ES2525010T3 - A plate heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Un intercambiador de calor de placas que comprende una pluralidad de placas de intercambiador de calor (1), que se fabrican medioante formación de una lámina de metal y se proporcionan unas junto a otras y están permanentemente unidas entre sí mediante un material de cobresoldadura para formar un paquete de placas que tiene primeros espacios intermedios de placa (4) y segundos espacios intermedios de placa (5), en el que cada placa de intercambiador de calor (1) se extiende a lo largo de un plano principal de extensión (p) y define una línea central longitudinal (x), en donde cada placa de intercambiador de calor (1) tiene un patrón que forma un área de transferencia de calor (20) y una pluralidad de portillos (23), en donde el área de transferencia de calor (20) comprende crestas (27) y valles (27') dispuestos de tal manera que las crestas (27) de una de las placas de intercambiador de calor (1) quedan en contacto con los valles (27') de una adyacente de las placas de intercambiador de calor (1) para formar una pluralidad de áreas de unión 28, 29, en donde cada una de las crestas (27) y valles (27') tiene una configuración con forma de V con una primera parte (31) que tiene una primera línea de extensión que forma un ángulo a positivo de inclinación con la línea central (x) en un lado de la línea central (x), una segunda parte (32) que tiene una segunda línea de extensión que forma un ángulo a negativo de inclinación correspondiente con la línea central (x) en el otro lado de la línea central (x), y una parte de conexión (33) que conecta la primera parte (31) y la segunda parte (32) y se extiende a lo largo de una trayectoria curvada, caracterizado por que cada parte de conexión (33) incluye una proyección (34) que se extiende a lo largo de la línea central (x) hacia fuera desde la trayectoria curvada (35) y por que las proyecciones (34) de las partes de conexión (33) forman un área de unión central (29) respectiva en la línea central (x).A plate heat exchanger comprising a plurality of heat exchanger plates (1), which are manufactured by forming a sheet of metal and are provided next to each other and are permanently joined together by a brazing material to form a plate package having first intermediate plate spaces (4) and second intermediate plate spaces (5), in which each heat exchanger plate (1) extends along a main extension plane (p) and defines a longitudinal center line (x), wherein each heat exchanger plate (1) has a pattern that forms a heat transfer area (20) and a plurality of portholes (23), wherein the transfer area of heat (20) comprises ridges (27) and valleys (27 ') arranged in such a way that the ridges (27) of one of the heat exchanger plates (1) are in contact with the valleys (27') of a adjacent interca plates heat absorber (1) to form a plurality of joining areas 28, 29, wherein each of the ridges (27) and valleys (27 ') has a V-shaped configuration with a first part (31) having a first extension line that forms a positive angle of inclination with the center line (x) on one side of the center line (x), a second part (32) having a second extension line that forms a negative angle corresponding inclination with the center line (x) on the other side of the center line (x), and a connecting part (33) that connects the first part (31) and the second part (32) and extends to the along a curved path, characterized in that each connecting part (33) includes a projection (34) that extends along the center line (x) outward from the curved path (35) and why the projections ( 34) of the connecting parts (33) form a respective central joint area (29) in the center line l (x).
Description
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Un intercambiador de calor de placas A plate heat exchanger
La presente invención se refiere a un intercambiador de calor de placas de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Tal intercambiador de calor de placas se divulga en el documento EP-B-1 456 593. The present invention relates to a plate heat exchanger according to the preamble of claim 1. Such plate heat exchanger is disclosed in EP-B-1 456 593.
10 En muchas aplicaciones de intercambiador de calor, es aconsejable alcanzar una presión de diseño alta o muy alta, es decir, para poder permitir una presión alta o muy alta de uno o ambos medios que fluyen a través de los espacios intermedios de la placa. También es aconsejable poder permitir tales altas presiones en intercambiadores de calor de placas del tipo definido anteriormente que tienen placas de intercambiador de calor permanentemente unidas, por ejemplo, a través de cobresoldadura. Tales presiones de diseño altas son difíciles de lograr sin proporcionar 10 In many heat exchanger applications, it is advisable to achieve a high or very high design pressure, that is, to allow a high or very high pressure of one or both media flowing through the intermediate spaces of the plate. It is also advisable to allow such high pressures in plate heat exchangers of the type defined above that have permanently attached heat exchanger plates, for example, through brazing. Such high design pressures are difficult to achieve without providing
15 componentes de refuerzo externos. 15 external reinforcement components.
La resistencia del intercambiador de calor de placas cobresoldada se define al menos parcialmente mediante las áreas de unión entre placas adyacentes del intercambiador de calor. La distribución de estas áreas de unión es importante para poder proporcionar una alta presión de diseño. En los intercambiadores de calor de placas de la The resistance of the brazed plate heat exchanger is at least partially defined by the joining areas between adjacent plates of the heat exchanger. The distribution of these joint areas is important in order to provide high design pressure. In the plate heat exchangers of the
20 técnica anterior, el área a lo largo de la línea central tiende a incluir menos áreas de unión que las partes restantes del área de transferencia de calor debido al patrón de las crestas y valles. El área central afecta negativamente por tanto a la resistencia total y a la presión de diseño del intercambiador de calor de placas. Este problema de tener menos soporte en el área a lo largo de la línea central se acentúa particularmente en el llamado patrón de zeta baja de crestas y valles, donde el ángulo de inclinación de las crestas hacia la línea central es pequeño. In the prior art, the area along the center line tends to include fewer areas of junction than the remaining parts of the heat transfer area due to the pattern of ridges and valleys. The central area therefore negatively affects the total resistance and design pressure of the plate heat exchanger. This problem of having less support in the area along the central line is particularly accentuated in the so-called low zeta pattern of ridges and valleys, where the angle of inclination of the ridges towards the central line is small.
25 Un ejemplo de una aplicación que requiere presiones de diseño muy altas se encuentra en intercambiadores de calor de placas para evaporadores y condensadores en circuitos de enfriamiento que tienen dióxido de carbono como agente de enfriamiento. El dióxido de carbono resulta muy ventajoso en este contexto desde un punto de vista medioambiental en comparación con los agentes de enfriamiento tradicionales, tales como los freones. An example of an application that requires very high design pressures is found in plate heat exchangers for evaporators and condensers in cooling circuits that have carbon dioxide as a cooling agent. Carbon dioxide is very advantageous in this context from an environmental point of view compared to traditional cooling agents, such as freons.
30 30
Sumario de la invención Summary of the invention
El objetivo de la presente invención es proporcionar un intercambiador de calor de placas que tenga una presión de diseño alta y, más precisamente, un intercambiador de calor de placas que permita una presión muy alta de al The objective of the present invention is to provide a plate heat exchanger having a high design pressure and, more precisely, a plate heat exchanger that allows a very high pressure of at
35 menos uno de los medios que fluyen a través del mismo. Más específicamente, el objetivo es mejorar la resistencia del intercambiador de calor de placas en un área a lo largo de una línea central de cada placa del intercambiador de calor. 35 minus one of the media that flows through it. More specifically, the objective is to improve the resistance of the plate heat exchanger in an area along a central line of each plate of the heat exchanger.
Este objetivo se logra mediante el intercambiador de calor de placas definido inicialmente, que se caracteriza por This objective is achieved by the initially defined plate heat exchanger, which is characterized by
40 que cada parte de conexión incluye una proyección que se extiende a lo largo de la línea central hacia afuera de la trayectoria curvada y por que las proyecciones de las partes de conexión forman un área de unión central respectiva en la línea central. Mediante tal proyección de las partes de conexión de las crestas, es posible localizar las áreas de unión centrales para que éstas formen una parte de una distribución uniforme de áreas de unión en el área de transferencia de calor de cada placa de intercambiador de calor. De esta manera, los puntos de soporte también 40 that each connection part includes a projection that extends along the center line outward of the curved path and that the projections of the connection parts form a respective central joint area in the center line. By such projection of the connecting parts of the ridges, it is possible to locate the central joining areas so that they form a part of a uniform distribution of joining areas in the heat transfer area of each heat exchanger plate. In this way, the support points also
45 pueden distribuirse de manera uniforme sobre el área de transferencia de calor, lo que asegura una resistencia uniforme del intercambiador de calor de placas. Esto es una condición importante para lograr una presión de diseño alta. 45 can be distributed evenly over the heat transfer area, which ensures uniform resistance of the plate heat exchanger. This is an important condition for achieving high design pressure.
De acuerdo con una realización de la invención, cada parte de conexión tiene un lado cóncavo y un lado convexo, y According to an embodiment of the invention, each connection part has a concave side and a convex side, and
50 tiene una anchura, medida entre el lado cóncavo y el lado convexo, y en la que la anchura tiene un valor máximo en la línea central. De esta manera, la anchura de la parte de conexión tiene su máximo en la proyección. La anchura disminuye así con una distancia creciente desde la línea central. 50 has a width, measured between the concave side and the convex side, and in which the width has a maximum value in the center line. In this way, the width of the connection part has its maximum in the projection. The width thus decreases with an increasing distance from the center line.
De acuerdo con una realización adicional de la invención, las áreas de unión, incluyendo el área de unión central, According to a further embodiment of the invention, the joint areas, including the central joint area,
55 están dispuestas a lo largo de una pluralidad de líneas transversales que se extienden en perpendicular a la línea central, en las que cada área de unión central se localiza en una respectiva de las líneas transversales. Ventajosamente, las partes de conexión pueden configurarse de tal manera que las áreas de unión, incluyendo el área de unión central, se localizan de manera equidistante, o sustancialmente equidistante, a lo largo de la línea transversal. En otras palabras, la distancia entre el área de unión central y un área de unión adyacente es igual, o 55 are disposed along a plurality of transverse lines that extend perpendicular to the central line, in which each central junction area is located in a respective cross-sectional line. Advantageously, the connecting parts can be configured such that the joint areas, including the central joint area, are located equidistant, or substantially equidistant, along the transverse line. In other words, the distance between the central joint area and an adjacent joint area is equal, or
60 sustancialmente igual, a la distancia a lo largo de la línea transversal entre dos áreas de unión adyacentes cualesquiera. 60 substantially the same, at the distance along the transverse line between any two adjacent joint areas.
De acuerdo con una realización adicional de la invención, la proyección se delimita mediante dos líneas laterales opuestas y una línea delantera hacia adelante, en la que las líneas laterales son sustancialmente rectas y convergen According to a further embodiment of the invention, the projection is delimited by two opposite lateral lines and a forward forward line, in which the lateral lines are substantially straight and converge
65 unas hacia otras hacia la línea delantera. 65 towards each other towards the front line.
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De acuerdo con una realización adicional de la invención, el ángulo α de inclinación es igual o mayor de 10º y menor de 45º. El patrón formado mediante una configuración de V del área de transferencia de calor es por tanto un llamado patrón de zeta baja, caracterizado por una transferencia de calor relativamente baja y una resistencia de flujo relativamente baja. Ventajosamente, el ángulo α de inclinación es menor de 40º, menor de 35º, o incluso menor According to a further embodiment of the invention, the angle of inclination α is equal to or greater than 10 ° and less than 45 °. The pattern formed by a configuration of V of the heat transfer area is therefore a so-called low zeta pattern, characterized by a relatively low heat transfer and a relatively low flow resistance. Advantageously, the angle of inclination α is less than 40 °, less than 35 °, or even smaller
5 de 30º. 5 of 30º.
De acuerdo con una realización adicional de la invención, el patrón de cada placa del intercambiador de calor tiene dos áreas de distribución en un lado respectivo del área de transferencia de calor, rodeando cada área de distribución dos de los portillos. Ventajosamente, cada área de distribución puede tener crestas y valles dispuestos 10 en una configuración de V con una primera parte que tiene una primera línea de extensión que forma un ángulo α positivo de inclinación con la línea central en un lado de la línea central, una segunda parte que tiene una segunda línea de extensión que forma un ángulo α negativo de inclinación correspondiente con la línea central en el otro lado de la línea central, en el que el ángulo α de inclinación es mayor de 45º. El patrón formado mediante la configuración de V de las áreas de distribución es por tanto un llamado patrón de zeta alta, caracterizado por una transferencia de In accordance with a further embodiment of the invention, the pattern of each heat exchanger plate has two distribution areas on a respective side of the heat transfer area, each distribution area surrounding two of the portholes. Advantageously, each distribution area may have ridges and valleys arranged in a V configuration with a first part having a first extension line that forms a positive angle of inclination with the center line on one side of the center line, a second part that has a second extension line that forms a corresponding negative angle of inclination with the center line on the other side of the center line, in which the angle of inclination is greater than 45 °. The pattern formed by the V configuration of the distribution areas is therefore a so-called high zeta pattern, characterized by a transfer of
15 calor relativamente alta y una resistencia de flujo relativamente alta. Tal patrón de zeta alta contribuye a una distribución mejorada de los medios. 15 relatively high heat and a relatively high flow resistance. Such a high zeta pattern contributes to an improved media distribution.
De acuerdo con una realización adicional de la invención, dichas crestas y valles, en un lado de la placa del intercambiador de calor, se extienden entre un nivel primario a una distancia del plano principal de extensión y un 20 nivel secundario a una distancia desde y en un lado opuesto del plano principal de extensión, y en el que cada placa del intercambiador de calor tiene una profundidad definida mediante la distancia entre el nivel primario y el nivel secundario y que es igual o menor de 1,0 mm. Tal pequeña profundidad de las placas del intercambiador de calor mejora la resistencia de la placa y el intercambiador de calor de placas. La pequeña profundidad de las placas del intercambiador de calor permite una pequeña distancia entre las crestas y valles, en el área de transferencia de calor According to a further embodiment of the invention, said ridges and valleys, on one side of the heat exchanger plate, extend between a primary level at a distance from the main extension plane and a secondary level at a distance from and on an opposite side of the main extension plane, and in which each plate of the heat exchanger has a depth defined by the distance between the primary level and the secondary level and which is equal to or less than 1.0 mm. Such a small depth of the heat exchanger plates improves the strength of the plate and the plate heat exchanger. The small depth of the heat exchanger plates allows a small distance between the ridges and valleys, in the heat transfer area
25 y, de esta manera, una pequeña distancia entre las áreas de unión entre placas adyacentes del intercambiador de calor. Por consiguiente, una pequeña profundidad tiene como resultado una pequeña distancia entre las áreas de unión y, de esta manera, un gran número de tales áreas de unión sobre el área de transferencia de calor. 25 and, thus, a small distance between the joining areas between adjacent plates of the heat exchanger. Therefore, a small depth results in a small distance between the joining areas and, thus, a large number of such joining areas over the heat transfer area.
De acuerdo con una realización adicional de la invención, las crestas están dispuestas a una distancia unas de otras According to a further embodiment of the invention, the ridges are arranged at a distance from each other.
30 y se extienden en paralelo entre sí, en las que la distancia entre crestas adyacentes en el área de transferencia de calor es menor de 4 mm. Tal pequeña distancia entre crestas adyacentes es ventajosa tal como se explicó anteriormente y contribuye a un gran número de áreas de unión en el área de transferencia de calor. Ventajosamente, esta distancia puede ser aproximadamente 3 mm. 30 and extend in parallel with each other, in which the distance between adjacent ridges in the heat transfer area is less than 4 mm. Such a small distance between adjacent ridges is advantageous as explained above and contributes to a large number of joining areas in the heat transfer area. Advantageously, this distance can be approximately 3 mm.
35 De acuerdo con una realización adicional de la invención, cada placa del intercambiador de calor, antes de formarse, tiene un espesor t de lámina de metal, que está en el intervalo de 0,2 ≤ t ≤ 0,4 mm. According to a further embodiment of the invention, each plate of the heat exchanger, before being formed, has a thickness t of metal foil, which is in the range of 0.2 ≤ t ≤ 0.4 mm.
De acuerdo con una realización adicional de la invención, el material de cobresoldadura tiene un volumen de cobresoldadura con respecto al área de transferencia de calor del intercambiador de calor de placas, en el que los According to a further embodiment of the invention, the brazing material has a brazing volume with respect to the heat transfer area of the plate heat exchanger, in which the
40 primeros espacios intermedios y los segundos espacios intermedios tienen un volumen de espacio intermedio con respecto al área de transferencia de calor del intercambiador de calor de placas, y en el que la proporción del volumen de cobresoldadura con el volumen de espacio intermedio es al menos 0,05. Tal volumen relativamente grande de material de cobresoldadura mejora la resistencia de la unión entre las placas del intercambiador de calor y, de esta manera, la resistencia del intercambiador de calor de placas. The first intermediate spaces and the second intermediate spaces have an intermediate space volume with respect to the heat transfer area of the plate heat exchanger, and in which the proportion of the brazing volume with the intermediate space volume is at least 0 , 05. Such a relatively large volume of brazing material improves the strength of the joint between the plates of the heat exchanger and, thus, the resistance of the plate heat exchanger.
45 De acuerdo con una realización adicional de la invención, las áreas de distribución comprenden un primer portillo, un segundo portillo, un tercer portillo y un cuarto portillo. Ventajosamente, cada segunda placa de intercambiador de calor 1 rota 180º en el plano principal de extensión en el paquete de placas. According to a further embodiment of the invention, the distribution areas comprise a first gate, a second gate, a third gate and a fourth gate. Advantageously, each second heat exchanger plate 1 rotates 180 ° in the main extension plane in the plate package.
La presente invención se explicará ahora más detenidamente mediante una descripción de diversas realizaciones y en referencia a los dibujos adjuntos a las mismas. The present invention will now be explained in more detail by means of a description of various embodiments and in reference to the drawings attached thereto.
55 La Figura 1 muestra una vista lateral de intercambiador de calor de placas de acuerdo con la invención. La Figura 2 muestra una vista en planta del intercambiador de calor de placas en la Figura 1. La Figura 3 muestra una vista en planta de una placa del intercambiador de calor del intercambiador de calor Figure 1 shows a side view of plate heat exchanger according to the invention. Figure 2 shows a plan view of the plate heat exchanger in Figure 1. Figure 3 shows a plan view of a plate of the heat exchanger heat exchanger
de placas en la Figura 1. La Figura 4 muestra una vista en sección transversal a través de algunas de las placas del intercambiador de 60 calor en un área de transferencia de calor del intercambiador de calor de placas en la Figura 1. La Figura 5 muestra una vista en planta de una parte del área de transferencia de calor de una placa del intercambiador de calor en la Figura 3. of plates in Figure 1. Figure 4 shows a cross-sectional view through some of the plates of the heat exchanger in a heat transfer area of the plate heat exchanger in Figure 1. Figure 5 shows a plan view of a part of the heat transfer area of a heat exchanger plate in Figure 3.
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Las Figuras 1 y 2 muestran un intercambiador de calor de placas que comprende una pluralidad de placas de intercambiador de calor 1, una primera placa terminal 2, que se proporciona junto a una más exterior de las placas 5 de intercambiador de calor 1, y una segunda placa terminal 3 que se proporciona junto a la otra placa 1 opuesta más exterior del intercambiador de calor. Figures 1 and 2 show a plate heat exchanger comprising a plurality of heat exchanger plates 1, a first end plate 2, which is provided next to an outermost of the heat exchanger plates 5 1, and a second terminal plate 3 that is provided next to the other outermost opposite plate 1 of the heat exchanger.
Las placas de intercambiador de calor 1 se producen a través de la formación de una lámina de metal y se proporcionan unas junto a otras. La primera placa terminal 2, la segunda placa terminal 3 y las placas de intercambiador de calor 1 se unen permanentemente unas a otras a través de cobresoldadura mediante un material de cobresoldadura para formar un paquete de placas. El paquete de placas define o tiene primeros espacios intermedios de placa 4 para un primer medio y segundos espacios intermedios de placa 5 para un segundo medio, véase la Figura 4. El primer y el segundo medio puede ser cualquier medio adecuado de transferencia de calor. Por ejemplo, el primer y/o el segundo medio puede ser dióxido de carbono. The heat exchanger plates 1 are produced through the formation of a sheet of metal and are provided next to each other. The first terminal plate 2, the second terminal plate 3 and the heat exchanger plates 1 are permanently joined to each other through brazing by a brazing material to form a plate package. The plate package defines or has first intermediate plate spaces 4 for a first medium and second intermediate plate spaces 5 for a second medium, see Figure 4. The first and second means may be any suitable means of heat transfer. For example, the first and / or the second medium may be carbon dioxide.
15 El intercambiador de calor de placas de las realizaciones divulgadas tiene cuatro portillos S1, S2, S3 y S4, en el que el portillo S1 se conecta a una tubería de conexión 11 y se comunica con los primeros espacios intermedios de placa 4, el portillo S2 se conecta a una tubería de conexión 12 y se comunica con los primeros espacios intermedios de placa 4, el portillo S3 se conecta a una tubería de conexión 13 y se comunica con los segundos espacios intermedios de placa 5 y el portillo S4 se conecta a una tubería de conexión 14 y se comunica con los segundos espacios intermedios de placa 5. Debe apreciarse que el intercambiador de calor de placas puede tener otro número de portillos aparte de los divulgados, por ejemplo, 2, 3, 5, 6, 7 u 8 portillos. Las tuberías de conexión pueden proporcionarse extendiéndose desde la primera placa terminal 2, tal como se divulga, y/o desde la segunda placa terminal 3. The plate heat exchanger of the disclosed embodiments has four portholes S1, S2, S3 and S4, in which the gate S1 is connected to a connecting pipe 11 and communicates with the first intermediate spaces of plate 4, the gate S2 is connected to a connection pipe 12 and communicates with the first intermediate spaces of plate 4, the gate S3 is connected to a connection pipe 13 and communicates with the second intermediate spaces of plate 5 and the gate S4 is connected to a connecting pipe 14 and communicates with the second intermediate plate spaces 5. It should be appreciated that the plate heat exchanger may have another number of gates apart from those disclosed, for example, 2, 3, 5, 6, 7 or 8 portholes The connecting pipes can be provided extending from the first terminal plate 2, as disclosed, and / or from the second terminal plate 3.
25 Cada placa de intercambiador de calor 1 tiene, en las realizaciones divulgadas, una forma rectangular con dos bordes 15 laterales y largos y dos bordes laterales y cortos 16, véase la Figura 3. Un eje central x longitudinal se extiende entre y en paralelo con los dos bordes 15 laterales y largos y transversalmente a los dos bordes laterales y cortos 16. Cada placa de intercambiador de calor 1 también se extiende a lo largo de un plano p principal de extensión, véase la Figura 4. En el paquete de placas, cada segunda placa de intercambiador de calor 1 rota 180º en el plano p principal de extensión. Each heat exchanger plate 1 has, in the disclosed embodiments, a rectangular shape with two lateral and long edges 15 and two lateral and short edges 16, see Figure 3. A central x longitudinal axis extends between and in parallel with the two lateral and long edges 15 and transversely to the two lateral and short edges 16. Each heat exchanger plate 1 also extends along a main extension plane p, see Figure 4. In the plate package, each second heat exchanger plate 1 rotates 180 ° in the main extension plane p.
Tal como puede verse a partir de la Figura 3, cada placa de intercambiador de calor 1 tiene un área de transferencia de calor 20, en la que tiene lugar la parte principal de la transferencia de calor entre los primeros y segundos As can be seen from Figure 3, each heat exchanger plate 1 has a heat transfer area 20, in which the main part of the heat transfer takes place between the first and second
35 medios, una primera área de distribución 21 y una segunda área de distribución 22. En las realizaciones divulgadas, la primera área de distribución 21 comprende y rodea un primer portillo 23 y un segundo portillo 23. La segunda área de distribución 22 comprende y rodea un tercer portillo 23 y un cuarto portillo 23. Cada portillo 23 se define mediante un borde 25 de portillo. 35 means, a first distribution area 21 and a second distribution area 22. In the disclosed embodiments, the first distribution area 21 comprises and surrounds a first gate 23 and a second gate 23. The second distribution area 22 comprises and surrounds a third gate 23 and a fourth gate 23. Each gate 23 is defined by a gate edge 25.
Debe apreciarse que la placa de intercambiador de calor 1 de acuerdo con otra realización puede diseñarse sin áreas de distribución separadas. It should be appreciated that the heat exchanger plate 1 according to another embodiment can be designed without separate distribution areas.
Todas las áreas 20-22 se extienden, en un lado de la placa de intercambiador de calor 1, entre un nivel primario p' a una distancia del plano p principal de extensión, y un nivel secundario p" a una distancia y en un lado opuesto del All areas 20-22 extend, on one side of the heat exchanger plate 1, between a primary level p 'at a distance from the main extension plane p, and a secondary level p "at a distance and on one side opposite of
45 plano p principal de extensión, véase la Figura 4. Con respecto a dicho un lado de la placa de intercambiador de calor 1, el nivel primario p' forma un nivel superior de la placa de intercambiador de calor 1, y el nivel secundario p" forma un nivel inferior de la placa de intercambiador de calor 1 tal como puede verse en la Figura 4. El nivel primario p' se localiza de esta manera más cercano a la primera placa terminal 2 que el nivel secundario p". Cada placa de intercambiador de calor 1 tiene también un reborde 26 que se extiende alrededor de la placa de intercambiador de calor 1 a lo largo de los bordes 15 laterales y largos y los bordes laterales y cortos 16. Tal como puede verse en la Figura 4, el reborde 26 se extiende más lejos del plano p principal de extensión que el nivel secundario p". 45 main extension plane p, see Figure 4. With respect to said one side of the heat exchanger plate 1, the primary level p 'forms an upper level of the heat exchanger plate 1, and the secondary level p "forms a lower level of the heat exchanger plate 1 as can be seen in Figure 4. The primary level p 'is located in this manner closer to the first terminal plate 2 than the secondary level p". Each heat exchanger plate 1 also has a flange 26 that extends around the heat exchanger plate 1 along the side and long edges 15 and the side and short edges 16. As can be seen in Figure 4 , the flange 26 extends farther from the main extension plane p than the secondary level p ".
Cada placa de intercambiador de calor 1 se fabrica a través de la formación de una lámina de metal que tiene un espesor t de la lámina de metal. Debe apreciarse que el espesor t de la lámina de metal puede variar y cambiar de Each heat exchanger plate 1 is manufactured through the formation of a metal sheet having a thickness t of the metal sheet. It should be appreciated that the thickness t of the metal sheet can vary and change from
55 alguna manera después de la formación de la placa de intercambiador de calor 1. El espesor t de la lámina de metal, antes de la formación, puede estar en el intervalo de 0,2 ≤ t ≤ 0,4 mm. Ventajosamente, el espesor t de la lámina de metal, antes de la formación, puede ser 0,3 mm o aproximadamente 0,3 mm. 55 some way after the formation of the heat exchanger plate 1. The thickness t of the metal sheet, before forming, may be in the range of 0.2 ≤ t ≤ 0.4 mm. Advantageously, the thickness t of the metal sheet, before forming, can be 0.3 mm or about 0.3 mm.
Cada placa de intercambiador de calor 1 tiene también una profundidad d, véase la Figura 4. La profundidad d se define mediante la distancia entre el nivel primario p' y el nivel secundario p". La profundidad d puede ser igual o menor de 1,0 mm, preferentemente igual o menor de 0,90 mm, más preferentemente igual o menor de 0,85 mm o más preferentemente igual o menor de 0,80 mm. Each heat exchanger plate 1 also has a depth d, see Figure 4. The depth d is defined by the distance between the primary level p 'and the secondary level p ". The depth d may be equal to or less than 1, 0 mm, preferably equal to or less than 0.90 mm, more preferably equal to or less than 0.85 mm or more preferably equal to or less than 0.80 mm.
Tal como puede verse en las Figuras 3 y 5, el área de transferencia de calor 20 comprende una corrugación de As can be seen in Figures 3 and 5, the heat transfer area 20 comprises a corrugation of
65 crestas 27 y valles 27' dispuestos de tal manera que las crestas 27 de una de las placas de intercambiador de calor 1 quedan en contacto con los valles 27' de una adyacente de las placas de intercambiador de calor 1 para formar 65 ridges 27 and valleys 27 'arranged such that the ridges 27 of one of the heat exchanger plates 1 remain in contact with the valleys 27' of an adjacent heat exchanger plates 1 to form
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una pluralidad de áreas de unión 28 entre una placa de intercambiador de calor 1 y una placa 1 adyacente del intercambiador de calor. Las áreas de unión 28 están dispuestas a lo largo de una pluralidad de líneas transversales y que se extienden en perpendicular a la línea central x. a plurality of junction areas 28 between a heat exchanger plate 1 and an adjacent plate 1 of the heat exchanger. The junction areas 28 are arranged along a plurality of transverse lines and extending perpendicular to the center line x.
5 Las crestas 27 y valles 27' se extienden a lo largo de una línea de extensión e formando un ángulo α de inclinación con la línea central x, véase la Figura 5. El ángulo α de inclinación es menor de 45º y está en el intervalo de 10º ≤α ≤ 45º. Ventajosamente, el ángulo α de inclinación puede ser menor de 40º, menor de 35º, o incluso menor de 30º. En las realizaciones divulgadas, la línea de extensión e de cada rugosidad 27 y valle 27' forma un ángulo α positivo de inclinación en un lado de la línea central x y un ángulo α negativo de inclinación correspondiente en el otro lado 5 The ridges 27 and valleys 27 'extend along an extension line and form an angle of inclination α with the center line x, see Figure 5. The angle of inclination is less than 45 ° and is in the range 10º ≤α ≤ 45º. Advantageously, the angle of inclination may be less than 40 °, less than 35 °, or even less than 30 °. In the disclosed embodiments, the extension line e of each roughness 27 and valley 27 'forms a positive angle of inclination on one side of the center line x and a corresponding negative angle of inclination on the other side
10 de la línea central x. Tal como puede verse en la Figura 5, las crestas 27 y valles 27' forman también áreas de unión 29 en la línea central x. Además, las áreas de unión 30 se forman entre los rebordes 26 de placas 1 adyacentes del intercambiador de calor. 10 of the center line x. As can be seen in Figure 5, the ridges 27 and valleys 27 'also form junction areas 29 in the center line x. In addition, the junction areas 30 are formed between the flanges 26 of adjacent plates 1 of the heat exchanger.
Las crestas 27 están dispuestas a una distancia r unas de otras, y se extienden en paralelo entre sí y con los valles The ridges 27 are arranged at a distance r from each other, and extend parallel to each other and to the valleys
15 27'. La distancia r entre crestas 27 adyacentes o entre la línea de extensión central e respectiva de crestas 27 adyacentes, puede ser menor de 4 mm, o puede ser aproximadamente 3 mm o 3 mm, véase la Figura 5. 15 27 '. The distance r between adjacent crests 27 or between the central and respective extension line of adjacent crests 27, may be less than 4 mm, or may be approximately 3 mm or 3 mm, see Figure 5.
Cada una de las crestas 27 y valles 27' tiene de esta manera una configuración con forma de V con una primera parte 31, para la que la línea de extensión e forma dicho ángulo α positivo de inclinación con la línea central x en un Each of the ridges 27 and valleys 27 'thus has a V-shaped configuration with a first part 31, for which the extension line e forms said positive angle of inclination with the center line x in a
20 lado de la línea central x, una segunda parte 32, para la que la línea de extensión e forma dicho ángulo α negativo de inclinación correspondiente con la línea central x en el otro lado de la línea central x, y una parte de conexión 33 que conecta la primera parte y la segunda parte y se extiende a lo largo de una trayectoria curvada. La parte de conexión 33 se localiza en la línea central x, para que la línea central x se extienda a través de la parte de conexión 33, véanse las Figuras 3 y 5. 20 side of the center line x, a second part 32, for which the extension line e forms said negative angle of inclination corresponding to the center line x on the other side of the center line x, and a connection part 33 which connects the first part and the second part and extends along a curved path. The connection part 33 is located on the center line x, so that the center line x extends through the connection part 33, see Figures 3 and 5.
25 Cada parte de conexión 33 incluye una proyección 34 que se extiende a lo largo de la línea central x hacia fuera de la trayectoria curvada 35. Las proyecciones 34 de las partes de conexión 33 forman una respectiva de las áreas de unión centrales 29 en la línea central x. El área de unión 29 se localiza de esta manera en la proyección 34, junto o sustancialmente junto a la trayectoria curvada 35. Además, cada área de unión central 29 se localiza en una Each connection part 33 includes a projection 34 extending along the center line x out of the curved path 35. The projections 34 of the connection parts 33 form a respective one of the central joint areas 29 in the center line x. The joint area 29 is thus located in the projection 34, together or substantially next to the curved path 35. In addition, each central joint area 29 is located in a
30 respectiva de las líneas transversales y. 30 of the transversal lines and.
Además, tal como puede verse en las Figuras 3 y 5, cada parte de conexión 33 tiene un lado cóncavo y un lado convexo. Cada rugosidad 27, incluyendo la primera parte 31, la segunda parte 32 y la parte de conexión 33, tiene una anchura w. La anchura w de la parte de conexión 33, medida entre el lado cóncavo y el lado convexo, tiene un Furthermore, as can be seen in Figures 3 and 5, each connection part 33 has a concave side and a convex side. Each roughness 27, including the first part 31, the second part 32 and the connection part 33, has a width w. The width w of the connecting part 33, measured between the concave side and the convex side, has a
35 valor máximo en la línea central x. La proyección 34 de la parte de conexión 33 se delimita mediante dos líneas laterales y opuestas 36, 37 y una línea delantera 38 hacia adelante. La línea delantera 38 se curva mientras que las dos líneas laterales 36, 37 son rectas o sustancialmente rectas. Las dos líneas laterales 36, 37 pueden extenderse en paralelo o sustancialmente en paralelo entre sí, o pueden, al igual que las realizaciones divulgadas, véase especialmente la Figura 6, converger la una hacia la otra hacia la línea delantera 38. 35 maximum value on the center line x. The projection 34 of the connecting part 33 is delimited by two lateral and opposite lines 36, 37 and a forward line 38 forward. The front line 38 is curved while the two side lines 36, 37 are straight or substantially straight. The two lateral lines 36, 37 may extend in parallel or substantially parallel to each other, or may, like the disclosed embodiments, see especially Figure 6, converge towards each other towards the front line 38.
40 Las partes de conexión 33 se configuran de tal manera que las áreas de unión 28, 29, es decir, ambas áreas de unión 28 y las áreas de unión centrales 29, se localizan sustancialmente equidistantes a lo largo de las líneas transversales y. Por consiguiente, la distancia entre las áreas de unión 28, 29 adyacentes es igual o aproximadamente igual, para todas las áreas de unión 28, 29. Esto significa que el área A que rodea cada área de 40 The connection portions 33 are configured such that the joining areas 28, 29, that is, both joining areas 28 and the central joining areas 29, are located substantially equidistant along the transverse lines and. Therefore, the distance between adjacent joint areas 28, 29 is equal or approximately equal, for all joint areas 28, 29. This means that the area A surrounding each area of
45 unión 28, 28 es igual o aproximadamente igual para todas las áreas de unión 28, 29. El área A se indica como un área rómbica alrededor de tres de las áreas de unión 28, 29 en la Figura 5. Por consiguiente, la carga que debe llevar una cualquiera de las áreas de unión centrales 29 es igual, o aproximadamente igual, a la carga que debe llevar una cualquiera de las áreas de unión 28 restantes. 45 junction 28, 28 is the same or approximately equal for all junction areas 28, 29. Area A is indicated as a rhombic area around three of the junction areas 28, 29 in Figure 5. Accordingly, the load that any one of the central joining areas 29 must carry is equal, or approximately equal, to the load that any one of the remaining joining areas 28 must carry.
50 Cada área de distribución 21, 22 se separa del área de transferencia de calor 20. El área de transferencia de calor 20 se localiza de manera intermedia entre las dos áreas de distribución 21, 22 y se separa de las áreas de distribución 21, 22 mediante una respectiva área de transición fina 39, véase la Figura 3, que tiene una anchura del orden de la anchura w de las crestas 27. Además, las áreas de distribución 21, 22 tienen rigurosidades y valles 27, 27' dispuestos en una configuración de V, que difiere de la configuración correspondiente del área de transferencia 50 Each distribution area 21, 22 is separated from the heat transfer area 20. The heat transfer area 20 is located intermediate between the two distribution areas 21, 22 and is separated from the distribution areas 21, 22 by a respective fine transition area 39, see Figure 3, which has a width of the order of the width w of the ridges 27. In addition, the distribution areas 21, 22 have stringers and valleys 27, 27 'arranged in a configuration of V, which differs from the corresponding configuration of the transfer area
55 de calor 20 en que el ángulo α de inclinación es mayor y, más específicamente, mayor de 45º, preferentemente mayor de 50º o incluso mayor de 55º. Además, la porción de conexión de las crestas 27 de las áreas de distribución 21, 22 no está provista de ninguna proyección. El área de unión central correspondiente se localiza en la trayectoria curvada de la porción de conexión. 55 of heat 20 in which the angle of inclination α is greater and, more specifically, greater than 45 °, preferably greater than 50 ° or even greater than 55 °. In addition, the connecting portion of the ridges 27 of the distribution areas 21, 22 is not provided with any projection. The corresponding central junction area is located in the curved path of the connection portion.
60 En el caso de la realización sin áreas de distribución separadas, tampoco existen áreas de transición. El patrón de las crestas y valles del área de transferencia de calor 20 se extiende entonces con la misma configuración en V sobre toda la placa de intercambiador de calor 1, es decir, el ángulo α de inclinación es igual o sustancialmente igual sobre toda la placa de intercambiador de calor 1. En esta realización, los portillos 23 se extienden de esta manera a través del área de transferencia de calor 20. 60 In the case of realization without separate distribution areas, there are also no transition areas. The pattern of the ridges and valleys of the heat transfer area 20 then extends with the same V configuration over the entire heat exchanger plate 1, that is, the angle of inclination α is the same or substantially the same over the entire plate of heat exchanger 1. In this embodiment, the gates 23 thus extend through the heat transfer area 20.
65 65
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Tal como se ha mencionado anteriormente, el intercambiador de calor de placas se cobresuelda mediante un material de cobresoldadura introducido entre las placas de intercambiador de calor 1 antes de la operación de cobresoldadura. El material de cobresoldadura tiene un volumen de cobresoldadura con respecto al área de transferencia de calor 20 del intercambiador de calor de placas. Los primeros espacios intermedios 4 y los segundos 5 espacios intermedios 5 del intercambiador de calor de placas tienen un volumen de espacio intermedio con respecto al área de transferencia de calor 20 del intercambiador de calor de placas. Para obtener una alta resistencia del intercambiador de calor de placas, es ventajoso proporcionar una cantidad suficientemente grande de material de cobresoldadura que forma las áreas de unión 28, 29 antes mencionadas entre las placas 1 adyacentes del intercambiador de calor. Por consiguiente, la proporción del volumen de cobresoldadura con el volumen del espacio As mentioned above, the plate heat exchanger is brazed by a brazing material introduced between the heat exchanger plates 1 before the brazing operation. The brazing material has a brazing volume with respect to the heat transfer area 20 of the plate heat exchanger. The first intermediate spaces 4 and the second 5 intermediate spaces 5 of the plate heat exchanger have an intermediate space volume with respect to the heat transfer area 20 of the plate heat exchanger. In order to obtain a high resistance of the plate heat exchanger, it is advantageous to provide a sufficiently large amount of brazing material that forms the aforementioned joint areas 28, 29 between adjacent plates 1 of the heat exchanger. Therefore, the proportion of the volume of brazing with the volume of the space
10 intermedio puede ser al menos 0,05, al menos 0,06, al menos 0,08 o al menos 0,1. The intermediate may be at least 0.05, at least 0.06, at least 0.08 or at least 0.1.
La presente invención no se limita a las realizaciones divulgadas, pero puede variar y modificarse dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones. The present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may vary and modify within the scope of the following claims.
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