Intercambiador de calor y aire acondicionado que utiliza el mismo.

Un intercambiador de calor que comprende:

una aleta (10) hecha de un material a base de aluminio que tiene una baja resistencia a la deformación;

yun tubo (20) de transferencia de calor hecho de un material a base de aluminio que tiene una resistencia a ladeformación más alta que el material a base de aluminio que forma la aleta (10), estando provisto el tubo (20) detransferencia de calor con una pluralidad de ranuras (21) interiores y que penetra la aleta (10) que se fija,en el que la pluralidad de ranuras (21) interiores se proporcionan casi paralelas a la dirección axial del tubo del tubo(20) de transferencia de calor,

el tubo (20) de transferencia de calor se une con la aleta (10) mediante la expansión del tubo (20) de transferenciade calor por el método de expansión del tubo mecánica o el método de expansión del tubo hidráulica,la pluralidad de ranuras (21) interiores se inclina de 0 a 2 grados respecto a la dirección axial del tubo (20) detransferencia de calor y el ángulo de vértice de la cresta entre las ranuras (21) interiores es de 5 a 20 grados, yla anchura superior de la zona (22) superior de la cresta del tubo (20) de transferencia de calor después de laexpansión entre las ranuras (21) interiores se hace para ser de 0,08 mm a 0,18 mm.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2009/057782.

Solicitante: MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 7-3, MARUNOUCHI 2-CHOME CHIYODA-KU TOKYO 100-8310 JAPON.

Inventor/es: ISHIBASHI,AKIRA, LEE,SANGMU, MATSUDA,TAKUYA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B21D53/08 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B21 TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL DE MATERIAL; CORTE DEL METAL POR PUNZONADO.B21D TRABAJO MECANICO O TRATAMIENTO DE CHAPAS, TUBOS, BARRAS O PERFILES METALICOS SIN ARRANQUE SUSTANCIAL DE MATERIAL; CORTE DE METALES POR PUNZONADO (trabajo mecánico o tratamiento de alambre B21F). › B21D 53/00 Fabricación de otros objetos especiales (fabricación de cadenas o de partes de cadenas B21L). › a partir de chapas y de tubos metálicos simultáneamente.
  • F25B39/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F25 REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR; FABRICACION O ALMACENAMIENTO DEL HIELO; LICUEFACCION O SOLIDIFICACION DE GASES.F25B MAQUINAS, INSTALACIONES O SISTEMAS FRIGORIFICOS; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR (sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor, p. ej. refrigerantes, o sustancias para la producción de calor o frío por reacciones químicas distintas a la combustión C09K 5/00; bombas, compresores F04; utilización de bombas de calor para la calefacción de locales domésticos o de otros locales o para la alimentación de agua caliente de uso doméstico F24D; acondicionamiento del aire, humidificación del aire F24F; calentadores de fluidos que utilizan bombas de calor F24H). › F25B 39/00 Evaporadores; Condensadores. › Evaporadores.
  • F25B39/04 F25B 39/00 […] › Condensadores.
  • F28F1/32 F […] › F28 INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL.F28F PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS APARATOS INTERCAMBIADORES O DE TRANSFERENCIA DE CALOR (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; purgadores de agua o aire, ventilación F16). › F28F 1/00 Elementos tubulares; Conjuntos de elementos tubulares (especialmente adaptados para el movimiento F28F 5/00). › teniendo los medios partes que se engarzan con otros elementos tubulares.
  • F28F1/40 F28F 1/00 […] › estando los medios solamente en el interior del elemento tubular.
  • F28F19/06 F28F […] › F28F 19/00 Prevención de la formación de depósitos o de la corrosión, p. ej. utilizando filtros. › de metal.

PDF original: ES-2427863_T3.pdf

 

Intercambiador de calor y aire acondicionado que utiliza el mismo.

Fragmento de la descripción:

Intercambiador de calor y aire acondicionado que utiliza el mismo Campo de la técnica La presente invención se refiere a un intercambiador de calor que incorpora tubos de transferencia de calor ranurados interiormente y un aparato de aire acondicionado que utiliza el mismo.

Antecedentes de la técnica El documento JP 11351791 describe un tubo de aluminio con la superficie interior ranurada en el que el lado de la piel interior en la que se ha formado una ranura en la superficie interior comprende una capa de una aleación de aluminio con una gran resistencia mecánica y proporciona una capa de una aleación de aluminio con esta gran resistencia mecánica.

Más allá de eso, el documento JP 04327792 A describe que los tubos de cobre con ranuras internas se fijan a las aletas de chapa de aluminio, etc. para formar un intercambiador de calor. Es decir, cuando se fuerza un tapón en el interior de un tubo de cobre, para expansionar el tubo, en cuya superficie exterior se han montado aletas, las aletas se ponen en estrecho contacto con el tubo.

Convencionalmente, en un intercambiador de calor de un acondicionador de aire o similar, los tubos de transferencia de calor ranurados interiormente está dispuestos generalmente en un intervalo regular y fluye un refrigerante por los mismos. La dirección axial del tubo y la dirección en la que se extienden las ranuras en la cara interior del tubo forman un cierto ángulo (7º - 30º) , múltiples ranuras se han tratado para formar crestas y se ha dispuesto que un fluido que fluye por el tubo se somete a una transición de fase (condensación y evaporación) . En una transición de fase así, el rendimiento del tubo de transferencia de calor ha sido mejorado mediante el aumento de un área superficial en el tubo, un efecto de agitación del fluido por las ranuras interiores, un efecto de retención de membrana líquida entre las ranuras por un efecto de capilaridad de las ranuras y similares (véase, por ejemplo, el documento de patente 1) .

Se describe un intercambiador de calor sin soldadura construido mediante aletas y tubos de aluminio de transferencia de calor (véase documento de patente 2) .

Se describe un tubo de transferencia de calor para un intercambiador de calor que impide la disminución del rendimiento de la transferencia de calor impidiendo el colapso de las ranuras debido a la expansión de los tubos en el momento del montaje de las aletas exteriores de los tubos (véase documento de patente 3) .

Documentos de la técnica anterior

Documentos de patente (documento de patente 1) Solicitud de patente japonesa no examinada número de publicación 60-142195 (página 2 y figura 1)

(documento de patente 2) Documento EP 0 122 612 A1

(documento de patente 3) Documento EP 0499 257 A2

Descripción de la invención Problemas a solucionar por la invención Los tubos de transferencia de calor convencionales, incluyendo el tubo de transferencia de calor descrito en el documento de patente 1, se hacen generalmente de un material metálico de cobre o de una aleación de cobre. Cuando se emplea un material de aluminio para un material de este tipo en beneficio de una mejora de la capacidad de tratamiento y reducción de peso, es fácilmente deformable puesto que la resistencia a la deformación es baja comparada con la del cobre. Sin embargo, cuando el tubo de transferencia de calor se expansiona con el fin de fijar una aleta, la cresta en la superficie interior se puede inclinar y no se puede obtener el rendimiento de la transferencia de calor igual o mayor que la de un tubo de cobre.

Además, puesto que la resistencia de un material de aluminio es más baja que la de un material de cobre, es necesario hacer un espesor de chapa de un fondo de ranura del grueso del tubo de transferencia de calor. Por lo tanto, hay un problema de que se incrementa la pérdida de carga en el tubo de transferencia de calor.

La presente invención se hace para solucionar los problemas descritos anteriormente. Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un intercambiador de calor en el cual, a pesar de que las aletas y tubos de transferencia de calor se componen de un material a base de aluminio, no se incrementa la pérdida de carga dentro del tubo de transferencia de calor, y se puede obtener un rendimiento igual o superior de la transferencia de calor a la de un tubo de cobre. También es un objeto de la presente invención proporcionar un aparato de aire acondicionado que utilice un intercambiador de calor de este tipo.

Medios para solucionar los problemas Los problemas se solucionan mediante un intercambiador según la reivindicación 1.

Ventajas De acuerdo con el intercambiador de calor de la presente invención, puesto que la dirección axial del tubo de la superficie interior del tubo de transferencia de calor es prácticamente paralela a la dirección de ranura, el rendimiento de la transferencia de calor dentro del tubo se puede hacer igual o mayor que la de un tubo de cobre sin aumentar la pérdida de carga en comparación con el tubo de transferencia de calor a base de cobre convencional. Además, incluso cuando el tubo de transferencia de calor se expansiona, las crestas formadas en la superficie interior del tubo no se convierten en inclinadas y se mejora la adhesión entre el tubo de transferencia de calor y la aleta en un grado igual o superior al del tubo de cobre y, por lo tanto, se alcanza una alta eficiencia. Además, el intercambiador de calor de la presente invención tiene una estructura que facilita la fabricación y el desmontaje, y por lo tanto se mejora la eficiencia del reciclaje.

Breve descripción de los dibujos (Figura 1) la figura 1 es una vista en sección horizontal que muestra una primera característica del intercambiador de

calor de la presente invención. (Figura 2) la figura 2 es un diagrama que muestra la relación entre la tensión y el esfuerzo de un tubo de aluminio duro y una aleta de aluminio blando.

(Figura 3) la figura 3 es un diagrama que muestra la relación entre la tensión y el esfuerzo de un tubo de aluminio

blando y una aleta de aluminio blando. (Figura 4) la figura 4 es un diagrama que muestra la relación entre el ángulo de avance y la tasa de incremento de una pérdida de la presión de evaporación.

(Figura 5) la figura 5 es una vista en sección lateral que muestra otra realización del intercambiador de calor de la presente invención.

(Figura 6) la figura 6 es una vista en sección ampliada que muestra una parte marcada “A” en la figura 5. (Figura 7) la figura 7 es un diagrama que muestra la relación entre la profundidad de la ranura después de la expansión del tubo y la tasa de intercambio de calor.

(Figura 8) la figura 8 es una vista en sección transversal lateral que muestra otra realización del intercambiador de

calor de la presente invención. (Figura 9) la figura 9 es un diagrama que muestra la relación entre el número de ranuras y la tasa de intercambio de calor.

(Figura 10) la figura 10 es una vista en sección transversal lateral que muestra una segunda característica del intercambiador de calor de la presente invención.

(Figura 11) la figura 11 es una vista en sección ampliada de una parte marcada “B” en la figura 10. (Figura 12) la figura 12 es un diagrama que muestra la relación entre un ángulo de vértice y la tasa de intercambio de calor.

(Figura 13) la figura 13 es una vista en sección en alzado que muestra un método de fabricación del intercambiador

de calor de la presente invención. (Figura 14) la figura 14 es una vista en sección lateral que muestra una tercera característica del intercambiador de calor de la presente invención.

(Figura 15) la figura 15 es una vista en sección ampliada de una parte marcada “C” en la figura 14. (Figura 16) la figura 16 es una vista en sección en alzado que muestra otra realización del intercambiador de calor de la presente invención.

Mejores modos de llevar a cabo la invención La figura 1 es una vista en sección en alzado de un intercambiador de calor que está seccionado en dirección vertical; la figura 2 es un diagrama que muestra la relación entre la tensión y el esfuerzo de un tubo de aluminio que tiene una alta resistencia a la deformación y una aleta de aluminio que tiene una baja resistencia a la deformación; la figura 3 es un diagrama que muestra la relación entre la tensión y el esfuerzo de un tubo de aluminio que tiene una baja resistencia a la deformación y una aleta de aluminio que tiene una baja resistencia a la deformación; y la figura 4 es un diagrama que muestra la relación entre el ángulo de avance y la tasa... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un intercambiador de calor que comprende:

una aleta (10) hecha de un material a base de aluminio que tiene una baja resistencia a la deformación; y

un tubo (20) de transferencia de calor hecho de un material a base de aluminio que tiene una resistencia a la deformación más alta que el material a base de aluminio que forma la aleta (10) , estando provisto el tubo (20) de transferencia de calor con una pluralidad de ranuras (21) interiores y que penetra la aleta (10) que se fija,

en el que la pluralidad de ranuras (21) interiores se proporcionan casi paralelas a la dirección axial del tubo del tubo (20) de transferencia de calor,

el tubo (20) de transferencia de calor se une con la aleta (10) mediante la expansión del tubo (20) de transferencia de calor por el método de expansión del tubo mecánica o el método de expansión del tubo hidráulica,

la pluralidad de ranuras (21) interiores se inclina de 0 a 2 grados respecto a la dirección axial del tubo (20) de transferencia de calor y el ángulo de vértice de la cresta entre las ranuras (21) interiores es de 5 a 20 grados, y

la anchura superior de la zona (22) superior de la cresta del tubo (20) de transferencia de calor después de la expansión entre las ranuras (21) interiores se hace para ser de 0, 08 mm a 0, 18 mm.

2. El intercambiador de calor de la reivindicación 1, en el que la profundidad (H) de la ranura (21) del tubo (20) de transferencia de calor después de la expansión es de 0, 2 mm a 0, 3 mm.

3. El intercambiador de calor de la reivindicación 1 o 2, en el que el número de las ranuras (21) del tubo (20) de transferencia de calor es de 40 a 60.

4. El intercambiador de calor de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la superficie exterior del tubo (20) de transferencia de calor se somete a la pulverización térmica de zinc y de proceso de difusión.

5. El intercambiador de calor de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el intercambiador de calor se emplea como evaporador o condensador en un ciclo de refrigeración en el que un compresor, un condensador, un dispositivo de estrangulación y un evaporador están conectados sucesivamente a través de tubos y se utiliza un refrigerante como fluido de trabajo.

6. El intercambiador de la reivindicación 5, en el que el refrigerante se selecciona a partir de uno cualquiera de un solo refrigerante HC, de refrigerante HC mixto, R32, R410A, R407C y dióxido de carbono.

7. Un aparato de aire acondicionado en el que se utiliza el intercambiador de calor de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.


 

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