sustituirse por la Ecuación 6 :
Q = (s¡ap+x^)~(í+x)^+ /c[(l+x)H ~(H ~xHf?)j (8)
Para resolver x, la cantidad de agua de inyección que se evapora en el compresor 172, la Ecuación 8 puede expandirse de la siguiente manera: o = s¡'ap + ?s¡'° - s;ap - xs;ap + kH¡ap + kñ;ap - ¡a ~ *¿H 0 = S¡ap - Slap + IcH¡ap - W¡ap + xSi - xS^ + xtÉ™p - xicH^ 0 = S™p - S2vap + k ¡op - m¡ap + x ¡* - S¡ap + ká¡ap - ¿H 7 J o = $ - s;ap + k(É;ap - ñ;ap )+ xff9 - s¡ap + k[ñ?ap - Hf )J
Desde la Ecuación 7, la definición de k puede sustituirse por la Ecuación :
El agua mv producida por el evaporador 174 por compresión de vapor es: mv = nv (1 + x) (11) en donde nv es el número de etapas en los evaporadores 174 por compresión de vapor, que pueden seleccionarse de manera arbitraria. El agua mm producida en la sección 176 del evaporador de múltiple efecto es:
donde? T es la diferencia de temperatura en cada intercambiador de calor del evaporador 176 de múltiple efecto, AHa es el calor latente de evaporación de la entrada del compresor, y £&a es el promedio de calor latente de evaporación del evaporador 176 de múltiple efecto. El agua me producida en el evaporador 176 de múltiple efecto que usa el calor residual desde el motor es: (13) Se asume que el calor residual está disponible como calor sensible (por ejemplo, gas de escape de motor Diesel, gas caliente desde una caldera Rankine) . El factor de 2 en la ecuación (13) justifica el hecho que el calor residual Qc esté disponible como calor sensible, y no como calor latente. En lugar de transferir todo el calor residual Qc a Tc a la parte superior del evaporador, cada evaporador recibe l/neQc en la transferencia de calor directa desde la corriente de gas residual. Efectivamente, esto reduce la salida del evaporador de múltiple efecto a la mitad. El agua mt total producida es mt = mv + mm + me t14) El calor a alta temperatura suministrado al motor
178 es: n W - (1+) f - +xH¡!q) (15)
El requerimiento de calor específico es Requerimiento de Calor Específico es = • Q„ (16) y el requerimiento de trabajo específico es:
Requerimiento de Trabajo Específico =
El volumen de entrada del compresor específico es: f Volumen de Entrada del Compresor Específico =—L (18) mt El número de efectos equivalentes es : m.?Hvap Efectos Equivalentes = — (19)
La Tabla 1 muestra la eficacia de la energía esperada de un sistema de desalinización impulsado por un motor de alta eficacia (?e = 0.6) , de manera que un ciclo combinado (por ejemplo, Brayton + Rankine) o un ciclo Brayton regenerado de alta eficacia. La Tabla 2 muestra la eficacia de la energía esperada de un sistema de desalinización impulsado por un motor de eficacia media (?e = 0.4), tal como un motor Diesel grande. El ?T a través de cada evaporador de intercambiador de calor se asume en 6 °C. La Tabla 3 muestra las propiedades relevantes del agua.
Tabla 3. Termodinámica de agua saturada a intervalos de temperatura de 6 °C
P T V H S atm c m3/kg kl/kg kJ/kg-K
Líquido ,999998 100.000 •10434E-2 418.371 1.30434
Vapor .999998 100.000 1.67359 2674.95 7.35172
Líquido 1.23396 106.000 .10482E-2 443.704 1.37163
Vapor 1.23396 106.000 1.37482 2684.34 7.28125
Líquido 1.51134 112.000 .10533E-2 469.090 1.43798
Vapor 1.51134 112.000 1.13728 2693.51 7.21344
Líquido 1.83798 118.000 .10585E-2 494.534 1.50344
Vapor 1.83798 118.000 .946974 2702.44 7.14809
Líquido 2.22025 124.000 .10640E-2 520.041 1.56805
Vapor 2.22025 124.000 .793416 2711.11 7.08505
Líquido 2.66494 130.000 .10T97E-2 545.617 1.63185
Vapor 2.66494 130.000 .668659 2719.52 7.02414
Líquido 3.17935 136.000 .10756E-2 571.270 1.69487
Vapor 3.17935 136.000 .566639 2727.63 6.96522
Líquido 3.77124 142.000 .10818E-2 597.006 1.75716
Vapor 3.77124 142.000 .482696 2735.43 6.90814
Líquido 4:44882 148.000 .1Q883E-2 622.831 1.81874
Vapor 4.44882 148.000 .413219 2742.91 6.85277
Líquido 5.22080 154.000 .10950E-2 648.754 1.87966
Vapor 5.22080 154.000 .355391 2750.04 6.79898
Líquido 6.09633 160.000 .11019E-2 674.781 1.93994
Vapor 6.09633 160,000 .307000 2756.81 6.74666
Líquido 7.08503 166.000 .11092E-2 700.922 1.99962
Vapor 7.08503 169-.000 .266300 2763.20 6.69569 P T V H S atm C m3/kg kJ/kg k /kg-K
Líquido 8.19696 172.000 .11 68E-2 727.184 2.05874
Vapor 8.19696 172.000 .231901 2769.19 6.64596
Líquido 9.44261 178.000 .11246E-2 753.577 2.11732
Vapor 9.44261 178.000 .202692 2774.76 6.59738
Líquido 10.8329 184.000 .11328E-2 780.111 2.17539
Vapor 10.8329 184.000 .177779 2779.89 6.54983
Líquido 12.3793 190.000 .11414E-2 806.796 2.23300
Vapor 12.3793 190.000 .156440 2784.55 6.50323
Líquido 14.0934 196.000 .11503E-2 833.644 2.29017
Vapor 14.0934 196.000 .138087 2788.74 6.45749
Líquido 15.9876 202.000 .11596E-2 860.667 2.34693
Vapor 15.9876 202.000 .122240 2792.42 6.41251
Líquido 18.0743 208.000 .11693E-2 887.877 2.40332
Vapor 18.0743 208.000 .108505 2795.58 6.36820
Líquido 20.3667 214.000 .11 95E-2 915.289 2.45938
Vapor 20.3667 214.000 .96559E-1 2798.17 6.32448
Líquido 22.8781 220.000 .11901E-2 942.919 2.51514
Vapor 22.8781 220.000 .86132E-I 2800.19 6.28127
Líquido 25.6223 226.000 .12012E-2 970.784 2.57063
Vapor 25.6223 226.000 .77000E-I 2801.58 6.23846
Líquido 28.6136 232.000 . 2128E-2 998.901 2.62589
Vapor 28.6136 232.000 .68977E-1 2802.33 6.19598
Líquido 31.8667 238.000 .12251 E-2 1027.29 2.68097
Vapor 31.8667 238.000 .61T05E-1 2802.39 6.15372
Líquido 35.3966 244.000 .12380E-2 1055.98 2.73591
Vapor 35.3966 244.000 .55654E-1 2801.72 6.11160
Líquido 39.2188 250.000 .12515E-2 1084.99 2.79075
Vapor 39.2188 250.000 .50 11E-1 2800.27 6.06952
Líquido 43.3494 256.000 .12659E-2 1114.34 2.84555
Vapor 43.3494 256.000 .45183E-1 2798.00 6.02736
Líquido 47.8048 262.000 12810E-2 1144.08 2.90035
Vapor 47.8048 262.000 .40788E-1 2794.84 5.98502
Líquido 52.6021 268.000 .12971E-2 1174.23 2.95521
Vapor 52.6021 268.000 .36859E-1 2790.73 5.94237
Líquido 57.7588 274.000 .13142E-2 1204.84 3.01021
Vapor 57.7588 274.000 .33337E-1 2785.60 5.89928
Líquido 63.2931 280.000 .13324E-2 1235.95 3.06541
Vapor 63.2931 280.000 .30 70E-1 2779.35 5.85561
Líquido 69.2239 286.000 .13520E-2 1267.61 3.12089
Vapor 69.2239 286.000 .27316E-1 2771.89 5.81118
Líquido 75.5709 292.000 .13730E-2 1299.89 3.17675
Vapor 75.5709 292.000 .24737E-1 2763.11 5.7T582
Líquido 82.3546 298.000 .13957E-2 1332.86 3.23311
Vapor 82.3546 298.000 .22400E-1 2752.86 5.71931
Líquido 89.5964 304.000 .14203E-2 1366.61 3.29008
Vapor 89.5964 304.000 .20276E-1 2740.99 5.67140
Líquido 97.3190 310.000 .14473E-2 1401.24 3.34783
Vapor 97.3190 310.000 .18341E-1 2727.30 5.62181
Líquido 105.546 316.000 .14769E-2 1436.88 3.40656
Vapor 105.546 316.000 .16571 E-1 2711.57 5.57017
Líquido 114.304 322.000 .15098E-2 1473.70 3.46651
Vapor 114.304 322.000 .14948E-1 2693.48 5.51605
Líquido 123.619 328.000 .15467E-2 1511.92 3.52800 P T V H S atm c m3/kg kJ/kg kJ/kg-K Vapor 123.619 328.000 .13453E-1 2672.68 5.45889 Líquido 133.521 334.000 .15888E-2 1551.84 3.59146 Vapor 133.521 334.000 .12070E-1 2648.67 5.39798 Líquido 144.043 340.000 .16374E-2 1593.86 3.65750 Vapor 144.043 340.000 .10783E-1 2620.76 5.33230 Líquido 155.221 346.000 .16951E-2 1638.59 3.72704 Vapor 155.221 346.000 .95772E-2 2587.97 5.26040 Líquido 167.097 352.000 .17657E-2 1687.02 3.80153 Vapor 167.097 352.000 .84336E-2 2548.74 5.17996 Líquido 179.723 358.000 .18569E-2 1740.90 3.83361 Vapor 179.723 358.000 .73286E-2 2500.29 5.08679 Líquido 193.166 364.000 .19856E-2 1804.09 3.97913 Vapor 193.166 364.000 .62194E-2 2436.52 4.97172 Líquido 207.538 370.000 .22134E-2 1889.64 4.10798 Vapor 207.538 370.000 .49783E-2 2337.17 4.80382 Líquido 217.755 373.990 .31056E-2 2087.96 4.41107 Vapor 217.755 373.990 .31056E-2 2087.96 4.41107 En ambas Tablas 1 y 2, la eficacia de la energía mejora a una Ti mayor. Esto puede explicarse de la siguiente manera: a. A temperaturas T± más altas, para lograr una diferencia de temperatura dada a través de los evaporadores por compresión de vapor, la relación de compresión se reduce. Este factor refleja la termodinámica subyacente del agua. b. A temperaturas Ti más altas, es posible tener más etapas en el evaporador de múltiple efecto. Otro beneficio de operar a temperaturas más altas es gue la presión también se incrementa, lo que aumenta la densidad de los vapores que entran al compresor. Esto permite que el compresor sea más pequeño, y más económico. El tamaño del compresor puede reducirse aún más al aumentar el número de etapas en la sección del evaporador por compresión de vapor. Incluso, otro beneficio de operar a temperaturas altas es que la relación de compresión se reduce, lo que permite el uso de compresores de lóbulo recto, que sólo son eficaces en cuanto a la energía en relaciones de compresión bajas. Los compresores de lóbulo recto son particularmente atractivos porque son económicos comparados con otros tipos de compresores. Asimismo, las características de velocidad y rendimiento se igualan bien á los motores Diesel, que son eficaces en cuanto a la energía y de bajo costo. Normalmente, los intercambiadores de calor de desalinización están limitados a aproximadamente 120 °C. Por encima de esta temperatura, los carbonatos y sulfatos de calcio y magnesio precipitan y pueden ensuciar las superficies del intercambiador de calor. Esta temperatura puede ser demasiado baja para materializar completamente los beneficios de la evaporación por compresión de vapor a alta temperatura. En algunas modalidades, los revestimientos antiadherentes pueden evitar la suciedad de las superficies del intercambiador de calor. Existen muchas posibilidades de revestimientos. Algunas se listan a continuación pero otras son contempladas por la presente invención: a. Revestimiento de Teflón sobre metal. Los revestimientos de Teflón Silverstone de DuPont usados en los utensilios de cocina pueden soportar temperaturas de 290 °C. b. El aluminio puede ser anodizado duro seguido de una inclusión de PTFE (politetrafluoroetileno) . c. Aluminización en vacío de acero al carbono, seguido de anodización dura e inclusión de PTFE. d. Revestimiento de impacto de aluminio, acero al carbono, o latón naval con PPS (sulfuro de polifenileno) o aleación de PPS/PTFE. Estos revestimientos pueden aplicarse al lado del intercambiador de calor que está expuesto al agua salada caliente. En una modalidad, el metal base podría incluir material resistente al agua salada, tal como latón naval o ' con contenido de estaño. Usando este procedimiento, si el revestimiento falla, el intercambiador de calor podría ensuciarse pero no se perforaría ni tendría fugas . A bajas temperaturas (=120 °C) , la superficie antiadherente puede no ser necesaria; sin embargo, la resistencia al agua salada puede ser impartida por una deposición de vapor de arco catódico de titanio u otros metales, tales como aíuminio o acero al carbono. Como una alternativa al revestimiento de la superficie de metal, puede ser posible unir una película de polímero delgada, tal como PVDF (difluoruro de polivinilideno) o PTFE, usando adhesivos adecuados y/o laminación térmica. En algunas modalidades donde se precipita adherente a las superficies revestidas o cubiertas con una película, puede ser posible agregar particulados sólidos inertes a la solución salina circulante que continuamente friega y limpia las superficies sucias. Previo a la descarga de solución salina, estos particulados sólidos inertes podrían recuperarse y reciclarse para la solución salina entrante. Alternativa, o adicionalmente, el intercambiador de calor podría sacarse de servicio temporalmente para limpiar las superficies con ácidos diluidos u otros limpiadores apropiados . El lado de condensación del intercambiador de calor es menos demandante. Si el metal base resiste el vapor (por ejemplo, latón naval) , no se necesitan revestimientos adicionales. Sin embargo, si se usa un metal menos resistente, tal como acero al carbono o aluminio, es deseable tratar la superficie de condensación de la siguiente manera: a. Galvanización de inmersión en caliente de acero al carbono . b. Anodización de conversión de aluminio. c. Aluminización de vacío de acero al carbono, seguido de anodización. d. Revestimiento no eléctrico de níquel en aluminio o acero al carbono . e. Galvanoplastia de cadmio, níquel o zinc en aluminio o acero al carbono. f. Revestimiento de inmersión/vaporización/de rodillo de aluminio o acero al carbono con pintura de PVDF.
Todos los revestimientos o películas indicados arriba, tanto para el lado del agua salada como para el lado de la corriente pueden aplicarse por un "revestimiento de carrete". En este método, un rollo grande de metal en lámina se trata y desenrolla continuamente para aplicar el revestimiento o película. El producto final se enrolla nuevamente en un carrete y se embarca. Este método es muy conocido como un método económico para aplicar revestimientos de alta calidad a superficies de metal. Las FIGURAS 9 a 48 ilustran varias modalidades del ensamble del intercambiador de calor de acuerdo con varias modalidades de la presente invención. La FIGURA ' 9 ilustra un ejemplo de una lámina 300a dentada de un ensamble de lámina para usar en un ensamble del intercambiador de calor de acuerdo con una modalidad de la invención. La lámina 300a dentada puede usarse en cualquier intercambiador de calor adecuado, tal como cualquiera de las modalidades, del ensamble 500 del intercambiador de calor mostrado en las FIGURAS 27-48 que se analizan más adelante y/o ensamble 500 del intercambiador de calor mostrado en las FIGURAS 56-57 por ejemplo, de la Solicitud de Patente Norteamericana Número de Serie 10/944,374 mencionada anteriormente . La lámina 300a dentada incluye una pluralidad de depresiones 304 formadas en un patrón 302 de indentación. El patrón 302 de indentación incluye una sección 303 del patrón de indentación repetido múltiples veces en la lámina 300a. En la modalidad mostrada en la FIGURA 9, una sección 303 del patrón de indentación incluye una fila de depresiones 304. Para formar la lámina 300a dentada, la sección 303 del patrón de indentación puede estamparse en una lámina en blanco en ubicaciones múltiples en la lámina 300a. Por ejemplo, para crear la lámina 300a dentada mostrada en la FIGURA 9, la sección 303 (es decir, fila) del patrón de indentación puede estamparse en una lámina en blanco en una posición, la lámina puede hacerse avanzar o indexarse, la sección 303 (es decir, fila) del patrón de indentación puede estamparse en la nueva ubicación, y así sucesivamente para formar la disposición completa de depresiones 304. Usando este proceso se permite que una estampa de metal relativamente pequeña se use para crear las depresiones 304, lo que puede ahorrar gastos. La FIGURA 10 ilustra un ejemplo de un proceso de estampado de metal para formar láminas 300a dentadas de acuerdo con una modalidad de la invención. Un ensamble 310 de estampado de metal incluye un punzón 312 que tiene una o más prominencias 314 y un contracuño 336 que tiene una o más aberturas 318 configuradas para recibir las prominencias 314. En la etapa (a) , una lámina 320 de metal en blanco se ubica entre el punzón 312 y el contracuño 316. En la etapa (b) , el punzón 312 y el contracuño 316 se juntan, provocando prominencias 314 para formar depresiones 304 en la lámina 320 en blanco. En la etapa (c) , el punzón 312 y el contracuño 316 se separan, permitiendo que la lámina de metal se reubique entre el punzón 312 y el contracuño 316. Este proceso puede repetirse a fin de formar una disposición completa de depresiones 304 en la lámina 300a dentada. La FIGURA 11 ilustra un ejemplo de un proceso de hidroformación para formar láminas 300a dentadas de acuerdo con una modalidad de la invención. Un ensamble 330 de hidroformación incluye un punzón 332 configurado para alojar un fluido 334 y un contracuño 336 que tiene una o más aberturas 338 configuradas para recibir fluidos 334. En la etapa (a) , una lámina 320 de metal en blanco de ubica entre el punzón 332 y el contracuño 336. En la etapa (b) , el punzón 332 y el contracuño 336 se juntan y el fluido 334 de alta presión se dirige a un punzón 332, provocando que las porciones de la lámina 320 en blanco se deformen en aberturas 338 en los contracuños 336 formando, así depresiones 304 en la lámina 320 en blanco. En la etapa (c) , el punzón 332 y el contracuño 336 se separan, permitiendo que la lámina de metal se reubique entre el punzón 332 y el contracuño 336. Este proceso puede repetirse a fin de formar la disposición completa de depresiones 304 en la lámina 300a dentada. La FIGURA 12 ilustra un ejemplo de una lámina 300b dentada de un ensamble de lámina para usar en un ensamble del intercambiador de calor de acuerdo con otra modalidad de la invención. La lámina 300b dentada incluye una primera pluralidad de bordes 340 dentados que se extienden a lo largo de una primera dirección 342 y una segunda pluralidad de bordes 344 dentados que se extienden a lo largo de una segunda dirección 346 generalmente perpendicular a la primera dirección 342. La FIGURA 12 también muestra vistas en corte transversal de la lámina 300b dentada tomada a lo largo de las líneas A-A y B-B. Los bordes 340 y 344 dentados evitan (o al menos' reducen la posibilidad de) que las láminas 300b se deformen, aumentando así la durabilidad de la lámina 300b y proporcionando mejor manejo de la lámina 300b. La FIGURA 13 ilustra un ejemplo de un ensamble 350 del rodillo para formar bordes en una lámina 320 de metal, tal como los bordes 340 y 344 en la lámina 300b dentada, por ejemplo, de acuerdo con otra modalidad de la invención. El ensamble 350 del rodillo incluye un rodillo macho 352 y un rodillo hembra 354. Una lámina 320 de metal en blanco puede ubicarse entre el rodillo macho 352 y el rodillo hembra 354, y uno o ambos del rodillo macho 352 y el rodillo hembra 354 pueden girar, como se indica por las flechas 356 y 358, después (o mientras) se mueven hacia ambos a fin de formar una serie de bordes en la lámina 320 de metal, tal como la serie de bordes 340 en la lámina 300b dentada, por ejemplo. La FIGURA 14 ilustra un corte transversal de un ensamble 360 de lámina que incluye separadores 362 ubicados entre las láminas 364 adyacentes en el ensamble del intercambiador de calor de acuerdo con otra modalidad de la invención. Tal configuración puede usarse en cualquier ensamble del intercambiador de calor adecuado, tal como cualquier modalidad del ensamble 500 del intercambiador de calor mostrado en las FIGURAS 27-48 analizadas más adelante y/o el ensamble 500 del intercambiador de calor mostrado en las FIGURAS 56-57 por ejemplo, de la Solicitud de la Patente Norteamericana Número de Serie 10/944,374 mencionada anteriormente . El ensamble 360 de lámina incluye una pluralidad de láminas 364 ubicadas generalmente paralelas entre sí, y pueden definir una pluralidad de pasadizos 366 de relativa baja presión que se extienden en una primera dirección alternado con una pluralidad de pasadizos 368 de relativa alta presión que se extienden en una segunda dirección perpendicular a la primera dirección, tal como se describe anteriormente con referencia al primer y segundo pasadizo 582 y 586 mostrados en la FIGURA 57A por ejemplo, de la Solicitud de la Patente Norteamericana Número de Serie 10/944,374 mencionada anteriormente.. En esta modalidad de ejemplo, los pasadizos 368 de alta presión se extienden en una primera dirección indicada generalmente por flechas 370, y los pasadizos 366 de baja presión se extienden en una segunda dirección generalmente dentro/fuera de la plana. Las láminas 364 pueden incluir indentaciones 366 (tal como depresiones, bordes u otras prominencias) , tal como se analizó anteriormente. Las indentaciones 366 pueden hacer contacto entre sí en el pasadizo 366 de baja presión, asegurando así que el pasadizo 366 de baja presión permanezca abierto cuando las altas presiones se apliquen dentro del pasadizo 368 de alta presión. Los separadores 362 se ubican entre las láminas 364 adyacentes y se operan para proporcionar el espaciado deseado entre las láminas 364. En algunas modalidades, los separadores 362 incluyen muescas 371 que se llenan con un sellador 372, que puede incluir cualquier material adecuado y/o dispositivo adecuado para proporcionar un sello fluido. Por ejemplo, un sellador 372 puede comprender una junta tórica elástica u otro material de junta apropiado. En esta modalidad, los separadores 362 tienen una sección cruzada de viga I. Sin embargo, pueden usarse otros cortes transversales adecuados. Los separadores 362 pueden formarse de cualquier manera apropiada, tal como al usar técnicas de extrusión, por ejemplo. Algunos separadores 362 pueden ser sólidos, mientras que otros pueden incluir orificios o aberturas 376 que permiten que el fluido fluya a través de los mismos. Por ejemplo, en el corte transversal específico mostrado en la FIGURA 13, los separadores 362a ubicados entre las láminas 364 adyacentes que definen el pasadizo 366 de baja presión pueden ser sólidos, porque el fluido fluye en la dirección dentro/fuera de la plana, mientras que los separadores 362b ubicados entre las láminas 364 adyacentes que definen el pasadizo 368 de alta presión pueden incluir aberturas 376, que permiten que el fluido fluya a través de tales pasadizos 368 generalmente en la primera dirección 370. La FIGURA 14 también ilustra vistas laterales de los separadores 362a y separadores 362b, que se muestran sobre la ilustración del ensamble 360 de lámina. Como se analizó anteriormente, los separadores 362a pueden ser sólidos, mientras que los separadores 362b pueden incluir aberturas 376 que permiten que el fluido pase a través de las mismas. Tales aberturas 376 pueden formarse después de que se forme el separador 362b relevante (por ejemplo, por extrusión) . Las FIGURAS 15 y 16 ilustran una configuración de un separador 362a de acuerdo con una modalidad de la invención. La FIGURA 15 ilustra una vista superior del separador 362a. El separador 362a forma un aro generalmente rectangular que incluye cuatro miembros de largo 380a y cuatro miembros de esquina 382a. La FIGURA 16 ilustra una-vista en perspectiva del despiece de una región de la esquina del separador 362a mostrado en la FIGURA 15. En particular, la FIGURA 16 muestra un miembro de esquina 382a, y un primer miembro de largo 380a y un segundo miembro de largo 380a' que hace contacto con el miembro de esquina 382a. El primer miembro de largo 380a incluye aberturas 376a, mientras que el segundo miembro de largo 380a' es sólido. Tal configuración puede usarse para proporcionar el flujo de fluido en la dirección indicada generalmente por la flecha 386a. El miembro de esquina 382a incluye una muesca 388a, que puede alinearse con las muescas 371a y 371a' formadas en los miembros de largo 380a y 380a' de manera que las muescas 388a, 371a y 371a' puedan cooperar para aceptar un junta u otro sellador 372. Las FIGURAS 17 y 18 ilustran una configuración de un separador 362b de acuerdo con otra modalidad de la invención. La FIGURA 17 ilustra una vista superior del separador 362b. El separador 362b forma un anillo generalmente rectangular que incluye cuatro miembros de largo 380b. La FIGURA 18 ilustra una vista en perspectiva del despiece de una región de la esquina del separador 362b mostrada en la FIGURA 17. En particular, la FIGURA 18 muestra cómo dos miembros de largo 380b se encuentran para formar una esquina. Cada miembro de largo 380b puede cortarse en 45 grados, proporcionando, así una esquina de 90 grados entre los miembros de largo 380b adyacentes. El primer miembro de largo 380b incluye aberturas 376b, mientras que el segundo miembro de largo 380b' es sólido. Nuevamente, esta configuración puede usarse para' proporcionar flujo de fluido en la dirección indicada generalmente por la flecha 386b. Las muescas 371b y 371b' formadas en los miembros de largo 380b y 380b' pueden alinearse en la esquina y cooperar para aceptar un junta u otro sellador 372. Las FIGURAS 19 y 20 ilustran una configuración de un separador 362c de acuerdo con otra modalidad de la invención. La FIGURA 19 ilustra una vista superior de un separador 362c. El separador 362c forma un anillo generalmente rectangular que incluye cuatro miembros de largo 380c y cuatro miembros de esquina 382c. Cada miembro de largo 380c y cada miembro de esquina 380c puede ser cortado en un ángulo en cada extremo de manera que cada miembro de largo 380c miembro de esquina 382c se unen para formar esquinas de 90 grados. Por ejemplo, cada extremo de cada miembro de largo 380c y cada miembro de esquina 382c puede cortarse a 22.5 grados de ángulo a fin de formar esquinas de 90 grados. La FIGURA 20 ilustra una vista en perspectiva del despiece de una región de la esquina del separador 362c mostrado en la FIGURA 19. En particular, la FIGURA 20 muestra un miembro de esquina 382c, y un primer miembro de largo 380c y un segundo miembro de largo 380c' que hace contacto con el miembro de esquina 382c. . El primer miembro de largo 380c incluye aberturas 376c, mientras que el segundo miembro de largo 380c' es sólido. Tal configuración puede usarse para proporcionar flujo de fluido en la dirección indicada generalmente por la flecha 386c. El miembro de esquina 382c incluye una muesca 388c, que puede alinearse con las muescas 371c y 371c' formadas en los miembros de largo 380c y 380c' de manera que las muescas 388c, 371c y 371c' puedan cooperar para aceptar un junta u otro sellador 372. Las FIGURAS 21 y 22 ilustran una configuración de un separador 362d de acuerdo con otra modalidad de la invención. La FIGURA 21 ilustra una vista superior de un separador 362d. El separador 362d forma un anillo generalmente rectangular que incluye cuatro miembros de largo 380d y cuatro miembros de esquina 382d. Cada miembro de largo 380d y cada miembro de esquina 382d puede ser cortado en un ángulo en cada extremo de manera que cada miembro de largo 380d miembro de esquina 382d se unen para formar esquinas de 90 grados. Por ejemplo, cada extremo de cada miembro de largo 380d y cada miembro de esquina 382d puede cortarse a 22.5 grados de ángulo a fin de formar esquinas de 90 grados. La FIGURA 22 ilustra una vista en perspectiva del despiece de una región de la esquina del separador 362d mostrado en la FIGURA 21. En particular, la FIGURA 22 muestra un miembro de esquina 382d, y un primer miembro de largo 380d y un segundo miembro de largo 380d' que hace contacto con el miembro de esquina 382d. El primer miembro de largo 380d incluye aberturas 376d, mientras que el segundo miembro de largo 380d' es sólido. Tal configuración puede usarse para proporcionar flujo de fluido en la dirección indicada generalmente por la flecha 386d. El miembro de esquina 382d incluye una muesca 388d, que puede alinearse con las muescas 371d y 371d' formadas en los miembros de largo 380d y 380d' de manera que las muescas 388d, 371d y 371d' puedan cooperar para aceptar un junta u otro sellador 372. Como la muesca 388a mostrada en la FIGURA 15, la muesca 388d es curva, lo que puede ser ventajoso para aceptar un sellador 372, tal como una junta tórica u otra junta, por ejemplo. La FIGURA 23 ilustra una vista en perspectiva de un ensamble 400a de lámina orto-rejilla que incluye una pluralidad de láminas 402a de acuerdo con una modalidad de la invención. El ensamble 400a de lámina puede usarse en cualquier ensamble del intercambiador de calor adecuado, tal como cualquier modalidad del ensamble 500 del intercambiador de calor mostrado en las FIGURAS 27-48 analizadas más adelante y/o ensamble 500 del intercambiador de calor mostrado en las FIGURAS 56-57 por ejemplo, de la Solicitud de la Patente Norteamericana Número de Serie 10/944,374 mencionada anteriormente . El ensamble 400a de lámina incluye una pluralidad de láminas 402a ubicadas generalmente paralelas entre sí, y que puede definir una pluralidad de pasadizos 404a de relativa baja presión que se extienden en una primera dirección, alternando con una pluralidad de pasadizos 406a de relativa alta presión que se extienden en una segunda dirección perpendicular a la primera dirección. En esta modalidad ejemplo, los pasadizos 404a de baja presión se extienden en una primera dirección indicada generalmente por la flecha 408a, y los pasadizos 406a de alta presión que se extienden en una segunda dirección indicada generalmente por la flecha 410a. Una tubería 416a rectangular (por ejemplo, cuadrada) se ubica entre, y se acopla a, láminas 402a de ' manera que los pasadizos 404a y 406a se mantienen entre las láminas 402a. La tubería 416a rectangular puede formarse de metal u otro material adecuado y puede ser unido rígidamente a las láminas 402a por cualquier medio adecuado, tal como por ejemplo, adhesivo, soldadura con latón, soldadura. La FIGURA 24 ilustra una vista del despiece de una porción del ensamble 400a de lámina orto-rejilla de la FIGURA 23. En esta modalidad, la tubería 416a rectangular está unida a un lado de .cada lámina 402a del ensamble 400a. La FIGURA 25 ilustra una vista en perspectiva de un ensamble 400b de lámina orto-rejilla que incluye una pluralidad de láminas 402b de acuerdo con otra modalidad de la invención. El ensamble 400b de lámina puede usarse en cualquier ensamble del intercambiador de calor adecuado, tal como cualquiera de las modalidades del ensamble 500 del intercambiador de calor mostrado en las FIGURAS 27-48 analizadas anteriormente y/o del ensamble 500 del intercambiador de calor mostrado en las FIGURAS 56-57 por ejemplo, de la Solicitud de la Patente Norteamericana Número de Serie 10/944,374 mencionada anteriormente. El ensamble 400b de lámina incluye una pluralidad de láminas 402b ubicadas generalmente paralelas entre sí, y que pueden definir una pluralidad de pasadizos 404b de relativa baja presión que se extienden en una primera dirección, alternando con una pluralidad de pasadizos 406b de relativa alta presión que se extienden en una segunda dirección perpendicular a la primera dirección, tal como se describió anteriormente con referencia, por ejemplo, al primero y segundo pasadizos 404a y 406a. En esta modalidad ejemplo, los pasadizos 404b de baja presión se extienden en una primera dirección indicada generalmente por la flecha 408b, y los pasadizos 406b de alta presión se extienden en una segunda dirección indicada generalmente por la flecha 410b. Una tubería 416b rectangular (por ejemplo, cuadrada) se ubica entre, y se acopla a, láminas 402b de manera que los pasadizos 404b y 406b se mantienen entre las láminas 402b. La tubería 416b rectangular puede formarse de metal u otro material adecuado y puede ser unido rígidamente a las láminas 402b por cualquier medio adecuado, tal como por ejemplo, adhesivo, soldadura con latón, soldadura. En esta modalidad, la tubería 416b rectangular está unida rígidamente al lado de baja presión de la lámina 402b relevante. Esto puede proporcionar mantener la unión entre la tubería 416b rectangular y la lámina 402b en compresión (y no en tensión) . Usando este procedimiento, una falla de la unión puede no conducir a una falla en el intercambiador de calor. La FIGURA 26 ilustra una vista del despiece de una porción del ensamble 400b de lámina orto-rejilla de la FIGURA 25. Como se analizó anteriormente, en esta modalidad, la tubería 416b rectangular está unida rígidamente al lado de baja presión de cada lámina 402a del ensamble 400a. La FIGURA 27 ilustra un corte transversal de un ejemplo del ensamble 500 del intercambiador de calor que incluye un armazón 510 y un ensamble 512 de lámina dispuesto dentro del armazón 510 de acuerdo con una modalidad de la invención. El armazón 510 puede comprender cualquier forma adecuada y puede estar formado por cualquier material adecuado para alojar líquidos y/o gases presurizados. Por ejemplo, en la modalidad mostrada en la FIGURA 27, el armazón 510 comprende una porción 516 sustancialmente cilindrica y un par de tapas 600 semiesfericas (ver FIGURA 28) acopladas a cada extremo de la porción 516 cilindrica. El corte transversal mostrado en la FIGURA 27 está tomado en un punto particular a lo largo de la longitud de la porción 516 cilindrica, cuya longitud se extiende en una dirección perpendicular a la plana.
En general, el ensamble 500 del intercambiador de calor se configura para permitir al menos dos fluidos (por ejemplo, un fluido de relativa baja presión y un fluido de relativa alta presión) se comuniquen dentro del armazón 510, a través de pasadizos definidos por la- pluralidad de láminas 513 que forman el ensamble 512 de lámina (tal como pasadizos de relativa baja presión y pasadizos de relativa alta presión analizados anteriormente con respecto a varias modalidades) de manera que el calor se transfiere entre los fluidos, y fuera del armazón 510. El armazón 510 puede incluir cualquier número de entradas y salidas para los fluidos en comunicación dentro y fuera del armazón 510. En la modalidad mostrada en la FIGURA 27, el armazón 510 incluye una primera entrada 520, una primera salida 522, una segunda entrada 524, una segunda salida 526 y una tercera salida 528. La primera entrada 520 y la primera salida 522 se configuran para comunicar un primer fluido 530 (por ejemplo, un fluido de relativa alta presión) dentro y fuera del armazón 510. La segunda entrada 524, la segunda salida 526, y la tercera salida 528 se configuran para comunicar un segundo fluido 532 (por ejemplo, un fluido de relativa baja presión) dentro y fuera del armazón 510. Debido a la transferencia de calor entre el primer fluido 530 y el segundo fluido 532, al menos una porción del primer fluido 530 y/o segundo fluido 532 puede cambiar de estado ' dentro del armazón 510 y, de este modo, salir del armazón 510 en un estado diferente que tales fluidos 530 y/o 532 que entraron en el armazón 510. Por ejemplo, en una modalidad particular, el vapor 534 de relativa alta presión entra al armazón 510 a través de una primera entrada 520, entra a uno o más primeros pasadizos dentro del ensamble 512 de lámina, se enfría mediante un líquido 540 que fluye a través de uno o más segundos pasadizos adyacentes a uno o más primeros pasadizos dentro del ensamble 512 de lámina, lo que provoca que al menos una porción del vapor 534 se condense para formar condensado 536 de vapor. El condensado 536 de vapor fluye hacia y a través de una primera salida 522. Al mismo tiempo, el líquido 540 (por ejemplo, agua salada, agua de mar, fluido de fermentación concentrado, o salmuera concentrada) entra en el armazón 510 a través de una segunda entrada 524, entra en uno o más segundos pasadizos dentro del ensamble 512 de lámina, es calentado por el vapor 534 que fluye a través de uno o más primeros pasadizos adyacentes a uno o más segundos pasadizos dentro del ensamble 512 de lámina, lo que provoca que al menos una porción del líquido 540 hierva para formar un vapor 542 de relativa baja presión. El vapor 542 de baja presión se escapa del armazón 510 a través de una segunda salida 526, mientras que el líquido 540 restante no hervido fluye hacia y a través de la tercera salida 528. En algunas modalidades, el ensamble 500 del intercambiador de calor incluye una o más bombas 550 operables para bombear el líquido 540 que ha salido del armazón 510 a través de la tercera salida 528 nuevamente al armazón 510 a través de la segunda entrada 524, como se indica por las flechas 552. La bomba 550 puede comprender cualquier dispositivo o dispositivos adecuados para bombear un fluido a través de uno o más pasadizos de fluido. Como se muestra en la FIGURA 27, el líquido 540 puede suministrarse al circuito a través de una entrada 554 de alimentación. En modalidades en donde el líquido 540 comprende una solución (tal como por ejemplo, una solución de agua de mar) , se puede suministrar una forma relativamente diluida de esa solución (comparada con la solución que sale del armazón 510 a través de la tercera salida 528) a través de la entrada 554 de alimentación. Además, una porción del líquido 540 que es bombeada hacia la segunda entrada 524 del armazón 510 puede redirigirse lejos del armazón 510, como se indica por la flecha 556. En modalidades en las que el líquido 540 comprende una solución (tal como por ejemplo, una solución de agua de mar) , tal líquido 540 redirigido puede comprender una forma relativamente concentrada de esa solución (comparada con la solución diluida suministrada a través de la entrada 554 de alimentación) . Aunque las entradas 520, 524 y las salidas 522, 526 y 528 se describen en la presente como entradas y salidas únicas, cada entrada 520, 524 y cada salida 522, 526 y 528 en realidad pueden incluir cualquier número adecuado de entradas o salidas . En algunas modalidades, el primer fluido 530 generalmente comprende vapor y el segundo fluido 532 generalmente comprende un líquido, al menos cuando el primer fluido 530 y el segundo fluido 532 entran en el armazón 510 a través de entradas 520 y 524, respectivamente. En modalidades particulares, el segundo fluido 532 puede comprender agua salada, agua de mar, fluido de fermentación, o salmuera. El ensamble 500 del intercambiador de calor también puede incluir una pluralidad de dispositivos (o carriles) 560 de montaje acoplados al armazón 510 y operables para montar en el ensamble 512 de lámina dentro del armazón 510. Cada dispositivo 560 de montaje puede asociarse con una esquina particular del ensamble 512 de lámina. Cada dispositivo 560 de montaje puede acoplarse al armazón 510 en cualquier manera adecuada, tal como por ejemplo, soldadura o usando sujetadores. En la modalidad mostrada en la FIGURA 27, cada dispositivo 560 de montaje comprende una abrazadera en forma de Y de 90 grados dentro de la cual se monta una esquina del ensamble 512 de lámina. Cada dispositivo 560 de montaje puede extenderse a lo largo de la longitud del armazón 510, o al menos a lo largo de la longitud de una porción del armazón 510 en la que los fluidos 530 y 532 se comunican, a fin de crear dos volúmenes dentro del armazón 510 que están separados entre sí. Un primer volumen 564, que incluye primeras y segundas cámaras 580 y 582 generalmente hacia la izquierda y derecha del ensamble 510 de lámina, así como uno o más primeros pasadizos definidos por el ensamble 510 de lámina, se usa para comunicar el primer fluido 530 a través del ensamble 500 del intercambiador de calor. Un segundo volumen 566, que incluye terceras y cuartas cámaras 584 y 586 generalmente por encima y debajo del ensamble 510 de lámina, así como uno o más segundos pasadizos definidos por el ensamble 510 de lámina, se usa para comunicar el segundo fluido 532 a través del ensamble 500 del intercambiador de calor. Debido a que el primer volumen 564 está separado del segundo volumen 566 por una configuración del ensamble 512 de lámina y los dispositivos 560 de montaje, el primer fluido 530 se mantiene separado del segundo fluido 532 dentro del armazón 510. Además, una o más juntas 562 pueden disponerse entre cada abrazadera 560 en forma de Y y su correspondiente esquina del ensamble 512 de lámina para proporcionar un sello entre el primer volumen 564 y el segundo volumen 566 en cada esquina del ensamble 512 de lámina. Las juntas 562 pueden comprender cualquier tipo adecuado de sello u junta, pueden tener cualquier forma adecuada - (tal como por ejemplo, tener una sección cruzada cuadrada, rectangular o redonda) y pueden formarse de cualquier material adecuado para formar un sello o junta. El ensamble 500 del intercambiador de calor también puede incluir uno o más dispositivos para deslizamiento, rodamiento, u otra posición del ensamble 512 de lámina dentro del armazón 510. Estos dispositivos pueden ser particularmente útiles en modalidades en las que el ensamble 512 de lámina es relativamente pesado o macizo, tal como cuando el ensamble 512 de lámina está formado de metal. En la modalidad mostrada en la FIGURA 27, el ensamble 500 del intercambiador de calor incluye ruedas 568 acopladas al ensamble 512 de lámina que pueden usarse para hacer rodar el ensamble 512 de lámina dentro del armazón. Las ruedas 568 pueden alinearse con, y rodar sobre, los carriles 570 de ruedas acoplados al armazón 510 en cualquier manera adecuada. La FIGURA 28 ilustra un ejemplo de una vista lateral del ensamble 500 del intercambiador de calor mostrado en la FIGURA 27 de acuerdo con una modalidad de la invención. Como se muestra en la FIGURA 28, el ensamble 512 de lámina se dispone dentro del armazón 510, que incluye porciones 516 sustancialmente cilindricas y un par de tapas 600 semiesfericas acopladas a cada extremo de la porción 516 cilindrica. Las tapas 600 semiesfericas pueden incluir una porción 602 de la pestaña acoplada a una porción 604 de la pestaña de la porción 516 cilindrica por uno o más dispositivos 606 de acoplamiento, tal como por ejemplo, pernos, remaches o soldaduras. El ensamble 512 de lámina puede incluir una primera placa 612 de extremo y una segunda placa 614 de extremo soldada o acoplada rígidamente de otra manera a una superficie interior del armazón 510, tal como se indica por las flechas 610. Las FIGURAS 29 y 30 ilustran vistas en corte transversal A, B, C, D, E y F tomadas a lo largo de las líneas A-A, B-B, C-C, D-D, E-E y F-F respectivamente, mostradas en la FIGURA 28 de acuerdo con otra modalidad de la invención. En esta modalidad, los dispositivos (o carriles) 560a de montaje usados para sujetar el ensamble 512a de lámina en posición dentro del armazón 510 comprende abrazaderas en forma de Y de 90 grados dentro de las cuales se montan las esquinas del ensamble 512a de lámina. Como se muestra en la FIGURA 29, la vista A muestra una tapa 600 semiesférica que incluye una porción 602 de la pestaña. La vista B muestra una primera placa 612 de extremo y una porción 516 cilindrica del armazón 510, que incluye una porción 604 de la pestaña. Como se analizó anteriormente, la primera placa 612 de extremo está soldada o acoplada rígidamente de otra manera a una superficie interna del armazón 510, como se indica por las flechas 610. La primera placa 612 de extremo puede incluir uno o más orificios 616 operables para permitir que la presión se iguale a través de las superficies de las láminas 513 del ensamble 512a de lámina. Las vistas C y D muestran deflectores 620a y 622a ubicados en cámaras 582 y 580 . de alta presión, respectivamente . Como se muestra en la FIGURA 30, la vista E muestra una segunda placa 614 de extremo y una porción 516 cilindrica del armazón 510, que incluye una porción 604 de la pestaña. Como se analizó anteriormente, la primera placa 612 de extremo está soldada o acoplada rígidamente de otra manera a una superficie interior del armazón 510, como se indica por las flechas 610. Como la primera placa 612 de extremo, la segunda placa 614 de extremo puede incluir uno o más orificios 616 operables para permitir que la presión se iguale a través de las superficies de las láminas 513 del ensamble 512a de lámina. Una placa 630a de empuje puede ubicarse en el centro de la segunda placa 614 de extremo. La placa 630a de empuje puede comprimir los selladores 372 (por ejemplo, juntas tóricas o juntas) ubicados en los separadores 362. De este modo, la placa 630a de empuje puede tener una forma similar a la forma de corte transversal de las láminas 513 (aquí, un cuadrado o rectángulo) . La periferia exterior de la placa 630a de' empuje puede sellarse a la segunda placa
614 de extremo usando una junta tórica u otra junta adecuada. También mostrada en la FIGURA 30, la vista F muestra dispositivos (o carriles) 560a de montaje acoplados al armazón 510 y usado para sujetar el ensamble 512a de lámina en una posición dentro del armazón 510. Como se analizó anteriormente, cada carril 560a de montaje puede asociarse con una esquina particular del ensamble 512a de lámina. Asimismo, cada carril 560 de montaje puede acoplarse al armazón 510 en cualquier manera adecuada, tal como por ejemplo, soldadura o usando sujetadores. Como se analizó anteriormente, cada carril 560a de montaje comprende una abrazadera en forma de Y de 90 grados dentro de la cual se monta una esquina del ensamble 512a de lámina. Cada dispositivo 560a de montaje puede extenderse a lo largo de la longitud de la porción 516 cilindrica del armazón 510, o al menos a lo largo de una porción de la longitud de la porción 516 cilindrica. Una o más juntas (u otro dispositivo de sellado adecuado) 634a pueden ubicarse adyacentes a cada carril 560a de montaje a fin de sellar el ensamble 512a de lámina al carril 560a de montaje. En algunas modalidades, las juntas 634a pueden ser huecas e infladas con gas o líquido presurizado para asegurar un buen sellado. Como se muestra en la FIGURA 28, un mecanismo 638 hidráulico puede usarse para comprimir juntas las láminas 513 del ensamble 512a de lámina. El gas atrapado en la cámara 639 elevada actúa como un resorte para permitir que el ensamble ,512a de lámina se flexione durante los cambios de temperatura. Las FIGURAS 31 y 32 ilustran vistas de corte transversal A, B, C, D, E y F tomadas a lo largo de las líneas A-A, B-B, C-C, D-D, E-E y F-F respectivamente, mostradas en la FIGURA 28 de acuerdo con otra modalidad de la invención. En esta modalidad, los dispositivos (o. carriles) 560b de montaje usados para sujetar el ensamble 512b de lámina en posición dentro del armazón 510 comprende abrazaderas de 45 grados dentro de las cuales se montan las esquinas del ensamble 512b de lámina. Como se muestra en la FIGURA 31, la vista A muestra una tapa 600 semiesférica, que incluye una porción 602 de la pestaña. La vista B muestra la primera placa 612 de extremo y la porción 516 cilindrica del armazón 510, que incluye la porción 604 de la pestaña. Como se analizó anteriormente, la primera placa 612 de extremo está soldada o acoplada rígidamente de otra manera a una superficie interna del armazón 510, como se indica por las flechas 610.- La primera placa 612 de extremo puede incluir uno o más orificios 616 operables para permitir que la presión se iguale a través de las superficies de las láminas 513 del ensamble 512b de lámina. Las vistas C y D muestran deflectores 620b y 622b ubicados en cámaras 582 y 580 de alta presión, respectivamente. Como se analizó anteriormente, los carriles 560b de montaje comprenden abrazaderas de 45 grados dentro de las cuales se montan las esquinas del ensamble 512b de lámina. De este modo, cada esquina del ensamble 512b de lámina puede tener una porción angulada de 45 grados, indicada como esquinas 640b. Como se muestra en la FIGURA 32, la vista E muestra una segunda placa 614 de extremo y una porción 516 cilindrica del armazón 510, que incluye una porción 604 de la pestaña. Como se analizó anteriormente, la primera placa 612 de extremo está soldada o acoplada rígidamente de otra manera a una superficie interna del armazón 510, como se indica por las flechas 610. Como la primera placa 612 de extremo, la segunda placa 614 de extremo puede incluir uno o más orificios 616 operables para permitir que la presión se iguale a través de las superficies de las láminas 513 del ensamble 512b de lámina. Una placa 630b de empuje puede ubicarse en el centro de la segunda placa 614 de extremo. La placa 630a de empuje puede comprimir los selladores 372 (por ejemplo, juntas tóricas o juntas) ubicados en los separadores 362. De este modo, la placa 630b de empuje puede tener una forma similar a la forma de sección cruzada de las láminas 513 (aquí, un cuadrado o rectángulo que tengan esquinas anguladas de 45 grados) . La periferia exterior de la placa 630b de empuje puede sellarse a la segunda placa 614 de extremo usando una junta tórica u otra junta adecuada. También mostrada en la FIGURA 32, la vista F muestra dispositivos (o carriles) 560b de montaje acoplados a un armazón 510 y usado para sujetar el ensamble 512b de lámina en una posición dentro del armazón 510. Como se analizó anteriormente, cada carril 560b de montaje puede asociarse con una esquina particular del ensamble 512b de lámina. Asimismo, cada carril 560b de montaje puede acoplarse al armazón 510 en cualquier manera adecuada, tal como por ejemplo, soldadura o usando sujetadores. Cada dispositivo 560b de montaje puede extenderse a lo largo de la longitud de la porción 516 cilindrica del armazón 510, o al menos a lo largo de una porción de la longitud de la porción 516 cilindrica. Una o más juntas (u otro dispositivo de sellado adecuado) 634b puede ubicarse adyacente a cada carril 560b de montaje a fin de sellar el ensamble 512b de lámina al carril 560b de montaje. En algunas modalidades, las juntas 634b pueden ser huecas e infladas con gas o líquido presurizado para asegurar un buen sellado. Como se muestra en la FIGURA 28, un mecanismo 638 hidráulico puede usarse para comprimir juntas las láminas 513 del ensamble 512b de lámina. El gas atrapado en la cámara 639 elevada actúa como un resorte para permitir que el ensamble 512b de lámina se flexione durante los cambios de temperatura. Las FIGURAS 33 y 34 ilustran vistas de corte transversal A, B, C, D, E y F tomadas a lo largo de las líneas A-A, B-B, C-C, D-D, E-E y F-F respectivamente, mostradas en la FIGURA 28 de acuerdo con aún. otra modalidad de la invención. En esta modalidad, los dispositivos (o carriles) 560c de montaje usados para sujetar el ensamble 512c de lámina en posición dentro del armazón 510 comprende abrazaderas redondas dentro de las cuales se montan las esquinas redondas del ensamble 512c de lámina. Como se muestra en la FIGURA 33, la vista A muestra una tapa 600 semiesférica, que incluye una porción 602 de la pestaña. La vista B muestra una primera placa 612 de extremo y una porción 516 cilindrica del armazón 510, que incluye una porción 604 de la pestaña. Como se analizó anteriormente, la primera placa 612 de extremo está soldada o acoplada rígidamente de otra manera a una superficie interna del armazón 510, como se indica por las flechas 610. La primera placa 612 de extremo puede incluir uno o más orificios 616 operables para permitir que la presión se iguale a través de las superficies de las láminas 513 del ensamble 512c de lámina. Las vistas C y D muestran deflectores 620c y 622c ubicados en cámaras 582 y 580 de alta presión, respectivamente. Como .se analizó anteriormente, los carriles 560c de montaje comprenden abrazaderas redondas dentro de las cuales se montan las esquinas del ensamble 512c de lámina. De este modo, cada esquina del ensamble 512c de lámina puede tener una porción de esquina redonda, indicada como esquinas 640c redondas. Como se muestra en la FIGURA 34, la vista E muestra una segunda placa 614 de extremo y una porción 516 cilindrica del armazón 510, que incluye una porción 604 de la pestaña.
Como se analizó anteriormente, la primera placa 612 de extremo está soldada o acoplada rígidamente de otra manera a una superficie interna del armazón 510, como se indica por las flechas 610. Como la primera placa 612 de extremo, la segunda placa 614 de extremo puede incluir uno o más orificios 616 operables para permitir que la presión se iguale a través de las superficies de las láminas 513 del ensamble 512c de lámina. Una placa 630c de empuje puede ubicarse en el centro de la segunda placa 614 de extremo. La placa 630c de empuje puede comprimir los selladores 372 (por ejemplo, juntas tóricas o juntas) ubicados en los separadores 362. De este modo, la placa 630c de empuje puede tener una forma similar a la forma de sección cruzada de las láminas 513 (aquí, un cuadrado o rectángulo que tengan esquinas redondas) . La periferia exterior de la placa 630c de empuje puede sellarse a la segunda placa 614 de extremo usando una junta tórica u otra junta adecuada. También mostrada en la FIGURA 34, la vista F muestra dispositivos (o carriles) 560c de montaje acoplados a un armazón 510 y usado para sujetar el ensamble 512c de lámina en una posición dentro del armazón 510. Como se analizó anteriormente, cada carril 560c de montaje puede asociarse con una esquina particular- del ensamble 512c de lámina. Asimismo, cada carril 560c de montaje puede acoplarse al armazón 510 en cualquier manera adecuada, tal como por ejemplo, soldadura o usando sujetadores. Cada dispositivo 560c de montaje puede extenderse a lo largo de la longitud de la porción 516 cilindrica del armazón 510, o al menos a lo largo de la longitud de la porción 516 cilindrica. Una o más juntas (u otro dispositivo de sellado adecuado) 634c puede ubicarse adyacente a cada carril 560c de montaje a fin de sellar el ensamble 512c de lámina al carril 560c de montaje. En algunas modalidades, las juntas 634c pueden ser huecas e infladas con gas o líquido presurizado para asegurar un buen sellado. Como se muestra en la FIGURA 28, un mecanismo 638 hidráulico puede usarse para comprimir juntas las láminas 513 del ensamble 512c de lámina. El gas atrapado en la cámara 639 elevada actúa como un resorte para permitir que el ensamble 512c de lámina se flexione durante los cambios de temperatura. La FIGURA 35 ilustra un ejemplo de una vista lateral de un ensamble 500 del intercambiador de calor mostrado en la FIGURA 27 de acuerdo con otra modalidad de la invención. La modalidad mostrada en la FIGURA 35 es similar a la modalidad mostrada en la FIGURA 35, excepto que se usa un mecanismo 650 de tornillos, en lugar de un mecanismo 638 hidráulico, para comprimir juntas las láminas 513 del ensamble 512 de láminas. La FIGURA 36 ilustra una vista en perspectiva del ensamble 512 de lámina que tiene una primera placa de extremo, o deflector 612a, y una segunda placa de extremo, o un deflector 614a de acuerdo con una modalidad de la invención. Las placas 612a y 614a de extremo pueden operar para sellar las cámaras 580 y 582 de baja presión desde las cámaras 584 y 586 de alta presión. La FIGURA 37 ilustra una Vista Superior y una Vista Lateral de un ensamble 500 del intercambiador de calor usado para transferir calor latente de acuerdo con una modalidad de la invención. El ensamble 500 del intercambiador de calor incluye una pluralidad de láminas 513 que definen una pluralidad de pasadizos 660 de alta presión que se alternan con una pluralidad de pasadizos 662 de baja presión. La Vista Superior ilustra el flujo de un fluido de relativa alta presión a través de pasadizos 660 de alta presión, como se indica por las flechas 664. La Vista Lateral ilustra el flujo de un fluido 666 de relativa baja presión a través de pasadizos 662 de baja presión. Como se muestra en la Vista Superior, un número de deflectores 668 se ubican dentro de las cámaras 580 y 582 de alta presión en varias ubicaciones a lo largo de la longitud del ensamble 500. Los deflectores 668 pueden acoplarse a la superficie interna del armazón 510 y/o los bordes externos del ensamble 512 de lámina a fin de bloquear, y de este modo redirigir, el flujo de los fluidos de alta presión que fluye a través de los pasadizos 660 de alta presión. Como se muestra en la Vista Superior, el área de flujo de alta presión disminuye progresivamente a medida que el flujo de alta presión se mueve desde una entrada 670 a una salida 672. Esto permite que la velocidad del fluido a través de los pasadizos 662 del intercambiador de calor permanezca relativamente constante y empuje hacia afuera cualquier gas no condensable a través de la salida 672. En el caso de que el ensamble 500 del intercambiado de calor pequeño pueda tener sólo algunas láminas del intercambiador de calor, la velocidad relativamente constante a través del pasadizo 662 del intercambiador de calor puede lograrse usando separadores o ancho variable, en particular usando separadores relativamente anchos cerca de la entrada y separadores relativamente angostos cerca de la salida. En este caso, la velocidad del vapor a través de cada pasadizo puede ser relativamente constante . La FIGURA 38 ilustra una Vista Superior y una Vista Lateral de un ensamble 500 del intercambiador de calor usado para transferir calor sensible de acuerdo con otra modalidad de la invención. El ensamble 500 del intercambiador de calor incluye una pluralidad de láminas 513 que definen una pluralidad de pasadizos 660 de alta presión que se alternan con una pluralidad de pasadizos 662 de baja presión. La Vista Superior ilustra el flujo de un primer fluido a través de primeros pasadizos 660, como se indica por las flechas 664. La Vista Lateral ilustra el flujo de un segundo fluido a través de segundos pasadizos 662, como se indica por las flechas 665. Como se muestra en la Vista Superior, un número de deflectores 668 se ubica dentro de las cámaras 580 y 582 en varias ubicaciones a lo largo de la longitud del ensamble 500. Como se muestra en la Vista Lateral, un número de deflectores 668 se ubica dentro de las cámaras 584 y 586 en varias ubicaciones a lo largo de la longitud del ensamble 500. En esta modalidad, los deflectores 688 están separados por igual, lo que permite una velocidad constante a través de los pasadizos 660 y 662 del intercambiador de calor. La FIGURA 39 ilustra una Vista Superior y una Vista Lateral de un ensamble 500 del intercambiador de calor usado para transferir tanto el calor latente como el calor sensible dentro de un armazón 510 único de acuerdo con otra modalidad de la invención. De este modo, el ensamble 500 del intercambiador de calor mostrado en la FIGURA 39 puede ser esencialmente una combinación de los ensambles 500 del intercambiador de calor mostrados en las FIGURAS 37 y 38. En esta modalidad, el ensamble 500 del intercambiador de calor incluye una primera porción 700 configurada para transferir calor sensible, una segunda porción 702 configurada para transferir calor latente, y una tercera porción 704 configurada para transferir calor sensible. Las primeras y terceras porciones 700 y 704 pueden tener configuraciones similares como la mostrada en la FIGURA 38 y analizada anteriormente. La segunda porción 702 puede tener una configuración similar a la mostrada en la FIGURA 37 y analizada anteriormente. Las FIGURAS 40 y 41 ilustran un ensamble 500 del intercambiador de calor que tiene un termosifonamiento de acuerdo con otra modalidad de la invención. Como se muestra en las FIGURAS 40 y 41, el ensamble 500 del intercambiador de calor incluye una primera placa 612 de extremo y una segunda placa 614 de extremo en extremos opuestos del ensamble 512 de lámina. Las placas 612 y 614 de extremo incluyen deflectores 668 en cada lado del ensamble 512 de láminas que prohiben que el fluido de alta presión, indicado por las flechas 710, fluya más allá de los extremos del ensamble 512 de lámina. Sin embargo, las placas 612 y 614 de extremo no tienen deflectores restrictivos en la parte superior o en la parte inferior del ensamble 512 de lámina lo que permite, así, que el fluido 712 de baja presión fluya más allá, y alrededor, de los extremos del ensamble 512 de lámina, como se indica por las flechas 714. La FIGURA 42 ilustra un corte transversal de un ejemplo de un ensamble 500 del intercambiador de calor que incluye un armazón 510 y un ensamble 512 de lámina dispuesto dentro del armazón 510 de acuerdo con otra modalidad de la invención. Esta modalidad puede ser similar a la mostrada en las FIGURAS 27-28 y analizadas anteriormente. Sin embargo, esta modalidad puede ser deseada para ensamblar el ensamble 512 de lámina fuera del armazón 510 e insertar y montar el ensamble 512 de lámina dentro del armazón 510. Debido a que el ensamble 512 de lámina puede ser relativamente largo y/o pesado, el ensamble 512 de lámina puede ser guiado dentro del armazón 510 por uno o más mecanismos 730 de inserción para deslizamiento, rodamiento, u otra posición del ensamble 512 de lámina dentro del armazón 510. En la modalidad mostrada en la FIGURA 42, tales mecanismos 730 de inserción incluyen un número de rodillos 732 ubicados dentro de carriles 734. El ensamble 512 de lámina ensamblado puede hacerse rodar en una porción 516 cilindrica del armazón 510 usando abrazaderas 560 ubicadas en y/o acopladas rígidamente en cada esquina del ensamble 512 de lámina. Miembros 740 guía adicionales pueden acoplarse al armazón 510 a fin de guiar o alinear la inserción del ensamble 512 de lámina dentro del armazón 510. Un sellador 738, tal como por ejemplo, silicona o alquitrán, puede insertarse (a) entre las abrazaderas 560 y cada esquina del ensamble 512 de lámina y/o (b) entre las abrazaderas 560 y porciones de los mecanismos 730 de inserción y/u otros miembros 740 guía asociados con el armazón 510. El sellador 738 puede eliminar o reducir la filtración entre las cámaras 580, 582 de alta presión y las cámaras 584, 586 de baja presión.
La FIGURA 43 ilustra un corte transversal de un ejemplo de un ensamble 500 del intercambiador de calor que incluye un armazón 510 y un ensamble 512 de lámina dispuesto dentro del armazón 510 de acuerdo con aún otra modalidad de la invención. Esta modalidad puede ser similar a la modalidad mostrada en la FIGURA 42 y analizada anteriormente, excepto que usan juntas 744 inflables en lugar de sellador 738 entre las abrazaderas 560 y las porciones de los mecanismos 730 de inserción y/u otros miembros 740 guía asociados con el armazón. Las juntas 744 inflables pueden ser juntas huecas que se llenan con líquido o gas de alta presión, y pueden construirse por ejemplo, con materiales elastoméricos o metal maleable. En esta modalidad, el sellador 738 todavía puede usarse para proporcionar un sello entre las abrazaderas 560 y cada esquina del ensamble 512 de lámina. La FIGURA 44 ilustra una vista en perspectiva de un ensamble 512 de lámina ensamblado para insertarse dentro del armazón 510 de acuerdo con aún otra modalidad de la invención. En esta modalidad, el ensamble 512 de lámina se configura para transferir calor latente, tal como se describe anteriormente en referencia con la FIGURA 37. De este modo, el ensamble 512 de lámina incluye deflectores 668 apropiados para controlar la trayectoria de fluidos a través del ensamble 512 de lámina para proporcionar la transferencia de calor latente. En esta modalidad, el ensamble 512 de lámina también puede incluir una primera pestaña 750 y una segunda pestaña 752 ubicada en extremos opuestos del ensamble 512 de lámina. Las primeras y segundas pestañas 750 y 752 se usan para montar el ensamble 512 de lámina a las pestañas 602 y 604 del armazón 502, como se describe más adelante en referencia a la FIGURA 46. La FIGURA 45 ilustra otra vista en perspectiva del ensamble 512 de lámina ensamblado de la FIGURA 43, que muestra la ubicación de barras 760 de tensión que sellan las juntas 762 ubicadas entre los miembros 764 de esquina angulados y las láminas 513 del ensamble 512 de lámina. Las barras 760 de tensión pueden interactuar con las abrazaderas 766 acopladas rígidamente a los miembros 764 de esquina, tal como por ejemplo, adhesivo, soldadura con latón o soldadura. La FIGURA 46 ilustra una vista lateral del ensamble
500 del intercambiador de calor ensamblado que incluye el ensamble 512 de lámina mostrado en las FIGURAS 44-45 de acuerdo con una modalidad de la invención. La primera pestaña 750 es una extensión de la primera placa 612 de extremo del ensamble 512 de lámina. La primera pestaña 750 se une con, y es acoplada entre, las pestañas 602 y 604 del armazón 510 por sujetadores 606. La segunda pestaña 752 es un anillo que acopla la segunda placa 614 de extremo del ensamble '512 de lámina al armazón 510. En particular, la segunda pestaña 750 se acopla rígidamente con la segunda placa 614 de extremo y se une con, y se acopla entre, las pestañas 602 y 604 del armazón 510 por sujetadores 606. Las FIGURAS 47 y 48 ilustran vistas en corte transversal A, B, C, D, E, F y G tomadas a lo largo de las líneas A-A, B-B, C-C, D-D, E-E, F-F y G-G, respectivamente, mostradas en la FIGURA 46 de acuerdo con una modalidad de la invención. Como se muestra en la FIGURA 47, la vista A muestra una tapa 600 semiesférica, que incluye una porción 602 de la pestaña. La vista B muestra una primera placa 612 de extremo y una primera pestaña 750. Como se analizó anteriormente, la primera pestaña 750 de la placa 612 de extremo se une con y se acopla a la porción 602 de la pestaña de la tapa 600. La primera placa 612 de extremo incluye uno o más orificios 616 operables para permitir que la presión se iguale a través de las superficies de las láminas 513 del ensamble 512 de lámina. Las vistas C y D muestran deflectores 668a y 668b ubicados en cámaras 582 y 580 de alta presión, respectivamente . Como se muestra en la FIGURA 48, la vista E muestra una segunda placa 614 de extremo y una porción 516 cilindrica del armazón 510, que incluye una porción 604 de la pestaña. Como la primera placa 612 de extremo, la segunda placa 614 de extremo puede incluir uno o más orificios 616 operables para permitir que la presión se iguale a través de las superficies de las láminas 513 del ensamble 512 de lámina. Una placa 630 de empuje puede ubicarse en el centro de la segunda placa 614 de extremo. La placa 630 de empuje puede comprimir selladores 372 (por ejemplo, juntas tóricas o juntas) ubicados en los separadores 362 dentro del ensamble de lámina, tal como se describió anteriormente, por ejemplo, en referencia a las FIGURAS 28-35. La vista F muestra una segunda pestaña 752, que comprende un anillo que acopla la segunda placa 614 de extremo del ensamble 512 de lámina a las porciones 602 y 604 de la pestaña del armazón 510, como se muestra en la FIGURA 46 y analizada anteriormente. La segunda pestaña 752 puede ser flexible para acomodar cambios dimensionales provocados por expansión térmica. La vista G muestra los dispositivos (o carriles) 560 de montaje acoplados al armazón 510 y usados para sujetar el ensamble 512 de lámina en posición dentro del armazón 510. Cada carril 560 de montaje puede acoplarse al armazón 510 en cualquier manera adecuada, tal como por ejemplo, soldadura o usando sujetadores. Una o más juntas (u otro dispositivo de sellado adecuado) 634 puede ubicarse adyacente a cada carril 560 de montaje a fin de sellar el ensamble 512 de lámina al carril 560 de montaje. Aunque algunas modalidades de la invención y sus ventajas se describen en detalle, una persona experta en la técnica puede realizar varias alteraciones, adiciones, u omisiones sin alejarse del espíritu y alcance de la presente invención.