ES2831020T3

ES2831020T3 - Intercambiador de calor de microcanales plegado de múltiples pasos y múltiples placas

Info

Publication number: ES2831020T3
Application number: ES15797809T
Authority: ES
Inventors: Arindom Joardar
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2021-06-07
Anticipated expiration: 2035-11-13
Also published as: RU2017118516A3; CN107110568A; EP3221656A1; RU2722930C2; EP3221656B1; RU2017118516A; WO2016081306A1; US20170343288A1

Abstract

Un intercambiador de calor que comprende: un primer colector (32); un segundo colector (34) separado del primer colector; una pluralidad de segmentos de tubo (36) dispuestos en una relación paralela espaciada y que acoplan de manera fluídica el primer colector y el segundo colector, incluyendo la pluralidad de segmentos de tubo un codo (60) que define una primera placa (66) y una segunda placa (68), estando dispuesta la segunda placa en ángulo con respecto a la primera placa; y un divisor (38) dispuesto dentro del primer colector para formar una primera sección (32a) del primer colector y una segunda sección (32b) del primer colector; y un divisor dispuesto dentro del segundo colector para formar una primera sección (34a) del segundo colector y una segunda sección (34b) del segundo colector; en donde el intercambiador de calor tiene una configuración de múltiples pasos con respecto a un flujo de aire que incluye al menos un primer paso y un segundo paso, incluyendo el primer paso una primera parte (36a) de la pluralidad de segmentos de tubo y teniendo una primera orientación de flujo e incluyendo el segundo paso una segunda parte (36b) de la pluralidad de segmentos de tubo y teniendo una segunda orientación de flujo, siendo la segunda orientación de flujo diferente de la primera orientación de flujo, en donde varios segmentos de tubo en la primera parte y varios segmentos de tubo en la segunda parte son diferentes; caracterizado por que un inserto distribuidor alargado longitudinalmente (70) está dispuesto dentro de la segunda sección del segundo colector.

Description

DESCRIPCIÓN

Intercambiador de calor de microcanales plegado de múltiples pasos y múltiples placas

La presente invención se refiere generalmente a un intercambiador de calor para su uso en una bomba de calor o sistema de refrigeración. El documento EP 0654645 divulga un intercambiador de calor que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Los sistemas de calentamiento, enfriamiento, acondicionamiento de aire y refrigeración (HVAC&R, por sus siglas en inglés) incluyen intercambiadores de calor para rechazar o aceptar el calor entre el refrigerante que está circulando dentro del sistema y sus proximidades. Un tipo de intercambiador de calor que se ha vuelto cada vez más popular debido a su compactibilidad, a su peso más ligero, a su rigidez estructural y a su rendimiento superior, es un intercambiador de calor de microcanales o minicanales. En comparación con los intercambiadores de calor de placa y aleta convencionales, los intercambiadores de calor de microcanales también son más respetuosos con el medio ambiente, ya que utilizan menos carga de refrigerante, que normalmente son fluidos sintéticos con alto PCA (potencial de calentamiento atmosférico). Un intercambiador de calor de microcanales incluye dos o más formas de contención, como tubos, a través de los cuales circula un fluido de enfriamiento o calentamiento (es decir, refrigerante o una solución de glicol). Los tubos suelen tener una sección transversal aplanada y múltiples canales de flujo paralelos. Las aletas suelen estar dispuestas para extenderse entre los tubos con el fin de aumentar el intercambio eficiente de energía térmica entre el fluido de calentamiento/enfriamiento y el entorno circundante. Las aletas tienen un patrón ondulado, incorporan rejillas para mejorar aún más la transferencia de calor y suelen fijarse a los tubos mediante soldadura en atmósfera controlada.

En las aplicaciones de refrigeración y de bomba de calor, cuando el intercambiador de calor de microcanales se utiliza como evaporador, la humedad presente en el flujo de aire proporcionado al intercambiador de calor para enfriar puede condensarse y congelarse después en las superficies externas del intercambiador de calor. El hielo o la escarcha formados pueden bloquear el flujo de aire a través del intercambiador de calor, reduciendo de ese modo la eficiencia y funcionalidad del intercambiador de calor y del sistema HVAC&R. Los intercambiadores de calor de microcanales tienden a congelarse más deprisa que los intercambiadores de calor de tubos redondos y de placa y aleta y, por lo tanto, requieren eliminar la formación de escarcha con mayor frecuencia, lo que reduce el tiempo útil de utilización del intercambiador de calor y el rendimiento general. En consecuencia, es deseable fabricar el intercambiador de calor de microcanales con una tolerancia mejorada a la formación de escarcha y un rendimiento mejorado.

De acuerdo con un primer aspecto, la invención proporciona un intercambiador de calor que comprende: un primer colector; un segundo colector separado del primer colector; una pluralidad de segmentos de tubo dispuestos en una relación paralela espaciada y que acoplan de manera fluídica el primer colector y el segundo colector, incluyendo la pluralidad de segmentos de tubo un codo que define una primera placa y una segunda placa, estando dispuesta la segunda placa en ángulo con respecto a la primera placa; y un divisor dispuesto dentro del primer colector para formar una primera sección del primer colector y una segunda sección del primer colector; y un divisor dispuesto dentro del segundo colector para formar una primera sección del segundo colector y una segunda sección del segundo colector; en donde el intercambiador de calor tiene una configuración de múltiples pasos con respecto a un flujo de aire que incluye al menos un primer paso y un segundo paso, incluyendo el primer paso una primera parte de la pluralidad de segmentos de tubo y teniendo una primera orientación de flujo e incluyendo el segundo paso una segunda parte de la pluralidad de segmentos de tubo y teniendo una segunda orientación de flujo, siendo la segunda orientación de flujo diferente de la primera orientación de flujo, en donde varios segmentos de tubo en la primera parte y varios segmentos de tubo en la segunda parte son diferentes; caracterizado por que un inserto distribuidor alargado longitudinalmente está dispuesto dentro de la segunda sección del segundo colector.

El primer paso puede tener una orientación de flujo paralelo transversal.

El segundo paso puede tener una orientación de contraflujo transversal.

El número de segmentos de tubo dispuestos dentro de cada uno del primer paso y el segundo paso puede seleccionarse para reducir la formación de escarcha en el intercambiador de calor.

La segunda parte puede tener un mayor número de segmentos de tubo que la primera parte.

Una relación de segmentos de tubo entre la primera parte y la segunda parte puede ser 20:80.

Una relación de segmentos de tubo entre la primera parte y la segunda parte puede ser 40:60.

Puede disponerse un divisor dentro del primer colector para definir una primera sección del primer colector y una segunda sección del primer colector, en donde la primera sección del primer colector está acoplada de forma fluídica a la primera parte de la pluralidad de segmentos de tubo, y la segunda sección del primer colector está acoplada de forma fluídica a la segunda parte de la pluralidad de segmentos de tubo.

Puede disponerse un distribuidor dentro de la primera sección del primer colector.

Puede proporcionarse un distribuidor entre el primer paso y el segundo paso.

El codo puede formarse alrededor de un eje dispuesto en perpendicular a un eje longitudinal de la pluralidad de segmentos de tubo.

El codo de cada segmento de tubo puede incluir un pliegue de cinta.

El ángulo entre la segunda placa y la primera placa puede ser de aproximadamente 180 grados.

Cada uno de la pluralidad de segmentos de tubo puede ser un tubo de microcanales que tiene una pluralidad de canales de flujo discretos formados en el mismo.

La materia objeto, considerada por la presente invención, se señala particularmente y se reivindica claramente en las reivindicaciones al final de la memoria descriptiva. Las características y ventajas anteriores y otras de la invención son evidentes a partir de la siguiente descripción detallada tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es un diagrama esquemático de un ejemplo de un ciclo de refrigeración por vapor de un sistema de refrigeración;

la figura 2 es una vista lateral de un intercambiador de calor de microcanales de acuerdo con una realización de la invención antes de una operación de acodamiento;

la figura 3 es una vista en sección transversal de un segmento de tubo de un intercambiador de calor de microcanales de acuerdo con una realización de la invención;

la figura 4 es una perspectiva de un intercambiador de calor de microcanales de acuerdo con una realización de la invención;

la figura 5 es una vista frontal de un intercambiador de calor de microcanales de acuerdo con otra realización de la invención;

la figura 6 es una vista lateral de un intercambiador de calor de microcanales de acuerdo con una realización de la invención; la figura 7 es una vista en perspectiva de un intercambiador de calor de microcanales de acuerdo con otra realización más de la invención; y

la figura 7a es una vista en sección transversal del intercambiador de calor de microcanales de la figura 6 tomada a lo largo de la línea X-X de acuerdo con otra realización más de la invención; y

la figura 7b es una vista en sección transversal del intercambiador de calor de microcanales de la figura 6 tomada a lo largo de la línea Y-Y de acuerdo con otra realización más de la invención.

La descripción detallada a continuación explica realizaciones de la invención, junto con ventajas y características, a modo de ejemplo con referencia a los dibujos.

Con referencia ahora a la figura 1, se ilustra esquemáticamente un ciclo de refrigerante de compresión de vapor 20 de un sistema de refrigeración o acondicionamiento de aire. Los sistemas de acondicionamiento de aire o refrigeración ilustrativos incluyen, pero sin estar limitados por ello, por ejemplo, sistemas de refrigeración divididos, empaquetados, enfriadores, para tejados, para supermercados y para transporte. Un refrigerante R está configurado para circular a través del ciclo de compresión de vapor 20 de modo que el refrigerante R absorba calor cuando se evapora a baja temperatura y presión y libere calor cuando se condensa a una temperatura y presión más altas. Dentro de este ciclo 20, el refrigerante R fluye en sentido levógiro tal y como indica la flecha. El compresor 22 recibe vapor de refrigerante del evaporador 24 y lo comprime a una temperatura y presión más altas, pasando entonces el vapor relativamente caliente al condensador 26, donde se enfría y se condensa a un estado líquido mediante una relación de intercambio de calor con un medio refrigerante (no mostrado) como el aire. El refrigerante líquido R pasa luego desde el condensador 26 a un dispositivo de expansión 28, en donde el refrigerante R se expande a un estado bifásico líquido/vapor a baja temperatura cuando pasa al evaporador 24. A continuación, el vapor de baja presión vuelve al compresor 22, donde se repite el ciclo. El ciclo de compresión de vapor 20 descrito en el presente documento es un ciclo de bomba de calor que funciona en un modo de calentamiento. Como resultado, el serpentín exterior del ciclo 20 está configurado como evaporador 24 y el serpentín interior está configurado como condensador. Cuando se configura como bomba de calor, el ciclo de compresión de vapor incluye adicionalmente una válvula de cuatro vías 29 dispuesta aguas abajo del compresor 22 con respecto al flujo de refrigerante que invierte la dirección del flujo de refrigerante a través del ciclo 20 para conmutar entre el modo de funcionamiento de enfriamiento y calentamiento. Debe entenderse que el ciclo de refrigeración 20 representado en la figura 1 es una representación simplista de un sistema HVAC&R, y en el esquema se pueden incluir muchas mejoras y características conocidas en la técnica.

Con referencia ahora a la figura 2, se ilustra con más detalle un ejemplo de un intercambiador de calor 30 configurado para su uso en el sistema de compresión de vapor 20. El intercambiador de calor 30 puede usarse como condensador 24 o como evaporador 28 en el sistema de compresión de vapor 20. El intercambiador de calor 30 incluye al menos un primer colector o colector 32, un segundo colector o colector 34 separado del primer colector 32 y una pluralidad de segmentos de tubo 36 que se extienden en una relación espaciada paralela entre el primer colector 32 y el segundo colector 34, conectándolos. En las realizaciones ilustradas y no limitantes, el primer colector 32 y el segundo colector 34 están orientados generalmente de forma horizontal y los segmentos 36 del tubo de intercambio de calor se extienden generalmente de forma vertical entre los dos colectores 32, 34. Sin embargo, otras configuraciones, por ejemplo, cuando el primer y segundo encabezados 32, 34 están dispuestos sustancialmente en vertical también se encuentran dentro del alcance de la invención.

Con referencia ahora a la figura 3, se ilustra un ejemplo de una sección transversal de un segmento de tubo de intercambio de calor 36. El segmento de tubo 36 incluye un tubo de intercambio de calor de microcanales aplanado que tiene un borde delantero 40, un borde trasero 42, una primera superficie 44 y una segunda superficie 46. El borde delantero 40 de cada tubo intercambiador de calor 36 se encuentra aguas arriba de su respectivo borde trasero 42 con respecto a un flujo de aire A que pasa a través del intercambiador de calor 36. El pasaje de flujo interior de cada segmento de tubo de intercambio de calor 36 puede estar dividido por paredes interiores en una pluralidad de canales de flujo discretos 48 que se extienden a lo largo de los tubos 36 desde un extremo de entrada hasta un extremo de salida y establecen una comunicación fluida entre los respectivos colectores primero y segundo 32, 34. Los canales de flujo 48 pueden tener una sección transversal circular, una sección transversal rectangular, una sección transversal trapezoidal, una sección transversal triangular u otra sección transversal no circular. Los tubos de intercambio de calor 36 que incluyen los canales de flujo discretos 48 pueden formarse utilizando técnicas y materiales conocidos, incluyendo, pero sin limitación, extrusión o plegado.

Los segmentos de tubo de intercambio de calor 36 descritos en el presente documento incluyen además una pluralidad de aletas 50. En una realización, las aletas 50 están formadas por una sola tira continua de material de aleta fuertemente plegada en forma de serpentina en forma de cinta, proporcionando de ese modo una pluralidad de aletas estrechamente espaciadas que se extienden generalmente de forma ortogonal a los segmentos de tubo de intercambio de calor 36. El intercambio de calor entre uno o más fluidos dentro de los segmentos de tubo de intercambio de calor 36 y un flujo de aire, A, tiene lugar a través de las superficies exteriores 44, 46 de los segmentos de tubo de intercambio de calor 36 que forman conjuntamente una superficie de intercambio de calor primaria, y también a través de la superficie de intercambio de calor de las aletas 50, la cual forma una superficie secundaria de intercambio de calor.

El intercambiador de calor 30 tiene una configuración de múltiples pasos en relación con el flujo de aire A. Para lograr una configuración de múltiples pasos, en una realización ilustrada en las figuras 4-6, la configuración de múltiples pasos se logra formando al menos un codo 60 en cada segmento de tubo 36 del intercambiador de calor 30. El codo 60 se forma alrededor de un eje que se extiende sustancialmente en perpendicular al eje longitudinal de los segmentos de tubo 36. En la realización ilustrada, el codo 60 es un pliegue de cinta (véase la figura 6) formado plegando y torciendo los segmentos de tubo de intercambio de calor 36 alrededor de un mandril (no mostrado); sin embargo, otros tipos de pliegues se encuentran dentro del alcance de la invención. En una realización, se puede formar una pluralidad de codos 60 en varios lugares a lo largo de la pluralidad de segmentos de tubo de intercambio de calor 36.

El codo 60 define al menos parcialmente una primera sección 62 y una segunda sección 64 de cada uno de la pluralidad de segmentos de tubo 36, en donde, en la configuración plegada, la primera sección 62 forma una primera placa 66 del intercambiador de calor 30 con respecto al flujo de aire A y la segunda sección 64 forma una segunda placa 68 del intercambiador de calor 30 con respecto al flujo de aire A. En la realización ilustrada no limitante, el codo 60 se forma en un punto medio aproximado de los segmentos de tubo 36 entre los colectores primero y segundo 32, 34 opuestos, de modo que las secciones primera y segunda 62, 64 tengan generalmente el mismo tamaño. Sin embargo, otras realizaciones en las que la primera sección 62 y la segunda sección 64 tienen una longitud sustancialmente diferente se encuentra dentro del alcance de la invención.

Tal y como se muestra en las figuras, el intercambiador de calor 30 se puede formar de modo que la primera placa 66 se coloque en un ángulo obtuso con respecto a la segunda placa 68. Como alternativa, o adicionalmente, el intercambiador de calor 30 también puede estar formado de modo que la primera placa 66 esté dispuesta en un ángulo agudo o sustancialmente en paralelo (figura 5) a la segunda placa 68. Como resultado del codo 60 entre las placas primera y segunda 66, 68, el intercambiador de calor 30 puede formarse con una forma convencional de serpentín en A o serpentín en V. La formación del intercambiador de calor 30 plegando los segmentos de tubo 36 da como resultado un intercambiador de calor 30 que tiene un radio de plegado reducido, como cuando se configura con un codo de 180°, por ejemplo. Como resultado, el intercambiador de calor 30 puede estar adaptado para encajar dentro de las envolturas de tamaño definidas por los sistemas de refrigeración y acondicionamiento de aire existentes.

Con referencia nuevamente a la figura 2, una pluralidad de primeras aletas 50a se extienden desde la primera placa 66 y una pluralidad de segundas aletas 50b se extienden desde la segunda placa 68 del intercambiador de calor 30. En realizaciones en las que el intercambiador de calor 30 se forma plegando la pluralidad de segmentos de tubo 36, no hay aletas dispuestas dentro de la parte de codo 60 de cada segmento de tubo 36. Las primeras aletas 50a y las segundas aletas 50b pueden ser sustancialmente idénticas o, como alternativa, puede variar en cuanto a su tamaño, su forma o a su densidad.

Los intercambiadores de calor convencionales configurados como evaporadores de una bomba de calor tienen típicamente una configuración de flujo paralelo para lograr la eficiencia deseada. Sin embargo, la orientación de flujo paralelo conduce a una mala tolerancia a la formación de escarcha en los intercambiadores de calor de microcanales. El intercambiador de calor 30 puede tener cualquiera de una variedad de configuraciones de múltiples pasos de modo que el refrigerante pase a través del intercambiador de calor 30 en una o más de una orientación de flujo paralelo, una orientación de flujo transversal y una orientación de contraflujo, por ejemplo. En una realización, se puede disponer un divisor 38 dentro de ambos o uno de los colectores primero y segundo 32, 34 para aumentar el número de pasos y, por lo tanto, la longitud de la trayectoria del flujo, dentro del intercambiador de calor 30.

En la realización ilustrada en la figura 7, un divisor 38 está dispuesto dentro del primer colector 32 para formar una primera sección 32a y una segunda sección 32b. Como resultado, el refrigerante suministrado a una entrada (no mostrada) del primer colector 32 solo está configurado para fluir a través de la parte 36a de los segmentos de tubo 36 conectada de manera fluídica a la primera sección 32a. Después de pasar por una primera parte 36a de los segmentos de tubo 36, el refrigerante se recibe en el segundo colector 34. Dentro del segundo colector 34, el refrigerante fluye desde la primera parte 36a de los segmentos de tubo 36, hacia una segunda parte adyacente 36b de los segmentos de tubo 36. La segunda parte 36b incluye un número diferente de segmentos de tubo 36 al de la primera parte 36a. En una realización, la relación de segmentos de tubo entre la primera parte 36a y la segunda parte 36b es de 20:80 o, como alternativa, de 40:60.

El segundo colector 34 puede incluir de manera similar un divisor 38 para definir una primera y una segunda sección 34a, 34b del mismo acopladas de manera fluídica. El refrigerante está configurado para fluir desde el segundo colector 34 a través de la segunda parte 36b de los segmentos de tubo 36 conectados de forma fluídica hasta la segunda sección 32b del primer colector 32 y a una salida (no mostrada) formada en el mismo. Aunque el intercambiador de calor ilustrado 30 incluye dos partes distintas de segmentos de tubo de intercambiador de calor 36, los intercambiadores de calor 30 que tienen cualquier número de partes de segmentos de tubo 36 que forman pasos discretos a través del intercambiador de calor 30 se encuentran dentro del alcance de la invención.

Distribuir uniformemente el refrigerante dentro de un colector, como el colector 32 o 34 o un colector intermedio, por ejemplo, es un problema común de los intercambiadores de calor de microcanales. En general, es fácil distribuir el refrigerante de manera uniforme para longitudes de colector pequeñas, pero la mala distribución se convierte en un problema más significativo a medida que aumenta la longitud del colector.

El intercambiador de calor 30 descrito en el presente documento tiene una distribución de refrigerante mejorada al dividir al menos uno de los colectores primero y segundo 32, 34, con un divisor 38. Como resultado, se reducen las longitudes del colector en el que el refrigerante debe distribuirse uniformemente. De forma adicional, al plegar el intercambiador de calor 30, la necesidad de un colector intermedio y, por lo tanto, los problemas de distribución asociados con dicho colector se eliminan. En una realización, un inserto distribuidor 70 alargado longitudinalmente, tal y como se conoce en la técnica, se coloca dentro de la segunda sección 34b del segundo cabezal 34. Otro distribuidor 70 puede estar dispuesto dentro de una o más de las secciones del primer colector 32 o del segundo colector 34 del intercambiador de calor 30. El inserto distribuidor 70 está dispuesto generalmente de forma centralizada dentro del volumen interior del colector y está configurado para distribuir uniformemente el flujo de refrigerante entre la pluralidad de tubos de intercambio de calor 36 acoplados de manera fluídica al mismo. En la realización ilustrada no limitante, un primer inserto distribuidor 70 está dispuesto dentro de la primera sección 32a del colector 32. El inserto distribuidor 70 dispuesto dentro de la primera sección 32 del primer colector 30 se encuentra generalmente sobre una parte o la longitud total de la sección 32, de modo que el refrigerante proporcionado a la misma se distribuya más uniformemente sobre la longitud de la primera sección 32, mejorando de ese modo la transferencia de calor del intercambiador de calor 30.

Debido a que la dirección del flujo de aire A es la misma con respecto a las partes primera y segunda 36a, 36b de los segmentos de tubo 36, el refrigerante dentro de cada una de estas partes tiene una orientación de flujo diferente. Por ejemplo, en la realización ilustrada no limitante, el aire A fluye desde el primer colector 32 hacia el segundo colector 34. Al suministrar el refrigerante a una entrada de la primera sección 32a del primer colector 32, el refrigerante que fluye a través de la primera parte 36a de los segmentos de tubo 36, mostrado en detalle en la figura 7a, tiene una orientación de flujo paralelo transversal. De forma adicional, el refrigerante que fluye a través de la segunda parte 36b de los segmentos de tubo 36, mostrado con más detalle en la figura 7b, tiene una orientación de contraflujo transversal.

En intercambiadores de calor convencionales que tienen una configuración de flujo paralelo, el refrigerante bifásico entra en la primera sección 32 con una calidad de vapor baja en donde está configurado para absorber calor del aire A y comienza a hervir. Debido a que la ebullición tiene lugar a temperatura constante, la diferencia de temperatura entre el aire y el refrigerante se reduce progresivamente a medida que el aire fluye a través del intercambiador de calor 30, lo que reduce la transferencia de calor producida, particularmente en la placa aguas abajo 68. Este comportamiento reduce la efectividad general del intercambiador de calor y también da como resultado temperaturas de evaporación más bajas, lo cual es perjudicial tanto para la eficiencia del sistema como para la tolerancia a la formación de escarcha.

Al dividir la pluralidad de segmentos de tubo de intercambio de calor 36 de un intercambiador de calor 30 configurado como un evaporador en una primera parte 36a y una segunda parte 36b para formar dos pasos secuenciales, el refrigerante parcialmente evaporado se suministra desde el primer paso al segundo paso. En el segundo paso, el refrigerante está completamente hervido y el vapor sobrecalentado sale de la cara aguas arriba del intercambiador de calor 30. Al configurar el segundo paso para que tenga un flujo de refrigerante en contraposición al flujo de aire A, la diferencia de temperatura entre el aire y el refrigerante es favorable. De forma adicional, la presencia de vapor sobrecalentado en la cara aguas arriba del intercambiador de calor 30 evita la acumulación excesiva de escarcha y mejora la tolerancia a la formación de escarcha.

Un intercambiador de calor 30 que tiene una construcción de múltiples pasos, múltiples placas y plegado permite optimizar la caída de presión del refrigerante, mejorando de ese modo el rendimiento. A medida que el refrigerante fluye a través de los segmentos de tubo de intercambio de calor 36, la calidad del vapor aumenta continuamente, conduciendo a un aumento del flujo volumétrico y, por lo tanto, a una mayor caída de presión. Al asignar un área de flujo interno progresivamente mayor a medida que el refrigerante se mueve de un paso al siguiente, es posible mejorar en gran medida el rendimiento de la caída de presión en comparación con los intercambiadores de calor convencionales. La mejora en la eficiencia operativa del intercambiador de calor 30 puede permitir que se reduzca el tamaño del intercambiador de calor 30 requerido para una aplicación deseada. Como alternativa, puede reducirse el tamaño de otros componentes del sistema, como un compresor, por ejemplo, lo que a su vez provocaría una temperatura de evaporación aún más alta y una mayor reducción de los ciclos de eliminación de escarcha, así como un aumento del rendimiento del sistema.

Aunque la presente invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a las realizaciones ilustrativas ilustradas en los dibujos, los expertos en la técnica reconocerán que se pueden realizar varias modificaciones sin apartarse del alcance de la invención definido en las reivindicaciones. Por lo tanto, se pretende que la presente divulgación no se limite a las una o más realizaciones particulares divulgadas, sino que la divulgación incluya todas las realizaciones que se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. En particular, los principios y las relaciones similares pueden extenderse a las aplicaciones de tejados y unidades de paquete vertical.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un intercambiador de calor que comprende:

un primer colector (32);

un segundo colector (34) separado del primer colector;

una pluralidad de segmentos de tubo (36) dispuestos en una relación paralela espaciada y que acoplan de manera fluídica el primer colector y el segundo colector, incluyendo la pluralidad de segmentos de tubo un codo (60) que define una primera placa (66) y una segunda placa (68), estando dispuesta la segunda placa en ángulo con respecto a la primera placa; y

un divisor (38) dispuesto dentro del primer colector para formar una primera sección (32a) del primer colector y una segunda sección (32b) del primer colector; y

un divisor dispuesto dentro del segundo colector para formar una primera sección (34a) del segundo colector y una segunda sección (34b) del segundo colector;

en donde el intercambiador de calor tiene una configuración de múltiples pasos con respecto a un flujo de aire que incluye al menos un primer paso y un segundo paso, incluyendo el primer paso una primera parte (36a) de la pluralidad de segmentos de tubo y teniendo una primera orientación de flujo e incluyendo el segundo paso una segunda parte (36b) de la pluralidad de segmentos de tubo y teniendo una segunda orientación de flujo, siendo la segunda orientación de flujo diferente de la primera orientación de flujo, en donde varios segmentos de tubo en la primera parte y varios segmentos de tubo en la segunda parte son diferentes; caracterizado por que un inserto distribuidor alargado longitudinalmente (70) está dispuesto dentro de la segunda sección del segundo colector.

2. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el primer paso tiene una orientación de flujo paralelo transversal.

3. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el segundo paso tiene una orientación de contraflujo transversal.

4. El intercambiador de calor de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde varios segmentos de tubo (36) dispuestos dentro de cada uno del primer paso y el segundo paso se seleccionan para reducir la formación de escarcha en el intercambiador de calor.

5. El intercambiador de calor de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde la segunda parte (36b) tiene un mayor número de segmentos de tubo (36) que la primera parte (36a).

6. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 5, en donde una relación de segmentos de tubo (36) entre la primera parte (36a) y la segunda parte (36b) es de 20:80.

7. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 5, en donde una relación de segmentos de tubo (36) entre la primera parte (36a) y la segunda parte (36b) es de 40:60.

8. El intercambiador de calor de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en donde un divisor (38) está dispuesto dentro del primer colector (32) para definir una primera sección (32a) del primer colector y una segunda sección (32b) del primer colector, estando acoplada la primera sección del primer colector de manera fluídica a la primera parte (36a) de la pluralidad de segmentos de tubo (36), y estando acoplada la segunda sección del primer colector de manera fluídica a la segunda parte (36b) de la pluralidad de segmentos de tubo.

9. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 8, en donde un distribuidor (70) está dispuesto dentro de la primera sección (32a) del primer colector.

10. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 8, en donde se proporciona un distribuidor (70) entre el primer paso y el segundo paso.

11. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el codo (60) está formado alrededor de un eje dispuesto en perpendicular a un eje longitudinal de la pluralidad de segmentos de tubo (36).

12. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el codo (60) de cada segmento de tubo (36) incluye un pliegue de cinta.

13. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el ángulo entre la segunda placa (68) y la primera placa (66) es de aproximadamente 180 grados.

14. El intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1, en donde cada uno de la pluralidad de segmentos de tubo (36) es un tubo de microcanales que tiene una pluralidad de canales de flujo discretos (48) formados en el mismo.