INTERCAMBIADOR DE CALOR CON ACUMULADOR TERMICO.

Intercambiador de calor que comprende una pluralidad de tubos (136,

138) de circulación de fluido caloportador, desembocando los extremos de dichos tubos (136, 138) en unos colectores (148, 160, 166), unos depósitos (140, 142, 144, 146) de material de almacenamiento térmico en contacto con los tubos (136,1 38) de manera que el material de almacenamiento y el fluido caloportador intercambian calor entre sí, y una pluralidad de elementos de intercambio térmico (127) que alojan cada uno a al menos un depósito (140, 142, 144, 146) y al menos un tubo (136, 138), intercalados, caracterizado por el hecho de que dicho elemento de intercambio térmico (127) está constituido por dos placas de cierre (128) y por al menos una primera placa intermedia (130, 132) intercalada, en la cual están recortados al menos un perfil de tubo (136, 138) y al menos un perfil de depósito (140, 142, 144, 146)

Intercambiador de calor con acumulador térmico.

La invención se refiere a un intercambiador de calor, por ejemplo utilizado en el sector automóvil y más especialmente a un intercambiador de calor que comprende una pluralidad de tubos de circulación de fluido caloportador, desembocando los extremos de dichos tubos en unos colectores y unos depósitos de material de almacenamiento térmico en contacto con los tubos de manera que el material de almacenamiento y el fluido caloportador intercambian calor entre sí.

Un intercambiador de calor tiene por función la de asegurar un intercambio de calor entre un fluido en circulación por el interior de una pluralidad de tubos, llamado fluido caloportador, y un fluido exterior que atraviesa al intercambiador de calor. En el caso de un sistema de climatización de vehículo automóvil, el fluido exterior puede ser aire destinado a ser insuflado en la cabina del vehículo. El intercambio de calor permite refrescar el aire insuflado.

Los tubos desembocan clásicamente en unos colectores, una de cuyas funciones es la de poner en comunicación fluidos circulantes por toda o parte de esta pluralidad de tubos.

El intercambiador de calor está conectado con el resto de un circuito de circulación de fluido, por ejemplo un circuito de climatización para vehículo automóvil. La circulación del fluido en el interior del circuito se garantiza mediante un compresor accionado directamente por el motor del vehículo automóvil.

Consecuentemente, cuando se para el motor del vehículo, cesa la circulación del fluido en el circuito, y ya no se puede dar el intercambio de calor entre el aire y el fluido caloportador. Por lo tanto, ya no se refresca el aire insuflado en la cabina del vehículo. Esta situación es aún más problemática debido a que hay sistemas de economía de carburante recientes que prevén la parada automática del motor cuando el coche se inmoviliza, privando frecuentemente a la cabina de aire refrescado.

Es conocido, en especial de JP2000205777A, proveer un intercambiador de calor de depósitos de material de almacenamiento térmico asociados a los tubos de circulación de fluido caloportador.

Por ejemplo, la solicitud de patente francesa FR 2 847 973 prevé un intercambiador de calor provisto de tubos particulares que presenta una pluralidad de canales de circulación de fluido caloportador así como una pluralidad de cavidades longitudinales contiguas a dichos canales. Estas cavidades longitudinales alojan a un material de almacenamiento térmico, mientras que los canales garantizan la circulación del fluido refrigerante. Por contacto entre las cavidades y los canales, el material de almacenamiento y el fluido caloportador pueden intercambiar calor entre sí.

De este modo, cuando el motor del vehículo está en marcha, el fluido refrigerante refresca a la vez el aire que atraviesa al intercambiador de calor y el material de almacenamiento térmico. El material de almacenamiento térmico restituye el frío (más concretamente frigorías) al aire que atraviesa al intercambiador de calor, cuando se para el motor.

Aunque estos tubos particulares sean satisfactorios, su fabricación es relativamente compleja y costosa.

Uno de los objetos de la invención es superar los inconvenientes precitados proponiendo un intercambiador de calor de un tipo nuevo que comprende una pluralidad de elementos de intercambio térmico que alojan cada uno a al menos un depósito y a al menos un tubo, intercalados.

De este modo, el material de almacenamiento térmico envuelve al menos parcialmente a los tubos de fluido caloportador mejorando el intercambio de calor entre este material y este fluido. En un modo de realización que no constituye la invención tal como se reivindica, los colectores están constituidos por un conjunto de conteras de tubo, presentando cada contera medios de unión con otra contera capaces de asegurar el paso del fluido caloportador de una contera de tubo a la otra. Esto permite obtener colectores de ocupación de espacio reducida.

En este caso, cada contera presenta preferentemente una cara de unión dispuesta para apoyarse contra una cara de unión de una contera de tubo adyacente, estando cada cara de unión provista de una abertura de paso de fluido que coincide con la abertura de paso de fluido de la cara de unión de la contera del tubo adyacente. Esta configuración ofrece una ocupación de espacio aún más reducida.

Es entonces ventajoso que cada contera de tubo de circulación de fluido esté constituida por dos patas simétricas que presentan cada una una cara de unión así como una cara de apoyo, estando en contacto las caras de apoyo entre sí. En este caso, un tubo puede estar cogido entre las patas simétricas de la contera de tubo.

En otro modo de realización de la invención que no constituye la invención tal como se reivindica, dicho elemento de intercambio térmico está constituido por un depósito de aspecto general tubular en cuyo interior se aloja un tubo. La fabricación de un tal intercambiador de calor se simplifica considerablemente y es poco costosa. Efectivamente, basta fabricar los tubos y adjuntarles un depósito tubular de fabricación fácil. En particular, los depósitos y los tubos pueden realizarse de manera separada.

Ventajosamente, el tubo está entonces dispuesto en una zona central del depósito configurando dos volúmenes de almacenamiento de material de almacenamiento térmico de parte y otra de dicho tubo, para permitir un buen intercambio de calor entre el fluido caloportador y el material de almacenamiento térmico.

De manera opcional, el intercambiador de calor puede comprender al menos un intercalar de forma ondulada capaz de alojarse en uno de los volúmenes de almacenamiento de un depósito entre el tubo y dicho depósito. De este modo, el intercalar permite realizar un cierre del volumen de almacenamiento en el cual se aloja.

En una realización ventajosa que no constituye la invención tal como se reivindica, cada tubo de circulación de fluido caloportador presenta dos caras laterales paralelas entre sí, presentando cada depósito dos caras laterales paralelas entre sí y estando cada una de las caras laterales de un tubo en contacto de pestaña con una de las caras laterales de un depósito: De este modo, se utilizan para la fabricación de un tal intercambiador de calor, tubos conocidos por el término de "tubo plano". Entonces, el depósito puede adoptar la forma de un tubo plano de mayor dimensión. El contacto superficial permite asegurar una buena transferencia de calor entre el tubo y el depósito, lo cual es importante para el buen funcionamiento del intercambiador cuando el motor está en marcha, tal como se verá más adelante.

Una configuración interesante prevé que los extremos de los tubos sobresalgan de los depósitos, y que cada depósito esté provisto de medios de cierre dispuestos para permitir el paso de un tubo.

Los medios de cierre pueden estar entonces constituidos por una contera de depósito en la cual está dispuesto un paso de tubo de circulación de fluido.

En este caso, es interesante que cada contera de depósito esté constituida por dos patas simétricas, teniendo cada pata una cara de apoyo que está en contacto con la cara de apoyo de la otra pata, y que cada cara de apoyo presente una cavidad de forma adaptada para alojar a al menos parcialmente un tubo de circulación de fluido. De este modo, la contera de depósito puede plegarse sobre el depósito prensando su extremo.

Preferentemente, cada cara de apoyo de una contera de depósito presenta una abertura en la cual desemboca dicha cavidad.

En un modo realización ventajoso, cada pata de una contera de tubo forma con una de las patas de una contera de depósito una pieza de un único bloque, lo cual permite realizar las conteras de tubo y de depósito de una única y misma pieza.

En otro modo de realización que no constituye la invención tal como se reivindica, dicho elemento de intercambio térmico está constituido por un depósito que comprende dos pestañas generalmente simétricas que presentan cada una una cara de apoyo que está en contacto con la cara de apoyo de la otra placa, y presentando cada cara de apoyo una cavidad capaz de alojar al menos en parte a un tubo de circulación de fluido caloportador. En este modo de realización, el depósito está hecho en dos partes que se ensamblan prensando un tubo. En este modo de realización, el depósito puede estar provisto de medios de cierre constituidos por dos cáscaras simétricas...

1. Intercambiador de calor que comprende una pluralidad de tubos (136, 138) de circulación de fluido caloportador, desembocando los extremos de dichos tubos (136, 138) en unos colectores (148, 160, 166), unos depósitos (140, 142, 144, 146) de material de almacenamiento térmico en contacto con los tubos (136,1 38) de manera que el material de almacenamiento y el fluido caloportador intercambian calor entre sí, y una pluralidad de elementos de intercambio térmico (127) que alojan cada uno a al menos un depósito (140, 142, 144, 146) y al menos un tubo (136, 138), intercalados, caracterizado por el hecho de que dicho elemento de intercambio térmico (127) está constituido por dos placas de cierre (128) y por al menos una primera placa intermedia (130, 132) intercalada, en la cual están recortados al menos un perfil de tubo (136, 138) y al menos un perfil de depósito (140, 142, 144, 146).

2. Intercambiador de calor según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el perfil de tubo (136,138) presenta un aspecto general de U.

3. Intercambiador de calor según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que las ramas de la U se extienden formando unas ondulaciones, y por el hecho de que las ondulaciones de las ramas son complementarias.

4. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que el perfil de cada depósito (140, 142, 144, 146) es complementario al menos de una parte del perfil de un tubo (136,138).

5. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por el hecho de que un perfil de depósito (140, 142) está en cada ocasión recortado entre las ramas de la U y exteriormente en cada rama de la U.

6. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que dicho elemento de intercambio térmico está constituido además por una segunda placa intermedia intercalada (132), en la cual están recortados al menos un perfil de tubo (138) y un perfil de depósito (142, 146).

7. Intercambiador de calor según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que una placa intermedia de cierre (134) está prevista intercalada entre las placas intermedias primera (130) y segunda (132).

8. Intercambiador de calor según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que la placa intermedia de cierre (134) comprende al menos una serie de agujeros (150, 152, 154) que ponen en comunicación al menos un perfil de tubo (136, 138) y/o a al menos un perfil de depósito (140, 142, 144, 146) de cada una de las placas intermedias primera (130) y segunda (132).

9. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que las placas de cierre (128) presentan al menos un agujero (156) en comunicación con un perfil de tubo (136, 138), y por el hecho de que estas placas presentan además un agujero suplementario (158) en comunicación con un depósito (140, 142, 144, 146).

10. Intercambiador de calor que comprende una pluralidad de tubos (176B,178B) de circulación de fluido caloportador, desembocando los extremos de dichos tubos en unos colectores (166), de los depósitos (180, 182) de material de almacenamiento térmico en contacto con los tubos (176B, 178B) de manera que el material de almacenamiento y el fluido caloportador intercambian calor entre sí, y una pluralidad de elementos de intercambio térmico (168) que alojan cada uno a al menos un depósito (180, 182) y al menos un tubo (176B, 178B), intercalados, caracterizado por el hecho de que dicho elemento de intercambio térmico (168) comprende dos pestañas (170, 172) que se apoyan entre sí y una placa de distribución intermedia (174) intercalada entre las pestañas (170, 172), y por el hecho de que cada pestaña (170, 172) presenta al menos una primera cavidad (176, 178) cubierta por la placa de distribución intermedia (174) para formar un tubo de circulación de fluido (176B, 178B) y al menos una segunda cavidad (180, 182) cubierta por la placa de distribución (174) para formar un depósito.

11. Intercambiador de calor según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que cada pestaña (170, 172) presenta una segunda cavidad (180, 182) cubierta por la placa de distribución intermedia (174) para formar un depósito.

12. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 10 y 11, caracterizado por el hecho de que la placa de distribución intermedia (174) presenta al menos un agujero que coincide a la vez con la primera cavidad (176) de una pestaña (170) y la primera cavidad (178) de la otra pestaña (172).

13. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 11 y 12, caracterizado por el hecho de que la placa de distribución intermedia (174) presenta al menos un agujero que coincide a la vez con una segunda cavidad (180, 182) de una pestaña (170) y una segunda cavidad (180, 182) de la otra pestaña (172).

14. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado por el hecho de que la primera cavidad (176, 178) presenta un aspecto general de U.

15. Intercambiador de calor según la reivindicación 14, caracterizado por el hecho de que una segunda cavidad central (180) está dispuesta entre unas ramas de dicha U.

16. Intercambiador de calor según la reivindicación 15 y según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que la placa de distribución intermedia (174) presenta al menos un agujero que coincide con la segunda cavidad central (180) de una pestaña (170, 172) y al menos una segunda cavidad (182) de la otra pestaña (170, 172) de un mismo elemento de intercambio térmico.

17. Intercambiador de calor según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que cada pestaña presenta una segunda cavidad central (180) y por el hecho de que la placa de distribución intermedia (174) presenta al menos un agujero que coincide con la segunda cavidad central (180) de cada una de las pestañas (180) de un elemento de intercambio térmico.

18. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 17, caracterizado por el hecho de que la primera cavidad (176, 178) se extiende formando oscilaciones.

19. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 18, caracterizado por el hecho de que la superficie de una pestaña (170, 172) dejada libre por la primera cavidad (176) está sensiblemente totalmente cubierta por unas segundas cavidades (180, 182).

20. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 19, caracterizado por el hecho de que la pestaña (170, 172) presenta al menos un orificio (184) que desemboca en la primera cavidad (176).

21. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 20, caracterizado por el hecho de que la pestaña (170, 172) presenta al menos un orificio (194) que desemboca en una segunda cavidad (180), sirviendo dicho orificio para el rellenado del depósito.

22. Intercambiador de calor según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho de que comprende al menos un racor (168) interpuesto entre dos pestañas (170, 172) de elementos de intercambio térmico (168) adyacentes, presentando dicho racor (168) un orificio (200) de forma adaptada al orificio (184) de dichas pestañas (170, 172) que desemboca en la primera cavidad (176) para permitir una circulación de fluido de uno a otro elemento de intercambio térmico (168).

23. Intercambiador de calor según la reivindicación 22 y según la reivindicación 21, caracterizado por el hecho de que la unión presenta además un orificio (202) de forma adaptada al orificio (194) que desemboca en la segunda cavidad (180).

24. Intercambiador de calor según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que cada elemento de intercambio térmico comprende una pluralidad de tubos de circulación de fluido caloportador (216) y una pluralidad de depósitos de almacenamiento térmico (226) intercalados.

25. Intercambiador de calor según la reivindicación 24, caracterizado por el hecho de que los tubos de circulación de fluido caloportador (216) están dispuestos en tresbolillo y por el hecho de que los tubos de circulación de fluido (216) y los depósitos de almacenamiento térmico (226) están dispuestos de manera alternada.

26. Intercambiador de calor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el fluido caloportador es un fluido de tipo refrigerante y por el hecho de que el material de almacenamiento térmico es un material de almacenamiento de frigorías.