ES3039562T3 - Heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Se proporciona un intercambiador de calor que puede suprimir el aumento de los costos de producción y mejorar el rendimiento. Este intercambiador de calor consta de un primer tubo de transferencia de calor, un segundo tubo de transferencia de calor y un ramal. El ramal tiene una primera sección final conectada a un extremo del primer tubo de transferencia de calor, y una segunda y una tercera secciones finales conectadas a este último. El ramal conecta las secciones final, primera y segunda entre sí. La cantidad de calor intercambiada por el primer tubo de transferencia de calor es mayor que la cantidad de calor intercambiada por el segundo tubo de transferencia de calor. En el ramal, la primera trayectoria de flujo que conecta las secciones final y tercera es más corta que la segunda trayectoria de flujo que conecta ambas secciones final. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Intercambiador de calor
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a un intercambiador de calor.
Antecedentes de la técnica
Se conoce un intercambiador de calor que constituye un circuito de refrigerante de un acondicionador de aire.
El documento JP H01 305276 A divulga un intercambiador de calor que incluye una pluralidad de tuberías (tubos de transferencia de calor) y una tubería de ramificación conectada a las tuberías. En el intercambiador de calor según el documento JP H01 305276 A, la pluralidad de tuberías está alineada a barlovento y a sotavento del viento generado por un ventilador. La tubería de ramificación incluye una única tubería de entrada y dos puertos de ramificación, y permite que un refrigerante que fluye a través de la tubería de entrada fluya a la tubería de barlovento y a la tubería de sotavento a través de los dos puertos de ramificación.
En el intercambiador de calor según el documento JP H01 305276 A, los dos puertos de ramificación de la tubería de ramificación están provistos de orificios diferentes entre sí en el diámetro de la trayectoria de flujo, para que tengan una diferencia en el caudal de un refrigerante entrante entre la tubería de barlovento y la tubería de sotavento. El intercambiador de calor según el documento JP H01 305276 A puede suprimir en consecuencia una diferencia en el grado de sobrecalentamiento generado en la tubería de barlovento y la tubería de sotavento, e inhibir el deterioro en el rendimiento del intercambiador de calor.
El documento US 2015/362222 A1 se refiere a un dispositivo de distribución de refrigerante que se proporciona para distribuir refrigerante a una pluralidad de tubos de transferencia de calor que constituyen un intercambiador de calor. El dispositivo de distribución de refrigerante incluye un primer dispositivo de distribución que divide el refrigerante en una pluralidad de porciones, y una pluralidad de tuberías de ramificación de dos vías, dividiendo cada una el refrigerante dividido por el primer dispositivo de distribución en dos porciones para fluir en dos de la pluralidad de tubos de transferencia de calor. El documento CN 101 086352 A Se refiere a un acondicionador de aire que usa una tubería de conexión de líquido y una tubería de conexión de gas para conectar una unidad exterior y una unidad interior. La unidad exterior incluye un intercambiador de calor del lado de la fuente de calor y un soplador exterior. El intercambiador de calor del lado de la fuente de calor está formado por un intercambiador de calor de aleta-tubo con tres o más filas. El intercambiador de calor está provisto de una tubería de manera que la dirección de flujo del refrigerante en la tubería sea opuesta a la dirección de flujo de aire del soplador durante una operación de enfriamiento y paralela a la dirección de flujo de aire del soplador durante una operación de calentamiento.
Compendio de la invención
<Problema técnico>
El intercambiador de calor divulgado en el documento JP H01 305276 A tiene dificultad en la reducción de costes de producción porque es necesario que los orificios se unan a la tubería de ramificación.
La presente divulgación propone un intercambiador de calor que suprime el aumento en el coste de producción así como logra una mejora en el rendimiento.
<Solución al problema>
La presente invención se define en la reivindicación 1 adjunta. Las reivindicaciones dependientes definen realizaciones preferidas.
Un intercambiador de calor según un primer aspecto, que es la invención como se define en la reivindicación 1 adjunta, incluye un primer tubo de transferencia de calor, un segundo tubo de transferencia de calor y un tubo de ramificación. El tubo de ramificación tiene un primer extremo conectado a un extremo del primer tubo de transferencia de calor, un segundo extremo conectado a un extremo del segundo tubo de transferencia de calor y un tercer extremo. El tubo de ramificación conecta el primer extremo, el segundo extremo y el tercer extremo entre sí. El primer tubo de transferencia de calor es mayor en cantidad de intercambio de calor que el segundo tubo de transferencia de calor. El tubo de ramificación incluye una primera trayectoria de flujo que conecta el primer extremo y el tercer extremo, y una segunda trayectoria de flujo que conecta el segundo extremo y el tercer extremo, y la primera trayectoria de flujo es más corta que la segunda trayectoria de flujo. La primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo tienen una relación de longitud correspondiente a una relación de cantidad de intercambio de calor entre el primer tubo de transferencia de calor y el segundo tubo de transferencia de calor.
En el intercambiador de calor según la presente invención, la primera trayectoria de flujo es más corta que la segunda trayectoria de flujo. Por consiguiente, un refrigerante que fluye en la primera trayectoria de flujo recibe una pérdida de presión menor que una pérdida de presión recibida por un refrigerante que fluye en la segunda trayectoria de flujo. El refrigerante que fluye al interior del primer tubo de transferencia de calor a través del tubo de ramificación es, por tanto, mayor en caudal que el refrigerante que fluye al interior del segundo tubo de transferencia de calor a través del tubo de ramificación.
Como resultado, incluso cuando el primer tubo de transferencia de calor es mayor en cantidad de intercambio de calor que el segundo tubo de transferencia de calor, se suprime el aumento en la diferencia entre un grado de sobrecalentamiento generado en el primer tubo de transferencia de calor y un grado de sobrecalentamiento generado en el segundo tubo de transferencia de calor. Esto inhibe el deterioro en el rendimiento del intercambiador de calor debido a la diferencia en el grado de sobrecalentamiento entre el primer tubo de transferencia de calor y el segundo tubo de transferencia de calor.
El intercambiador de calor puede suprimir así el aumento en el coste de producción adoptando el tubo de ramificación estructurado de manera simple, así como lograr una mejora en el rendimiento.
Un intercambiador de calor según un segundo aspecto es el intercambiador de calor según el primer aspecto, en el que el primer tubo de transferencia de calor está dispuesto a barlovento del segundo tubo de transferencia de calor.
Un intercambiador de calor según un tercer aspecto es el intercambiador de calor según el primer o segundo aspecto, e incluye además un tercer tubo de transferencia de calor conectado al tercer extremo.
Un intercambiador de calor según un cuarto aspecto es el intercambiador de calor según el tercer aspecto, en el que el tercer tubo de transferencia de calor está dispuesto a barlovento del primer tubo de transferencia de calor.
En el intercambiador de calor según la presente invención, la cantidad del refrigerante que fluye fuera del primer extremo y la cantidad del refrigerante que fluye fuera del segundo extremo se determinan según la pérdida de presión recibida por el refrigerante en la primera trayectoria de flujo y la pérdida de presión recibida por el refrigerante que fluye en la segunda trayectoria de flujo. Por consiguiente, se determina una relación entre la cantidad del refrigerante que fluye al interior del primer tubo de transferencia de calor y la cantidad del refrigerante que fluye al interior del segundo tubo de transferencia de calor según la relación de longitud entre la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo.
En un caso a modo de ejemplo donde la relación de longitud entre la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo es igual a la relación de cantidad de intercambio de calor entre el primer tubo de transferencia de calor y el segundo tubo de transferencia de calor, el tubo de ramificación puede disminuir la diferencia en el grado de sobrecalentamiento entre una unidad de intercambio de calor central y una unidad de intercambio de calor a sotavento, para la provisión de un intercambiador de calor que ejerce un rendimiento más alto.
Un intercambiador de calor según un quinto aspecto es el intercambiador de calor según uno cualquiera de los aspectos primero a cuarto, en el que el tubo de ramificación incluye una porción en U, y una porción de flujo de entrada que tiene un extremo conectado a la porción en U. La porción en U incluye una porción doblada, una primera porción lineal y una segunda porción lineal. La porción doblada se dobla para que tenga un radio predeterminado. La primera porción lineal se extiende linealmente desde un extremo de la porción doblada. La segunda porción lineal se extiende linealmente desde el otro extremo de la porción doblada. La primera porción lineal tiene un extremo alejado de la porción doblada, y el extremo corresponde al primer extremo. La segunda porción lineal tiene un extremo alejado de la porción doblada, y el extremo corresponde al segundo extremo. La porción de flujo de entrada tiene el extremo conectado a la primera porción lineal, y el otro extremo correspondiente al tercer extremo. La primera trayectoria de flujo incluye la porción de flujo entrada y parte de la primera porción lineal. La segunda trayectoria de flujo incluye la porción de flujo de entrada, parte de la porción doblada y la segunda porción lineal.
En el intercambiador de calor según la presente divulgación, el tubo de ramificación está estructurado de manera simple para incluir la porción en U y la porción de flujo de entrada y, por tanto, puede producirse a bajo coste. La primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo pueden ajustarse fácilmente en longitud cambiando una posición de unión de la porción de flujo de entrada a la porción en U.
Un intercambiador de calor según un sexto aspecto es el intercambiador de calor según el quinto aspecto, e incluye además una tercera porción lineal que se extiende linealmente desde un punto conectado a la primera porción lineal. En un plano que incluye un eje central de la primera porción lineal y un eje central de la tercera porción lineal, entre los ángulos formados entre el eje central de la tercera porción lineal y el eje central de la primera porción lineal, un ángulo adyacente al primer extremo es de 90 grados o más y 135 grados o menos.
Cuando el ángulo formado entre el eje central de la tercera porción lineal y el eje central de la primera porción lineal está dentro de este intervalo, en comparación con un caso donde el ángulo es menor de 90 grados, el refrigerante que pasa por la primera trayectoria de flujo fluye más suavemente desde la porción de flujo de entrada al interior de la primera porción lineal. Esto garantiza un mayor caudal del refrigerante que fluye al interior del primer tubo de transferencia de calor, para proporcionar un intercambiador de calor que ejerce un mayor rendimiento.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama de configuración esquemático de un acondicionador 1 de aire.
La FIG. 2 es una vista en perspectiva externa esquemática de una unidad 2 de fuente de calor.
La FIG. 3 es una vista frontal esquemática de la unidad 2 de fuente de calor.
La FIG. 4 es una vista en planta esquemática de la unidad 2 de fuente de calor.
La FIG. 5 es una vista en perspectiva esquemática de un tubo 80 de ramificación y la periferia del mismo, que representa un estado unido a una unidad 50 de intercambio de calor.
La FIG. 6 es una vista en perspectiva esquemática de un tubo 80 de ramificación.
La FIG. 7 es una vista en sección del tubo 80 de ramificación según un ejemplo 1 de modificación, incluyendo el tubo 80 de ramificación una tercera porción lineal 82a.
Descripción de realizaciones
Un intercambiador de calor según la presente divulgación se aplica a modo de ejemplo como intercambiador de calor de un aparato de ciclo de refrigeración configurado para lograr un ciclo de refrigeración por compresión de vapor, aunque no está limitado en cuanto a su uso. En el presente documento, se describe con referencia a los dibujos un caso donde el intercambiador de calor según la presente divulgación se aplica como intercambiador 11 de calor de fuente de calor de un acondicionador 1 de aire que ejemplifica el aparato de ciclo de refrigeración. El acondicionador de aire meramente ejemplifica el aparato de ciclo de refrigeración. El intercambiador de calor según la presente divulgación puede aplicarse a un aparato de ciclo de refrigeración diferente tal como un refrigerador, un congelador, un proveedor de agua caliente o un calentador de suelo. A continuación en el presente documento, se hace una descripción inicialmente del acondicionador 1 de aire que incluye el intercambiador 11 de calor de fuente de calor. A continuación en el presente documento, se describen detalles del intercambiador 11 de calor de fuente de calor.
(1) Configuración del acondicionador de aire
El acondicionador 1 de aire se describirá con referencia a los dibujos. La FIG. 1 es un diagrama de configuración esquemático del acondicionador 1 de aire que incluye, como intercambiador 11 de calor de fuente de calor, un intercambiador de calor según una realización de la presente divulgación.
El acondicionador 1 de aire está configurado para lograr el ciclo de refrigeración por compresión de vapor para enfriar y calentar un espacio objetivo de acondicionamiento de aire. Los ejemplos del espacio objetivo de acondicionamiento de aire incluyen un espacio en un edificio tal como un edificio de oficinas, una instalación comercial o una residencia.
Como se representa en la FIG. 1, el acondicionador 1 de aire incluye principalmente una unidad 2 de fuente de calor, una unidad 3 de utilización, una tubería 4 de conexión de líquido-refrigerante, una tubería 5 de conexión de gas-refrigerante y una unidad 23 de control configurada para controlar los dispositivos que constituyen la unidad 2 de fuente de calor y la unidad 3 de utilización. La tubería 4 de conexión de líquido-refrigerante y la tubería 5 de conexión de gas-refrigerante son tuberías de conexión de refrigerante que conectan la unidad 2 de fuente de calor y la unidad 3 de utilización. En el acondicionador 1 de aire, la unidad 2 de fuente de calor y la unidad 3 de utilización están conectadas a través de las tuberías 4 y 5 de conexión de refrigerante para constituir un circuito 6 de refrigerante.
El acondicionador 1 de aire representado en la FIG. 1 incluye la única unidad 3 de utilización. El acondicionador 1 de aire puede incluir alternativamente una pluralidad de unidades 3 de utilización conectadas en paralelo a la unidad 2 de fuente de calor por las tuberías 4 y 5 de conexión de refrigerante. El acondicionador 1 de aire puede incluir, todavía alternativamente, una pluralidad de unidades 2 de fuente de calor. Además, el acondicionador 1 de aire puede ser de un tipo integral que incluye la unidad 2 de fuente de calor y la unidad 3 de utilización que están formadas integralmente entre sí.
Como se representa en la FIG. 1, la unidad 2 de fuente de calor incluye principalmente un acumulador 7, un compresor 8, un mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo, el intercambiador 11 de calor de fuente de calor, un mecanismo 12 de expansión, una válvula 13 de cierre del lado de líquido, una válvula 14 de cierre del lado de gas y un ventilador 15 de fuente de calor. Como se representa en la FIG. 1, la unidad 3 de utilización incluye principalmente un intercambiador 32 de calor de utilización y un ventilador 33 de utilización.
El acondicionador 1 de aire se describirá en cuanto a su comportamiento.
Durante la operación de enfriamiento, la unidad 23 de control controla el comportamiento del mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo para conmutar el circuito 6 de refrigerante a un estado donde el intercambiador 11 de calor de fuente de calor funciona como radiador de refrigerante (condensador) y el intercambiador 32 de calor de utilización funciona como evaporador de refrigerante. Específicamente, la unidad 23 de control controla el comportamiento del mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo para hacer que un tubo 17 de succión conectado a un lado de succión del compresor 8 se comunique con un segundo tubo 21 de refrigerante gaseoso que conecta el mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo y la válvula 14 de cierre del lado de gas. Además, la unidad 23 de control controla el comportamiento del mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo para hacer que un tubo 18 de descarga conectado a un lado de descarga del compresor 8 se comunique con un primer tubo 19 de refrigerante gaseoso que conecta el mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo y un lado de gas del intercambiador 11 de calor de fuente de calor (véanse las líneas continuas en el mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo en la FIG. 1). Durante la operación de enfriamiento, la unidad 23 de control hace funcionar el compresor 8, el ventilador 15 de fuente de calor y el ventilador 33 de utilización. Durante la operación de enfriamiento, la unidad 23 de control ajusta, según los valores de medición y similares de varios sensores, el compresor 8, el número de revoluciones de un motor de cada uno del ventilador 15 de fuente de calor y el ventilador 33 de utilización, y una válvula de expansión electrónica que ejemplifica el mecanismo 12 de expansión para que tenga un grado de apertura predeterminado.
Cuando la unidad 23 de control controla el comportamiento de diversos dispositivos en el acondicionador 1 de aire, un refrigerante gaseoso a baja presión en el ciclo de refrigeración se aspira al interior del compresor 8, se comprime para que tenga una alta presión en el ciclo de refrigeración y luego se descarga desde el compresor 8. El refrigerante gaseoso a alta presión descargado desde el compresor 8 se envía al intercambiador 11 de calor de fuente de calor a través del mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo. El refrigerante gaseoso a alta presión enviado al intercambiador 11 de calor de fuente de calor intercambia calor con aire que sirve como fuente de enfriamiento suministrado por el ventilador 15 de fuente de calor en el intercambiador 11 de calor de fuente de calor que funciona como radiador de refrigerante, para irradiar calor y entrar en un refrigerante líquido a alta presión. El refrigerante líquido a alta presión obtenido al irradiar calor en el intercambiador 11 de calor de fuente de calor se envía al mecanismo 12 de expansión a través de un tubo 20 de refrigerante líquido. En el mecanismo 12 de expansión, el refrigerante líquido a alta presión se descomprime para entrar en un refrigerante a baja presión en un estado bifásico gas-líquido. El refrigerante a baja presión en el estado bifásico gas-líquido obtenido por descompresión en el mecanismo 12 de expansión se envía al intercambiador 32 de calor de utilización a través del tubo 20 de refrigerante líquido, la válvula 13 de cierre del lado de líquido y la tubería 4 de conexión de líquido-refrigerante. El refrigerante a baja presión en el estado bifásico gas-líquido enviado al intercambiador 32 de calor de utilización intercambia calor que va a evaporarse, con aire suministrado al espacio objetivo de acondicionamiento de aire por el ventilador 33 de utilización en el intercambiador 32 de calor de utilización que funciona como evaporador de refrigerante. En este caso, el aire enfriado a través del intercambio de calor con el refrigerante se suministra al espacio objetivo de acondicionamiento de aire para enfriar el espacio objetivo de acondicionamiento de aire. Un refrigerante gaseoso a baja presión obtenido por evaporación en el intercambiador 32 de calor de utilización se aspira de nuevo al compresor 8 a través de la tubería 5 de conexión de refrigerante gaseoso, la válvula 14 de cierre del lado de gas, el mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo y el acumulador 7.
Durante la operación de calentamiento, la unidad 23 de control controla el comportamiento del mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo para conmutar el circuito 6 de refrigerante a un estado donde el intercambiador 11 de calor de fuente de calor funciona como evaporador de refrigerante y el intercambiador 32 de calor de utilización funciona como radiador de refrigerante (condensador). Específicamente, la unidad 23 de control controla el comportamiento del mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo para hacer que el tubo 17 de succión se comunique con el primer tubo 19 de refrigerante gaseoso y hacer que el tubo 18 de descarga se comunique con el segundo tubo 21 de refrigerante gaseoso (véanse las líneas discontinuas en el mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo en la FIG. 1). Durante la operación de calentamiento, la unidad 23 de control hace funcionar el compresor 8, el ventilador 15 de fuente de calor y el ventilador 33 de utilización. Durante la operación de calentamiento, la unidad 23 de control ajusta, según los valores de medición y similares de varios sensores, el compresor 8, el número de revoluciones del motor de cada uno del ventilador 15 de fuente de calor y el ventilador 33 de utilización, y la válvula de expansión electrónica que ejemplifica el mecanismo 12 de expansión para que tenga un grado de apertura predeterminado.
Cuando la unidad 23 de control controla el comportamiento de varios dispositivos en el acondicionador 1 de aire de esta manera, el refrigerante gaseoso a baja presión en el ciclo de refrigeración se aspira al interior del compresor 8, se comprime para que tenga una alta presión en el ciclo de refrigeración y luego se descarga desde el compresor 8. El refrigerante gaseoso a alta presión descargado desde el compresor 8 se envía al intercambiador 32 de calor de utilización a través del mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo, la válvula 14 de cierre del lado de gas y la tubería 5 de conexión de refrigerante gaseoso. El refrigerante gaseoso a alta presión enviado al intercambiador 32 de calor de utilización intercambia calor con el aire suministrado al espacio objetivo de acondicionamiento de aire por el ventilador 33 de utilización en el intercambiador 32 de calor de utilización que funciona como radiador de refrigerante (condensador) para irradiar calor y entrar en un refrigerante líquido a alta presión. En este caso, el aire calentado a través del intercambio de calor con el refrigerante se suministra al espacio objetivo de acondicionamiento de aire para calentar el espacio objetivo de acondicionamiento de aire. El refrigerante líquido a alta presión obtenido al irradiar calor en el intercambiador 32 de calor de utilización se envía al mecanismo 12 de expansión a través de la tubería 4 de conexión de líquido-refrigerante, la válvula 13 de cierre del lado de líquido y el tubo 20 de refrigerante líquido. El refrigerante enviado al mecanismo 12 de expansión se descomprime por el mecanismo 12 de expansión para entrar en un refrigerante de baja presión en el estado bifásico gas-líquido. El refrigerante a baja presión en el estado bifásico gas-líquido obtenido por descompresión en el mecanismo 12 de expansión se envía al intercambiador 11 de calor de fuente de calor a través del tubo 20 de refrigerante líquido. El refrigerante a baja presión en el estado bifásico gas-líquido enviado al intercambiador 11 de calor de fuente de calor intercambia calor con aire que sirve como fuente de calor suministrado por el ventilador 15 de fuente de calor en el intercambiador 11 de calor de fuente de calor que funciona como evaporador de refrigerante que va a evaporarse y entrar en un refrigerante gaseoso a baja presión. El refrigerante a baja presión obtenido por evaporación en el intercambiador 11 de calor de fuente de calor se aspira de nuevo al interior del compresor 8 a través del mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo y el acumulador 7.
(2) Configuración de la unidad de fuente de calor
La unidad 2 de fuente de calor se describirá a continuación en cuanto a su forma, estructura y similares.
La FIG. 2 es una vista en perspectiva externa esquemática de la unidad 2 de fuente de calor. La FIG. 3 es una vista frontal esquemática de la unidad 2 de fuente de calor (excluyendo los componentes constituyentes del circuito de refrigerante distintos del intercambiador 11 de calor de fuente de calor). La FIG. 4 es una vista en planta esquemática de la unidad 2 de fuente de calor (excluyendo un módulo 44 de ventilador que se describirá más adelante y los componentes constituyentes del circuito de refrigerante distintos del intercambiador 11 de calor de fuente de calor).
La siguiente descripción puede incluir expresiones tales como “arriba”, “abajo”, “izquierda”, “derecha”, “frontal”, “posterior”, “superficie frontal” y “superficie posterior” para indicar direcciones y relaciones posicionales. Las direcciones indicadas por estas expresiones siguen direcciones de flechas en los dibujos a menos que se especifique lo contrario.
La unidad 2 de fuente de calor es una unidad de intercambio de calor de un tipo de soplado hacia arriba configurada para aspirar aire a través de una superficie lateral de una carcasa 40 y enviar aire hacia fuera a través de una superficie superior de la carcasa 40.
La unidad 2 de fuente de calor incluye principalmente la carcasa 40 que tiene una forma de caja paralelepípeda sustancialmente rectangular, y los componentes constituyentes del circuito de refrigerante que constituyen parte del circuito 6 de refrigerante. Los componentes constituyentes del circuito de refrigerante incluyen el acumulador 7, el compresor 8, el intercambiador 11 de calor de la fuente de calor, el mecanismo 10 de conmutación de dirección de flujo, el mecanismo 12 de expansión, la válvula 13 de cierre del lado de líquido, la válvula 14 de cierre del lado de gas y similares. El ventilador 15 de fuente de calor y los componentes constituyentes del circuito refrigerante se alojan en la carcasa 40.
(2-1) Carcasa
La carcasa 40 incluye principalmente un par de patas 41 de instalación que se extienden transversalmente, un bastidor inferior 42 que abarca el par de patas 41 de instalación, un pilar 43, el módulo 44 de ventilador y un panel lateral 45. El pilar 43 se extiende verticalmente desde una esquina del bastidor inferior 42. El módulo 44 de ventilador está unido a un extremo superior del pilar 43. El panel lateral 45 es un miembro en forma de placa. El panel lateral 45 está dispuesto para cubrir una superficie frontal y una porción lateral frontal de una superficie lateral izquierda de la unidad 2 de fuente de calor.
El bastidor inferior 42 constituye una superficie inferior de la carcasa 40. El bastidor inferior 42 está provisto en el mismo del intercambiador 11 de calor de fuente de calor, el compresor 8, el acumulador 7, y similares.
El panel lateral 45 es un miembro en forma de placa que se extiende verticalmente desde el bastidor inferior 42 hasta el módulo 44 de ventilador. El panel lateral 45 está situado aproximadamente para no estar orientado hacia una unidad 50 de intercambio de calor que se describirá más adelante, del intercambiador 11 de calor de fuente de calor. El panel lateral 45 incluye un panel frontal 45a dispuesto en la superficie frontal y un panel lateral izquierdo 45b dispuesto en la superficie lateral izquierda.
El panel frontal 45a se extiende transversalmente desde una posición adyacente a un extremo derecho 50R de la unidad 50 de intercambio de calor que se describirá más adelante hasta una esquina frontal izquierda de la unidad 2 de fuente de calor.
El panel lateral izquierdo 45b se extiende de manera anteroposterior desde la esquina frontal izquierda de la unidad 2 de fuente de calor hasta una posición adyacente a un extremo izquierdo 50L de la unidad 50 de intercambio de calor.
El módulo 44 de ventilador está dispuesto por encima del intercambiador 11 de calor de fuente de calor (en la carcasa 40). El módulo 44 de ventilador es un conjunto que incluye una caja paralelepípeda sustancialmente rectangular que tiene caras superior e inferior abiertas y el ventilador 15 de fuente de calor alojado en la caja. El módulo 44 de ventilador tiene una abertura superior que sirve como puerto 40b de expulsión de aire de la carcasa 40. El puerto 40b de expulsión de aire está provisto de una rejilla 46 de expulsión. El ventilador 15 de fuente de calor está dispuesto para orientarse hacia el puerto 40b de expulsión de aire en la carcasa 40. Como se indica por flechas en la FIG. 3 y la FIG. 4, el ventilador 15 de fuente de calor importa aire al interior de la carcasa 40 a través de un puerto 40a de admisión de aire en la superficie lateral de la carcasa 40 y descarga aire a través del puerto 40b de expulsión de aire.
El puerto 40a de admisión de aire se proporciona en la superficie lateral (en este caso, cada una de una superficie frontal, una superficie posterior y superficies laterales derecha e izquierda) de la caja 40, y el puerto 40b de expulsión de aire se proporciona en la superficie superior. Como se indica por las flechas en la FIG. 3 y la FIG. 4, el aire que ha pasado por el puerto 40a de admisión de aire se importa desde el exterior al interior de la carcasa 40 por un flujo de aire generado por el ventilador 15 de fuente de calor alojado en el módulo 44 de ventilador. Los puertos 40a de admisión de aire incluyen un puerto 40a1 de admisión de aire proporcionado en la superficie frontal, un puerto 40a2 de admisión de aire proporcionado en una superficie lateral derecha, un puerto 40a3 de admisión de aire proporcionado en la superficie trasera y un puerto 40a4 de admisión de aire proporcionado en una superficie lateral izquierda.
(2-2) Intercambiador de calor de fuente de calor
El intercambiador 11 de calor de fuente de calor está configurado para provocar el intercambio de calor entre un refrigerante y el aire exterior. El intercambiador 11 de calor de fuente de calor es un intercambiador de calor de aleta y tubo de tipo aleta cruzada. El intercambiador 11 de calor de fuente de calor incluye tres unidades 50 de intercambio de calor, una pluralidad de tubos 80 de ramificación y un tubo 90 en U. El intercambiador 11 de calor de fuente de calor es un intercambiador de calor a modo de ejemplo. Las unidades 50 de intercambio de calor, los tubos 80 de ramificación y el tubo 90 en U están hechos de aluminio o una aleación de aluminio, y se unen mediante soldadura fuerte.
El intercambiador 11 de calor de fuente de calor está formado en una forma sustancialmente cuadrangular en una vista plana para seguir las superficies laterales de la carcasa 40 (véase la FIG. 4). Sin embargo, la unidad 2 de fuente de calor no está provista, en un lado frontal excepto una porción derecha y en un lado frontal izquierdo, de las unidades 50 de intercambio de calor del intercambiador 11 de calor de fuente de calor que está formado en una forma sustancialmente cuadrangular con una porción ausente (una porción frontal izquierda).
(2-2-1) Unidad de intercambio de calor
Las unidades 50 de intercambio de calor incluyen una unidad 50a de intercambio de calor a barlovento, una unidad 50b de intercambio de calor central y una unidad 50c de intercambio de calor a sotavento. A continuación en el presente documento, la unidad 50a de intercambio de calor a barlovento, la unidad 50b de intercambio de calor central y la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento también se denominarán colectivamente unidades 50 de intercambio de calor.
Cada una de las unidades 50 de intercambio de calor está constituida por una pluralidad de tubos 52 de transferencia de calor que se extienden horizontalmente para que tenga una forma predeterminada. Específicamente, la unidad 50a de intercambio de calor a barlovento está constituida por una pluralidad de tubos 52a de transferencia de calor, la unidad 50b de intercambio de calor central está constituida por una pluralidad de tubos 52b de transferencia de calor y la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento está constituida por una pluralidad de tubos 52c de transferencia de calor. A continuación en el presente documento, los tubos 52a, 52b y 52c de transferencia de calor también se denominarán colectivamente tubos 52 de transferencia de calor.
Los tubos 52 de transferencia de calor están formados cada uno en una forma sustancialmente cuadrangular que tiene cada lado siguiendo las superficies laterales de la carcasa 40 en una vista plana, y parcialmente ausente en el lado frontal excepto la porción derecha y en el lado frontal izquierdo de la unidad 2 de fuente de calor. Los tubos 52 de transferencia de calor de cada una de las unidades 50 de intercambio de calor se proporcionan para que tengan un número predeterminado a lo largo de una dirección de columna como una dirección normal.
La unidad 50a de intercambio de calor a barlovento, la unidad 50b de intercambio de calor central y la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento están alineadas en una dirección del flujo de aire generado por el ventilador 15 de fuente de calor. La dirección del flujo de aire generado por el ventilador 15 de fuente de calor indica una dirección de flujo de aire (en una vista plana) cuando las unidades 50 de intercambio de calor se observan desde arriba. Las unidades 50 de intercambio de calor están dispuestas en el orden de la unidad 50a de intercambio de calor a barlovento, la unidad 50b de intercambio de calor central y la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento desde un lado a barlovento en la dirección del flujo de aire generado por el ventilador 15 de fuente de calor. En otras palabras, la unidad 50a de intercambio de calor a barlovento está dispuesta fuera de la unidad 50b de intercambio de calor central para rodear la unidad 50b de intercambio de calor central en una vista plana. La unidad 50b de intercambio de calor central está dispuesta fuera de la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento para rodear la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento en una vista plana.
De esta manera, en cada una de las unidades 50 de intercambio de calor, los tubos 52 de transferencia de calor están dispuestos para que tengan múltiples columnas en la dirección normal (dirección de columna), y para que tengan múltiples filas (tres filas en este caso) en una dirección de ventilación de aire (dirección de fila).
Las unidades 50 de intercambio de calor están dispuestas como se ha descrito anteriormente, y el ventilador 15 de fuente de calor genera así el flujo de aire de manera que la unidad 50a de intercambio de calor a barlovento es mayor en cantidad de intercambio de calor que la unidad 50b de intercambio de calor central y la unidad 50b de intercambio de calor central es mayor en cantidad de intercambio de calor que la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento.
Los tubos 52 de transferencia de calor están soportados por una pluralidad de aletas 50d para que tengan un hueco predeterminado entre las mismas en la dirección normal. Las aletas 50d están provistas cada una de un orificio (no representado) para recibir el tubo 52 de transferencia de calor. La pluralidad de aletas 50d está alineada para ser perpendicular a una dirección horizontal y tener un hueco predeterminado entre las mismas en una dirección de extensión de los tubos 52 de transferencia de calor. Los tubos 52 de transferencia de calor se insertan en los orificios proporcionados en las aletas 50d para que se soporten por las aletas 50d. Para un intercambio de calor eficaz entre el refrigerante y el aire exterior, los tubos 52 de transferencia de calor están dispuestos en la dirección normal de manera que los ejes centrales de los tubos 52 de transferencia de calor de las unidades 50 de intercambio de calor no se superpongan entre sí cuando se observan en la dirección horizontal. La FIG. 4 representa solo parte de la pluralidad de aletas 50d por conveniencia.
Cada una de las unidades 50 de intercambio de calor tiene tuberías dispuestas en el extremo derecho 50R y el extremo izquierdo 50L para permitir que el refrigerante entrante fluya en la dirección normal mientras serpentea en los tubos 52 de transferencia de calor. El extremo derecho 50R de la unidad 50 de intercambio de calor está situado en una porción derecha de la superficie frontal de la unidad 2 de fuente de calor en una vista plana. El extremo izquierdo 50L de la unidad 50 de intercambio de calor está situado en una porción frontal de una superficie izquierda de la unidad 2 de fuente de calor en una vista plana. Más específicamente, los tubos 52 de transferencia de calor tienen extremos derechos 52R situados en el extremo derecho 50R y provistos de una pluralidad de tubos 90 en U. Los tubos 52 de transferencia de calor tienen extremos izquierdos 52L situados en el extremo izquierdo 50L y provistos de una pluralidad de tubos 80 de ramificación.
Cada uno de los tubos 90 en U conecta un extremo derecho 52bR del tubo 52b de transferencia de calor y un extremo derecho 52cR del tubo 52c de transferencia de calor en una columna predeterminada con un extremo derecho 52aR del tubo 52a de transferencia de calor en una columna inmediatamente superior. Durante la operación de calentamiento del acondicionador 1 de aire, el refrigerante que fluye fuera del extremo derecho 52bR del tubo 52b de transferencia de calor y el extremo derecho 52cR del tubo 52c de transferencia de calor en la columna predeterminada pasa por el tubo 90 en U para fluir al interior de la unidad 50a de intercambio de calor a barlovento en la columna inmediatamente superior.
Cada uno de los tubos 80 de ramificación conecta un extremo izquierdo 52aL del tubo 52a de transferencia de calor en una columna predeterminada con un extremo izquierdo 52bL del tubo 52b de transferencia de calor y un extremo izquierdo 52cL del tubo 52c de transferencia de calor en la columna idéntica. El tubo 80 de ramificación se describirá en detalle más adelante.
Los tubos 52a de transferencia de calor que constituyen la unidad 50a de intercambio de calor a barlovento ejemplifican cada uno un tercer tubo de transferencia de calor. Los tubos 52b de transferencia de calor que constituyen la unidad 50b de intercambio de calor central ejemplifican cada uno un primer tubo de transferencia de calor. Los tubos 52c de transferencia de calor que constituyen la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento ejemplifican cada uno un segundo tubo de transferencia de calor.
(2-2-2) Tubo de ramificación
El tubo 80 de ramificación ramifica el refrigerante que fluye fuera del tubo 52a de transferencia de calor de la unidad 50a de intercambio de calor a barlovento para entrar en el tubo 52b de transferencia de calor de la unidad 50b de intercambio de calor central y el tubo 52c de transferencia de calor de la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento. El tubo 80 de ramificación tiene tres extremos que incluyen un primer extremo 80a, un segundo extremo 80b y un tercer extremo 80c, y estos extremos están conectados entre sí.
La FIG. 5 es una vista en perspectiva esquemática de los tubos 80 de ramificación y la periferia de los mismos, que representa un estado unido a la unidad 50 de intercambio de calor. La FIG. 6 es una vista en perspectiva esquemática del tubo 80 de ramificación.
El tubo 80 de ramificación incluye una porción 81 en U y una porción 82 de flujo de entrada. La porción 81 en U y la porción 82 de flujo de entrada son tuberías idénticas en diámetro interno y de forma diferente.
La porción 81 en U divide el refrigerante que fluye desde la porción 82 de flujo de entrada en dos flujos para entrar en el tubo 52b de transferencia de calor y el tubo 52c de transferencia de calor. La porción 81 en U incluye una porción doblada 81a, una primera porción lineal 81b y una segunda porción lineal 81c.
La porción doblada 81a se dobla para que tenga un radio predeterminado. La primera porción lineal 81b se extiende linealmente desde un extremo de la porción doblada 81 a para que tenga una longitud predeterminada. La segunda porción lineal 81c se extiende linealmente desde el otro extremo de la porción doblada 81a para que tenga una longitud predeterminada. El primer extremo 80a es un extremo alejado de la porción doblada 81a, de la primera porción lineal 81b. El segundo extremo 80b es un extremo alejado de la porción doblada 81a, de la segunda porción lineal 81c.
La porción 82 de flujo de entrada permite que el refrigerante fluya fuera del tubo 52a de transferencia de calor de la unidad 50a de intercambio de calor a barlovento para fluir al interior de la porción 81 en U. La porción 82 de flujo de entrada tiene un primer extremo conectado a la primera porción lineal 81 b. El tercer extremo 80c es un extremo alejado de la primera porción lineal 81b, de la porción 82 de flujo de entrada.
El tubo 80 de ramificación tiene trayectorias de flujo que tienen flujos del refrigerante e incluyen una primera trayectoria de flujo C1 y una segunda trayectoria de flujo C2. La primera trayectoria de flujo C1 conecta el primer extremo 80a y el tercer extremo 80c, e incluye entre ellos la porción 82 de flujo de entrada y parte de la primera porción lineal 81b. La primera trayectoria de flujo C1 está representada en la FIG. 6 por líneas de rayas y dos puntos. La segunda trayectoria de flujo C2 conecta el segundo extremo 80b y el tercer extremo 80c, e incluye entre ellos la porción 82 de flujo de entrada, parte de la porción doblada 81a y la segunda porción lineal 81c. La segunda trayectoria de flujo C2 está representada por líneas discontinuas en la FIG. 6. El tubo 80 de ramificación está formado de manera que la primera trayectoria de flujo C1 sea más corta que la segunda trayectoria de flujo C2.
La primera trayectoria de flujo C1 y la segunda trayectoria de flujo C2 en el tubo 80 de ramificación pueden formarse para que tengan una relación de longitud correspondiente a una relación de cantidad de intercambio de calor entre el tubo 52b de transferencia de calor y el tubo 52c de transferencia de calor conectados al tubo 80 de ramificación. Por ejemplo, la relación de longitud entre la primera trayectoria de flujo C1 y la segunda trayectoria de flujo C2 puede ser igual a la relación de cantidad de intercambio de calor entre el tubo 52b de transferencia de calor y el tubo 52c de transferencia de calor conectados al tubo 80 de ramificación.
El tubo 80 de ramificación conecta el extremo izquierdo 52aL del tubo 52a de transferencia de calor con el extremo izquierdo 52bL del tubo 52b de transferencia de calor y un extremo izquierdo 52cL del tubo 52c de transferencia de calor dispuesto en la columna idéntica. Más específicamente, el primer extremo 80a del tubo 80 de ramificación está conectado al extremo izquierdo 52bL del tubo 52b de transferencia de calor. Además, el segundo extremo 80b del tubo 80 de ramificación está conectado al extremo izquierdo 52cL del tubo 52c de transferencia de calor. Además, el tercer extremo 80c del tubo 80 de ramificación está conectado al extremo izquierdo 52aL del tubo 52a de transferencia de calor.
(3) Flujo de refrigerante en el intercambiador de calor de fuente de calor
El refrigerante fluye como sigue en el intercambiador 11 de calor de fuente de calor.
Cuando el acondicionador 1 de aire ejecuta la operación de calentamiento y el intercambiador 11 de calor de fuente de calor funciona como evaporador de refrigerante, un refrigerante en el estado bifásico gas-líquido fluye desde el tubo 20 de refrigerante líquido al interior del tubo 52 de transferencia de calor en la columna más baja. En este caso, el tubo de transferencia de calor que recibe el refrigerante puede ser el tubo 52b de transferencia de calor de la unidad 50b de intercambio de calor central o el tubo 52c de transferencia de calor de la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento. El refrigerante que fluye desde el extremo izquierdo 52L al interior del tubo 52 de transferencia de calor fluye en el tubo 52 de transferencia de calor hasta el extremo derecho 52R, luego pasa por el tubo 90 en U y fluye al interior de un extremo derecho 52aR del tubo 52a de transferencia de calor de la unidad 50a de intercambio de calor a barlovento dispuesta en la columna inmediatamente superior. El refrigerante que fluye al interior del tubo 52a de transferencia de calor fluye hasta el extremo izquierdo 52aL, luego pasa por el tercer extremo 80c y fluye al interior de la porción 82 de flujo de entrada del tubo 80 de ramificación.
El refrigerante que fluye al interior del tubo 80 de ramificación pasa por la porción 82 de flujo de entrada y luego fluye al interior de la porción 81 en U para ramificarse. El refrigerante que fluye al interior del tubo 80 de ramificación se divide, por tanto, en el refrigerante que fluye en la primera trayectoria de flujo C1 y el refrigerante que fluye en la segunda trayectoria de flujo C2. Específicamente, el refrigerante que fluye en la primera trayectoria de flujo C1 pasa por la porción 82 de flujo de entrada, fluye al interior de la primera porción lineal 81b y fluye fuera del primer extremo 80a. El refrigerante que fluye fuera del primer extremo 80a fluye al interior del tubo 52b de transferencia de calor de la unidad 50b de intercambio de calor central. El refrigerante que fluye en la segunda trayectoria de flujo C2 pasa por la porción 82 de flujo de entrada, fluye al interior de la porción doblada 81a, luego pasa por la segunda porción lineal 81c y fluye fuera del segundo extremo 80b. El refrigerante que fluye fuera del segundo extremo 80b fluye al interior del tubo 52c de transferencia de calor de la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento. En otras palabras, el refrigerante que fluye desde el tubo 52a de transferencia de calor al interior del tubo 80 de ramificación pasa por el tubo 80 de ramificación y luego fluye al interior de los tubos 52b y 52c de transferencia de calor en la columna idéntica con el tubo 52a de transferencia de calor.
El refrigerante que fluye al interior de los tubos 52b y 52c de transferencia de calor fluye hacia los extremos derechos 50bR y 50cR, luego pasa por el tubo 90 en U y fluye al interior del tubo 52a de transferencia de calor en la columna superior inmediata. El refrigerante que fluye al interior del tubo 52a de transferencia de calor fluye en el tubo 52a de transferencia de calor hasta el extremo izquierdo 52aL, luego fluye al interior del tubo 80 de ramificación conectado al extremo izquierdo 52aL, y fluye de nuevo al interior de los tubos 52b y 52c de transferencia de calor en la columna idéntica con el tubo 52a de transferencia de calor.
Como se ha descrito anteriormente, el refrigerante que fluye desde el tubo 20 de refrigerante líquido al interior de la unidad 50 de intercambio de calor fluye hacia arriba mientras serpentea en el tubo 52 de transferencia de calor. El refrigerante fluye entonces fuera del tubo 52a de transferencia de calor en la columna predeterminada, fluye al exterior del intercambiador 11 de calor de fuente de calor, y fluye al interior del primer tubo 19 de refrigerante gaseoso.
(4) Características
(4-1)
El intercambiador 11 de calor de fuente de calor según la presente divulgación incluye la unidad 50b de intercambio de calor central (el primer tubo de transferencia de calor), la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento (segundo tubo de transferencia de calor) y el tubo 80 de ramificación. El tubo 80 de ramificación tiene el primer extremo 80a conectado a un extremo de la unidad 50b de intercambio de calor central, el segundo extremo 80b conectado a un extremo de la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento y el tercer extremo 80c. El tubo 80 de ramificación conecta el primer extremo 80a, el segundo extremo 80b y el tercer extremo 80c entre sí. La unidad 50b de intercambio de calor central es mayor en cantidad de intercambio de calor que la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento. El tubo 80 de ramificación incluye la primera trayectoria de flujo C1 que conecta el primer extremo 80a y el tercer extremo 80c, y la segunda trayectoria de flujo C2 que conecta el segundo extremo 80b y el tercer extremo 80c, y la primera trayectoria de flujo C1 es más corta que la segunda trayectoria de flujo C2.
En el intercambiador 11 de calor de fuente de calor, la primera trayectoria de flujo C1 es más corta que la segunda trayectoria de flujo C2. Por consiguiente, el refrigerante que fluye en la primera trayectoria de flujo C1 recibe una pérdida de presión menor que una pérdida de presión recibida por el refrigerante que fluye en la segunda trayectoria de flujo C2. El refrigerante que fluye al interior del tubo 52b de transferencia de calor a través del tubo 80 de ramificación es, por tanto, mayor en caudal que el refrigerante que fluye al interior del tubo 52c de transferencia de calor a través del tubo 80 de ramificación.
Como resultado, incluso cuando el tubo 52b de transferencia de calor es mayor en cantidad de intercambio de calor que el tubo 52c de transferencia de calor, se suprime el aumento de la diferencia entre un grado de sobrecalentamiento generado en el tubo 52b de transferencia de calor y un grado de sobrecalentamiento generado en el tubo 52c de transferencia de calor. Esto inhibe el deterioro en el rendimiento del intercambiador 11 de calor de fuente de calor debido a la diferencia en el grado de sobrecalentamiento entre el tubo 52b de transferencia de calor y el tubo 52c de transferencia de calor.
El intercambiador 11 de calor de fuente de calor puede suprimir así el aumento en el coste de producción adoptando el tubo 80 de ramificación estructurado de manera simple, así como lograr una mejora en el rendimiento.
(4-2)
En el intercambiador 11 de calor de fuente de calor, la primera trayectoria de flujo C1 y la segunda trayectoria de flujo C2 en el tubo 80 de ramificación pueden formarse para que tengan una relación de longitud correspondiente a una relación de cantidad de intercambio de calor entre el tubo 52b de transferencia de calor y el tubo 52c de transferencia de calor conectados al tubo 80 de ramificación.
Como se ha descrito anteriormente, en el intercambiador 11 de calor de fuente de calor, la cantidad del refrigerante que fluye fuera del primer extremo 80a y la cantidad del refrigerante que fluye fuera del segundo extremo 80b se determinan según la pérdida de presión recibida por el refrigerante en la primera trayectoria de flujo C1 y la pérdida de presión recibida por el refrigerante que fluye en la segunda trayectoria de flujo C2. Por consiguiente, una relación entre la cantidad del refrigerante que fluye al interior del tubo 52b de transferencia de calor y la cantidad del refrigerante que fluye al interior del tubo 52c de transferencia de calor se determina según la relación de longitud entre la primera trayectoria de flujo C1 y la segunda trayectoria de flujo C2.
Por tanto, en un caso a modo de ejemplo donde la relación de longitud entre la primera trayectoria de flujo C1 y la segunda trayectoria de flujo C2 es igual a la relación de cantidad de intercambio de calor entre el tubo 52b de transferencia de calor y el tubo 52c de transferencia de calor conectados con el tubo 80 de ramificación, el tubo 80 de ramificación puede disminuir la diferencia en el grado de sobrecalentamiento entre el tubo 52b de transferencia de calor y el tubo 52c de transferencia de calor, para la provisión del intercambiador 11 de calor de fuente de calor que ejerce un mayor rendimiento.
(4-3)
En el intercambiador 11 de calor de fuente de calor, el tubo 80 de ramificación incluye la porción 81 en U y la porción 82 de flujo de entrada que tiene un extremo conectado a la porción 81 en U. La porción 81 en U incluye la porción doblada 81a, la primera porción lineal 81b y la segunda porción lineal 81c. La porción doblada 81a se dobla para que tenga el radio predeterminado. La primera porción lineal 81b se extiende linealmente desde un extremo de la porción doblada 81a. La segunda porción lineal 81c se extiende linealmente desde el otro extremo de la porción doblada 81 a. La primera porción lineal 81 b tiene un extremo alejado de la porción doblada 81a, y el extremo corresponde al primer extremo 80a. La segunda porción lineal 81c tiene un extremo alejado de la porción doblada 81 a, y el extremo corresponde al segundo extremo 80b. La porción 82 de flujo de entrada tiene el extremo conectado a la primera porción lineal 81 b, y el otro extremo correspondiente al tercer extremo 80c. La primera trayectoria de flujo C1 incluye la porción 82 de flujo de entrada y parte de la primera porción lineal 81b. La segunda trayectoria de flujo C2 incluye la porción 82 de flujo de entrada, parte de la porción doblada 81a y la segunda porción lineal 81c.
En el intercambiador 11 de calor de fuente de calor, el tubo 80 de ramificación está estructurado de manera simple para incluir la porción 81 en U y la porción 82 de flujo de entrada y, por tanto, puede producirse a bajo coste. La primera trayectoria de flujo C1 y la segunda trayectoria de flujo C2 pueden ajustarse fácilmente en longitud cambiando una posición de unión de la porción 82 de flujo de entrada a la porción 81 en U.
(5) Ejemplos de modificación
A continuación en el presente documento se hace una descripción de las modificaciones de la realización descrita anteriormente. Parte o la totalidad de uno cualquiera de los ejemplos de modificación puede combinarse con contenidos de uno diferente de los ejemplos de modificación dentro de un intervalo que no provoca inconsistencia entre los mismos.
(5-1) Ejemplo de modificación 1
La porción 82 de flujo de entrada puede incluir la tercera porción lineal 82a que se extiende linealmente desde un punto conectado a la primera porción lineal 81b. La FIG. 7 es una vista en sección del tubo 80 de ramificación según el ejemplo de modificación 1, incluyendo el tubo 80 de ramificación la tercera porción lineal 82a. La FIG.
7 es una vista en sección del tubo 80 de ramificación según el ejemplo de modificación 1, tomada a lo largo de un plano que incluye la primera porción lineal 81b y la tercera porción lineal 82a.
Cuando el tubo 80 de ramificación incluye la tercera porción lineal 82a, en un plano que incluye un eje central de la primera porción lineal 81b y un eje central de la tercera porción lineal 82a, entre ángulos formados entre el eje central de la tercera porción lineal 82a y el eje central de la primera porción lineal 81b, un ángulo 0 adyacente al primer extremo 80a es preferiblemente de 90 grados o más y 135 grados o menos.
Cuando el ángulo 0 está dentro del intervalo anterior, en comparación con un caso donde el ángulo 0 es menor de 90 grados, el refrigerante que pasa por la primera trayectoria de flujo C1 fluye más suavemente desde la porción 82 de flujo de entrada al interior de la primera porción lineal 81b. Esto garantiza un mayor caudal del refrigerante que fluye al interior del tubo 52b de transferencia de calor, para proporcionar el intercambiador 11 de calor de fuente de calor que ejerce un mayor rendimiento.
(5-2) Ejemplo de modificación 2
La descripción anterior se refiere al intercambiador 11 de calor de fuente de calor que tiene las tres filas constituidas por la unidad 50a de intercambio de calor a barlovento, la unidad 50b de intercambio de calor central y la unidad 50c de intercambio de calor a sotavento. El tubo 80 de ramificación puede aplicarse alternativamente a un intercambiador de calor constituido por unidades de intercambio de calor que forman dos filas.
(5-3) Ejemplo de modificación 3
La descripción anterior se refiere al caso a modo de ejemplo donde el tercer extremo 80c del tubo 80 de ramificación está conectado al tubo 52 de transferencia de calor de la unidad 50 de intercambio de calor. El tercer extremo 80c puede estar conectado alternativamente a un tubo distinto del tubo 52 de transferencia de calor.
Por ejemplo, el tercer extremo 80c puede estar conectado al primer tubo 19 de refrigerante gaseoso o al tubo 20 de refrigerante líquido, y el primer extremo 80a y el segundo extremo 80b pueden estar conectados a los tubos 52 de transferencia de calor diferentes en cantidad de intercambio de calor. El tubo 80 de ramificación puede diferenciar, por tanto, el caudal entre los refrigerantes que fluyen al interior de los dos tubos 52 de transferencia de calor a través del primer tubo 19 de refrigerante gaseoso o el tubo 20 de refrigerante líquido. Esto puede inhibir el deterioro en el rendimiento de la unidad 50 de intercambio de calor debido a la diferencia en la cantidad de intercambio de calor entre los dos tubos 52 de transferencia de calor.
(5-4) Ejemplo de modificación 4
La descripción anterior se refiere al intercambiador 11 de calor de fuente de calor que tiene la diferencia en la cantidad de intercambio de calor causada al disponer, en el lado de barlovento y el lado de sotavento, los dos tubos 52 de transferencia de calor conectados con el primer extremo 80a y el segundo extremo 80b del tubo 80 de ramificación. Sin embargo, la diferencia en la cantidad de intercambio de calor entre los dos tubos 52 de transferencia de calor no se limita debido a esta configuración. Por ejemplo, el tubo 80 de ramificación puede aplicarse a un intercambiador de calor que tiene una diferencia en la cantidad de intercambio de calor entre los dos tubos 52 de transferencia de calor debido a una diferencia en la velocidad del viento del aire que incide en los tubos 52 de transferencia de calor.
(5-5) Ejemplo de modificación 5
La descripción anterior ejemplifica el caso donde el tubo 80 de ramificación se aplica al intercambiador 11 de calor de fuente de calor. El tubo 80 de ramificación puede aplicarse alternativamente al intercambiador 32 de calor de utilización.
Las realizaciones de la presente divulgación se han descrito anteriormente. Deben estar disponibles diversas modificaciones en los modos y detalles sin apartarse del objeto y el alcance de la invención como se define por las reivindicaciones.
Lista de signos de referencia
1 acondicionador de aire
2 unidad de fuente de calor
3 unidad de utilización
11 intercambiador de calor de fuente de calor
23 unidad de control
32 intercambiador de calor de utilización
50 unidad de intercambio de calor
50a unidad de intercambio de calor a barlovento
50b unidad de intercambio de calor central
50c unidad de intercambio de calor a sotavento
52 tubo de transferencia de calor
52a tubo de transferencia de calor (tercer tubo de transferencia de calor) 52b tubo de transferencia de calor (primer tubo de transferencia de calor) 52c tubo de transferencia de calor (segundo tubo de transferencia de calor) 80 tubo de ramificación
80a primer extremo
80b segundo extremo
80c tercer extremo
81 Porción en U
81a porción doblada
81b primera porción lineal
81c segunda porción lineal
82 porción de flujo de entrada
82a tercera porción lineal
C1 primera trayectoria de flujo
C2 segunda trayectoria de flujo
Claims (6)
1. Un intercambiador (11) de calor que comprende:
un primer tubo (52b) de transferencia de calor;
un segundo tubo (52c) de transferencia de calor; y
un tubo (80) de ramificación que tiene un primer extremo (80a) conectado a un extremo del primer tubo de transferencia de calor, un segundo extremo (80b) conectado a un extremo del segundo tubo de transferencia de calor y un tercer extremo (80c), y que conecta el primer extremo, el segundo extremo y el tercer extremo entre sí, en donde
el primer tubo de transferencia de calor es mayor en cantidad de intercambio de calor que el segundo tubo de transferencia de calor,
el tubo de ramificación tiene una primera trayectoria de flujo (C1) que conecta el primer extremo y el tercer extremo, y una segunda trayectoria de flujo (C2) que conecta el segundo extremo y el tercer extremo, siendo la primera trayectoria de flujo más corta que la segunda trayectoria de flujo,
caracterizado por que
la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo tienen una relación de longitud correspondiente a una relación de cantidad de intercambio de calor entre el primer tubo de transferencia de calor y el segundo tubo de transferencia de calor.
2. El intercambiador de calor según la reivindicación 1, en donde
el primer tubo de transferencia de calor está dispuesto a barlovento del segundo tubo de transferencia de calor.
3. El intercambiador de calor según la reivindicación 1 o 2, que comprende además
un tercer tubo (52a) de transferencia de calor conectado al tercer extremo.
4. El intercambiador de calor según la reivindicación 3, en donde
el tercer tubo de transferencia de calor está dispuesto a barlovento del primer tubo de transferencia de calor.
5. Intercambiador de calor según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde
el tubo de ramificación incluye una porción (81) en U y una porción (82) de flujo de entrada que tiene un extremo conectado a la porción en U,
la porción en U comprende
una porción doblada (81a) doblada para que tenga un radio predeterminado, una primera porción lineal (81b) que se extiende linealmente desde un extremo de la porción doblada, y una segunda porción lineal (81c) que se extiende linealmente desde el otro extremo de la porción doblada,
la primera porción lineal tiene un extremo alejado de la porción doblada, correspondiendo el extremo al primer extremo,
la segunda porción lineal tiene un extremo alejado de la porción doblada, correspondiendo el extremo al segundo extremo,
la porción de flujo de entrada tiene
el extremo conectado a la primera porción lineal, y correspondiendo el otro extremo al tercer extremo, la primera trayectoria de flujo incluye
la porción de flujo de entrada y parte de la primera porción lineal, y
la segunda trayectoria de flujo incluye
la parte de flujo de entrada, parte de la porción doblada y la segunda porción lineal.
6. El intercambiador de calor según la reivindicación 5, en donde
la porción de flujo de entrada comprende
una tercera porción lineal (82a) que se extiende linealmente desde un punto conectado a la primera porción lineal, y
en un plano que incluye un eje central de la primera porción lineal y un eje central de la tercera porción lineal, entre los ángulos formados entre el eje central de la tercera porción lineal y el eje central de la primera porción lineal, un ángulo adyacente al primer extremo es de
90 grados o más y 135 grados o menos.
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