Elemento de intercambio de calor, método de fabricación del elemento de intercambio de calor, intercambiador de calor, y dispositivo de intercambio de calor y ventilación.

Un elemento (20, 20A, 20B) de intercambio de calor que tiene una estructura de capas apiladas en la que se apilan alternadamente miembros

(1) de división en forma de lámina a los que se añade un absorbente de humedad y miembros (5) de separación, estando unidos los miembros (5) de separación con los miembros de división para formar pasos de flujo de aire junto con los miembros de división, en donde

cada uno de los miembros (5) de separación incluye una pluralidad de paredes de sección que dividen un espacio entre el miembro de división unido bajo el miembro de separación y el miembro de división unido sobre el miembro de separación en una pluralidad de pasos de flujo,

caracterizado por que:

están dispuestas alternadamente en cada uno de los miembros (5) de separación una o más primeras paredes de sección formadas con orificios que ponen en comunicación mutua pasos de flujo adyacentes y una o más segundas paredes de sección formadas sin orificios que pongan en comunicación mutua pasos de flujo adyacentes,

en donde la primera pared de sección está formada con los orificios en una pluralidad de posiciones de la misma, y una parte unida entre la primera pared de sección y el miembro de división está hendida por los orificios formados en la pluralidad de posiciones.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2007/062209.

Solicitante: MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 7-3, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku Tokyo 100-8310 JAPON.

Inventor/es: IMAI, TAKANORI, ARAI,HIDEMOTO, TAKADA,MASARU, SUGIYAMA,YOUICHI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL > INTERCAMBIADORES DE CALOR, NO PREVISTOS EN NINGUNA... > F28D9/00 (Aparatos cambiadores de calor que tienen conjuntos fijos de canalizaciones en forma de placas o láminas para los dos medios que intercambian calor, estando cada uno de los medios en contacto con un lado de la pared de la canalización)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL > PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS... > Elementos en forma de placas o de láminas; Conjuntos... > F28F3/02 (Elementos o sus conjuntos con medios para aumentar la superficie de transferencia del calor, p. ej. con aletas, con ahuecamiento, con ondulaciones (F28F 3/08 tiene prioridad))

PDF original: ES-2550454_T3.pdf

 

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Elemento de intercambio de calor, método de fabricación del elemento de intercambio de calor, intercambiador de calor, y dispositivo de intercambio de calor y ventilación.

Fragmento de la descripción:

Elemento de intercambio de calor, método de fabricación del elemento de intercambio de calor, intercambiador de calor, y dispositivo de intercambio de calor y ventilación La presente invención se refiere a un elemento de intercambio de calor utilizado para un acondicionador de aire tal como un ventilador de intercambio de calor, un método de fabricación del elemento de intercambio de calor, un intercambiador de calor y un ventilador de intercambio de calor que utiliza el elemento de intercambio de calor y, más particularmente, a un elemento de intercambio de calor del tipo de calor total que realiza tanto una operación de intercambio de calor latente como una operación de intercambio de calor sensible, un método de fabricación del elemento de intercambio de calor, un intercambiador de calor y un ventilador de intercambio de calor que utiliza el elemento de intercambio de calor del tipo de calor total.

En los últimos años se han desarrollado la hermeticidad y el elevado aislamiento térmico de los recintos con vistas al ahorro de energía. Por lo tanto, no se puede confiar tanto en la ventilación natural de los recintos, y aumenta la importancia de un ventilador de intercambio de calor capaz de realizar simultáneamente la ventilación y el acondicionamiento del aire, en particular un ventilador de intercambio de calor del tipo de calor total que tenga alta eficacia de intercambio de calor. El ventilador de intercambio de calor del tipo de calor total incluye un intercambiador de calor del tipo de calor total que realiza tanto una operación de intercambio de calor sensible como una operación de intercambio de calor latente. El intercambiador de calor incluye un elemento de intercambio de calor del tipo de calor total que realiza tanto una operación de intercambio de calor sensible como una operación de intercambio de calor latente, y un cuerpo de bastidor en el cual está alojado el elemento de intercambio de calor.

El elemento de intercambio de calor del tipo de calor total tiene una estructura tal que están unidos entre sí alternadamente miembros de división en forma de lámina y miembros de separación corrugados. Se añade un absorbente de humedad al menos al miembro de división. El miembro de división y el miembro de separación situado bajo el miembro de división forman una pluralidad de pasos de flujo de aire. El miembro de división y el miembro de separación situado sobre el miembro de división forman una pluralidad de pasos de flujo de aire. La operación de intercambio de calor sensible y la operación de intercambio de calor latente se realizan entre una corriente de aire que fluye a través de los pasos de flujo formados bajo el miembro de división y una corriente de aire que fluye a través de los pasos de flujo formados sobre el miembro de división a través de los miembros de división. A uno de un paso de flujo formado bajo el miembro de división y un paso de flujo formado sobre el miembro de división se le aporta una corriente de aire primaria generada por la aportación de aire desde el exterior hacia un recinto, y al otro paso de flujo se le aporta una corriente de aire secundaria generada por la evacuación de aire desde el recinto al exterior.

El elemento de intercambio de calor del tipo de calor total está alojado en el cuerpo de bastidor. El cuerpo de bastidor es una caja que está dotada de aberturas rectangulares en sus cuatro lados. El elemento de intercambio de calor del tipo de calor total está alojado en el cuerpo de bastidor de manera que una superficie superior o una superficie inferior de cada miembro en la dirección de apilamiento de capas está orientada hacia abajo. La corriente de aire primaria cuyo calor ha de intercambiarse fluye al intercambiador de calor a través de una abertura rectangular predeterminada formada en el cuerpo de bastidor y, después de que la corriente de aire primaria ha fluido a través del elemento de intercambio de calor del tipo de calor total, la corriente de aire primaria fluye saliendo del intercambiador de calor a través de una abertura rectangular que se encuentra opuesta a la abertura rectangular antes descrita. Del mismo modo, la corriente de aire secundaria cuyo calor ha de intercambiarse fluye al intercambiador de calor a través de otra abertura rectangular formada en el cuerpo de bastidor y, después de que la corriente de aire secundaria ha fluido a través del elemento de intercambio de calor del tipo de calor total, la corriente de aire secundaria fluye saliendo del intercambiador de calor a través de una abertura rectangular que se encuentra opuesta a la abertura descrita más arriba.

En el elemento de intercambio de calor del tipo de calor total, la operación de intercambio de calor sensible y la operación de intercambio de calor latente se realizan a través de los miembros de división. Por lo tanto, la eficacia de intercambio de calor del elemento de intercambio de calor depende en gran medida de una superficie eficaz de permeación de humedad y la conductividad térmica del miembro de división. La disminución de la superficie eficaz de permeación de humedad y la disminución de la conductividad térmica pueden ser factores que menoscaben la eficacia de intercambio de calor del elemento de intercambio de calor del tipo de calor total. Por ejemplo, cuando se utiliza un adhesivo con baja permeabilidad a la humedad y están unidos entre sí el miembro de división y el miembro de separación, se reduce la superficie eficaz de permeación de humedad de cada miembro de división y disminuye la eficacia de intercambio de calor latente.

El documento US 2006/0168813 A1 describe un intercambiador de calor en el cual miembros de división respectivamente separados entre sí por una separación mantenida por uno de miembros de separación facilita la circulación de dos flujos de aire distintos.

Para evitar la reducción de la superficie eficaz de permeación de humedad causada por un adhesivo, según un intercambiador de calor descrito en el Documento de Patente 1, se unen entre sí una placa de división (miembro de

división) y una placa de miembro de separación (miembro de separación) por medio de una resina a base de flúor o una resina a base de hidrocarburo, de alta higroscopicidad y capacidad de difusión de humedad. Además, según una unidad de filtro para un intercambiador de calor descrita en el Documento de Patente 2, al estratificar un gran número de filtros en los cuales se unen entre sí un forro plano (miembro de división) y una placa corrugada (miembro de separación) por medio de un adhesivo, sólo se unen entre sí por medio de un adhesivo periferias de filtros que son mutuamente adyacentes en la dirección vertical (dirección de apilamiento de capas) .

Por otra parte, para mejorar la conductividad térmica del elemento de intercambio de calor, según un elemento de absorción refrigerante descrito en el Documento de Patente 3, se forman una pluralidad de orificios en una placa corrugada entera (miembro de separación) , se ponen en comunicación mutua a través de los orificios pasos de flujo formados por una placa plana (miembro de división) y una placa corrugada situada sobre o bajo la placa plana, perturbando así un flujo de aire y, con esta estructura, se incrementa la conductividad térmica. Análogamente a este elemento de absorción refrigerante, también según un intercambiador de calor del tipo de placas y aletas descrito en el Documento de Patente 4, se forman una pluralidad de orificios en una aleta entera (miembro de separación) , se ponen en comunicación mutua a través de los orificios pasos de flujo formados por una placa (miembro de división) y una aleta situada sobre o bajo la placa, perturbando así un flujo de aire y, con esta disposición, se incrementa la conductividad térmica.

Si se forman la pluralidad... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un elemento (20, 20A, 20B) de intercambio de calor que tiene una estructura de capas apiladas en la que se apilan alternadamente miembros (1) de división en forma de lámina a los que se añade un absorbente de humedad y miembros (5) de separación, estando unidos los miembros (5) de separación con los miembros de división para formar pasos de flujo de aire junto con los miembros de división, en donde cada uno de los miembros (5) de separación incluye una pluralidad de paredes de sección que dividen un espacio entre el miembro de división unido bajo el miembro de separación y el miembro de división unido sobre el miembro de separación en una pluralidad de pasos de flujo, caracterizado por que:

están dispuestas alternadamente en cada uno de los miembros (5) de separación una o más primeras paredes de sección formadas con orificios que ponen en comunicación mutua pasos de flujo adyacentes y una o más segundas paredes de sección formadas sin orificios que pongan en comunicación mutua pasos de flujo adyacentes, en donde la primera pared de sección está formada con los orificios en una pluralidad de posiciones de la misma, y una parte unida entre la primera pared de sección y el miembro de división está hendida por los orificios formados en la pluralidad de posiciones.

2. El elemento (20, 20A, 20B) de intercambio de calor según la reivindicación 1, en donde una longitud del orificio a lo largo de una dirección longitudinal de la parte unida es igual o menor que dos veces un desnivel entre los pasos de flujo.

3. Un intercambiador (40, 40A) de calor que incluye:

el elemento (20, 20A, 20B) de intercambio de calor según la reivindicación 1; y un cuerpo (30) de bastidor en forma de caja que aloja el elemento (20, 20A, 20B) de intercambio de calor, en el que el cuerpo (30) de bastidor incluye un miembro de placa superior que cubre una superficie superior del elemento (20, 20A, 20B) de intercambio de calor, un miembro de placa inferior que cubre una superficie inferior del elemento (20, 20A, 20B) de intercambio de calor, y cuatro partes rectangulares de bastidor que están situadas entre el miembro de placa superior y el miembro de placa inferior para delimitar el elemento (20, 20A, 20B) de intercambio de calor.

4. El intercambiador (40, 40A) de calor según la reivindicación 3, en donde una anchura de cada zona de la parte rectangular de bastidor que se extiende en una dirección de apilamiento de capas de los miembros de división y los miembros (5) de separación es suficientemente ancha para que puedan ocultarse una de las segundas paredes de sección y un paso de flujo situado hacia fuera de la segunda pared de sección en una dirección de disposición de los pasos de flujo.

5. Un ventilador (70) de intercambio de calor que incluye:

un paso (43) de ventilación de aportación, un paso (45) de ventilación de evacuación que se interseca con el paso (43) de ventilación de aportación, un soplante (51) de aire de aportación dispuesto en el paso (43) de ventilación de aportación, un soplante (53) de aire de evacuación dispuesto en el paso (45) de ventilación de evacuación, y el intercambiador (40, 40A) de calor según la reivindicación 3 o 4 dispuesto en un intersección entre el paso (43) de ventilación de aportación y el paso (45) de ventilación de evacuación.

6. Un método de fabricación de un elemento (20, 20A, 20B) de intercambio de calor en el que se apilan alternadamente miembros (1) de división en forma de lámina a los que se añade un absorbente de humedad y miembros (5) de separación, estando unidos los miembros (5) de separación con los miembros de división para formar un grupo de pasos de flujo constituido por una pluralidad de pasos de flujo junto con los miembros de división, cada uno de los miembros (5) de separación incluye una pluralidad de paredes de sección que dividen en una pluralidad de pasos de flujo un espacio entre el miembro de división unido bajo el miembro de separación y el miembro de división unido sobre el miembro de separación, comprendiendo el método de fabricación:

un paso de fabricación de unidad de obtener una pluralidad de unidades constituyentes de elemento que tienen cada una el miembro de división y el miembro de separación unido al miembro de división; y un paso de apilamiento de capas de unir entre sí las unidades constituyentes de elemento para obtener un elemento (20, 20A, 20B) de intercambio de calor en el que están unidas una con otra una pluralidad de las unidades constituyentes de elemento, caracterizado porque:

se disponen alternadamente en cada uno de los miembros (5) de separación una o más primeras paredes de sección formadas con orificios y una o más segundas paredes de sección formadas sin 12

orificios, en donde la primera pared de sección está formada con los orificios en una pluralidad de posiciones de la misma, y una parte unida entre la primera pared de sección y el miembro de división está hendida por los orificios formados en la pluralidad de posiciones.

7. El método de fabricación del elemento (20, 20A, 20B) de intercambio de calor según la reivindicación 6, en donde el paso de fabricación de unidad incluye:

un primer subpaso de unir entre sí un material largo (1A) que se convierte en un material del miembro de división y un material largo (5A) que se convierte en un material del miembro de separación, y de obtener un material largo (10A) de unidad constituyente de elemento en el que están formados un gran número de orificios en el material largo (5A) que se convierte en un material del miembro de separación; y un segundo subpaso de cortar el material (10A) de unidad constituyente de elemento para obtener la unidad constituyente de elemento.