Cambiador de calor tubular de hilo metálico, procedimiento para su producción y aparato de refrigeración que usa el mismo.

Cambiador de calor tubular de hilo metálico, en particular para un refrigerador doméstico, con dos estratos

(2; 3)de hilos metálicos (2a, 2b, ..., 3a, 3b, ...) y un tubo de refrigerante (5) que se extiende en un intersticio (4) entre losestratos (2; 3), caracterizado por que el intersticio (4) está lleno al menos parcialmente con bitumen (6), alintroducirse a presión una lámina de bitumen (6) al menos en parte a través de huecos entre los hilos metálicos (2a,2b, ...) del primer estrato (2).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/054893.

Solicitante: BSH BOSCH UND SIEMENS HAUSGERATE GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: CARL-WERY-STRASSE 34 81739 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: CIESLIK, DETLEF, PFLOMM, BERTHOLD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL > INTERCAMBIADORES DE CALOR, NO PREVISTOS EN NINGUNA... > Aparatos cambiadores de calor que tienen conjuntos... > F28D1/047 (siendo las canalizaciones curvadas, p. ej. en forma de serpentín o en zig-zag)

PDF original: ES-2452521_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Cambiador de calor tubular de hilo metálico, procedimiento para su producción y aparato de refrigeración que usa el mismo La presente invención se refiere a un cambiador de calor tubular de hilo metálico, en particular para un refrigerador doméstico, con dos estratos de hilos metálicos y un tubo de refrigerante que se extiende en un intersticio entre los estratos.

Por el documento DE 199 48 480 A1 es conocido un cambiador de calor de este tipo, en el que en el intersticio entre los dos estratos además están incluidas, respectivamente entre dos secciones paralelas del tubo de refrigerante, bolsas que están llenas de un medio de acumulación de energía térmica. Cuanto está instalado un cambiador de calor de este tipo en un aparato de refrigeración, el lastre térmico que representan estas bolsas conduce a una prolongación de los tiempos de funcionamiento y los tiempos de inactividad de un compresor que bombea el

refrigerante a través de la conducción de refrigerante. Una prolongación de este tipo de las fases de funcionamiento del compresor sin aumento simultáneo de la parte del tiempo de funcionando del compresor en el tiempo total de funcionamiento del aparato de refrigeración posibilita un funcionamiento particularmente eficaz en cuanto a la energía.

El uso de bolsas flexibles para alojar el medio de acumulación de energía ciertamente tiene la ventaja de que se puede asegurar un estrecho contacto térmico entre los hilos metálicos y/o la conducción de refrigerante, por un lado, y el medio de acumulación de energía, por otro lado, pero existe un elevado riesgo de pérdida de estanqueidad de las bolsas en caso de un tratamiento inadecuado. Además, las bolsas ciertamente son adecuadas para un cambiador de calor instalado horizontalmente tal como, por ejemplo, un evaporador entre dos compartimentos de un congelador, pero en la ubicación de instalación típica vertical de un licuefactor existe el riesgo de que las bolsas se colapsen en una zona inferior del cambiador de calor y, por tanto, su eficacia esté limitada.

Por el documento GB 1 110 041 A se ha dado a conocer un dispositivo de refrigeración en el que un evaporador para ampliar la capacidad de acumulación de frío está rodeado por una masa de arena-bitumen. Un objetivo de la invención es crear un cambiador de calor que garantice un intercambio de calor eficaz entre un medio caloportador y un medio de acumulación de energía, independientemente de la ubicación de instalación del cambiador de calor, y que sea fácil de fabricar.

El objetivo se resuelve mediante un cambiador de calor tubular de hilo metálico con las características de la reivindicación 1. El bitumen se puede hacer fácilmente plástico mediante calentamiento, de tal manera que se puede adaptar estrechamente a un contorno discrecional de los hilos metálicos o del tubo de refrigerante del cambiador de calor tubular de hilo metálico y se hace posible un intercambio de calor intenso entre los hilos metálicos o el tubo de refrigerante por un lado y el bitumen por otro lado. En el caso de las temperaturas de funcionamiento que aparecen en un aparato de refrigeración del cambiador de calor, el bitumen es sólido, de tal manera que, a diferencia de una bolsa llena de líquido, no existe ningún riesgo de que el bitumen abandone su lugar de instalación.

Para garantizar un estrecho contacto térmico, preferentemente al menos un primer de los dos estratos de hilos metálicos en su mayor parte, es decir, en la mayor parte de la longitud de los hilos metálicos y/o en la mayor parte de su perímetro, está incluido en el bitumen.

Para no perjudicar el intercambio de calor con el entorno, el bitumen debería tener una gran superficie expuesta. Por tanto, es apropiado para la eficacia del cambiador de calor que los hilos metálicos incluidos del primer estrato se perfilen en una superficie del bitumen.

En la práctica, la superficie del bitumen ventajosamente presenta nervios en los que tienen su recorrido los hilos metálicos del primer estrato. El sobresaliente de los nervios sobre zonas adyacentes de la superficie, en particular sobre acanaladuras que se extienden, respectivamente, entre los nervios, se debería corresponder al menos con el diámetro de los hilos metálicos.

Preferentemente, en la mayor parte de la superficie del cambiador de calor tubular de hilo metálico con forma de placa el intersticio está lleno por completo con bitumen.

Para proteger la capa de bitumen contra daño es ventajoso que el bitumen no sobresalga de los hilos metálicos del segundo estrato.

Para crear, por otro lado, la mayor capacidad de acumulación de energía posible, la cantidad del bitumen empleado preferentemente es tan grande que el bitumen se pone en contacto con los hilos metálicos del segundo estrato.

Una zona marginal del cambiador de calor tubular de hilo metálico con forma de placa, de forma apropiada, también 65 para reducir el riesgo de un daño de la capa de bitumen, puede quedar libre de bitumen. Esta zona marginal puede comprender, en particular, hilos metálicos de posición marginal del primer y del segundo estrato y/o, de varias, las secciones paralelas del tubo de refrigerante respectivamente situadas más externamente.

El objetivo de la invención es también un aparato de refrigeración, en particular un refrigerador doméstico, en el que está montado un cambiador de calor tubular de hilo metálico del tipo que se ha descrito anteriormente en una 5 superficie externa del cuerpo como licuefactor.

Cuando el bitumen no sobresale de los hilos metálicos del segundo estrato, el cambiador de calor tubular de hilo metálico está montado de forma apropiada de tal manera en el cuerpo que el segundo estrato del cambiador de calor tubular de hilo metálico está opuesto al cuerpo. De este modo, la capa de bitumen, a pesar de que está expuesta en la superficie opuesta dirigida hacia el cuerpo del cambiador de calor, queda protegida contra daño en el estado instalado.

Un procedimiento ventajoso para la fabricación de un cambiador de calor tubular de hilo metálico del tipo que se ha descrito anteriormente comprende las etapas:

a) fijación de un tubo de refrigerante entre dos estratos de hilos metálicos; b) colocación de una lámina de bitumen en un lado externo del primer estrato de hilos metálicos; c) introducción a presión de al menos una parte de la lámina de bitumen a través de los huecos entre los hilos metálicos del primer estrato.

A partir de la introducción parcial a presión del bitumen resulta una inclusión de los hilos metálicos del primer estrato en la capa de bitumen y, por tanto, un anclaje seguro del bitumen en el cambiador de calor.

Para llevar el bitumen a un estado plástico adecuado para la introducción a presión, de forma apropiada se calienta.

Es particularmente preferido un intervalo de temperaturas entre 70 y 90 °C. Se ha demostrado que en este intervalo de temperaturas se puede conseguir una firme adherencia del bitumen a los hilos metálicos del primer estrato sin el uso adicional de adhesivos. Mayores temperaturas conducen, a causa de la creciente fluidez del bitumen, a una peor adherencia; temperaturas menores requieren fuerzas de compresión muy elevadas que podrían dañar la estructura del cambiador de calor tubular de hilo metálico.

Para realizar en el cambiador de calor terminado con dimensiones dadas de cantos una gran superficie de la capa de bitumen, a través de la cual es posible un intercambio de calor intenso con el entorno, es apropiado usar para la introducción a presión del bitumen un cojín flexible en el que se puedan introducir a presión los hilos metálicos del primer estrato. Un cojín de este tipo puede estar compuesto, en particular, de silicona.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Cambiador de calor tubular de hilo metálico, en particular para un refrigerador doméstico, con dos estratos (2; 3) de hilos metálicos (2a, 2b, ..., 3a, 3b, ...) y un tubo de refrigerante (5) que se extiende en un intersticio (4) entre los estratos (2; 3) , caracterizado por que el intersticio (4) está lleno al menos parcialmente con bitumen (6) , al introducirse a presión una lámina de bitumen (6) al menos en parte a través de huecos entre los hilos metálicos (2a, 2b, ...) del primer estrato (2) .

2. Cambiador de calor tubular de hilo metálico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que al menos 10 el primero (2) de los dos estratos (2; 3) está incluido en su mayor parte en el bitumen (6) .

3. Cambiador de calor tubular de hilo metálico de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que los hilos metálicos (2b, 2c, ...) incluidos del primer estrato (2) se perfilan en una superficie del bitumen (14; 15) .

4. Cambiador de calor tubular de hilo metálico de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que la superficie del bitumen (6) presenta nervios (15) en los que tienen su recorrido los hilos metálicos (2b, 2c, ...) y por que el sobresaliente de los nervios (15 ) sobre zonas adyacentes (16) de la superficie se corresponde al menos con el diámetro de los hilos metálicos (2b, 2c) .

5. Cambiador de calor tubular de hilo metálico de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que en la mayor parte de la superficie del cambiador de calor tubular de hilo metálico con forma de placa, el intersticio (4) está lleno en toda su superficie con bitumen (6) .

6. Cambiador de calor tubular de hilo metálico de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, 25 caracterizado por que el bitumen (6) no sobresale de los hilos metálicos (3a, 3b, ...) del segundo estrato (3) .

7. Cambiador de calor tubular de hilo metálico de acuerdo con una las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el bitumen (6) se pone en contacto con los hilos metálicos del segundo estrato.

8. Cambiador de calor tubular de hilo metálico de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que una zona marginal del cambiador de calor tubular de hilo metálico con forma de placa está exenta de bitumen.

9. Cambiador de calor tubular de hilo metálico de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que la zona marginal comprende hilos metálicos (2a; 3a) de posición marginal del primer y del segundo estrato (2; 3) y/o, de varias, las secciones (18) paralelas del tubo de refrigerante (5) respectivamente situadas más externamente (18a) .

10. Aparato de refrigeración, en particular refrigerador doméstico, con un cuerpo (17) y un cambiador de calor

tubular de hilo metálico (20) montado en una superficie externa del cuerpo de acuerdo con una de las 40 reivindicaciones precedentes.

11. Aparato de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que el cambiador de calor tubular de hilo metálico (20) es un cambiador de calor tubular de hilo metálico de acuerdo con la reivindicación 6 y por que el segundo estrato (3) del cambiador de calor tubular de hilo metálico (20) está opuesto al cuerpo (17) .

12. Procedimiento para la fabricación de un cambiador de calor tubular de hilo metálico (20) con las etapas:

a) fijación de un tubo de refrigerante (5) entre dos estratos (2; 3) de hilos metálicos (2a, 2b, ..., 3a, 3b, ... ) ; b) colocación de una lámina de bitumen (6) en un lado externo al menos del primer estrato (2) de hilos 50 metálicos (2a, 2b, ...) ; c) introducción a presión de al menos una parte de la lámina de bitumen (6) a través de los huecos entre los hilos metálicos (2a, 2b, ...) del primer estrato (2) .

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por que la introducción a presión tiene lugar a 55 una temperatura entre 70 y 90 °C.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12 o 13, caracterizado por que para la introducción a presión se usa un cojín (9) flexible, en particular de silicona.