ES2869160T3 - Sistema de acondicionamiento de aire para autobuses - Google Patents
Sistema de acondicionamiento de aire para autobusesInfo
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Abstract
Sistema de acondicionamiento de aire para autobuses, que comprende un circuito (10) de refrigerante, el circuito (10) de refrigerante que comprende un compresor (11) para hacer circular un fluido refrigerante, un condensador (15), una válvula (16) de expansión y un evaporador (13), en el que el condensador (15) es un condensador refrigerado por agua, estando diseñado el condensador (15) para el intercambio de calor entre el fluido refrigerante y el agua de un circuito (20) de agua, en el que el agua se enfría mediante un radiador (25), en el que el condensador (15) está formado por un intercambiador de calor de placas, que comprende - una primera y una segunda placa (31, 32) de extremo de soporte en la que se disponen conectores (33, 34, 35, 36) de entrada y salida para fluido refrigerante y agua, - una pila (37) de placas de intercambio de calor interpuestas entre dichas primera y segunda placas de soporte de extremo, entre las que se define una pluralidad de primeros compartimentos para el paso del fluido refrigerante y una pluralidad de segundos compartimentos para el paso de agua, alternando con los primeros compartimentos, y - una pluralidad de láminas con aletas (39c, 39d), cada una de las cuales está dispuesta dentro de un primer o segundo compartimento respectivo, caracterizándose el sistema por el hecho de que en cada una de dichas primera y segunda placas de soporte del condensador (15) se suelda externamente una placa (41) de refuerzo respectiva, cubriendo la placa de refuerzo una zona central de la placa (31, 32) de extremo de soporte, dejando libres cuatro áreas de esquina de la placa (31, 32) de soporte, en el que cada hoja con aletas (39c, 39d) se extiende de tal manera que cubre casi por completo la extensión del respectivo compartimento (50), definiendo al menos un área libre en la que la lámina con aletas (39c, 39d) está ausente, estando dicha área libre posicionada alrededor de un conducto (37a', 37a", 37b' o 37b") para el transporte de fluido hacia o desde el compartimento (50), estando dispuesto dicho conducto en una esquina del compartimento (50), en el que las placas (37a, 37b) de intercambio de calor opuestas que delimitan el compartimento (50) tienen, en el área libre, respectivos salientes (53a, 53b) en contacto entre sí, definiendo dichos salientes al menos una abertura (54) de paso de fluido dispuesta en el perímetro de dicho conducto (37a', 37a", 37b' o 37b") y conectando el compartimento (50) a dicho conducto.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de acondicionamiento de aire para autobuses
La presente invención se refiere a un sistema de acondicionamiento de aire para autobuses, del tipo que comprende un circuito de refrigerante para la circulación de un fluido refrigerante, comprendiendo el circuito de refrigerante un compresor, un condensador, una válvula de expansión y un evaporador.
En los sistemas conocidos, el condensador se enfría por aire.
El documento WO 01/88454 A1 divulga un sistema de acondicionamiento de aire que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1 y, sin embargo, no está específicamente adaptado para autobuses.
Uno de los objetivos de la presente invención es poner a disposición un sistema de acondicionamiento de aire para autobuses que pueda funcionar mejor que los sistemas conocidos.
Por tanto, el objeto de la invención es un sistema que tenga las características de la reivindicación 1. En este sistema, el condensador es un condensador refrigerado por agua, el condensador está diseñado para el intercambio de calor entre el fluido refrigerante y el agua en un circuito de agua, en el que el agua se enfría mediante un radiador,
en el que el condensador está formado por un intercambiador de calor de placas, que comprende
- una primera y una segunda placa de extremo de soporte en las que están dispuestos los conectores de entrada y salida para fluido refrigerante y agua,
- una pila de placas de intercambio de calor interpuestas entre dichas primera y segunda placas de soporte de extremo, entre las cuales se define una pluralidad de primeros compartimentos para el paso del fluido refrigerante y una pluralidad de segundos compartimentos para el paso de agua, alternando con los primeros compartimentos, y - una pluralidad de láminas con aletas, cada una de las cuales está dispuesta dentro de un primer o segundo compartimento respectivo,
en el que en cada una de estas placas de extremo de soporte primera y segunda del condensador se suelda externamente una placa de refuerzo respectiva, cubriendo la placa de refuerzo un área central de la placa de extremo de soporte, dejando al descubierto cuatro áreas de esquina de la placa de extremo de soporte, en el que cada hoja con aletas se extiende de tal manera que cubre casi por completo la extensión del compartimento respectivo, definiendo al menos un área libre en la que la hoja con aletas está ausente, estando dicha área libre posicionada alrededor de un conducto para el transporte de fluido hacia o desde el compartimento, estando dispuesto dicho conducto en una esquina del compartimento, en el que las placas de intercambio de calor opuestas que delimitan el compartimento tienen, en el área libre, respectivos salientes en contacto entre sí, definiendo dichos salientes al menos una abertura de paso de fluido dispuesta en el perímetro de dicho conducto y conectando el compartimento a dicho conducto.
Por tanto, con la presente invención es posible conseguir un mejor rendimiento en comparación con la técnica anterior, debido al hecho de que la capacidad calorífica del agua es superior a la del aire.
La configuración particular del intercambiador de calor de placas hace posible hacer un intercambiador de calor más grande que los usados para aplicaciones de automoción, al mismo tiempo que permite que el sistema resista presiones pulsantes del lado del agua más altas que aquellas a las que se someten los intercambiadores de calor de placas para aplicaciones de automoción. Además, tal configuración permite que el sistema resista mayores esfuerzos mecánicos (por ejemplo, vibraciones) que las aplicaciones de automoción.
Las realizaciones preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes, que se pretende que sean parte integral de la presente descripción.
Otras características y ventajas del sistema de acuerdo con la invención resultarán más evidentes en la siguiente descripción detallada de una realización de la invención, hecha con referencia a los dibujos adjuntos, proporcionados puramente para ser ilustrativos y no limitativos, en los que:
- la figura 1 representa un diagrama que representa un sistema de acondicionamiento de aire para autobuses de acuerdo con la invención;
- la figura 2 es una vista en perspectiva en corte transversal de un condensador usado en el sistema de la figura 1;
- la figura 3 es una vista en despiece ordenado del condensador de la figura 2;
- las figuras 4 y 5 son vistas respectivamente en planta y en corte transversal de una placa de extremo de soporte acoplada a una placa de intercambio de calor del condensador de la figura 2;
- las figuras 6 y 7 son vistas respectivamente en planta y en corte transversal de un par de placas de intercambio de calor del condensador de la figura 2.
La figura 1 representa la arquitectura de un sistema de acondicionamiento de aire para autobuses de acuerdo con la invención.
El sistema de acondicionamiento de aire comprende un circuito 10 de refrigerante, que comprende un compresor 11 para la circulación de un fluido refrigerante en el circuito 10 de refrigerante. El circuito también comprende una válvula de 16 expansión y un evaporador 13 provisto convencionalmente para el intercambio de calor entre el fluido refrigerante y el aire destinado a introducirse en el compartimento de pasajeros del autobús; tal evaporador se puede acoplar a un intercambiador 14 de calor interno previsto para el intercambio de calor entre la fase de vapor y la fase líquida del fluido refrigerante. La válvula 16 de expansión está dispuesta en la entrada del evaporador 13, en particular, es una parte integral de la interfaz de entrada del evaporador 13.
El circuito 10 de refrigerante comprende además un condensador 15 refrigerado por agua.
Por tanto, el condensador 15 está provisto para el intercambio de calor entre el refrigerante y el agua en un circuito 20 de agua. Naturalmente, para los fines de la presente invención, se pretende que el agua se pueda mezclar con otras sustancias, como un producto anticongelante.
El circuito 20 de agua comprende además una bomba 21 para la circulación de agua en el circuito 20 de agua y un tanque 23 de expansión. Finalmente, el circuito 20 comprende un radiador 25 de baja temperatura, mediante el cual se enfría el agua del circuito 20 debido al intercambio de calor con el aire exterior del ambiente, conducido al radiador por un ventilador 26.
Con referencia a las figuras 2 a 7, el condensador 15 consta en particular de un intercambiador de calor de placas. El condensador 15 comprende una primera placa de extremo de soporte, o placa de extremo superior 31 y una segunda placa de extremo de soporte, o placa de extremo inferior 32, en la que los conectores 33 y 34 de entrada y salida están dispuestos respectivamente para el fluido refrigerante, así como conectores 35 y 36 de entrada y salida respectivamente para el agua. La disposición de los conectores 33-36 de entrada y salida no es relevante para la invención. Por ejemplo, puede haber tres conectores en la placa 31 de extremo superior, y uno en la placa inferior, como se muestra en las figuras 2 y 3, o dos conectores en la placa superior como se muestra en las figuras 4 y 5, y por lo tanto los otros dos conectores en la placa inferior.
Una de las placas 31 y 32 de extremo de soporte, por ejemplo la placa inferior 32, está fijada a una placa 38 de montaje, a través de la cual el condensador 15 puede montarse en una estructura de soporte del autobús (no mostrada). Una pila de placas 37 de intercambio de calor, que consta de dos tipos de placas 37a, 37b de intercambio de calor, que se alternan entre sí, se coloca entre las placas 31 y 32 de extremo de soporte. Por tanto, entre tales placas 37a y 37b de intercambio de calor se define convencionalmente una pluralidad de primeros compartimentos para el paso de agua y una pluralidad de segundos compartimentos para el paso de fluido refrigerante, que se alternan con los primeros compartimentos. Cada uno de los primeros compartimentos recibe agua del conector 35 de entrada de agua a través de un paso o conducto respectivo 37a', alineado y conectado con el conector 35 de entrada de agua y formado en una esquina del primer compartimento, y transfiere el agua al conector 36 de salida de agua a través de un paso o conducto 37a" respectivo, alineado y conectado con el conector 36 de salida de agua y formado en otra esquina del primer compartimento. Cada uno de los segundos compartimentos recibe el fluido refrigerante del conector 33 de entrada de refrigerante a través de un paso o conducto 37b' respectivo, alineado y conectado con el conector 33 de entrada de refrigerante y formado en una esquina del segundo compartimento, y transfiere el fluido refrigerante al conector 34 de salida de refrigerante a través de un paso o conducto respectivo 37b", alineado y conectado con el conector 34 de salida de refrigerante y formado en otra esquina del segundo compartimento.
Las placas 31, 32 de soporte de extremo con los conectores 33-36 y las placas de intercambio de calor se unen mediante un proceso de soldadura para formar un solo cuerpo.
Dentro de cada uno de los primeros compartimentos hay una hoja con aletas respectiva 39c proporcionada convencionalmente para aumentar la turbulencia del agua que fluye en el primer compartimento y para aumentar la superficie de intercambio de calor secundaria. Dentro de cada uno de los segundos compartimentos está dispuesta una respectiva hoja con aletas 39d proporcionada convencionalmente para aumentar la turbulencia del fluido refrigerante que fluye hacia el segundo compartimento y para aumentar la superficie de intercambio de calor secundaria.
Con referencia a las figuras 4 y 5, se representa la primera placa 31 de extremo de soporte, acoplada a la primera placa de intercambio de calor de la pila 37, indicada en 37a'.
En el lado exterior de la primera placa 31 de extremo de soporte se suelda una placa 41 de refuerzo para cubrir un área central de la placa 31 de extremo de soporte, dejando al menos un área de esquina de la placa 31 de extremo de soporte libre. En el ejemplo que se muestra, las cuatro áreas de las esquinas quedan libres. Preferiblemente, la placa 41 de refuerzo comprende al menos un borde 42 plegado que se extiende hacia fuera desde la placa 31 de extremo de soporte. También se puede proporcionar una placa de refuerzo similar en el lado exterior de la segunda placa 32 de extremo de soporte.
Tal placa de refuerzo permite aumentar la resistencia estructural del condensador 15 y así lo hace adecuado para su uso en el sistema descrito anteriormente con referencia a la figura 1, que proporciona presiones operativas y tensiones mecánicas relativamente altas.
Con referencia a las figuras 6 y 7, se muestran un par de placas 37a, 37b de intercambio de calor, acopladas entre sí. La placa 37a también se define como la placa exterior, mientras que la placa 37b también se define como la placa interior, porque, como puede verse en la figura 7, está encerrada dentro del borde de la placa exterior. La pila 37 se forma apilando tales pares. Se entiende, sin embargo, que la siguiente descripción no sólo se refiere al par representado, sino que se refiere a todos los pares de placas de intercambio de calor adyacentes entre sí.
Cada compartimento (primero o segundo), indicado con 50, está delimitado periféricamente por un borde periférico plegado 51 de una placa 37a de intercambio de calor respectiva. El área de superficie de tal compartimento está definida por tanto por el área encerrada por el borde periférico 51 de la placa 37a de intercambio de calor.
La hoja con aletas 39c o 39d, que se coloca dentro del compartimento 50 (para mayor claridad de la ilustración no se muestra en la figura 7), se extiende de tal manera que cubre casi toda la extensión del compartimento 50. Por lo tanto, las áreas libres no quedan cubiertas por la hoja con aletas, donde la hoja con aletas está ausente. Tales áreas libres se posicionan en particular alrededor de los conductos o pasos 37a', 37a", 37b' o 37b" que suministran o extraen agua o refrigerante hacia o desde el compartimento respectivo. En tales áreas, cada una de las placas 37a, 37b de intercambio de calor opuestas que delimitan el compartimento 10 tiene al menos un saliente respectivo 53a, 53b. Los salientes 53a de una placa de contacto 37a están en contacto con los respectivos salientes 53b de la otra placa 37b de contacto, definiendo al menos una abertura 54 de paso de fluido que conecta el compartimento 50 con el conducto o paso 37a', 37a", 37b' o 37b" que suministra o extrae el agua o el fluido refrigerante hacia o desde el compartimento 50, y está dispuesto en el perímetro de dicho conducto o paso.
Mientras que las cargas estructurales entre las placas 37a y 37b de intercambio de calor son soportadas generalmente por las láminas con aletas 39c y 39d, en áreas no cubiertas por tales placas las cargas son soportadas por los salientes 53a y 53b. Tal artilugio permite aumentar la resistencia estructural del condensador 15 y así lo hace adecuado para su uso en el sistema descrito anteriormente con referencia a la figura 1, que proporciona presiones operativas y tensiones mecánicas relativamente altas.
Claims (3)
1. - Sistema de acondicionamiento de aire para autobuses, que comprende
un circuito (10) de refrigerante, el circuito (10) de refrigerante que comprende un compresor (11) para hacer circular un fluido refrigerante, un condensador (15), una válvula (16) de expansión y un evaporador (13),
en el que el condensador (15) es un condensador refrigerado por agua, estando diseñado el condensador (15) para el intercambio de calor entre el fluido refrigerante y el agua de un circuito (20) de agua, en el que el agua se enfría mediante un radiador (25),
en el que el condensador (15) está formado por un intercambiador de calor de placas, que comprende
- una primera y una segunda placa (31, 32) de extremo de soporte en la que se disponen conectores (33, 34, 35, 36) de entrada y salida para fluido refrigerante y agua,
- una pila (37) de placas de intercambio de calor interpuestas entre dichas primera y segunda placas de soporte de extremo, entre las que se define una pluralidad de primeros compartimentos para el paso del fluido refrigerante y una pluralidad de segundos compartimentos para el paso de agua, alternando con los primeros compartimentos, y - una pluralidad de láminas con aletas (39c, 39d), cada una de las cuales está dispuesta dentro de un primer o segundo compartimento respectivo,
caracterizándose el sistema por el hecho de que en cada una de dichas primera y segunda placas de soporte del condensador (15) se suelda externamente una placa (41) de refuerzo respectiva, cubriendo la placa de refuerzo una zona central de la placa (31, 32) de extremo de soporte, dejando libres cuatro áreas de esquina de la placa (31, 32) de soporte,
en el que cada hoja con aletas (39c, 39d) se extiende de tal manera que cubre casi por completo la extensión del respectivo compartimento (50), definiendo al menos un área libre en la que la lámina con aletas (39c, 39d) está ausente, estando dicha área libre posicionada alrededor de un conducto (37a', 37a", 37b' o 37b") para el transporte de fluido hacia o desde el compartimento (50), estando dispuesto dicho conducto en una esquina del compartimento (50), en el que las placas (37a, 37b) de intercambio de calor opuestas que delimitan el compartimento (50) tienen, en el área libre, respectivos salientes (53a, 53b) en contacto entre sí, definiendo dichos salientes al menos una abertura (54) de paso de fluido dispuesta en el perímetro de dicho conducto (37a', 37a", 37b' o 37b") y conectando el compartimento (50) a dicho conducto.
2. - Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el circuito (20) de agua comprende además una bomba (21) para hacer circular agua y un tanque (23) de expansión.
3. - Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la placa (41) de refuerzo comprende un borde plegado (42) que se extiende hacia fuera desde la placa (31, 32) de extremo de soporte.
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