ES2331877T3 - Intercambiador de calor para un frigorifico y procedimiento de fabricacion de un intercambiador de calor. - Google Patents
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Abstract
Intercambiador de calor para un frigorífico con una pletina (1), con una tubería (2) dispuesta en contacto de transmisión de calor con la pletina (1) para un refrigerante y con una capa de material de retención (3) que se adhiere en la pletina (1) y en la tubería 82), que está constituida por una composición bituminosa, caracterizado porque la capa de material de retención (39 está conectada al menos localmente con la pletina (1) a través de una capa de adhesivo (5).
Description
Intercambiador de calor para un frigorífico y
procedimiento de fabricación de un intercambiador de calor.
La invención de refiere a un intercambiador de
calor, como un evaporador, un condensador o similar, para un
frigorífico con una pletina, una tubería dispuesta en contacto
conductor de calor con la pletina para un refrigerante y una capa
de material de retención que se adhiere a la pletina y a la tubería
así como a un procedimiento para la fabricación de un
intercambiador de calor de este tipo.
Un intercambiador de calor de este tipo y un
procedimiento de este tipo para su fabricación se conocen a partir
del documento DE 199 38 773 A1. En el procedimiento de fabricación
conocido, una tubería doblada en forma de meandro es retenida
presionada contra una pletina, y los espacios intermedios entre los
meandros de la tubería se rellenan con un medio de retención. En
este medio de retención se puede tratar de una espuma de
poliuretano expandida o también de materiales duroplásticos que se
pueden fundir. Tales medios de retención costosos y la reticulación
que tiene lugar durante su endurecimiento o espumación dificultan su
recuperación y reutilización, cuando tal evaporador debe
reciclarse.
Se conoce a partir del documento US 3.912.005
fijar en un depósito de material a refrigerar unos tubos de
evaporación por medio de un recubrimiento bituminoso y en este caso
proteger al mismo tiempo los tubos del evaporador y el depósito de
material a refrigerar contra la corrosión.
Se conoce a partir del documento JP
57-210295 A un procedimiento para la fabricación de
un intercambiador de calor, en el que una lámina de aluminio, unas
tuberías y una lámina de plástico son colocadas superpuestas, en el
que la lámina de plástico se ablanda a través de calentamiento y se
conecta bajo presión con la lámina de aluminio, de manera que las
tuberías están fijadas por medio del plástico en la lámina de
aluminio.
El cometido de la presente invención es crear un
intercambiador de calor de bajo precio, fácil de reciclar, para un
frigorífico y un procedimiento para su fabricación.
El cometido se soluciona a través de un
intercambiador de calor con las características de la reivindicación
1 y a través de un procedimiento con las características de la
reivindicación 8.
La utilización de una composición bituminosa
como capa de material de retención tiene, por una parte, la ventaja
de que tales materiales están disponibles a bajo precio y, por otra
parte, son fáciles de reciclar, puesto que después de la
desintegración de un intercambiador de calor de este tipo en sus
componentes, el material bituminoso obtenido se puede utilizar sin
preparación considerable y sin pérdida de calidad para la
fabricación de un intercambiador de calor nuevo o para otras
finalidades. Además, la utilización de la composición bituminosa
después de su refrigeración garantiza un contacto muy íntimo de la
tubería con la pletina de soporte, con lo que se mejora la
eficiencia térmica del intercambiador de calor. La masa de la
composición bituminosa tiene, además, un efecto de acumulación de
calor o de frío, respectivamente, que en el caso de un evaporador
sirve para reducir el consumo de energía de un frigorífico.
La conexión conseguida a través de la
composición bituminosa entre la pletina de soporte y la tubería se
puede someter a alta solicitación mecánica y, por lo tanto, el
intercambiador de calor tiene forma muy estable durante la
manipulación en el ciclo de fabricación en serie.
A través de la docilidad de la composición
bituminosa caliente, ésta sigue exactamente el contorno de la
tubería y de la pletina de soporte, con lo que no se difunde humedad
entre la tubería y la pletina de soporte, de manera que se evita un
peligro de corrosión o el peligro de una formación de hielo que
conduce al desprendimiento de la tubería desde la pletina de
soporte.
Para favorecer la transmisión de calor entre la
tubería y la pletina, la tubería puede tener una sección
transversal aplanada con un lado ensanchado dirigido hacia la
pletina, para garantizar un contacto superficial entre la pletina y
la tubería. A través del contacto superficial se asegura siempre un
contacto de conducción de calor entre la tubería y la pletina
también en condiciones de fabricación desfavorables.
Para conseguir una unión fija entre la capa de
material de retención y la pletina, está prevista de acuerdo con la
invención una capa de adhesivo, que conecta al menos localmente la
capa de material de retención con la pletina.
Esta capa de adhesivo está constituida con
preferencia por un adhesivo que se puede activar a través de calor.
Esto simplifica la fabricación del intercambiador de calor, puesto
que la capa de adhesivo se puede aplicar previamente sin protección
en una pletina de la composición bituminosa, utilizada para la
formación de la capa de material de retención, y adquiere su
eficacia a través de la fundición durante el calentamiento de la
capa de material de retención.
La composición bituminosa puede contener, además
del alquitrán, entre aproximadamente 50 y 80% de sustancia de
relleno. La sustancia de relleno, que puede ser un material
individual o una mezcla de material, se puede seleccionar, por
ejemplo, desde el punto de vista de la reducción al mínimo de los
costes o de la mejora de la conductividad térmica. Una sustancia de
relleno preferida es piedra molida.
La capa de material de retención puede estar
provista para protección en su lado dirigido hacia la pletina con
una capa de laca.
La capa de material de retención tiene de manera
más conveniente un espesor medio entre intervalo entre 0,5 y
2 mm, con preferencia entre 1,0 y 1,5 mm.
2 mm, con preferencia entre 1,0 y 1,5 mm.
La fabricación de un intercambiador de calor del
tipo descrito anteriormente es posible de manera sencilla a través
de la formación de una pila, que comprende una pletina, una tubería
para un refrigerante y una placa de la composición bituminosa y a
través del calentamiento siguiente de la lámina y el prensado de la
pila.
Otras características y ventajas de la invención
se deducen a partir d la siguiente descripción en el ejemplo de un
evaporador con relación a las figuras adjuntos. En este caso:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
un evaporador de acuerdo con la invención.
La figura 2 muestra una sección parcial a través
del evaporador de la figura 1; y
La figura 3 muestra etapas de un procedimiento
para la fabricación del evaporador.
El evaporador mostrado en vista en perspectiva
en la figura 1 está constituido por una pletina 1 plana de chapa de
aluminio, sobre la que está dispuesta una tubería de refrigerante 2
constituida por un tubo que está constituido igualmente de
aluminio. La pletina 1 y la tubería de refrigerante 2 están
cubiertas por una capa de material de retención 3 de una
composición bituminosa. Esta composición está constituida por
aproximadamente 25% de alquitrán modificado con polímero, 3% de un
plástico y aproximadamente 72% de piedra molida.
Como se muestra en la figura 2, la tubería de
refrigerante 2 no tiene una sección transversal exactamente
redonda, sino aplanada, con lo que la tubería de refrigerante 2 y la
pletina 1 se tocan al menos aproximadamente en la superficie. De
este modo se consigue de una manera sencilla en cuanto a la técnica
de fabricación un contacto conductor de calor entre la tubería de
refrigerante 2 y la pletina 1. La capa de material de retención 3
se extiende en el interior de las cuñas 4, que se encuentran a ambos
lados de la línea de contacto entre la tubería de refrigerante 2 y
la pletina 1. La capa maciza de material de retención 3 se ocupa de
una transmisión de calor mejorada entre la pletina 1 y la tubería
de refrigerante 2, que la que sería posible en el caso de
utilización convencional de una espuma de poliuretano como material
de retención. A través de la forma aplanada de la tubería de
refrigerante 2 se obtiene un espesor más reducido de la capa de
material de retención 3 en las cuñas 4 que el que existiría en una
tubería redonda 2. Esto es igualmente favorable para un intercambio
de calor eficiente entre la pletina 1 y la tubería de refrigerante
2. Entre la capa de material de retención 3 y la pletina 1 se
encuentra una capa 5 de un adhesivo caliente, que debido a su
espesor esencialmente más reducido en comparación con la pletina 1,
solamente se puede reconocer en la figura como línea.
Las etapas individuales de la fabricación del
evaporador de acuerdo con la invención se representan en la figura
3.
En una primera etapa del procedimiento mostrada
en la figura 3A se forma una pila, cuyas capas están constituidas,
respectivamente, por la pletina 1, la tubería de refrigerante 2 así
como una placa 6 de 1,2 mm de espesor de la composición bituminosa.
En el lado inferior de la placa 6, que está dirigido hacia la
pletina 1 y hacia la tubería de refrigerante 2, se encuentra la capa
de adhesivo 5. Puesto que el adhesivo de la capa 5 no se adhiere en
el estado frío de la placa, la placa 6 se puede prefabricar
cómodamente junto con la capa 5; no son necesarias medidas para la
protección de la capacidad adhesiva para el tiempo entre la
fabricación y la utilización de la placa 6.
En la fase mostrada en la figura 3A de la
fabricación del evaporador, la tubería de refrigerante 2 no debe
apoyarse sobre toda su longitud sobre la pletina 1; es admisible una
ondulación insignificante de la tubería de refrigerante 2
perpendicularmente a la superficie de la pletina 1, como se muestra
en la figura 3A.
En una segunda etapa, mostrada en la figura 3B,
de la fabricación del evaporador se presiona una estampa 7 contra
el lado superior de la pletina 6. En este estadio, la placa 6 está
fría y, por lo tanto, rígida; la fuerza de presión de la estampa 7
hace que la tubería de refrigerante 2 sea presionada sobre toda su
longitud contra la pletina 1.
La estampa 7 está provista en su lado inferior
dirigido hacia la pletina 6 con canales 9, cuyo desarrollo
corresponde a la tubería de refrigerante. De manera alternativa a
ello, la estampa 7 puede estar fabricada también de plástico
elastómero como por ejemplo silicona con una dureza de 20 Shore A,
por ejemplo, y de un espesor del material de 20 mm. En el caso de
una estampa de plástico elastómero con dureza Shore no adaptada,
que no conduce al daño de la tubería de refrigerante, no es
necesaria la introducción del desarrollo del canal de la tubería de
refrigerante en el lado inferior de la estampa.
A través de calentamiento siguiente se vuelve
fluido el alquitrán de la placa 6, y la placa 6 es presionada en
los espacios intermedios 8 entre secciones adyacentes de la tubería
de refrigerante 2 contra la pletina 1. La viscosidad de la
composición bituminosa se ajusta para que ésta sea suficientemente
fluida, por una parte, para penetrar en las cuñas 4 entre la
pletina 1 y la tubería de refrigerante 2, pero por otra parte, para
que sea todavía suficientemente viscosa para impedir un eventual
desprendimiento local de partes de la tubería de refrigerante 2
fuera de la pletina.
Para excluir, independientemente de la fluidez
de la composición bituminosa, un desprendimiento local de la
tubería de refrigerante 2, los canales 9 de la estampa pueden estar
equipados también localmente con proyecciones (no representadas),
que son presionada durante el calentamiento de la placa 6 a través
de ésta y entran en contacto directo con la tubería de refrigerante
2, para mantenerla presionada contra la pletina 1.
El punto de fusión del adhesivo caliente de la
capa de adhesiva 5 está seleccionado de tal forma que se funde
durante el calentamiento y la formación de la placa 6 y a
continuación, después de la refrigeración se conecta el material de
retención 3 solidificado de nuevo rígidamente con la pletina 1 y la
tubería de refrigerante 2. La capa de adhesivo 5 se puede extender
sobre todo el lado inferior de la placa 6 o solamente sobre partes
de ésta.
Para el sellado de la superficie libre de la
capa de material de retención 3 se puede aplicar una capa de laca,
especialmente una capa de goma laca.
La recuperación de la composición bituminosa
durante el reciclado del evaporador es posible de manera sencilla,
porque a través de la deformación del evaporador salta en pedazos la
capa de material de retención 3 frágil en el estado frío o a través
del enfriamiento fuerte del evaporador, por ejemplo con la ayuda de
hielo seco, se rompe la unión entre la capa de material de retención
3 y la tubería de refrigerante 2 o bien la pletina 1.
Claims (8)
1. Intercambiador de calor para un frigorífico
con una pletina (1), con una tubería (2) dispuesta en contacto de
transmisión de calor con la pletina (1) para un refrigerante y con
una capa de material de retención (3) que se adhiere en la pletina
(1) y en la tubería 82), que está constituida por una composición
bituminosa, caracterizado porque la capa de material de
retención (39 está conectada al menos localmente con la pletina (1)
a través de una capa de adhesivo (5).
2. Intercambiador de calor de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la capa de adhesivo
(5) está constituida por un adhesivo que se puede activar con
calor.
3. Intercambiador de calor de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la tubería (2)
presenta una sección transversal aplanada.
4. Intercambiador de calor de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la
composición bituminosa contiene entre 50% y 80% de sustancia de
relleno.
5. Intercambiador de calor de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque como sustancia de
relleno está contenida piedra molida.
6. Intercambiador de calor de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la capa de
material de retención (3) presenta un espesor medio entre 0,5 mm y
2,00 mm, con preferencia entre 1,0 mm y 1,5 mm.
7. Procedimiento para la fabricación de un
intercambiador de calor, especialmente de un evaporador o
condensador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores
con las etapas:
- -
- formación de una pila, que comprende una pletina (1), una tubería (2) para un refrigerante y una placa (6) de composición bituminosa, en el que la placa (6) presenta sobre su lado inferior dirigido hacia la pletina (1) una capa de adhesivo (5), que no se adhiere en el estado frío de la placa (6),
- -
- calentamiento de la placa (6) y prensado de la pila.
8. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizado porque la pletina (1), la
tubería (2) y la placa (6) de la composición bituminosa son
apiladas en la secuencia mencionada.
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