ITUD20000150A1 - Evaporatore perfezionato ad alta efficienza per refrigeratori o congelatori - Google Patents
Evaporatore perfezionato ad alta efficienza per refrigeratori o congelatori Download PDFInfo
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Description
Descrizione di brevetto per invenzione
Titolo:
Evaporatore perfezionato ad alta efficienza per refrigeratori o congelatori
DESCRIZIONE
Il presente trovato ha per oggetto un evaporatore ad alta efficienza perfezionato particolarmente seppure non limitativamente per frigoriferi e freezers o congelatori.
Campo d’applicazione
Il presente trovato si applica preferibilmente, seppur non esclusivamente nel settore dei frigoriferi e congelatori in cui si prevede un sistema di raffreddamento a circuito frigorigeno chiuso con, condensatore e compressore all’esterno della cella refrigerante ed evaporatore all'interno della cella refrigerante.
Stato della tecnica
Allo stato attuale della tecnica sono noti gli evaporatori dei frigoriferi e freezers o congelatori, i quali hanno la funzione di sottrarre calore nella zona circostante della cella refrigerante che li contiene, mediante evaporazione del fluido del circuito frigorigeno al suo interno.
Questi evaporatori sono generalmente realizzati mediante saldatura fra due fogli di alluminio, lasciando fra di essi una canalizzazione che aumenta progressivamente dì sezione, in modo tale che in base alla legge fluidodinamica dei gas PV=RT (pressione X volume = costante X temperatura; ove la temperatura si intende assoluta), in aumento di volume e caduta di pressione si ha un abbassamento di temperatura.
L’abbassamento di temperatura all'interno della canalizzazione dell’evaporatore, comporta un raffreddamento della zona circostante (cella frigorifera o cella refrigerante) per scambio calore per conduzione e convezione tramite l'aria esterna alla canalizzazione.
Per migliorare il rendimento dello scambio calore le canalizzazioni vengono diversamente conformate e diramate per fornire la massima performance.
Il sistema maggiormente usato per realizzare questi evaporatori è i I noto sistema Roll-Bond che prevede l’applicazione ad esempio mediante serigrafia, di una pittura distaccante secondo il disegno predeterminato della canalizzazione che si vuole ottenere, su una delle superfici interne dei due fogli di alluminio che si intende saldare, l’accoppiamento dei due fogli, e la successiva laminazione a caldo per ottenere la saldatura fra di essi nelle superfici non coperte dal distaccante, e dopo un opportuno trattamento di ricottura, l'insufflazione a pressione di un fluido, fra i due fogli serrati fra due piani limitatori d’espansione formando così la canalizzazione definitiva.
Tutte questa canalizzazioni, come detto variano progressivamente i n sezione e si diramano secondo i più svariati disegni di progettazione, appunto per fornire il massimo di rendimento dello scambio calore.
Altre soluzioni prevedevano l’uso dei fogli di rame invece che di alluminio, ma è noto che l’alluminio puro (oltre il 99,5%) ha un elevato grado di conducibilità ed a ciò unisce la possibilità di realizzazione mediante il detto sistema noto come Roll-Bond. Ulteriormente questo materiale ha notorie caratteristiche di resistenza alla degradazione e migliori caratteristiche di atossicità se comparato ad altri metalli come ad esempio i I rame o sue leghe (es. ottone).
Inconvenienti
Nonostante tutti gli sforzi fatti, non si è riusciti sin’ora ad aumentare il rendimento di scambio calore oltre i limiti delle caratteristiche sopra esposte.
Scopo dei trovato
Lo scopo della presente innovazione è quello di ovviare alle succitate limitazioni, senza stravolgere sostanzialmente il ciclo produttivo del detto sistema Roll-Bond ed in particolare è quello di garantire un maggior scambio termico a parità di dimensioni e massa rispetto agli evaporatori esistenti. Essenza dell'invenzione
Il problema viene risolto come rivendicato mediante un evaporatore realizzato con sistema Roll-Bond ossia
essere realizzato con l’unione di fogli di alluminio con l’intermediazione di un disegno di canalizzazione mediante applicazione di uno strato distaccante, in modo che l’unione fra i due fogli avvenga solo sulle superfici ove non è applicato detto strato distaccante,
detta canalizzazione avvenendo, mediante insufflazione di fluido sotto pressione nella zona ove si è applicato detto distaccante, ai fini di separare e distanziare i due fogli in dette zone formando la detta canalizzazione all'interno dei piani limitatori d’espansione
caratterizzato dal fatto che:
le superfici di detti piani sono corrugate ambedue od una sola, in modo tale che, durante l’espansione per la formazione della detta canalizzazione,
- si determina una forma finale della detta canalizzazione, similarmente corrugata.
I vantaggi ottenuti con questa soluzione sono nella realizzazione della detta canalizzazione in modo tale da aumentare la superficie di contatto del fluido refrigerante rispetto ad evaporatori di identiche dimensioni.
Inoltre il profilo corrugato della superficie ottenuta sulla canalizzazione che realizza la serpentina di evaporazione, non solo aumenta enormemente la superficie di scambio calore, ma provoca anche una turbolenza nel moto del fluido refrigerante favorendo ulteriormente lo scambio termico.
II processo di produzione prevede, come detto, che la formazione delle canalizzazioni, ottenuta con il processo di laminazione Roll-Bond , venga realizzata tramite insufflamento di aria ad alta pressione all'interno del sandwich formato da un foglio superiore di alluminio, un disegno i n inchiostro distaccante resistente al calore, un foglio inferiore di alluminio.
I due fogli sono saldati tra di loro per via autogena tramite un processo di pre-riscaldo e laminazione a caldo seguita da laminazione a freddo.
Nel sandwich, viene quindi, dopo un adeguato processo di ricottura insufflata aria ad alta pressione che provoca il distacco dei due fogli di alluminio in corrispondenza a dove era stato applicato l’inchiostro distaccante formante così i canali.
La deformazione nelle zone disegnate, ovvero dove il procedimento di saldatura non è avvenuto, avviene in modo corrugato, ossia nervato od ondulato, ottenendo così il richiesto aumento di superficie e l’effetto di turbolenza desiderato al passaggio del fluido.
Difatti durante detto allargamento mediante insufflazione, le superflci esterne del canale sono deformate contro la superficie corrugata dei o del piano limitatore d’espansione ne definiscono quindi una forma superficiale corrugata.
La superficie del/dei piano/i trasmette la sua rugosità quindi alla superficie esterna della canalizzazione che và a formarsi in espansione contro di esso, determinando corrispondente rugosità o corrugazione anche all’interno della canalizzazione per la nota costanza dello spessore del foglio deformato. Il canale quindi assume la corrugazione del piano limitatori d’espansione verso il quale viene sviluppato. Le forme ottenute possono essere di diversa foggia e dimensione e dipenderanno ovviamente dalla forma della superficie contro la quale si và ad espandere i canali dell'evaporatore.
Vantaggiosamente dette corrugazioni sono trasversali inclinate per fornire al fluido frigorigeno in avanzamento, all’interno della canalizzazione, un moto turbolento e vantaggiosamente elicoidale.
In questo modo le molecole del fluido sono costrette ad effettuare un percorso più lungo del percorso della canalizzazione, lambendo meglio le pareti e migliorando decisamente lo scambio del calore.
Descrizione di una forma di realizzazione del trovato
Questi ed altri vantaggi appariranno dalla successiva descrizione di una soluzione preferenziale di realizzazione, con l'aiuto dei disegni allegati, i cui particolari di esecuzione non sono da intendersi limitativi ma solo forniti a titolo di esempio.
La Figura 1 è una vista prospettica di un tratto di evaportatore ottenuto con le caratteristiche della presente invenzione.
La Figura 2 è una vista in sezione trasversale di un canale della canalizzazione.
La Figura 3 è una vista longitudinale di detto canale di Fig.2
Nelle figure, con 1 è indicato l’evaporatore .
Con 1A e 1 B sono indicati i fogli superiore ed inferiore di alluminio dell’evaporatore.
Con S è indicata la zona piana di saldatura fra i fogli 1A e 1B.
Con D è indicata la superficie interna delle canalizzazioni l’una e/o l’altra coperte di distaccante.
Con C sono indicate le canalizzazioni.
Con N sono indicati
i corrugamenti lungo le canalizzazioni secondo la presente invenzione.
Vantaggiosamente detti corrugamenti possono assumere la forma di bugnature o nervature più o meno trasversali o meglio Inclinate per formare vantaggiosamente una zona di turbolenza.
La migliore forma di turbolenza è quella fornita da corrugazioni e/o nervature inclinate che imprimono al fluido sostanzialmente un moto turbolento elicoidale.
In tal modo lo scambio di calore viene maggiormente aumentato, non solo per l’aumento di superficie ma anche per il moto turbolento elicoidale impresso al fluido nel suo avanzamento all’interno della canalizzazione.
Le molecole del fluido così sono costrette ad effettuare un percorso piu lungo della linea corrispondente alla mediana della canalizzazione/i, e quindi il rendimento sarà indubbiamente superiore.
Come rivendicato l’invenzione quindi riguarda un evaporatore realizzato con sistema Roll-Bond (1) ossia
- tramite l’unione di fogli di alluminio (1A, 1 B) con l’intermediazione di un disegno di canalizzazione realizzato mediante applicazione di uno strato distaccante (D), in modo che l’unione a saldatura fra I due fogli avvenga solo sulle superfici ove non è applicato detto strato distaccante (S) ,
- in cui essi sono saldati tra di loro per via autogena tramite un processo di pre-riscaldo e laminazione a caldo seguita da laminazione a freddo, seguito eh processo di ricottura,
detta canalizzazione avvenendo, mediante insufflazione di fluido sotto pressione nella zona ove si è applicato detto distaccante (D), ai fini di separare e distanziare i due fogli in dette zone formando la detta canalizzazione (C) secondo un dimensionamento e forma stabilita fra piani limitatori d'espansione.
ove:
le superfici di detti piani sono corrugate, in modo tale che, durante l’espansione per la formazione della detta canalizzazione,
- si determina una forma finale della detta canalizzazione, similarmente corrugata (N).
Vantaggiosamente la detta corrugazione (N) in detta canalizzazione/i (C) è realizzata in modo tale da creare un moto turbolento del fluido frigorigeno passante entro detta/e canalizzazione/i (C).
Altrettanto vantaggiosdamente detta corrugazione presenta per lo meno delle nervature od ondulazioni trasversali (N).
Nella soluzione ottimale detta corrugazione presenta per lo meno delle nervature od ondulazioni trasversali inclinate (N) in modo da imprimere al fluido circolante in detta/e canalizzazione/i (C) un moto turbolento in avanzamento sostanzialmente elicoidale.
La detta corrugazione (N) può assumere anche la forma di una rugosità.
' La detta corrugazione (N) può comprendere anche delle bugnature. Con queste combinazioni si può quindi ottenere veramente risultati ottimali di maggiore rendimento a parità di estensione dell’evaporatore e potenza assorbita deirimpianto (consumo di energia), alternativamente a stessa capacità produttiva di scambio calore si potrà avere un’apparecchiatura con minore consumo di energia elettrica.
Il metodo di realizzazione si articola nelle seguenti fasi:
- utilizzare due fogli di alluminio puro per lo meno al 99,5% (1 A, 1B); - spalmare sull'uno o sull'altro, secondo un disegno prestabilito di canalizzazione, uno strato distaccante (D) resistente al colore di saldatura fra i fogli in modo da impedirne la saldatura ove è presente detto distaccante (D) ;
accoppiare i due detti fogli (1A, 1B) ed assoggettarli ad un processo di pre-riscaldo e laminazione a caldo per ottenere la saldatura autogena fra di essi nelle superfici a contatto non coperte da detto distaccante (D), ed effettuare una ulteriore laminazione a freddo dei fogli saldati; effettuare un processo di ricottura degli stessi;
pressare i fogli così trattati fra due piani limitatori di espansione;
in cui le superfici di detti piani/piano controstampo siano corrugate; - detta canalizzazione essendo quindi realizzata fra detti piani mediante insufflazione di aria compressa nella zona ove si è applicato detto distaccante (D), ai fini di separare e distanziare i detti due fogli in dette zone ove è presente il detto distaccante (D) formando la detta canalizzazione (C) in modo che
- si determini una forma finale della detta canalizzazione sull’evaporatore, similarmente corrugata (N).
Claims (7)
- RIVENDICAZIONI 1. Evaporatore particolarmente per refrigeratori o congelatori del tipo realizzato con sistema roll-bond (1 ) ossia - tramite l’unione di fogli di alluminio (1 A, 1 B) con l’intermediazione di un disegno di canalizzazione realizzato mediante applicazione di uno strato distaccante (D), in modo che l'unione a saldatura fra i due fogli avvenga solo sulle superfici ove non è applicato detto strato distaccante (S) , detta canalizzazione avvenendo, mediante insufflazione di fluido sotto pressione nella zona ove si è applicato detto distaccante (D), ai fini di separare e distanziare i due fogli in dette zone formando la detta canalizzazione (C) fra due piani limitatori d'espansione caratterizzato dal detti/ detto piano/piani sono corrugate, in modo tale che, durante l’espansione per la formazione della detta canalizzazione, - si determina una forma finale della detta canalizzazione, similarmente corrugata (N).
- 2. Evaporatore secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta corrugazione (N) in detta canalizzazione/i (C) è realizzata in modo tale & creare un moto turbolento del fluido frigorigeno passante entro detta/e canalizzazione/i (C).
- 3. Evaporatore secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta corrugazione presenta per lo meno delie nervature od ondulazioni trasversali (N).
- 4. Evaporatore secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta corrugazione presenta per lo meno delle nervature od ondulazioni trasversali inclinate (N) in modo da imprimere al fluido circolante in detta/e canalizzazione/i (C) un moto turbolento In avanzamento sostanzialmente elicoidale.
- 5. Evaporatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detta corrugazione (N) assume sostanzialmente la forma di una rugosità.
- 6. Evaporatore secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta corrugazione (N) presenta per lo meno delle bugnature.
- 7. Metodo per la realizzazione di un evaporatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di consistere sostanzialmente nelle seguenti fasi: - utilizzare due fogli di alluminio puro per lo meno al 99,5% (1A, 1 B); - spalmare sull’uno o sull’altro, secondo un disegno prestabilito di canalizzazione, uno strato distaccante (D) resistente al colore di saldatura fra i fogli in modo da impedirne la saldatura ove è presente detto distaccante (D) ; accoppiare i due detti fogli (1A, 1 B) ed assoggettarli ad un processo di pre-riscaldo e laminazione a caldo per ottenere la saldatura autogena fra di essi nelle superifci a contatto non coperte da detto distaccante (D), e effettuare una ulteriore laminazione a freddo dei fogli saldati; effettuare un processo di ricottura degli stessi; pressare i fogli così trattati fra due piani limitatori di espansione in cui: - le superfici dei piani limitatori di espansione siano corrugate sull’uno e/o sull’altro; detta canalizzazione essendo quindi realizzata fra detti piani mediante insufflazione di aria compressa nella zona ove si è applicato detto distaccante (D), ai fini di separare e distanziare i detti due fogli in dette zone ove è presente il detto distaccante (D) formando la detta canalizzazione (C) in modo che - si determini una forma finale della detta canalizzazione sull’evaporatore, similarmente corrugata (N).
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