Un intercambiador de calor que comprende un tubo de transferencia de calor (61) y una pluralidad de aletas dispuestas en dirección axial respecto de dicho tubo de transferencia de calor (61) y configuradas para intercambiar calor entre un fluido que fluye a través del tubo de transferencia de calor (61) y el aire que fluye por entre las aletas,

estando dispuestas, para constituir las aletas, una pluralidad de aletas de lámina plana (65) cada una de las cuales tiene la forma de una lámina plana y una pluralidad de aletas de lámina corrugada (70) cada una de las cuales tiene la forma de una lámina corrugada, las aletas de lámina plana (65) y las aletas de lámina corrugada (70) están dispuestas de forma alternada en la dirección axial del tubo de transferencia de calor (61), y una dirección de la amplitud de la forma de ondas de las aletas de lámina corrugada (70) es sustancialmente paralela a una dirección axial del tubo de transferencia de calor (61), y una dirección de la línea de cresta de la forma de ondas de las aletas de lámina corrugada (70) es sustancialmente ortogonal con respecto a una superficie frontal y a una superficie trasera del intercambiador de calor para que se corresponda con una dirección de paso del aire caracterizado porque las aletas de lámina plana (65) y las aletas de lámina corrugada (70) presentan unos orificios de paso (66, 75) para la inserción a través de ellos de los tubos de transferencia de calor (61), en el que unos primeros collarines cilíndricos (67), los cuales se disponen en continuidad con las periferias de los orificios de paso (66), están dispuestos en saliente sobre las aletas de lámina plana (65) y unos segundos collarines cilíndricos (76), los cuales se disponen en continuidad con las periferias de los orificios de paso (75), están dispuestos en saliente sobre la aleta de lámina corrugada (70), los primeros collarines (67) están insertados dentro de los segundos collarines (76) situando, de esta manera, las superficies circunferenciales internas de los segundos collarines (76) en íntimo contacto con las superficies circunferenciales internas de los primeros collarines (67), mientras que los tubos de transferencia de calor (61) están insertados dentro de los primeros collarines (67), situando, de esta manera, las superficies circunferenciales internas de los primeros collarines (67) en íntimo contacto con las superficies circunferenciales externas de los tubos de transferencia de calor (61)

Campo técnico

La presente invención se refiere a un intercambiador de calor y a un acondicionador de aire con el intercambiador de calor.

Técnica antecedente

Tradicionalmente, ha sido conocido y utilizado ampliamente, en acondicionadores de aire y en aparatos similares, un intercambiador de calor para el intercambio de calor entre un fluido, como por ejemplo un refrigerante y el aire. Como intercambiador de calor propiamente dicho, tal y como se divulga en el documento JP-A-2001-304783, por ejemplo, es conocido un intercambiador de calor en el cual una multiplicidad de aletas en forma de láminas planas están dispuestas a lo largo de un tubo de transferencia de calor a unos pasos predeterminados. En este tipo de intercambiador de calor, un fluido, como por ejemplo un refrigerante, fluye a través del tubo de transferencia de calor mientras el aire pasa entre las aletas dispuestas a los pasos predeterminados, intercambiando de esta forma el calor entre el fluido y el aire.

El documento JP-A-03-030062 divulga un intercambiador de calor que incorpora unas aletas que adoptan la forma únicamente de láminas planas.

El documento JP-A-2004-162885 divulga un tanque de llenado de sólidos donde se aloja un intercambiador de calor. El intercambiador de calor comprende un tubo de transferencia de calor y una pluralidad de aletas dispuestas en dirección axial respecto del tubo de transferencia de calor y está configurado para intercambiar calor entre el fluido que fluye a través del tubo de transferencia de calor y las partículas sólidas situadas dentro del tanque de llenado de sólidos. Las aletas están constituidas por una pluralidad de aletas de lámina plana y una pluralidad de aletas de lámina corrugada, las cuales están alternativamente dispuestas en la dirección axial respecto del tubo de transferencia de calor. Esta configuración ha sido escogida con el fin de restringir el desplazamiento de las partículas sólidas situadas dentro del tanque para que no se desplacen en una dirección descendente. El intercambiador de calor del presente documento se utiliza especialmente en una instalación de combustible de un vehículo con células de combustible de hidrógeno

El documento JP-A-08-0009444 divulga, así mismo, un intercambiador de calor que incorpora solo una pluralidad de aletas de lámina plana.

El documento GB-A-1 576 441 y el documento US-A-1,913,742 divulgan un intercambiador de calor que incorpora las características distintivas definidas en el preámbulo de la reivindicación 1.

Divulgación de la invención

Problemas que la invención debe resolver

En general, para mejorar el rendimiento del intercambiador de calor, es eficaz un procedimiento para extender el área de la superficie de las aletas, esto es, el área de transferencia de calor sobre el lado del aire. Por otro lado, en el intercambiador de calor mencionado con anterioridad, que utiliza las aletas de lámina plana y el tubo de transferencia de calor, para incrementar el área de la superficie de las aletas, los pasos entre las aletas necesitan ser acortados. Sin embargo, en este tipo de intercambiador de calor, cuando los pasos entre las aletas se hacen más cortos, se estrecha un área por donde pasa el aire y la resistencia a la ventilación se incrementa. Por esta razón, existe un límite en las prestaciones de mejora del intercambiador de calor para acortar los pasos entre las aletas.

En consideración a estas circunstancias, un objetivo de la presente invención consiste en extender al área de la superficie de las aletas suprimiendo al tiempo un incremento de la resistencia de la ventilación de un intercambiador de calor para intercambiar calor entre un fluido, como por ejemplo un refrigerante, y el aire, mejorando de esta forma las prestaciones del intercambiador de calor. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un acondicionador de aire que utilice dicho intercambiador de calor de alto rendimiento.

Medios para resolver los problemas

La invención propone un intercambiador de calor que ofrece las características distintivas de las reivindicaciones 1 o

2.

Cada aleta de lámina corrugada 70 puede estar en contacto con las aletas de lámina plana 65 situadas a ambos lados de la aleta de lámina corrugada 70.

Las porciones planas 78 pueden estar conformadas a lo largo de los lados de las aletas de lámina corrugada 70 ortogonales a la dirección de la línea de cresta de la forma de ondas de las aletas.

Unas capas de adsorción hechas de adsorbente pueden estar conformadas sobre las aletas y la humedad es transferida entre el aire que pasa por entre las aletas y las capas de adsorción.

Las capas de adsorción hechas de adsorbente pueden estar conformadas sobre las superficies ya sea de las aletas de lámina plana 65 o bien de las aletas de lámina corrugada 70, y la humedad es transferida entre el aire que pasa por entre las aletas de láminas planas 65 y las aletas de lámina corrugada 70 y las capas de adsorción.

Acondicionadores de aire que incorporan un intercambiador de calor tal como el que se describe con anterioridad, se describen en las reivindicaciones 7 a 9.

Funcionamiento

De acuerdo con la invención, para constituir las aletas se disponen las aletas de lámina plana 65 y las aletas de lámina corrugada 70. En el intercambiador de calor 60, las aletas de lámina plana 65 y las aletas de lámina corrugada 70 están dispuestas de forma alternada en la dirección axial del tubo de transferencia de calor 61. En el intercambiador de calor 60, el aire pasa por entre las aletas de lámina corrugada 70 desde la superficie frontal hacia la superficie trasera del intercambiador de calor 60. En las aletas de lámina corrugada 70, la dirección de la amplitud de la forma de ondas es sustancialmente paralela a la dirección axial del tubo de transferencia de calor 61. En las aletas de lámina corrugada 70, la dirección de la línea de cresta de la forma de ondas es sustancialmente ortogonal a la superficie frontal y a la superficie trasera del intercambiador de calor 60. Esto es, la dirección de la línea de cresta de la forma de ondas de las aletas de lámina corrugada 70 sustancialmente se corresponde con la dirección de paso del aire en el intercambiador de calor 60. Las aletas de lámina corrugada 70 están, cada una, conformadas como una lámina corrugada y, por lo tanto, presentan un área de superficie mayor que las aletas conformadas como una lámina plana de un mismo tamaño. Cuando las aletas de lámina corrugada 70 están dispuestas en el intercambiador de calor 60 para constituir las aetas, un área de transferencia de calor con el aire puede ser incrementada sin provocar que sea más pequeño el paso entre las aletas.

De acuerdo con un aspecto de la invención, cada aleta de lámina corrugada 70 está en contacto con las aletas de lámina plana 65 situadas a ambos lados de las aletas de lámina corrugada 70. Esto es, las porciones superiores de la forma de ondas de la aleta de lámina corrugada 70 están en contacto con una de las aletas de lámina plana adyacentes 65. Las porciones inferiores de la forma de ondas de la aleta de lámina corrugada 70 está en contacto con la otra de las aletas de lámina plana adyacentes 65.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, unos orificios de paso 66, 75 están conformados sobre las aletas de lámina plana 65 y sobre las aletas de lámina corrugada 70, respectivamente. En el intercambiador de calor 60, unos tubos de transferencia de calor 61 están insertados dentro de los orificios de paso 66, 75 de las aletas de lámina plana 65 y de las aletas de lámina corrugadas 70, provocando la situación en la que los tubos de transferencia de calor 61 pasan a través de las aletas de lámina plana 65 y de la aleta de lámina corrugada 70.

De acuerdo con la invención, los primeros collarines 67 están conformados sobre las aletas de lámina plana 65 y los segundos collarines 76 están conformados sobre las aletas de lámina corrugada 70. En cada aleta de lámina plana 65, el primer collarín 67 está constituido para que sea cilíndrico y en continuidad con la periferia del orificio de paso

66. En cada aleta de lámina corrugada 70, el segundo collarín 76 está constituido para que sea cilíndrico y en continuidad con la periferia del orificio de paso 75.

De acuerdo con un aspecto de la invención, los primeros collarines 67 de las aletas... [Seguir leyendo]

1. Un intercambiador de calor que comprende un tubo de transferencia de calor (61) y una pluralidad de aletas dispuestas en dirección axial respecto de dicho tubo de transferencia de calor (61) y configuradas para intercambiar calor entre un fluido que fluye a través del tubo de transferencia de calor (61) y el aire que fluye por entre las aletas,

estando dispuestas, para constituir las aletas, una pluralidad de aletas de lámina plana (65) cada una de las cuales tiene la forma de una lámina plana y una pluralidad de aletas de lámina corrugada (70) cada una de las cuales tiene la forma de una lámina corrugada,

las aletas de lámina plana (65) y las aletas de lámina corrugada (70) están dispuestas de forma alternada en la dirección axial del tubo de transferencia de calor (61), y

una dirección de la amplitud de la forma de ondas de las aletas de lámina corrugada (70) es sustancialmente paralela a una dirección axial del tubo de transferencia de calor (61), y una dirección de la línea de cresta de la forma de ondas de las aletas de lámina corrugada (70) es sustancialmente ortogonal con respecto a una superficie frontal y a una superficie trasera del intercambiador de calor para que se corresponda con una dirección de paso del aire

caracterizado porque

las aletas de lámina plana (65) y las aletas de lámina corrugada (70) presentan unos orificios de paso (66, 75) para la inserción a través de ellos de los tubos de transferencia de calor (61), en el que

unos primeros collarines cilíndricos (67), los cuales se disponen en continuidad con las periferias de los orificios de paso (66), están dispuestos en saliente sobre las aletas de lámina plana (65) y unos segundos collarines cilíndricos (76), los cuales se disponen en continuidad con las periferias de los orificios de paso (75), están dispuestos en saliente sobre la aleta de lámina corrugada (70),

los primeros collarines (67) están insertados dentro de los segundos collarines (76) situando, de esta manera, las superficies circunferenciales internas de los segundos collarines (76) en íntimo contacto con las superficies circunferenciales internas de los primeros collarines (67), mientras que los tubos de transferencia de calor (61) están insertados dentro de los primeros collarines (67), situando, de esta manera, las superficies circunferenciales internas de los primeros collarines (67) en íntimo contacto con las superficies circunferenciales externas de los tubos de transferencia de calor (61).

2. Un intercambiador de calor que comprende un tubo de transferencia de calor (61) y una pluralidad de aletas dispuestas en dirección axial respecto del tubo de transferencia de calor (61) y configuradas para intercambiar calor entre un fluido que fluye a través del tubo e transferencia de calor (61) y el aire que fluye por entre las aletas,

estando dispuestas, para constituir las aletas, de una pluralidad de aletas de lámina plana (65) cada una de las cuales tiene la forma de una lámina plana y una pluralidad de aletas de lámina corrugada (70) cada una de las cuales tiene la forma de una aleta corrugada,

las aletas de lámina plana (65) y las aletas de lámina corrugada (70) están dispuestas de forma alternada en la dirección axial respecto del tubo de transferencia de calor (61), y

una dirección de la amplitud de la forma de ondas de las aletas de lámina corrugada (70) es sustancialmente paralela a una dirección axial del tubo de transferencia de calor (61), y una dirección de la línea de cresta de la forma de ondas de las aletas de lámina corrugada (70) es sustancialmente ortogonal con respecto a la superficie frontal y a una superficie trasera del intercambiador de calor para que se corresponda con una dirección de paso del aire

caracterizado porque

las aletas de lámina plana (65) y las aletas de lámina corrugada (70) presentan unos orificios de paso (66, 75) para la inserción a través de ellos de los tubos de transferencia de calor (61), en el que

unos primeros collarines cilíndricos (67), los cuales se disponen en continuidad con las periferias de los orificios de paso (66) están dispuestos en saliente sobre las aletas de lámina plana (65) y unos segundos collarines cilíndricos (76), los cuales se disponen en continuidad con las periferias de los orificios de paso (75), están dispuestos en saliente sobre las aletas de lámina corrugada (70),

los segundos collarines (76) están insertados dentro de los primeros collarines (67), situando, de esta manera, las superficies circunferenciales externas de los segundos collarines (76) en íntimo contacto con las superficies circunferenciales internas de los primeros collarines (67), mientras que los tubos de transferencia de calor (61) están insertados dentro de los segundos collarines (76), situando, de esta manera, las superficies circunferenciales internas de los segundos collarines (76) en íntimo contacto con las superficies circunferenciales internas de los tubos de transferencia de calor (61).

3. El intercambiador de calor de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que

cada aleta de lámina corrugada (70) está en contacto con las aletas de lámina plana (65) situadas a ambos lados de la aleta de lámina corrugada (70).

4. El intercambiador de calor de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que

las porciones planas (78) están conformadas a lo largo de los lados de las aletas de lámina corrugada (70) que son ortogonales con respecto a la dirección de la línea de cresta de la forma de ondas de estas últimas.

5. El intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que,

unas capas de adsorción hechas de adsorbente están conformadas sobre las aletas y la humedad es transferida entre el aire que pasa por entre las aletas y las capas de adsorción.

6. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 5, en el que las capas de adsorción hechas de adsorbente están conformadas sobre las superficies de, o bien las aletas de lámina plana (65), o bien de las aletas de lámina corrugada (70), y la humedad es transferida entre el aire que pasa por entre las aletas de lámina plana

(65) y las aletas de lámina corrugada (70) y las capas de adsorción.

7. Un acondicionador de aire que comprende una parte de control (55) de la temperatura para el procesamiento de la carga de calor sensible y unas partes de control (56, 57) de la humedad para el procesamiento de la carga de calor latente y lleva a cabo al menos una operación de enfriamiento y de deshumidificación del aire de enfriamiento suministrado al espacio exterior mediante la parte de control (55) de la temperatura y la deshumidificación del aire suministrado al espacio interior por las partes de control (56, 57) de la humedad, en el que

las partes de control (56, 57) de la humedad controlan el contenido de agua del aire mediante la utilización de un adsorbente que adsorbe la humedad del aire,

la parte de control (55) de la temperatura está constituida por un intercambiador de calor de control (55) de la temperatura que presenta las características distintivas de las reivindicaciones 1 o 2, el cual intercambia calor entre el medio de calentamiento, para enfriar, y el aire de la operación de enfriamiento y deshumidificación.

8. Un acondicionador de aire que comprende un intercambiador de calor (60) que presenta las características distintivas de las reivindicaciones 1 o 2 y un circuito (40) de un medio de calentamiento para el suministro de un medio de calentamiento, para enfriar o un calentar, a un tubo de transferencia de calor (61) del intercambiador de calor (60),

lleva a cabo, de manera alternada, un movimiento de suministro del medio de calentamiento, para enfriar al tubo de transferencia de calor (61) del intercambiador de calor (60), posibilitando de esta manera que una capa de adsorción del intercambiador de calor (60) adsorba la humedad del aire y un movimiento de suministro del medio de calentamiento, para el calentar, al tubo de transferencia de calor (61) del intercambiador de calor (60), cediendo de esta manera al aire la humedad desorbida procedente de la capa de adsorción del intercambiador de calor (60), suministra al espacio interior, ya sea el del aire deshumidificado por el intercambiador de calor (60) ya sea el aire humidificado por el intercambiador de calor (60) y descarga hacia el espacio exterior, ya sea el aire deshumidificado por el intercambiador de calor (60), ya sea por el aire humidificado por el intercambiador de calor (60), en el que

en el intercambiador de calor (60), las capas de adsorción hechas de adsorbente están conformadas sobre superficies de las aletas y la humedad es transferida entre el aire que pasa por entre las aletas y las capas de adsorción.

9. Un acondicionador de aire que comprende un intercambiador de calor (60) que presenta las características distintivas de las reivindicaciones 1 o 2 y un circuito (40) de un medio de calentamiento para el suministro de un medio de calentamiento, para enfriar o para calentar, a un tubo de transferencia de calor (61) del intercambiador de calor (60),

lleva a cabo, de manera alternada, un movimiento de suministro del medio de calentamiento, para un enfriar al tubo de transferencia de calor (61) de intercambiador de calor (60), posibilitando de esta manera que una capa de adsorción del intercambiador de calor (60) adsorba la humedad del aire y un movimiento de suministro del medio de calentamiento, para aclentar, al tubo de transferencia de calor (61) del intercambiador de calor (60), cediendo de esta manera al aire la humedad desorbida procedente de la capa de adsorción del intercambiador de calor (60), suministra al espacio interior, ya sea el aire deshumidificado por el intercambiador de calor (60), ya sea el aire humidificado por el intercambiador de calor (60), y descarga hacia el espacio exterior ya sea, el aire deshumidificado por el intercambiador de calor (60), ya sea el aire humidificado por el intercambiador de calor (60), en el que

en el intercambiador de calor (60), las capas de adsorción hechas de adsorbente están conformadas sobre las superficies de, o bien las aletas de lámina plana (65), o bien de las aletas de lámina corrugada (70) y la humedad es transferida entre el aire que pasa por entre las aletas de lámina plana (65) y las aletas de lámina corrugada (70) y las capas de adsorción.