Acondicionador de aire y método de fabricación de acondicionador de aire.

Un acondicionador de aire que comprende:

un ventilador (5) configurado para introducir un gas que circula dentro del acondicionador de aire desde unpuerto de admisión (8) en un puerto de purgado (6);

un intercambiador de calor (15) configurado para intercambiar calor entre el gas y un refrigerante, en dondeel intercambiador de calor (15) está dispuesto en el lado de admisión del ventilador (5);

unos tubos (2) del intercambiador de calor dispuestos en el intercambiador de calor (15), en donde los tubosdel intercambiador de calor (2) están substancialmente insertados en forma perpendicular en una pluralidadde aletas (1) dispuestas en paralelo entre si con una separación predeterminada a lo largo de la dirección deleje rotacional del ventilador (5), de forma que se configuren unas filas a lo largo de la dirección longitudinal delas aletas (1), y estando conectadas entre si a lo largo de la dirección del flujo del gas en una pluralidad defilas, para formar por tanto unos canales del refrigerante entre un primer puerto del refrigerante (18) y unossegundos puertos del refrigerante (19a, 19b); en donde el primer puerto del refrigerante (18) y el segundo delos puertos del refrigerante (19a, 19b) están configurados de forma que cuando el intercambiador de calor(15) se opera como un condensador, el primer puerto del refrigerante (18) es una salida del refrigerante y elsegundo de los puertos del refrigerante (19a, 19b) son entradas del refrigerante y que cuando elintercambiador de calor (15) está operado como un evaporador, el primer puerto del refrigerante (18) es unaentrada del refrigerante y el segundo puerto del refrigerante (19a, 19b) son salidas del refrigerante; yuna tubería de ramificación (16) que tiene unas tuberías de conexión (16a, 16b, 16c) conectadas a lasporciones de conexión de los tubos (2) del intercambiador de calor , y que parcialmente incrementan oreducen el numero de trayectorias en los canales del refrigerante formados por los tubos (2) delintercambiador de calor,

en donde los tubos (2) del intercambiador de calor están configurados de forma tal que el refrigerante quecircula por cada uno de la pluralidad de los canales del refrigerante están formados para poder pasar a travésde trayectorias distintas mutuamente al menos en una porción entre la entrada del refrigerante y la salida delrefrigerante, que circula a lo largo en una dirección desde la fila del lado de barlovento hacia la fila del lado desotavento, o bien desde la fila del lado de sotavento a la fila del lado de barlovento, en secuencia entre lasfilas,

en donde el intercambiador de calor (15) comprende un intercambiador de calor superior (15a) y unintercambiador de calor inferior (15b) que están divididos verticalmente;

en donde el primer puerto del refrigerante (18) está dispuesto en un tubo (2) del intercambiador de calorlocalizado en la posición más inferior en la dirección de la gravedad del intercambiador de calor superior(15a);

en donde una tubería de conexión (16c) fuera de las tuberías de conexión de la tubería de ramificaciones (16)está dispuesta en el intercambiador de calor inferior; y

en donde uno de los segundos puertos del refrigerante (19a, 19b) está localizado en el intercambiador decalor superior (15a) y uno de los segundos puertos del refrigerante (19a, 19b) están localizados en elintercambiador de calor inferior (15b).

Acondicionador de aire y método de fabricación de acondicionador de aire

[Campo técnico] La presente invención está relacionada con un acondicionador de aire que realiza un intercambio de calor entre unos fluidos tales como un refrigerante y el aire, mediante el uso de un intercambiador de calor del tipo de aletas, y un método de fabricación del mismo.

[Antecedentes de la técnica] Entre las unidades interiores de los acondicionadores de aire convencionales, algunos han sido de un tipo en donde los canales de refrigeración en su intercambiador de calor están constituidos por dos trayectos y en donde el refrigerante se ha puesto en circulación de forma que pueda mantenerse el balance de la magnitud del intercambio de calor permitiendo la velocidad del viento (consultar el documento 1 de la patente, por ejemplo) . Así mismo, algunos han sido de un tipo en donde los canales del refrigerante en su intercambiador de calor están constituidos por dos trayectorias y en donde se proporciona una válvula de expansión a mitad del recorrido a lo largo de un canal del refrigerante, para permitir una operación de deshumidificación (consultar el Documento 2 de la patente por ejemplo. Además de ello, algunos han sido de un tipo en donde los canales del refrigerante en su intercambiador de calor están constituidos por dos trayectorias y en donde se mantiene el balance de las magnitudes de un refrigerante que circula a través de mutuamente recorridos distintos. (Consultar por ejemplo el documento 3 de la patente) . Además de ello, algunos son de un tipo en donde el numero de recorridos de los canales de refrigerantes en su intercambiador de calor se incrementa de 2 a 4 y en donde un incremento en la perdida de presión se suprime por el incremento del área de los canales de refrigerantes en el proceso de evaporación del refrigerante (consultar el documento 4 de la patente por ejemplo) .

[Documento 1 de la patente] Publicación numero 8-159502 de solicitudes de patentes japonesas no examinadas (páginas 2 a 3, figura 2) [Documento 2 de la patente] Publicación numero 2001-82759 (página 3 a 4, figura 2) de la publicación de solicitudes de patentes no examinadas japonesas [Documento 3 de la patente] Publicación numero 7-27359 (página 2 a 3, figura 2) de la publicación de solicitudes de patentes no examinadas japonesas [Documento 4 de la patente] Publicación numero 7-71841 (páginas 2 a 3, figura 1) de la publicación de solicitudes de patentes no examinadas japonesas En el documento EP 1085280 A1 se utiliza un intercambiador de calor que utiliza una mezcla de flujos y un dispositivo divisor, el cual tiene dos entradas y salidas plurales, eliminando por tanto la deriva de dos flujos de refrigerantes.

El documento US 6142220 A se expone un intercambiador de calor de aletas que contiene dos porciones que tienen una pluralidad de aletas y una pluralidad de tubos de transferencia térmica que penetran en las aletas de forma vertical. Una porción se proporciona con dos puertos de entrada y un puerto de salida, las dos porciones se conectan mediante una tubería de ramificación.

[Exposición de la invención]

[Problemas a resolver por la invención] En el acondicionador de aire convencional con canales de refrigerante de una configuración de dos recorridos, la velocidad de flujo del refrigerante en total es menor que en los canales de refrigerante de una configuración de un recorrido, y el coeficiente de transferencia térmica es particularmente menor en una porción en donde el refrigerante está en un estado superenfriado. Esto ha provocado un problema porque no puede obtenerse una gran capacidad del intercambiador de calor. Además de ello, en un acondicionador de aire de un tipo en donde su canal de refrigerante se ramifica a partir de dos recorridos en cuatro trayectos, una pluralidad de recorridos de los flujos del refrigerante se forma entre una entrada del refrigerante y una salida del refrigerante, pero este tipo ha tenido una configuración tal en una porción en donde el refrigerante fluye en las filas del tubo intercambiador de calor distinto para cada canal del refrigerante, en donde existe una parte en donde el refrigerante circula en las direcciones mutuamente opuestas en un único canal del refrigerante, tal como desde el lado de barlovento hacia la fila de sotavento, y desde la fila del lado de sotavento, y desde la fila del lado de sotavento hacia la fila del lado de barlovento en la dirección del flujo de aire. Por tanto, en los términos del cambio de temperatura en el flujo global, tiene lugar una porción en donde un cambio en la temperatura del aire y un cambio en la temperatura del refrigerante tiene lugar en las direcciones opuestas entre si. Esto ha provocado un problema en donde no puede obtenerse una gran capacidad del intercambiador de calor.

La presente invención se ha realizado para resolver los problemas anteriormente descritos. Un objeto de la presente invención es mejorar el rendimiento del intercambio de calor de un intercambiador de calor y poder conseguir un acondicionador de aire que tenga una gran eficiencia de alta potencia. Otro objeto de la presente invención es obtener un método para fabricar un acondicionador de aire que sea capaz de poder ser montado de forma relativamente fácil.

[Medios para resolver los problemas] Los objetos de la presente invención se resuelven mediante el acondicionador de aire de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 7 y mediante el método para la fabricación de un acondicionador de aire de acuerdo con la reivindicación 9. Las mejoras ventajosas de los acondicionadores de aire de la presente invención se proporcionan por las reivindicaciones dependientes.

La presente invención está caracterizada por la inclusión de un ventilador para introducir un gas que circula desde un puerto de entrada a un puerto de purgado; un intercambiador de calor para intercambiar calor entre el gas y un refrigerante, en donde el intercambiador de calor está dispuesto en la parte de admisión del ventilador; tubos del intercambiador de calor dispuestos en el intercambiador de calor, en donde los tubos del intercambiador de calor están substancialmente insertados perpendicularmente en una pluralidad de aletas dispuestas en paralelo entre si, a lo largo de la dirección del eje rotacional del ventilador con una separación determinada con el fin de formas filas a lo largo de la dirección longitudinal de las aletas, y estando conectadas entre si a lo largo de la dirección del flujo del gas en una pluralidad de filas, para formar unos canales refrigerantes entre un primer puerto de refrigerante y unos segundos puertos refrigerantes; en donde el primer puerto refrigerante y los segundos puertos refrigerantes están configurados tal que cuando el intercambiador de calor esté en funcionamiento como un condensador, el primer puerto refrigerante es una salida del refrigerante y los segundos puertos refrigerantes serán entradas de refrigerante y que cuando el intercambiador de calor esté siendo operado como un evaporador, el primer puerto refrigerante es una entrada de refrigerante y los segundos puertos refrigerantes serán salidas de refrigerante; y una tubería de ramificación que tenga tuberías conectadas a las porciones de las conexiones de los tubos del intercambiador de calor, y que parcialmente se incrementa o disminuye el numero de trayectos en los canales del refrigerante formados por los tubos del intercambiador de calor, en donde los tubos del intercambiador de calor están configurados tal que el refrigerante que fluye a través de cada pluralidad de los canales de refrigerante a través de trayectorias mutuamente distintas al menos en una porción entre la entrada de refrigerante y la salida de refrigerante, que circula a lo largo de una dirección desde la fila de barlovento a la fila de sotavento, o bien desde la fila del lado de barlovento en la dirección del flujo de gas, en secuencia entre las filas.

[Ventajas] El acondicionador de aire de acuerdo con la presente invención está configurado de forma que un trayecto está ramificado y se forman los canales del refrigerante, y en donde el refrigerante que pasa a través de cada pluralidad de los canales de refrigerante pasan a través de trayectorias mutuamente distintas entre una entrada de refrigerante y una salida de refrigerante de los flujos a lo largo de una dirección desde la fila del lado de barlovento a la fila del lado de sotavento en la dirección del flujo de aire en la secuencia entre las filas. En consecuencia, los cambios en la temperatura del aire desde un puerto de entrada a un puerto de purgado y los cambios en la temperatura del refrigerante desde la entrada del refrigerante a la salida del refrigerante pueden realizarse en forma paralela entre si, y el rendimiento de la transferencia... [Seguir leyendo]

1. Un acondicionador de aire que comprende:

un ventilador (5) configurado para introducir un gas que circula dentro del acondicionador de aire desde un puerto de admisión (8) en un puerto de purgado (6) ; un intercambiador de calor (15) configurado para intercambiar calor entre el gas y un refrigerante, en donde el intercambiador de calor (15) está dispuesto en el lado de admisión del ventilador (5) ; unos tubos (2) del intercambiador de calor dispuestos en el intercambiador de calor (15) , en donde los tubos del intercambiador de calor (2) están substancialmente insertados en forma perpendicular en una pluralidad de aletas (1) dispuestas en paralelo entre si con una separación predeterminada a lo largo de la dirección del eje rotacional del ventilador (5) , de forma que se configuren unas filas a lo largo de la dirección longitudinal de las aletas (1) , y estando conectadas entre si a lo largo de la dirección del flujo del gas en una pluralidad de filas, para formar por tanto unos canales del refrigerante entre un primer puerto del refrigerante (18) y unos segundos puertos del refrigerante (19a, 19b) ; en donde el primer puerto del refrigerante (18) y el segundo de los puertos del refrigerante (19a, 19b) están configurados de forma que cuando el intercambiador de calor

(15) se opera como un condensador, el primer puerto del refrigerante (18) es una salida del refrigerante y el segundo de los puertos del refrigerante (19a, 19b) son entradas del refrigerante y que cuando el intercambiador de calor (15) está operado como un evaporador, el primer puerto del refrigerante (18) es una entrada del refrigerante y el segundo puerto del refrigerante (19a, 19b) son salidas del refrigerante; y una tubería de ramificación (16) que tiene unas tuberías de conexión (16a, 16b, 16c) conectadas a las porciones de conexión de los tubos (2) del intercambiador de calor , y que parcialmente incrementan o reducen el numero de trayectorias en los canales del refrigerante formados por los tubos (2) del intercambiador de calor, en donde los tubos (2) del intercambiador de calor están configurados de forma tal que el refrigerante que circula por cada uno de la pluralidad de los canales del refrigerante están formados para poder pasar a través de trayectorias distintas mutuamente al menos en una porción entre la entrada del refrigerante y la salida del refrigerante, que circula a lo largo en una dirección desde la fila del lado de barlovento hacia la fila del lado de sotavento, o bien desde la fila del lado de sotavento a la fila del lado de barlovento, en secuencia entre las filas, en donde el intercambiador de calor (15) comprende un intercambiador de calor superior (15a) y un intercambiador de calor inferior (15b) que están divididos verticalmente; en donde el primer puerto del refrigerante (18) está dispuesto en un tubo (2) del intercambiador de calor localizado en la posición más inferior en la dirección de la gravedad del intercambiador de calor superior (15a) ; en donde una tubería de conexión (16c) fuera de las tuberías de conexión de la tubería de ramificaciones (16) está dispuesta en el intercambiador de calor inferior; y en donde uno de los segundos puertos del refrigerante (19a, 19b) está localizado en el intercambiador de calor superior (15a) y uno de los segundos puertos del refrigerante (19a, 19b) están localizados en el intercambiador de calor inferior (15b) .

2. El acondicionador de aire de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque cualquiera de las entradas del refrigerante y la salida del mismo (18, 19a, 19b) están provistas en un tubo (2) del intercambiador de calor localizado en una porción central de la fila del lado de barlovento; porque la otra entrada del refrigerante y la salida del mismo están provistos en un tubo del intercambiador de calor localizado en una porción central de la fila del lado de sotavento; y porque un tubo del intercambiador de calor localizado en el extremo de la fila del lado de sotavento en la dirección longitudinal está conectada a un tubo del intercambiador de calor en una fija adyacente a la fila del lado de sotavento.

3. El acondicionador de aire de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la tubería de ramificación (16) tiene unas tuberías de conexión (16a, 16b, 16c) a conectar a tres o más de los tubos del intercambiador de calor (2) ; y porque la tubería de ramificación (16) está configurada de forma que la perdida de presión en el instante en que el refrigerante circule por la conexión de la tubería de conexión (16c) con un tubo (2) del intercambiador de calor localizado en el lado inferior en la dirección de gravedad, fuera de las tuberías de conexión conectadas a un tubo del intercambiador de calor en el lado de aguas abajo, en el caso de un incremento del numero de trayectorias, llega a ser mas largo que la perdida de presión en el instante en que el refrigerante circula a través de una tubería de conexión, que conecte con un tubo del intercambiador de calor localizado en el lado superior en la dirección de la gravedad.

4. El acondicionador de aire de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la longitud de la tubería de conexión (16c) que conecta con el tubo (2) del intercambiador de calor en el lado inferior de la tubería de ramificación (16) en la dirección de la gravedad está hecha más larga que la longitud de la conexión de la tubería (16a) de conexión con el tubo (2) del intercambiador de calor localizado en el lado superior de la tubería de ramificación (16) en la dirección de la gravedad.

5. El acondicionador de aire de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los tubos (2) del intercambiador de calor constituyen la porción (R1) de una trayectoria en la fila del lado de barlovento en la dirección del flujo de gas y que están dispuestos en una porción en donde la velocidad del viento es más alta que en una porción en donde están dispuestas las porciones de la trayectoria plural.

6. El acondicionador de aire de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque cuando el intercambiador de calor (15) está operado como un condensador, el canal del refrigerante se reduce desde las porciones de la trayectoria plural (R21; R22) en la porción (R1) de una trayectoria; y porque las aletas (1) están en un contacto físico con el tubo (2) del intercambiador de calor de la salida (18) del refrigerante, que está separada térmicamente de las aletas (1) en contacto físico con el tubo (2) del intercambiador de calor localizado en forma mas cercana a la salida (18) del refrigerante, fuera del los tubos (2) del intercambiador de calor en la posición de aguas debajo de cada una de las porciones plurales de las trayectorias.

7. Un acondicionador de aire que comprende:

un ventilador (5) configurado para introducir un gas que circule dentro del acondicionador de aire desde un puerto de admisión (8) dentro del puerto de purgado (6) ; un intercambiador de calor (15) configurado para intercambiar calor entre el gas y un refrigerante, en donde el intercambiador de calor (15) está dispuesto sobre el lado de admisión del ventilador (5) ; tubos (2) del intercambiador de calor dispuestos en el intercambiador de calor (15) , en donde los tubos del intercambiador de calo (15) , en donde los tubos del intercambiador de calor (2) están insertados substancialmente en forma perpendicular en una pluralidad de aletas (1) dispuestas en paralelo entre si con una separación predeterminada a lo largo de la dirección del eje rotacional del ventilador (5) de manera que se formen filas a lo largo de la dirección longitudinal de las aletas (1) , y estando conectadas entre si a lo largo de la dirección del flujo del gas en una pluralidad de filas, para por tanto formar los canales del refrigerante entre un primer puerto (18) del refrigerante y un segundo puerto del refrigerante (19a, 19b) ; en donde el primer puerto del refrigerante (18) y el segundo puerto del refrigerante (19a, 19b) están configurados de forma tal que cuando el intercambiador de calor (esté siendo operado como un condensador, el primer puerto (18) del refrigerante es una salida del refrigerante y el segundo puerto del refrigerante (19a, 19b) son las entradas del refrigerante y que cuando el intercambiador de calor (15) se opere como un evaporador, el primer puerto

(18) del refrigerante es una entrada del refrigerante y los segundos puertos del refrigerante (19a, 19b) son las salidas del refrigerante, una tubería de ramificación (16) que tiene tuberías de conexión (16a, 16b, 16c) provistas para la conexión de las porciones de los tubos (2) del intercambiador de calor, y porque las ramificaciones, desde un trayecto en dos trayectos, el flujo del refrigerante desde un puerto (18) del refrigerante de la fila del lado de barlovento, provisto en el tubo (2) del intercambiador de calor (2) localizado en una porción central de la fila del lado de barlovento con respecto a la dirección del flujo del gas, hacia un puerto (19a, 19b) del refrigerante de la fila del lado de sotavento, provisto en un tubo del intercambiador de calor (2) localizado en una porción central de la fila más del lado de sotavento con respecto a la dirección del flujo de gas; y medios de separación (21) configurados para separar térmicamente las aletas verticalmente en la dirección longitudinal de las aletas (1) al menos en el lado del flujo de gas, en donde al menos una porción de los tubos (2) del intercambiador de calor en la fila del lado de barlovento está constituida en una trayectoria; y en donde las aletas (1) están en contacto físico con el tubo del intercambiador de calor (2, D17) localizado en la proximidad del puerto del refrigerante de la fila del lado de barlovento (18) fuera de dos tubos del intercambiador de calor (2, D17, D12) ) conectados con las porciones de dos trayectorias de la tubería de ramificación (16) y con las aletas (1) en contacto cercano con el puerto (18) del refrigerante de la fila del lado de barlovento que están separadas térmicamente entre si, en donde el intercambiador de calor (15) comprende un intercambiador de calor superior (15a) y un intercambiador (15b) de calor inferior, que están divididos verticalmente; en donde el primer puerto del refrigerante (18) está dispuesto en un tubo (2) del intercambiador de calor situado en la posición más inferior en la dirección de la gravedad del intercambiador de calor superior (15a) ; o bien en donde la tubería de conexión (16c) está fuera de las tuberías de conexión de la tubería de ramificación

(16) que está dispuesta en el intercambiador de calor inferior; y en donde uno de los segundos puertos del refrigerante (19a, 19b) está localizado en el intercambiador de calor superior (15a) y uno de los segundos puertos del refrigerante (19a, 19b) que está localizado en el intercambiador (15b) de calor inferior (15b)

8. El acondicionador de aire de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el intercambiador de calor (15) dispuesto en el lado frontal del ventilador (5) está construido por la disposición de dos intercambiadores de calor (15a, 15b) en una forma de galón o en forma de V, en donde los dos intercambiadores de calor tienen unas aletas de forma substancialmente igual entre si.

9. Un método para fabricar un acondicionador de aire en el que,

cuando se fabrica un intercambiador de calor comprende:

tubos del intercambiador de calor que están insertados substancialmente en forma perpendicular en una pluralidad de aletas dispuestas en paralelo entre si con una separación predeterminada con el fin de formar una pluralidad de filas a lo largo de la dirección longitudinal de las aletas, conectadas entre si a lo largo de la dirección del flujo de gas, para por tanto formar unos canales del refrigerante entre un primer puerto del refrigerante (18) y unos segundos puertos del refrigerante (19a, 19b) ; en donde el primer puerto del refrigerante (18) y los segundos puertos del mismo (19a, 19b) están configurados de forma tal que cuando el intercambiador de calor está siendo operado como un condensador, el primer puerto (18) del refrigerante es una salida del refrigerante y los segundos puertos (19a, 19b) son entradas del refrigerante y que cuando el intercambiador de calor esté siendo operado como un evaporador el primer puerto del refrigerante (18) es una entrada de refrigerante y los segundos puertos (19a, 19b) del refrigerante son salidas del refrigerante; y una tubería de ramificación que tiene unas tuberías de conexión (16a, 16b, 16c) conectadas a las porciones de conexión de los tubos del intercambiador de calor, y porque se incrementa y se reduce parcialmente el numero de trayectorias en los canales del refrigerante formados por los tubos del intercambiador de calor, el intercambiador de calor que comprende un intercambiador de calor superior y un intercambiador de calor inferior que están divididos verticalmente,

en el que el método de fabricación del acondicionador de aire comprende las siguientes etapas:

un extremo del tubo del intercambiador de calor que conecta la etapa (ST2) de los tubos del intercambiador de calor que se hayan insertado y fijado en las aletas sobre una base de dos por dos, mediante las tuberías de conexión; una etapa de conexión de la tubería de ramificaciones (ST3) para conectar las tuberías de conexión a los extremos de los tubos del intercambiador de calor; y

una etapa (ST4) de fijación del intercambiador de calor en un gabinete después del extremo del tubo del intercambiador de calor en la etapa de conexión y con la tubería de ramificación en la etapa de conexión, en donde el primer puerto del refrigerante está conectado a un tubo del intercambiador de calor localizado en la posición más baja en la dirección de la gravedad del intercambiador de calor superior (15a) ó bien en donde una tubería de conexión (16c) fuera de las tuberías de conexión de la tubería de ramificación (16) , está dispuesta en el intercambiador de calor inferior; y en donde uno de los segundos puertos del refrigerante (19a, 19b) está localizado en el intercambiador de calor superior (15a) y uno de los segundos puertos del refrigerante (19a, 19b) está localizado en el intercambiador de calor inferior (15b) .