ES2351417T3 - Control de la velocidad variable o de la modulación de anchura de impulso de los ventiladores en sistemas refrigerantes. - Google Patents

Abstract

Un sistema intercambiador de calor que comprende: un intercambiador de calor (10) que incluye un múltiple de entrada (12) que tiene una abertura de entrada (20) para conducir el flujo de un fluido a dicho múltiple de entrada (12) y una pluralidad de aberturas de salida (24) para conducir el flujo de fluido desde dicho múltiple de entrada (12); una pluralidad de canales (16) conectados hidráulicamente a dicha pluralidad de aberturas de salida (24) para conducir el flujo de fluido desde dicho múltiple de entrada (12); y un múltiple de salida (14) conectado hidráulicamente a dicha pluralidad de dichos elementos (16) para recibir el flujo de fluido desde ellos; caracterizado porque comprende al menos dos dispositivos (30, 32) que mueven el aire para mover el aire sobre dicho intercambiador de calor (10) incorporados en dicho sistema intercambiador de calor; y en el que al menos uno de dichos dispositivos (30, 32) que mueven el aire es hecho funcionar en un modo de modulación de anchura de impulso y la modulación de anchura de impulso es controlada a una velocidad que es diferente de la de otro de dichos dispositivos que mueven el aire (30, 32) para promover la distribución de flujo de aire óptima a través del intercambiador de calor.

Description

Antecedentes del invento

Este invento se refiere en general a intercambiadores de calor para acondicionamiento de aire, bomba de calor y sistemas de refrigeración y, más particularmente, a evaporadores de flujo paralelo (minicanal o microcanal) de los mismos.

Una definición de un intercambiador de calor así llamado de flujo paralelo es ampliamente usada en la industria de acondicionamiento de aire y refrigeración y designa un intercambiador de calor con una pluralidad de pasos o canales paralelos típicamente de sección transversal aplastada o redonda, entre los cuales es distribuido el refrigerante y hecho fluir en la orientación generalmente perpendicular de modo sustancial a la dirección de flujo de refrigerante en los múltiples de entrada y salida. La definición está bien adaptada dentro de la comunidad técnica y será usada e lo largo de todo el texto.

La mala distribución de refrigerante en intercambiadores de calor de sistema refrigerante y evaporadores en particular, es un área de interés bien conocida. Como los evaporadores son los más susceptibles de la mala distribución del refrigerante, se hará referencia de manera predominante a los evaporadores a lo largo de todo el texto, aunque muchos hechos serán importantes, por ejemplo también los condensadores. La mala distribución del refrigerante causa una degradación significativa del rendimiento del evaporador y del sistema completo sobre una amplia gama de condiciones operativas. La mala distribución del refrigerante puede ocurrir debido a las diferencias en las impedancias de flujo dentro de los canales del evaporador, una distribución no uniforme de flujo de aire sobre las superficies de transferencia de calor externas, una orientación inapropiada del intercambiador de calor o un diseño pobre de los múltiples y del sistema de distribución. La mala distribución es particularmente pronunciada en evaporadores de flujo paralelo debido a su específico diseño con respecto al encaminamiento del refrigerante a cada circuito refrigerante. Se han hecho intentos para eliminar o reducir los efectos de este fenómeno sobre el rendimiento de evaporadores de flujo paralelo con poco éxito o sin éxito. Las principales razones para tales intentos fallidos han sido generalmente relacionadas con la complejidad e ineficiencia de la técnica propuesta o un coste prohibitivamente elevado de la solución.

En los últimos años, intercambiadores de calor de flujo paralelo, e intercambiadores de calor de aluminio soldado en particular, han recibido mucha atención e interés, no solo en el campo de los automóviles sino también en la industria de calefacción, ventilación, acondicionamiento de aire y refrigeración (HVAC y R). Las razones principales para el empleo de la tecnología de flujo paralelo están relacionadas con su rendimiento superior, su elevado grado de compacidad y su resistencia a la corrosión mejorada. Los intercambiadores de calor de flujo paralelo son utilizados ahora tanto en aplicaciones de condensadores como de evaporadores para múltiples productos y diseños y configuraciones de sistema. Las aplicaciones del evaporador, aunque prometen mayores beneficios, suponen un mayor reto y son problemáticas. La mala distribución del refrigerante es una de las primeras cuestiones y obstáculos para la puesta en práctica de esta tecnología en las aplicaciones del evaporador.

Como es conocido, la mala distribución de refrigerante en intercambiadores de calor de flujo paralelo, ocurre debido a una caída de presión desigual dentro de los canales y en los múltiples de entrada y salida. En los múltiples, la diferencia de longitud de los trayectos de refrigerante, la separación de fases y la gravedad son los factores principales responsables de la mala distribución. Dentro de los canales del intercambiador de calor, las variaciones en la tasa o velocidad de transferencia de calor, en la distribución de flujo de aire, las tolerancias de fabricación y la gravedad son los factores dominantes. Además la tendencia reciente de la mejora del rendimiento del intercambiador de calor promovida por la miniaturización de sus canales (así llamados minicanales y microcanales), que a su vez han impactado negativamente en la distribución del refrigerante. Como es extremadamente difícil controlar todos estos factores, muchos de los intentos previos para gestionar la distribución del refrigerante, especialmente en los evaporadores de flujo paralelo, han fallado.

En los sistemas de refrigerante que utilizan intercambiadores de calor de flujo paralelo, los múltiples o cabezales de entrada y salida (estos términos serán usados de forma intercambiable a lo largo del texto) usualmente tienen una forma cilíndrica convencional. Cuando el flujo de dos fases entra en el cabezal, la fase de vapor es separada usualmente de la fase líquida. Como ambas fases fluyen de forma independiente, tiende a ocurrir una mala distribución del refrigerante.

Si el flujo de dos fases entra en el múltiple de entrada a una velocidad relativamente elevada, la fase líquida (gotitas de líquido) es transportada por el momento del flujo muy lejos de la entrada del múltiple a la parte alejada del cabezal. Por tanto, los canales más próximos a la entrada del múltiple reciben de forma predominante la fase de vapor y los canales alejados de la entrada del múltiple reciben la mayor parte de la fase líquida. Si, por otro lado, la velocidad del flujo de dos fases que entra en el múltiple es baja, no hay suficiente momento para transportar la fase líquida a lo largo del cabezal. Como resultado, la fase líquida entra en los canales más próximos a la entrada y la fase de vapor prosigue a los más alejados. También, las fases líquida y de vapor en el múltiple de entrada pueden ser separadas por las fuerzas de gravedad, ocasionando consecuencias similares a la mala distribución. En cualquier caso, el fenómeno de la mala distribución aflora rápidamente y se manifiesta por sí misma en la degradación del rendimiento del evaporador y del sistema total.

Además, el fenómeno de la mala distribución puede causar las condiciones de dos fases (sobrecalentamiento cero) en la salida de algunos canales, promoviendo la inundación potencial en la succión del compresor que puede traducirse rápidamente en el daño en el compresor.

Es por ello un objeto del presente invento proporcionar un método de resolver los problemas de la mala distribución de refrigerante y flujo de aire descritos aquí. Estos objetivos son logrados mediante el uso de ventiladores hechos funcionar a velocidad variable o en un modo de modulación de anchura de impulso, con el fin de proporcionar una distribución de flujo de aire mejorada que da como resultado la eliminación y/o reducción en la mala distribución de aire y refrigerante o contrarrestar otros factores que causan la mala distribución del refrigerante.

Un sistema de intercambiador de calor que tiene las características de los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 16 está descrito en el documento US-A-6.037.567. Otros intercambiadores de calor que tienen uno o más ventiladores están descritos en los documentos US-A-5.269.367, JP 2004 072977 A, US-A-5.813.249 y JP 09229 536 A.

Sumario del invento

El presente invento proporciona un intercambiador de calor según las reivindicaciones 1 y 6.

De acuerdo con una realización del invento, el control preciso de la distribución de flujo de aire sobre los intercambiadores de calor es conseguido utilizando un ventilador de velocidad variable. El uso de un ventilador de velocidad variable es especialmente ventajoso cuando como de acuerdo con el invento dos o más ventiladores son utilizados para mover el aire a través del intercambiador de calor. En este caso, por ejemplo, un ventilador puede ser del tipo de velocidad variable (controlada por un accionamiento de velocidad variable) mientras el otro ventilador es de diseño de velocidad fija. Controlando la velocidad del ventilador de velocidad variable, la distribución del flujo de aire sobre el intercambiador de calor puede ser controlada de tal forma que todas las secciones del intercambiador de calor reciban el flujo de aire adecuado y óptimo. Son posibles otras opciones, cuando dos o más ventiladores dedicados a un intercambiador de calor particular son de un diseño de velocidad variable. En esta realización, la velocidad de los ventiladores de velocidad variable puede ser controlada simultánea o independientemente para conseguir la distribución de flujo de aire deseada sobre las superficies del intercambiador de calor para obtener una tasa de transferencia de calor deseada. El algoritmo para funcionamiento de los ventiladores de velocidad variable puede ser seleccionado durante el ensayo de desarrollo o puede ser ajustado en la fábrica después de que se haya construido la unidad para tener en cuenta las variaciones en el diseño de la unidad así como distintas opciones y características. Los ajustes finales pueden también ser realizados en obra, si la mala distribución del aire sobre las superficies del intercambiador de calor se ha encontrado que es de aplicación o instalación dependiente. Esta realización también permite la estandarización de componentes y un número reducido de piezas de repuesto. La lógica de control de la velocidad del ventilador puede ser ajustada también de acuerdo con las condiciones de funcionamiento para cubrir un amplio espectro de aplicaciones y una envolvente operativa completa.

De acuerdo con una segunda realización del invento, la distribución de flujo de aire mejorada en los intercambiadores de calor es conseguida mediante el uso de ventiladores que funcionan en modo de modulación de anchura de impulso. Esto puede conseguirse conmutando rápidamente ventiladores de velocidad alta a baja, si es un ventilador de dos velocidades, o simplemente conectando y desconectando el ventilador, si es un diseño de ventilador de una sola velocidad. También, cuando el ventilador está funcionando a una velocidad reducida o está desconectado, consume menos potencia, o no consume potencia respectivamente, mejorando así potencialmente la eficiencia del sistema. La cantidad de tiempo que el ventilador está funcionando a una velocidad frente a la otra velocidad (o está desconectado) es a menudo definida por las condiciones operativas del sistema deseado. Por ejemplo, cuando el sistema está ligeramente cargado y se requiere un enfriamiento pequeño, los ventiladores pueden ser hechos funcionar a una velocidad menor durante un período de tiempo más largo. Por el contrario, si el sistema está muy cargado, entonces los ventiladores pueden ser hechos funcionar a una mayor velocidad continuamente. La cantidad de tiempo que el ventilador está funcionando a una velocidad alta frente a la que está funcionando a una velocidad reducida (o desconectado) puede también ser ajustada para conseguir la distribución de flujo de aire más apropiada sobre superficies de intercambiador de calor (que es particularmente importante para evaporadores de flujo paralelo que son especialmente propensos a los efectos de mala distribución). Pueden obtenerse beneficios adicionales haciendo funcionar los ventiladores a diferentes velocidades controlando la tasa de extracción del condensado de la superficie del intercambiador de calor evaporador y por consiguiente su capacidad latente. Cuando la velocidad del ventilador es variada, la cantidad de extracción del condensado puede también ser afectada consiguientemente.

Pueden emplearse varias estrategias de control para la modulación de la anchura de impulso de los ventiladores. Por ejemplo, si se ha usado un ventilador de dos velocidades, entonces pueden seleccionarse tres modos operativos: a toda velocidad, a velocidad reducida y en modo desconectado. La frecuencia a la que el ventilador formará un ciclo desde un modo “conectado” a uno “desconectado” está determinada por la fiabilidad del ventilador y la inercia térmica del sistema. Por ejemplo, por consideraciones de eficiencia y confort del interior, la formación del ciclo debería ser generalmente más rápida que la constante de tiempo asociada con la inercia térmica del sistema. También, debería evitarse la formación de hielo en las superficies del evaporador externas (ya que cuando el ventilador está desconectado, la temperatura de succión de saturación caería) no extendiendo el tiempo del ventilador “desconectado” sobre el umbral deseado. Por otro lado, a partir de consideraciones de fiabilidad, la tasa de formación de ciclo del ventilador debería ser hecha tan lenta como sea posible. Estos compromisos son específicos del equipamiento y serían comprendidos generalmente por un diseñador de sistema refrigerante y accedidos en la etapa de desarrollo de la lógica de control. En muchos casos, el ciclo de modulación de la anchura de impulso está generalmente entre 5 segundos y 1 minuto. Además, si el ventilador tiene una capacidad de múltiples velocidades, puede tener lugar la conmutación entre las múltiples velocidades.

En casos en los que son empleados tanto las técnicas de modulación de la anchura de impulso como de ventilador de velocidad variable para controlar la mala distribución del refrigerante, pueden ser aplicados en dos formas diferentes. En la primera aproximación, una distribución de flujo de aire uniforme puede ser proporcionada para los sistemas con diseños complejos e impedancias de flujo de aire diferentes sobre varias partes de los intercambiadores de calor, con el fin de conseguir una tasa de transferencia de calor uniforme para circuitos refrigerantes paralelos. En el segundo método, una distribución de flujo de aire no uniforme conseguida específicamente puede contrarrestar

o desplazar otros efectos que influyen sobre el fenómeno de la distribución de refrigerante, así las condiciones de mala distribución del refrigerante son eliminadas y se evita la inundación potencial del compresor (en el caso del evaporador). Un control adaptable de ventiladores es factible, dónde es obtenida una realimentación por un controlador de sistema a partir de distintos sensores de temperatura y de presión instalados en el sistema. Debería observarse que el presente invento, al tiempo que proporciona la mayoría de los beneficios a los intercambiadores de calor de tipo microcanal, sería también beneficioso para intercambiadores de calor de tipo convencional usados en el acondicionamiento de aire, bomba de calor y sistemas de refrigeración.

Breve descripción de los dibujos

Para una mejor comprensión de los objetos del invento, se hará referencia a la siguiente descripción detallada del invento que ha de ser leída en conexión con el dibujo adjunto, en el que:

La fig. 1 es una ilustración esquemática de un intercambiador de calor de flujo paralelo de acuerdo con la técnica anterior.

La fig. 2 es una ilustración esquemática de un intercambiador de calor de flujo paralelo que ilustra una realización del presente invento. La fig. 3 es un gráfico ilustrativo de distribución de aire y refrigerante a lo largo de los canales del intercambiador de calor. La fig. 4 es un gráfico ilustrativo de sobrecalentamiento a través de los canales del intercambiador de calor. La fig. 5 es un gráfico de velocidad de ventilador en función del tiempo para un ventilador modulado en anchura de impulso. La fig. 6 es un gráfico de potencia de ventilador en función de la velocidad del ventilador.

Descripción de la realización preferida

Con referencia a la fig. 1, se ha mostrado un intercambiador de calor 10 de flujo paralelo (microcanal o minicanal), como un ejemplo, para incluir un cabezal de entrada o múltiple 12, un cabezal de salida o múltiple 14 y una pluralidad de canales 16 dispuestos en paralelo que interconectan hidráulicamente el múltiple de entrada 12 al múltiple de salida 14. Generalmente, los cabezales 12 y 14 de entrada y salida son de forma cilíndrica, y los canales 16 son tubos (o extrusiones) de sección transversal aplastada o redonda. Los canales 16 tienen normalmente una pluralidad de elementos de mejora de la transferencia de calor internos y externos, tales como aletas. Por ejemplo, las aletas externas 18, dispuestas uniformemente entre ellos para la mejora del proceso de intercambio de calor y la rigidez estructural son típicamente soldados en horno. Los canales 16 pueden tener mejoras de transferencia de calor interna y también elementos estructurales.

En funcionamiento, el refrigerante fluye a la abertura de entrada 20 y a la cavidad interna 22 del cabezal de entrada 12. Desde la cavidad interna 22, el refrigerante, en la forma de un líquido, un vapor o una mezcla de líquido y vapor entra en las aberturas 24 del canal para pasar a través de los canales 16 a la cavidad interna 26 del cabezal de salida 14. Desde allí, el refrigerante fluye fuera de la abertura de salida 28 y a continuación al compresor (no mostrado). Externamente a los canales 16, el aire es hecho circular sobre los canales y las aletas asociadas 18 por un dispositivo que mueve el aire, tal como un ventilador (no mostrado), de modo que la interacción de la transferencia de calor ocurre entre el aire que fluye fuera de los canales y el refrigerante en los canales.

De acuerdo con una realización del invento, como se ha ilustrado por la fig. 2, una distribución de flujo de aire óptima es lograda mediante el uso de dos dispositivos que mueven el aire tales como ventiladores 30 y 32 posicionados adyacentes al intercambiador de calor 10, con al menos uno de los ventiladores provisto con un control de velocidad variable. Los ventiladores 30 y 32 funcionan en conjunción entre sí papara proporcionar un control predeterminado de distribución de flujo de aire para superar la mala distribución de refrigerante entre los canales 16 del intercambiador de calor. La mala distribución del refrigerante puede ser causada potencialmente por las complejidades de diseño del sistema y las diferentes impedancias de flujo de aire sobre distintas partes del intercambiador de calor 10. En tales circunstancias, puede proporcionarse un flujo de aire sustancialmente uniforme variando la velocidad del ventilador, con el fin de conseguir una tasa de transferencia de calor uniforme para circuitos de refrigerante paralelos. Por otro lado, la mala distribución del refrigerante puede ser causada por otros factores, tales como, por ejemplo, gravedad, diseño del múltiple o separación de fase refrigerante. Para contrarrestar o desplazar estos efectos perjudiciales que influyen en la distribución de refrigerante, la velocidad del ventilador puede ser ajustada para conseguir específicamente la distribución de flujo de aire no uniforme deseada. Haciendo funcionar los ventiladores a diferentes velocidades, la distribución de flujo de aire puede ser controlada sobre distintas parte del intercambiador de calor 10 dando como resultado en un perfeccionamiento en la distribución de refrigerante.

La fig. 3 ilustra gráficos comparativos de distribución de flujo de aire y distribución de refrigerante para los casos convencional (técnica anterior) y perfeccionado (invento) bajo circunstancias de mala distribución de refrigerante persistentes causadas por algunos otros factores (en vez de por distribución de flujo de aire) antes indicados. En este ejemplo, los canales 16 posicionados más cerca de la entrada del múltiple de entrada 12 reciben un flujo de refrigerante mayor y los canales alejados de esta entrada reciben un flujo de refrigerante menor, así es observada la mala distribución entre los canales 16. Aumentando la velocidad del ventilador 32, y disminuyendo posiblemente la velocidad del ventilador 30, la distribución de flujo de aire predominantemente no uniforme puede ser usada para contrarrestar o desplazar la mala distribución de refrigerante original. Como resultado de la transferencia de calor ajustada y de las tasas de caída de presión del refrigerante, se consigue una distribución de refrigerante uniforme entre los canales 16, y el rendimiento del intercambiador de calor es sustancialmente perfeccionado. Si el intercambiador de calor 10 es un evaporador, como se ha ilustrado en la fig. 4, son obtenidos valores de sobrecalentamiento positivos y esencialmente iguales para todos los canales 16, en el caso de distribución de flujo de aire mejorada, y se impiden la inundación del compresor y el daño potencial. La lógica de control de la velocidad del ventilador puede ser utilizada para obtener un flujo de aire total para acomodar las condiciones operativas deseadas.

El algoritmo para funcionamiento de los ventiladores de velocidad variable puede ser seleccionado durante el ensayo de desarrollo o puede ser ajustado en la fábrica después de que la unidad haya sido construida para tener en cuenta las variaciones en el diseño de la unidad así como distintas opciones y características. Los ajustes finales también pueden ser realizados en obra, si la mala distribución del aire sobre las superficies del intercambiador de calor se ha encontrado que es de aplicación o dependiente de la instalación. Esta realización también permite la estandarización de componentes y un número reducido de piezas de repuesto. La lógica de control de velocidad del ventilador puede también ser ajustada de acuerdo con las condiciones operativas para cubrir un amplio espectro de aplicaciones y una envolvente operativa completa. Obviamente, pueden utilizarse más de dos ventiladores con cualquier número deseado de ellos con un control de velocidad variable independiente o simultáneo.

De acuerdo con una segunda realización del invento, una distribución de flujo de aire perfeccionada en los intercambiadores de calor también puede ser conseguida mediante el uso de al menos uno de los ventiladores 30 y 32 mostrados en la fig. 2 funcionando en un modo de modulación de anchura de impulso. Esto puede ser conseguido conmutando rápidamente los ventiladores de velocidad alta a baja, si es un ventilador de dos velocidades, o simplemente conectando y desconectando el ventilador, si es un diseño de ventilador de una sola velocidad. El control de la modulación de anchura de impulso del ventilador está mostrado esquemáticamente en la fig. 5. Además, como se ha mostrado en la fig. 6, cuando el ventilador es hecho funcionar a una velocidad reducida o es desconectado, consume menos potencia, o no consume potencia, respectivamente, mejorando así potencialmente la eficiencia del sistema. La cantidad de tiempo que el ventilador está funcionando a una velocidad frente a la otra velocidad (o desconectado) está a menudo definida por las condiciones deseadas de funcionamiento del sistema. Por ejemplo, cuando el sistema está cargado ligeramente y se requiere poco enfriamiento, los ventiladores pueden ser hechos funcionar a una velocidad menor durante un período de tiempo mayor. Por el contrario, si el sistema está muy cargado, entonces los ventiladores pueden ser hechos funcionar a la mayor velocidad de modo continuo. La cantidad de tiempo en la que el ventilador está funcionando a una alta velocidad frente al tiempo en que está funcionando a una velocidad reducida (o desconectado) puede también ser ajustada para conseguir la distribución de flujo de aire más apropiada sobre las superficies del intercambiador de calor (que es especialmente importante para evaporadores de flujo paralelo que son más propensos a los efectos de mala distribución), similar a la realización del ventilador de velocidad variable.

Pueden emplearse varias estrategias de control para la modulación de la anchura del impulso de los ventiladores. Por ejemplo, si se usa un ventilador de dos velocidades, entonces pueden seleccionarse tres modos operativos: modo a toda velocidad, modo a velocidad reducida y modo desconectado. La frecuencia a la que el ventilador formará su ciclo desde un modo “conectado” a un modo “desconectado” es determinada por la fiabilidad del ventilador y la inercia térmica del sistema. Por ejemplo, para consideraciones de eficiencia y confort del interior, la formación del ciclo debería ser generalmente más rápida que la constante de inercia térmica del sistema. También, la formación de hielo sobre las superficies externas del evaporador debería evitarse (ya que cuando el ventilador está desconectado, la temperatura de succión de saturación caería) no extendiendo el tiempo de “desconexión” del ventilador sobre el umbral deseado. Por otro lado, a partir de las consideraciones de fiabilidad, la tasa o velocidad de formación de ciclo del ventilador debería ser hecha tan lenta como sea posible. Estos compromisos son específicos del equipo y serían generalmente comprendidos por un diseñador del sistema refrigerante y accedidos en la etapa de desarrollo de lógica de control. En muchos casos, el ciclo de modulación de anchura de impulso está generalmente entre 5 segundos y 1 minuto. Además, si un ventilador tiene capacidad de múltiples velocidades, puede tener lugar la conmutación entre las múltiples velocidades.

Los beneficios adicionales de hacer funcionar los ventiladores a diferentes velocidades o bien por velocidad variable o bien por control de modulación de anchura de impulso pueden ser obtenidos controlando la tasa de extracción del condensado desde la superficie de intercambio de calor del evaporador y consiguientemente su capacidad latente. Cuando la velocidad del ventilador es variada, la cantidad de extracción del condensado puede también ser afectada consiguientemente. Una vez más, más de dos ventiladores pueden ser utilizados con cualquier número deseado de ellos con una velocidad variable independiente o simultánea o un control de modulación de anchura del impulso.

Además, en ambos métodos del ajuste de la velocidad del ventilador, puede utilizarse un control adaptable de ventiladores, donde se obtiene una realimentación por un controlador del sistema a partir de distintos sensores de temperatura y presión instalados en el sistema.

Como, para una aplicación particular, los distintos factores que causan la mala distribución de refrigerante a los canales 16 son generalmente conocidos en la etapa de diseño, se ha encontrado factible introducir las características de diseño que contrarrestarán o desplazarán estos factores a fin de eliminar sus efectos perjudiciales sobre el evaporador y el rendimiento del sistema completo, así como la inundación y daños potenciales del compresor. Por ejemplo, para una aplicación particular es generalmente conocido cuando el refrigerante fluye al múltiple de entrada a una velocidad alta o baja y cómo el fenómeno de mala distribución es afectado por los valores de velocidad.

Aunque el presente invento ha sido mostrado y descrito particularmente con referencia al modo de realización preferido como se ha ilustrado en los dibujos, los expertos en la técnica comprenderán que pueden efectuarse distintos cambios en el detalle y diseño en él sin salir del espíritu y marco del invento según ha sido definido por las reivindicaciones.

Claims (33)

1. REIVINDICACIONES

   1. Un sistema intercambiador de calor que comprende:

   un intercambiador de calor (10) que incluye un múltiple de entrada (12) que tiene una abertura de entrada (20) para conducir el flujo de un fluido a dicho múltiple de entrada (12) y una pluralidad de aberturas de salida (24) para conducir el flujo de fluido desde dicho múltiple de entrada (12); una pluralidad de canales (16) conectados hidráulicamente a dicha pluralidad de aberturas de salida (24) para conducir el flujo de fluido desde dicho múltiple de entrada (12); y un múltiple de salida (14) conectado hidráulicamente a dicha pluralidad de dichos elementos (16) para recibir el flujo de fluido desde ellos; caracterizado porque comprende al menos dos dispositivos (30, 32) que mueven el aire para mover el aire sobre dicho intercambiador de calor (10) incorporados en dicho sistema intercambiador de calor; y en el que al menos uno de dichos dispositivos (30, 32) que mueven el aire es hecho funcionar en un modo de modulación de anchura de impulso y la modulación de anchura de impulso es controlada a una velocidad que es diferente de la de otro de dichos dispositivos que mueven el aire (30, 32) para promover la distribución de flujo de aire óptima a través del intercambiador de calor.

2. 2.

   El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que la modulación de la anchura de impulso es usada para accionar al menos dos dispositivos (30, 32) que mueven el aire para reducir los efectos de mala distribución de refrigerante.

3. 3.

   El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que la modulación de la anchura de impulso es usada para accionar al menos dichos dos dispositivos (30, 32) que mueven el aire para promover la distribución de flujo de aire uniforme a través de dicho intercambiador de calor.

4. 4.

   El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que la modulación de la anchura de impulso es usada para accionar al menos dos dispositivos (30, 32) que mueven el aire para ajustar las características de rendimiento del sistema.

5. 5.

   El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que la lógica de control de modulación de la anchura de impulso es predeterminada antes de la

   primera puesta en marcha de dicho sistema intercambiador de calor.

6. 6.

   El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que la lógica de control de modulación de la anchura de impulso es ajustada durante el funcionamiento de dicho sistema intercambiador de calor.

7. 7.

   El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que la lógica de control de modulación de la anchura de impulso es usada basándose en la realimentación desde al menos un sensor.

8. 8.

   El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que al menos uno de dichos dispositivos (30, 32) que mueven el aire es un dispositivo que mueve el aire de dos velocidades.

9. 9.

   El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 8, en el que al menos uno de dichos dispositivos (30, 32) que mueven el aire es conmutado rápidamente entre al menos dos ajustes de velocidad.

10. 10.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 9, en el que los ajustes de velocidad son seleccionados a partir del grupo que consiste de un ajuste de alta velocidad, un ajuste de baja velocidad y un ajuste de velocidad cero.

11. 11.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que al menos uno de dichos dispositivos (30, 32) que mueven el aire es un dispositivo de una sola velocidad y es hecho funcionar conectando y desconectando rápidamente el ventilador.

12. 12.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que al menos uno de dichos dispositivos (30, 32) que mueven el aire es de múltiples velocidades y es hecho funcionar conmutando entre múltiples velocidades.

13. 13.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que una tasa de formación de ciclo para dicho dispositivo que mueve el aire es seleccionada basándose en al menos un requisito en el que al menos dicho requisito es seleccionado a partir del grupo de requisitos de rendimiento, mala distribución y requisitos de fiabilidad.

14. 14. El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 13, en el que una tasa de formación de ciclo para dicho dispositivo que mueve el aire está entre 5 segundos y 1 minuto.
15. 15. El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que el tiempo de “conexión” de dicho dispositivo que mueve el aire es seleccionado basándose en al menos un requisito en el que al menos dicho requisito es seleccionado del grupo de requisitos de rendimiento, mala distribución y requisitos de fiabilidad.
16. 16. Un sistema intercambiador de calor que comprende:

    un intercambiador de calor (10) que incluye un múltiple de entrada (12) y que tiene una abertura de entrada (20) para conducir el flujo de un fluido a dicho múltiple de entrada (12) y una pluralidad de aberturas de salida (24) para conducir el flujo de fluido desde dicho múltiple de entrada (12); una pluralidad de canales (16) alineados conectados hidráulicamente a dicha pluralidad de aberturas de salida (24) para conducir el flujo de fluido desde dicho múltiple de entrada (12); y un múltiple de salida (14) conectado hidráulicamente a dicha pluralidad de dichos canales (16) para recibir el flujo de fluido desde ellos; caracterizado porque comprende:

    al menos dos dispositivos (30, 32) que mueven el aire incorporados en dicho sistema; y al menos uno de dichos dispositivos (30, 32) que mueven el aire es hecho funcionar a una velocidad variable y controlado con un control de velocidad variable a una velocidad que es diferente de la velocidad de otro de dichos dispositivos (30, 32) que mueven el aire para promover la distribución de flujo de aire óptima para combatir los efectos de al menos una de las malas distribuciones de aire y de refrigerante.

17. 17.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1 o 16, en el que dicho múltiple de entrada (12) se extiende longitudinalmente.

18. 18.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1 o 16, en el que dicha pluralidad de aberturas (24) conduce dicho flujo de fluido transversalmente desde dicho múltiple de entrada (12).

19. 19. El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1 o 16, en el que al

    menos uno de dichos dispositivos (30, 32) que mueven el aire es un ventilador.

20. 20.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1 o 16, en el que dicho intercambiador de calor (10) es un evaporador.

21. 21.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1 o 16, en el que dicho intercambiador de calor (10) es un condensador.

22. 22.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1 o 16, en el que dicho intercambiador de calor (10) es un intercambiador de calor de flujo paralelo con una pluralidad de canales (16) alineados en relación sustancialmente paralela y conectados hidráulicamente a dicha pluralidad de aberturas de salida (24) para conducir el flujo de fluido desde dicho múltiple de entrada (12) a dicho múltiple de salida (14).

23. 23.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 16, en el que al menos dos dispositivos (30, 32) que mueven el aire de velocidad variable son usados para reducir los efectos de la mala distribución de refrigerante.

24. 24.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 16, en el que al menos dos dispositivos (30, 32) que mueven el aire de velocidad variable son usados para promover la distribución de flujo de aire uniforme a través de dicho intercambiador de calor.

25. 25.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 16, en el que al menos dos dispositivos (30, 32) que mueven el aire de velocidad variable son usados para ajustar las características de rendimiento del sistema.

26. 26.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 4 o 25, en el que las características de rendimiento son seleccionadas del grupo de capacidad, eficiencia, tasa de extracción del condensado, confort de espacio condicionado, funcionamiento seguro del compresor, y congelación del serpentín.

27. 27.

    El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 16, en el que la lógica de control de velocidad variable es predeterminada antes de la primera puesta en marcha de dicho sistema intercambiador de calor.

28. 28. El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 26, en el que la lógica de control de velocidad variable es ajustada durante el funcionamiento de dicho sistema intercambiador de calor.
29. 29. El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 16, en el que dicha

    5 lógica de control de velocidad variable adaptable es usada basándose en el menos la realimentación de un sensor.
30. 30. El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 7 o 12, en el que al

    menos dicho sensor es seleccionado del grupo que consiste de un transductor de 10 temperatura y un transductor de presión.
31. 31. El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 16, en el que dicha velocidad variable para dicho dispositivo que mueve el aire es seleccionada basándose en al menos un requisito en el que al menos uno de dichos requisitos es seleccionado del

    15 grupo de requisitos de rendimiento, mala distribución y requisitos de fiabilidad.
32. 32. El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1 o 16, en el que dichos canales (16) de dicho intercambiador de calor (10) tiene una sección transversal redonda.

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33. 33. El sistema intercambiador de calor según la reivindicación 1 o 16, en el que dichos canales (16) de dicho intercambiador de calor (10) tienen una sección transversal aplastada.