ES2332912T3 - Intercambiador de calor y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de un intercambiador de calor con las etapas: a) preparación de una placa de soporte (1), de una pieza moldeada (3) de un material de aislamiento térmico, que presenta una superficie (8) con un canal (9) que se extiende sobre esta superficie (8), y de un tubo (2), formado de acuerdo con el desarrollo del canal (9), para un fluido portador de calor, b) emplazamiento del tubo (2) en el canal (9), c) fijación de la placa de soporte (1) en la superficie superior (8).
Description
Intercambiador de calor y procedimiento para su
fabricación.
La presente invención se refiere a un
intercambiador de calor de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 8, especialmente un evaporador para un frigorífico,
como por ejemplo un refrigerador o frigorífico doméstico, así como
a un procedimiento para su fabricación de acuerdo con la
reivindicación 1.
Se conoce a partir del documento DE 102 18 826
A1 un intercambiador de calor, que está constituido por una placa
de soporte, por un tubo que se extiende en forma de meandro sobre la
placa de soporte para un refrigerante y por una capa de aislamiento
térmico de una composición de alquitrán. La capa de alquitrán se
diseña en primer lugar en forma de una placa sobre la disposición
formada por la placa de soporte y el tubo de refrigerante y luego
se conforma con la ayuda de una estampa, en la que está formado un
canal en forma de meandro de acuerdo con el desarrollo del tubo de
refrigerante sobre la placa de base.
En la fabricación del evaporador debe procurarse
estrictamente que el tubo de refrigerante sea emplazado sobre la
placa de soporte exactamente de acuerdo con el desarrollo del canal
de la estampa. Cuando el tubo no está colocado centrado en el
canal, se producen espesores diferentes de la capa de alquitrán en
lados opuestos entre sí del tubo, o la capa de alquitrán se rompe
durante la conformación en la placa de base y el tubo de
refrigerante se rompe por secciones. Cuando la desviación de la
posición es tan grande que el tubo no se encuentra ya dentro del
canal, entonces se aplasta plano cuando se presiona la estampa y de
esta manera se destruye el evaporador.
La carrera de la estampa debe ser al menos tan
grande que la capa de alquitrán entre en contacto en la zona entre
los meandros del tubo de refrigerante con la placa de soporte.
Cuando la carrera es mayor que la que es absolutamente necesaria
para ello, se impulsa el material de alquitrán en el escudete entre
la tubería elíptica en la sección transversal y la placa de
soporte. Por lo tanto, el procedimiento conocido no es útil cuando
en lugar de la placa de alquitrán debe conformarse una placa de un
material de alta eficacia de aislamiento térmico, puesto que la
penetración de un material de este tipo en el escudete perjudicaría
el intercambio de calor entre el tubo de refrigerante y la placa de
base y, por lo tanto, la eficiencia del evaporador.
El cometido de la presente invención es indicar
un procedimiento para la fabricación de un intercambiador de calor,
que permite la fabricación de intercambiadores de calor de ala
calidad también con reducidos requerimientos de tolerancias de
fabricación, o bien indicar un intercambiador de calor, que se puede
fabricar con un procedimiento de este tipo.
El cometido se soluciona de acuerdo con la
invención porque la pieza moldeada de material de aislamiento
térmico es preparada desde el principio con un canal preformado, que
se extiende sobre su superficie, en el que se coloca el tubo, antes
de que la placa de soporte sea fijada en la superficie. Aunque el
ángulo de curvatura en las diversas flexiones del tubo se desvía en
una medida insignificante de ángulos correspondientes del canal, el
tubo se puede insertar a través de una flexión elástica ligera
todavía sin dificultades en el canal. De este modo se excluye un
aplastamiento del tubo entre la pieza moldeada y la placa de
soporte.
Con preferencia, el espesor del tubo
perpendicularmente a la superficie de la pieza moldeada es en
primer lugar mayor que la profundidad del canal formado en ella, de
manera que el tubo, aunque se apoye en el fondo del canal,
sobresale un poco desde éste. Cuando ahora la pieza moldeada y la
placa de soporte son presionadas una contra la otra, para que al
menos partes de la superficie de la pieza moldeada entre en contacto
con la placa de soporte, entren en contacto con la placa de
soporte, se presiona plano al mismo tiempo el tubo entre la placa
de soporte y la pieza moldeada, con lo que se mejora de manera
deseable la transmisión de calor entre la placa y el
tubo.
tubo.
La pieza moldeada se puede fabricar de manera
sencilla y económica a través de expansión de un material de
plástico en un útil de moldeo. Como material de plástico a expandir
se contemplan especialmente poliestireno y poliuretano.
Para conseguir una buena acción de aislamiento,
es deseable una porción elevada de poros en el material expandido;
por otra parte, el material expandido debe presentan una resistencia
suficiente para la compresión plana del tubo de refrigerante. En el
caso de una pieza de moldeo de poliestireno, se ha revelado que es
conveniente un espesor de 30 a 50 g/dm^{3}, con preferencia
aproximadamente 40 g/dm^{3}.
La pieza moldeada y la placa de soporte están
conectadas con preferencia a través de encolado, especialmente con
la ayuda de una lámina adhesiva. Esta lámina adhesiva está aplicada
con preferencia en la pieza moldeada, puesto que de manera
alternativa a ello en una lámina adhesiva colocada en la placa de
soporte debería estar recortada, respectivamente, en las zonas de
la placa de soporte contactadas por el tubo de refrigerante, para
no perjudicar la transmisión de calor entre el tubo y la placa de
soporte.
Otras características y ventajas de la invención
se deducen a partir de la descripción siguiente de un ejemplo de
realización con referencia a las figuras adjuntas. En este caso:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
los componentes de un evaporador de acuerdo con la invención antes
de su montaje; y
La figura 2 muestra una sección a través de un
evaporador de acuerdo con la invención montado acabado.
En la figura 1 se designa con 1 una placa de
soporte del evaporador de aluminio, con 2 un tubo de refrigerante y
con 3 una pieza moldeada de espuma de poliestireno. El tubo de
refrigerante 2 tiene una conexión de conducto de aspiración 4, está
prevista para la conexión en una entrada de un compresor, para
extraer refrigerante evaporado desde el tubo 2, y un capilar 5, que
se extiende en el interior de la conexión de conducto de aspiración
y que está previsto para alimentar un refrigerante líquido desde un
condensador. El extremo libre del capilar 5 está retacado en un
estrechamiento 6 del tubo de refrigerante 2. Desde aquí, el
refrigerante fluye a través del tubo 2 que se extiende en forma de
meandro hasta un punto de conexión 7, donde desemboca de nuevo en la
conexión de conducto de aspiración.
La pieza moldeada 3 es una placa de espuma de
poliestireno, en cuyo lado superior 8 está formado un canal 9, cuyo
desarrollo corresponde a la forma del tubo de refrigerante 2. La
profundidad del canal 9 es ligeramente menor que el diámetro del
tubo de refrigerante 2 todavía redondo circular en la sección
transversal antes del montaje de los componentes 1, 2, 3
individuales del evaporador. La densidad de la espuma de
poliestireno es 40 g/dm^{3}. Un adhesivo que se adhiere
rápidamente está aplicado sobre el lado superior 8 de la pieza
moldeada.
El evaporador es ensamblado insertando en primer
lugar el tubo de refrigerante 2 en el canal 9 de la pieza moldeada
3. La placa de soporte 1 colocada sobre la pieza moldeada 3 y el
tubo de refrigerante 2 contacta en primer lugar solamente con el
tubo de refrigerante 2. La disposición creada de esta manera es
comprimida entre dos estampas de una prensa (no representada). La
fijación del material de la pieza moldeada 3 y el espesor de pared
del tubo de refrigerante 2 están adaptados están forma se produce
una deformación plástica de la sección transversal del tubo, antes
de que el lado superior 8 entre en contacto con la placa de soporte
1. En este caso, como se representa en la figura 2, en zonas de la
pieza moldeada 3 en el fondo del canal 9 se produce una
compactación del material de espuma. No obstante, la fuerza de la
prensa se establece de tal forma que la pieza moldeada no se puede
aplastar sobre toda su superficie, sino que se interrumpe el
movimiento de la estampa, cuando el lado superior 8 contacta con la
placa de soporte 1. De esta manera, en el ejemplo mostrado se
excluye una penetración del material de la pieza moldeada 3 en el
escudete 11 entre el tubo de refrigerante 2 y la placa de soporte
1. No obstante, de acuerdo con la selección de la densidad para la
pieza moldeada de poliestireno espumoso 3, se pueden rellenar los
escudetes 11 también con el material de la pieza moldeada 3.
Cuando se interrumpe el movimiento de la prensa,
se mantiene, en general, una deformación residual elástica del tubo
de refrigerante 2, de manera que éste está bajo presión entre la
placa de soporte 1 y la pieza moldeada 3, mientras que la capa de
adhesivo está cargada a tracción entre el lado superior 8 y la placa
de soporte 1. En el transcurso del envejecimiento del evaporador,
se pueden acumular estas tensiones elásticas a través de un
aplastamiento progresivo de las zonas 10.
Un sensor de temperatura 12 para la supervisión
de la temperatura del evaporador puede insertarse en una ranura 13
que se extiende desde el borde de la pieza moldeada 3 entre dos
secciones paralelas del canal 9 antes o después del encolado de la
placa de soporte 1 y de la pieza moldeada 3.
De acuerdo con una segunda configuración, se
fijan entre sí la placa de soporte 1 y la pieza moldeada 2, en
lugar de con la ayuda de un adhesivo aplicado, con la ayuda de una
lámina adhesiva. Esta lámina adhesiva se aplica antes de la
inserción del tubo de refrigerante 2 en el canal 9 sobre el lado
superior 8 de la pieza moldeada 3. El tubo de refrigerante 2 es
aplicado entonces sobre la lámina adhesiva por encima del canal 9 y
es introducido a presión en el canal 9, de manera que la lámina
adhesiva se puede romper o dilatar de acuerdo con la naturaleza del
material a lo largo del canal 9.Como en la configuración considerada
anteriormente, el aplanamiento del tubo de refrigerante 2 y el
encolado mutuo de la placa de soporte 1 y de la pieza moldeada 2
tienen lugar en una misma etapa de trabajo.
Claims (18)
1. Procedimiento para la fabricación de un
intercambiador de calor con las etapas:
- a)
- preparación de una placa de soporte (1), de una pieza moldeada (3) de un material de aislamiento térmico, que presenta una superficie (8) con un canal (9) que se extiende sobre esta superficie (8), y de un tubo (2), formado de acuerdo con el desarrollo del canal (9), para un fluido portador de calor,
- b)
- emplazamiento del tubo (2) en el canal (9),
- c)
- fijación de la placa de soporte (1) en la superficie superior (8).
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el espesor del tubo
(2) perpendicularmente a la superior (8) es mayor que la
profundidad del canal (9), y porque el tubo 82) es presionado plano
entre la placa de soporte (1) y la pieza moldeada (3), hasta que al
menos partes de la superficie (8) contactan con la placa de soporte
(1).
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la pieza moldeada
(3) se fabrica a través de expansión de un material de
plástico.
4. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado porque el material de
plástico es polietileno.
5. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque el poliestireno se
expande sobre una densidad de 30 a 50 g/dm^{3}.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la fijación
se realiza a través de encolado.
7. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 6, caracterizado porque la superficie (8) de
la pieza moldeada (3) es provista con una lámina adhesiva antes de
la compresión.
8. Intercambiador de calor con una placa de
soporte (1), con una pieza moldeada (3) fijada en la placa de
soporte (1) de un material de aislamiento térmico, en la que en la
superficie (8) dirigida hacia una placa de soporte (1) está formado
un canal (9), en el que se extiende un tubo 82) para el fluido
portador de calor, caracterizado porque el canal (9) está
preformado en la pieza moldeada (3) y el tubo (2) está insertado en
el canal (9).
9. Intercambiador de calor de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizado porque el tubo está aplanado
al menos por secciones y se apoya con el aplanamiento en la placa de
soporte (1).
10. Intercambiador de calor de acuerdo con la
reivindicación 9, caracterizado porque el tubo (2) está
rodeado por el material de aislamiento térmico de la pieza moldeada
(3) hasta el aplanamiento.
11. Intercambiador de calor de acuerdo con una
de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el tubo
(2) está cargado a presión entre la placa de soporte (1) y la pieza
moldeada (3) en la dirección de la profundidad del canal (9).
12. Intercambiador de calor de acuerdo con la
reivindicación 8 ó 10, caracterizado porque la pieza moldeada
(3) está fabricada de un material de plástico expandido.
13. Intercambiador de calor de acuerdo con la
reivindicación 12, caracterizado porque el material de
plástico expandido está compactado en al fondo del canal (9).
14. Intercambiador de calor de acuerdo con la
reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el material de
plástico es poliestireno.
15. Intercambiador de calor de acuerdo con la
reivindicación 14, caracterizado porque el poliestireno
expandido tiene una densidad de 30 a 50 g/dm^{3}.
16. Intercambiador de calor de acuerdo con una
de las reivindicaciones 8 a 15, caracterizado porque la placa
de soporte (1) y la pieza moldeada (3) están encoladas.
17. Intercambiador de calor de acuerdo con la
reivindicación 16, caracterizado por una lámina adhesiva
entre la placa de soporte (1) y la pieza moldeada (3).
18. Intercambiador de calor de acuerdo con una
de las reivindicaciones 8 a 17, caracterizado por una ranura
(13) formada en la superficie (8) de la pieza moldeada (3) para un
sensor de temperatura (12).
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