SISTEMA DE INTERCAMBIO DE CALOR.

La invención se refiere a un sistema de intercambio de calor según el preámbulo de la reivindicación independiente 1. Un sistema de intercambio de calor de este tipo se conoce, por ejemplo, del documento US 2007/0062211. El uso de sistemas de intercambio de calor se conoce en una cantidad apenas estimable de aplicaciones del estado de la técnica. Los intercambiadores de calor se usan en instalaciones de refrigeración, por ejemplo, en frigoríficos domésticos corrientes, instalaciones de aire acondicionado para edificios o vehículos de todo tipo, sobre todo automóviles, aviones y barcos, como radiadores de agua o aceite en motores de combustión, como condensadores o evaporadores en circuitos de medio refrigerante y en otras innumerables aplicaciones distintas, conocidas muy bien en su totalidad por el técnico. Existen distintas posibilidades para clasificar adecuadamente los intercambiadores de calor a partir de las aplicaciones más diferentes. Una posibilidad consiste en establecer la diferencia según la estructura o la fabricación de los distintos tipos de intercambiadores de calor. De este modo se puede llevar a cabo una clasificación según los llamados "intercambiadores de calor de láminas", por una parte, y los intercambiadores de calor de minicanal" o "intercambiadores de calor de microcanal", por la otra parte. Los intercambiadores de calor de láminas, muy conocidos desde hace mucho tiempo, sirven, como todos los tipos de intercambiadores de calor, para la transmisión de calor entre dos medios, por ejemplo, pero no sólo, para la transmisión de un medio refrigerante al aire o a la inversa, como se conoce, por ejemplo, de un frigorífico doméstico clásico, en el que mediante el intercambiador de calor se emite calor al aire ambiente para generar una potencia frigorífica en el interior del frigorífico. El medio circundante por fuera del intercambiador de calor, por ejemplo, agua, aceite o a menudo simplemente el aire ambiente que absorbe, por ejemplo, el calor o se transmite por el calor al intercambiador de calor, se enfría o se calienta de manera correspondiente. El segundo medio puede ser, por ejemplo, un portador líquido de frío o calor o un refrigerante de evaporación o condensación. En cada caso, el medio circundante, por ejemplo, el aire, tiene un coeficiente de transferencia térmica esencialmente menor que el segundo medio, por ejemplo, el medio refrigerante que circula en el sistema de intercambiador de calor. Esto se compensa mediante superficies de transmisión de calor muy diferentes para los dos medios: El medio con el coeficiente alto de transferencia térmica circula en el tubo que en el lado exterior presenta debido a chapas delgadas (nervios, láminas) una superficie muy ampliada, en la que tiene lugar la transferencia térmica, por ejemplo, con el aire. La figura 4 muestra un ejemplo simple de un elemento de este tipo conocido de intercambiador de calor de láminas. En la práctica, el intercambiador de calor se forma a partir de una pluralidad de elementos de este tipo según la figura 4. La relación entre la superficie exterior y la superficie interior depende aquí de la geometría de las láminas (=diámetro de tubos, disposición de tubos y distancia entre tubos), así como de la distancia entre láminas. La distancia entre láminas se selecciona de manera diferente para aplicaciones diferentes. Sin embargo, desde el punto de vista puramente termodinámico, ésta debería ser lo más pequeña posible, pero no tan pequeña que la pérdida de presión del lado del aire sea demasiado grande. Un óptimo económico es de 2 mm aproximadamente que representa un valor típico para condensadores y refrigeradores de retorno. La fabricación de estos llamados intercambiadores de calor de láminas se lleva a cabo mediante un procedimiento estándar conocido desde hace mucho tiempo: Las láminas se troquelan con una prensa y una herramienta especial y se colocan juntas en paquetes. A continuación se insertan los tubos que se ensanchan mecánica o hidráulicamente de modo que se obtiene un contacto muy bueno y, por tanto, una buena transferencia térmica entre el tubo y la lámina. Los tubos individuales se unen entre sí, a menudo se sueldan entre sí, mediante codos y tubo colector y distribuidor. El grado de eficiencia está determinado aquí esencialmente por el hecho de que el calor transmitido entre la superficie de láminas y el aire se ha de transmitir por conducción de calor a través de las láminas hacia el tubo. Esta transmisión de calor es más efectiva mientras mayor sea la conductividad o el grosor de la lámina, pero también mientras menor sea la distancia entre los tubos. Se habla aquí de grado de eficiencia de láminas. Por tanto, como material de láminas se usa en la actualidad mayormente aluminio que presenta una alta conductividad térmica (220 W/mK aproximadamente) en condiciones rentables. La distancia entre los tubos debería ser lo más pequeña posible, lo que crea el problema, sin embargo, de que se necesitan muchos tubos. El uso de muchos tubos implica altos costos, porque los tubos (por lo general, de cobre) son considerablemente más costosos que las láminas delgadas de aluminio. Estos costos de material se podrían reducir mediante la disminución del diámetro de tubo y del espesor de pared, es decir, mediante la construcción de un intercambiador de calor con muchos tubos pequeños en vez de 2   con pocos tubos grandes. Esta solución sería óptima desde el punto de vista termodinámico, o sea, muchos tubos a poca distancia con diámetros pequeños. Sin embargo, un factor esencial de costos es también el tiempo de trabajo para ensanchar y soldar los tubos. Éste aumentaría extremadamente en caso de este tipo de geometría. Por tanto, desde hace algunos años ya se ha desarrollado una nueva clase de intercambiadores de calor, los llamados intercambiadores de calor de minicanal o también de microcanal, que se fabrican mediante un procedimiento completamente diferente y que están casi en correspondencia con la imagen ideal de un intercambiador de calor de láminas, o sea, muchos tubos pequeños a pequeñas distancias. Sin embargo, en los intercambiadores de calor de minicanal se usan, en vez de tubos pequeños, perfiles extruidos de aluminio que tienen muchos canales pequeños con un diámetro, por ejemplo, de 1 mm aproximadamente. Este tipo de perfil extruido de aluminio, conocido también, está representado esquemáticamente, por ejemplo, en la figura 3. En dependencia de la potencia térmica requerida, un intercambiador de calor ya puede funcionar en la práctica con un único perfil extruido como elemento central de intercambio de calor. Para poder obtener potencias más altas de transmisión de calor se pueden prever a la vez naturalmente también en un único intercambiador de calor varios perfiles extruidos que se pueden unir entre sí, por ejemplo, soldar entre sí, en combinaciones adecuadas, por ejemplo, mediante conductos de entrada y salida. Los perfiles de este tipo se pueden fabricar, por ejemplo, mediante procedimientos adecuados de extrusión de manera simple y con múltiples formas a partir de una pluralidad de materiales. No obstante, se conocen también otros procedimientos de fabricación para fabricar intercambiadores de calor de minicanal, por ejemplo, el ensamblaje de chapas perfiladas, moldeadas de forma adecuada, u otros procedimientos adecuados. Estos perfiles no se pueden ensanchar ni es necesario hacerlo, así como tampoco se insertan en paquetes troquelados de láminas. En lugar de esto, se colocan tiras de chapa, en particular tiras de chapa de aluminio, por ejemplo, entre dos perfiles situados muy juntos (distancia corriente, por ejemplo, < 1 cm), de modo que mediante la yuxtaposición alterna de tiras de chapa y perfil se crea un paquete de intercambiador de calor. Este paquete se suelda completamente a continuación en un horno de soldadura fuerte. Mediante las distancias pequeñas y los diámetros pequeños de canal se crea un intercambiador de calor con una alta eficiencia de las láminas y un volumen de llenado muy bajo (lado interior de canal). Las demás ventajas de esta técnica son la evitación de combinaciones de material (corrosión), el bajo peso (sin cobre), la alta estabilidad a la presión (aproximadamente 100 bar), así como la forma constructiva compacta (profundidad típica de un intercambiador de calor, por ejemplo, 20 mm). Los intercambiadores de calor de minicanal para el uso móvil se han consolidado en el transcurso de los años 90. El bajo peso, la pequeña profundidad de bloque, así como las dimensiones limitadas, necesarias aquí, son las premisas ideales para esto. Los radiadores de coche, así como los condensadores y evaporadores de instalaciones de aire acondicionado para coches se realizan en la actualidad casi exclusivamente con intercambiadores de calor de minicanal. En el... [Seguir leyendo]

1. Sistema de intercambio de calor con un intercambiador de calor (1, 101, 102) que comprende una superficie de entrada de flujo (2) y una superficie de salida de flujo (3), pudiéndose alimentar el fluido de transporte (4) al intercambiador de calor (1, 101, 102) para el intercambio de calor entre un fluido de transporte (4) y un medio de calor (5), que circula a través del intercambiador de calor (1, 101, 102) en el estado de funcionamiento, mediante una superficie de admisión (200) del sistema de intercambio de calor y la superficie de entrada de flujo (2), pudiéndose poner en contacto por la corriente con el intercambiador de calor (1, 101, 102) y pudiéndose volver a evacuar del intercambiador de calor (1, 101, 102) mediante la superficie de salida de flujo (3), comprendiendo el sistema de intercambio de calor un sistema automático de limpieza (7) para la eliminación de impurezas (6), caracterizado por que está previsto un dispositivo de desviación (72), y en la superficie de entrada de flujo (2) y/o en la superficie de admisión (200) y/o en la superficie de salida de flujo (3) está previsto un filtro de impurezas (8), y el filtro de impurezas (8) envuelve la superficie de entrada de flujo (2) y la superficie de salida de flujo (3) del intercambiador de calor (1, 101, 102) de modo que un lado de aspiración (21) del filtro de impurezas (8) se puede guiar desde la superficie de entrada de flujo (2) mediante el dispositivo de desviación (72) hasta por delante de la superficie de salida de flujo (3). 2. Sistema de intercambio de calor según la reivindicación 1, en el que está previsto un rascador (7, 71) de impurezas y/o un dispositivo de lavado (7, 71) para la limpieza automática del sistema de intercambio de calor. 3. Sistema de intercambio de calor según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo de desviación (72) es un rodillo de desviación (72, 721). 4. Sistema de intercambio de calor según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el intercambiador de calor (1) está configurado mediante una pluralidad de microcanales (9) como intercambiador de calor de microcanal (1, 101) y/o en el que el intercambiador de calor está configurado como intercambiador de calor de láminas (1, 102) con láminas de refrigeración (10). 5. Sistema de intercambio de calor según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el sistema de intercambio de calor está formado de manera modular a partir de al menos un módulo de intercambio de calor (1000). 6. Sistema de intercambio de calor según una de las reivindicaciones precedentes, en el que para aumentar una tasa de transmisión de calor entre el medio de calor (5) y el fluido de transporte (4) está previsto un dispositivo de refrigeración (11) para refrigerar el intercambiador de calor (1, 101, 102), en especial un ventilador (11) para generar una corriente de gas (40). 7. Sistema de intercambio de calor según una de las reivindicaciones precedentes, en el que está previsto un elemento divisor (12), en especial un elemento divisor de aire (12), para regular una tasa de paso del fluido de transporte (4). 8. Sistema de intercambio de calor según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el sistema de intercambio de calor está formado como un sistema de intercambio de calor combinado a partir del intercambiador de calor de láminas (1, 102) y del intercambiador de calor de microcanal (1, 101). 9. Sistema de intercambio de calor según una de las reivindicaciones precedentes, en el que para el control y/o la regulación del sistema de intercambio de calor está prevista una unidad de control, en especial una unidad de control con una unidad de procesamiento de datos para controlar una máquina de refrigeración y/o el dispositivo de refrigeración (11) y/o el sistema de limpieza (7) y/o el elemento divisor (12) y/o un parámetro de funcionamiento o estado del medio de calor (5) y/u otro parámetro de funcionamiento del sistema de intercambio de calor. 10. Sistema de intercambio de calor según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el módulo de intercambio de calor (1000) y/o el intercambiador de calor (1, 101, 102) y/o todo el sistema de intercambio de calor está fabricado de un metal y/o de una aleación de metal, en especial de un único metal o de una única aleación de metal, en especial está fabricado de acero fino, en particular de aluminio o de una aleación de aluminio, estando previsto preferentemente como protección anticorrosiva un metal de sacrificio, y/o estando provisto el sistema de intercambio de calor al menos parcialmente de una capa de protección, en especial de una capa de protección anticorrosiva. 11. Sistema de intercambio de calor según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el sistema de intercambio de calor es un radiador, en especial un radiador para un vehículo, en particular para un vehículo terrestre, una aeronave o un vehículo acuático, o es un radiador, un condensador o un evaporador para una instalación de calefacción, una instalación de refrigeración o una instalación de aire acondicionado móvil o estacionaria, en especial un dispositivo de refrigeración para una máquina, una unidad de procesamiento de datos o un edificio. 9     11   12   13   14