ES2631955B1 - Folded plate heat exchanger and assembly procedure - Google Patents

Folded plate heat exchanger and assembly procedure Download PDF

Info

Publication number
ES2631955B1
ES2631955B1 ES201600926A ES201600926A ES2631955B1 ES 2631955 B1 ES2631955 B1 ES 2631955B1 ES 201600926 A ES201600926 A ES 201600926A ES 201600926 A ES201600926 A ES 201600926A ES 2631955 B1 ES2631955 B1 ES 2631955B1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
box
plate
folds
space
folded plate
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
ES201600926A
Other languages
Spanish (es)
Other versions
ES2631955A1 (en
Inventor
Francesc Martínez-Val Piera
Juan MARTÍNEZ-VAL PIERA
Javier CANO NOGUERAS
Julio SAN MILLÁN
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.)
Fundacion para el Fomento de la Innovacion Industrial
Original Assignee
Fundacion para el Fomento de la Innovacion Industrial
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 Fundacion para el Fomento de la Innovacion Industrial filed Critical Fundacion para el Fomento de la Innovacion Industrial
Priority to ES201600926A priority Critical patent/ES2631955B1/en
Publication of ES2631955A1 publication Critical patent/ES2631955A1/en
Application granted granted Critical
Publication of ES2631955B1 publication Critical patent/ES2631955B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0025Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by zig-zag bend plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements

Landscapes

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

Abstract

Intercambiador de calor de placa plegada y procedimiento de ensamblaje.#Consiste en una caja o carcasa cuyos seis paramentos se ensamblan entre sí una vez se ha dispuesto dentro del volumen de la caja una plancha con plegamientos longitudinales; existiendo en los bordes laterales de la plancha sendas pestañas que quedan atrapadas, cada una, en la unión correspondiente entre un paramento lateral y una de las tapas, superior o inferior. Los extremos de la plancha con sus pliegues se adhieren a las tapas de los extremos de las cajas, mediante resina o silicona. Quedan así definidos dos semi-espacios en el interior de la caja, con una gran superficie de contacto térmico entre ellos, por los pliegues. Por cada semi-espacio circula un fluido de los que intercambian calor.Folded plate heat exchanger and assembly procedure. # Consists of a box or housing whose six walls are assembled together once a plate with longitudinal folds is arranged inside the volume of the box; existing on the lateral edges of the plate are two tabs that are trapped, each one, in the corresponding junction between a side wall and one of the tops, upper or lower. The ends of the iron with its folds adhere to the end caps of the boxes, using resin or silicone. Two semi-spaces are thus defined inside the box, with a large surface of thermal contact between them, by the folds. For each semi-space circulates a fluid from which they exchange heat.

Description

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Intercambiador de calor de placa plegada y procedimiento de ensamblaje.Folded plate heat exchanger and assembly procedure.

Sector de la técnicaTechnical sector

La invención se encuadra en el campo de la ingeniería térmica, particularmente en el de los intercambiadores de calor, que son componentes muy usados en las diversas industrias y en aplicaciones residenciales.The invention falls within the field of thermal engineering, particularly that of heat exchangers, which are widely used components in various industries and in residential applications.

Problema técnico a resolver y antecedentes de la invenciónTechnical problem to solve and background of the invention

Dentro del campo de los intercambiadores de calor existe una gran variedad de configuraciones, de materiales, de tipos de fluidos, de nivel de presiones, y de otras variables. Podía decirse que hay además cierta especialización de los intercambiadores en función de su uso. En ese sentido, el intercambiador aquí presentado podría encajarse en los recuperadores de calor aire-aire; aunque su uso podría extenderse a otros fines.Within the field of heat exchangers there is a wide variety of configurations, materials, types of fluids, pressure level, and other variables. It could be said that there is also some specialization of the exchangers depending on their use. In that sense, the exchanger presented here could fit into the air-to-air heat recuperators; although its use could be extended to other purposes.

El problema consiste en configurar un sistema estructural con la adecuada resistencia mecánica, que ofrezca una gran superficie de intercambio térmico, que utilice materiales baratos, y que sea de construcción fácil, lo cual conduce a precios competitivos.The problem is to configure a structural system with adequate mechanical resistance, which offers a large area of thermal exchange, which uses cheap materials, and which is easy to build, which leads to competitive prices.

Más específicamente se toma como base del problema a resolver el intercambiador elemental de placa, que puede definirse como una caja cerrada en la que se ubica, fijándola en las paredes de la caja, una placa que divide en dos el volumen de la citada caja; que por aprovechamiento de espacio y material, conviene que sea de forma alargada y no muy alta, poniendo la placa intermedia en el plano medio virtual que es perpendicular a la dimensión más corta de la caja, aunque en realidad la placa puede ubicarse de cualquier manera, siempre que divida en dos semi-espacios separados el espacio interno de la caja. Haciendo las aperturas apropiadas en las paredes de la caja, se configuran los semi-espacios para que por uno de ellos circule el fluido caliente, que se enfría, y por el otro semi-espacio circule el fluido frío, que se calienta.More specifically, the elementary plate exchanger is used as the basis for the problem, which can be defined as a closed box in which it is located, fixing it on the walls of the box, a plate that divides the volume of said box in two; that due to the use of space and material, it should be elongated and not very high, placing the intermediate plate in the virtual middle plane that is perpendicular to the shortest dimension of the box, although in reality the plate can be located in any way , provided that the internal space of the box is divided into two separate semi-spaces. Making the appropriate openings in the walls of the box, the semi-spaces are configured so that one of them circulates the hot fluid, which cools, and the other half-space circulates the cold fluid, which is heated.

A continuación se comentan brevemente varios documentos que exponen el estado del arte:Several documents that state the state of the art are briefly discussed below:

US2016/0273842A1 describe un intercambiador de placas básico, útil para refrigerar componentes electrónicosUS2016 / 0273842A1 describes a basic plate exchanger, useful for cooling electronic components

KR101431395B1 describe un diseño típico de intercambiador de placasKR101431395B1 describes a typical plate exchanger design

CN203893728A presenta un intercambiador multicapa que puede considerarse básico o de referenciaCN203893728A presents a multilayer exchanger that can be considered basic or reference

RU2585130C1 describe un intercambiador con muchas capas de planchas corrugadas, por lo que el efecto es que resulta un intercambiador muy pesado, muy compacto y de alta concentración, pero sin embargo no incluye descripción de la conexión de los fluidos desde el exterior con las partes internas correspondientes.RU2585130C1 describes an exchanger with many layers of corrugated sheets, so the effect is that it is a very heavy, very compact and high concentration exchanger, but nevertheless does not include description of the connection of the fluids from the outside with the internal parts corresponding.

CN103383209A describe un intercambiador con varias planchas con pliegues, en posición amontonada, pero sin tocarse entre sí, por lo cual el problema es cómo mantener esa disposición y como se introducen las corrientes fluidas entre capas, de lo cual este documento no describe ninguna aportación (se supone que se resolverá con otras patentes futuras)CN103383209A describes an interchanger with several plates with folds, in a stacked position, but without touching each other, so the problem is how to maintain that arrangement and how fluid currents between layers are introduced, of which this document does not describe any contribution ( it is supposed to be resolved with other future patents)

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

CN203823956U presenta un cambiador de flujos cruzados, que en una de sus direcciones tiene un plegado que mejora la transmisión de calor (como si el plegado fuera un conjunto de aletas)CN203823956U presents a cross flow changer, which in one of its directions has a folding that improves heat transmission (as if the folding were a set of fins)

US2014/0290924A1 describe un intercambiador con tubos que no son circulares, sino de sección triangular, por lo que conservan cierta analogía con los plegados de arista vivaUS2014 / 0290924A1 describes an exchanger with tubes that are not circular, but of triangular section, so that they retain a certain analogy with the sharp edge bends

JP2016047967A presenta una variante del intercambiador de placas, que contiene estructuras interiores en ciertas placas hechas para otras aplicaciones que impliquen mayores diferencias de presión entre las caras de las placasJP2016047967A presents a variant of the plate exchanger, which contains internal structures in certain plates made for other applications that imply greater pressure differences between the faces of the plates

JP2015194324A describe una alternativa de disposición de las multicapas, pero no aborda el problema de la conexión de los circuitos externos con el interiorJP2015194324A describes an alternative arrangement of multilayers, but does not address the problem of connecting external circuits with the interior

El problema a resolver consiste en establecer materialmente la separación entre los dos semi-espacios de los fluidos que respectivamente se enfría, que llamaremos semi- espacio caliente, y del fluido que se calienta, que llamaremos semi-espacio frío; comportando dicha separación una superficie física de separación, que es la de contacto térmico entre semi-espacios, que sea mucho mayor que la sección recta de la caja, en su tamaño mayor, que denotaremos como horizontal, para referirnos a los semi-espacios con precisión geométrica, como superior, encima de la placa, e inferior, debajo de ella.The problem to be solved is to establish materially the separation between the two semi-spaces of the fluids that are respectively cooled, which we will call semi-hot space, and of the fluid that is heated, which we will call semi-cold space; said separation behaving a physical separation surface, which is that of thermal contact between semi-spaces, which is much larger than the straight section of the box, in its larger size, which we will denote as horizontal, to refer to the semi-spaces with geometric precision, such as upper, above the plate, and lower, below it.

Explicación de la invenciónExplanation of the invention.

La invención consiste en:The invention consists of:

- una caja de material aislante térmico, compuesta por seis caras, emparejadas dos a dos por opuestas entre si y formando dicho par de caras los cierres de la caja en una dirección, identificándose cada pareja de caras según su posición respecto de la dirección del movimiento de los fluidos que intercambian calor, y denominando tapas extremas a las que son perpendiculares a dicha dirección de movimiento; tapas superior e inferior a las placas que cierran la caja por arriba y por abajo; y cierres laterales a los paramentos verticales que cierran la caja al quedar sus aristas unidas herméticamente a las caras extremas y a las tapas;- a box of thermal insulating material, composed of six faces, paired two to two opposite each other and said pair of faces forming the closures of the box in one direction, each pair of faces being identified according to their position with respect to the direction of movement of the fluids that exchange heat, and calling end caps to those that are perpendicular to said direction of movement; upper and lower covers to the plates that close the box above and below; and lateral closures to the vertical walls that close the box when its edges are tightly joined to the end faces and the covers;

- disponiéndose en el interior de la caja una placa con plegamientos continuos, seleccionados entre pliegues de arista viva, pliegues ondulados, pliegues rectangulares o pliegues de cualquier otra geometría, no necesariamente regular repetitiva, que mantienen la continuidad física de la placa original, quedando separado el interior de la caja en dos semi-espacios, uno por encima de la placa plegada, y otro por debajo;- a plate with continuous folds being arranged inside the box, selected between folds of sharp edge, wavy folds, rectangular folds or folds of any other geometry, not necessarily regular repetitive, which maintain the physical continuity of the original plate, being separated the interior of the box in two semi-spaces, one above the folded plate, and another below;

- estando la placa plegada rematada en su laterales por sendas pestañas que quedan, cada una de ellas por su lado, atrapadas entre un borde de uno de los cierres laterales y una tapa, superior o inferior, de la caja, afianzando el atrapamiento por la acción de una junta de cierre que corre a lo largo del citado borde lateral;- the folded plate being topped on its sides by remaining tabs, each of them by its side, trapped between an edge of one of the side closures and a top or bottom lid of the box, securing the entrapment by the action of a seal that runs along said side edge;

- y quedando la placa plegada afianzada sobre cada cara extrema de la caja mediante su inserción en una capa seleccionada entre masilla adhesiva, silicona de fraguar, pasta de elastómero solidificable o cualquier sustancia que actúe de mortero, quedando así embebidos los extremos de la placa plegada en dicha capa solidificada de adhesión a las caras extremas de la caja;- and the folded plate being secured on each end face of the box by inserting it in a layer selected between adhesive putty, setting silicone, solidifiable elastomer paste or any substance that acts as mortar, thus embedding the ends of the folded plate in said solidified layer of adhesion to the end faces of the box;

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

- estando estas caras extremas y sus capas adhesivas atravesadas por tubos que por su posición inequívocamente corresponden a una conexión con el semi-espacio superior o con el inferior;- these extreme faces and their adhesive layers being traversed by tubes which by their position unequivocally correspond to a connection with the upper or lower half-space;

- agrupándose en un haz todos los tubos de conexión que conectan con el semi- espacio superior, y en otro haz todos los tubos que conectan con el semi-espacio inferior.- grouping in one bundle all the connecting pipes that connect with the upper half-space, and in another bundle all the pipes connecting with the lower half-space.

La invención puede aplicarse de nuevo a cada semi-espacio de los que quedan delimitados por la placa plegada primera o principal, arriba o debajo de ella, disponiendo una placa secundaria, de características análogas a la principal, en una posición intermedia dentro de uno de esos semi-espacios, delimitando dos sub-semi-espacios diferenciados dentro del semi-espacio original, y quedando la placa secundaria atrapada en sus laterales por sus pestanas, que están atenazadas por las juntas laterales que quedan apretadas por la unión de los paneles laterales con la tapa correspondiente de la caja. Este apriete puede hacerse por tornillos tirafondos, o por bridas, o por escuadras anteriores. La subdivisión de un sub-espacio previo en dos volúmenes independientes, se aplica reiteradamente tantas veces como se requiera, observando en cada caso que las penetraciones de tubos por cada cara extrema se agrupan entre si según correspondan al fluido que se enfría o al que se calienta.The invention can be applied again to each half-space of those that are delimited by the first or main folded plate, above or below it, by providing a secondary plate, with characteristics analogous to the main one, in an intermediate position within one of those semi-spaces, delimiting two differentiated sub-semi-spaces within the original semi-space, and the secondary plate being trapped on its sides by its flanges, which are gripped by the side joints that are tightened by the union of the side panels with the corresponding lid of the box. This tightening can be done by screws, or by flanges, or by previous brackets. The subdivision of a previous sub-space into two independent volumes, is applied repeatedly as required, observing in each case that the penetrations of tubes by each end face are grouped together as they correspond to the fluid that cools or to which heats up.

Como variante de la invención, se describe el ensamblaje en el que se eliminan los tubos que atraviesan las caras extremas, que quedan sin ningún tipo de huecos, produciéndose la entrada o salida del fluido que se mueve por cada semi-espacio, a través de aperturas en las partes extremas de cada tapa, superior e inferior, pudiendo ser estas aperturas el hueco total que queda en cada extremo de cada tapa, si esta no llega a cerrarse con la cara extrema de la caja por ese lado.As a variant of the invention, the assembly is described in which the tubes that cross the end faces, which are left without any gaps, are eliminated, producing the entry or exit of the fluid that moves through each semi-space, through openings in the extreme parts of each lid, upper and lower, these openings being the total gap remaining at each end of each lid, if it does not close with the extreme face of the box on that side.

Explicación de las figurasExplanation of the figures

Las figuras, en general, no están a escala, pues los tamaños relativos de los elementos son muy dispares: pero son representativas de la invención y de sus principios de funcionamiento.The figures, in general, are not to scale, since the relative sizes of the elements are very different: but they are representative of the invention and its operating principles.

La figura 1a muestra un esquema, en sección recta, de una placa con plegamientos longitudinales y pestañas laterales, y la figura 1b muestra dicha placa o plancha plegada, insertada en una caja que es la que aloja al intercambiador de calor.Figure 1a shows a diagram, in straight section, of a plate with longitudinal folds and side flanges, and Figure 1b shows said plate or folded plate, inserted in a box that is the one that houses the heat exchanger.

La figura 2 muestra en perspectiva el esquema del montaje de la invención, aunque en la figura no se representan las caras extremas, pero si los tubos que las atraviesan, para conducir la entrada y salida de cada fluido.Figure 2 shows in perspective the scheme of the assembly of the invention, although in the figure the extreme faces are not represented, but the tubes that cross them, to drive the entry and exit of each fluid.

La figura 3a muestra la cara interna de una tapa extrema, donde se aprecia la masilla, silicona de fraguar, o elastómero adhesivo, alrededor del extremo de la plancha plegada, y la 3b muestra eso mismo, pero en alzado de perfil.Figure 3a shows the inner face of an end cap, where the putty, setting silicone, or adhesive elastomer can be seen, around the end of the folded plate, and 3b shows the same, but in profile elevation.

La figura 4a corresponde a un plegamiento longitudinal en angulas rectos, y en la 4b se representa el mismo plegamiento incluyendo unos topes adheridos que se colocan en los extremos de las caras de los pliegues, y sirven para evitar que se cierre el espacio entre plegamientos.Figure 4a corresponds to a longitudinal folding in right angles, and in 4b the same folding is shown including adhered stops that are placed at the ends of the fold faces, and serve to prevent the space between folds from closing.

La figura 5a corresponde a la disposición de tubos de entrada y salida de los fluidos que circulan por cada semi-espacio en una plancha con los pliegues redondeados, y la 5b muestra la tapa extrema con las penetraciones coincidentes a los tubos de la 5a.Figure 5a corresponds to the arrangement of inlet and outlet tubes of the fluids circulating through each semi-space in a plate with rounded folds, and 5b shows the end cap with the penetrations coinciding with the tubes of the 5th.

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

La figura 6 representa un montaje con varias placas internas, que dejan entre ellas espacio confinado para que transcurra un fluido.Figure 6 represents an assembly with several internal plates, which leave confined space between them for a fluid to pass.

Las figuras 7a y 7b muestran el montaje en el que no hay tubos de penetración por las tapas extremas, sino que las entradas y salidas de cada fluido se producen por los ambos extremos de las tapas superior e inferior.Figures 7a and 7b show the assembly in which there are no penetration tubes through the end caps, but the inlets and outlets of each fluid are produced by both ends of the top and bottom covers.

La figura 8 completa la información gráfica sobre el caso mostrado en la figuras 7a y b.Figure 8 completes the graphic information on the case shown in Figures 7a and b.

Para facilitar la comprensión de las figuras de la invención, y de sus modos de realización, a continuación se relacionan los elementos relevantes de la misma:In order to facilitate the understanding of the figures of the invention, and of their embodiments, the relevant elements thereof are listed below:

1. Plancha o placa en la que se efectúan los plegamientos1. Iron or plate in which the folds are made

2. Pliegues de arista viva2. Folds of sharp edge

3. Pestañas laterales de la plancha3. Iron side tabs

4. Junta longitudinal de cierre con pestaña atrapada4. Longitudinal seal with trapped flange

5. Tapa superior de la caja que constituye el intercambiador5. Top cover of the case that constitutes the exchanger

6. Paramento lateral de dicha caja6. Side facing of said box

7. Tapa inferior de la caja que constituye el intercambiador7. Bottom cover of the case that constitutes the exchanger

8. Paramento lateral de dicha caja, opuesto al 68. Side facing of said box, opposite to 6

9. Tubos que atraviesan las tapas extremas de la citada caja, y conectan con el semi- espacio superior. Los tubos identificados con 9i conectan con el semi-espacio inferior9. Tubes that pass through the end caps of said box, and connect with the upper half-space. The tubes identified with 9i connect to the lower half-space

10. Plancha con pliegues en angula recto10. Straight angle pleated iron

11. Plancha con pliegues redondeados11. Iron with rounded folds

12. Taladros en las tapas extremas para conectar con un semi-espacio dado, en este caso el inferior12. Drills in the end caps to connect with a given semi-space, in this case the lower one

13. Taladros en las tapas extremas para conectar con un semi-espacio dado, en este caso el superior13. Drills in the end caps to connect with a given semi-space, in this case the upper

14. Una de las tapas extremas14. One of the extreme covers

15. La tapa extrema opuesta a la anterior15. The end cap opposite the previous one

16. Placa plegada incluida en la caja debajo de la placa 116. Folded plate included in the box under plate 1

17. Placa plegada incluida en la caja debajo de la placa 1617. Folded plate included in the box under plate 16

18. Tubos de conexión con el espacio de la caja confinado entre la placa 1 y la tapa superior 518. Connecting pipes with the enclosure space confined between plate 1 and top cover 5

19. Tubos de conexión con el espacio de la caja confinado entre la placa 1 y la placa 1619. Connecting tubes with the enclosure space confined between plate 1 and plate 16

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

20. Tubos de conexión con el espacio de la caja confinado entre la placa 16 y la placa 1720. Connecting tubes with the enclosure space confined between plate 16 and plate 17

21. Tubos de conexión con el espacio de la caja confinado entre la placa 17 y la tapa inferior 721. Connecting pipes with the enclosure space confined between the plate 17 and the bottom cover 7

22. Entrada del fluido al semiespacio superior en la variante de apertura transversal22. Entry of the fluid into the upper half space in the transverse opening variant

23. Salida del fluido del semiespacio superior en la variante de apertura transversal23. Upper half-space fluid outlet in the transverse opening variant

24. Entrada del fluido al semiespacio inferior en la variante de apertura transversal24. Inlet of the fluid to the lower half space in the transverse opening variant

25. Salida del fluido del semiespacio inferior en la variante de apertura transversal25. Lower half-space fluid outlet in the transverse opening variant

26. Cordones adhesivos de silicona de fraguar o de elastómero de unión26. Silicone forging or bonding elastomer adhesive cords

27. Cualquiera de las dos tapas extremas, en las que se fijan los extremos de las placas plegadas27. Either of the two end caps, on which the ends of the folded plates are fixed

28. Topes adheridos para evitar cierre del espacio entre pliegues.28. Adhered stops to avoid closing the space between folds.

Modo de realización de la invenciónEmbodiment of the invention

La invención se materializa ensamblando los seis paramentos que conforman la caja del intercambiador. Los ensamblajes se han de realizar de manera hermética, por cualquier procedimiento al uso, sin que ello este cubierto por la invención. Lo que sí está cubierto por la invención son las uniones entre un paramento lateral (vertical) y una tapa, superior o inferior, en las cuales se encaja una pestaña lateral de la plancha plegada, que queda atrapada en esa unión, a lo largo de toda ella, empleando al efecto una junta, simple o doble, de cierre hermético, seleccionado su material entre caucho, silicona, plástico o cualquier material que presente un campo de deformación elástica que cubra la máxima distorsión esperable en el plano de la pestaña.The invention is embodied by assembling the six walls that make up the exchanger housing. The assemblies must be made hermetically, by any procedure to use, without this being covered by the invention. What is covered by the invention are the joints between a lateral (vertical) facing and a top or bottom cover, in which a lateral flange of the folded plate is fitted, which is trapped in that joint, along all of it, using a joint, simple or double, hermetically sealed, its material selected from rubber, silicone, plastic or any material that has an elastic deformation field that covers the maximum expected distortion in the plane of the flange.

A partir de los seis paramentos de la caja, más la plancha plegada y con sus dos pestañas laterales, más las juntas, más los tornillos, escuadras o bridas de unión convencional entre paramentos del material elegido, el procedimiento de ensamblaje se compone de una primera fase de unión los dos paramentos laterales a las tapas superior e inferior, atrapando cada pestaña lateral de la placa en su unión correspondiente entre un paramento lateral y una de las tapas dichas; y de una segunda fase en la que se ensamblan las tapas extremas, en las que se adhieren previamente unos cordones de silicona o resina o elastómero de fraguar, teniendo los cordones la misma configuración geométrica que la sección recta de la plancha con los plegamientos, ajustándose cada tapa al rectángulo formado por el ensamblaje previo entre las tapas superior e inferior y los paramentos laterales, quedando totalmente embebido cada extremo de la plancha en los cordones adhesivos interiores de cada tapa extrema.From the six walls of the box, plus the folded plate and with its two side tabs, plus the joints, plus the screws, brackets or flanges of conventional union between walls of the chosen material, the assembly procedure consists of a first joining phase the two lateral walls to the upper and lower covers, trapping each side flange of the plate in its corresponding connection between a lateral wall and one of said covers; and of a second phase in which the end caps are assembled, in which silicone or resin cords or setting elastomer are previously adhered, the cords having the same geometric configuration as the straight section of the plate with the folds, adjusting each cover to the rectangle formed by the previous assembly between the upper and lower covers and the lateral walls, each end of the plate being completely embedded in the inner adhesive cords of each end cover.

En la versión básica de la invención, cada tapa debe venir con los taladros hechos en los lugares previstos para que queden por encima o por debajo de la hilera en zigzag de los cordones de adhesivo, o con los ajustes de tubos insertados en dichos taladros.In the basic version of the invention, each cover must come with the drills made in the places provided so that they are above or below the zigzag row of the adhesive cords, or with the tube fittings inserted in said holes.

En la versión de múltiples planchas, y por ende múltiples sub-espacios individualmente confinados, deben preparase las tapas con la correspondiente multiplicidad de cordones adhesivos en zigzag, y los correspondientes taladros en las áreas entre cordones.In the multi-plate version, and therefore multiple individually confined sub-spaces, the covers must be prepared with the corresponding multiplicity of zigzag adhesive cords, and the corresponding holes in the areas between cords.

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

En la versión de tapas extremas sin taladros, las tapas superior e inferior son más cortas que los paramentos laterales, pero la primera fase incluye el ensamblaje de dichos paramentos y tapas, incluyendo el encaje atrapado de las pestañas en su unión correspondiente; y la segunda fase es igual a la descrita en el procedimiento básico, solo que cada tapa extrema sólo se une a los extremos de los paramentos laterales, pero no a las tapas superior e inferior; teniendo edemas que unir los espacios libres dejados en las tapas superior e inferior a los medios exteriores, o conducciones, que se usen para acarrear o llevarse cada fluido.In the version of end caps without drills, the upper and lower covers are shorter than the side walls, but the first phase includes the assembly of said walls and covers, including the eyelashes' trapped socket in their corresponding joint; and the second phase is the same as that described in the basic procedure, only that each end cap only joins the ends of the side walls, but not the top and bottom caps; having edemas that join the free spaces left in the upper and lower covers to the external means, or conduits, that are used to carry or carry each fluid.

Cuando los pliegues dejen poco espacio entre ellos, es aconsejable que el montaje incluya unos topes adheridos a una de las caras que dan al espacio intermedio, y topen con su punta o contera contra la cara opuesta, en dicho espacio. En esas condiciones, al fijar los extremos de la plancha plegada en las correspondientes planchas extremas, en vez de depositar los cordones de resinas o de silicona en las caras interiores de las tapas extremas, se deposita sobre estas una pátina completa de material adhesivo, en la que se clavan las aristas del plegamiento, de ese extremo.When the folds leave little space between them, it is advisable that the assembly includes stops attached to one of the faces that give the intermediate space, and bump with its tip or face against the opposite face, in said space. Under these conditions, when fixing the ends of the folded iron on the corresponding end plates, instead of depositing the resin or silicone cords on the inner faces of the end caps, a complete patina of adhesive material is deposited on them the one that sticks the edges of the folding, of that end.

Los materiales a emplear deben ser compatibles entre sí, lo cual depende de la función a desempeñar por el intercambiador. Ha de tenerse en cuenta además que la rigidez exigida a la plancha, y a cada uno de sus pliegues, depende de la diferencia de presiones entre ambos fluidos, y por tanto el espesor de la plancha debe ser mayor para mayores diferencias de presiones.The materials to be used must be compatible with each other, which depends on the function to be performed by the exchanger. It must also be taken into account that the stiffness required of the plate, and of each of its folds, depends on the difference in pressures between both fluids, and therefore the thickness of the plate must be greater for greater pressure differences.

Como ejemplo representativo cabe exponer la recuperación de calor en la ventilación de locales en invierno. Supongamos una temperatura del local de 20°C y en el exterior de -10°C; y que se ha de renovar una masa de aire de 0,30 kg/s con una densidad de 1,2 kg/m3; lo cual implica un caudal de 0,25 m3/s (que en realidad fluctúa ligeramente por las variaciones de temperatura de unas partes a otras). Sí escogemos como velocidad de diseño 2,5 m/s, la sección recta de paso de cada circuito, de entrada y de salida de la ventilación, será de 0,1 m2, que en total hacen 0,2 m2 de sección recta de la caja. Si tomamos una altura de 0,2 m, la anchura seria de 1 m. Si la disposición del zigzag del plegamiento es que la distancia entre vértices de pliegues sucesivos sea 0,01 m, habrá 100 pliegues, cada uno de 0,2 m, lo cual totaliza 20 m de longitud del zigzag. Para calcular la longitud necesaria hace falta especificar que rendimiento termométrico deseamos, y cual es el coeficiente de transmisión de calor que hay a través de la placa. Esto último está dominado por la convección del aire, y con la velocidad escogida estará alrededor de 10 W/m2K, y escogemos esta cantidad por redondeo de cálculo. Si ahora buscamos un rendimiento termométrico del 80%, querrá decir que la temperatura de impulsión del aire que proviene de fuera, una vez calentado en nuestro recuperador, será de 0,8 (20-(-10)) = 14°C. Eso significa que la diferencia de temperatura logarítmica media entre la corriente de salida y la de entrada es de 6°C, y por tanto tenemos que la potencia térmica que se transmite esAs a representative example, the recovery of heat in the ventilation of premises in winter can be presented. Assume a room temperature of 20 ° C and outside of -10 ° C; and that an air mass of 0.30 kg / s with a density of 1.2 kg / m3 has to be renewed; which implies a flow of 0.25 m3 / s (which actually fluctuates slightly due to temperature variations from one part to another). If we choose 2.5 m / s as the design speed, the straight section of each circuit, the entrance and exit of the ventilation, will be 0.1 m2, which in total make 0.2 m2 of straight section of box. If we take a height of 0.2 m, the width would be 1 m. If the zigzag arrangement of the folding is that the distance between vertices of successive folds is 0.01 m, there will be 100 folds, each 0.2 m, which totals 20 m in length of the zigzag. To calculate the necessary length it is necessary to specify what thermometric performance we want, and what is the coefficient of heat transmission that is through the plate. The latter is dominated by air convection, and with the chosen speed it will be around 10 W / m2K, and we choose this amount per rounding calculation. If we now look for a 80% thermometric performance, it will mean that the flow temperature of the air that comes from outside, once heated in our recuperator, will be 0.8 (20 - (- 10)) = 14 ° C. That means that the average log temperature difference between the output and the input current is 6 ° C, and therefore we have that the thermal power transmitted is

Q = 0,30 (kg/s) 1(kJ/kgK) 24(K) = 7,2 kWQ = 0.30 (kg / s) 1 (kJ / kgK) 24 (K) = 7.2 kW

Pues el aire se calienta desde fuera 24°C (o 24 K) y su calor específico es 1 (kJ/kgK), lo que lleva a 7,2 kW; lo cual lleva a requerir un área de termo-transferencia A dad porAs the air is heated from outside 24 ° C (or 24 K) and its specific heat is 1 (kJ / kgK), which leads to 7.2 kW; which leads to require an area of heat transfer A dad by

7.200 = 10 W/m2 K • 6(K) • A(m2)7,200 = 10 W / m2 K • 6 (K) • A (m2)

Lo que da A = 120 m2, lo que implica 6 m de longitud. En principio puede considerarse que esta longitud es demasiado larga, sobre todo para hacer el plegamiento con mucha regularidad Ese inconveniente se palia poniendo conectados varios intercambiadores en serie. Por ejemplo 6 de 1 m.What gives A = 120 m2, which implies 6 m in length. In principle it can be considered that this length is too long, especially to make the folding very regularly. That problem is palliated by connecting several exchangers in series. For example 6 of 1 m.

Es de notar que para este cometido se puede usar plástico o madera para los paramentos, y aluminio (tipo papel o algo más grueso) para la placa, aunque también se podría usar plástico, de espesor reducido. Incluso si su conductividad fuera mala, de 0,5 W/m K por ejemplo, si su espesor es 0,5 mm su coeficiente de transmisión 5 equivalente sería de 1000 W/m2K, es decir, su resistencia térmica sería despreciable respecto de la que opone la convección del aire.It should be noted that for this purpose plastic or wood can be used for the walls, and aluminum (paper type or somewhat thicker) for the plate, although plastic, of reduced thickness, could also be used. Even if its conductivity were bad, of 0.5 W / m K for example, if its thickness is 0.5 mm its equivalent transmission coefficient 5 would be 1000 W / m2K, that is, its thermal resistance would be negligible with respect to the which opposes air convection.

Una vez descrita de forma clara la invención, se hace constar que las realizaciones particulares anteriormente descritas son susceptibles de modificaciones de detalle 10 siempre que no alteren el principio fundamental y la esencia de la invención.Once the invention is clearly described, it is noted that the particular embodiments described above are subject to modifications of detail 10 provided that they do not alter the fundamental principle and essence of the invention.

Claims (4)

55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 3535 4040 45Four. Five 50fifty REIVINDICACIONES 1. Intercambiador de calor de placa plegada, que consiste en una caja de material aislante térmico, compuesta por seis caras, emparejadas dos a dos por opuestas entre sí y formando dicho par de caras los cierres de la caja en una dirección, identificándose cada pareja de caras según su posición respecto de la dirección del movimiento de los fluidos que intercambian calor, y denominando tapas extremas a las que son perpendiculares a dicha dirección de movimiento; tapas superior e inferior a las placas que cierran la caja por arriba y por abajo; y cierres laterales a los paramentos verticales que cierran la caja al quedar sus aristas unidas herméticamente a las caras extremas y a las tapas, caracterizado porque1. Folded plate heat exchanger, consisting of a box of thermal insulating material, composed of six faces, paired two to two opposite each other and said pair of faces forming the closures of the box in one direction, identifying each pair faces according to their position with respect to the direction of movement of fluids that exchange heat, and calling end caps to those that are perpendicular to said direction of movement; upper and lower covers to the plates that close the box above and below; and lateral closures to the vertical walls that close the box when its edges are tightly joined to the end faces and the covers, characterized in that - se dispone en el interior de la caja una placa o plancha con plegamientos continuos, seleccionados entre pliegues de arista viva, pliegues ondulados, pliegues rectangulares o pliegues de cualquier otra geometría, no necesariamente regular repetitiva, que mantienen la continuidad física de la placa original, quedando separado el interior de la caja en dos semi-espacios, uno por encima de la placa plegada, y otro por debajo;- a plate or plate with continuous folds is arranged inside the box, selected between folds of sharp edge, wavy folds, rectangular folds or folds of any other geometry, not necessarily regular repetitive, that maintain the physical continuity of the original plate , the interior of the box being separated into two semi-spaces, one above the folded plate, and another below; - estando la placa plegada rematada en su laterales por sendas pestañas que quedan, cada una de ellas por su lado, atrapadas entre un borde de uno de los cierres laterales y una tapa, superior o inferior, de la caja, afianzando el atrapamiento por la acción de una junta de cierre que corre a lo largo del citado borde lateral;- the folded plate being topped on its sides by remaining tabs, each of them by its side, trapped between an edge of one of the side closures and a top or bottom lid of the box, securing the entrapment by the action of a seal that runs along said side edge; - y quedando la placa plegada afianzada sobre cada cara extrema de la caja mediante su inserción en una capa seleccionada entre masilla adhesiva, silicona de fraguar, pasta de elastómero solidificable o cualquier sustancia que actúe de mortero, quedando así embebidos los extremos de la placa plegada en dicha capa solidificada de adhesión a las caras extremas de la caja;- and the folded plate being secured on each end face of the box by inserting it in a layer selected between adhesive putty, setting silicone, solidifiable elastomer paste or any substance that acts as mortar, thus embedding the ends of the folded plate in said solidified layer of adhesion to the end faces of the box; - estando estas caras extremas y sus capas adhesivas atravesadas por tubos que por su posición inequívocamente corresponden a una conexión con el semi-espacio superior o con el inferior;- these extreme faces and their adhesive layers being traversed by tubes which by their position unequivocally correspond to a connection with the upper or lower half-space; - agrupándose en un haz todos los tubos de conexión que conectan con el semi- espacio superior, y en otro haz todos los tubos que conectan con el semi-espacio inferior.- grouping in one bundle all the connecting pipes that connect with the upper half-space, and in another bundle all the pipes connecting with the lower half-space. 2. Intercambiador de calor de placa plegada, según reivindicación primera, caracterizado porque se dispone una placa secundaria, de características análogas a la principal, en una posición intermedia dentro de uno de los semi-espacios que hay entre la placa principal y una de las tapas, superior o inferior, delimitando la placa secundaria dos sub- semi-espacios diferenciados dentro del semi-espacio original, y quedando la placa secundaria atrapada en sus laterales por sus pestañas, que están atenazadas por las juntas laterales que quedan apretadas por la unían de los paneles laterales con la tapa correspondiente de la caja, produciéndose en cada caso que las penetraciones de tubos por cada cara extrema se agrupan entre sí según correspondan al fluido que se enfría o al que se calienta.2. Folded plate heat exchanger, according to claim one, characterized in that a secondary plate, with characteristics analogous to the main one, is disposed in an intermediate position within one of the semi-spaces between the main plate and one of the covers, upper or lower, delimiting the secondary plate two differentiated sub-semi-spaces within the original semi-space, and the secondary plate being trapped on its sides by its tabs, which are gripped by the side joints that are tightly joined by the joint of the side panels with the corresponding lid of the box, producing in each case that the penetrations of tubes by each end face are grouped together according to the fluid that cools or heats up. 3. Intercambiador de calor de placa plegada, según reivindicación primera, caracterizado porque la entrada y la salida del fluido que se mueve por cada semi-espacio, se produce a través de aperturas en las partes extremas de cada tapa, superior e inferior, pudiendo ser estas aperturas el hueco total que queda en cada extremo de cada tapa, si esta no llega a cerrarse con la cara extrema de la caja por ese lado.3. Folded plate heat exchanger, according to claim one, characterized in that the inlet and outlet of the fluid that moves through each half-space is produced through openings in the end portions of each top and bottom lid, being able to be these openings the total gap left at each end of each lid, if it does not close with the extreme face of the box on that side. 4. Procedimiento de ensamblaje de intercambiador de calor de placa plegada, según reivindicación primera, caracterizado porque el ensamblaje se compone de una primera fase de unión los dos paramentos laterales a las tapas superior e inferior, atrapando cada pestaña lateral de la placa en su unían correspondiente entre un paramento lateral y una 5 de las tapas dichas; y de una segunda fase en la que se ensamblan las tapas extremas, en las que se adhieren previamente unos cordones de silicona o resina o elastómero de fraguar, teniendo los cordones la misma configuración geométrica que la sección recta de la plancha con los plegamientos, ajustándose cada tapa al rectángulo formado por el ensamblaje previo entre las tapas superior e inferior y los paramentos laterales,4. Folded plate heat exchanger assembly method, according to claim one, characterized in that the assembly consists of a first phase of joining the two lateral walls to the upper and lower covers, trapping each side flange of the plate in its joint corresponding between a side facing and a 5 of said covers; and of a second phase in which the end caps are assembled, in which silicone or resin cords or setting elastomer are previously adhered, the cords having the same geometric configuration as the straight section of the plate with the folds, adjusting each cover to the rectangle formed by the previous assembly between the upper and lower covers and the lateral walls, 10 quedando totalmente embebido cada extremo de la plancha en los cordones adhesivos interiores de cada tapa extrema; teniendo cada tapa extrema los taladros hechos en los lugares previstos para que queden por encima o por debajo de la hilera en zigzag de los cordones de adhesivo.10 each end of the plate being fully embedded in the inner adhesive cords of each end cap; each end cap having the holes made in the places provided so that they are above or below the zigzag row of the adhesive cords. 15 5. Procedimiento de ensamblaje de intercambiador de calor de placa plegada, según15 5. Folded plate heat exchanger assembly procedure, according to reivindicaciones primera, tercera y cuarta, caracterizado porque el montaje incluye unos topes adheridos a una de las caras que dan al espacio intermedio entre pliegues, y topan dichos topes, con su punta o contera, contra la cara opuesta en dicho espacio.first, third and fourth claims, characterized in that the assembly includes stops adhered to one of the faces that give the intermediate space between folds, and bump said stops, with their tip or end, against the opposite face in said space. 20 6. Procedimiento de ensamblaje de intercambiador de calor de placa plegada, según20 6. Folded plate heat exchanger assembly procedure, according to reivindicaciones primera, tercera y cuarta, caracterizado porque las resinas o la silicona, o el adhesivo se fija en las caras interiores de las tapas extremas como una pátina completa de material, en la que se clavan las aristas del plegamiento de la plancha, por el extremo correspondiente.first, third and fourth claims, characterized in that the resins or the silicone, or the adhesive is fixed on the inner faces of the end caps as a complete patina of material, in which the edges of the folding of the plate are nailed, by the corresponding end. 2525
ES201600926A 2016-11-04 2016-11-04 Folded plate heat exchanger and assembly procedure Active ES2631955B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201600926A ES2631955B1 (en) 2016-11-04 2016-11-04 Folded plate heat exchanger and assembly procedure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201600926A ES2631955B1 (en) 2016-11-04 2016-11-04 Folded plate heat exchanger and assembly procedure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2631955A1 ES2631955A1 (en) 2017-09-06
ES2631955B1 true ES2631955B1 (en) 2018-06-21

Family

ID=59739960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201600926A Active ES2631955B1 (en) 2016-11-04 2016-11-04 Folded plate heat exchanger and assembly procedure

Country Status (1)

Country Link
ES (1) ES2631955B1 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US574157A (en) * 1896-12-29 ljtjngstrom
GB846994A (en) * 1958-02-28 1960-09-07 Paxman & Co Ltd Davey Improvements in or relating to plate-type heat exchangers
CA1038369A (en) * 1974-05-01 1978-09-12 Des Champs Laboratories Heat exchanger and heat recovery system
JP2000097589A (en) * 1998-09-24 2000-04-04 Showa Alum Corp Tube for heat exchanger
JP2002333295A (en) * 2001-05-09 2002-11-22 Furukawa Electric Co Ltd:The Heat exchanger
US6729387B2 (en) * 2002-06-12 2004-05-04 Avava Technology Corp. Double sided heat exchanger core

Also Published As

Publication number Publication date
ES2631955A1 (en) 2017-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI64460C (en) ANORDING VIDEO DEVICE FOR SENSIBEL OCH / ELLER LATENT VARMEOEVER FOERING
ES2652499T3 (en) Plate heat exchanger plate and plate heat exchanger
RU2012148703A (en) EXCHANGE HEAT EXCHANGER CONTAINING EXTERNAL HEAT EXCHANGE PLATES WITH IMPROVED ACCESSORIES TO THE SIDE PANELS
KR20150140271A (en) Plate heat exchanger and method for constructing multiple passes in the plate heat exchanger
CZ2014956A3 (en) Enthalpic heat-exchange apparatus
SE1251193A1 (en) Plate heat exchanger plate and plate heat exchanger
BR112018010143B1 (en) PLATE FOR HEAT EXCHANGE ARRANGEMENT AND HEAT EXCHANGE ARRANGEMENT
ES2631955B1 (en) Folded plate heat exchanger and assembly procedure
FI865043A (en) VAERMEVAEXLARE.
US3633661A (en) Crossflow plate-type heat exchanger with barrier space
WO2015044882A1 (en) Device for stiffening and sealing a solar collector
JP7244440B2 (en) Header plateless heat exchanger
CA1038369A (en) Heat exchanger and heat recovery system
JP6725978B2 (en) Heat exchanger
JP6509337B2 (en) Heat exchange ventilation system
CN110530190A (en) Header and heat exchanger
JP2005282907A (en) Heat exchanger
CN105593955B (en) Portable thermal for corrugated transformer tank exchanges panel
CN208704509U (en) Equalizing plate structure
EP4184108A1 (en) Heat exchanger and heat-exchange-type ventilation device
US11486650B2 (en) Total heat exchange element, method of manufacturing total heat exchange element, and total heat exchanger
JPWO2019131569A1 (en) Header plateless heat exchanger
JP2009204215A (en) Heat/cold storage type heat exchanger
KR200343786Y1 (en) Plate type heat exchanger
JP7018814B2 (en) Heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
FG2A Definitive protection

Ref document number: 2631955

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B1

Effective date: 20180621