ES2246839T3 - Intercambiador de calor de varios bloques. - Google Patents
Intercambiador de calor de varios bloques.Info
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Abstract
Intercambiador de calor de varios bloques con: - un primer intercambiador de calor, que contiene un primer bloque de tubos de intercambiador de calor (1) con al menos un primer espacio colector (11) lateral, y que puede ser atravesado por un primer medio de intercambiador de calor, y - al menos un segundo intercambiador de calor, adosado al primer intercambiador de calor, el cual contiene un segundo bloque de tubos de intercambiador de calor (2) con al menos un segundo espacio colector (10) lateral, y que puede ser atravesado por un segundo medio de intercambiador de calor, caracterizado porque - el primer y el segundo espacios colectores (10, 11) están formados en cada caso por un tubo colector (4, 9) propio, y - los dos tubos colectores están introducidos uno en otro por el lado frontal y están conectados estancos al fluido, correspondiendo la sección transversal exterior de uno de los tubos colectores (4) en esta zona de conexión de tubo esencialmente a la sección transversal interiordel otro tubo colector (9) y estando prevista una pared de separación (12) transversal para la separación de los dos espacios colectores (10, 11).
Description
Intercambiador de calor de varios bloques.
La invención se refiere a un intercambiador de
calor de varios bloques según el preámbulo de la reivindicación 1.
Un intercambiador de varios bloques de este tipo se conoce por el
documento DE-A-195 36 116. En un
intercambiador de calor de este tipo están integradas dos o más
unidades de intercambiador de calor en una unidad constructiva
común. Las unidades de intercambiador de calor individuales
contienen en cada caso uno bloque de tubos de intercambiador de
calor y pueden ser atravesados por diferentes medios de
intercambiador de calor para ponerlos, p. ej. en contacto térmico
con una corriente de aire conducida por el lado exterior por encima
de los bloques de tubos. Un intercambiador de varios bloques de
este tipo es adecuado, p. ej., como radiador de aceite y
condensador/refigerador de gas combinado en vehículos automóviles.
Con la unidad radiador de aceite-unidad de
intercambiador de calor se puede refrigerar aceite lubricante que
circula en un circuito de aceite, p. ej. de un cambio de marchas de
vehículo automóvil, mientras que en la unidad de intercambiador de
calor de condensador o refrigerador de gas se puede condensar o
refrigerar un medio refrigerante del lado de alta presión de una
instalación de climatización de vehículo automóvil.
Por las publicaciones de las solicitudes EP 0 367
078 A1 y EP 0 431 917 A1 es conocido integrar dos unidades de
intercambiador de calor con bloques de tubos planos
correspondientes en una unidad constructiva común gracias a que los
dos bloques de tubos planos son dispuestos con tubos colectores
laterales correspondientes situados uno detrás de otro en la
dirección de la profundidad del bloque y son conectados entre sí
mediante una estructura de nervios ondulados conductora del calor
común.
En un intercambiador de calor de varios bloques
que se da a conocer en la publicación de la solicitud DE 33 44 220
A1 está alojado en una escotadura lateral de un primer bloque de
tubos de una primera unidad de intercambiador de calor, entre los
recipientes colectores laterales de la misma, un segundo bloque de
tubos junto con los recipientes colectores laterales de otra unidad
de intercambiador de calor, estando el segundo bloque de tubos
soldado a una pared de cierre colindante del primer bloque de
tubos.
En la publicación de la solicitud DE 195 36 116
A1 se describe un intercambiador de calor en el cual un bloque de
tubos/de nervios con dos tubos colectores laterales está
subdividido en dos zonas para medios de intercambiador de calor
diferentes gracias a que los dos tubos colectores están
subdivididos, en lugares correspondientes, mediante una disposición
de pared de separación transversal, en cada caso en dos espacios
colectores separados, a los cuales están asignadas unas estructuras
de conexión propias. A la altura de esta zona de separación está
insertado en el bloque de tubos/de nervios un nervio de separación,
en lugar de los tubos planos previstos
\hbox{de forma
habitual.}
Por la publicación FR-A 2 676 273
se conoce un intercambiador de calor en el cual están dispuestas
paredes de separación en un tubo colector, las cuales se obtienen
gracias a que el tubo colector está compuesto por secciones en forma
de copa enchufables entre sí y un suelo de las secciones forma la
pared de separación correspondiente.
La invención se plantea el problema técnico de
proponer un intercambiador de calor de varios bloques del tipo
mencionado al principio en el cual, con un gasto relativamente
reducido, se pueda adosar a una primera unidad de intercambiador de
calor al menos otra unidad de intercambiador de calor de estructura
flexible desacoplada térmicamente de forma amplia.
La invención resuelve este problema mediante la
propuesta de un intercambiador de calor de varios bloques que
presenta las características indicadas en la reivindicación 1. En
este intercambiador de calor, los bloques de tubos de las diferentes
unidades de intercambiador de calor están dotados en cada caso con
tubos colectores propios, lo que hace posible en especial la
utilización de tubos colectores con secciones transversales de
tamaños diferentes para los bloques de tubos individuales. Cada dos
unidades de intercambiador de calor están conectadas entre sí
mediante al menos una conexión de tubo colector del lado frontal,
gracias a que los dos tubos colectores en cuestión están
introducidos uno en el otro por el lado frontal y están conectados
estancos al fluido. Los tubos colectores están estructurados para
ello de tal manera en esta zona del lado del extremo frontal que la
sección transversal exterior del tubo colector introducido
corresponde esencialmente a la sección transversal interior del tubo
colector envolvente. Una pared de separación transversal prevista
en la zona de conexión de tubo mantiene separados uno del otro los
espacios colectores pertenecientes a los dos tubos colectores. Este
tipo de integración de dos o más unidades de intercambiador de
calor en una unidad constructiva común presenta la ventaja de que
diferentes unidades de intercambiador de calor pueden estar
montadas de manera flexible para dar un intercambiador de calor de
varios bloques, es decir, que a una primera unidad de intercambiador
de calor dada se pueden adosar opcionalmente otras unidades de
\hbox{intercambiador de calor.}
En un intercambiador de calor de varios bloques
perfeccionado según la reivindicación 2, los dos tubos colectores
de dos unidades de intercambiador de calor montadas presentan unas
secciones transversales de diferente tamaño en su zona central, en
la cual desembocan en cada caso los tubos del bloque de tubos
correspondiente. Para realizar la conexión de tubo colector, el
tubo colector con la mayor sección transversal de zona central está
estrechado en la zona de conexión del lado frontal correspondiente a
una sección transversal más pequeña, la cual es entonces suficiente
para alojar el tubo colector con la sección transversal más
pequeña. El tubo colector estrechado por el lado frontal se fabrica
de forma económica mediante un procedimiento de reducción, de
martilleo o de abocardado o como pieza de extrusión.
En un intercambiador de calor de varios bloques
perfeccionado según la reivindicación 3, en la zona de conexión de
tubo de los dos tubos colectores enchufados entre sí, el tubo
colector exterior está plaqueado con estaño por su lado interior y/o
el tubo colector interior lo está por su lado exterior. Gracias a
esta medida se puede llevar a cabo la conexión de los dos tubos
colectores mediante un proceso de soldadura, y tiene lugar
preferentemente al mismo tiempo la obturación por soldadura de los
tubos de intercambiador de calor con los tubos colectores y la
soldadura de los nervios conductores de calor, en caso de estar
previstos, con los tubos de intercambiador de calor.
Un intercambiador de calor perfeccionado según la
reivindicación 4 contiene al menos dos bloques de tubos los cuales
están dispuestos uno junto a otro en la dirección de la altura del
bloque. Entre tubos opuestos entre sí del bloque de tubos
correspondiente, que en cada caso son los últimos en este lado, se
encuentran al menos dos nervios conductores de calor y/o una
rendija de aire y/o una pared de cierre de bloque térmicamente
aislante, de manera que estos dos tubos de intercambiador de calor
pueden ser, en caso necesario, ampliamente descoplados térmicamente
uno del otro.
En un intercambiador de calor perfeccionado según
la reivindicación 5, al menos dos unidades de intercambiador de
calor están dotadas con bloques de tubos desplazados en la
dirección de la profundidad del bloque, es decir, en la dirección
perpendicular respecto de los planos de los bloques de tubos. Para
la realización de la conexión de tubo colector del lado frontal de
las dos unidades de intercambiador de calor, un tubo colector de una
unidad de intercambiador de calor está dotado con un arco en forma
de U, mediante el cual es conducido desde el plano de un tubo de
bloques correspondiente a la zona de conexión de tubo, desplazada
respecto de él, al plano del otro bloque de tubos, en el cual se
encuentra el tubo colector del otro bloque de tubos conectado con
él. Con esta medida se pueden desacoplar de forma amplia
térmicamente varios bloques de tubos de intercambiador de calor
independientes y ser dispuestos, en especial sin conexión de
nervios conductores del calor común y sin otra conexión común de
los cuerpos de bloque de tubos, desplazados en la dirección de la
profundidad del bloque, en una unidad constructiva común. En el caso
de un bloque de tubos atravesado por el lado exterior de los tubos,
p. ej. por aire, la dirección de la profundidad del bloque es aquí
paralela a la dirección del flujo del medio que se hace pasar por
el lado exterior de los tubos.
El intercambiador de calor perfeccionado según la
reivindicación 6 contiene al menos tres unidades de intercambiador
de calor con bloques de tubos correspondientes, estando dispuestas
en el mismo lado de una primera unidad de intercambiador de calor
dos unidades de intercambiador de calor adicionales, situadas una
junto a otra en la dirección longitudinal de los tubos de
intercambiador de calor. La anchura total de las otras dos unidades
de intercambiador de calor, determinada esencialmente por la
longitud total de los tubos de intercambiador de calor, se
selecciona preferentemente de tal manera que corresponde
aproximadamente a la anchura de la tercera unidad de intercambiador
de calor, de manera que se forma en su conjunto una unidad
constructiva con dimensiones aproximadamente invariables a lo largo
de las zonas de las diferentes unidades de intercambiador de calor.
Esto facilita además la conexión en cada caso de un tubo colector
de las otras dos unidades de intercambiador de calor con un tubo
colector de la primera unidad de intercambiador de calor, dado que
los tubos colectores conectados entre sí están situados en este
caso ampliamente coaxiales unos respecto de otros. En otro
perfeccionamiento de este intercambiador de calor, según la
reivindicación 7, los dos espacios colectores orientados están
integrados uno hacia el otro de las dos unidades de intercambiador
de calor adicionales, de forma compacta, en un tubo colector común
con pared de separación longitudinal correspondiente.
En un intercambiador de calor de varios bloques
perfeccionado según la reivindicación 8, la sección transversal del
tubo colector de al menos una de las unidades de intercambiador de
calor se ha elegido más pequeña que la anchura de los tubos planos
utilizados para la construcción del bloque de tubos
correspondiente. Estos desembocan por el lado del extremo con zonas
finales torsionadas en el tubo colector que se mantiene
relativamente delgado, el cual puede estar insertado entonces por
el lado frontal en un tubo colector con una sección transversal
mayor de una unidad de intercambiador de calor contigua. Las
unidades de intercambiador de calor con tubos colectores tan
delgados son adecuadas en especial para instalaciones de
climatización con presiones de funcionamiento altas, tales como las
instalaciones de climatización de CO_{2}.
En los dibujos están representadas unas formas de
realización ventajosas que se describen a continuación. En los
dibujos, las figuras muestran:
la Fig. 1, una vista lateral de un intercambiador
de calor de dos bloques con bloques de tubos situados unos junto a
otros y tubos colectores conectados por el lado frontal,
la Fig. 2, una vista en sección longitudinal a lo
largo de la línea II-II de la Fig. 1,
la Fig. 3, una vista lateral de un intercambiador
de calor de tres bloques con dos bloques de tubos más pequeños,
contiguos por el lado del espacio colector y dispuestos en un lado
de un bloque de tubos mayor.
la Fig. 4, una vista en sección transversal de un
tubo colector interior común de los bloques de tubos contiguos
entre sí por el lado del espacio colector de la Fig. 3,
la Fig. 5, una vista en perspectiva de un
intercambiador de calor de dos bloques con bloques de tubos
dispuestos desplazados en la dirección de la profundidad del
bloque, y
la Fig. 6, una vista lateral a modo de sección
del intercambiador de calor de dos bloques de la Fig. 5.
En el intercambiador de calor de dos bloques
mostrado en la Fig. 1 están integradas dos unidades de
intercambiador de calor con bloques de tubos/de nervios 1, 2,
situados unos junto a otros en la dirección de la altura del bloque,
para proporcionar una unidad constructiva común. El bloque de
tubos/de nervios 1 correspondiente a una primera unidad de
intercambiador de calor consta de varios tubos planos en serpentín 3
consecutivos en la dirección de la altura del bloque. Además, esta
unidad de intercambiador de calor presenta dos tubos colectores 4,
5 que se extienden, a lo largo de lados de bloque opuestos, en la
dirección de la altura del bloque. Cada tubo plano 3 desemboca en
cada caso con una zona final 3a, 3b en los dos tubos colectores 4,
5 de los cuales por consiguiente, dependiendo de la dirección del
flujo, uno sirve para la distribución paralela de un medio de
intercambiador de calor suministrado a diferentes los tubos planos
de serpentín 3 y el otro para recoger este medio de intercambiador
de calor, cuando sale de los tubos planos en serpentín. Al mismo
tiempo, los tubos planos en serpentín 3 están situados unos junto a
otros con unas zonas del lado de entrada orientadas unas hacia las
otras y unas zonas del lado de salida orientadas unas hacia las
otras, para evitar efectos de intercambio de calor indeseados entre
una zona del lado de entrada de un tubo plano en serpentín 3 y una
zona del lado de salida del tubo contiguo. Entre tubos planos en
serpentín 3 contiguos así como entre las espiras individuales de
cada tubo plano en serpentín 3 están insertados unos nervios
ondulados 16 aptos para conducir calor. Los diferentes nervios
ondulados se han reproducido aquí, en aras de ofrecer una visión
general, explícitamente sólo en una pequeña parte, tanto en la Fig.
1 como también en las Figs. 3, 5 y 6.
Los dos tubos colectores 4, 5 de esta primera
unidad de intercambiador de calor están fabricados con un diámetro
exterior relativamente pequeño el cual es, en especial, menor que
la anchura de los tubos planos en serpentín 3 utilizados. Por este
motivo los extremos de tubo plano 3a, 3b están insertados en los
tubos colectores 4, 5 torsionados 90º alrededor del eje
longitudinal de tubo plano respecto de la zona central de tubo
plano.
El bloque de tubos/de nervios 2 de la otra unidad
de intercambiador de calor está realizado a partir de tubos planos
6 rectilíneos, estando previsto a ambos lados de cada tubo plano 6
rectilíneo está previsto en cada caso un nervio ondulado 7 conductor
de calor. Cada uno de los tubos planos 6 rectilíneos desemboca en
lados de bloque opuestos en un tubo colector 8, 9 que se encuentra
en este punto. Los dos tubos colectores 8, 9 presentan, en
comparación con los tubos de la otra unidad de intercambiador de
calor, un diámetro exterior e interior mayor, seleccionándose el
diámetro interior en especial suficientemente grande como para que
los tubos planos 6 rectilíneos estén insertados con extremos no
torsionados, los cuales discurren transversalmente respecto del eje
longitudinal de tubo colector, en unas rendijas transversales
correspondientes de los tubos colectores 8, 9.
Los dos bloques de tubos/de nervios 1, 2 están
dispuestos de tal manera, con la formación de una unidad
constructiva compacta común, que los tubos planos 6 rectilíneos
discurren paralelos respecto de las secciones rectilíneas de los
tubos planos en serpentín 3 y las dos secciones de tubo de
intercambiador de calor 6a, 3c más cercanas de ambos bloques 1, 2
están distanciadas entre sí mediante dos hileras de nervios
ondulados 16a las cuales, en caso necesario, pueden estar
desacopladas entre sí de forma amplia térmicamente mediante una
rendija de aire, de manera que no aparezca ninguna transmisión de
calor perceptible de un bloque de tubos a otro. En los dos lados
transversales que discurren paralelos respecto de las zonas de
tubos planos rectilíneas, los dos bloques de tubos/de nervios 1, 2
están cerrados cada uno con una pared de cierre 18a, 18b.
Las dos unidades de intercambiador de calor están
adosadas en primer lugar entre sí gracias a que sus tubos
colectores 4, 5, 8, 9 del, en cada caso, mismo lado están
introducidos uno en otro y están conectados entre sí estancos al gas
mediante soldadura indirecta o directa. La fijación adicional de
los dos bloques de tubos/de nervios 1, 2 entre sí puede suprimirse
en caso necesario lo cual facilita además el desacoplamiento térmico
de los dos bloques 1, 2. Para llevar a cabo las conexiones de tubo
colector indicadas, los dos tubos colectores 8, 9 con el mayor
diámetro de una de las unidades de intercambiador de calor están
estrechados en su zona de conexión de tubo correspondiente del lado
frontal.
La fabricación de estos tubos colectores 8, 9
estrechados puede tener lugar mediante un procedimiento de
reducción, de martilleo o de abocardado, o bien dichos tubos
colectores 8, 9 pueden estar fabricados como pieza de extrusión,
como se prevé en la representación en sección de la Fig. 2. Como se
puede reconocer de forma más precisa en la Fig. 2, el tubo colector
8 en cuestión se estrecha desde su zona central de mayor sección
transversal, que define un espacio colector 10 correspondiente,
hacia una zona del extremo frontal 8a con una sección transversal
menor, de tal manera que el diámetro interior de la zona del extremo
frontal 8a estrechada corresponde aproximadamente al diámetro
exterior del tubo colector 5 más delgado, insertado dentro por el
lado frontal, de la otra unidad de intercambiador de calor. El
espacio colector 11 definido por el tubo colector 5 más delgado, es
decir con el diámetro menor, está separado del espacio colector 10
del otro tubo colector 8 mediante una pared de separación
transversal 12, la cual está formada por un suelo del tubo colector
8 con el mayor diámetro en la zona de paso desde su sección
transversal mayor hacia el extremo frontal 8a estrechado.
El intercambiador de calor de varios bloques de
la Fig. 1 se puede utilizar en especial como radiador de
aceite-refrigerador de
gas/condensador-intercambiador de calor combinado
en vehículos automóviles. En esta utilización, la unidad de
intercambiador de calor forma con el bloque de serpentín de tubos
planos 1 un condensador o refrigerador de gas para la condensación
o refrigeración de una corriente de medio refrigerante por el lado
de alta presión de una instalación de climatización, mientras que la
otra unidad de intercambiador de calor con el bloque de tubos 1
realizado a partir de tubos planos rectilíneos forma un radiador de
aceite para la refrigeración de un aceite lubricante del vehículo
automóvil que circula en el circuito de aceite, p. ej. en un
circuito de aceite de servo. Adaptados a este caso de aplicación,
los tubos colectores de radiador de aceite 8, 9 están dimensionados
con una sección transversal mayor que los tubos colectores de medio
refrigerante 4, 5. Los tubos colectores 4, 5 mencionados en último
lugar definen de este modo un volumen de espacio colector
relativamente pequeño, como se desea para un condensador o
refrigerador de gas, en especial en caso de utilización de dióxido
de carbono como medio refrigerante. Cuando se utiliza este medio
refrigerante, la selección de un diámetro relativamente pequeño
para los tubos colectores 4, 5 correspondientes presenta la ventaja
adicional de que, para un grosor de pared comparable, pueden ser
dimensionados muy resistentes a la presión como los dos otros tubos
colectores 8, 9, de manera que pueden resistir sin problemas las
presiones que aparecen típicamente por el lado de la alta presión
en las instalaciones de climatización de CO_{2}.
El montaje de las dos unidades de intercambiador
de calor para proporcionar la unidad constructiva común se puede
llevar a cabo, por un lado, gracias a que en primer lugar las dos
unidades de intercambiador de calor, es decir, bloque de tubos/de
nervios 1, 2 con los tubos colectores 4, 5, 8, 9 laterales
correspondientes, sean construidas y soldadas por separado y, a
continuación, las dos unidades de intercambiador de calor
preconstruidas sean fijadas entre sí mediante introducción unos en
los otros de los tubos colectores 4, 9 ó 5, 8 del mismo lado y la
conexión fija de los mismos, p. ej., mediante un proceso de
soldadura indirecta o directa. Alternativamente, la unidad
constructiva en su conjunto puede ser montada conjuntamente a
partir de las dos unidades de intercambiador de calor y, a
continuación, ser soldada indirecta o directamente durante un único
proceso de soldadura indirecta o directa. En este contexto es
ventajoso que en la zona de conexión de tubo colector, el lado
interior del tubo colector 8, 9 exterior y/o el lado exterior del
tubo colector 4, 5 interior esté(n) plaquedo(s) con estaño,
de manera que durante el proceso de soldadura indirecta en un horno
de soldadura indirecta adecuado se pueda llevar a cabo al mismo
tiempo la conexión fija por el lado frontal de los tubos colectores
4, 9 ó 5, 8 del mismo lado mediante soldadura indirecta.
Se entiende que las dos unidades de
intercambiador de calor situadas una junto a otra están dotadas con
estructuras de conexión correspondientes, no mostradas, mediante
las cuales en cada caso el medio de intercambiador de calor es
suministrado, axial o radialmente, en un tubo colector y es
retirado de nuevo, axial o radialmente, del tubo colector opuesto
en cada caso.
La Fig. 3 muestra una variante del ejemplo de
realización según la Fig. 1, la cual forma un intercambiador de
calor de tres bloques, donde para componentes funcionalmente
iguales se utilizan los mismos signos de referencia y por lo tanto
se remite a la descripción anterior acerca de la Fig. 1. Así, el
intercambiador de calor de tres bloques de la Fig. 3 contiene la
misma unidad de intercambiador de calor con el bloque de tubos/de
nervios 1 realizado a partir de tubos planos 3 en forma de
serpentín y de tubos colectores 4, 5 laterales de pequeño volumen,
como son adecuados p. ej. como refrigerador de gas de una
instalación de climatización de CO_{2}. En lugar del segundo
bloque de tubos nervios 2 de la Fig. 1, en el intercambiador de
calor de la Fig. 3, están combinados dos bloques de tubos/de nervios
2a, 2b con el bloque de tubos/de nervios 1 construido a partir de
tubos planos 3 en forma de serpentín. Al mismo tiempo, la longitud
de los tubos planos 19a, 19b utilizados para los otros dos bloques
2a, 2b se ha seleccionado en cada caso de forma que presente unas
dimensiones equivalentes a la mitad de la longitud de las secciones
rectilíneas de los tubos planos de serpentín 3. Los otros dos
bloques 2a, 2b están dispuestos, por un lado, en contacto a lo
largo de un lado de tubo colector interior correspondiente y, por
el otro, con un lado paralelo a la extensión del tubo plano en la
dirección de la altura del bloque contiguo en cada caso a un lado
común del bloque de tubo de serpentín/de nervios 1, de manera que
da lugar globalmente a una unidad constructiva en forma de
paralelepípedo compacta con una anchura aproximadamente invariable
en la dirección de altura del bloque.
Hacia fuera, los tubos planos 19a, 19b
rectilíneos de los otros dos bloques de tubos/de nervios 2a, 2b más
pequeños desembocan en los tubos colectores 8a, 9a, que
corresponden a los tubos colectores 8, 9 de mayor diámetro de la
Fig. 1 correspondientes. Hacia dentro, los tubos planos 19a, 19b
rectilíneos, en los lados orientados de los dos bloques de tubos/de
nervios 2a, 2b más pequeños, desembocan en dos espacios colectores
20, 21 allí previstos, los cuales están formados por un tubo
colector 22 común, como se puede apreciar en la correspondiente
vista en sección transversal de la Fig. 4. Este tubo colector 22 de
dos canales puede estar fabricado, p. ej., como tubo extrusionado y
presenta una pared de separación longitudinal 23 central la cual
subdivide el espacio interior del tubo en los dos espacios
colectores 20, 21 separados que discurren longitudinalmente.
Cada uno de los bloques de tubos/de nervios 2a,
2b pequeños está conectado, a través de su tubo colector 8a, 9a
exterior, con el tubo colector 4, 5 del mismo lado de la unidad de
intercambiador de calor más grande y, por consiguiente, con su
bloque de tubos/de nervios 1 para formar la unidad constructiva
común. Las conexiones del lado frontal de los tubos colectores 4,
9a ó 5, 8a del mismo lado se corresponden con las de la Fig. 1, a
la que se hace remisión. Únicamente en caso necesario puede estar
prevista una fijación adicional de los dos bloques 2a, 2b más
pequeños al bloque 1 más grande mediante una conexión, dimensionada
entonces de forma preferente térmicamente aislante, entre las dos
hileras de nervios ondulados 16b opuestas, p. ej. en forma de una
pared intermedia térmicamente aislante. En el lado exterior libre
en la dirección de la altura del bloque, los dos bloques de tubos/de
nervios 2a, 2b más pequeños están dotados cada uno con una pared de
cierre 18c, 18d.
Como en el ejemplo de la Fig. 1, en el
intercambiador de calor de la Fig. 3 los tubos planos 19a, 19b
rectilíneos de los dos bloques 2a, 2b más pequeños están formados
con una sección transversal de paso mayor que los tubos planos de
serpentín 3, lo cual lo convierte asimismo adecuado para la
utilización en vehículos automóviles, de manera que la unidad de
intercambiador de calor con el bloque de tubos planos de serpentín 1
se puede utilizar como condensador o refrigerador de gas, p. ej. de
una instalación de climatización de CO_{2} y las otras dos
unidades de intercambiador de calor con los tubos planos 2a, 2b
rectilíneos y los tubos colectores 8a, 9a, 22 de mayor diámetro se
pueden utilizar como radiador de aceite, p. ej. uno como radiador
de aceite del cambio de marchas y el otro como radiador de aceite
de servo. Para las dos unidades de intercambiador de calor pequeñas
se indican en la Fig. 3, a título de ejemplo, unas estructuras de
conexión en forma de en cada caso una conexión 24, 25 radial hacia
los dos tubos colectores 8a, 9a exteriores y en cada caso una
conexión 26, 27 axial hacia el espacio colector 20, 21 interior en
cada caso.
Por lo demás, también se obtienen las ventajas y
propiedades indicadas anteriormente para el ejemplo de realización
según la Fig. 1, en especial en lo que se refiere a las posibles
variantes de fabricación, de forma análoga para el intercambiador de
calor de tres bloques de la Fig. 3.
En la Fig. 5 está representada otra variante del
ejemplo de la Fig. 1, en la cual se designan de nuevo componentes
funcionalmente iguales con los mismos signos de referencia y, por
lo tanto, se puede hacer remisión a la descripción anterior de la
Fig. 1. El ejemplo de realización de la Fig. 5, mostrado allí con
una zona de esquina cortada, representa asimismo un intercambiador
de calor de dos bloques, en el cual se han utilizado los mismos dos
bloques de tubos/de nervios 1, 2 que en el ejemplo de la Fig. 1, los
cuales aquí están dispuestos sin embargo no uno al lado del otro en
la dirección de la altura del bloque sino uno detrás de otro en la
dirección de la profundidad del bloque, es decir, el bloque de
tubos/de nervios 2 más pequeño con los tubos planos 6 rectilíneos
está situado, en la dirección del medio de flujo, tal como aire,
conducido a través de los dos bloques 1, 2, delante o detrás del
bloque de tubos/de nervios 1 más grande con tubos planos de
serpentín 3.
El bloque de tubos/de nervios 2 más pequeño está
adosado al bloque de tubos/de nervios 1 mayor únicamente mediante
las dos conexiones de tubo colector laterales. Al mismo tiempo, los
dos tubos colectores 8, 9 de mayor sección transversal para el
bloque de tubos/de nervios 2 más pequeño corresponden a los de la
Fig. 1. Por el contrario, se han utilizado tubos colectores 4a, 5a
modificados para la unidad de intercambiador de calor de tubo plano
de serpentín, los cuales se diferencian de los dos tubos colectores
4, 5 correspondientes del intercambiador de calor de la Fig. 1
porque en el lado del bloque superior en la Fig. 5 están doblados
180º que determinan un arco en forma de U 4b, 5b, de tal manera que
su zona final no doblada pasa a situarse en cada caso coaxialmente
respecto del tubo colector 8, 9 de mayor diámetro del mismo lado
del bloque de tubos/de nervios 2 más pequeño y está introducido
estanco al fluido en su extremo frontal 8a, 9a estrechado. Por lo
demás, las dos conexiones de tubo colector corresponden a las de la
Fig. 1. Por lo demás son válidas también para el intercambiador de
calor de la Fig. 5 las ventajas y propiedades mencionadas arriba
para el ejemplo de realización de la Fig. 1.
Como se puede apreciar en especial en la vista
lateral a modo de sección de la Fig. 6, el bloque de tubos/de
nervios 2 más pequeño, desplazado en la dirección de la profundidad
del bloque respecto del bloque de tubos/de nervios 1 mayor, no
sobresale en la dirección de la altura del bloque por encima del
bloque 1 mayor, de manera que mediante el acoplamiento del bloque 2
pequeño no se necesita ningún espacio constructivo que sobresalga
por encima del bloque 1 mayor en el plano perpendicular respecto de
la dirección de la profundidad del bloque. Ambos bloques 1, 2 están
situados en este caso, en la dirección de la altura del bloque,
libres a ambos lados y están dotados allí, según se necesite, por
uno o ambos lados con unas paredes de cierre correspondientes, en
la Fig. 5, p. ej. en el lado del bloque en cada caso inferior con
las paredes de cierre 18a, 18b correspondientes de la Fig. 1.
Los ejemplos de realización mostrados y
explicados más arriba ponen de manifiesto que el intercambiador de
calor de varios bloques según la invención contiene una integración
de dos o más unidades de intercambiador de calor en una unidad
constructiva común, donde las unidades de intercambiador de calor
son adosadas, exclusivamente o en cualquier caso en primer lugar,
mediante conexiones del lado frontal de los tubos colectores
correspondientes. Esto permite un montaje flexible de diferentes
unidades de intercambiador de calor adicionales en una unidad de
intercambiador de calor en cada caso primera. Mientras que en los
ejemplos mostrados están acopladas una o dos unidades de
intercambiador de calor en únicamente una zona lateral de una
primera unidad de intercambiador de calor, evidentemente resulta
posible prever un acoplamiento de este tipo en una o varias unidades
de intercambiador de calor en dos lados opuestos de la primera
unidad de intercambiador de calor. Además, en caso necesario, se
puede disponer un número arbitrario de unidades de intercambiador de
calor con bloques de tubos correspondientes uno junto a otro en la
dirección de la altura del bloque y, en cada caso, se pueden fijar
entre sí mediante conexiones de tubo colector del lado frontal, del
mismo lado, y, de este modo, ser conectadas para formar una unidad
constructiva integrada común.
Claims (8)
1. Intercambiador de calor de varios bloques
con
- -
- un primer intercambiador de calor, que contiene un primer bloque de tubos de intercambiador de calor (1) con al menos un primer espacio colector (11) lateral, y que puede ser atravesado por un primer medio de intercambiador de calor, y
- -
- al menos un segundo intercambiador de calor, adosado al primer intercambiador de calor, el cual contiene un segundo bloque de tubos de intercambiador de calor (2) con al menos un segundo espacio colector (10) lateral, y que puede ser atravesado por un segundo medio de intercambiador de calor,
caracterizado porque
- -
- el primer y el segundo espacios colectores (10, 11) están formados en cada caso por un tubo colector (4, 9) propio, y
- -
- los dos tubos colectores están introducidos uno en otro por el lado frontal y están conectados estancos al fluido, correspondiendo la sección transversal exterior de uno de los tubos colectores (4) en esta zona de conexión de tubo esencialmente a la sección transversal interior del otro tubo colector (9) y estando prevista una pared de separación (12) transversal para la separación de los dos espacios colectores (10, 11).
2. Intercambiador de calor de varios bloques
según la reivindicación 1, caracterizado además porque el
tubo colector (9) exterior en la zona de conexión de tubo se
estrecha desde una sección transversal de zona central grande a una
sección transversal de zona de conexión más pequeña respecto de
ella y que está fabricada mediante un procedimiento de reducción,
de martilleo o de abocardado o como pieza de extrusión.
3. Intercambiador de calor de varios bloques
según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque
en la zona de conexión de tubo, el tubo colector (9) exterior está
plaqueado con estaño por su lado interior o el tubo colector (4)
interior lo está por su lado exterior.
4. Intercambiador de calor de varios bloques
según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
además porque los dos bloques de tubos (1, 2) están dispuestos uno
junto a otro en la dirección de la altura del bloque, estando
dispuestos entre los dos tubos de intercambiador de calor (6a, 3c)
orientados más próximos entre sí de uno y del otro bloque de tubos
(1, 2) al menos dos nervios conductores del calor (16a) y/o una
rendija de aire y/o una pared de cierre de bloque.
5. Intercambiador de calor de varios bloques
según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
además porque
- -
- los dos bloques de tubos (1, 2) están dispuestos desplazados en la dirección de la profundidad del bloque, y
- -
- uno de los dos tubos colectores (4a, -9) está dotado con un arco en forma de U (4b), con el cual es conducido desde el plano de un tubo de bloques correspondiente a la zona de conexión de tubo en el plano del otro bloque de tubos.
6. Intercambiador de calor de varios bloques
según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
además porque en el primer intercambiador de calor están adosados
al menos dos intercambiadores de calor adicionales en cada caso con
bloque de tubos (2a, 2b) y tubos colectores (8b, 9b, 22) laterales,
estando dispuestos los dos intercambiadores de calor adicionales, a
lo largo de un lado del espacio colector interior, situados
opuestos así como contiguos en la dirección de la altura del bloque
del primer intercambiador de calor y estando conectado en cada caso
un tubo colector (8b, 9b) exterior correspondiente por el lado
frontal con un tubo colector (4, 5) del primer intercambiador de
calor.
7. Intercambiador de calor de varios bloques
según la reivindicación 6, caracterizado además porque para
los dos intercambiadores de calor adicionales está previsto un tubo
colector (22) de dos canales, interior, común que presenta dos
espacios colectores (20, 21) separados mediante una pared de
separación longitudinal (23).
8. Intercambiador de calor de varios bloques
según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado
además porque el bloque de tubos (1) del primer intercambiador de
calor está formado por tubos planos (3), los cuales con extremos
(3a, 3b) torsionados están insertados en tubos colectores (4, 5)
laterales con un diámetro interior inferior respecto a la anchura
de tubos planos.
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