Intercambiador de calor y acondicionador de aire.

Un intercambiador de calor que comprende:

una primera tubería colectora (60) vertical y una segunda tubería colectora

(70) vertical;

una pluralidad de tubos (33) dispuesto cada uno sobre el otro de modo que las superficies laterales de los mismos se enfrenten entre sí, en el que cada uno se conecta a la primera tubería colectora (60) en un extremo y se conecta a la segunda tubería colectora (70) en el otro extremo, y en el que cada uno se forma con un paso (34) de refrigerante;

en el que los tubos (33) se dividen para

una zona de intercambio de calor superior (51) dividida en una pluralidad de partes de intercambio de calor dispuestas una sobre la otra, y

una zona de intercambio de calor inferior (52) dividida en una o más partes de intercambio de calor dispuestas una sobre la otra,

un espacio interior de la primera tubería colectora (60) se divide en

un espacio superior (61) que es para refrigerante gas y que corresponde a la zona de intercambio de calor superior (51), y

un espacio inferior (62) que es para refrigerante líquido y que corresponde a la zona de intercambio de calor inferior (52),

en el espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60), se forman uno o más espacios de comunicación que corresponden respectivamente a una o más de las partes de intercambio de calor de modo que el uno o más espacios de comunicación sean tantos como la una o más partes de intercambio de calor,

un espacio interior de la segunda tubería colectora (70) se divide de modo que

se forman espacios de comunicación que corresponden respectivamente a las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) de modo que los espacios de comunicación sean tantos como las partes de intercambio de calor, y

se forman uno o más espacios de comunicación que corresponden respectivamente a la una o más partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) de modo que el uno o más espacios de comunicación sean tantos como la una o más partes de intercambio de calor, y

cada espacio de comunicación que corresponde a la zona de intercambio de calor superior (51) comunica con uno del uno o más espacios de comunicación correspondientes a la zona de intercambio de calor inferior (52) asociada,

caracterizado porque

los tubos (33) son planos,

el intercambiador de calor comprende una pluralidad de aletas (36) configurada cada una para dividir parte del intercambiador de calor entre los adyacentes de los tubos planos (33) en una pluralidad de pasos (38) a través de los que se dispone el aire para fluir,

en el que

la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) se divide cada una en las partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a-52c) de modo que las partes de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51) sean tantas como la una o más partes de intercambio de calor (52a-52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52),

el espacio interior de la segunda tubería colectora (70) se divide de modo que

se forman algunos (71a, 71b, 71d, 71e) de los espacios de comunicación que corresponden respectivamente a algunas de las partes de intercambio de calor (51b, 51c, 52a, 52b) distintas a una más inferior (51a) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y una más superior (52c) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) de modo que los algunos (71a, 71b, 71d, 71e) de los espacios de comunicación sean tantos como las algunas partes de intercambio de calor (51b, 51c, 52a, 52b), y

se forma el otro (71c) de los espacios de comunicación que corresponde tanto a la una más inferior (51a) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) como a la una más superior (52c) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52), y en la segunda tubería colectora (70),

algunos (71d, 71e) de los espacios de comunicación que corresponden respectivamente a algunas de las partes de intercambio de calor (51b, 51c) distintas a la una más inferior (51a) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) está cada uno emparejado con uno de los otros (71a, 71b) de los espacios de comunicación asociados que corresponden respectivamente a algunas de las partes de intercambio de calor (52a, 52b) distintas a la más superior (52c) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52), y

se proporciona una tubería de comunicación (72, 73) que conecta entre cada pareja de espacios de comunicación.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2012/000385.

Solicitante: DAIKIN INDUSTRIES, LTD..

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: Umeda Center Bldg. 4-12, Nakazaki-nishi 2-chome Kita-ku Osaka-shi, Osaka 530-8323 JAPON.

Inventor/es: Fujino,Hirokazu, Kamada,Toshimitsu, ORITANI,YOSHIO, JINDOU,MASANORI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL > PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS... > Carcasas; Cabezales; Soportes auxiliares para elementos;... > F28F9/02 (Tapas; Placas tubulares)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL > PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS... > Carcasas; Cabezales; Soportes auxiliares para elementos;... > F28F9/22 (Disposiciones para dirigir los medios que intercambian calor dentro de compartimentos sucesivos, p. ej. disposiciones de placas guía)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL > PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS... > Carcasas; Cabezales; Soportes auxiliares para elementos;... > F28F9/26 (Disposiciones para empalmar secciones diferentes de elementos cambiadores de calor, p. ej. de radiadores (empalme de secciones diferentes en los calentadores de agua F24H 9/14))

PDF original: ES-2544842_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Intercambiador de calor y acondicionador de aire

Campo técnico

La presente divulgación se refiere a un intercambiador de calor que incluye un par de tuberías colectoras y una pluralidad de tubos planos conectados a las tuberías colectoras y que se configura para intercambiar calor entre el fluido que fluye a través del tubo plano y el aire, y a un acondicionador de aire que incluye el intercambiador de calor.

Antecedentes Convencionalmente, es conocido un intercambiador de calor, que incluye un par de tuberías colectoras y una pluralidad de tubos planos conectados a las tuberías colectoras. Los Documentos de Patente 1 y 2 desvelan los intercambiadores de calor de este tipo. Específicamente, en cada uno de los intercambiadores de calor descritos en los Documentos de Patente 1 y 2, las tuberías colectoras permanecen verticales en los extremos derecho e izquierdo del intercambiador de calor, respectivamente, y la pluralidad de tubos planos se dispone de modo que se extiendan desde la primera tubería colectora a la segunda tubería colectora. Más aún, cada uno de los intercambiadores de calor descritos en los Documentos de Patente 1 y 2 intercambian calor entre el refrigerante que fluye en el interior del tubo plano y el aire que fluye en el exterior del tubo plano.

En cada uno de los intercambiadores de calor descritos en los Documentos de Patente 1 y 2, se repite lo siguiente: un flujo de refrigerante en el intercambiador de calor se ramifica en algunos de los tubos planos, y a continuación dichos flujos de refrigerante desde los tubos planos se juntan de nuevo. Esto es, un flujo de refrigerante en la primera tubería colectora se ramifica en algunos de los tubos planos que se extienden hacia la segunda tubería colectora. Después de pasar a través de los tubos planos, los flujos de refrigerante se juntan de nuevo en la segunda tubería colectora. A continuación, el flujo de refrigerante se vuelve a ramificar en los otros tubos planos que se extienden de vuelta a la primera tubería colectora.

Lista de citaciones Documento de patente DOCUMENTO DE PATENTE 1: Publicación de Patente Japonesa Nº 2005-003223

DOCUMENTO DE PATENTE 2: Publicación de Patente Japonesa Nº 2010-112581

El documento US 4.121.656 desvela características que caen dentro del preámbulo de la reivindicación 1.

Sumario de la invención Problema técnico En cada uno de los intercambiadores de calor precedentes descritos en los Documentos de Patente 1 y 2, hay una desventaja en que, si el número de tubos planos se incrementa para incrementar la cantidad de refrigerante en circulación, la longitud de la tubería colectora se incrementa, y por lo tanto no se puede conseguir un rendimiento del condensador suficiente. Si el intercambiador de calor funciona como condensador, se acumula líquido refrigerante en la tubería colectora en la que se juntan los flujos de refrigerante desde los tubos planos. Por ello, cuanto más bajo se sitúe el tubo plano, más líquido refrigerante se acumula. Por una razón de ese tipo, cuanto más bajo se sitúe el tubo plano, menor será el caudal de gas refrigerante que fluye al interior del tubo plano. Por ello, no se puede conseguir un rendimiento suficiente del condensador.

Por la razón precedente, para incrementar la cantidad de refrigerante en circulación, se pueden apilar entre sí una pluralidad de intercambiadores de calor descritos en los Documentos de Patente 1 y 2 para formar un intercambiador de calor integrado. Sin embargo, en tal caso, hay una pluralidad de puntos en cada uno de los cuales un tubo plano aguas arriba a través del que fluye primero el refrigerante en uno de los intercambiadores de calor y un tubo plano aguas abajo a través del que fluye después el refrigerante en el otro de los intercambiadores de calor están adyacentes entre sí. En el intercambiador de calor, la temperatura del refrigerante del tubo plano aguas arriba y la temperatura del refrigerante del tubo plano aguas abajo son significativamente diferentes entre sí. Si dichos tubos planos están adyacentes entre sí, se transfiere calor entre los tubos planos, y disminuye en consecuencia la cantidad de intercambio de calor entre refrigerante y aire. Por ello, se provoca una denominada "pérdida de calor". Debido a la pérdida de calor, se disminuye una eficiencia en el intercambio de calor del intercambiador de calor.

La presente divulgación se ha realizado a la vista de lo precedente, y es un objetivo de la presente divulgación reducir, en un intercambiador de calor en el que una pluralidad de tubos planos se conectan entre dos tuberías colectoras, una pérdida de calor debido a la transferencia de calor entre aquellos adyacentes de entre los tubos

planos y para reducir la disminución en la eficiencia de intercambio de calor.

Solución al problema Un primer aspecto de la invención se define en la reivindicación 1. Los modos de realización se refieren a un intercambiador de calor que incluye una primera tubería colectora (60) y una segunda tubería colectora (70) permaneciendo cada una en vertical.

En el intercambiador de calor (23) del primer aspecto de la invención, los tubos planos (33) de la zona de intercambio de calor superior (51) se dividen lateralmente para una pluralidad de partes de intercambio de calor, y los tubos planos (33) de la zona de intercambio de calor inferior (52) se dividen lateralmente para una o más de las partes de intercambio de calor. Por ejemplo, se describe en el presente documento el caso en el que cada una de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) se divide en una pluralidad de partes de intercambio de calor.

Por ejemplo, líquido refrigerante (refrigerante en un estado de una única fase líquida o un estado de dos fases gaslíquido) que fluye al interior de cada uno de los espacios de comunicación del espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) desde el exterior fluye a través de los tubos planos (33) de una asociada de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) , y a continuación fluye al interior de uno de los espacios de comunicación asociados de la segunda tubería colectora (70) que corresponde a la zona de intercambio de calor inferior (52) . En dicho estado, mientras fluye a través de los tubos planos (33) , el refrigerante intercambia calor con el aire. En la segunda tubería colectora (70) , el refrigerante que fluye al interior de cada uno de los espacios de comunicación que corresponde a la zona de intercambio de calor inferior (52) fluye al interior de uno de los espacios de comunicación asociados que corresponden a la zona de intercambio de calor superior (51) . A continuación, el refrigerante fluye al interior de cada una de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) . Mientras fluye a través de los tubos planos (33) , el refrigerante que fluye al interior de cada una de las partes de intercambio de calor intercambia adicionalmente calor con el aire. El refrigerante que fluye a través de cada una de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) se cambia en un refrigerante gas, y el refrigerante gas fluye al exterior desde el espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60) al exterior. Como en el caso precedente, en el intercambiador de calor (23) de la presente divulgación, refrigerante líquido (refrigerante en un estado de una única fase líquida o un estado de dos fases gas-líquido) que fluye al interior del espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) desde el exterior fluye a través de las partes de intercambio de calor dispuestas una sobre la otra en la zona de intercambio de calor inferior (52) . Posteriormente, el refrigerante... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un intercambiador de calor que comprende:

una primera tubería colectora (60) vertical y una segunda tubería colectora (70) vertical; una pluralidad de tubos (33) dispuesto cada uno sobre el otro de modo que las superficies laterales de los mismos se enfrenten entre sí, en el que cada uno se conecta a la primera tubería colectora (60) en un extremo y se conecta a la segunda tubería colectora (70) en el otro extremo, y en el que cada uno se forma con un paso (34) de refrigerante; en el que los tubos (33) se dividen para una zona de intercambio de calor superior (51) dividida en una pluralidad de partes de intercambio de calor dispuestas una sobre la otra, y una zona de intercambio de calor inferior (52) dividida en una o más partes de intercambio de calor dispuestas una sobre la otra, un espacio interior de la primera tubería colectora (60) se divide en un espacio superior (61) que es para refrigerante gas y que corresponde a la zona de intercambio de calor superior (51) , y un espacio inferior (62) que es para refrigerante líquido y que corresponde a la zona de intercambio de calor inferior (52) , en el espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) , se forman uno o más espacios de comunicación que corresponden respectivamente a una o más de las partes de intercambio de calor de modo que el uno o más espacios de comunicación sean tantos como la una o más partes de intercambio de calor, un espacio interior de la segunda tubería colectora (70) se divide de modo que se forman espacios de comunicación que corresponden respectivamente a las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) de modo que los espacios de comunicación sean tantos como las partes de intercambio de calor, y se forman uno o más espacios de comunicación que corresponden respectivamente a la una o más partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) de modo que el uno o más espacios de comunicación sean tantos como la una o más partes de intercambio de calor, y cada espacio de comunicación que corresponde a la zona de intercambio de calor superior (51) comunica con uno del uno o más espacios de comunicación correspondientes a la zona de intercambio de calor inferior (52) asociada, caracterizado porque los tubos (33) son planos, el intercambiador de calor comprende una pluralidad de aletas (36) configurada cada una para dividir parte del intercambiador de calor entre los adyacentes de los tubos planos (33) en una pluralidad de pasos (38) a través de los que se dispone el aire para fluir, en el que la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) se divide cada una en las partes de intercambio de calor (51a-51c.

52. 52c) de modo que las partes de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51) sean tantas como la una o más partes de intercambio de calor (52a-52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52) , el espacio interior de la segunda tubería colectora (70) se divide de modo que se forman algunos (71a, 71b, 71d, 71e) de los espacios de comunicación que corresponden respectivamente a algunas de las partes de intercambio de calor (51b, 51c, 52a, 52b) distintas a una más inferior (51a) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y una más superior (52c) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) de modo que los algunos (71a, 71b, 71d, 71e) de los espacios de comunicación sean tantos como las algunas partes de intercambio de calor (51b, 51c, 52a, 52b) , y se forma el otro (71c) de los espacios de comunicación que corresponde tanto a la una más inferior (51a) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) como a la una más superior (52c) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) , y en la segunda tubería colectora (70) , algunos (71d, 71e) de los espacios de comunicación que corresponden respectivamente a algunas de las partes de intercambio de calor (51b, 51c) distintas a la una más inferior (51a) de las partes de intercambio de 21

calor de la zona de intercambio de calor superior (51) está cada uno emparejado con uno de los otros (71a, 71b) de los espacios de comunicación asociados que corresponden respectivamente a algunas de las partes de intercambio de calor (52a, 52b) distintas a la más superior (52c) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) , y se proporciona una tubería de comunicación (72, 73) que conecta entre cada pareja de espacios de comunicación.

2. El intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que el espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60) es un espacio único que corresponde a todas las partes de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51) , y en la primera tubería colectora (60) , un elemento de conexión de gas (85) conectado al espacio superior (61) en una posición próxima a un extremo superior del espacio superior (61) y un elemento de conexión de líquido (80, 86) conectado a cada espacio de comunicación del espacio inferior (62) en una posición próxima a un extremo inferior de cada espacio de comunicación.

3. El intercambiador de calor según una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que se proporciona una estructura de reducción de la transferencia de calor (57) configurada para reducir la transferencia de calor desde uno de los tubos planos adyacentes (33) al otro de los tubos planos (33) adyacentes entre los tubos planos adyacentes (33) que están adyacentes entre sí a través de un límite (55) entre las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) .

4. Un acondicionador de aire que comprende:

un circuito refrigerante (20) que incluye el intercambiador de calor (23) según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que se dispone refrigerante para circular a través del circuito refrigerante (20) para realizar un ciclo de refrigeración.