ES2399504T3 - Intercambiador de calor que comprende tubos con aletas ranuradas - Google Patents

Intercambiador de calor que comprende tubos con aletas ranuradas Download PDF

Info

Publication number
ES2399504T3
ES2399504T3 ES09716192T ES09716192T ES2399504T3 ES 2399504 T3 ES2399504 T3 ES 2399504T3 ES 09716192 T ES09716192 T ES 09716192T ES 09716192 T ES09716192 T ES 09716192T ES 2399504 T3 ES2399504 T3 ES 2399504T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
fin
tube
tubes
heat exchanger
grooves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES09716192T
Other languages
English (en)
Inventor
Herveline Robidou
Jérôme GOUMONDIE
Rémy TINTILLIER
François CLUNET
Serge Chacun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kelvion Thermal Solutions SAS
Original Assignee
GEA Batignolles Technologies Thermiques
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GEA Batignolles Technologies Thermiques filed Critical GEA Batignolles Technologies Thermiques
Application granted granted Critical
Publication of ES2399504T3 publication Critical patent/ES2399504T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00Fins
    • F28F2215/10Secondary fins, e.g. projections or recesses on main fins

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Intercambiador de calor (1) de tubos (2) que comprende unos tubos con aletas, en el cual los tubos discurrensegún una determinada dirección axial (A) y están dotados de aletas de intercambio de calor (4), presentandocada aleta, rodeando un tubo, una superficie de intercambio de calor la cual discurre según una determinadadirección radial (E) con relación al tubo y la cual está estructurada en relieve para determinar unas ranuras (5a,5b, 5c; 6a, 6b, 6c) espaciadas entre sí según la dirección radial, caracterizado porque las ranuras de una aletaposeen unas dimensiones diferentes las cuales disminuyen a medida que se alejan del tubo según la direcciónradial, de tal manera que se realiza un guiado para un fluido alrededor del tubo.

Description

Intercambiador de calor que comprende tubos con aletas ranuradas.
La invención se refiere a un intercambiador de calor de tubos que comprende tubos con aletas, en el cual los tubos discurren según una determinada dirección axial y están dotados de aletas de intercambio de calor, teniendo cada aleta, rodeando un tubo, una superficie de intercambio de calor la cual discurre según una determinada dirección radial con relación al tubo y la cual está estructurada en relieve para constituir unas ranuras espaciadas entre sí según la dirección radial. Por la patente US2008/0023180A1 es conocido un intercambiador de este tipo, ver especialmente las figuras 5 y 6. Un intercambiador de este tipo se corresponde con el preámbulo de la reivindicación 1.
La invención es de aplicación más en particular a un intercambiador de calor de tubos el cual utiliza el aire como fluido de intercambio secundario, tal como un equipo de tipo aerorrefrigerador, aerocondensador, aerocalentador o aeroevaporador, respectivamente utilizados para el enfriamiento, la condensación, el calentamiento y la evaporación de un fluido, en particular en los procedimientos de refinado, en las estaciones de tratamiento y de compresión del gas, en las unidades de licuefacción de gases, en las unidades de síntesis del carbón y del gas, en las instalaciones de producción de electricidad, en las unidades de regasificación o en cualquier otra instalación de tratamiento de fluido.
De manera general, un equipo de este tipo comprende un intercambiador de calor principal dotado de un haz de tubos con aletas externas por los cuales circula el fluido que ha de enfriarse, condensarse, calentarse o evaporarse, así como unos colectores de distribución y de reparto del fluido entre los tubos. En particular, el enfriamiento del fluido se efectúa en los tubos con aletas externas por intercambio de calor con un segundo fluido que circula alrededor de los tubos y de las aletas externas, en particular aire ambiente. Para ello, unos ventiladores posicionados bien sea por debajo (lo cual se denomina un tiro forzado), o bien por encima (lo cual se denomina un tiro inducido) de los tubos del intercambiador se encargan de una circulación o ventilación forzada de aire ambiente.
En general, el aire ambiente es impulsado a través del haz de tubos con aletas a una velocidad frontal relativamente pequeña comprendida entre 1,5 y 4 metros por segundo (m/s). A tales velocidades y para las configuraciones geométricas consideradas (en particular secciones de paso del aire, de espacio entre dos aletas o dos tubos consecutivos), el régimen de flujo del aire ambiente es laminar en su conjunto con algunas turbulencias locales, lo cual se caracteriza por intercambios térmicos relativamente débiles con las aletas externas. Las zonas del intercambiador donde son mayores los intercambios térmicos son los bordes de ataque de las aletas y de los tubos en el sentido del flujo del aire. Así, debido a la estructura del flujo y del intercambiador, las zonas de los tubos situadas en la parte posterior de los tubos en el sentido del flujo del aire quedan prácticamente desaprovechadas para el intercambio térmico. Estas zonas, llamadas de recirculación del intercambiador, se caracterizan por una recirculación del aire la cual origina unas pérdidas de carga y no permiten un debido enfriamiento de la aleta.
Por el documento de patente US-2008023180 es conocida una aleta para tubo de aerorrefrigerador la cual presenta en la superficie un relieve con unos alvéolos o unas ranuras conformadas por deformación mecánica de las aletas. Tales alvéolos o ranuras permiten aumentar el intercambio térmico entre el aire y la aleta gracias a la creación de turbulencias, al propio tiempo que se aumentan las pérdidas de presión. En concreto, sobre cada aleta se conforman unas ranuras 42 concéntricas, de sección semicilíndrica.
También es conocida, por el documento de patente WO2007/147754, una aleta para tubo de intercambiador de calor equipado con deflectores de flujos de aire en forma de superficies salientes las cuales modifican la estructura del flujo de aire con el fin de mejorar los intercambios de calor entre el aire y la aleta. Estas superficies se presentan en forma de escotaduras rectangulares o triangulares en la aleta. Sin embargo, al estar los intercambiadores de calor la mayoría de las veces al exterior y al no ser filtrado el aire ambiente, las escotaduras realizadas en la aleta pueden ser origen de incrustación debido a partículas de polvo, insectos, etc., los cuales llegan a obstruir las escotaduras.
Es el propósito de la invención proponer una estructura de aleta con ranuras para tubo de intercambiador de calor la cual permite obtener un aumento de los intercambios térmicos entre el aire y el fluido circulante por el tubo, sin degradación de la pérdida de carga.
A tal efecto, la invención tiene por objeto un intercambiador de calor de tubos el cual comprende unos tubos con aletas, en el cual los tubos discurren según una determinada dirección axial y están dotados de aletas de intercambio de calor, presentando cada aleta, rodeando un tubo, una superficie de intercambio de calor la cual discurre según una determinada dirección radial con relación al tubo y la cual está estructurada en relieve para conformar unas ranuras espaciadas entre sí según la dirección radial, y en el cual las ranuras de una aleta tienen dimensiones diferentes que disminuyen a medida que nos alejamos del tubo según la dirección radial, de manera tal que se realiza un guiado para un fluido alrededor del tubo.
La ventaja principal de tal conformación escalonada del relieve de las aletas está en que permite guiar mejor el flujo de aire en la parte posterior de los tubos según la dirección radial de los tubos (según la dirección del flujo que llega sobre los tubos). Al utilizar tubos con aletas externas según la invención, se puede disminuir así en gran manera una zona de recirculación del aire en la parte posterior de los tubos en el sentido de la corriente del aire, normalmente importante cuando se utilizan los tubos con aletas sin relieve (de perfil plano). Así, la superficie en relieve escalonado que guía el aire en la parte posterior de los tubos permite reducir las zonas de recirculación donde hay un mal intercambio térmico y, por tanto, obtener un mayor provecho de la superficie de las aletas. De esta manera, con una aleta según la invención, la ganancia obtenida en cuanto a rendimiento térmico puede ser muy importante.
Según ciertas peculiaridades del intercambiador según la invención, las ranuras de una aleta pueden presentar unas diferentes profundidades y anchuras las cuales disminuyen a medida que nos alejamos del tubo según dicha dirección radial. Cada aleta puede presentar un espesor que disminuye a medida que nos alejamos del tubo según dicha dirección radial. Las ranuras de una aleta pueden estar espaciadas entre sí según un esquema de forma concéntrica o incluso según un esquema de forma elíptica. Las ranuras de una aleta pueden hallarse muy cercanas entre sí, es decir, unidas. Las ranuras pueden estar dispuestas en las dos caras de la aleta. Cada aleta puede estar arrollada de modo helicoidal alrededor del tubo o incluso las aletas pueden tener la forma de disco.
Se comprenderá mejor la presente invención y se irán poniendo de manifiesto otras ventajas con la lectura de la descripción detallada de unos modos de realización tomados a título de ejemplos sin carácter limitativo alguno e ilustrados mediante los dibujos que se acompañan, en los cuales:
la figura 1 muestra esquemáticamente en sección un intercambiador de calor;
la figura 2 es una vista en planta de una aleta según la invención;
la figura 3 es una vista en sección parcial radial según el eje lll-lll de la figura 2 de un tubo con dos aletas según la invención;
la figura 4 es una vista en sección parcial radial según el eje lll-lll de la figura 2 de un tubo con dos aletas según la invención en otro modo de realización;
la figura 5 es una vista en planta de una aleta según la invención en un modo de realización más;
la figura 6 es una vista en sección radial según el eje IIl-lll de la figura 2 de un tubo dotado de varias aletas según la invención;
la figura 7 es una vista en sección radial de un conjunto de tubos con aletas de perfil plano que muestra líneas de corriente en un plano entre dos aletas obtenidas por simulación digital;
la figura 8 es una vista en sección radial de un conjunto de tubos con aletas según la invención que muestra líneas de corriente obtenidas por simulación digital;
la figura 9 representa esquemáticamente un gráfico representativo de la pérdida de carga en función de la
velocidad frontal del aire que llega sobre una aleta según la invención y sobre una aleta de perfil
plano;
la figura 10 representa esquemáticamente un gráfico representativo de la potencia intercambiada en función de la
velocidad frontal del aire que llega sobre una aleta según la invención y sobre una aleta de perfil
plano.
En la figura 1, se ha representado un intercambiador de calor 1 el cual comprende un haz de tubos 2 de sección circular con aletas dispuestos en varias filas superpuestas sensiblemente paralelas que discurren según una dirección axial A por los cuales circula un fluido que ha de enfriarse entre una entrada B y una salida C del fluido, y alrededor de los cuales circula un flujo impulsado de aire ambiente extraído de abajo arriba en la dirección indicada por las flechas D, de manera transversal a los tubos 2, mediante unos ventiladores 3 posicionados por encima del intercambiador de calor 1. La circulación del fluido se reparte en el presente caso en tres secciones de paso o pasajes 2a, 2b, 2c sucesivos representados esquemáticamente en la figura 1, los cuales permiten mejorar el enfriamiento del fluido. Un intercambiador de calor 1 comprende así generalmente entre tres y ocho filas de tubos 2 superpuestas establecidas al tresbolillo o alineados respecto al sentido de circulación del fluido por los tubos 2 según se indica mediante las flechas F.
Los tubos 2 están dotados de aletas anulares radiales externas 4 sensiblemente perpendiculares al tubo 2 y sensiblemente paralelas entre sí las cuales favorecen el intercambio térmico entre el aire ambiente y el fluido, así como el guiado del flujo de aire hacia la parte posterior de los tubos 2 en dirección axial, según se describirá más adelante. De manera general, las aletas externas 4 permiten aumentar la superficie de intercambio de calor externa en un factor comprendido entre 15 y 25 respecto a la superficie de un tubo 2 similar sin aletas. Semejante aumento de superficie permite aumentar el intercambio de calor, pero origina igualmente pérdidas de carga las cuales se compensan en particular mediante la utilización de ventiladores 3 eficientes.
Para una mejor claridad, en la figura 1 se han representado algunas aletas 4 espaciadas entre sí sobre un tubo 2, siendo evidente que todos los tubos 2 del intercambiador 1 llevan aletas 4 dispuestas preferentemente a todo su largo. Por otro lado, la forma y la dimensión de las aletas externas 4 pueden variar de un tubo a otro del haz de tubos 2. Las configuraciones de tubos 2 con aletas externas 4 no son necesariamente homogéneas en el seno de un haz de tubos 2, en particular pueden variar los diámetros de los tubos 2.
En la figura 2 se ha representado, alrededor de un tubo 2, una aleta 4 según la invención con una superficie radial estructurada en relieve 5 para conformar unas ranuras 5a, 5b, 5c espaciadas entre sí según una determinada dirección radial E por una porción de aleta anular 8 sensiblemente plana. Las ranuras 5a, 5b, 5c de la aleta 4 tienen dimensiones diferentes las cuales disminuyen a medida que se alejan del tubo 2, de tal manera que se realiza un guiado del flujo de aire ambiente alrededor del tubo 2 según la dirección axial A. Más exactamente, las ranuras 5a, 5b, 5c de una aleta 4 tienen respectivamente diferentes profundidades p1, p2, p3 respectivas según la dirección axial A y diferentes anchuras 11, 12, 13 respectivas según la dirección radial E, yendo disminuyendo la anchura y la profundidad de las ranuras a medida que nos alejamos del tubo 2, desde un borde interno 4b de la aleta 4 fijado en el tubo 2 hacia un borde periférico externo libre 4a de la aleta 4. Como puede verse mejor en la figura 3, la ranura 5a más interna es la ranura más alta y más ancha, la ranura 5c más externa es la menos alta y la menos ancha y siendo la ranura 5b del medio de altura y de anchura intermedias.
Preferentemente, el número de ranuras 5a, 5b, 5c en una aleta 4 está comprendido entre dos y cuatro, pero se pueden añadir otras ranuras en función de la aplicación. En la figura 3, la superficie en relieve 5 se constituye a partir de tres ranuras circulares 5a, 5b, 5c establecidas según un esquema de forma concéntrica y centradas alrededor del tubo 2. Unas aletas 4 adyacentes pueden presentar unas ranuras 5a, 5b, 5c concéntricas las cuales se hallan respectivamente en alineación axial (las aletas 4 tienen una misma superficie en relieve 5 y, por tanto, una ranura 5a, 5b, 5c de una aleta 4 se halla en alineación axial con la correspondiente ranura de las demás aletas 4 sobre el tubo 2). En la figura 3, las ranuras 5a, 5b, 5c adyacentes concéntricas de una aleta 4 están separadas (desunidas) radialmente entre sí por unas porciones planas anulares 8 de aleta. Estas porciones anulares 8 pueden presentar según la dirección radial E una misma anchura d1, d2 o unas diferentes anchuras d1, d2 según un esquema variable, estando comprendidas d1, d2 por ejemplo entre 1 y 5 mm. Por ejemplo, las anchuras de porciones van disminuyendo según van del tubo 2 hacia el borde periférico exterior 4A o a la inversa. Se pueden prever igualmente unas ranuras adyacentes las cuales están juntas y, en tal caso, la anchura de las porciones de separación 8 es muy pequeña (inferior a 1 mm).
Por simplicidad de fabricación, un tubo 2 tiene unas aletas 4 de igual configuración en toda su longitud. Pero en un intercambiador de calor 1, se pueden prever tubos 2 con configuraciones de aletas 4 diferentes. Por ejemplo, se puede tener un tubo 2 en el cual las aletas 4 tienen ranuras 5a, 5b, 5c adyacentes con porción de separación 8 cuyas anchuras d1, d2 van creciendo hacia el borde periférico exterior 4A y un tubo 2 adyacente en el cual las aletas 4 tienen ranuras 5a, 5b, 5c adyacentes con porción de separación 8 cuyas anchuras d1, d2 van por el contrario decreciendo hacia el borde periférico exterior 4A.
En la aleta 4 de la figura 3, las ranuras 5a, 5b, 5c están conformadas sobre una misma cara 4c de la aleta 4, es decir, orientadas en la misma dirección con relación a la aleta 4. La figura 4 muestra otro modo de realización de una aleta 4 según la invención en la cual a ambos lados de la aleta se hallan orientadas unas ranuras 5d, 5e, 5f, es decir, están dispuestas alternadamente en dos caras 4c, 4d opuestas de la aleta 4, lo cual permite conferir una mejor resistencia mecánica respecto a las ranuras 5a, 5b, 5c.
En la figura 5 se ha representado otro modo de realización de una aleta 4 según la invención en la cual se han sustituido las ranuras 5a, 5b, 5c concéntricas por unas ranuras 6a, 6b, 6c establecidas según un esquema de forma elíptica 4. Tales ranuras 6a, 6b, 6c elípticas permiten obtener un mayor provecho del fenómeno de guiado del aire mediante las ranuras, limitando al propio tiempo el aumento de la pérdida de carga asociada. La ventaja de esta solución está en un aumento de la ganancia de rendimiento para similares condiciones de utilización, es decir, igual velocidad y misma pérdida de carga.
Las aletas externas 4 se pueden fabricar a partir de un fleje de aluminio 7, e incluso otro material conductor de calor, arrollado de manera helicoidal en la dirección axial A alrededor de cada tubo 2, tal como se ha representado esquemáticamente en la figura 6. Nótese que las aletas 4 se hallan en el presente caso muy ligeramente inclinadas respecto al tubo 2 y a la dirección A, como se indica mediante la flecha 4e, siendo leve esta inclinación debido a que las aletas 4 están muy cercanas entre sí, de modo que se puede considerar que las aletas 4 son prácticamente perpendiculares al tubo 2. También se puede realizar un tubo 2 con aletas 4 más inclinadas respecto a la dirección axial A del tubo 2. Otro modo de realización de una aleta externa 4 es un conformado por medio de una serie de discos en rotación. La sujeción entre la aleta 4 y el tubo 2 se puede realizar bien sea por encastre de la aleta 4 por ejemplo en una ranura realizada previamente en la periferia del tubo 2 (no representada), o bien por arrollamiento de la aleta 4 en cuya base se realiza un plegado con posterior engarce sobre el tubo 2, por ejemplo moleteado. La aleta 4 también se puede obtener por conformado o deformación de un tubo de aluminio sobrepuesto el cual recubre el tubo 2. La aleta 4 también se puede realizar con el concurso de discos apilados.
Como es visible en la figura 3, la aleta 4 tiene un espesor el cual va disminuyendo a medida que nos alejamos del tubo desde el borde interno 4b de la aleta 4 hacia su borde externo 4a. Ventajosamente, el espesor e1 de la aleta 4 en su borde externo 4a puede estar comprendido entre aproximadamente 0,15 y 0,4 milímetros (mm) y el espesor e2 de la aleta 4 en su borde interno 4b puede estar comprendido entre aproximadamente 0,4 y 1 mm.
Las ranuras 5a, 5b, 5c tienen respectivas profundidades p1, p2, p3 comprendidas entre aproximadamente 0,4 y 1,5 mm, así como respectivas anchuras 11, 12, 13 en la base de la ranura comprendidas entre aproximadamente 1 y 4 mm, teniendo las ranuras 5a, 5b, 5c unas alturas y anchuras diferentes al objeto de obtener el relieve escalonado el cual disminuye al alejarse del tubo 2 tal que p1 > p2 > p3 y 11 > 12 > 13.
La aleta 4 según la invención tiene una longitud H comprendida entre aproximadamente 10 y 20 mm y preferiblemente entre aproximadamente 12 y 18 mm. El paso P entre dos aletas consecutivas a lo largo del tubo 2 está comprendido entre aproximadamente 2,2 y 3,5 mm y preferiblemente entre aproximadamente 2,5 y 3,2 mm, o generalmente inferior al espaciamiento convencional entre dos aletas de perfil plano consecutivas.
Generalmente, un intercambiador de calor 1 comprende un haz de tubos 2 que descansa sobre una estructura de acero (no mostrada) y configurado a partir de aproximadamente 50 a 300 tubos 2 de diámetro comprendido entre aproximadamente 15 milímetros y 55 milímetros, estando comprendida la anchura del intercambiador de calor 1 entre 0,3 metros y 5 metros, y comprendida su longitud entre 8 metros y 18 metros.
Los tubos 2 pueden estar compuestos de acero, por ejemplo acero inoxidable o acero al carbono o un acero fuertemente aleado, como el incoloy, siendo la elección del material de los tubos 2 función del fluido transportado, el cual puede ser agresivo, y de las condiciones de funcionamiento. Las aletas externas 4 están realizadas generalmente en aluminio, pero pueden ser igualmente de acero inoxidable, o cualquier otro material conductor de calor.
Las figuras 7 y 8 presentan unas líneas de corriente (obtenidas por simulación digital) del aire ambiente que circula en la dirección D alrededor de varios tubos 2 del intercambiador de calor 1 en un plano M sensiblemente perpendicular a los tubos 2 y situado en el centro entre dos aletas 4 consecutivas según se indica en la figura 1 y en la figura 3. Más exactamente, la figura 7 presenta el caso de una aleta de perfil plano y la figura 8 presenta el caso de una aleta 4 según la invención la cual incorpora unas ranuras 5a, 5b, 5c concéntricas. Tal como puede verse en la figura 7, una zona de recirculación del fluido Z1 queda situada en la parte posterior de los tubos 2 en la dirección del flujo D del aire en la cual hay un mal intercambio térmico. En cambio, como es visible en la figura 8, se advierte una disminución muy fuerte de la recirculación del fluido en una zona Z2 situada en la parte posterior de los tubos 2 en la dirección del flujo D del aire. Esto se debe a las ranuras 5a, 5b, 5c de las aletas 4, las cuales guían el flujo de aire hacia la parte posterior de los tubos 2 en dirección axial, lo cual permite reducir las zonas en las cuales hay mal intercambio térmico y, por tanto, obtener mayor provecho de las aletas 4.
En la figura 9, se ha representado la pérdida de carga en función de la velocidad frontal del aire sobre los tubos 2 para unos tubos 2 con aletas de perfil plano (curva 9A) y para unos tubos 2 con aletas 4 según la invención con ranuras 5a, 5b, 5c concéntricas (curva 9B). De manera general, se comprueba un aumento de la pérdida de carga el cual está motivado por la superficie en relieve 5 o las ranuras 5a, 5b, 5c de las aletas 4. Este aumento de la pérdida de carga se puede compensar espaciando las aletas 4 entre sí a lo largo del tubo 2. Por lo tanto, para estos y los siguientes cálculos, el paso P entre dos aletas consecutivas es diferente según que la superficie de las aletas sea o no en relieve: 2,54 mm en el caso de la aleta de perfil plano y 3 mm para la aleta 4 según la invención con ranuras 5a, 5b, 5c concéntricas. De esta manera, tal y como puede verse en la figura 9, el aumento de la pérdida de carga provocada por la superficie en relieve 5 no deja de ser muy leve.
En la figura 10 se ha representado la potencia intercambiada en función de la velocidad frontal del aire sobre los tubos 2 para unos tubos 2 con aletas de perfil plano (curva 10A) y para unos tubos 2 con aletas 4 según la invención con ranuras 5a, 5b, 5c concéntricas (curva 10B) y para unos pasos P entre aletas según lo definido anteriormente. La potencia intercambiada del intercambiador de calor 1, es decir, la ganancia obtenida, aumenta en aproximadamente 10 al 25 % según la velocidad frontal del aire, lo cual corresponde a un aumento de rendimiento por unidad de longitud de intercambiador comprendido entre el 2 y el 10 %.
Más aún, el espaciamiento de las aletas 4 a lo largo del tubo 2 permite disminuir la cantidad de material utilizado para realizar las aletas, lo cual compensa el aumento de material motivado por la realización de la superficie en relieve 5 sobre la aleta 4 mediante modificación de la superficie de la aleta, y disminuye la cantidad de material utilizado para realizar un ahorro del orden del 3 al 6 % por metro.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Intercambiador de calor (1) de tubos (2) que comprende unos tubos con aletas, en el cual los tubos discurren según una determinada dirección axial (A) y están dotados de aletas de intercambio de calor (4), presentando cada aleta, rodeando un tubo, una superficie de intercambio de calor la cual discurre según una determinada dirección radial (E) con relación al tubo y la cual está estructurada en relieve para determinar unas ranuras (5a, 5b, 5c; 6a, 6b, 6c) espaciadas entre sí según la dirección radial, caracterizado porque las ranuras de una aleta poseen unas dimensiones diferentes las cuales disminuyen a medida que se alejan del tubo según la dirección radial, de tal manera que se realiza un guiado para un fluido alrededor del tubo.
  2. 2.
    Intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el cual las ranuras de una aleta poseen diferentes profundidades y anchuras las cuales disminuyen a medida que se alejan del tubo según dicha dirección radial.
  3. 3.
    Intercambiador de calor según la reivindicación 1 ó 2, en el cual cada aleta presenta un espesor el cual disminuye a medida que se aleja del tubo según dicha dirección radial.
  4. 4.
    Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual las ranuras de una aleta están espaciadas entre sí según un esquema de forma concéntrica.
  5. 5.
    Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual las ranuras de una aleta están espaciadas entre sí según un esquema de forma elíptica.
  6. 6.
    Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual las ranuras de una aleta están espaciadas entre sí de manera unida.
  7. 7.
    Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual cada aleta posee dos caras opuestas (4c, 4d) que sirven de superficie de intercambio de calor, estando dispuestas dichas ranuras sobre las dos caras de la aleta.
  8. 8.
    Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual los tubos están dotados cada uno de ellos de una aleta de intercambio de calor arrollada de modo helicoidal alrededor del tubo.
  9. 9.
    Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual los tubos están dotados cada uno de ellos de aletas en forma de disco.
    DOCUMENTOS INDICADOS EN LA DESCRIPCIÓN
    En la lista de documentos indicados por el solicitante se ha recogido exclusivamente para información del lector, y no es parte constituyente del documento de patente europeo. Ha sido recopilada con el mayor cuidado; sin embargo, la EPA no asume ninguna responsabilidad por posibles errores u omisiones.
    Documentos de patente indicados en la descripción .US 20080023180 A1 [0001] .WO 2007147754 A [0006] .US 2008023180 A [0005]
ES09716192T 2008-12-19 2009-05-05 Intercambiador de calor que comprende tubos con aletas ranuradas Active ES2399504T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0858864 2008-12-19
FR0858864A FR2940422B1 (fr) 2008-12-19 2008-12-19 Echangeur de chaleur comprenant des tubes a ailettes rainurees
PCT/FR2009/050832 WO2010070216A1 (fr) 2008-12-19 2009-05-05 Échangeur de chaleur comprenant des tubes a ailettes rainurées

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2399504T3 true ES2399504T3 (es) 2013-04-01

Family

ID=40627684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES09716192T Active ES2399504T3 (es) 2008-12-19 2009-05-05 Intercambiador de calor que comprende tubos con aletas ranuradas

Country Status (12)

Country Link
US (1) US8376033B2 (es)
EP (1) EP2379977B1 (es)
KR (1) KR101177726B1 (es)
CN (1) CN101861506B (es)
BR (1) BRPI0906068B1 (es)
CA (1) CA2747353C (es)
ES (1) ES2399504T3 (es)
FR (1) FR2940422B1 (es)
HK (1) HK1149073A1 (es)
PL (1) PL2379977T3 (es)
RU (1) RU2494330C2 (es)
WO (1) WO2010070216A1 (es)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102322761A (zh) * 2011-09-19 2012-01-18 无锡市冠云换热器有限公司 一种具有球形凹凸的锯齿波状翅片
CN102322765A (zh) * 2011-09-19 2012-01-18 无锡市冠云换热器有限公司 一种具有球形凹凸的矩形波状翅片
US10508621B2 (en) 2012-07-12 2019-12-17 Ge Global Sourcing Llc Exhaust gas recirculation system and method
US9938935B2 (en) 2012-07-12 2018-04-10 General Electric Company Exhaust gas recirculation system and method
US9360258B2 (en) 2013-03-15 2016-06-07 Ormat Technologies, Inc. Fin configuration for air cooled heat exchanger tubes
EP2784426A1 (en) 2013-03-27 2014-10-01 GEA Batignolles Technologies Thermiques Tube heat exchanger with optimized thermo-hydraulic characteristics
KR101321708B1 (ko) * 2013-09-12 2013-10-28 주식회사 두발 열교환기
CN103884220B (zh) * 2014-04-15 2016-03-23 重庆大学 适用于结霜工况下的翅片管式制冷换热器用椭圆穿孔翅片
DE102014108209A1 (de) 2014-06-11 2015-12-17 GEA Luftkühler GmbH Wärmetauscher
NO20141176A1 (no) 2014-09-30 2016-03-31 Global Lng Services As Fremgangsmåte og anlegg for fremstilling av LNG
CA2930827A1 (en) 2016-05-25 2017-11-25 Nova Chemicals Corporation Furnace coil modified fins
US20180372413A1 (en) 2017-06-22 2018-12-27 Rheem Manufacturing Company Heat Exchanger Tubes And Tube Assembly Configurations
GB2575015B (en) * 2018-05-23 2023-02-22 Veragon Srl Atmospheric water generator using a finned heat exchanger
RU188272U1 (ru) * 2018-11-14 2019-04-04 Наиль Закуанович Галиванов Теплообменная труба с профилированными рёбрами
CN117980687A (zh) * 2021-09-30 2024-05-03 三菱电机株式会社 热交换器以及制冷循环装置
KR102599087B1 (ko) 2021-12-08 2023-11-07 전주대학교 산학협력단 난류발생을 이용한 핀튜브 열교환기

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1887036A (en) * 1930-06-21 1932-11-08 Modine Mfg Co Radiator fin
US2006649A (en) * 1930-12-15 1935-07-02 Modine Mfg Co Radiator core
US2032065A (en) * 1932-11-16 1936-02-25 Modine Mfg Co Radiator core
US2055549A (en) * 1934-05-18 1936-09-29 Modine Mfg Co Heat exchange device
US2189652A (en) * 1937-04-15 1940-02-06 York Ice Machinery Corp Finned tube
US2722403A (en) * 1954-03-23 1955-11-01 Fedders Quigan Corp Convector heating surface with diffusing damper
US3515207A (en) * 1968-07-17 1970-06-02 Perfex Corp Fin configuration for fin and tube heat exchanger
DK138406A (es) * 1973-05-01
JPS58158494A (ja) * 1982-03-15 1983-09-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd フイン付チユ−ブ形熱交換器
JPS6082787A (ja) * 1983-10-13 1985-05-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd フイン付熱交換器
JPS6082786A (ja) * 1983-10-13 1985-05-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd フイン付熱交換器
JPS59210296A (ja) * 1984-04-20 1984-11-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd フイン付熱交換器
JPH0684878B2 (ja) * 1986-06-23 1994-10-26 松下冷機株式会社 フインチユ−ブ型熱交換器
JPS63259393A (ja) * 1987-04-13 1988-10-26 Matsushita Refrig Co フインチユ−ブ型熱交換器
JPS63263395A (ja) * 1987-04-20 1988-10-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スパイラルフインチユ−ブ
US5038470A (en) * 1989-11-29 1991-08-13 Dierbeck Robert F Heat exchanger with stationary turbulators
RU2059184C1 (ru) * 1992-07-31 1996-04-27 Ерченко Герман Николаевич Вертикальный теплообменный элемент коденсатора
US5240070A (en) * 1992-08-10 1993-08-31 Fintube Limited Partnership Enhanced serrated fin for finned tube
US5377746A (en) * 1993-04-26 1995-01-03 Fintube Limited Partnership Texturized fin
JP3066628B2 (ja) * 1994-07-15 2000-07-17 新晃工業株式会社 空気調和機用熱交換器
KR19990065366A (ko) 1998-01-12 1999-08-05 구자홍 핀-튜브형 열교환기의 핀
RU2177133C2 (ru) * 1999-12-06 2001-12-20 Открытое акционерное общество "Троицкий электромеханический завод" Теплообменная труба
US6349761B1 (en) * 2000-12-27 2002-02-26 Industrial Technology Research Institute Fin-tube heat exchanger with vortex generator
JP4703340B2 (ja) * 2005-09-28 2011-06-15 臼井国際産業株式会社 フィンチューブ
US7743821B2 (en) * 2006-07-26 2010-06-29 General Electric Company Air cooled heat exchanger with enhanced heat transfer coefficient fins

Also Published As

Publication number Publication date
FR2940422A1 (fr) 2010-06-25
WO2010070216A1 (fr) 2010-06-24
KR101177726B1 (ko) 2012-08-28
KR20100103777A (ko) 2010-09-28
CN101861506A (zh) 2010-10-13
RU2011129831A (ru) 2013-01-27
US20100155041A1 (en) 2010-06-24
RU2494330C2 (ru) 2013-09-27
FR2940422B1 (fr) 2010-12-03
EP2379977B1 (fr) 2012-10-17
HK1149073A1 (en) 2011-09-23
EP2379977A1 (fr) 2011-10-26
BRPI0906068B1 (pt) 2019-12-03
PL2379977T3 (pl) 2013-03-29
CN101861506B (zh) 2012-01-11
BRPI0906068A2 (pt) 2015-06-30
US8376033B2 (en) 2013-02-19
CA2747353A1 (fr) 2010-06-24
CA2747353C (fr) 2015-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2399504T3 (es) Intercambiador de calor que comprende tubos con aletas ranuradas
ES2834434T3 (es) Intercambiador de calor
ES2442873T3 (es) Perfil aerodinámico de turbina de gas
US9958215B2 (en) Heat transfer surface with nested tabs
JP4674602B2 (ja) 熱交換器
ES2714527T3 (es) Placa para un intercambiador de calor e intercambiador de calor
ES2904829T3 (es) Condensador de vapor industrial refrigerado por aire totalmente secundario
ES2553447T3 (es) Lámina de intercambiador de calor con zona de contorneo
ES2470670T3 (es) Lámina de transferencia de calor para intercambiador de calor regenerativo rotativo
ES2620793T3 (es) Intercambiador de calor, en particular refrigerador del aire de sobrealimentación
ES2668929T3 (es) Intercambiador de calor para vehículo
ES2726951T3 (es) Intercambiador de calor y lámina para el intercambiador
US20100263847A1 (en) Microchannel heat exchanger
ES2276108T3 (es) Intercambiador de calor de placas de diseño apilado.
ES2662491T3 (es) Método para fabricar un intercambiador de calor con aletas y tubos aplanados
ES2955224T3 (es) Paquetes de llenado para su inserción en una torre de refrigeración
ES2883260T3 (es) Dispositivo de intercambio de calor
US20160273840A1 (en) Tube heat exchanger with optimized thermo-hydraulic characteristics
ES2627555T3 (es) Intercambiador de calor con tubos aplanados y múltiples bancos
CN100470172C (zh) 空调机的热交换器
ES2858552T3 (es) Intercambiador de calor de microtubos
ES2707871T3 (es) Perfil de elemento de intercambio de calor con características de capacidad de limpieza mejoradas
EP1977180B1 (en) Fin and tube heat exchanger
ES2716569T3 (es) Intercambiador térmico para gases, en particular para los gases de escape de un motor
ES2927509T3 (es) Elementos de transferencia de calor para intercambiadores de calor rotativos