BR112016023102B1

BR112016023102B1 - Trocador de calor para um dispositivo de transferência de calor, módulo de transferência de calor para um dispositivo de transferência de calor,dispositivo de transferência de calor e unidade de fonte de calor

Info

Publication number: BR112016023102B1
Application number: BR112016023102-3A
Authority: BR
Inventors: Mustafa K. Yanik; Yang Xu; Jing Yang
Original assignee: Danfoss Micro Channel Heat Exchanger (Jiaxing) Co., Ltd
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2015-04-16
Publication date: 2022-08-30
Also published as: KR20160144965A; CN103925742B; EP3139113A4; US20170108278A1; BR112016023102A2; EP3139113B1; US10429134B2; US10030912B2; CN103925742A; US20180299204A1; MX2016011150A; WO2015158280A1; KR102255779B1; JP6867163B2; JP2017514089A; RU2642932C1; EP3139113A1

Abstract

TROCADOR DE CALOR E RESPECTIVO MÉTODO DE FABRICAÇÃO, MÓDULO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR, DISPOSITIVO DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR E UNIDADE DE FONTE DE CALOR. Um trocador de calor (10) de um dispositivo de transferência de calor usado para unidades de refrigeração de água refrigeradas a ar ou máquinas comerciais para telhados, um método para fabricação do trocador de calor (10), um módulo de transferência de calor, um dispositivo de transferência de calor e uma unidade de fonte de calor. O trocador de calor (10) compreende: uma porção de corpo principal (ab); uma porção dobrada (cd) com uma seção transversal trapezoidal, a porção dobrada (cd) e a porção de corpo principal (ab) estando conectadas e aproximadamente perpendiculares uma à outra; dois tubos coletores (11, 12), dispostos em dois lados opostos do trocador de calor (10); e múltiplos tubos de transferência de calor (13), cada um se prolongando a partir de um tubo coletor (11) dos dois tubos coletores (11, 12) até ao outro tubo coletor (12), passando através da porção de corpo principal (ab) e da porção dobrada (cd), em que uma orla superior da porção dobrada (cd) e uma orla superior da porção de corpo principal (ab) do trocador de calor (10) estão localizadas aproximadamente no mesmo nível de altura.

Description

[0001] Este pedido reivindica a prioridade do pedido de patente chinês n° 201410158321.4 com o título de invenção “Trocador de calor e respectivo método de fabricação, módulo de transferência de calor, dispositivo de transferência de calor e unidade de fonte de calor”, submetido em 18 de abril de 2014, cujo conteúdo integral está aqui incorporado por referência.

CAMPO TÉCNICO

[0002] A presente invenção se refere ao campo do aquecimento, ventilação e ar condicionado, em particular a um trocador de calor e respectivo método de fabricação, módulo de transferência de calor, dispositivo de transferência de calor e unidade de fonte de calor, para uso no campo técnico do ar condicionado comercial.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[0003] O documento do estado da técnica WO2011013672 tem revelada uma unidade de fonte de calor. Especificamente, a unidade de fonte de calor está equipada com trocadores de calor para ar, cada trocador de calor para ar compreendendo múltiplas aletas para dissipação de calor dispostas em intervalos regulares, tubos de transferência de calor passando através das aletas para dissipação de calor, partes de placa dobradas, as quais se prolongam em dois lados e estão dobradas na mesma direção e, um módulo de transferência de calor. Cada módulo de transferência de calor compreende dois trocadores de calor para ar, cada trocador de calor para ar possuindo uma parte dobrada disposta no lado oposto a uma parte dobrada de um outro trocador de calor para ar. O trocador de calor para ar está inclinado, de modo a que as orlas inferiores estejam próximas uma da outra, mas as orlas superiores estejam afastadas; desta forma o módulo de transferência de calor tem substancialmente o formato de um V, em um desenho de vista lateral.

[0004] No entanto, as orlas dos trocadores de calor nos lados esquerdo e direito na unidade de fonte de calor acima mencionada estão afastadas em uma parte superior da estrutura com o formato de um V. Desta forma, continua a ser necessária uma placa envolvente (ou placa de metal) para conectar dois trocadores de calor e, como resultado, o espaço entre dois trocadores de calor não é efetivamente usado.

[0005] Cada vez estão sendo colocados requisitos mais elevados para a eficiência energética de sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (sistemas HVAC), portanto existe uma necessidade sempre crescente de trocadores de calor com um desempenho mais elevado. No presente, a única opção no estado da técnica é fabricar trocadores de calor e sistemas de ar condicionado maiores e, isto aumenta os custos de fabricação e de instalação.

[0006] Face ao exposto, existe definitivamente uma necessidade de providenciar um trocador de calor inovador e respectivo método de fabricação, um módulo de transferência de calor, um dispositivo de transferência de calor e uma unidade de fonte de calor, os quais tenham a capacidade de resolver pelo menos parcialmente o problema acima.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] O objetivo da presente invenção é solucionar pelo menos um aspeto dos problemas e deficiências no estado da técnica, acima mencionados.

[0008] Em um aspeto da presente invenção, é providenciado um trocador de calor para um dispositivo de transferência de calor em uma unidade de refrigeração de água refrigerada a ar ou máquina comercial para telhado, o trocador de calor compreendendo:

[0009] uma parte de corpo principal;

[0010] uma parte de dobramento, possuindo uma seção transversal substancialmente trapezoidal, a parte de dobramento e a parte do corpo principal estando conectadas uma à outra e se situando substancialmente no mesmo plano;

[0011] pelo menos um tubo de transferência de calor se prolongando entre a parte do corpo principal e a parte de dobramento, com os tubos de transferência de calor na parte de dobramento estando dobrados ou inclinados com relação aos tubos de transferência de calor na parte do corpo principal.

[0012] De preferência, o tubo de transferência de calor está serpenteado, de modo a se prolongar continuamente em uma forma sinuosa parcialmente ou completamente entre a parte do corpo principal e a parte de dobramento.

[0013] De preferência, o trocador de calor compreende também dois coletores dispostos em dois lados opostos do trocador de calor,

[0014] em que existem múltiplos tubos de transferência de calor, cada um dos tubos de transferência de calor se prolongando a partir de um dos dois coletores até ao outro coletor, através da parte do corpo principal e da parte de dobramento.

[0015] De preferência, a parte de dobramento é usada para formar um lado substancialmente trapezoidal do dispositivo de transferência de calor, as bases de cima e de baixo das seções transversais trapezoidais estão substancialmente paralelas a uma orla superior e a uma orla inferior do lado trapezoidal, um ou dois lados dos tubos de transferência de calor está/estão dobrados em um ângulo α, usando uma direção da largura como um eixo, em que os pontos de dobramento dos tubos de transferência de calor estão substancialmente em uma linha de dobramento reta e, o ângulo α está dentro da gama de θ/2-5° a θ/2+5°, em que θ é o ângulo incluído entre duas orlas não paralelas do lado trapezoidal.

[0016] De preferência, quando o lado trapezoidal é formado por uma parte de dobramento com uma seção transversal trapezoidal, um ângulo incluído β entre o coletor na seção transversal trapezoidal e a linha de dobramento reta, é substancialmente igual ao ângulo incluído θ e, o ângulo α é igual à metade do ângulo incluído θ;

[0017] quando o lado trapezoidal é formado conectando simetricamente duas partes de dobramento com seções transversais trapezoidais, um ângulo incluído β entre o coletor na seção transversal trapezoidal e a linha de dobramento reta é substancialmente igual a metade do ângulo incluído θ e, o ângulo α é igual a metade do ângulo incluído θ.

[0018] Em um outro aspeto da presente invenção, é providenciado um trocador de calor para um dispositivo de transferência de calor em uma unidade de refrigeração de água refrigerada a ar ou máquina comercial para telhado, o trocador de calor compreendendo:

[0019] uma parte de corpo principal;

[0020] uma parte de dobramento possuindo uma seção transversal trapezoidal, a parte de dobramento e a parte do corpo principal estando conectadas uma à outra e substancialmente perpendiculares;

[0021] pelo menos um tubo de transferência de calor se prolongando entre a parte do corpo principal e a parte de dobramento,

[0022] em que uma orla superior da parte de dobramento e uma orla superior da parte do corpo principal do trocador de calor estão substancialmente no mesmo nível de altura.

[0023] De preferência, o tubo de transferência de calor está serpenteado, de modo a se prolongar continuamente de uma forma sinuosa parcialmente ou completamente entre a parte do corpo principal e a parte de dobramento.

[0024] De preferência, o trocador de calor compreende dois coletores dispostos em dois lados opostos do trocador de calor,

[0025] em que o pelo menos um tubo de transferência de calor compreende múltiplos tubos de transferência de calor, cada um dos tubos de transferência de calor se prolongando a partir de um dos dois coletores até ao outro coletor, através da parte do corpo principal e da parte de dobramento.

[0026] De preferência, os tubos de transferência de calor estão dispostos em intervalos na parte do corpo principal e na parte de dobramento e se prolongam, substancialmente paralelos um ao outro, na parte do corpo principal e na parte de dobramento.

[0027] De preferência, os tubos de transferência de calor são tubos achatados e estão encaixados sobre os coletores por meio de ranhuras nos coletores, os tubos achatados se prolongam entre os coletores em dois lados do trocador de calor e, de preferência, estão providenciadas aletas sobre os tubos achatados.

[0028] De preferência, o trocador de calor é formado através das seguintes etapas:

[0029] em primeiro lugar, um ou dois lados de cada tubo achatado é dobrado em um ângulo α, usando uma direção da largura como um eixo, os tubos achatados dobrados são inseridos sequencialmente no interior das ranhuras nos coletores, em que os pontos de dobramento dos tubos achatados estão substancialmente sobre uma linha de dobramento reta;

[0030] os tubos achatados dobrados continuam então a ser dobrados ao longo da linha de dobramento reta, de modo a que a parte do corpo principal fique perpendicular ou substancialmente perpendicular à parte de dobramento;

[0031] em que a parte de dobramento é usada para formar um lado substancialmente trapezoidal do dispositivo de transferência de calor, as bases de cima e de baixo da seção transversal trapezoidal estão substancialmente paralelas a uma orla superior e a uma orla inferior do lado trapezoidal e, o ângulo α está dentro da gama de θ/2-5° a θ/2+5°, em que θ é o ângulo incluído entre duas orlas não paralelas do lado trapezoidal.

[0032] De preferência, quando o lado trapezoidal é formado por uma parte de dobramento com uma seção transversal trapezoidal, um ângulo incluído β entre o coletor na seção transversal trapezoidal e a linha de dobramento reta é substancialmente igual ao ângulo incluído θ e, o ângulo α é igual à metade do ângulo incluído θ;

[0033] quando o lado trapezoidal é formado conectando simetricamente duas partes de dobramento com seções transversais trapezoidais, um ângulo incluído β entre o coletor na seção transversal trapezoidal e a linha de dobramento reta é substancialmente igual a metade do ângulo incluído θ e, o ângulo α é igual a metade do ângulo incluído θ.

[0034] De preferência, quando uma parte de dobramento é providenciada em somente um lado da parte do corpo principal, o espaçamento entre os tubos achatados na parte de dobramento é L, o tubo achatado na orla mais embaixo na parte de dobramento é o mais curto, o tubo achatado na orla mais em cima é o mais longo e, os comprimentos dos tubos achatados aumentam de preferência progressivamente em 2Ltgα, a partir debaixo até ao topo.

[0035] De preferência, quando uma parte de dobramento é providenciada em cada um dos dois lados da parte de corpo principal, o espaçamento entre os tubos achatados na parte de dobramento é L, o tubo achatado na orla mais em baixo na parte de dobramento é o mais curto, o tubo achatado na orla mais em cima é o mais longo e, os comprimentos dos tubos achatados aumentam de preferência progressivamente em 2Ltgα ou 4Ltgα, a partir debaixo até ao topo.

[0036] De preferência, não estão substancialmente providenciadas aletas sobre os tubos de transferência de calor nos pontos de dobramento entre a parte do corpo principal e a parte de dobramento; de preferência, uma extremidade de cada tubo de transferência de calor está dobrada na parte de dobramento, de modo a que o tubo de transferência de calor seja inserido no interior da ranhura no coletor, perpendicularmente ou substancialmente na perpendicular; de preferência, a parte do corpo principal do trocador de calor é substancialmente retangular, quadrada, trapezoidal ou em formato de paralelogramo.

[0037] Em um outro aspeto da presente invenção, é providenciado um módulo de transferência de calor para um dispositivo de transferência de calor em uma unidade de refrigeração de água refrigerada a ar ou uma máquina comercial para telhado, o dispositivo de transferência de calor compreendendo pelo menos um módulo de transferência de calor, o pelo menos um módulo de transferência de calor possuindo pelo menos um lado trapezoidal;

[0038] o lado trapezoidal é um lado de transferência de calor, um dos módulos de transferência de calor é formado encaixando em conjunto duas unidades de transferência de calor nos lados esquerdo e direito, em que pelo menos uma unidade de transferência de calor é um trocador de calor, como descrito acima ou um trocador de calor formado dobrando o trocador de calor como descrito acima.

[0039] De preferência, o módulo de transferência de calor compreende duas unidades de transferência de calor, as duas unidades de transferência de calor sendo substancialmente idênticas ou simétricas e, a unidade de transferência de calor sendo um trocador de calor, possuindo uma parte de dobramento com uma seção transversal trapezoidal em somente um lado.

[0040] De preferência, o módulo de transferência de calor compreende duas unidades de transferência de calor, uma das duas unidades de transferência de calor sendo um trocador de calor, possuindo somente uma parte de corpo principal e, a outra unidade de transferência de calor sendo um trocador de calor, possuindo uma parte de dobramento com uma seção transversal trapezoidal em dois lados.

[0041] Em um outro aspeto da presente invenção, é providenciado um dispositivo de transferência de calor em uma unidade de refrigeração de água refrigerada a ar ou uma máquina comercial para telhado, o dispositivo de transferência de calor compreendendo pelo menos um módulo de transferência de calor, o pelo menos um módulo de transferência de calor possuindo pelo menos um lado substancialmente trapezoidal;

[0042] o lado trapezoidal é um lado de transferência de calor e compreende um coletor e múltiplos tubos de transferência de calor, dispostos sobre o coletor.

[0043] De preferência, um dos módulos de transferência de calor é formado encaixando em conjunto duas unidades de transferência de calor nos lados esquerdo e direito, em que o lado trapezoidal é formado dobrando pelo menos uma das duas unidades de transferência de calor nos lados esquerdo e direito; ou

[0044] um dos módulos de transferência de calor é formado por uma única unidade de transferência de calor, em que o lado trapezoidal é formado dobrando uma parte da única unidade de transferência de calor; ou

[0045] um de cada um dos módulos de transferência de calor é formado por múltiplas unidades de transferência de calor, em que o lado trapezoidal é formado por uma única unidade de transferência de calor, o lado trapezoidal estando encaixado sobre o módulo de transferência de calor, ou

[0046] um dos módulos de transferência de calor compreende uma unidade de transferência de calor e um componente de suporte, os quais estão encaixados em conjunto virados um para o outro, com a unidade de transferência de calor estando dobrada para formar o lado trapezoidal e, o lado trapezoidal estando encaixado sobre o componente de suporte.

[0047] De preferência, cada unidade de transferência de calor é um único trocador de calor, o trocador de calor compreendendo dois coletores e múltiplos tubos de transferência de calor, dispostos em intervalos entre os coletores, com aletas de preferência dispostas sobre os tubos de transferência de calor.

[0048] De preferência, o lado trapezoidal é formado dobrando pelo menos uma de duas unidades de transferência de calor nos lados esquerdo e direito, em que pelo menos uma das unidades de transferência de calor é o trocador de calor descrito acima.

[0049] Em um outro aspeto da presente invenção, é providenciado um método para fabricação do trocador de calor descrito acima,

[0050] o trocador de calor sendo formado através das seguintes etapas:

[0051] em primeiro lugar, um ou dois lados de cada tubo achatado é dobrado, usando uma direção da largura como um eixo, os tubos achatados dobrados são inseridos sequencialmente no interior das ranhuras nos dois coletores, em que os pontos de dobramento dos tubos achatados estão substancialmente sobre uma linha de dobramento reta;

[0052] os tubos achatados dobrados continuam então sendo dobrados ao longo da linha de dobramento reta, usando a linha de dobramento reta como um eixo, de modo a que a parte do corpo principal fique perpendicular ou substancialmente perpendicular à parte de dobramento com a seção transversal trapezoidal.

[0053] De preferência, um ou dois lados de cada tubo achatado é dobrado em um ângulo α, usando uma direção da largura como um eixo, em que a parte de dobramento é usada para formar um lado substancialmente trapezoidal do dispositivo de transferência de calor, as bases de cima e de baixo da seção transversal trapezoidal estão substancialmente paralelas a uma orla superior e a uma orla inferior do lado trapezoidal e, o ângulo α está dentro da gama de θ/2-5° a θ/2+5°, em que θ é o ângulo incluído entre duas orlas não paralelas do lado trapezoidal.

[0054] De preferência, quando o lado trapezoidal é formado por uma parte de dobramento com uma seção transversal trapezoidal, um ângulo incluído β entre o coletor na seção transversal trapezoidal e a linha de dobramento reta é substancialmente igual ao ângulo incluído θ e, o ângulo α é igual à metade do ângulo incluído θ;

[0055] quando o lado trapezoidal é formado conectando simetricamente duas partes de dobramento com as seções transversais trapezoidais, um ângulo incluído β entre o coletor na seção transversal trapezoidal e a linha de dobramento reta é substancialmente igual a metade do ângulo incluído θ e, o ângulo α é igual a metade do ângulo incluído θ.

[0056] De preferência, uma extremidade dos tubos achatados na seção transversal trapezoidal do trocador de calor é dobrada, de modo que o tubo achatado seja inserido no interior da ranhura no coletor perpendicularmente ou substancialmente na perpendicular.

[0057] Em um outro aspeto da presente invenção, é providenciada uma unidade de fonte de calor, a unidade de fonte de calor compreendendo também, em cooperação uma com a outra, um dispositivo de transferência de calor, um ventilador, uma placa de drenagem de água em comunicação com o dispositivo de transferência de calor e, uma sala de máquinas, a qual aloja as partes constituindo o ciclo de refrigeração que não sejam o dispositivo de transferência de calor; o dispositivo de transferência de calor é o dispositivo de transferência de calor como descrito acima ou um dispositivo de transferência de calor usando o trocador de calor fabricado segundo o método descrito acima.

[0058] O dispositivo de transferência de calor, de acordo com a presente invenção não tem necessidade de chapas de metal adicionais para conectar os trocadores de calor dos lados esquerdo/direito. Pelo menos um dos trocadores de calor dos lados esquerdo/direito está dobrado e, os trocadores de calor dos lados esquerdo/direito estão conectados um ao outro para aumentar a área de transferência de calor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0059] Estes e/ou outros aspectos e vantagens da presente invenção vão se tornar óbvios e fáceis de entender através da descrição que se segue das modalidades preferidas, em conjugação com os desenhos que as acompanham, em que:

[0060] Figura 1 é um diagrama esquemático de um dispositivo de transferência de calor, de acordo com a presente invenção;

[0061] Figura 2 é um diagrama esquemático de um módulo de transferência de calor, de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção, excluindo todas as partes que não sejam a unidade de transferência de calor ou o trocador de calor;

[0062] Figura 3 é um diagrama esquemático do trocador de calor na Figura 2, depois dos tubos achatados terem sido dobrados pela primeira vez;

[0063] Figura 4 é um diagrama esquemático do trocador de calor na Figura 2, depois de ter sido dobrado pela última vez;

[0064] Figura 5 é um diagrama esquemático estrutural dos tubos achatados do trocador de calor, mostrado na Figura 2, inseridos perpendicularmente no interior do coletor;

[0065] Figura 6 é um diagrama esquemático de um módulo de transferência de calor, de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção, excluindo todas as partes que não sejam a unidade de transferência de calor ou o trocador de calor;

[0066] Figura 7 é um diagrama esquemático do trocador de calor na Figura 6, depois dos tubos achatados terem sido dobrados pela primeira vez;

[0067] Figura 8 é um diagrama esquemático do trocador de calor na Figura 6, depois de ter sido dobrado pela última vez;

[0068] Figura 9 é um diagrama esquemático de um módulo de transferência de calor, de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção, excluindo todas as partes que não sejam a unidade de transferência de calor ou o trocador de calor;

[0069] Figura 10 é um diagrama esquemático do trocador de calor na Figura 9, depois dos tubos achatados terem sido dobrados pela primeira vez; e

[0070] Figura 11 é um diagrama esquemático do trocador de calor na Figura 9, depois de ter sido dobrado pela última vez.

MODALIDADES EM PARTICULAR

[0071] A solução técnica da presente invenção é explicada com maior detalhe em baixo por meio de modalidades, em conjugação com as Figuras 1 - 11. Nesta descrição, as classificações dos desenhos idênticas ou semelhantes indicam componentes idênticos ou semelhantes. A explicação que se segue das modalidades da presente invenção, com referência aos desenhos que a acompanham, se destina a explicar o conceito inventivo global da presente invenção e, não deverá ser interpretada como uma limitação da presente invenção.

[0072] Como vai ser entendido a partir dos antecedentes da técnica da presente invenção, o ponto fundamental de concepção da presente invenção reside no melhoramento do módulo de transferência de calor usado na unidade de fonte de calor no documento WO 2011013672. Especificamente, visto que o par de trocadores de calor nesse documento está disposto substancialmente em um formato com a forma de um V, em um desenho em vista lateral, um espaço substancialmente com a forma de um V vai ser formado entre as partes dobradas dos trocadores de calor para ar opostos. Claramente, no documento acima, o espaço entre as partes dos corpos principais do par de trocadores de calor que foram encaixadas em conjunto e, o espaço entre suas partes dobradas adjacentes, formam ambos substancialmente o mesmo formato de um V, por outras palavras, os ângulos incluídos entre eles são os mesmos e, estão geralmente dentro da gama de 30 - 90°. O resultado final é que o espaço com o formato de um V entre o par de trocadores de calor não é usado eficazmente. Visto que o ângulo incluído entre eles é grande, o espaço com o formato de um V tem de ser fechado por um corpo da placa que tenha sido cortado em um formato substancialmente com a forma de um V, isto é, uma placa envolvente, para evitar que o ar ou o vento passem através do espaço com o formato de um V e afetando deste modo o efeito de transferência de calor.

[0073] Na presente invenção, são providenciados um trocador de calor e respectivo método de fabricação, um módulo de transferência de calor, um dispositivo de transferência de calor e uma unidade de fonte de calor, os quais solucionam com sucesso as deficiências mencionadas no documento acima, pelo menos parcialmente. Desta forma, a descrição em baixo vai se focar em maneiras nas quais a presente invenção melhora o trocador de calor e o respectivo método de fabricação, o módulo de transferência de calor, o dispositivo de transferência de calor e a unidade de fonte de calor. A disposição dos componentes na unidade de fonte de calor mencionada no documento acima (tais como um ventilador, uma placa de drenagem de água em comunicação com o dispositivo de transferência de calor e, uma sala de máquinas, a qual aloja as partes constituindo o ciclo de refrigeração que não sejam o dispositivo de transferência de calor) pode também ser aplicada na presente invenção e, portanto o documento acima mencionado pode ser referido para uma descrição específica desses componentes, os quais não são aqui descritos com detalhe de novo.

[0074] Fica claro a partir do documento acima mencionado que um trocador de calor convencional é geralmente retangular e, necessita de um elemento em chapa de metal para fechar o lado com o formato de um V. Tem de ser aqui explicado que, embora ele seja referido como um lado com o formato de um V no documento acima mencionado, em processos de fabricação reais ele é geralmente fabricado para ter um formato substancialmente trapezoidal, como pode ser visto a partir dos desenhos que acompanham a presente invenção e do documento acima mencionado. Portanto, na presente invenção ele é referido como um trapezoidal lado, de modo a estar mais em conformidade com a situação real. O objeto da presente invenção é aumentar a área de transferência de calor, para satisfazer diferentes requisitos de aplicação e instalação. Pode ser visto a partir do que se segue que na presente invenção, o trocador de calor está dobrado, de modo a que um lado forme um formato trapezoidal ou substancialmente trapezoidal, para substituir o lado trapezoidal fechado por um elemento em chapa de metal.

[0075] O trocador de calor e respectivo método de fabricação, o módulo de transferência de calor, o dispositivo de transferência de calor e a unidade de fonte de calor, de acordo com uma modalidade da presente invenção, podem ser aplicados a um sistema comercial de ar condicionado, especificamente usado em uma unidade de fonte de calor, a uma unidade de refrigeração de água refrigerada a ar ou a uma máquina comercial para telhado. Em geral, o dispositivo de transferência de calor compreende pelo menos um módulo de transferência de calor, possuindo pelo menos um lado (aqui embaixo abreviado como lado trapezoidal) com uma seção transversal substancialmente trapezoidal, perpendicular aos lados esquerdo e direito, em que o lado trapezoidal é um lado de transferência de calor, isto é, um lado formado por um coletor e tubos de transferência de calor e/ou aletas sobre ele. Aqui embaixo, é mostrada somente uma unidade de transferência de calor em um lado em um módulo de transferência de calor, por motivos de concisão, isto é, a estrutura de um trocador de calor, como um exemplo.

[0076] Com referência à Figura 1, é mostrada uma vista de um dispositivo de transferência de calor, usando o módulo de transferência de calor, de acordo com a presente invenção. Com vista a nos focarmos na descrição dos pontos importantes, a figura omite os componentes relacionados em uma unidade para refrigeração de água ou uma unidade de fonte de calor a elas associados. Tendo em conta o fato de que a principal concepção da presente invenção se refere ao dispositivo de transferência de calor, uma tal omissão não vai afetar a compreensão da presente invenção por parte dos peritos na técnica e, não vai fazer com que o conteúdo revelado da presente invenção fique incompleto.

[0077] A Figura 1 mostra um dispositivo de transferência de calor, o qual possui somente quatro módulos de transferência de calor. Pode ser entendido que o dispositivo de transferência de calor, de acordo com a presente invenção, pode compreender um ou mais (e.g., dois, três, cinco) módulos de transferência de calor 100 e um número correspondente de módulos ventiladores ou unidades ventiladoras, em que os múltiplos módulos ventiladores ou unidades ventiladoras formam um aparelho ventilador ou sistema ventilador. É claro que cada unidade ou módulo ventilador pode também ser um ventilador ou um maior número de ventiladores.

[0078] Em uma modalidade da presente invenção, cada módulo de transferência de calor 100 compreende uma unidade de transferência de calor 10 e uma unidade de transferência de calor 20. No módulo de transferência de calor 100, o lado trapezoidal é formado por, pelo menos, uma parte de dobramento na unidade de transferência de calor 10 e/ou na unidade de transferência de calor 20. É claro que, os peritos na técnica vão entender que a maneira em que o módulo de transferência de calor 100 é formado não está limitada ao tipo descrito acima; o módulo de transferência de calor 100 pode também ser formado nas seguintes maneiras: o módulo de transferência de calor 100 pode compreender uma única unidade de transferência de calor, com os respectivos lados trapezoidais sendo formados dobrando uma parte da única unidade de transferência de calor (por exemplo, dobrando duas extremidades de um único trocador de calor de placa lisa). Como alternativa, o módulo de transferência de calor 100 pode também ser formado por múltiplas unidades de transferência de calor, em que um lado trapezoidal é formado por uma única unidade de transferência de calor, o lado trapezoidal estando encaixado em uma outra parte (por exemplo, um outro trocador de calor adjacente a ele) do módulo de transferência de calor. Como alternativa, o módulo de transferência de calor 100 pode também compreender uma unidade de transferência de calor e um componente de suporte (por exemplo, um componente de suporte com placa de metal), os quais são encaixados em conjunto virados em para o outro, com a unidade de transferência de calor sendo dobrada para formar o lado trapezoidal e, o lado trapezoidal sendo encaixado no componente de suporte. Em princípio, cada unidade de transferência de calor é um único trocador de calor no sentido convencional,isto é, possui dois coletores e múltiplos tubos de transferência de calor (por exemplo, tubos achatados, sobre os quais podem ser dispostas múltiplas aletas, se possível) se prolongando em paralelo em intervalos entre eles. É claro que podem ser também incluídos múltiplos trocadores de calor. Para tornar a descrição concisa, uma única unidade de transferência de calor está abreviada em baixo como um trocador de calor.

[0079] Os peritos na técnicatécnica vão entender que quando o dispositivo de transferência de calor tem múltiplos módulos de transferência de calor 100, o dispositivo de transferência de calor pode ser formado por múltiplos módulos de transferência de calor 100 do mesmo tipo, ou empregar qualquer combinação dos diferentes tipos de módulo de transferência de calor 100 descritos acima, conforme necessário.

[0080] Com referência à Figura 1, uma extremidade de topo do módulo de transferência de calor 100 está equipada com uma placa de topo 50 e, um módulo ou uma unidade ventiladora 30 está equipada sobre a placa de topo, em uma posição correspondente aos trocadores de calor 10 e 20. Em uma modalidade, uma saída de vento cilíndrica 31 está providenciada em uma direção de saliência no sentido ascendente, a partir da placa de topo 50 e, um envolvente de ventilador 32 cobre uma face terminal saliente da saída de vento 31. O ventilador 30 compreende: um ventilador do tipo hélice, alojado dentro da saída de vento 31; um eixo do núcleo, montado em oposição ao envolvente de ventilador 32 e, um motor de ventilador, com o ventilador do tipo hélice estando montado sobre um eixo de rotação.

[0081] É claro que, com vista a fixar melhor o módulo de transferência de calor 100 no lugar, a parte de baixo do módulo de transferência de calor 100 pode também ser equipada com um elemento de suporte ou uma estrutura de suporte (não mostrada), a qual o fixa no lugar. Na prática, como mostra a Figura 1, os lados esquerdo e direito do módulo de transferência de calor 100 não são lados com o formato de um V em um sentido estrito, mas sim lados trapezoidais em aplicações práticas. Como mostrado na figura, cada módulo de transferência de calor 100 tem, em ambos os lados esquerdo e direito no plano da página, um lado trapezoidal com um ângulo incluído θ entre duas orlas não paralelas.

[0082] Fazendo referência à Figura 2, a qual mostra um módulo de transferência de calor 100 em uma primeira modalidade da presente invenção. Por motivos de simplicidade, é aqui mostrada somente uma parte de transferência de calor ou um trocador de calor/unidade de transferência de calor nela contida. O módulo de transferência de calor 100 compreende uma unidade de transferência de calor 10 e uma unidade de transferência de calor 20, as quais foram dobradas. Tendo em conta o fato de que na presente invenção a unidade de transferência de calor 10 e a unidade de transferência de calor 20 são cada uma delas formadas por um único trocador de calor, elas são abreviadas como trocador de calor 10 ou 20. É claro que, as unidades de transferência de calor 10 e 20 podem também ser formadas por dois ou mais trocadores de calor (cujos trocadores de calor são conhecidos no estado da técnica,isto é, cada trocador de calor tem dois coletores, bem como tubos de transferência de calor e aletas dispostas entre eles). Com referência especificamente à Figura 3, o trocador de calor 10 compreende um coletor 11, um coletor 12, tubos de transferência de calor 13 e aletas 14, os quais se encontram substancialmente no mesmo plano (por exemplo no plano da página na Figura 3). Os múltiplos tubos de transferência de calor se prolongando horizontalmente em uma direção esquerda - direita no plano da página na Figura 3 (e as aletas, se providenciadas) formam uma parte do corpo principal ab do trocador de calor 10, enquanto múltiplos tubos de transferência de calor e aletas, dispostos em um ângulo α com relação à direção esquerda - direita no plano da página na Figura 3, formam uma parte de dobramento cd. A parte de dobramento cd tem uma seção transversal substancialmente trapezoidal, para formar um lado trapezoidal do módulo de transferência de calor (isto vai ser descrito em baixo). A parte do corpo principal ab e a parte de dobramento cd estão conectadas em uma linha reta Y, a qual é chamada uma linha de dobramento reta Y devido ao fato de que, como descrito embaixo, a parte de dobramento cd vai ser dobrada para o exterior com relação ao plano da página na Figura 3, usando a linha de dobramento reta Y como um eixo.

[0083] No trocador de calor 10 mostrado na Figura 3, os coletores 11 e 12 estão respetivamente dispostos nos lados mais externos do trocador de calor 10, isto é, no lado esquerdo da parte do corpo principal ab e no lado direito da parte de dobramento cd. Os comprimentos do coletor 11 e do coletor 12 são iguais ou aproximadamente iguais, mas como mostrado na figura, eles formam um determinado ângulo ou estão inclinados com relação um ao outro. Múltiplos tubos de transferência de calor 13 estão dispostos em intervalos, paralelos um ao outro, entre o coletor 11 e o coletor 12. Múltiplas ranhuras para encaixar os tubos de transferência de calor 13 estão providenciadas sobre os coletores 11 e 12, respetivamente. As aletas 14 estão dispostas entre os tubos de transferência de calor adjacentes 13. Neste exemplo, os tubos de transferência de calor 13 são tubos achatados.

[0084] Um ou dois lados dos tubos de transferência de calor 13 está/estão dobrados em um ângulo α, por exemplo, usando uma direção da largura como um eixo, em que pontos de dobramento dos tubos de transferência de calor estão substancialmente sobre a linha de dobramento reta Y, o ângulo α está dentro da gama de θ/2-5° a θ/2+5°, em que θ é o ângulo incluído da seção transversal trapezoidal. Vai ser entendido que, quando um lado do tubo de transferência de calor 13 é dobrado como descrito acima, uma parte de dobramento com uma seção transversal trapezoidal somente pode ser formada em um lado respectivo. Se for necessário formar partes de dobramento com seções transversais trapezoidais em dois lados do trocador de calor, então dois lados dos tubos de transferência de calor devem cada um deles ser dobrados como descrito acima.

[0085] Segundo o mesmo princípio, o trocador de calor 20 pode ser disposto de uma maneira semelhante ao trocador de calor 10 e, não está aqui descrita.

[0086] Tomando como um exemplo a Figura 3, o método de dobrar o trocador de calor 10, possuindo uma parte de dobramento em apenas um lado, é explicado como se segue: primeiro, os tubos achatados 13 são dobrados, depois é dobrado um corpo do trocador de calor 10. As etapas específicas de dobramento são as seguintes: em primeiro lugar, um lado de cada tubo achatado 13 (tal como o lado direito do tubo achatado no desenho) é dobrado em um ângulo α, usando a direção da largura do tubo achatado (isto é, a direção dianteira - traseira no plano da página) como um eixo e, os tubos achatados dobrados 13 são depois inseridos em série no interior das ranhuras (não mostrado) nos coletores 11 e 12. Depois, ajustando as posições dos tubos achatados, se garante que os pontos de dobramento de todos os tubos achatados 13 estão substancialmente sobre uma linha, isto é, sobre a linha de dobramento reta Y mostrada na Figura 3. Desta forma, o trocador de calor 10 forma uma parte do corpo principal ab e uma parte de dobramento cd. Aletas são inseridas entre os tubos achatados adjacentes, os quais são depois colocados no interior de um forno de brasagem e abrasados para formar um único corpo. Finalmente, a parte de dobramento cd no trocador de calor dobrado é dobrada ao longo de uma direção substancialmente perpendicular à parte do corpo principal ab, usando a linha de dobramento reta Y como uma linha de dobramento reta (isto é, o corpo do trocador de calor fica dobrado), de modo a que a parte do corpo principal ab e a parte de dobramento cd fiquem perpendiculares ou substancialmente perpendiculares (ver a Figura 4).

[0087] Com referência às Figuras 2 e 4, quando o trocador de calor 10 é dobrado, o respectivo formato se torna uma estrutura tridimensional, possuindo substancialmente seis orlas; a parte do corpo principal ab é um lado retangular no módulo de transferência de calor 100, enquanto a parte de dobramento cd é um lado trapezoidal no módulo de transferência de calor 100. No entanto, pode ser entendido que o caso da parte do corpo principal ab ser de formato retangular é apenas um exemplo; ela pode ter qualquer formato adequado conforme requerido, por exemplo, um formato substancialmente quadrado, trapezoidal, ou de paralelogramo.

[0088] Na parte de dobramento cd, o tubo achatado mais abaixo possui o comprimento mais curto, o tubo achatado mais acima possui o comprimento mais longo e, o espaçamento entre os tubos achatados é L. Além disso, de preferência, os comprimentos dos tubos achatados na parte de dobramento aumentam progressivamente em 2Ltgα a partir debaixo até ao topo. Por conveniência de processamento, o comprimento de cada tubo achatado pode ser ligeiramente ajustado.

[0089] Durante o dobramento, de preferência, o ângulo de dobramento α dos tubos achatados é substancialmente metade do ângulo incluído θ entre duas orlas não paralelas do lado trapezoidal (isto é, a parte de dobramento cd), mas geralmente apenas necessita estar dentro da gama de θ/2-5° a θ/2+5°. O ângulo incluído β entre a linha de dobramento reta Y e o coletor 12 é de preferência substancialmente igual ao ângulo do vértice θ. É claro que a maneira de dobrar descrita acima é apenas um exemplo da presente invenção; é claro que os peritos na técnica poderiam escolher uma outra forma de dobramento conforme requerido (por exemplo, executar o dobramento em um ângulo diferente).

[0090] Com referência à Figura 5, por conveniência de montagem, essa extremidade do tubo achatado 13, a qual está localizada no lado do coletor 12 pode ser dobrada, de modo que o tubo achatado 13 seja inserido no interior da ranhura no coletor 12, perpendicularmente ou substancialmente na perpendicular. É claro que os peritos na técnica podem fazer com que não sejam providenciadas aletas substancialmente ou essencialmente no ponto de dobramento do tubo achatado 13 (isto é, substancialmente na localização da linha de dobramento reta Y), de modo a que seja mais fácil dobrar o trocador de calor 10 e, o raio de dobramento pode ser feito o menor possível.

[0091] Os peritos na técnica vão entender que nesta modalidade, visto que o trocador de calor 10 do lado direito e o trocador de calor 20 do lado esquerdo, no módulo de transferência de calor 100, são substancialmente idênticos ou simétricos, a estrutura e os princípios de dobramento do trocador de calor 20 são substancialmente os mesmos que a estrutura e os princípios do trocador de calor 10, portanto não estão aqui descritos de novo.

[0092] De novo com referência à Figura 2, o trocador de calor 10 e o trocador de calor 20 estão conectados um ao outro por meio de seus respectivos coletores, para formar o módulo de transferência de calor 100. Isto é, o coletor 11 no trocador de calor 10 está conectado ao coletor 22 no trocador de calor 20 e, o coletor 12 no trocador de calor 10 está conectado ao coletor 21 no trocador de calor 20, de modo a que as partes de dobramento do trocador de calor 10 e do trocador de calor 20 sejam usadas como dois lados trapezoidais do módulo de transferência de calor 100 respetivamente, de modo a que a área de transferência de calor seja aumentada.

[0093] É claro que os peritos na técnica vão entender que o trocador de calor 20 pode ser um componente de suporte ou um trocador de calor liso conectado ao trocador de calor 10 de uma maneira encaixada. Isto é, um trocador de calor liso ou um componente de suporte pode ser dobrado, de modo a ser conectado ao trocador de calor 10 de uma maneira encaixada, para formar o módulo de transferência de calor 100. É claro que o trocador de calor 10 pode do mesmo modo ser um componente de suporte ou um trocador de calor liso, conectado ao trocador de calor 20 de uma maneira encaixada; os peritos na técnica podem fazer uma seleção conforme necessário. Os exemplos acima são apenas dados para providenciar uma explicação demonstrativa e não podem ser interpretados como sendo uma limitação da presente invenção.

[0094] É feita referência à Figura 6, a qual mostra um módulo de transferência de calor 200, de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. O módulo de transferência de calor 200 é uma variação do módulo de transferência de calor 100 mostrado na Figura 2, desta forma o módulo de transferência de calor 200 possui substancialmente a mesma estrutura e princípios que o módulo de transferência de calor 100, mostrado na Figura 2, com a diferença sendo que o trocador de calor 210 no módulo de transferência de calor 200 tem duas partes de dobramento. As diferenças são descritas com detalhe abaixo, mas as características idênticas não são aqui repetidas.

[0095] O módulo de transferência de calor 200 compreende um trocador de calor 210 em um lado direito e um trocador de calor 220 em um lado esquerdo. Os trocadores de calor 210 e 220 têm, cada um, duas partes de dobramento. O processo de dobramento é explicado em baixo, usando um dos trocadores de calor 210 e 220 como um exemplo. Neste exemplo, os tubos de transferência de calor são tubos achatados.

[0096] Com referência à Figura 7, o trocador de calor 210 é dobrado através das seguintes etapas: em primeiro lugar, dois lados de cada tubo achatado 213 (isto é, os lados esquerdo e direito do tubo achatado no plano da página) são respetivamente dobrados em um ângulo (por exemplo, um ângulo α), usando uma direção da largura como um eixo e, os múltiplos tubos achatados dobrados 213 são sequencialmente inseridos no interior das ranhuras nos coletores 211 e 212. Depois, ajustando as posições dos pontos de dobramento dos tubos achatados, se garante que os pontos de dobramento dos múltiplos tubos achatados 213 estão substancialmente sobre uma linha, isto é, sobre a linha de dobramento reta Y mostrada na Figura 7. Desta forma, o trocador de calor 210 forma uma parte do corpo principal a1b, uma parte de dobramento c1d e uma parte de dobramento e1f (claramente, a parte do corpo principal e as partes de dobramento se encontram nesta altura substancialmente no mesmo plano, isto é, no plano da página na figura). Finalmente, o lado esquerdo do tubo achatado 213 e o lado direito do tubo achatado 213 são dobrados em uma direção perpendicular à parte do corpo principal a1b, ao longo das linhas retas de dobramento Y nos dois lados respetivamente (isto é, o corpo do trocador de calor 210 fica dobrado), de modo que a parte de dobramento c1d fique substancialmente perpendicular à parte do corpo principal a1b e, a parte de dobramento e1f fique substancialmente perpendicular à parte do corpo principal a1b (como mostrado na Figura 8).

[0097] Com referência à Figura 7, nesta altura, os coletores 211 e 212 e os tubos achatados 213 do trocador de calor 210 se encontram substancialmente no mesmo plano (por exemplo, no plano da página na figura) e, o trocador de calor é um octógono possuindo oito orlas, com a parte do corpo principal a1b sendo substancialmente retangular, enquanto as partes de dobramento c1d e e1f são cada uma delas substancialmente trapezoidais. Nas partes de dobramento c1d e e1f, o tubo achatado na orla mais abaixo tem o comprimento mais curto, enquanto o tubo achatado na orla mais acima tem o comprimento mais longo. O espaçamento entre os tubos achatados é L e, os comprimentos dos tubos achatados aumentam progressivamente em 2Ltgα, a partir debaixo até ao topo. Por conveniência de processamento, o comprimento de cada tubo achatado pode ser ligeiramente ajustado.

[0098] Durante o dobramento, de preferência, o ângulo de dobramento α dos tubos achatados é substancialmente metade do ângulo incluído θ (ver Figura 6) entre duas orlas não paralelas do lado trapezoidal no módulo de transferência de calor 200. O ângulo incluído β, formado entre cada linha de dobramento reta Y e os coletores 212 e 213, respetivamente, é de preferência de modo a que o ângulo de dobramento α seja substancialmente igual ao ângulo incluído β e substancialmente igual à metade do ângulo incluído θ.

[0099] Os peritos na técnica vão entender que nesta modalidade, visto que o trocador de calor 210 do lado direito e o trocador de calor 220 do lado esquerdo no módulo de transferência de calor 200 são substancialmente idênticos ou simétricos, a estrutura e princípios de dobramento do trocador de calor 220 são substancialmente os mesmos que a estrutura e princípios de dobramento do trocador de calor 210, portanto não estão aqui descritos de novo.

[00100] Com referência de novo à Figura 6, o trocador de calor 220 compreende os coletores 221 e 222 e múltiplos tubos achatados 223. Depois de ter sido dobrado, o trocador de calor 220 forma uma parte do corpo principal a2b, uma parte de dobramento c2d e uma parte de dobramento e2f.

[00101] O trocador de calor 210 e o trocador de calor 220 estão conectados um ao outro por meio de seus respectivos coletores, para formar o módulo de transferência de calor 200. Isto é, o coletor 211 no trocador de calor 210 está conectado ao coletor 221 no trocador de calor 220 e, o coletor 212 no trocador de calor 210 está conectado ao coletor 222 no trocador de calor 220, de modo a que a parte do corpo principal a1b do trocador de calor 210 e a parte do corpo principal a2b do trocador de calor 220 formem uma parte frontal e uma parte traseira, respetivamente, do módulo de transferência de calor 200 no plano da página. A parte de dobramento c1d do trocador de calor 210 e a parte de dobramento c2d do trocador de calor 220 formam um lado trapezoidal no lado esquerdo do módulo de transferência de calor 200 no plano da página, através da conexão dos coletores 211 e 221 (isto é, as duas partes dobradas estão conectadas simetricamente em relação uma à outra para formar o lado trapezoidal). A parte de dobramento e1f do trocador de calor 210 e a parte de dobramento e2f do trocador de calor 220 formam um lado trapezoidal no lado direito do módulo de transferência de calor 200 no plano da página, através da conexão dos coletores 212 e 222 (isto é, as duas partes de dobramento estão conectadas simetricamente em relação uma à outra para formar o lado trapezoidal).

[00102] É claro que os peritos na técnica vão entender que o trocador de calor 220 pode ser um componente de suporte ou um trocador de calor liso conectado ao trocador de calor 210 de uma maneira encaixada. Isto é, um trocador de calor liso ou um componente de suporte pode ser dobrado de modo a ser conectado ao trocador de calor 210 de uma maneira encaixada, para formar o módulo de transferência de calor 200. É claro que um trocador de calor liso ou um componente de suporte poderia também ser conectado diretamente aos coletores 211 e 212 do trocador de calor 210, para formar o módulo de transferência de calor 200. É claro que o trocador de calor 210 pode do mesmo modo ser um componente de suporte ou um trocador de calor liso conectado ao trocador de calor 220 de uma maneira encaixada; os peritos na técnica podem fazer uma seleção, conforme necessário. Os exemplos acima são apenas dados para providenciar uma explicação demonstrativa e, não podem ser interpretados como sendo uma limitação da presente invenção.

[00103] Com referência à Figura 9, é mostrado um módulo de transferência de calor 300, de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção. O módulo de transferência de calor 300 é uma variação do módulo de transferência de calor 200 mostrado na Figura 6, portanto a estrutura e princípios do módulo de transferência de calor 300 são substancialmente os mesmos que a estrutura e princípios do módulo de transferência de calor 200 mostrado na Figura 6, sendo a diferença que um trocador de calor 310 no lado esquerdo do módulo de transferência de calor 300 está dobrado, ao passo que um trocador de calor 320 no lado direito do módulo de transferência de calor 300 é um trocador de calor liso, o qual não está dobrado. As diferenças estão descritas com detalhe abaixo, mas as características idênticas não estão aqui repetidas.

[00104] O módulo de transferência de calor 300 compreende o trocador de calor 310 no lado esquerdo e o trocador de calor 320 no lado direito. Duas orlas mais externas do trocador de calor 320 estão equipadas com os coletores 311 e 312, respectivamente, com múltiplos tubos de transferência de calor 313 estando dispostos, paralelos uns aos outros, entre o coletor 311 e o coletor 312; neste exemplo, os tubos de transferência de calor são tubos achatados.

[00105] A etapa de dobramento do trocador de calor 310 é a mesma que a etapa de dobramento do trocador de calor 210 mostrado na Figura 6, portanto não está aqui repetida.

[00106] Com referência à Fig. 11, depois do trocador de calor 310 ter sido dobrado, o respectivo formato é uma estrutura tridimensional com oito orlas; uma parte do respectivo corpo principal a1b1 é substancialmente retangular e forma uma parte traseira do módulo de transferência de calor 300, mostrado na Figura 9. As partes dobradas cd’ e ef’ são cada uma delas perpendiculares à parte do corpo principal a1b1 e formam lados trapezoidais nos lados esquerdo e direito do módulo de transferência de calor 300 mostrado na Figura 9, aumentando deste modo a área de transferência de calor do módulo de transferência de calor.

[00107] Especificamente, com referência à Figura 10, nas partes de dobramento cd’ e ef’, o tubo achatado na orla mais embaixo tem o comprimento mais curto, enquanto o tubo achatado na orla mais em cima tem o comprimento mais longo. De preferência, o espaçamento entre tubos achatados é L e, os comprimentos dos tubos achatados aumentam progressivamente em 4Ltgα, a partir de baixo até ao topo. Por conveniência de processamento, o comprimento de cada tubo achatado pode ser ligeiramente ajustado.

[00108] Durante o dobramento, de preferência, o ângulo de dobramento α dos tubos achatados é substancialmente metade do ângulo incluído θ do lado trapezoidal no módulo de transferência de calor 300. O ângulo incluído entre cada linha de dobramento reta Y e os coletores 312 e 313 respetivamente é β e, de preferência, o ângulo de dobramento α é substancialmente igual à metade do ângulo incluído β.

[00109] Os peritos na técnica vão entender que nesta modalidade, visto que o trocador de calor 320 do lado direito no módulo de transferência de calor 300 é um trocador de calor liso, o trocador de calor 320 está conectado ao trocador de calor 310 por meio dos coletores 311 e 312, para formar o módulo de transferência de calor 300, com um lado liso do trocador de calor 320 formando uma parte frontal do módulo de transferência de calor 300, mostrado na Figura 9.

[00110] É claro que os peritos na técnica vão entender que o trocador de calor 320 pode ser um trocador de calor retangular ou componente de suporte comum (por exemplo, uma placa de metal) conectado ao trocador de calor 310 de uma maneira encaixada.

[00111] Em cada uma das três modalidades acima mencionadas da presente invenção, em primeiro lugar os tubos achatados estão dobrados em um ângulo de α por exemplo, depois os tubos achatados dobrados estão dobrados em relação à parte do corpo principal do trocador de calor, de modo a ficarem perpendiculares à parte de corpo principal, deste modo formando finalmente os lados trapezoidais do dispositivo de transferência de calor; no entanto, é também possível fabricar de uma maneira diferente um trocador de calor com uma estrutura semelhante. Por exemplo, uma estrutura que seja idêntica ou semelhante à do trocador de calor da presente invenção é obtida ondulando os tubos de transferência de calor, de modo que eles se prolonguem continuamente em uma forma sinuosa, parcialmente ou completamente, entre a parte do corpo principal e as partes de dobramento do trocador de calor acima mencionado. Por outras palavras, um trocador de calor, semelhante à presente invenção, pode ser obtido ondulando um ou mais tubos de transferência de calor para formar uma estrutura substancialmente com o formato de um U ou ondulada. Em circunstâncias viáveis, um tal método ondulado pode eliminar a necessidade de coletores.

[00112] A vantagem da presente invenção é que ela pode aumentar a área de transferência de calor do dispositivo de transferência de calor, sem aumentar a dimensão do sistema HVAC. Ela pode aumentar a eficiência energética do sistema HVAC (diminuir a energia consumida) aumentando o desempenho de transferência de calor do trocador de calor. Se o HVAC não requerer uma eficiência energética mais elevada e um maior desempenho da transferência de calor, a presente invenção pode também ser usada para reduzir o número de trocadores de calor no sistema, de modo a que todo o sistema HVAC seja mais compacto e, tenha custos de fabricação e de instalação mais baixos.

[00113] As modalidades acima são apenas algumas da presente invenção. Os peritos na técnica vão entender que podem ser feitas alterações a estas modalidades, sem se afastarem dos princípios e do espírito do conceito inventivo global. O âmbito da presente invenção está definido através das reivindicações e suas equivalentes.

Claims

1. Trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320) para um dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300) em uma unidade de refrigeração de água refrigerada a ar ou uma máquina comercial para telhado, o trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320) caracterizado pelo fato de que compreende: uma parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1); uma parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') possuindo uma seção transversal substancialmente trapezoidal, a parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') e a parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1) estando conectadas uma à outra e se situando substancialmente no mesmo plano; pelo menos um tubo de transferência de calor (13, 213, 223, 313) se prolongando entre a parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1) e a parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef'), com os tubos de transferência de calor (13, 213, 223, 313) na parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') estando dobrados ou inclinados com relação aos tubos de transferência de calor (13, 213, 223, 313) na parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1).

2. Trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o tubo de transferência de calor (13, 213, 223, 313) é serpenteado, de modo a se prolongar continuamente de uma forma sinuosa, parcialmente ou completamente, entre a parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1) e a parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef').

3. Trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: compreende também dois coletores dispostos em dois lados opostos do trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), em que existem múltiplos tubos de transferência de calor (13, 213, 223, 313), cada um dos tubos de transferência de calor (13, 213, 223, 313) se prolongando a partir de um dos dois coletores até o outro coletor, através da parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1) e da parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef').

4. Trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que: a parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') é usada para formar um lado substancialmente trapezoidal do dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300), as bases de cima e debaixo da seção transversal trapezoidal estão substancialmente paralelas a uma orla superior e a uma orla inferior do lado trapezoidal, um ou dois lados dos tubos de transferência de calor (13, 213, 223, 313) estão dobrados em um ângulo α, usando uma direção da largura como um eixo, em que pontos de dobramento dos tubos de transferência de calor (13, 213, 223, 313) estão substancialmente sobre uma linha de dobramento reta e, o ângulo α está de preferência dentro da gama de θ/2-5° a θ/2+5°, em que θ é o ângulo incluído entre duas orlas não paralelas do lado trapezoidal.

5. Trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que: quando o lado trapezoidal é formado por uma parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') com uma seção transversal trapezoidal, um ângulo incluído β entre o coletor na seção transversal trapezoidal e a linha de dobramento reta é substancialmente igual ao ângulo incluído θ e, o ângulo α é de preferência substancialmente igual à metade do ângulo incluído θ; quando o lado trapezoidal é formado conectando simetricamente duas partes de dobramento com seções transversais trapezoidais, um ângulo incluído β entre o coletor na seção transversal trapezoidal e a linha de dobramento reta é substancialmente igual à metade do ângulo incluído θ e, o ângulo α é de preferência substancialmente igual à metade do ângulo incluído θ.

6. Trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que: os tubos de transferência de calor (13, 213, 223, 313) estão dispostos em intervalos na parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1) e na parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef'), e se prolongarem, substancialmente paralelos uns aos outros, na parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1) e na parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef').

7. Trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que: os tubos de transferência de calor (13, 213, 223, 313) são tubos achatados e estarem encaixados nos coletores por meio de ranhuras nos coletores, os tubos achatados se prolongam entre os coletores em dois lados do trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320) e, de preferência, estão providenciadas aletas sobre os tubos achatados.

8. Trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que: o trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320) é formado através das seguintes etapas: em primeiro lugar, um ou dois lados de cada tubo achatado é dobrado em um ângulo α, usando uma direção da largura como um eixo, os tubos achatados dobrados são inseridos sequencialmente no interior das ranhuras nos coletores, em que pontos de dobramento dos tubos achatados estão substancialmente sobre uma linha de dobramento reta; os tubos achatados dobrados continuam depois a serem dobrados ao longo da linha de dobramento reta, de modo a que a parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1) fique perpendicular ou substancialmente perpendicular à parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef'); em que a parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') é usada para formar um lado substancialmente trapezoidal do dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300), as bases de cima e de baixo da seção transversal trapezoidal estão substancialmente paralelas a uma orla superior e a uma orla inferior do lado trapezoidal e, o ângulo α está dentro da gama de θ/2-5° a θ/2+5°, em que θ é o ângulo incluído entre duas orlas não paralelas do lado trapezoidal.

9. Trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que: quando o lado trapezoidal é formado por uma parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') com uma seção transversal trapezoidal, um ângulo incluído β entre o coletor na seção transversal trapezoidal e a linha de dobramento reta ser substancialmente igual ao ângulo incluído θ, e o ângulo α ser de preferência substancialmente igual à metade do ângulo incluído θ; quando o lado trapezoidal é formado conectando simetricamente duas partes de dobramento com seções transversais trapezoidais, um ângulo incluído β entre o coletor na seção transversal trapezoidal e a linha de dobramento reta ser substancialmente igual à metade do ângulo incluído θ, e o ângulo α ser de preferência substancialmente igual a metade do ângulo incluído θ.

10. Trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que: quando uma parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') está providenciada em somente um lado da parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1), o espaçamento entre os tubos achatados na parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') ser L, o tubo achatado na orla mais embaixo na parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') ser o mais curto, o tubo achatado na orla mais em cima ser o mais longo, e os comprimentos dos tubos achatados aumentarem de preferência progressivamente em 2Ltgα, a partir debaixo até o topo.

11. Trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que: quando uma parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') está providenciada em cada um dos dois lados da parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1), o espaçamento entre os tubos achatados na parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') ser L, o tubo achatado na orla mais embaixo na parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') ser o mais curto, o tubo achatado na orla mais em cima ser o mais longo e, os comprimentos dos tubos achatados aumentarem de preferência progressivamente em 2Ltgα ou 4Ltgα, a partir debaixo até o topo.

12. Trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: não são substancialmente providenciadas aletas sobre os tubos de transferência de calor (13, 213, 223, 313), nos pontos de dobramento entre a parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1) e a parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef'); de preferência, uma extremidade de cada tubo de transferência de calor (13, 213, 223, 313) na parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') estar dobrada, de modo que o tubo de transferência de calor (13, 213, 223, 313) seja inserido no interior da ranhura no coletor, perpendicularmente ou substancialmente na perpendicular; de preferência, a parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1) do trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320) ser substancialmente retangular, quadrada, trapezoidal ou em formato de paralelogramo.

13. Módulo de transferência de calor para um dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300) em uma unidade de refrigeração de água refrigerada a ar ou máquina comercial para telhado, o dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300) compreendendo pelo menos um módulo de transferência de calor, o pelo menos um módulo de transferência de calor possuindo pelo menos um lado trapezoidal, caracterizado pelo fato de que: o lado trapezoidal é um lado de transferência de calor, um dos módulos de transferência de calor é formado encaixando em conjunto duas unidades de transferência de calor nos lados esquerdo e direito, em que pelo menos uma unidade de transferência de calor é o trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), como definido na reivindicação 1.

14. Módulo de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que: o módulo de transferência de calor compreende duas unidades de transferência de calor, as duas unidades de transferência de calor sendo substancialmente idênticas ou simétricas e, a unidade de transferência de calor sendo um trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), possuindo uma parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') com uma seção transversal trapezoidal somente em um lado.

15. Módulo de transferência de calor, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que: o módulo de transferência de calor compreende duas unidades de transferência de calor, uma das duas unidades de transferência de calor sendo um trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), possuindo somente uma parte do corpo principal (ab, a1b, a2b, a1b1), e a outra unidade de transferência de calor sendo um trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), possuindo uma parte de dobramento (cd, c1d, c2d, e1f, cd', ef') com uma seção transversal trapezoidal em dois lados.

16. Dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300) em uma unidade de refrigeração de água refrigerada a ar ou máquina comercial para telhado, o dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300) compreendendo pelo menos um módulo de transferência de calor, o pelo menos um módulo de transferência de calor possuindo pelo menos um lado substancialmente trapezoidal, caracterizado pelo fato de que: o lado trapezoidal é um lado de transferência de calor e, compreender um coletor e múltiplos tubos de transferência de calor (13, 213, 223, 313), dispostos sobre o coletor.

17. Dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300), de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que: um dos módulos de transferência de calor é formado encaixando em conjunto duas unidades de transferência de calor nos lados esquerdo e direito, em que o lado trapezoidal é formado dobrando pelo menos uma das duas unidades de transferência de calor nos lados esquerdo e direito; ou um dos módulos de transferência de calor é formado por uma única unidade de transferência de calor, em que o lado trapezoidal é formado dobrando uma parte da única unidade de transferência de calor; ou um de cada um dos módulos de transferência de calor é formado por múltiplas unidades de transferência de calor, em que o lado trapezoidal é formado por uma única unidade de transferência de calor, o lado trapezoidal estando encaixado no módulo de transferência de calor, ou um dos módulos de transferência de calor compreende uma unidade de transferência de calor e um componente de suporte, os quais estão encaixados em conjunto virados um para o outro, com a unidade de transferência de calor sendo dobrada para formar o lado trapezoidal, e o lado trapezoidal estando encaixado no componente de suporte.

18. Dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300), de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que: cada unidade de transferência de calor é um único trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320), o trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320) compreendendo dois coletores e múltiplos tubos de transferência de calor (13, 213, 223, 313), dispostos em intervalos entre os coletores, com aletas de preferência dispostas sobre os tubos de transferência de calor (13, 213, 223, 313).

19. Dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300), de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que: o lado trapezoidal ser formado dobrando pelo menos uma das duas unidades de transferência de calor, nos lados esquerdo e direito, em que pelo menos uma das unidades de transferência de calor é um trocador de calor (10, 20, 210, 220, 310, 320).

20. Unidade de fonte de calor, a unidade de fonte de calor caracterizada pelo fato de que compreende também, em cooperação uns com os outros, um dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300), um ventilador, uma placa de drenagem de água em comunicação com o dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300) e uma sala de máquinas, a qual aloja as partes constituindo o ciclo de refrigeração que não sejam o dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300), em que o dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300) é o dispositivo de transferência de calor (100, 200, 300), como definido na reivindicação 16.