ES2297199T3 - Aleta de refrigeracion de intercambiador de calor. - Google Patents
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Abstract
Un intercambiador de calor que comprende una aleta de refrigeración (401) para uso en un entorno de flujo de fluido, comprendiendo dicha combinación de aletas de refrigeración una placa de aletas (402) que tienen una serie de persianas (403) substancialmente paralelas entre sí, teniendo cada persiana dos bordes abiertos opuestos, de tal manera que los bordes abiertos adyacentes de persianas adyacentes definen una abertura de flujo (503), teniendo cada persiana una superficie curvada convexa que está dirigida en la dirección opuesta a una superficie curvada convexa de cada persiana adyacente, definiendo dicha serie de persianas una trayectoria de flujo de fluido nominal (502) a lo largo de la serie sobre dicha superficie curvada convexa de cada persiana, caracterizado porque dichas persianas están dispuestas de tal manera que el fluido que circula desde un primer lado de dicha placa de aletas a través de una primera abertura de flujo (503) hasta el segundo lado de la placa de aletas y sobre una primera persiana (504), sigue un contorno curvado de la superficie convexa de dicha primera persiana a través de una segunda abertura de flujo (505) hacia el primer lado de la placa de aletas y sobre la superficie curvada convexa de una segunda persiana (506) adyacente a dicha primera persiana.
Description
Aleta de refrigeración de intercambiador de
calor.
La presente invención se refiere a una aleta de
refrigeración de intercambiador de calor y, en particular, a una
aleta de refrigeración de intercambiador de calor que tiene
persianas.
Un intercambiador de calor es un dispositivo
para transferir calor desde un fluido a otro sin mezclar los dos
fluidos. Se utilizan intercambiadores de calor en varias industrias,
por ejemplo industrias del automóvil e industrias de refrigeración
y, por lo tanto, se conocen diferentes diseños.
Un tipo de intercambiador de calor utiliza un
elemento de transferencia de calor, por ejemplo un entubado, dentro
del cual circula un primer fluido, colocado dentro de un flujo de
aire libre o forzado. La transferencia de calor en la dirección
desde el fluido dentro del elemento de transferencia de calor hasta
el aire que rodea el entubado, puede ser mejorada por la provisión
de placas de aletas de refrigeración de metal aseguradas en
contacto con el elemento de transferencia de calor. Sin embargo, a
medida que el aire fluye sobre las placas de aletas, se forma una
capa límite de aislamiento de aire a medida que se incrementa el
espesor a lo largo de la superficie de la placa de aletas. Este
efecto degrada potencialmente la eficiencia de la transferencia de
calor del intercambiador de calor y, por lo tanto, varios diseños de
aletas de refrigeración utilizan persianas, elevadas desde el plano
de la aleta, que funcionan para interrumpir la formación de la capa
límite y para crear turbulencia, mejorando de esta manera la
eficiencia práctica de las placas de aletas y, a su vez, del
intercambiador de calor.
El documento FR 1.280.480 describe un
intercambiador de calor que tiene una placa de metal conductora de
calor con listones de ondulación. Los listones se pliegan, por
ejemplo, en un arco, y están dispuestos en hileras, de tal manera
que las hileras de listones están desviadas desde el plano de la
placa metálica en direcciones alternas.
El documento FR 1.524.182 describe un
intercambiador de calor con una placa de aletas que tiene una serie
de persianas mutuamente paralelas. Cada persiana tiene una
superficie curvada convexa que está dirigida en la dirección
opuesta a una superficie curvada convexa de cada persiana
adyacente.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención, se proporciona un intercambiador de calor de acuerdo con
la reivindicación 1.
La figura 1 muestra una vista esquemática de un
sistema de refrigeración práctico.
La figura 2 muestra un ejemplo de un condensador
en el lugar con respecto a una unidad de refrigeración.
La figura 3 muestra la unidad de refrigeración
de la figura 2 colocada con respecto a una pared.
La figura 4 muestra una aleta de refrigeración
de un intercambiador de calor que tiene una serie de persianas.
La figura 5 es una vista esquemática del flujo
de flujo de fluido sobre la aleta de refrigeración de un
intercambiador de calor de la figura 4.
La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra
un proceso de fabricación de la aleta de refrigeración de un
intercambiador de calor de la figura 4.
La figura 7 ilustra un método para asegurar una
pluralidad de aletas de refrigeración de un intercambiador de calor
en relación de transferencia de calor con un elemento de
transferencia de calor.
La figura 8 muestra un intercambiador de calor
estático que tiene persianas, como se ilustra en la figura 4.
La figura 9 muestra un intercambiador de calor
dinámico que tiene persianas, como se ilustra en la figura 4, en
una primera fase de fabricación.
La figura 10 muestra el intercambiador de calor
dinámico de la figura 9, seguido por una segunda fase de
fabricación.
Figura
1
La figura 1 muestra una vista esquemática de un
sistema de refrigeración práctico. La unidad de refrigeración 101
incorpora un sistema de funcionamiento de refrigeración 102,
configurado para accionar una disposición de ciclo de refrigeración
de compresión a vapor. Los componentes del sistema de funcionamiento
de la refrigeración 102 están dispuestos alrededor de la cavidad de
refrigeración 103 de la unidad de refrigeración 101, en la que se
pueden almacenar elementos deben mantenerse a una temperatura menor
que la temperatura ambiente.
Un refrigerante fluye dentro del circuito del
sistema de funcionamiento de refrigeración 102. De acuerdo con la
disposición del ciclo de refrigeración mostrada, el refrigerante
entra en el compresor 104 como vapor saturado, fluyendo en la
dirección de la flecha 105 hacia el condensador 106. A medida que el
refrigerante fluye a través del compresor 104, se comprime a la
presión del condensador 106. Durante esta compresión, la
temperatura del refrigerante se incrementa por encima de la
temperatura del medio ambiente. El refrigerante entra en el
condensador 106 como vapor supersaturado. En el condensador 106, el
refrigerante se condensa para formar un líquido saturado. Durante
este proceso, el refrigerante expulsa calor al medio ambiente,
indicado generalmente por la flecha 107, a través del condensador
106. Después de abandonar el condensador 106, el refrigerante tiene
todavía una temperatura por encima de la temperatura del medio
ambiente y fluye en la dirección de la flecha 108 hacia el tubo de
capilaridad 109. A medida que el refrigerante fluye a través del
tubo de capilaridad 109, en la dirección indicada por las flechas
108 y 110, el refrigerante es regulado a la presión del evaporador
111. Durante este proceso, la temperatura del refrigerante se reduce
por debajo de la temperatura de la cavidad de refrigeración,
entrando en el evaporador 11 como una mezcla saturada. El
refrigerante absorbe calor desde dentro de la cavidad de
refrigeración, indicado generalmente por la flecha 112, a través del
evaporador 111. El refrigerante se evapora para formar un vapor
saturado antes de fluir desde el evaporador 111, en la dirección de
la flecha 113, hasta el compresor 104. El refrigerante entra de
nuevo en el compresor 104 y se completa un ciclo de refrigeración.
Este ciclo ejemplar utiliza dos intercambiadores de calor, un
condensador 106 y un evaporador 111. En resumen, el sistema de
funcionamiento de refrigeración 102 funciona para transferir calor
desde dentro de la cavidad de refrigeración 103 hacia el medio
ambiente, en la dirección indicada generalmente por las flechas 112
y 107.
Los sistemas de refrigeración prácticos difieren
de los sistemas de refrigeración ideales desde el punto de vista
termodinámico con respecto a las irreversibilidades, que tienen un
efecto degradante sobre la eficiencia y actuación del sistema.
Puesto que los sistemas de funcionamiento de refrigeración modernos
requieren una fuente de energía externa para funcionar, una mejora
en la eficiencia general de un sistema de refrigeración puede
reducir el coste de funcionamiento de una unidad de
refrigeración.
Figura
2
La figura 2 muestra un ejemplo de un condensador
en el lugar con respecto a una unidad de refrigeración. El
condensador 201 comprende un entubado en una forma de serpentina. El
condensador 201 está asegurado a un conjunto de aletas de
refrigeración 202 de la técnica anterior, que tiene dos abrazaderas
laterales 203 por medio de las cuales el conjunto de aletas de
refrigeración 202 está asegurado a la pared externa trasera 204 de
la unidad de refrigeración 205. El condensador 201 está asegurado a
la disposición de aletas de refrigeración 202, de tal manera que
existe un contacto de transferencia de calor entre el entubado del
condensador 201 y la disposición de aletas de refrigeración 202. El
condensador 201 está asegurado al lado dirigido hacia fuera 206 del
conjunto de aletas de refrigeración 202, de tal manera que el
conjunto de aletas de refrigeración está dispuesto entre el
condensador 201 y la pared trasera 204 de la unidad de refrigeración
205. En la disposición mostrada, las curvaturas 207 de la forma de
serpentina del condensador 201 se extienden más allá de los bordes
superior e inferior del conjunto de aletas de refrigeración 202.
El conjunto de aletas de refrigeración 202
comprende una pluralidad de persianas 208 dispuestas de acuerdo con
un patrón de persianas. Cada persiana 208 es una persiana en rampa,
formada realizando una primera ranura en una placa de base,
haciendo dos ranuras laterales que se extienden en la misma
dirección desde y substancialmente perpendiculares a la primera
ranura y elevando entonces el material entre las ranuras hacia
fuera desde la placa de base. Las persianas en rampa 208 están
dispuestas en columnas de persianas entre longitudes rectas
adyacentes del entubado del condensador 201, por ejemplo en la
primera columna de persiana 209 entre la primera longitud 210 y la
segunda longitud 211, y la segunda columna de persiana 212 entre la
segunda longitud 211 y la tercera longitud 213 del condensador 201.
Cada persiana de rampa 208 se extiende substancialmente en paralelo
a las longitudes rectas del entubado, de tal manera que con el
condensador 201 orientado de tal manera que las longitudes rectas
del entubado están substancialmente verticales, las persianas 208 de
la disposición de aletas de refrigeración 202 están
substancialmente horizontales. Las persianas de rampa 208 están
substancialmente paralelas entre sí dentro de una columna y todas
se proyectan en la misma dirección, hacia fuera desde el lado
dirigido hacia fuera 206 de la disposición de aletas de
refrigeración 202.
Como se ha descrito anteriormente, el
condensador 201 funciona para condensar el refrigerante que entra
allí. Este proceso es la transferencia de calor desde el
refrigerante hacia otro fluido. A medida que el refrigerante fluye
a través del condensador 201, en cualquier dirección, se transfiere
calor desde el refrigerante hacia el entubado del condensador 201.
A su vez, existe una transferencia de calor desde el entubado del
condensador 201 hasta el conjunto de aletas de refrigeración 202.
Por ejemplo, se transfiere calor desde el refrigerante que pasa a
través de la segunda sección de entubado 211 a la primera columna de
persianas 209 y a la segunda columna de persianas 212, siendo
indicada esta transferencia de calor generalmente por flechas 214 y
215. A su vez, existe una transferencia de calor desde el conjunto
de aletas de refrigeración hacia el medio ambiente. Además, existe
una transferencia de calor desde cualquier superficie de entubado
expuesta del condensador 201 hacia el medio ambiente. El
intercambio de calor desde el refrigerante hacia el medio ambiente
se realiza por flujo de fluido. En este caso, flujo de aire,
alrededor del conjunto de aletas de refrigeración 202 y del
condensador 201.
Figura
3
La figura 3 muestra la unidad de refrigeración
205 de la figura 2 colocada con respecto a una pared de la sala
301. La unidad de refrigeración 205 está orientada con respecto a la
pared 301 de tal manera que la pared trasera externa 204 de la
unidad de refrigeración 205 se dirige hacia la pared de la sala 301.
La unidad de refrigeración 205 está espaciada a una distancia desde
la pared de la sala 301 de tal manera que existe una chimenea 302,
entre el condensador 201 (no mostrado en la figura 3) y la
combinación de la disposición de aletas de refrigeración 202 y la
pared de la sala 301, dentro de la cual puede fluir aire.
El aire adyacente al conjunto de aletas de
refrigeración 202 se calienta por conducción a medida que fluye el
refrigerante a través del condensador 201. El aire caliente se
eleva, provocando que el aire sea aspirado hacia arriba desde
abajo. De esta manera, se crea un flujo natural de aire que debe
transferirse desde el conjunto de aletas de refrigeración 202 por
convección. La flecha 303 indica generalmente un flujo de aire
desde el extremo inferior de la unidad de refrigeración 205, que
fluye a lo largo del lado dirigido hacia fuera del conjunto de
aletas de refrigeración 202. Este flujo de aire pasa a través de una
persiana 208 hacia el lado dirigido hacia dentro del conjunto de
aletas de refrigeración 202; después el aire fluye hacia arriba
entre el conjunto de aletas de refrigeración 202 y la pared trasera
204 de la unidad de refrigeración 205 hacia el medio ambiente,
indicado generalmente por la flecha 304.
Puesto que cada persiana en rampa 208 del
conjunto de aletas de refrigeración 202 se proyecta hacia fuera
desde allí, con el fin de optimizar la eficiencia del conjunto de
aletas de refrigeración 202, el conjunto de aletas de refrigeración
202 está montado con respecto a la pared trasera 204 de la unidad de
refrigeración 205 de tal manera que el conjunto de aletas de
refrigeración 202 está acodado desde la vertical, indicado
generalmente por el ángulo \alpha, con el borde superior del
conjunto de aletas de refrigeración 202 más próximo a la pared 301
que el borde inferior. Típicamente, el ángulo \alpha tiene
aproximadamente de 1 a 2º. En el ejemplo mostrado, el borde
superior 305 de cada abrazadera lateral 203 del conjunto de aletas
de refrigeración es más largo que el borde inferior de cada
abrazadera lateral 203 del conjunto de aletas de refrigeración.
Figura
4
La figura 4 muestra una aleta de refrigeración
de intercambiador de calor 401. La aleta de refrigeración de
intercambiador de calor 401 es adecuada para uso en un entorno de
flujo de fluido abierto o cerrado, en el que el fluido es capaz de
circular. La aleta de refrigeración del intercambiador de calor 401
es adecuada para uso con un intercambiador de calor estático, con
el que se efectúa el intercambio de calor por convección libre, y
es adecuada para uso con un intercambiador de calor dinámico, con el
que se efectúa el intercambio de calor por convección forzada. La
aleta de refrigeración del intercambiador de calor 401 comprende una
placa de aletas 402 que tiene una pluralidad de persianas 403 en
una serie; la serie de persianas 403 está configurada para permitir
el flujo de fluido desde un primer lado de la placa de aletas 402
hacia el otro lado y de nuevo de retorno hacia el primer lado, a
medida que el fluido fluye a lo largo de la serie de persianas 403.
Las persianas 403 están configuradas para ser funcionales cuando la
serie de persianas está orientada verticalmente, como se muestra en
la figura 4, aunque la funcionalidad eficiente de las persianas 403
no está limitada a esta orientación.
Con referencia a la serie ejemplar mostrada en
la figura 4, las persianas 403 están substancialmente paralelas
entre sí dentro de la serie. Cada persiana 403 tiene una superficie
curvada convexa, por ejemplo la superficie curvada convexa 404. En
el ejemplo mostrado, cada persiana 403 tiene, sobre el lado reverso,
una superficie curvada cóncava, por ejemplo la superficie curvada
cóncava 405. Como se muestra en la figura 4, la superficie curvada
cóncava de cada persiana 403 tiene cuatro bordes, dos bordes
abiertos opuestos y dos bordes "cerrados" opuestos conectados
a la placa de aletas 402, con los bordes abiertos desviados desde
el plano nominal de la placa de aletas 402.
Las persianas 403 están dispuestas de acuerdo
con un patrón de persianas, en el que la superficie curvada convexa
de cada persiana 403 está dirigida en la dirección opuesta a la
superficie curvada convexa de cada persiana adyacente 403. Por
ejemplo, la superficie curvada convexa 406 está dirigida en la
dirección opuesta a la superficie curvada convexa de la persiana
407, que está colocada en la proximidad de un primer borde abierto
de la persiana 406, y en la dirección opuesta a la superficie
curvada convexa de la persiana 408 adyacente, que se coloca en la
proximidad del otro borde abierto de la persiana 406. Entre los
bordes abiertos adyacentes de las persianas 403 adyacentes existe
una abertura de flujo, por ejemplo la abertura de flujo 409, para
permitir el flujo a través de la misma, desde un lado de la placa de
aletas 402 hasta el otro lado.
En la figura 5 se muestra una vista en sección a
lo largo de la línea I-I a través de la placa de
aletas 402.
\newpage
Figura
5
La figura 5 ilustra de forma esquemática el
flujo de fluido alrededor de las persianas 403 de la placa de
aletas 402, con un flujo de fluido nominal como se indica
generalmente por la flecha 501. Como se muestra en la figura 5, las
series de persianas 403 definen una trayectoria de fluido nominal a
lo largo de las series, indicado generalmente por la flecha 502; la
trayectoria se mueve en zig-zag a través de la placa
de aletas 401 sobre la superficie curvada convexa de cada persiana
403.
Por ejemplo, el fluido de fluye a lo largo de la
trayectoria de flujo nominal 502 fluye a través de la abertura de
flujo 503, desde un primer lado de la placa de aletas 402 hasta el
otro lado, sobre la superficie curvada convexa de la persiana 504 y
a través de la abertura de flujo 505 de retorno al primer lado de la
placa de aletas 402, sobre la superficie curvada convexa de la
persiana 506 y así sucesivamente. De esta manera, el flujo que
fluye a lo largo de la trayectoria de flujo de fluido nominal 502
fluye desde un lado de la placa de aletas 402 hasta el otro lado.
En este ejemplo, el flujo de fluido alterna desde un lado de la
placa de aletas 402 con cada persiana secuencial 403 a lo largo de
las series. No obstante, se pueden utilizar otros patrones de
persianas 403 configuradas para dirigir el flujo de fluido desde un
lado de la placa hacia el otro lado y de nuevo de retorno.
La configuración de las persianas 403 en la
serie es tal que el flujo de fluido sigue generalmente el contorno
de la superficie curvada convexa de cada persiana 403. Este efecto
se conoce como el Efecto Coanda. El fluido que circula a lo largo
de la trayectoria de flujo de fluido nominal 502 fluye sobre la
superficie curvada convexa de una persiana 403, por ejemplo la
persiana 504, siguiendo su contorno, y a medida que el flujo de
fluido es dirigido a través de una abertura de flujo entre las
persianas 403, por ejemplo la abertura de flujo 505, el flujo de
fluido sigue la superficie curvada conexa de la persiana 403
siguiente, por ejemplo la persiana 506, fluyendo sobre ella. Por lo
tanto, la curvatura de la superficie curvada convexa de cada
persiana 403 dirige un flujo de fluido sobre ella para fluir desde
un lado de la placa de aletas 402 hacia el otro lado a medida que
el fluido fluye a lo largo de la serie de persianas 403. Por
ejemplo, con la placa de aletas 402 utilizada con un intercambiador
de calor estático colocado substancialmente vertical en el aire, se
transfiere calor desde las persianas 403 hasta una corriente de aire
que fluye a lo largo de la trayectoria de flujo de fluido nominal
502, provocando que se eleve el aire. La serie de persianas 403
dirige la corriente ascendente de aire para continuar fluyendo a lo
largo de la misma y no siempre desde la serie de persianas 403.
Este efecto funciona para incrementar el grado de contacto y el
tiempo de contacto entre el flujo de aire y las persianas 403, y
para incrementar el área de la superficie de la serie de persianas
403 sobre la que fluye el aire.
En el ejemplo mostrado, las aberturas de flujo
entre las persianas son suficientemente anchas para permitir que el
espesor de cualquier capa límite se desarrolle sobre la superficie
de las persianas. Además, la configuración de la serie mostrada de
persianas 403 es tal que se crea turbulencia, indicada generalmente
por la flecha 507, cerca de la superficie curvada cóncava de cada
persiana 403. La turbulencia se crea por los bordes abiertos de las
persianas 403 que perturban el flujo de fluido sobre cada lado de la
placa de aletas 402. La turbulencia mejora la transferencia de
calor desde las persianas 403 hacia el medio ambiente y de esta
manera incrementa la eficiencia de la aleta de refrigeración del
intercambiador de calor.
De acuerdo con un ejemplo de la disposición
ilustrada en la figura 5, la distancia entre los puntos centrales
de las persianas, indicados generalmente por la flecha de dos
cabezas 509, es aproximadamente 7,5 mm, el ángulo entre cada borde
abierto de una persiana y una línea perpendicular al punto central
de la persiana, indicado generalmente por el ángulo \beta, es
aproximadamente 67,5º, y la anchura de la abertura de flujo entre
las persianas, indicada generalmente por la flecha 510, es
aproximadamente 3,3 mm.
Figura
6
En la figura 6 se muestra un proceso para la
fabricación de una aleta de refrigeración del intercambiador de
calor 401. En la etapa 601 se coloca un rollo de cinta metálica
sobre un carrete. El extremo libre de la cinta arrollada es
alimentado a través de un mecanismo de devanado en la etapa 602. En
la etapa 603, la cinta es estirada, por ejemplo siendo alimentada a
través de un mecanismo de estiramiento, tal como rodillos de
estiramiento. En la etapa 604, se realiza cualquier conformación de
la cinta, por ejemplo para formar medios para asegurar la aleta de
refrigeración fabricada a un elemento de transferencia de calor. En
la etapa 605, se forman persianas en la cinta. Una técnica para
formar las persianas implica realizar ranuras substancialmente
paralelas a lo largo de la anchura de la cinta, a intervalos
regulares, y luego utilizar un elemento de estampación, por ejemplo
una rueda de estampación, para prensar el material entre dos cintas,
formando de esta manera una serie de persianas a lo largo de la
cinta. En la etapa 606, la cinta de persianas se corta a medida. La
cinta se puede cortar, por ejemplo, a medida, por número de
persianas o por número de conjuntos de persianas, por ejemplo con
dos persianas adyacentes formando un conjunto.
De acuerdo con un proceso alternativo de
fabricación, la cinta se corta en longitudes antes de la formación
de las persianas con ellas.
Figura
7
La figura 7 ilustra un método para asegurar una
pluralidad de aletas de refrigeración a un elemento de
transferencia de calor. Para que las aletas de refrigeración
funcionen eficientemente, se requiere que una superficie de cada
una de las aletas de refrigeración esté en contacto de transferencia
de calor con una superficie del elemento de transferencia de calor.
Puesto que las persianas 403 están configuradas para dirigir fluido
que fluye desde un lado de la placa de aletas de refrigeración hacia
el otro y de nuevo de retorno, la aleta de refrigeración es
funcional de cualquier manera que esté montada alrededor de un
elemento de transferencia de calor. Por lo tanto, las aletas de
refrigeración que utilizan las persianas 403, o las persianas que
tienen la misma funcionalidad, son comparativamente más sencillas y
más rápidas de utilizar en la fabricación.
En el ejemplo mostrado, el elemento de
transferencia de calor 701 comprende un entubado configurado en una
forma de serpentina. Cada una de las aletas de refrigeración 702,
703 y 704 mostradas tienen un canal, por ejemplo un canal 705, que
se extiende a lo largo de la longitud de la placa de aletas, hasta
el interior de cada borde lateral, substancialmente perpendicular a
las persianas 403 de las mismas. Cada canal está configurado para
recibir parcialmente el entubado del elemento de transferencia de
calor 701. La aleta de refrigeración extrema 702 tiene
adicionalmente una abrazadera lateral 706 que se extiende desde un
lado de la misma. En primer lugar, el extremo y las longitudes 707,
708 del entubado, respectivamente, del elemento de transferencia de
calor 701 están alineados con los dos canales en la aleta de
refrigeración extrema 702 y están insertados allí. La siguiente
aleta de refrigeración, en este ejemplo la aleta de refrigeración
703, está orientada de tal manera que sus canales están dirigidos
en la dirección opuesta a los canales de la aleta de refrigeración
extrema 702. La aleta de refrigeración 703 está alineada entonces
con el elemento de transferencia de calor 701, de tal manera que un
canal ajusta sobre la sección de entubado 708 y el otro canal ajusta
sobre la sección de entubado 709 siguiente. Después de esta etapa,
la sección de entubado 708 está intercalada entre la aleta de
refrigeración 702 y la aleta de refrigeración. La aleta de
refrigeración 704 es colocada entonces con un canal sobre la
sección de entubado 709 y el otro canal sobre la sección de entubado
siguiente.
Para asegurar las aletas de refrigeración 702,
703, 704 en relación de contacto térmico con el elemento de
transferencia de calor 701, las secciones de solape de las dos
aletas de refrigeración que rodean un tubo son soldadas juntas por
puntos o con costura. Por lo tanto, este método no implica soldadura
sobre el elemento de transferencia de calor. Se pueden utilizar
otros métodos para asegurar la aleta de refrigeración del
intercambiador de calor en relación de contacto térmico con un
elemento intercambiador de calor. Por ejemplo, los canales en las
aletas de refrigeración 702, 703, 704 pueden estar configurados para
permitir al entubado del elemento de transferencia de calor 701 ser
rebajado y retenido allí por medio de una disposición de encaje
elástico.
Figura
8
La figura 8 muestra una unidad de intercambiador
de calor estático que comprende una combinación de un condensador
801 y una disposición de aleas de refrigeración 802, sujeta con
abrazaderas a la parte trasera de una unidad de refrigeración 803.
El condensador 801 comprende un entubado en una forma de serpentina,
y la disposición de aletas de refrigeración 802 está configurada en
forma de persiana con una serie de persianas 403 que se extienden
en una columna de persiana entre longitudes rectas de la forma de
serpentina. Como se muestra, la disposición de aletas de
refrigeración 802 tiene dos abrazaderas laterales 803. Como se ha
descrito anteriormente, las persianas 403 están configuradas para
funcionan en una columna o serie de persianas orientadas
verticalmente. Por lo tanto, puesto que la serie de persianas no
tiene que ser orientada en un ángulo con respecto a la vertical,
los bordes superior e inferior 804, 805, respectivamente, tienen la
misma longitud, de tal manera que con la disposición de aletas de
refrigeración 802 asegurada por las abrazaderas 803 a la superficie
vertical de la pared trasera vertical 806, la disposición de aletas
de refrigeración 802 y sus columnas de persianas estarán también
verticales. La fabricación de las abrazaderas laterales 805 no
acodadas es comparativamente más conveniente que la fabricación de
abrazaderas laterales acodadas. Además, puesto que la disposición
de aletas de refrigeración no requiere una orientación en una
inclinación, se reduce potencialmente la anchura de la chimenea
requerida asociada con el condensador 801 y la disposición de aletas
de refrigeración 802. Esta característica de la anchura reducida de
la chimenea puede proporcionar también un incremento en el volumen
de la capacidad de almacenamiento de refrigeración interna.
Figura
9
La figura 9 ilustra una unidad de intercambiador
de calor dinámico 901, en una primera fase de formación, que
comprende una combinación de condensador 902 y disposición de aletas
de refrigeración 903, y la disposición de aletas de refrigeración
902 está configurada como persiana. La disposición de aletas de
refrigeración 903 comprende cuatro series de persianas 403 que se
extienden en una columna de persiana interrumpida entre longitudes
rectas de la forma de serpentinas. Por ejemplo, la columna de
persiana 904 comprende cuatro placas de aletas 905, 906, 907, 908,
cada una de las cuales tiene una serie de persianas que se extienden
substancialmente paralelas a las longitudes de entubado adyacentes,
separadas espaciadas de tal forma que la columna de persiana 904
está efectivamente interrumpida en tres lugares. Esta disposición
está alineada repetida a través de la serpentina del condensador
901, para crear cuatro series de persianas a través de la unidad de
intercambiador de calor 901, por ejemplo la hilera de persiana
908.
En la segunda fase de formación de la unidad de
intercambiador de calor 901, la combinación de condensador 902 y
disposición de aletas de refrigeración 902 están coordinados en la
disposición mostrada en la figura 9. La disposición es sometida a
una primera operación de flexión, para doblar la disposición
alrededor de la línea de puntos 910, de tal manera que ambos lados
de las hileras de persiana de la línea de puntos 909 se extienden
substancialmente en paralelo entre sí. Se lleva a cabo una segunda
operación de flexión sobre la disposición para doblar la
disposición alrededor de la línea de puntos 911, en la dirección
opuesta a la flexión alrededor de la línea de puntos 909, de tal
manera que ambos lados de las hileras de persiana de la línea de
puntos 909 se extienden substancialmente en paralelo entre sí. Se
lleva a cabo una tercera operación de flexión sobre la disposición
para doblar la disposición alrededor de la línea de puntos 912, en
la dirección opuesta a la flexión alrededor de la línea de puntos
911 (en la misma dirección que la flexión alrededor de la línea de
puntos 910), de tal manera que ambos lados de las hileras de
persiana de la línea de puntos 912 se extienden substancialmente en
paralelo entre sí.
Figura
10
La figura 10 muestra la unidad de intercambiador
de calor 901 como se muestra en la figura 9, después de la segunda
fase de formación descrita anteriormente, después de lo cual la
combinación de condensador 902 y disposición de aletas de persiana
903 propiamente dicha tiene una forma de serpentina.
Como se muestra en la figura 10, la unidad de
intercambiador de calor 901 está configurada para uso con un flujo
forzado de aire, por ejemplo con un flujo de aire formado por el
ventilador 1001, con una dirección del flujo nominal como se indica
generalmente por la flecha 1002, que fluye en la dirección a lo
largo de la serie de persianas 403.
Claims (10)
1. Un intercambiador de calor que comprende una
aleta de refrigeración (401) para uso en un entorno de flujo de
fluido, comprendiendo dicha combinación de aletas de refrigeración
una placa de aletas (402) que tienen una serie de persianas (403)
substancialmente paralelas entre sí, teniendo cada persiana dos
bordes abiertos opuestos, de tal manera que los bordes abiertos
adyacentes de persianas adyacentes definen una abertura de flujo
(503), teniendo cada persiana una superficie curvada convexa que
está dirigida en la dirección opuesta a una superficie curvada
convexa de cada persiana adyacente, definiendo dicha serie de
persianas una trayectoria de flujo de fluido nominal (502) a lo
largo de la serie sobre dicha superficie curvada convexa de cada
persiana, caracterizado porque dichas persianas están
dispuestas de tal manera que el fluido que circula desde un primer
lado de dicha placa de aletas a través de una primera abertura de
flujo (503) hasta el segundo lado de la placa de aletas y sobre una
primera persiana (504), sigue un contorno curvado de la superficie
convexa de dicha primera persiana a través de una segunda abertura
de flujo (505) hacia el primer lado de la placa de aletas y sobre
la superficie curvada convexa de una segunda persiana (506)
adyacente a dicha primera persiana.
2. Un intercambiador de calor de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que dicha aleta de refrigeración comprende
un canal (705) y dicho intercambiador de calor comprende, además, un
entubado (701) recibido parcial o totalmente dentro de dicho
canal.
3. Un intercambiador de calor de acuerdo con la
reivindicación 2, en el que dicho entubado (701) está ajustado a
presión dentro de dicho canal (705) de dicha aleta de refrigeración
(401).
4. Un intercambiador de calor de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los bordes
abiertos de cada persiana están desviados desde un plano nominal de
la placa de aletas, de tal manera que la superficie curvada convexa
de una persiana se extiende fuera del plano nominal hasta dichos
bordes abiertos.
5. Un intercambiador de calor de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende un entubado
(701) en contacto de transferencia de calor con la placa de aletas,
extendiéndose dicho entubado en una dirección a lo largo de dicha
serie de persianas.
6. Un intercambiador de calor de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha aleta de
refrigeración comprende una placa de aletas (402) que tiene una
serie de persianas (403) dispuestas para dirigir el flujo de fluido
por convección libre desde un primer lado de dicha placa de aletas
hasta el segundo lado de la placa de aletas y de retorno a dicho
primer lado de la placa de aletas.
7. Un intercambiador de calor de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende un entubado
(901) en contacto de transferencia de calor con dicha aleta de
refrigeración, en el que el intercambiador de calor comprende una
pluralidad de placas de aletas (905, 906, 907, 908) y el entubado
entre placas de aletas adyacentes está doblado de tal forma que una
placa de aletas está dispuesta para estar substancialmente paralela
a las otras placas de aletas.
8. Una unidad de refrigeración (803) que tiene
un intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en la que dicho intercambiador de calor es
un condensador (801).
9. Una unidad de refrigeración que tiene un
intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en la que dicho intercambiador de calor está
colocado substancialmente vertical en el aire, de tal manera que el
aire fluye a lo largo de dicha trayectoria de flujo de fluido
nominal por convección.
10. Una unidad de refrigeración que tiene un
intercambiador de calor de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en la que dicha unidad de refrigeración
comprende un ventilador (1001) configurado para proporcionar un
flujo forzado de aire a dicha aleta de refrigeración del
intercambiador de calor.
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