INTERCAMBIADOR DE CALOR DE TIPO DE ALETA DE PLACA Y TUBO.

La presente invención se refiere a un intercambiador de calor de tipo de aleta de placa y tubo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 en el que una aleta unida sobre la periferia exterior de un tubo de intercambiador de calor se forma con una parte cortadaelevada para proporcionar una eficiencia del intercambio de calor mejorada. Técnica anterior Un intercambiador de calor de tipo de aleta de placa y tubo que comprende una pluralidad de aletas apiladas a la vez que se deja un espacio dado entre las mismas, y una pluralidad de tubos de intercambiador de calor que atraviesan las aletas en la dirección de apilamiento, se usa ampliamente, por ejemplo, como un condensador o evaporador para acondicionadores de aire. Por ejemplo, este tipo de intercambiador de calor está diseñado para realizar un intercambio de calor entre un primer fluido de trabajo, tal como agua o clorofluorocarbono, que se deja fluir en el interior de los tubos de intercambiador de calor, y un segundo fluido de trabajo, tal como aire, que se deja fluir en el exterior de los tubos de intercambiador de calor o en los espacios entre las aletas apiladas, a través de los tubos de intercambiador de calor y las aletas. En general, en el intercambiador de calor convencional de este tipo, se ha formado una parte cortadaelevada en cada una de las aletas a través de un trabajo de prensa u otro proceso para proporcionar una eficiencia de intercambiador de calor mejorada (véanse, por ejemplo, las publicaciones abiertas a consulta por el público de patente japonesa n. os 08291988, 1089875, 10197182, 10206056 y 2001280880). La parte cortadaelevada se forma típicamente en la región de la aleta entre unos adyacentes del grupo de tubos de intercambiador de calor alineados en una dirección perpendicular a la dirección general del flujo del segundo fluido de trabajo en el exterior de los tubos de intercambiador de calor (véase la figura 17). La parte cortadaelevada se forma de tal manera que sus dos bordes opuestos desconectados del cuerpo de la aleta se extienden en una dirección aproximadamente perpendicular a la dirección del flujo del segundo fluido de trabajo. Si una parte cortadaelevada de este tipo no se forma en la aleta, se desarrollará una capa límite de temperatura sobre la superficie de la aleta a lo largo del flujo del segundo fluido de trabajo que entorpecerá la transferencia de calor entre el segundo fluido de trabajo y la aleta. Por el contrario, si se forma la parte cortadaelevada, se inducirá la renovación de la capa límite de temperatura para facilitar la transferencia de calor entre la aleta y el segundo fluido de trabajo. Por ejemplo, en el caso en el que el intercambiador de calor de tipo de aleta de placa y tubo se usa en una unidad en el exterior de un acondicionador de aire, es probable que el intercambiador de calor se haga funcionar en las condiciones que dan lugar a la acumulación de escarcha sobre el mismo. En un caso de este tipo, si la aleta se forma con la parte cortadaelevada, es probable que se cree escarcha y que crezca en y alrededor del parte cortadaelevada bloquear el espacio entre las aletas adyacentes. Por lo tanto, en el caso en el que este tipo de intercambiador de calor se usa en tales condiciones, por ejemplo, en una unidad en el exterior de un acondicionador de aire, la parte cortadaelevada no puede formarse en la aleta, lo que da como resultado una eficiencia del intercambio de calor deteriorada. Como medidas para la obtención de una eficiencia del intercambio de calor adecuada en esta situación, se puede concebir aumentar el tamaño del propio intercambiador de calor, o aumentar la velocidad de un ventilador para proporcionar un volumen de flujo aumentado del segundo fluido de trabajo. No obstante, estas medidas implican problemas, tales como el aumento en el área de instalación, en el coste del material, en la energía de impulsión del ventilador y en el ruido. El documento US 6,227,289 da a conocer un intercambiador de calor de acuerdo con la sección precaracterizadora de la reivindicación 1 adjunta al presente documento. Divulgación de la invención ES 2 367 862 T3 A la vista de los problemas convencionales anteriores, es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar un intercambiador de calor de tipo de aleta de placa y tubo capaz de evitar que el espacio entre aletas se bloquee por la escarcha incluso en las condiciones de funcionamiento que dan lugar a la acumulación de escarcha, a la vez que se mantienen una eficiencia del intercambio de calor adecuada y un tamaño compacto. Con el fin de conseguir este objeto, la presente invención proporciona un intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1 adjunta. El intercambiador de calor está diseñado para realizar un intercambio de calor mutuo entre un fluido en el interior de los tubos de intercambiador de calor y otro fluido en el exterior de los tubos de intercambiador de calor, a través de los tubos de intercambiador de calor y las aletas. En este intercambiador de calor, cada una de las aletas está dotada de una pluralidad de partes cortadaselevadas. Una o más parte(s) cortada(s)elevada(s) está(n) asociada(s) con el correspondiente de los tubos de intercambiador de calor, sustancialmente sólo en una región de la aleta que satisface la siguiente relación. 2 Ws = (1 ) Dp + D > 0,5 En la anterior, Ws es una anchura de dispersión total de la(s) parte(s) cortada(s)elevada(s) en una dirección que se extiende a lo largo de un extremo de la aleta en el lado aguas arriba del fluido en el exterior de los tubos de intercambiador de calor (a los que se hace referencia a continuación en el presente documento como dirección de columna). D es un diámetro exterior de cada uno de los tubos de intercambiador de calor. Dp es el paso del alineamiento de los tubos de intercambiador de calor en la dirección de columna. De acuerdo con el intercambiador de calor de la presente invención, las partes cortadaselevadas que se forman en la aleta en el lado aguas arriba y/o en el lado aguas abajo del segundo fluido pueden inducir la segmentación o la renovación de una capa límite de temperatura. Esto permite que el intercambiador de calor tenga una eficiencia de intercambiador de calor mejorada y un tamaño reducido. Además, existe una zona que se forma sin parte cortadaelevada en la aleta entre los tubos de intercambiador de calor alineados en la dirección de columna. Por lo tanto, en el caso en el que el segundo fluido es aire, y el intercambiador de calor se hace funcionar en las condiciones que dan lugar a la acumulación de escarcha, incluso si el espacio entre las aletas adyacentes se bloquea en las proximidades de las partes cortadaselevadas a causa de la acumulación de escarcha, el aire puede fluir a través de la zona sin parte cortadaelevada a fin de suprimir la reducción en el volumen de flujo de aire del intercambiador de calor como un todo. Por lo tanto, incluso durante la operación en las condiciones de acumulación de escarcha, la eficiencia del intercambio de calor puede mantenerse en un nivel alto. La parte cortadaelevada puede formarse para extenderse de forma oblicua en relación con la dirección de columna, de tal modo que el aire puede dirigirse hacia una zona de la aleta sin flujo de aire en el lado aguas abajo del tubo de intercambiador de calor para proporcionar una eficiencia del intercambio de calor mejorada adicional. La parte cortadaelevada puede también formarse en una conformación en puente. En este caso, la superficie exterior de un segmento de puntal del puente conectado al cuerpo de la aleta puede disponerse en una relación de oposición con respecto al tubo de intercambiador de calor para evitar que la parte cortadaelevada bloquee la transferencia de calor a partir del tubo de intercambiador de calor. Esto permite que el calor a partir del tubo de intercambiador de calor se transfiera de forma efectiva a una región de la aleta lejos del tubo de intercambiador de calor. Breve descripción de los dibujos ES 2 367 862 T3 Otras características y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la descripción detallada y a partir de los dibujos adjuntos. En los dibujos adjuntos, un elemento o componente común se define mediante los mismos números de referencia. La figura 1A es un diagrama esquemático de un intercambiador de calor de acuerdo con una primera disposición, cuando se ve desde el lado de uno de los extremos de un tubo de intercambiador de calor del mismo. La figura 1B es una vista en sección tomada a lo largo de la línea AA en la figura 1A. La figura 2A es una vista en perspectiva de un ejemplo de una parte cortadaelevada en el intercambiador de calor que se ilustra en las figuras 1A y 1B. La figura 3 es una gráfica que muestra el cambio en la pérdida de presión de un intercambiador de calor en relación con un parámetro (véase la fórmula... [Seguir leyendo]

1. Un intercambiador de calor que incluye aletas de placa y tubos que comprende: una pluralidad de aletas (1) apiladas en intervalos respectivos; y una pluralidad de tubos de intercambiador de calor (2) que atraviesan cada una de dichas aletas (1) en una dirección de apilamiento de aleta, intercambiando calor dicho intercambiador de calor entre un primer fluido que fluye en el interior de dichos tubos de intercambiador de calor (2) y un segundo fluido que fluye en el exterior de dichos tubos de intercambiador de calor (2), en el que cada una de dichas aletas (1) incluye un cuerpo principal que es sustancialmente plano y una pluralidad de partes cortadaselevadas (3) que se extienden a partir de dicho cuerpo principal y dispuestas en un lado aguas arriba del flujo del segundo fluido con respecto a dichos tubos de intercambiador de calor (2), en el que cada una de dichas partes cortadaselevadas (3) se corresponde con un tubo de intercambiador de calor (2) respectivo e incluye extremos laterales opuestos primero y segundo conectados al cuerpo principal de dicha aleta (1), en el que el primer extremo lateral está más cerca del tubo de intercambiador de calor (2) correspondiente de lo que está el segundo extremo lateral, y en el que el primer extremo lateral es más largo que el segundo extremo lateral, caracterizado porque: el primer extremo lateral se dispone en un lado aguas abajo del flujo del segundo fluido, orientado hacia el tubo de intercambiador de calor (2) correspondiente. 2. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada una de dichas partes cortadas elevadas (3) tiene dos bordes opuestos desconectados de dicho cuerpo principal de la aleta (1) correspondiente, al menos uno de dichos bordes primero y segundo se extiende en una dirección radial del tubo de intercambiador de calor (2) correspondiente. 3. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, que incluye una parte cortada elevada (3) adicional que tiene dos extremos laterales opuestos conectados a dicho cuerpo principal de la aleta (1) correspondiente, en el que al menos uno de dichos extremos laterales de dicha parte cortadaelevada (3) adicional se extiende en una dirección perpendicular a la dirección de columna. 4. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye al menos dos de dichas partes cortadaselevadas (3) para cada uno de dichos tubos de intercambiador de calor (2), dichas partes cortadaselevadas (3) dispuestas de forma simétrica con respecto a un eje que pasa a través del centro del tubo de intercambiador de calor (2) correspondiente y que se extiende en una dirección perpendicular a la dirección de columna. 5. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada una de dichas partes cortadaselevadas (3) tiene una forma elevada de forma alternativa en una dirección longitudinal de dichos tubos de intercambiador de calor. (2). 6. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada una de dichas aletas (1) incluye un saliente convexo que se extiende de forma contigua en la dirección de columna. 7. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos primer y segundo bordes opuestos no están conectados directamente a dicho cuerpo principal de dicha aleta (1), siendo dicho primer borde más largo que dicho segundo borde. 12 ES 2 367 862 T3 13 ES 2 367 862 T3 14 ES 2 367 862 T3 ES 2 367 862 T3 16 ES 2 367 862 T3 17 ES 2 367 862 T3 18 ES 2 367 862 T3 19 ES 2 367 862 T3 ES 2 367 862 T3 21