ES2544842T3 - Intercambiador de calor y acondicionador de aire - Google Patents

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ES2544842T3 ES12737143.3T ES12737143T ES2544842T3 ES 2544842 T3 ES2544842 T3 ES 2544842T3 ES 12737143 T ES12737143 T ES 12737143T ES 2544842 T3 ES2544842 T3 ES 2544842T3
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Yoshio Oritani
Hirokazu Fujino
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Abstract

Un intercambiador de calor que comprende: una primera tubería colectora (60) vertical y una segunda tubería colectora (70) vertical; una pluralidad de tubos (33) dispuesto cada uno sobre el otro de modo que las superficies laterales de los mismos se enfrenten entre sí, en el que cada uno se conecta a la primera tubería colectora (60) en un extremo y se conecta a la segunda tubería colectora (70) en el otro extremo, y en el que cada uno se forma con un paso (34) de refrigerante; en el que los tubos (33) se dividen para una zona de intercambio de calor superior (51) dividida en una pluralidad de partes de intercambio de calor dispuestas una sobre la otra, y una zona de intercambio de calor inferior (52) dividida en una o más partes de intercambio de calor dispuestas una sobre la otra, un espacio interior de la primera tubería colectora (60) se divide en un espacio superior (61) que es para refrigerante gas y que corresponde a la zona de intercambio de calor superior (51), y un espacio inferior (62) que es para refrigerante líquido y que corresponde a la zona de intercambio de calor inferior (52), en el espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60), se forman uno o más espacios de comunicación que corresponden respectivamente a una o más de las partes de intercambio de calor de modo que el uno o más espacios de comunicación sean tantos como la una o más partes de intercambio de calor, un espacio interior de la segunda tubería colectora (70) se divide de modo que se forman espacios de comunicación que corresponden respectivamente a las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) de modo que los espacios de comunicación sean tantos como las partes de intercambio de calor, y se forman uno o más espacios de comunicación que corresponden respectivamente a la una o más partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) de modo que el uno o más espacios de comunicación sean tantos como la una o más partes de intercambio de calor, y cada espacio de comunicación que corresponde a la zona de intercambio de calor superior (51) comunica con uno del uno o más espacios de comunicación correspondientes a la zona de intercambio de calor inferior (52) asociada, caracterizado porque los tubos (33) son planos, el intercambiador de calor comprende una pluralidad de aletas (36) configurada cada una para dividir parte del intercambiador de calor entre los adyacentes de los tubos planos (33) en una pluralidad de pasos (38) a través de los que se dispone el aire para fluir, en el que la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) se divide cada una en las partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a-52c) de modo que las partes de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51) sean tantas como la una o más partes de intercambio de calor (52a-52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52), el espacio interior de la segunda tubería colectora (70) se divide de modo que se forman algunos (71a, 71b, 71d, 71e) de los espacios de comunicación que corresponden respectivamente a algunas de las partes de intercambio de calor (51b, 51c, 52a, 52b) distintas a una más inferior (51a) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y una más superior (52c) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) de modo que los algunos (71a, 71b, 71d, 71e) de los espacios de comunicación sean tantos como las algunas partes de intercambio de calor (51b, 51c, 52a, 52b), y se forma el otro (71c) de los espacios de comunicación que corresponde tanto a la una más inferior (51a) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) como a la una más superior (52c) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52), y en la segunda tubería colectora (70), algunos (71d, 71e) de los espacios de comunicación que corresponden respectivamente a algunas de las partes de intercambio de calor (51b, 51c) distintas a la una más inferior (51a) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) está cada uno emparejado con uno de los otros (71a, 71b) de los espacios de comunicación asociados que corresponden respectivamente a algunas de las partes de intercambio de calor (52a, 52b) distintas a la más superior (52c) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52), y se proporciona una tubería de comunicación (72, 73) que conecta entre cada pareja de espacios de comunicación.

Description

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E12737143
06-08-2015
DESCRIPCIÓN
Intercambiador de calor y acondicionador de aire
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a un intercambiador de calor que incluye un par de tuberías colectoras y una pluralidad de tubos planos conectados a las tuberías colectoras y que se configura para intercambiar calor entre el fluido que fluye a través del tubo plano y el aire, y a un acondicionador de aire que incluye el intercambiador de calor.
Antecedentes
Convencionalmente, es conocido un intercambiador de calor, que incluye un par de tuberías colectoras y una pluralidad de tubos planos conectados a las tuberías colectoras. Los Documentos de Patente 1 y 2 desvelan los intercambiadores de calor de este tipo. Específicamente, en cada uno de los intercambiadores de calor descritos en los Documentos de Patente 1 y 2, las tuberías colectoras permanecen verticales en los extremos derecho e izquierdo del intercambiador de calor, respectivamente, y la pluralidad de tubos planos se dispone de modo que se extiendan desde la primera tubería colectora a la segunda tubería colectora. Más aún, cada uno de los intercambiadores de calor descritos en los Documentos de Patente 1 y 2 intercambian calor entre el refrigerante que fluye en el interior del tubo plano y el aire que fluye en el exterior del tubo plano.
En cada uno de los intercambiadores de calor descritos en los Documentos de Patente 1 y 2, se repite lo siguiente: un flujo de refrigerante en el intercambiador de calor se ramifica en algunos de los tubos planos, y a continuación dichos flujos de refrigerante desde los tubos planos se juntan de nuevo. Esto es, un flujo de refrigerante en la primera tubería colectora se ramifica en algunos de los tubos planos que se extienden hacia la segunda tubería colectora. Después de pasar a través de los tubos planos, los flujos de refrigerante se juntan de nuevo en la segunda tubería colectora. A continuación, el flujo de refrigerante se vuelve a ramificar en los otros tubos planos que se extienden de vuelta a la primera tubería colectora.
Lista de citaciones
Documento de patente
DOCUMENTO DE PATENTE 1: Publicación de Patente Japonesa Nº 2005-003223
DOCUMENTO DE PATENTE 2: Publicación de Patente Japonesa Nº 2010-112581
El documento US 4.121.656 desvela características que caen dentro del preámbulo de la reivindicación 1.
Sumario de la invención
Problema técnico
En cada uno de los intercambiadores de calor precedentes descritos en los Documentos de Patente 1 y 2, hay una desventaja en que, si el número de tubos planos se incrementa para incrementar la cantidad de refrigerante en circulación, la longitud de la tubería colectora se incrementa, y por lo tanto no se puede conseguir un rendimiento del condensador suficiente. Si el intercambiador de calor funciona como condensador, se acumula líquido refrigerante en la tubería colectora en la que se juntan los flujos de refrigerante desde los tubos planos. Por ello, cuanto más bajo se sitúe el tubo plano, más líquido refrigerante se acumula. Por una razón de ese tipo, cuanto más bajo se sitúe el tubo plano, menor será el caudal de gas refrigerante que fluye al interior del tubo plano. Por ello, no se puede conseguir un rendimiento suficiente del condensador.
Por la razón precedente, para incrementar la cantidad de refrigerante en circulación, se pueden apilar entre sí una pluralidad de intercambiadores de calor descritos en los Documentos de Patente 1 y 2 para formar un intercambiador de calor integrado. Sin embargo, en tal caso, hay una pluralidad de puntos en cada uno de los cuales un tubo plano aguas arriba a través del que fluye primero el refrigerante en uno de los intercambiadores de calor y un tubo plano aguas abajo a través del que fluye después el refrigerante en el otro de los intercambiadores de calor están adyacentes entre sí. En el intercambiador de calor, la temperatura del refrigerante del tubo plano aguas arriba y la temperatura del refrigerante del tubo plano aguas abajo son significativamente diferentes entre sí. Si dichos tubos planos están adyacentes entre sí, se transfiere calor entre los tubos planos, y disminuye en consecuencia la cantidad de intercambio de calor entre refrigerante y aire. Por ello, se provoca una denominada “pérdida de calor”. Debido a la pérdida de calor, se disminuye una eficiencia en el intercambio de calor del intercambiador de calor.
La presente divulgación se ha realizado a la vista de lo precedente, y es un objetivo de la presente divulgación reducir, en un intercambiador de calor en el que una pluralidad de tubos planos se conectan entre dos tuberías colectoras, una pérdida de calor debido a la transferencia de calor entre aquellos adyacentes de entre los tubos
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planos y para reducir la disminución en la eficiencia de intercambio de calor.
Solución al problema
Un primer aspecto de la invención se define en la reivindicación 1. Los modos de realización se refieren a un intercambiador de calor que incluye una primera tubería colectora (60) y una segunda tubería colectora (70) permaneciendo cada una en vertical.
En el intercambiador de calor (23) del primer aspecto de la invención, los tubos planos (33) de la zona de intercambio de calor superior (51) se dividen lateralmente para una pluralidad de partes de intercambio de calor, y los tubos planos (33) de la zona de intercambio de calor inferior (52) se dividen lateralmente para una o más de las partes de intercambio de calor. Por ejemplo, se describe en el presente documento el caso en el que cada una de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) se divide en una pluralidad de partes de intercambio de calor.
Por ejemplo, líquido refrigerante (refrigerante en un estado de una única fase líquida o un estado de dos fases gaslíquido) que fluye al interior de cada uno de los espacios de comunicación del espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) desde el exterior fluye a través de los tubos planos (33) de una asociada de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52), y a continuación fluye al interior de uno de los espacios de comunicación asociados de la segunda tubería colectora (70) que corresponde a la zona de intercambio de calor inferior (52). En dicho estado, mientras fluye a través de los tubos planos (33), el refrigerante intercambia calor con el aire. En la segunda tubería colectora (70), el refrigerante que fluye al interior de cada uno de los espacios de comunicación que corresponde a la zona de intercambio de calor inferior (52) fluye al interior de uno de los espacios de comunicación asociados que corresponden a la zona de intercambio de calor superior (51). A continuación, el refrigerante fluye al interior de cada una de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51). Mientras fluye a través de los tubos planos (33), el refrigerante que fluye al interior de cada una de las partes de intercambio de calor intercambia adicionalmente calor con el aire. El refrigerante que fluye a través de cada una de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) se cambia en un refrigerante gas, y el refrigerante gas fluye al exterior desde el espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60) al exterior. Como en el caso precedente, en el intercambiador de calor (23) de la presente divulgación, refrigerante líquido (refrigerante en un estado de una única fase líquida o un estado de dos fases gas-líquido) que fluye al interior del espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) desde el exterior fluye a través de las partes de intercambio de calor dispuestas una sobre la otra en la zona de intercambio de calor inferior (52). Posteriormente, el refrigerante fluye a través de las partes de intercambio de calor dispuestas una sobre la otra en la zona de intercambio de calor superior (51), y se evapora. A continuación, el refrigerante fluye al exterior. Más aún, refrigerante gas que fluye al interior del espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60) desde el exterior fluye a través de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51). Posteriormente, el refrigerante fluye a través de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52), y se condensa. A continuación, el refrigerante fluye al exterior.
La temperatura del refrigerante que fluye a través de cada una de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y la temperatura del refrigerante que fluye a través de cada una de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) son significativamente diferentes entre sí. Si las partes de intercambio de calor que tienen diferentes temperaturas de refrigerante están adyacentes entre sí, tiene lugar una transferencia de calor entre los adyacentes de los tubos planos (33) de dichas partes de intercambio de calor, dando como resultado una denominada “pérdida de calor”. En el intercambiador de calor (23) de la presente divulgación, aunque se proporciona la pluralidad de partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y la pluralidad de partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) que son diferentes a las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) en lo que respecta a temperatura de refrigerante, el número de partes en las que la parte de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y la parte de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior
(52) están adyacentes entre sí es el mínimo de una parte. Esto es, en el intercambiador de calor (23) de la presente divulgación, la parte en donde las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) están adyacentes entre sí es solamente la parte en donde la parte de intercambio de calor situada más baja en la zona de intercambio de calor superior (51) y la parte de intercambio de calor situada más alta en la zona de intercambio de calor inferior (52) están adyacentes entre sí.
En la invención, por ejemplo, refrigerante líquido (refrigerante en un estado de fase única líquida o un estado de dos fases gas-líquido) que fluye al interior de cada uno de los espacios de comunicación del espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) desde el exterior fluye al interior de una de las partes de intercambio de calor (52a52c) asociadas de la zona de intercambio de calor inferior (52). El refrigerante que fluye a través de la parte de intercambio de calor (52c) situada en la parte más alta en la zona de intercambio de calor inferior (52) fluye al interior del espacio de comunicación (71c) de la segunda tubería colectora (70), y a continuación fluye al interior de la parte de intercambio de calor (52a) situada más baja en la zona de intercambio de calor superior (51). Mientras tanto, el refrigerante que fluye a través de la parte de intercambio de calor (52a, 52b) distinta de la parte de intercambio de calor (52c) situada más alta en la zona de intercambio de calor inferior (52) fluye al interior de uno de los espacios de
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comunicación asociados (71a, 71b) de la segunda tubería colectora (70). A continuación, el refrigerante fluye al interior del otro espacio de comunicación (71d, 71e) de la segunda tubería colectora (70) a través de una de las tuberías de comunicación asociada (72, 73). El refrigerante que fluye al interior del espacio de comunicación (71d, 71e) fluye al interior de una de las partes de intercambio de calor asociadas (51b, 51c) distinta a la parte de intercambio de calor (51a) situada más baja en la zona de intercambio de calor superior (51). En el intercambiador de calor (23) de la presente divulgación, la parte en la que las partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a-52c) de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) que tienen temperaturas de refrigerante diferentes están adyacentes entre sí, es la única parte en donde la parte de intercambio de calor (51a) situada más baja en la zona de intercambio de calor superior (51) y la parte de intercambio de calor (52c) situada más alta en la zona de intercambio de calor inferior (52) están adyacentes entre sí.
Un aspecto de la divulgación se dirige al intercambiador de calor de la invención, en el que la zona de intercambio de calor superior (51) se divide en las partes de intercambio de calor (51a-51c), y la zona de intercambio de calor inferior (52) forma la parte de intercambio de calor (52a). El espacio interior de la segunda tubería colectora (70) se divide de modo que los espacios de comunicación (71a-71d) que corresponden respectivamente a las partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a) de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) están formados de modo que los espacios de comunicación (71a-71d) sean tantos como las partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a). En la segunda tubería colectora (70), se proporciona un elemento de comunicación (75) que se ramifica en algunos (71b-71d) de los espacios de comunicación correspondientes respectivamente a las partes de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51) respecto al otro (71a) de los espacios de comunicación correspondiente a la parte de intercambio de calor (52a) de la zona de intercambio de calor inferior (52).
En el aspecto, por ejemplo, refrigerante líquido (refrigerante en un estado de fase única líquida o un estado de dos fases gas-líquido) que fluye dentro del espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) desde el exterior fluye a través de la parte de intercambio de calor (52a) de la zona de intercambio de calor inferior (52), y a continuación fluye al interior del espacio de comunicación (71a) de la segunda tubería colectora (70). El refrigerante que fluye al interior del espacio de comunicación (71a) se distribuye a los otros espacios de comunicación (71b-71d) de la segunda tubería colectora (70) a través del elemento de comunicación (75). El refrigerante distribuido al espacio de comunicación (71b-71d) fluye al interior de una de las partes de intercambio de calor (51a-51c) asociadas de la zona de intercambio de calor superior (51). En el intercambiador de calor (23) de la presente divulgación, la parte en donde las partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a) de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) que tienen diferentes temperaturas de refrigerante están adyacentes entre sí es la única parte en donde la parte de intercambio de calor (51a) situada más baja en la zona de intercambio de calor superior (51) y la parte de intercambio de calor (52a) de la zona de intercambio de calor inferior
(52) están adyacentes entre sí.
Un aspecto adicional de la divulgación se dirige al intercambiador de calor del primer aspecto de la invención, en el que la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) se divide cada una en las partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a-52c) de modo que las partes de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51) son tantas como las partes de intercambio de calor (52a-52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52). El espacio interno de la segunda tubería colectora (70) se divide de modo que cada parte de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51) está emparejada con una de las partes de intercambio de calor (52a-52c) asociadas de la zona de intercambio de calor inferior (52), y los espacios de comunicación (71a-71c) que corresponden respectivamente a los pares de partes de intercambio de calor se forman de modo que los espacios de comunicación (71a-71c) sean tantos como los pares de partes de intercambio de calor.
En el aspecto adicional, por ejemplo, refrigerante líquido (refrigerante en un estado de fase única líquida o un estado de dos fases gas-líquido) que fluye dentro de cada uno de los espacios de comunicación en el espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) desde el exterior fluye a través de una de las partes de intercambio de calor (52a-52c) asociada de la zona de intercambio de calor inferior (52), y a continuación fluye dentro del asociado de los espacios de comunicación (71a-71c) de la segunda tubería colectora (70). El refrigerante que fluye al interior del espacio de comunicación (71a-71c) fluye al interior de una de las partes de intercambio de calor (51a-51c) asociada de la zona de intercambio de calor superior (51). En el intercambiador de calor (23) de la presente divulgación, la parte en donde las partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a-52c) de la zona de intercambio de calor superior
(51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) que tiene diferentes temperaturas de refrigerante están adyacentes entre sí es la única parte en donde la parte de intercambio de calor (51a) situada más baja en la zona de intercambio de calor superior (51) y la parte de intercambio de calor (52c) situada más alta en la zona de intercambio de calor inferior (52) están adyacentes entre sí.
Un segundo aspecto de la invención se dirige al intercambiador de calor de la invención, en el que el espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60) es un espacio único que corresponde a todas las partes de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51). En la primera tubería colectora (60), un elemento de conexión de gas (85) conectado al espacio superior (61) en una posición próxima a un extremo superior del espacio superior (61) y un elemento de conexión de líquido (80, 86) conectado a cada espacio de
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comunicación del espacio inferior (62) en una posición próxima al extremo inferior de cada espacio de comunicación.
En el segundo aspecto de la invención, en, por ejemplo, el caso en el que el intercambiador de calor (23) funciona como condensador, refrigerante gas enviado al intercambiador de calor (23) fluye al interior de la parte del espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60) próxima al extremo superior del espacio superior (61) a través del elemento de conexión de gas (85). Posteriormente, el refrigerante gas en el espacio superior (61) se distribuye a las partes de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51). El refrigerante que fluye a través de la parte de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51) pasa a través de una de las partes de intercambio de calor (52a-52c) asociada de la zona de intercambio de calor inferior (52) y al espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) en este orden, y a continuación fluye al interior del elemento de conexión de líquido (80, 86). Por otro lado, en el caso en el que el intercambiador de calor (23) funciona como un evaporador, refrigerante líquido (refrigerante en un estado de fase única líquida o un estado de dos fases gaslíquido) enviado al intercambiador de calor (23) fluye dentro de la parte del espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) próxima al extremo inferior del espacio inferior (62) a través del elemento de conexión de líquido (80, 86), y a continuación fluye al interior de la parte de intercambio de calor (52a-52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52). El refrigerante que fluye a través de la parte de intercambio de calor (52a-52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52) pasa a través de una de las partes de intercambio de calor (51a-51c) asociada de la zona de intercambio de calor superior (51) y al espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60) en este orden, y a continuación fluye al interior del elemento de conexión de gas (85).
Un tercer aspecto de la invención se dirige al intercambiador de calor de uno cualquiera de los primero a segundo aspectos de la invención, en el que se proporciona una estructura de reducción de la transferencia de calor (57) configurada para reducir la transferencia de calor desde uno de los tubos planos (33) adyacentes al otro de los tubos planos (33) adyacentes entre los tubos planos (33) adyacentes que están adyacentes entre sí a través de un límite
(55) entre las partes de intercambio de calor adyacentes de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52).
En el tercer aspecto de la invención, la estructurada de reducción de la transferencia de calor (57) se proporciona en la única parte en la que las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y de la zona de intercambio de calor inferior (52) están adyacentes entre sí. Por ello, la estructura de reducción de la transferencia de calor (57) bloquea la transferencia de calor entre los tubos planos (33) de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) que están adyacentes entre sí. En consecuencia, en el intercambiador de calor (23) de la presente divulgación, se reduce adicionalmente la cantidad de calor a ser transferida desde el refrigerante que fluye a través de uno de los tubos planos (33) adyacente al refrigerante que fluye a través de los otros tubos planos (33).
Un cuarto aspecto de la invención está dirigido a un acondicionador de aire que incluye un circuito refrigerante (20) que incluye el intercambiador de calor (23) de uno cualquiera del primer al tercer aspecto de la invención. El refrigerante circula a través del circuito refrigerante (20) para realizar un ciclo de refrigeración.
En el cuarto aspecto de la invención, el intercambiador de calor (23) de uno cualquiera del primer al sexto aspectos de la invención se conecta al circuito refrigerante (20). En el intercambiador de calor (23), el refrigerante que circula a través del circuito refrigerante (20) fluye a través de los pasos (34) de los tubos planos (33), e intercambia calor con el aire que fluye a través de los pasos de aire (38).
Ventajas de la invención
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, en el intercambiador de calor (23), la pluralidad de partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) se dispone de modo que se concentren en un lado (lado superior) del intercambiador de calor (23) en la dirección vertical, y las una o más partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) se disponen de modo que se concentren en el lado opuesto (lado inferior) del intercambiador de calor (23) en la dirección vertical. Por ello, el número de partes en donde las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) que tienen diferentes temperaturas de refrigerante están adyacentes entre sí se puede reducir al mínimo de una parte. En consecuencia, una pérdida de calor debido a la transferencia de calor entre los tubos planos (33) de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) que están adyacentes entre sí puede reducirse tanto como sea posible. Como resultado, la disminución de la eficiencia del intercambio de calor del intercambiador de calor (23) puede reducirse significativamente.
De acuerdo con el segundo aspecto de la invención, en la primera tubería colectora (60), el elemento de conexión de líquido (80, 86) comunica con cada uno de los espacios de comunicación en el extremo inferior del mismo en el espacio inferior (62). Por ello, si el intercambiador de calor (23) funciona como condensador, se puede asegurar que se envía refrigerante líquido de alta densidad desde cada uno de los espacios de comunicación del espacio inferior
(62) al elemento de conexión de líquido (80, 86). Más aún, en la primera tubería colectora (60) del quinto aspecto de la invención, el elemento de conexión de gas (85) comunica con el espacio superior (61), que es un espacio único, en el extremo superior del mismo. Por ello, si el intercambiador de calor (23) funciona como evaporador, se puede
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asegurar que se envía refrigerante gas de baja densidad desde el espacio superior (61) al elemento de conexión de gas (85).
De acuerdo con el tercer aspecto de la invención, dado que la estructura de reducción de la transferencia de calor
(57) se proporciona entre los tubos planos (33) que están adyacentes verticalmente entre sí a través del límite (55) entre las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52), la transferencia de calor entre los tubos planos adyacentes (33) puede bloquearse. Esto es, en el intercambiador de calor (23) de la presente divulgación, la transferencia de calor puede reducirse incluso en la única parte en donde las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) están adyacentes entre sí. Por ello, la disminución de la eficiencia de intercambio de calor del intercambiador de calor (23) puede reducirse adicionalmente.
De acuerdo con el cuarto aspecto de la invención, puede proporcionarse el acondicionador de aire (10) para el que se pueden conseguir las ventajas precedentes.
Breve descripción de los dibujos
[FIG. 1] La FIG. 1 es un diagrama del circuito de refrigerante que ilustra una configuración esquemática de un acondicionador de aire que incluye un intercambiador de calor exterior de una primer modo de realización. [FIG. 2] La FIG. 2 es una vista frontal que ilustra una configuración esquemática del intercambiador de calor exterior del primer modo de realización. [FIG. 3] La FIG. 3 es una vista en sección transversal parcial que ilustra un lado frontal del intercambiador de calor exterior del primer modo de realización. [FIG. 4] La FIG. 4 es una vista en sección transversal parcial del intercambiador de calor a lo largo de una línea A-A ilustrada en la FIG. 3. [FIG. 5] La FIG. 5 es una vista en sección transversal parcial que ilustra un lado frontal de un intercambiador de calor exterior de una primera variación del primer modo de realización. [FIG. 6] La FIG. 6 es una vista en sección transversal parcial que ilustra un lado frontal de un intercambiador de calor exterior de una segunda variación del primer modo de realización. [FIG. 7] La FIG. 7 es una vista frontal que ilustra una configuración esquemática de un intercambiador de calor exterior de un segundo ejemplo que no cae bajo la invención. [FIG. 8] La FIG. 8 es una vista en sección transversal parcial que ilustra un lado frontal del intercambiador de calor exterior del segundo ejemplo que no cae bajo la invención. [FIG. 9] La FIG. 9 es una vista en sección transversal parcial que ilustra un lado frontal de un intercambiador de calor exterior de una variación del segundo ejemplo que no cae bajo la invención. [FIG. 10] La FIG. 10 es una vista en sección transversal parcial que ilustra un lado frontal de un intercambiador de calor exterior de otra variación del segundo ejemplo que no cae bajo la invención. [FIG. 11] La FIG. 11 es una vista frontal que ilustra una configuración esquemática de un intercambiador de calor exterior de la tercera realización. [FIG. 12] La FIG. 12 es una vista en sección transversal parcial que ilustra un lado frontal del intercambiador de calor exterior de la tercera realización. [FIG. 13] La FIG. 13 es una vista frontal que ilustra una configuración esquemática de un intercambiador de calor exterior de una cuarta realización. [FIG. 14] La FIG. 14 es una vista en sección transversal parcial que ilustra un lado frontal del intercambiador de calor exterior de la cuarta realización. [FIG. 15] La FIG. 15 es una vista en sección transversal parcial que ilustra un lado frontal de un intercambiador de calor exterior de una quinta realización. [FIG. 16] La FIG. 16 es una vista en perspectiva esquemática de una aleta del intercambiador de calor exterior de la quinta realización. [FIG. 17] La FIG. 17 es una vista en sección transversal parcial del intercambiador de calor a lo largo de una línea B-B ilustrada en la FIG. 15.
Descripción de modos de realización
Se describirán ahora a continuación en detalle modos de realización de la presente divulgación con referencia a los dibujos. Obsérvese que los modos de realización y variaciones descritos a continuación se exponen meramente con la finalidad de ejemplos preferidos en su naturaleza, y no se pretende que limiten el alcance, aplicaciones y utilización de la invención.
<<Primer modo de realización de la invención>>
Se describirá un primer modo de realización de la presente divulgación. Un intercambiador de calor del presente modo de realización es un intercambiador de calor exterior (23) proporcionado en un acondicionador de aire (10).
Acondicionador de aire
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El acondicionador de aire (10) se describirá con referencia a la FIG. 1.
<Configuración del acondicionador de aire>
El acondicionador de aire (10) incluye una unidad exterior (11) y una unidad interior (12). La unidad exterior (11) y la unidad interior (12) se conectan entre sí a través de una tubería de comunicación de líquidos (13) y una tubería de comunicación de gas (14). En el acondicionador de aire (10), se forma un circuito refrigerante (20) por la unidad exterior (11), la unidad interior (12), la tubería de comunicación de líquido (13), y la tubería de comunicación de gas (14).
El circuito refrigerante (20) está provisto con un compresor (21), una válvula de cuatro vías (22), el intercambiador de calor exterior (23), una válvula de expansión (24), y un intercambiador de calor interior (25). El compresor (21), la válvula de cuatro vías (22), el intercambiador de calor exterior (23), y la válvula de expansión (24) se alojan en la unidad exterior (11). En la unidad exterior (11), se proporciona un ventilador exterior (15) configurado para suministrar aire exterior al intercambiador de calor exterior (23). Por otro lado, el intercambiador de calor interior (25) se aloja en la unidad interior (12). En la unidad interior (12), se proporciona un ventilador interior (16) configurado para suministrar aire interior al intercambiador de calor interior (25).
El circuito refrigerante (20) es un circuito cerrado lleno con refrigerante. En el circuito refrigerante (20), el compresor
(21)
se conecta, en un lado de salida del mismo, a un primer orificio de la válvula de cuatro vías (22), y se conecta, en un lado de entrada del mismo, a un segundo orificio de la válvula de cuatro vías (22). Más aún, en el circuito refrigerante (20), el intercambiador de calor exterior (23), la válvula de expansión (24), y el intercambiador de calor interior (25) se disponen en este orden desde un tercer orificio a un cuarto orificio de la válvula de cuatro vías (22).
El compresor (21) es un compresor scroll hermético o un compresor rotativo hermético. La válvula de cuatro vías
(22)
conmuta entre un primer estado (estado indicado por una línea discontinua en la FIG. 1) en el que el primer orificio comunica con el tercer orificio y el segundo orificio comunica con el cuarto orificio y un segundo estado (estado indicado por una línea continua en la FIG. 1) en el que el primer orificio comunica con el cuarto orificio y el segundo orificio comunica con el tercer orificio. La válvula de expansión (24) es una denominada “válvula de expansión electrónica”.
El intercambiador de calor exterior (23) se configura para intercambiar calor entre el aire exterior y el refrigerante. El intercambiador de calor exterior (23) se describirá a continuación. Por otro lado, el intercambiador de calor interior
(25)
se configura para intercambiar calor entre el aire interior y el refrigerante. El intercambiador de calor interior (25) es un denominado “intercambiador de calor de aleta y tubo del tipo aleta cruzada” que incluye tuberías de transferencia de calor que son tuberías circulares.
<Operación del acondicionador de aire>
El acondicionador de aire (10) realiza selectivamente una operación de refrigeración de aire y una operación de calentamiento de aire.
En el circuito refrigerante (20) durante la operación de refrigeración de aire, el ciclo de refrigeración se realiza en el estado en el que la válvula de cuatro vías (22) se fija en el primer estado. En dicho estado, el refrigerante circula a través del intercambiador de calor exterior (23), la válvula de expansión (24), y el intercambiador de calor interior
(25)
en este orden. Más aún, el intercambiador de calor exterior (23) funciona como un condensador, y el intercambiador de calor interior (25) funciona como un evaporador. En el intercambiador de calor exterior (23), refrigerante gas que fluye desde el compresor (21) se condensa disipando calor al aire exterior, y el refrigerante condensado fluye fuera a la válvula de expansión (24).
En el circuito refrigerante (20) durante la operación de calentamiento de aire, el ciclo de refrigeración se realiza en el estado en el que la válvula de cuatro vías (22) se fija en el segundo estado. En dicho estado, el refrigerante circula a través del intercambiador de calor interior (25), la válvula de expansión (24), y el intercambiador de calor exterior
(23)
en este orden. Más aún, el intercambiador de calor interior (25) funciona como el condensador, y el intercambiador de calor exterior (23) funciona como el evaporador. El refrigerante expandido a un refrigerante en dos fases gas-líquido tras el paso a través de la válvula de expansión (24) fluye al interior del intercambiador de calor exterior (23). El refrigerante que fluye al interior del intercambiador de calor exterior (23) se evapora absorbiendo calor del aire exterior, y a continuación fluye fuera al compresor (21).
Intercambiador de calor exterior
El intercambiador de calor exterior (23) se describirá con referencia a las FIGS. 2-4. Obsérvese que el número de tubos planos (33) descrito a continuación se expondrá meramente con la finalidad de ejemplo.
<Configuración del intercambiador de calor exterior>
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Con referencia a las FIGS. 2 y 3, el intercambiador de calor exterior (23) incluye una primera tubería colectora única (60), una segunda tubería colectora única (70), una pluralidad de tubos planos (33), y una pluralidad de aletas (36). La primera tubería colectora (60), la segunda tubería colectora (70), los tubos planos (33) y las aletas (36) son elementos realizados en una aleación de aluminio, y se unen entre sí mediante soldadura.
La primera tubería colectora (60) y la segunda tubería colectora (70) se forma cada una con una forma cilíndrica hueca alargada cerrada en ambos extremos de la misma. En las FIGS. 2 y 3, la primera tubería colectora (60) permanece vertical en un extremo izquierdo del intercambiador de calor exterior (23), y la segunda tubería colectora
(70)
permanece vertical en un extremo derecho del intercambiador de calor exterior (23). Esto es, la primera tubería colectora (60) y la segunda tubería colectora (70) se disponen de modo que las direcciones axiales de las mismas estén a lo largo de la dirección vertical.
Con referencia a la FIG. 4, el tubo plano (33) es un tubo de transferencia de calor que tiene una sección transversal oval plana o una sección transversal rectangular redondeada. En el intercambiador de calor exterior (23), los tubos planos (33) se disponen de modo que las direcciones de extensión de los mismos están a lo largo de una dirección lateral y que las superficies del lado plano de los mismos se miran entre sí. Más aún, los tubos planos (33) se disponen a intervalos predeterminados en la dirección vertical, y las direcciones de extensión de los tubos planos
(33)
son sustancialmente paralelas entre sí. Con referencia a la FIG. 3, el tubo plano (33) se inserta, en un extremo del mismo, dentro de la primera tubería colectora (60) y se inserta, en el otro extremo del mismo, en la segunda tubería colectora (70).
Con referencia a la FIG. 4, se forma una pluralidad de pasos de fluido (34) en el tubo plano (33). El paso de fluido
(34)
es un paso que se extiende en la dirección de extensión del tubo plano (33). En el tubo plano (33), los pasos de fluido (34) se disponen en línea en una dirección del ancho del tubo plano (33) perpendicular a la dirección de extensión del mismo. Cada uno de los pasos de fluido (34) formados en el tubo plano (33) comunica, en un extremo del mismo, con un espacio interior de la primera tubería colectora (60), y comunica, en el otro extremo del mismo, con un espacio interior de la segunda tubería colectora (70). Mientras fluye a través de cada uno de los pasos de fluido (34) de los tubos planos (33), el refrigerante suministrado al intercambiador de calor exterior (23) intercambia calor con el aire.
Con referencia a la FIG. 4, la aleta (36) es una aleta con forma de placa alargada verticalmente formada de tal manera que se presiona una placa metálica. En la aleta (36), se forman una pluralidad de partes cortadas alargadas
(45)
que se extienden desde el borde frontal (es decir, una parte del borde del lado contra el viento) de la aleta (36) en una dirección del ancho de la misma. En la aleta (36), las partes cortadas (45) se forman a intervalos predeterminados en una dirección longitudinal de la aleta (36) (es decir, la dirección vertical). Parte de la parte cortada (45) sobre un lado a favor del viento forma una parte de sección de tubería (46). La parte de inserción de tubería (46) tiene un ancho vertical sustancialmente igual al grosor del tubo plano (33) y una longitud sustancialmente igual al ancho del tubo plano (33). El tubo plano (33) se inserta dentro de la parte de inserción de tubería (46) de la aleta (36), y se une a una parte de borde periférico de la parte de inserción de tubería (46) mediante soldadura. Más aún, en la aleta (36), se forman lamas (40) configurada cada una para acelerar la transferencia de calor. Las aletas (36) se disponen en la dirección de extensión del tubo plano (33) para dividir parte del intercambiador de calor exterior (23) entre los tubos planos adyacentes (33) en una pluralidad de pasos de aire
(38)
través de cada uno de los cuales fluye el aire.
Con referencia a la FIG. 2, los tubos planos (33) del intercambiador de calor exterior (23) se dividen para dos zonas de intercambio de calor superior e inferior (51, 52). Esto es, el intercambiador de calor exterior (23) está formado con la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52). Las zonas de intercambio de calor (51, 52) se dividen lateralmente en tres partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a-52c). Específicamente, en la zona de intercambio de calor superior (51), la primera parte principal de intercambio de calor (51a), la segunda parte principal de intercambio de calor (51b) y la tercera parte principal de intercambio de calor (51c) se forman en este orden desde la parte inferior a la superior. En la zona de intercambio de calor inferior (52), la primera parte auxiliar de intercambio de calor (52a), la segunda parte auxiliar de intercambio de calor (52b), y la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) se forman en este orden desde la parte inferior a la superior. Tal como se ha descrito anteriormente, en el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) se dividen cada una en la pluralidad de partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a-52c) de modo que el número de partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a-52c) es el mismo entre la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52). Con referencia a la FIG. 3, la parte principal de intercambio de calor (51a-51c) incluye once tubos planos (33), y la parte auxiliar de intercambio de calor (52a-52c) incluye tres tubos planos (33). Obsérvese que el número de partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a-52c) formadas en la zona de intercambio de calor (51, 52) pueden ser dos o pueden ser igual o mayor que cuatro.
Cada uno de los espacios interiores de la primera tubería colectora (60) y la segunda tubería colectora (70) se divide lateralmente mediante una pluralidad de placas de partición (39).
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Específicamente, el espacio interior de la primera tubería colectora (60) se divide en un espacio superior (61) que es para refrigerante gas y corresponde a la zona de intercambio de calor superior (51) y un espacio inferior (62) que es para refrigerante líquido y corresponde a la zona de intercambio de calor inferior (52). Obsérvese que el “refrigerante líquido” descrito en el presente documento significa refrigerante en un estado de fase única líquida o un refrigerante en un estado de dos fases gas-líquido. El espacio superior (61) es un espacio único que corresponde a todas las partes principales de intercambio de calor (51a-51c). Esto es, el espacio superior (61) comunica con todos los tubos planos (33) de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c). El espacio inferior (62) se divide lateralmente en espacios de comunicación (62a-62c) que corresponden respectivamente a las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) de modo que el número de espacios de comunicación (62a-62c) es el mismo (por ejemplo tres) que el número de partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c). Esto es, en el espacio inferior (62), se forman el primer espacio de comunicación (62a) que comunica con los tubos planos (33) de la primera parte auxiliar de intercambio de calor (52a), el segundo espacio de comunicación (62b) que comunica con los tubos planos (33) de la segunda parte auxiliar de intercambio de calor (52b), y el tercer espacio de comunicación (62c) que comunica con los tubos planos (33) de la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c).
El espacio interior de la segunda tubería colectora (70) se divide lateralmente en cinco espacios de comunicación (71a-71e). Específicamente, el espacio interior de la segunda tubería colectora (70) se divide en cuatro espacios de comunicación (71a, 71b, 71d, 71e) que corresponden respectivamente a las partes principales de intercambio de calor (51b, 51c) y las partes auxiliares de intercambio de calor (52a, 52b) distintas de la primera parte principal de intercambio de calor (51a) situada en la parte más inferior de la zona de intercambio de calor superior (51) y la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) situada en la parte más alta en la zona de intercambio de calor inferior (52), y dentro de un único espacio de comunicación (71c) que corresponde a tanto la primera parte principal de intercambio de calor (51a) como a la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c). Esto es, en el espacio interior de la segunda tubería colectora (70), se forman el primer espacio de comunicación (71a) que comunica con los tubos planos (33) de la primera parte auxiliar de intercambio de calor (52a), el segundo espacio de comunicación (71b) que comunica con los tubos planos (33) de la segunda parte auxiliar de intercambio de calor (52b), el tercer espacio de comunicación (71c) que comunica con los tubos planos (33) de tanto la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) como la primera parte principal de intercambio de calor (51a), el cuarto espacio de comunicación (71d) que comunica con los tubos planos (33) de la segunda parte principal de intercambio de calor (51b), y el quinto espacio de comunicación (71e) que comunica con los tubos planos (33) de la tercera parte principal de intercambio de calor (51c).
En la segunda tubería colectora (70), el cuarto espacio de comunicación (71d) y el quinto espacio de comunicación (71e) se emparejan respectivamente con el primer espacio de comunicación (71a) y el segundo espacio de comunicación (71b). Específicamente, el primer espacio de comunicación (71a) y el cuarto espacio de comunicación (71d) se emparejan entre sí, y el segundo espacio de comunicación (71b) y el quinto espacio de comunicación (71e) se emparejan entre sí. Más aún, en la segunda tubería colectora (70), se proporciona una primera tubería de comunicación (72) que conecta entre el primer espacio de comunicación (71a) y el cuarto espacio de comunicación (71d) y una segunda tubería de comunicación (73) que conecta entre el segundo espacio de comunicación (71b) y el quinto espacio de comunicación (71e). Esto es, en el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) se emparejan entre sí, la segunda parte principal de intercambio de calor (51b) y la primera parte auxiliar de intercambio de calor (52a) se emparejan entre sí, y la tercera parte principal de intercambio de calor (51c) y la segunda parte auxiliar de intercambio de calor (52b) se emparejan entre sí.
Como se ha descrito anteriormente, en el espacio interior de la segunda tubería colectora (70), se forman los espacios de comunicación (71c, 71d, 71e) que corresponden respectivamente a las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51) de modo que el número de espacios de comunicación (71c, 71d, 71e) es el mismo (por ejemplo tres) que el número de partes principales de intercambio de calor (51a-51c). Más aún, se forman los espacios de comunicación (71a, 71b, 71c) que corresponden respectivamente a las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) de la zona de intercambio de calor inferior
(52)
de modo que el número de espacios de comunicación (71a, 71b, 71c) es el mismo (por ejemplo tres) que el número de partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c). Adicionalmente, el espacio de comunicación (71c, 71d, 71e) que corresponde a la zona de intercambio de calor superior (51) y el espacio de comunicación (71a, 71b, 71c) que corresponde a la zona de intercambio de calor inferior (52) comunican entre sí.
Con referencia a la FIG. 3, en el intercambiador de calor exterior (23), se sitúa un límite (53) entre las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) adyacentes de modo que se extienda lateralmente desde cada una de las dos placas de partición superiores (39) en la segunda tubería colectora (70). Más aún, en el intercambiador de calor exterior (23), se sitúa un límite (54) entre las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) adyacentes de modo que se extienda desde cada una de las dos placas de partición inferiores (39) de la primera tubería colectora
(60)
a una de las dos placas de partición (39) inferiores asociadas de la segunda tubería colectora (70). Adicionalmente, en el intercambiador de calor exterior (23), se sitúa un límite (55) entre la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c), es decir, se sitúa el límite (55) entre la parte de intercambio de calor (51a) de la zona de intercambio de calor superior (51) y la parte auxiliar de intercambio de calor (52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52), de modo que se extienda desde la placa
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de partición más alta (39) en la primera tubería colectora (60).
Con referencia a la FIG. 2, en el intercambiador de calor exterior (23), se proporciona un elemento de conexión de líquido (80) y un elemento de conexión de gas (85). El elemento de conexión de líquido (80) y el elemento de conexión de gas (85) se fijan a la primera tubería colectora (60).
El elemento de conexión de líquido (80) incluye un único distribuidor (81) y tres tuberías delgadas (82a-82c). El material del distribuidor (81) y las tuberías delgadas (82a-82c) que forman el elemento de conexión de líquido (80) es una aleación de aluminio como en las tuberías colectoras (60, 70) y el tubo plano (33). Se conecta una tubería de cobre (17) que se conecta entre el intercambiador de calor exterior (23) y la válvula de expansión (24) a una parte del extremo inferior del distribuidor (81) a través de una junta que no se muestra en la figura. La tubería delgada (82a-82c) está, en un extremo de la misma, conectada a una parte del extremo superior del distribuidor (81). En el distribuidor (81), la tubería conectada a la parte del extremo inferior del distribuidor (81) y las tuberías delgadas (82a82c) comunican entre sí. La tubería delgada (82a-82c) está, en el otro extremo de la misma, conectada al espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60), y comunica con uno de los espacios de comunicación (62a-62c) asociado. Las tuberías delgadas (82a-82c) se unen a la primera tubería colectora (60) mediante soldadura.
Con referencia a la FIG. 3, la tubería delgada (82a-82c) se abre a parte de uno de los espacios de comunicación (62a-62c) asociado próximo a un extremo inferior de la misma. Esto es, la primera tubería delgada (82a) se abre a parte del primer espacio de comunicación (62a) próximo al extremo inferior de la misma, la segunda tubería delgada (82b) se abre a parte del segundo espacio de comunicación (62b) próximo al extremo inferior de la misma, y la tercera tubería delgada (82c) se abre a parte del tercer espacio de comunicación (62c) próximo al extremo inferior de la misma. Obsérvese que la longitud de las tuberías delgadas (82a-82c) se fija individualmente de modo que se reduce una diferencia en el caudal del refrigerante que fluye dentro de las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) todo lo que sea posible.
El elemento de conexión de gas (85) es una tubería única que tiene un diámetro relativamente grande. El material del elemento de conexión de gas (85) es una aleación de aluminio como en las tuberías colectoras (60, 70) y el tubo plano (33). El elemento de conexión de gas (85) se conecta, en un extremo del mismo, a una tubería de cobre (18) que se conecta entre el intercambiador de calor exterior (23) y el tercer orificio de la válvula de cuatro vías (22) a través de una junta que no se muestra en la figura. El elemento de conexión de gas (85) se abre, en el otro extremo del mismo, a parte del espacio superior (61) próximo a un extremo superior del mismo en la primera tubería colectora (60). El elemento de conexión de gas (85) se une a la primera tubería colectora (60) mediante soldadura.
<Flujo de refrigerante en el intercambiador de calor exterior>
En la operación de refrigeración de aire del acondicionador de aire (10), el intercambiador de calor exterior (23) funciona como el condensador. Se describirá un flujo de refrigerante en el intercambiador de calor exterior (23) durante la operación de refrigeración de aire.
El refrigerante gas descargado desde el compresor (21) se suministra al intercambiador de calor exterior (23). El refrigerante gas enviado desde el compresor (21) fluye al interior del espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60) a través del elemento de conexión de gas (85), y a continuación se distribuye a los tubos planos (33) de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c). Mientras fluye a través de los pasos de fluido (34), el refrigerante que fluye el interior de cada uno de los pasos de fluido (34) de los tubos planos (33) se condensa disipando calor al aire exterior, y a continuación fluye al interior de cada uno de los espacios de comunicación (71c, 71d, 71e) de la segunda tubería colectora (70).
En la segunda tubería colectora (70), el refrigerante que fluye al interior del tercer espacio de comunicación (71c) se distribuye a los tubos planos (33) de la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c). El refrigerante que fluye al interior del cuarto espacio de comunicación (71d) fluye al interior del primer espacio de comunicación (71a) a través de la primera tubería de comunicación (72), y se distribuye a los tubos planos (33) de la primera parte auxiliar de intercambio de calor (52a). El refrigerante que fluye al interior del quinto espacio de comunicación (71e) fluye al interior del segundo espacio de comunicación (71b) a través de la segunda tubería de comunicación (73), y se distribuye a los tubos planos (33) de la segunda parte auxiliar de intercambio de calor (52b). Mientras fluye a través de los pasos de fluido (34), el refrigerante que fluye al interior de cada uno de los pasos de fluido (34) de los tubos planos (33) de las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) entra en un estado de líquido subenfriado mediante la disipación de calor al aire exterior, y a continuación fluye al interior de los espacios de comunicación (62a-62c) del espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60).
El refrigerante que fluye al interior de cada uno de los espacios de comunicación (62a-62c) del espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) fluye al interior del distribuidor (81) a través de una de las tuberías delgadas (82a-82c) asociadas del elemento de conexión de líquido (80). En el distribuidor (81), los flujos de refrigerante desde las tuberías delgadas (82a-82c) se unen entre sí. El refrigerante juntado en el distribuidor (81) fluye al exterior desde el intercambiador de calor exterior (23) hacia la válvula de expansión (24). Como en lo precedente, en la operación de refrigeración de aire, el refrigerante fluye, en el intercambiador de calor exterior (23), al interior de las partes
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principales de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51) y disipa calor. A continuación, el refrigerante fluye al interior de las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52), y disipa calor adicionalmente.
En la operación de calentamiento de aire del acondicionador de aire (10), el intercambiador de calor exterior (23) funciona como el evaporador. Se describirá un flujo de refrigerante en el intercambiador de calor exterior (23) durante la operación de calentamiento de aire.
El refrigerante expandido en refrigerante en dos fases gas-líquido tras el paso de la válvula de expansión (24) se suministra al intercambiador de calor exterior (23). El refrigerante enviado desde la válvula de expansión (24) fluye al interior del distribuidor (81) del elemento de conexión de líquido (80), y a continuación fluye al interior de las tuberías delgadas (82a-82c). Posteriormente, el refrigerante se distribuye a los espacios de comunicación (62a-62c) del espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60).
El refrigerante que fluye al interior de cada uno de los espacios de comunicación (62a-62c) del espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) se distribuye a los tubos planos (33) de una de las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) asociada. El refrigerante que fluye al interior de cada uno de los pasos de fluido (34) de los tubos planos (33) fluye al interior de uno de los espacios de comunicación (71a, 71b, 71c) asociado de la segunda tubería colectora (70) a través del paso de fluido (34). El refrigerante que fluye al interior de los espacios de comunicación (71a, 71b, 71c) está aún en el estado en dos fases gas-líquido.
En la segunda tubería colectora (70), el refrigerante que fluye al interior del primer espacio de comunicación (71a) fluye al interior del cuarto espacio de comunicación (71d) a través de la primera tubería de comunicación (72), y se distribuye a los tubos planos (33) de la segunda parte principal de intercambio de calor (51b). El refrigerante que fluye al interior del segundo espacio de comunicación (71b) fluye al interior del quinto espacio de comunicación (71e) a través de la segunda tubería de comunicación (73), y se distribuye a los tubos planos (33) de la tercera parte principal de intercambio de calor (51c). El refrigerante que fluye al interior del tercer espacio de comunicación (71c) se distribuye a los tubos planos (33) de la primera parte principal de intercambio de calor (51a). Mientras fluye a través de los pasos de fluido (34), el refrigerante que fluye al interior de cada uno de los pasos de fluido (34) de los tubos planos (33) de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) se evapora absorbiendo calor del aire exterior, y entra en un estado sustancialmente de fase única de gas. A continuación, los flujos de refrigerante se unen entre sí en el espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60). El refrigerante unido en el espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60) fluye al exterior desde el elemento de conexión de gas (85) hacia el compresor (21). Como en lo precedente, en la operación de calentamiento de aire, el refrigerante fluye, en el intercambiador de calor exterior (23), al interior de las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52). A continuación, el refrigerante fluye al interior de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51), y absorbe calor.
Ventajas del primer modo de realización
El intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización incluye las parejas plurales de la parte principal de intercambio de calor (51a-51c) y la parte auxiliar de intercambio de calor (52a-52c) a través de cada una de las que circula secuencialmente el refrigerante. El intercambiador de calor exterior (23) se divide en la zona de intercambio de calor superior (51) en la que se disponen las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) en la dirección vertical y la zona de intercambio de calor inferior (52) en la que se disponen las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) en la dirección vertical. Esto es, en el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) se disponen de modo que se concentren en un lado (lado superior) del intercambiador de calor exterior (23) en la dirección vertical, y las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) se disponen de modo que se concentren en el lado opuesto (lado inferior) del intercambiador de calor exterior (23) en la dirección vertical. De ese modo, el número de partes en donde la parte principal de intercambio de calor y la parte auxiliar de intercambio de calor están adyacentes entre sí se puede reducir al mínimo de una parte. Esto es, en el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, la parte donde la parte principal de intercambio de calor (51a-51c) y la parte auxiliar de intercambio de calor (52a-52c) están adyacentes entre sí es la única parte en donde la primera parte principal de intercambio de calor (51a) situada más baja en la zona de intercambio de calor superior (51) y la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) situada más alta en la zona de intercambio de calor inferior (52) están adyacentes entre sí.
La temperatura de refrigerante que circula a través de la parte principal de intercambio de calor (51a-51c) y la temperatura de refrigerante que circula a través de la parte auxiliar de intercambio de calor (52a-52c) son diferentes entre sí. Específicamente, la temperatura de refrigerante que circula a través de la parte principal de intercambio de calor (51a-51c) es más alta que la temperatura de refrigerante que circula a través de la parte auxiliar de intercambio de calor (52a-52c). Por ello, el intercambio de calor entre refrigerante tiene lugar entre las tuberías (33) adyacentes de la parte principal de intercambio de calor y la parte auxiliar de intercambio de calor a través de la aleta (36) proporcionada entre ellas, y por lo tanto la cantidad de calor a ser intercambiado entre refrigerante y aire disminuye en consecuencia. De ese modo, se provoca una denominada “pérdida de calor”. En consecuencia, se disminuye una
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eficiencia en el intercambio de calor del intercambiador de calor exterior (23). Dicha pérdida de calor de refrigerante se incrementa con el incremento del número de partes en donde la parte principal de intercambio de calor y la parte auxiliar de intercambio de calor están adyacentes entre sí. Por ello, cuanto menor sea el número de partes en donde la parte principal de intercambio de calor y la parte auxiliar de intercambio de calor están adyacentes entre sí, más se podrá reducir la disminución de la eficiencia en el intercambio de calor. Supóngase que, en un intercambiador de calor en el que se proporcionan una pluralidad de partes principales de intercambio de calor y una pluralidad de partes auxiliares de intercambio de calor y el número de partes principales de intercambio de calor es el mismo que el número de partes auxiliares de intercambio de calor, una pluralidad de pares de partes principales de intercambio de calor y partes auxiliares de intercambio de calor que están adyacentes entre sí se apilan entre ellas en la dirección vertical. En tal caso, el número de partes en donde la parte principal de intercambio de calor y la parte auxiliar de intercambio de calor están adyacentes entre sí es menor que el número total de partes principales de intercambio de calor y partes auxiliares de intercambio de calor en una. Por otro lado, en el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, el número de partes en donde la parte principal de intercambio de calor (51a-51c) y la parte auxiliar de intercambio de calor (52a-52c) están adyacentes entre sí es el mínimo de una parte. Por ello, se puede reducir la pérdida de calor de refrigerante tanto como sea posible, y puede reducirse significativamente la disminución en la eficiencia del intercambio de calor.
Típicamente, en un intercambiador de calor por aire tal como los intercambiadores de calor (23, 25) del presente modo de realización, una velocidad del aire se incrementa hacia el centro del intercambiador de calor de aire. En lo precedente el intercambiador de calor en el que los pares plurales de partes principales de intercambio de calor y partes auxiliares de intercambio de calor están adyacentes entre sí se apilan entre ellas en la dirección vertical, la parte auxiliar de intercambio de calor se dispone también dentro de una zona en la que la velocidad de aire es alta, y el área de la parte principal de intercambio de calor dispuesta en la zona en donde la velocidad de aire es alta se reduce en consecuencia. Dado que la parte principal de intercambio de calor requiere una cantidad mayor de calor contenido en el aire que la requerida para la parte auxiliar de intercambio de calor, no se puede conseguir un rendimiento suficiente de la parte principal de intercambio de calor. Por otro lado, en el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, dado que las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) están concentradas, como se ha descrito anteriormente, en un lado del intercambiador de calor exterior (23) y las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) están concentradas en el otro lado del intercambiador de calor exterior (23), las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) pueden disponerse en una zona en donde la velocidad del aire sea baja, y las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) pueden disponerse en una zona en donde la velocidad del aire sea alta. De ese modo, se puede conseguir un rendimiento de intercambio de calor suficiente de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c).
En el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, el elemento de conexión de líquido (80) y el elemento de conexión de gas (85) se fijan ambos a la primera tubería colectora (60). Esto es, en el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, los elementos configurados para permitir un flujo de refrigerante al interior/desde las partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a-52c) se fijan a la primera tubería colectora (60). Por ello, de acuerdo con el presente modo de realización, la posición de conexión de la tubería (17) que se extiende desde la válvula de expansión (24) con el intercambiador de calor exterior (23) y la posición de conexión de la tubería (18) que se extiende desde la válvula de cuatro vías (22) con el intercambiador de calor exterior (23) puede estar próximas entre sí, y por lo tanto se puede facilitar una operación de instalación del intercambiador de calor exterior (23).
En la primera tubería colectora (60) del intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, la tubería delgada (82a-82c) del elemento de conexión de líquido (80) comunica con uno de los espacios de comunicación (62a-62c) asociado en el extremo inferior del mismo en el espacio inferior (62). Por ello, si el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización funciona como el condensador, se puede asegurar que se envía un refrigerante líquido de alta densidad desde el espacio de comunicación (62a-62c) a la tubería delgada (82a-82c) del elemento de conexión de líquido (80). Más aún, en la primera tubería colectora (60) del intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, el elemento de conexión de gas (85) comunica con el espacio superior (61) en el extremo superior del mismo. Por ello, si el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización funciona como el evaporador, se puede asegurar que se envía refrigerante gas de baja densidad desde el espacio superior (61) al elemento de conexión de gas (85).
Primera variación del primer modo de realización
En el intercambiador de calor exterior (23) del primer modo de realización, puede no proporcionarse ningún tubo plano (33) en una posición indicada por una línea discontinua en la FIG. 5. Específicamente, en un intercambiador de calor exterior (23) de una primera variación ilustrada en la FIG. 5, un tubo plano (33) situado más bajo en una primera parte principal de intercambio de calor (51a) se omite de la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y una tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) que están adyacentes entre sí. Esto es, el tubo plano
(33) más próximo a un tubo plano (33) de la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) se omite de la primera parte principal de intercambio de calor (51a).
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El intercambiador de calor exterior (23) de la presente invención, parte del intercambiador de calor exterior (23) entre los tubos planos (33) que están adyacentes entre sí a través del límite (55) entre la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c), es decir, parte del intercambiador de calor exterior (23) en donde no se proporciona ningún tubo plano (33), forma una estructura de reducción de la transferencia de calor (57).
De acuerdo con la configuración precedente, la distancia D2 entre el tubo plano (33) situado más bajo en la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y el tubo plano (33) situado más alto en la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) es más larga que la distancia D1 entre los otros tubos planos (33) adyacentes. Por ello, la transferencia de calor entre los tubos planos (33) de la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) que están adyacentes entre sí puede reducirse. Esto es, la cantidad de intercambio de calor entre refrigerante de los tubos planos adyacentes (33) (es decir, una pérdida de calor) se puede reducir adicionalmente. Como resultado, se puede reducir adicionalmente la disminución de una eficiencia del intercambio de calor del intercambiador de calor exterior (23).
En la presente variación, el tubo plano (33) situado más alto en la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) puede omitirse en lugar del tubo plano (33) situado más bajo en la primera parte principal de intercambio de calor (51a), o pueden omitirse tanto el tubo plano (33) situado más bajo en la primera parte principal de intercambio de calor (51a) como el tubo plano (33) situado más alto en la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c).
Segunda variación del primer modo de realización
En el intercambiador de calor exterior (23) del primer modo de realización, el refrigerante puede no circular sustancialmente a través de un tubo plano (33a) indicado por una parte en negro de la FIG. 6. Específicamente, en una primera tubería colectora (60) de un intercambiador de calor exterior (23) de una segunda variación, se disponen placas de partición (39) respectivamente en los lados superior e inferior del tubo plano (33a) situado más bajo en una primera parte principal de intercambio de calor (51a). De ese modo, en el intercambiador de calor exterior (23) de la presente variación, el tubo plano (33a) está en un estado sustancialmente cerrado tal que el refrigerante no pasa a través del tubo plano (33a).
Esto es, en el intercambiador de calor exterior (23) de la presente variación, se sitúa un límite (55) entre la primera parte principal de intercambio de calor (51a) de una zona de intercambio de calor superior (51) y una tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) de una zona de intercambio de calor inferior (52), entre las placas de partición
(39)
proporcionadas en los lados superior e inferior del tubo plano (33a). El tubo plano (33a) sustancialmente cerrado se sitúa en el límite (55). En el intercambiador de calor exterior (23) de la presente variación, el tubo plano (33a) sustancialmente cerrado forma una estructura de reducción de la transferencia de calor (57).
De los tubos planos (33) a través de cada uno de los cuales circula sustancialmente el refrigerante, la distancia D2 entre el tubo plano (33) situado más bajo en la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y el tubo plano
(33)
situado más alto en la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) es, de acuerdo con la configuración precedente, más larga que la distancia D1 entre los otros tubos planos (33) adyacentes. Esto reduce la transferencia de calor entre los tubos planos (33) de la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) que están adyacentes entre sí. Esto es, la cantidad de intercambio de calor entre el refrigerante de los tubos planos adyacentes (33) (es decir, una pérdida de calor) se puede reducir adicionalmente. Como resultado, se puede reducir adicionalmente la disminución de una eficiencia del intercambio de calor del intercambiador de calor exterior (23).
En la primera tubería colectora (60) de la presente invención, se pueden proporcionar las placas de partición (39) justamente por encima y por debajo del tubo plano (33) situado más alto en la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c), en lugar del tubo plano (33a) situado más bajo en la primera parte principal de intercambio de calor (51a). Alternativamente, las placas de partición (39) pueden proporcionarse justamente por encima del tubo plano (33a) situado más bajo en la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y justamente por debajo del tubo plano (33) situado más alto en la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c).
<<Segundo ejemplo que no cae bajo la presente invención>>
Se describirá un segundo ejemplo de la presente divulgación. En el presente modo de realización, se cambia la configuración del intercambiador de calor exterior (23) del primer modo de realización. Se describirán las diferencias en el intercambiador de calor exterior (23) entre el presente modo de realización y el primer modo de realización con referencia a las FIGS. 7 y 8.
Con referencia a la FIG. 7, los tubos planos (33) del intercambiador de calor (23) están, como en el primer modo de realización, divididos lateralmente para una zona de intercambio de calor superior (51) y una zona de intercambio de calor inferior (52). La zona de intercambio de calor superior (51) se divide en tres partes principales de intercambio de calor (51a-51c) dispuestas en la dirección vertical, y la zona de intercambio de calor inferior (52) forma una única parte auxiliar de intercambio de calor (52a). Esto es, en la zona de intercambio de calor superior (51), la primera
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parte principal de intercambio de calor (51a), la segunda parte principal de intercambio de calor (51b) y la tercera parte principal de intercambio de calor (51c) se forman en este orden desde la parte inferior a la superior. Con referencia a la FIG. 8, la parte principal de intercambio de calor (51a-51c) incluye once tubos planos (33), y la parte auxiliar de intercambio de calor (52a) incluye nueve tubos planos (33). Obsérvese que el número de partes principales de intercambio de calor (51a-51c) formadas en la zona de intercambio de calor superior (51) puede ser dos o puede ser igual o mayor que cuatro.
Cada uno de los espacios internos de una primera tubería colectora (60) y una segunda tubería colectora (70) se dividen lateralmente mediante placas de partición (39).
Específicamente, el espacio interior de la primera tubería colectora (60) se divide en un espacio superior (61) que es para refrigerante gas y corresponde a la zona de intercambio de calor superior (51) y un espacio inferior (62) (espacio de comunicación (62a)) que es para refrigerante líquido y corresponde a la zona de intercambio de calor inferior (52). Obsérvese que el “refrigerante líquido” descrito en el presente documento significa, como en el primer modo de realización, refrigerante en un estado de una única fase líquida o refrigerante en un estado de dos fases gas-líquido. El espacio superior (61) es un espacio único que corresponde a todas las partes principales de intercambio de calor (51a-51c). Esto es, el espacio superior (61) comunica con todos los tubos planos (33) de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c). El espacio inferior (62) (espacio de comunicación (62a)) es un espacio único que corresponde a la parte auxiliar de intercambio de calor (52a), y comunica con los tubos planos
(33) de la parte auxiliar de intercambio de calor (52a).
El espacio interior de la segunda tubería colectora (70) se divide lateralmente en cuatro espacios de comunicación (71a-71d). Específicamente, el espacio interior de la segunda tubería colectora (70) se divide en tres espacios de comunicación (71b, 71c, 71d) que corresponden respectivamente a las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51), y un único espacio de comunicación (71a) que corresponde a la parte auxiliar de intercambio de calor (52a) de la zona de intercambio de calor inferior (52). Esto es, en el espacio interior de la segunda tubería colectora (70), se forman el primer espacio de comunicación (71a) que comunica con los tubos planos (33) de la parte auxiliar de intercambio de calor (52a), el segundo espacio de comunicación (71b) que comunica con los tubos planos (33) de la primera parte principal de intercambio de calor (51a), el tercer espacio de comunicación (71c) que comunica con los tubos planos (33) de la segunda parte principal de intercambio de calor (51b), y el cuarto espacio de comunicación (71d) que comunica con los tubos planos (33) de la tercera parte principal de intercambio de calor (51c).
En la segunda tubería colectora (70), se proporciona un elemento de comunicación (75). El elemento de comunicación (75) incluye un distribuidor único (76), una tubería principal única (77), y tres tuberías delgadas (78a78c). La tubería principal (77) se conecta, en un extremo de la misma, a una parte del extremo inferior del distribuidor (76), y se conecta, en el otro extremo de la misma, al primer espacio de comunicación (71a) de la segunda tubería colectora (70). La tubería delgada (78a-78c) se conecta, en un extremo de las mismas, a una parte del extremo superior del distribuidor (76). En el distribuidor (81), la tubería principal (77) y las tuberías delgadas (78a-78c) comunican entre sí. La tubería delgada (78a-78c) comunica, el otro extremo de la misma, con uno de los espacios de comunicación (71b-71d) segundo a cuarto asociados que corresponden a la segunda tubería colectora (70).
Con referencia a la FIG. 8, la tubería delgada (78a-78c) se abre a la parte de uno de los segundo a cuarto espacios de comunicación (71b-71d) asociados próxima al extremo inferior de los mismos. Esto es, la primera tubería delgada (78a) se abre a la parte del segundo espacio de comunicación (71b) próxima al extremo inferior del mismo, la segunda tubería delgada (78b) se abre a la parte del tercer espacio de comunicación (71c) próxima al extremo inferior del mismo, y la tercera tubería delgada (78c) se abre a la parte del cuarto espacio de comunicación (71d) próxima al extremo inferior del mismo. Obsérvese que la longitud de la tubería delgada (78a-78c) se fija individualmente de modo que se reduce tanto como sea posible una diferencia en la caudal de refrigerante que fluye al interior de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c). Como se ha descrito anteriormente, el elemento de comunicación (75) de la segunda tubería colectora (70) se conecta de modo que se ramifique en los segundo a cuarto espacios de comunicación (71b-71d) que corresponden respectivamente a las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) desde el primer espacio de comunicación (71a). Esto es, en la segunda tubería colectora (70), el espacio de comunicación (71a) que corresponde a la zona de intercambio de calor inferior (52) y los espacios de comunicación (71b, 71c, 71d) que corresponden a la zona de intercambio de calor superior (51) comunican entre sí.
Con referencia a la FIG. 8, en el intercambiador de calor exterior (23), se sitúa un límite (53) entre las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) adyacentes de modo que se extienda desde cada una de las dos placas de partición de (39) superiores en la segunda tubería colectora (70). Más aún, en el intercambiador de calor exterior (23), un límite (55) entre la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c), es decir, el límite (55) entre la parte de intercambio de calor (51a) de la zona de intercambio de calor superior (51) y la parte auxiliar de intercambio de calor (52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52), se sitúa entre la placa de partición (39) de la primera tubería colectora (60) y la placa de partición más inferior (39) de la segunda tubería colectora (70).
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Con referencia a la FIG. 7, en el intercambiador de calor exterior (23), se proporciona un elemento de conexión de líquido (86) y un elemento de conexión de gas (85). El elemento de conexión de líquido (86) y el elemento de conexión de gas (85) se fijan a la primera tubería colectora (60). El elemento de conexión de líquido (86) es una tubería única que tiene un diámetro relativamente grande. El elemento de conexión de líquido (86) se conecta, en un extremo del mismo, a una tubería que conecta entre el intercambiador de calor exterior (23) y una válvula de expansión (24). El elemento de conexión de líquido (86) se abre, en el otro extremo del mismo, a la parte del espacio inferior (62) (espacio de comunicación (62a)) próxima al extremo inferior del mismo en la primera tubería colectora (60). El elemento de conexión de gas (85) es una tubería única que tiene un diámetro relativamente grande. El elemento de conexión de gas (85) se conecta, en un extremo del mismo, a una tubería que conecta entre el intercambiador de calor exterior (23) y un tercer orificio de una válvula de cuatro vías (22). El elemento de conexión de gas (85) se abre, en el otro extremo del mismo, a la parte del espacio superior (61) próxima a un extremo superior del mismo en una primera tubería colectora (60).
En la operación de refrigeración de aire de un acondicionador de aire (10), el intercambiador de calor exterior (23) funciona como un condensador. Se describirá un flujo de refrigerante en el intercambiador de calor exterior (23) durante la operación de refrigeración de aire.
El refrigerante gas enviado desde el compresor (21) fluye al interior del espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60) a través del elemento de conexión de gas (85), y a continuación se distribuye a los tubos planos (33) de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c). Mientras fluye a través de los pasos de fluido (34), el refrigerante que fluye al interior de cada uno de los pasos de fluido (34) de los tubos planos (33) se condensa disipando calor al aire exterior, y a continuación fluye al interior del segundo a cuarto espacios de comunicación (71b-71d) que corresponden a la segunda tubería colectora (70). El refrigerante que fluye al interior de cada uno de los espacios de comunicación (71b-71d) pasa a través de una de las tuberías delgadas (78a-78c) asociada del elemento de comunicación (75), y dichos flujos de refrigerante se unen entre sí en el distribuidor (76). El refrigerante unido en el distribuidor (76) fluye al interior del primer espacio de comunicación (71a) a través de la tubería principal (77), y a continuación se distribuye a los tubos planos (33) de la parte auxiliar de intercambio de calor (52a). Mientras fluye a través de los pasos de fluido (34), el refrigerante que fluye dentro de cada uno de los pasos de fluido (34) de los tubos planos (33) de la parte auxiliar de intercambio de calor (52a) entra en un estado de líquido subenfriado mediante la disipación de calor al aire exterior, y a continuación fluye al interior del espacio inferior (62) (espacio de comunicación (62a)) de la primera tubería colectora (60). El refrigerante que fluye al interior del espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) fluye fuera desde el elemento de conexión de líquido (86) hacia la válvula de expansión (24). Como en la precedente, en la operación de refrigeración de aire, el refrigerante fluye, en el intercambiador de calor exterior (23), al interior de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51), y disipa calor. A continuación, el refrigerante fluye al interior de la parte auxiliar de intercambio de calor (52a) de la zona de intercambio de calor inferior (52), y disipa adicionalmente calor.
En una operación de calentamiento de aire del acondicionador de aire (10), el intercambiador de calor exterior (23) funciona como un evaporador. Se describirá un flujo del refrigerante en el intercambiador de calor exterior (23) durante la operación de calentamiento de aire.
El refrigerante enviado desde la válvula de expansión (24) fluye al interior del espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60) a través del elemento de conexión de líquido (86), y a continuación se distribuye a los tubos planos (33) de la parte auxiliar de intercambio de calor (52a). El refrigerante que fluye al interior de cada uno de los pasos de fluido (34) de los tubos planos (33) fluye al interior del primer espacio de comunicación (71a) de la segunda tubería colectora (70) a través del paso de fluido (34). El refrigerante que fluye al interior del primer espacio de comunicación (71a) está aún en un estado en dos fases gas-líquido. En la segunda tubería colectora (70), el refrigerante que fluye al interior del primer espacio de comunicación (71a) fluye al interior del distribuidor (76) del elemento de comunicación (75), y a continuación fluye al interior de las tuberías delgadas (78a-78c). Posteriormente, el refrigerante se distribuye al segundo a cuarto espacios de comunicación (71b-71d). El refrigerante que fluye al interior de cada uno del segundo a cuarto espacios de comunicación (71b-71d) se distribuye a los tubos planos (33) de una de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) asociada. Mientras fluye a través de los pasos de fluido (34), el refrigerante que fluye al interior de cada uno de los pasos de fluido (34) de los tubos planos (33) de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) se evapora absorbiendo calor del aire exterior, y entra en un estado sustancialmente en fase única de gas. A continuación, los flujos de refrigerante se unen entre sí en el espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60). El refrigerante unido en el espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60) fluye fuera desde el elemento de conexión de gas (85) hacia el compresor (21). Como en lo precedente, en la operación de calentamiento de aire, el refrigerante fluye, en el intercambiador de calor exterior (23), dentro de la parte auxiliar de intercambio de calor (52a) de la zona de intercambio de calor inferior (52). A continuación, el refrigerante fluye al interior de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51), y absorbe calor.
En el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) se disponen de modo que estén concentradas en un lado (lado superior) del intercambiador de calor exterior (23) en la dirección vertical, y la parte auxiliar de intercambio de calor (52a) se dispone en el lado opuesto (lado inferior) del intercambiador de calor exterior (23) en la dirección vertical. Por ello, como en el primer modo de
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realización, el número de partes en las que la parte principal de intercambio de calor y la parte auxiliar de intercambio de calor están adyacentes entre sí se puede reducir al mínimo de una parte. Esto es, en el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, la parte en donde la parte principal de intercambio de calor (51a-51c) y la parte auxiliar de intercambio de calor (52a) están adyacentes entre sí es la única parte en la que la primera parte principal de intercambio de calor (51a) situada más baja en la zona de intercambio de calor superior (51) y la parte auxiliar de intercambio de calor (52a) están adyacentes entre sí. Por ello, en el presente modo de realización, se puede reducir una pérdida de calor de refrigerante tanto como sea posible, y se puede reducir significativamente una disminución de una eficiencia en el intercambio de calor.
En el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, el elemento de conexión de líquido (86) y el elemento de conexión de gas (85) se fijan ambos a la primera tubería colectora (60). Por ello, como en el primer modo de realización, la posición de conexión de la tubería que se extiende desde la válvula de expansión (24) con el intercambiador de calor exterior (23) y la posición de conexión de una tubería que se extiende desde la válvula de cuatro vías (22) con el intercambiador de calor exterior (23) pueden estar próximas entre sí, y por lo tanto puede facilitarse la operación de instalación del intercambiador de calor exterior (23).
En la primera tubería colectora (60) del intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, el elemento de conexión de líquido (86) comunica con el espacio inferior (62) en la posición próxima al extremo inferior del espacio inferior (62). Por ello, como en el primer modo de realización, si el intercambiador de calor exterior (23) funciona como el condensador, se puede asegurar que se envía refrigerante líquido de alta densidad desde el espacio inferior (62) al elemento de conexión de líquido (86). Más aún, en la primera tubería colectora (60) del intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, el elemento de conexión de gas (85) comunica con el espacio superior (61) en la posición próxima al extremo superior del espacio superior (61). De ese modo, como en el primer modo de realización, si el intercambiador de calor exterior (23) funciona como el evaporador, se puede asegurar que se envía refrigerante gas de baja densidad desde el espacio superior (61) al elemento de conexión de gas (85). En la segunda tubería colectora (70) del presente modo de realización, la tubería delgada (78a-78c) del elemento de comunicación (75) comunica con uno de los segundo a cuarto espacios de comunicación (71b-71d) asociado en la posición próxima al extremo inferior del segundo a cuarto espacios de comunicación (71b-71d) asociado. Por ello, si el intercambiador de calor exterior (23) funciona como el condensador, se puede asegurar que se envía refrigerante líquido de alta densidad desde cada uno de los segundo a cuarto espacios de comunicación (71b-71d) a una de las tuberías delgadas (78a-78c) asociada.
En el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, si el intercambiador de calor exterior
(23) funciona como el evaporador (es decir en el caso de operación de calentamiento de aire), se produce una pérdida de presión relativamente grande cuando el refrigerante desde el primer espacio de comunicación (71a) pasa a través de las tuberías delgadas (78a-78c). Debido a dicha pérdida de presión, la temperatura del refrigerante se incrementa. Específicamente, la longitud y diámetro de la tubería delgada (78a-78c) se ajustan de modo que la temperatura del refrigerante que pasa a través de la tubería delgada (78a-78c) pueda ser igual a, o mayor que, 0 ºC. Esto reduce la escarcha formada cuando la temperatura del aire exterior que intercambia calor con el refrigerante cae por debajo de 0 ºC. Esto es, puede reducirse la formación de hielo en el intercambiador de calor exterior (23).
Variación del segundo ejemplo
El intercambiador de calor exterior (23) del segundo ejemplo puede cambiarse como las variaciones del primer modo de realización.
Específicamente, en un intercambiador de calor exterior (23) de la presente variación, se puede no proporcionar ningún tubo plano (33) en una posición indicada por una línea discontinua en la FIG. 9. Esto es, se omite un tubo plano (33) situado más bajo que en una primera parte principal de intercambio de calor (51a) de la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y una parte auxiliar de intercambio de calor (52a) que están adyacentes entre sí. En el intercambiador de calor exterior (23) de la presente variación, parte del intercambiador de calor exterior (23) entre los tubos planos (33) que están adyacentes entre sí a través de un límite (55) entre la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y la parte auxiliar de intercambio de calor (52a), es decir, una parte del intercambiador de calor exterior (23) en la que no se proporciona ningún tubo plano (33), forma una estructura de reducción de la transferencia de calor (57). Por ello, la distancia D2 entre el tubo plano (33) situado más bajo en la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y el tubo plano (33) situado más alto en la parte auxiliar de intercambio de calor (52a) es más larga que la distancia D1 entre los adyacentes de los otros tubos planos (33). Esto reduce la transferencia de calor entre los tubos planos (33) de la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y de la parte auxiliar de intercambio de calor (52a) que están adyacentes entre sí. Esto es, la cantidad de intercambio de calor entre el refrigerante de los tubos planos (33) adyacentes (es decir, una pérdida de calor) se puede reducir adicionalmente. Como resultado, se puede reducir adicionalmente la disminución de una eficiencia en el intercambio de calor del intercambiador de calor exterior (23).
En el intercambiador de calor exterior (23) de la presente variación, el refrigerante puede no circular sustancialmente a través de un tubo plano (33a) indicado por una parte en negro en la FIG. 10. Esto es, en una primera tubería colectora (60) del intercambiador de calor exterior (23) de la presente variación, se disponen placas de partición (39)
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respectivamente sobre los lados superior e inferior del tubo plano (33a) situado más bajo en la primera parte principal de intercambio de calor (51a). De ese modo, el tubo plano (33a) está en un estado sustancialmente cerrado tal que el refrigerante no pasa a través del tubo plano (33a). Esto es, en el intercambiador de calor exterior (23) de la presente variación, se sitúa un límite (55) entre la primera parte principal de intercambio de calor (51a) de una zona de intercambio de calor superior (51) y la parte auxiliar de intercambio de calor (52a) de una zona de intercambio de calor inferior (52) entre las placas de partición (39) proporcionadas respectivamente sobre los lados superior e inferior del tubo plano (33a). El tubo plano (33a) sustancialmente cerrado se sitúa en el límite (55). En el intercambiador de calor exterior (23) de la presente variación, el tubo plano (33a) sustancialmente cerrado forma una estructura de reducción de la transferencia de calor (57). De los tubos planos (33) a través de los que fluye sustancialmente refrigerante, la distancia D2 entre el tubo plano (33) situado más bajo en la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y el tubo plano (33) situado más alto en la parte auxiliar de intercambio de calor (52a) es más larga que la distancia D1 entre los adyacentes de los otros tubos planos (33). Esto reduce la transferencia de calor entre los tubos planos (33) de la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y de la parte auxiliar de intercambio de calor (52a) que están adyacentes entre sí. Esto es, la cantidad de intercambio de calor entre refrigerante de los tubos planos (33) adyacentes (es decir, una pérdida de calor) puede reducirse adicionalmente. Como resultado, puede reducirse adicionalmente la disminución de una eficiencia en el intercambio de calor del intercambiador de calor exterior (23).
<<Tercer modo de realización de la invención>>
Se describirá un tercer modo de realización de la presente divulgación. En el presente modo de realización, se cambia la configuración de la segunda tubería colectora (70) del intercambiador de calor exterior (23) del primer modo de realización. La otra configuración es similar a la del primer modo de realización. En el presente modo de realización, solo se describirá una configuración de una segunda tubería colectora (70) de un intercambiador de calor exterior (23) con referencia a las FIGS. 11 y 12.
Con referencia a la FIG. 12, un espacio interior de la segunda tubería colectora (70) del intercambiador de calor exterior (23) se divide verticalmente en tres espacios de comunicación (71a-71c) mediante dos placas de partición (39). Específicamente, en el espacio interior de la segunda tubería colectora (70), se forman el primer espacio de comunicación (71a), el segundo espacio de comunicación (71b) y el tercer espacio de comunicación (71c) en este orden desde el lado derecho tal como se ve en la FIG. 12. El primer espacio de comunicación (71a) comunica con tubos planos (33) de una tercera parte principal de intercambio de calor (51c) y tubos planos (33) de una primera parte auxiliar de intercambio de calor (52a). El segundo espacio de comunicación (71b) comunica con tubos planos
(33) de una segunda parte principal de intercambio de calor (51b) y tubos planos (33) de una segunda parte auxiliar de intercambio de calor (52b). El tercer espacio de comunicación (71c) comunica con tubos planos (33) de una primera parte principal de intercambio de calor (51a) y tubos planos (33) de una tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c). En el intercambiador de calor exterior (23), la tercera parte principal de intercambio de calor (51c) y la primera parte auxiliar de intercambio de calor (52a) se emparejan entre sí, la segunda parte principal de intercambio de calor (51b) y la segunda parte auxiliar de intercambio de calor (52b) se emparejan entre sí y la primera parte principal de intercambio de calor (51a) y la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) se emparejan entre sí.
Esto es, en la segunda tubería colectora (70) del intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, la parte principal de intercambio de calor (51a-51c) de una zona de intercambio de calor superior (51) y la parte auxiliar de intercambio de calor (52a-52c) de una zona de intercambio de calor inferior (52) se emparejan entre sí. Los espacios de comunicación (71a-71c) que corresponden respectivamente a los pares de partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a-52c) se forman de modo que el número de espacios de comunicación (71a-71c) sea el mismo (por ejemplo tres) que el número de pares de partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a-52c). Como se ha descrito anteriormente, en la segunda tubería colectora (70), los tubos planos (33) del par de la parte principal de intercambio de calor (51a-51c) y parte auxiliar de intercambio de calor (52a-52c) comunican directamente entre sí en el espacio interior de la segunda tubería colectora (70).
En la operación de refrigeración de aire, mientras fluye a través de los pasos de fluido (34), el refrigerante que fluye al interior de cada uno de los pasos de fluido (34) de los tubos planos (33) de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) se condensa, en el intercambiador de calor exterior (23), disipando calor al aire exterior, y a continuación fluye al interior de uno de los espacios de comunicación (71a-71c) asociado de la segunda tubería colectora (70). El refrigerante que fluye al interior de cada uno de los espacios de comunicación (71a-71c) se distribuye a los tubos planos (33) de una de las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) asociada. Mientras fluye a través de los pasos de fluido (34), el refrigerante que fluye al interior de cada uno de los pasos de fluido (34) de los tubos planos (33) de las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) entra en un estado de líquido subenfriado mediante la disipación de calor al aire exterior. Como en lo precedente, en la operación de refrigeración de aire, el refrigerante fluye, en el intercambiador de calor exterior (23), al interior de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51), y disipa calor. A continuación, el refrigerante fluye al interior de las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52), y disipa adicionalmente calor.
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En una operación de calentamiento de aire, el refrigerante que fluye al interior de cada uno de los pasos de fluido
(34) de los tubos planos (33) de las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) fluye, en el intercambiador de calor exterior (23), a través del paso de fluido (34), y a continuación fluye al interior de uno de los primer a tercer espacios de comunicación (71a-71c) asociados de la segunda tubería colectora (70). El refrigerante que fluye al interior de cada uno de los espacios de comunicación (71a-71c) se distribuye a los tubos planos (33) de una de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) asociada. Mientras fluye a través de los pasos de fluido (34), el refrigerante que fluye al interior de cada uno de los pasos de fluido (34) de los tubos planos (33) de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) se evapora absorbiendo calor desde el aire exterior, y entra en un estado de una fase sustancialmente de gas. Los flujos de refrigerante se unen entre sí en un espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60). Como en lo precedente, en la operación de calentamiento de aire, el refrigerante fluye, en el intercambiador de calor exterior (23), al interior de las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52). A continuación, dicho refrigerante fluye al interior de las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51), y absorbe calor.
En el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, las partes principales de intercambio de calor (51a-51c) se disponen de modo que se concentren en un lado (lado superior) del intercambiador de calor exterior (23) en la dirección vertical, y las partes auxiliares de intercambio de calor (52a-52c) se disponen de modo que se concentren en el lado opuesto (lado inferior) del intercambiador de calor exterior (23) en la dirección vertical. Por ello, como en el primer modo de realización, el número de partes en donde la parte principal de intercambio de calor y la parte auxiliar de intercambio de calor están adyacentes entre sí se puede reducir al mínimo de una parte. Esto es, en el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, la parte en donde la parte principal de intercambio de calor (51a-51c) y la parte auxiliar de intercambio de calor (52a-52c) están adyacentes entre sí es únicamente la parte en donde la primera parte principal de intercambio de calor (51a) situada más baja en la zona de intercambio de calor superior (51) y la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) situada más alta en la zona de intercambio de calor inferior (52) están adyacentes entre sí. Por ello, una pérdida de calor de refrigerante se puede reducir tanto como sea posible, y se puede reducir significativamente una disminución de una eficiencia en el intercambio de calor.
Obsérvese que el estado en el que la segunda tubería colectora (70) se particiona en espacios de comunicación (71a-71c) no está limitado a lo precedente.
En el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, puede proporcionarse, como en cada una de las variaciones del primer modo de realización, una estructura de reducción de la transferencia de calor (57) entre los tubos planos (33) que están adyacentes entre sí a través del límite (55) entre la primera parte principal de intercambio de calor (51a) de la zona de intercambio de calor superior (51) y la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52).
<<Cuarto modo de realización de la invención>>
Se describirá un cuarto modo de realización de la presente divulgación. En el presente modo de realización, se cambia la configuración del intercambiador de calor exterior (23) del primer modo de realización. Se describirán las diferencias en el intercambiador de calor exterior (23) entre el presente modo de realización y el primer modo de realización con referencia a las FIGS. 13 y 14.
Como en el primer modo de realización, un espacio interior de una segunda tubería colectora (70) del presente modo de realización se divide lateralmente en cinco espacios de comunicación (71a-71e). En la segunda tubería colectora (70) del presente modo de realización, el primer espacio de comunicación (71a) y el quinto espacio de comunicación (71e) se emparejan entre sí, y el segundo espacio de comunicación (71b) y el cuarto espacio de comunicación (71d) se emparejan entre sí. Más aún, en la segunda tubería colectora (70), se proporcionan una primera tubería de comunicación (72) que conecta entre el segundo espacio de comunicación (71b) y el cuarto espacio de comunicación (71d) y una segunda tubería de comunicación (73) que conecta entre el primer espacio de comunicación (71a) y el quinto espacio de comunicación (71e). Esto es, en el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, se emparejan entre sí una primera parte principal de intercambio de calor (51a) y una tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c), se emparejan entre sí una segunda parte principal de intercambio de calor (51b) y una segunda parte auxiliar de intercambio de calor (52b) y emparejan entre sí una tercera parte principal de intercambio de calor (51c) y una primera parte auxiliar de intercambio de calor (52a).
En el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, se cambia una posición de conexión de un elemento de conexión de gas (85) en una primera tubería colectora (60). Específicamente, el elemento de conexión de gas (85) se abre en una parte media (es decir, en la parte media en la dirección vertical) de un espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60). Más aún, con referencia a la FIG. 14, en el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, el diámetro interior B1 de la primera tubería colectora (60) es mayor que el diámetro interior B2 de la segunda tubería colectora (70). Dicha configuración permite que el refrigerante gas que fluye al interior del espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60) desde el elemento de conexión de gas (85) se distribuya igualadamente a las partes principales de intercambio de calor (51a-51c).
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En el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, los diámetros interiores de las tuberías colectoras (60, 70), pueden ser, como en el primer modo de realización, iguales entre sí, o el elemento de conexión de gas (85) puede abrirse a la parte del espacio superior (61) próxima al extremo superior de la misma en la primera tubería colectora (60).
En el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, puede proporcionarse una estructura de reducción de la transferencia de calor (57), como en cada una de las variaciones del primer modo de realización, entre tubos planos (33) que están adyacentes entre sí a través del límite (55) entre la primera parte principal de intercambio de calor (51a) de una zona de intercambio de calor superior (51) y la tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52).
<<Quinto modo de realización de la invención>>
Se describirá un quinto modo de realización de la presente divulgación. En el presente modo de realización, se cambia la configuración del intercambiador de calor exterior (23) del primer modo de realización. Se describirán las diferencias en el intercambiador de calor exterior (23) entre el presente modo de realización y el primer modo de realización con referencia a las FIGS. 15-17.
Con referencia a la FIG. 15, en el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, se proporcionan aletas (35) que son aletas corrugadas en lugar de las aletas (36) con forma de placa del primer modo de realización. Con referencia a la FIG. 16, la aleta (35) del presente modo de realización tiene una forma serpenteante arriba y abajo. La aleta (35) se dispone entre los adyacentes verticalmente de los tubos planos (33), y se une a las superficies laterales planas de los tubos planos (33) mediante soldadura. Con referencia a la FIG. 17, se forman láminas (40) configurada cada una para acelerar la transferencia de calor en una parte con forma de placa plana que se extiende verticalmente de la aleta (35).
Con referencia a las FIGS. 16 y 17, en la aleta (35) se forma una parte de placa sobresaliente (42) que sobresale más allá del tubo plano (33) hacia un lado de salida de aire. La parte de placa sobresaliente (42) también sobresale hacia arriba y hacia abajo desde la aleta (35). Con referencia a la FIG. 17, en el intercambiador de calor exterior (23), las partes de placa sobresalientes (42) de las aletas (35) que están adyacentes verticalmente entre sí a través del tubo plano (33) hacen contacto entre sí. Obsérvese que las láminas (40) no se muestran en la FIG. 16.
En el intercambiador de calor exterior (23) del presente modo de realización, se puede proporcionar una estructura de reducción de la transferencia de calor (57), como en cada una de las variaciones del primer modo de realización, entre los tubos planos (33) que están adyacentes verticalmente entre sí a través de un límite (55) entre una primera parte principal de intercambio de calor (51a) de una zona de intercambio de calor superior (51) y una tercera parte auxiliar de intercambio de calor (52c) de una zona de intercambio de calor inferior (52).
Aplicabilidad industrial
Como se ha descrito anteriormente, la presente divulgación es útil para el intercambiador de calor en el que la pluralidad de tubos planos se conecta a las tuberías colectoras, y para el acondicionador de aire que incluye el intercambiador de calor.
Descripción de los caracteres de referencia
10 Acondicionador de aire 20 Circuito refrigerante 23 Intercambiador de calor exterior (intercambiador de calor) 33 Tubo plano 35 Aleta 36 Aleta 51 Zona de intercambio de calor superior 51a, 51b, 51c Parte principal de intercambio de calor (parte de intercambio de calor) 52 Zona de intercambio de calor inferior 52a, 52b, 52c Parte auxiliar de intercambio de calor (parte de intercambio de calor) 55 Límite 57 Estructura de reducción de la transferencia de calor 60 Primera tubería colectora 61 Espacio superior 62 Espacio inferior 62a, 62b, 62c Espacio de comunicación 70 Segunda tubería colectora 71a, 71b, 71c, 71d, 71e Espacio de comunicación 72, 73 Tubería de comunicación 75 Elemento de comunicación
E12737143
06-08-2015
80, 86 Elemento de conexión de líquido Elemento de conexión de gas

Claims (3)

  1. 5
    15
    25
    35
    45
    55
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Un intercambiador de calor que comprende:
    una primera tubería colectora (60) vertical y una segunda tubería colectora (70) vertical; una pluralidad de tubos (33) dispuesto cada uno sobre el otro de modo que las superficies laterales de los mismos se enfrenten entre sí, en el que cada uno se conecta a la primera tubería colectora (60) en un extremo y se conecta a la segunda tubería colectora (70) en el otro extremo, y en el que cada uno se forma con un paso
    (34) de refrigerante; en el que los tubos (33) se dividen para
    una zona de intercambio de calor superior (51) dividida en una pluralidad de partes de intercambio de calor dispuestas una sobre la otra, y una zona de intercambio de calor inferior (52) dividida en una o más partes de intercambio de calor dispuestas una sobre la otra,
    un espacio interior de la primera tubería colectora (60) se divide en
    un espacio superior (61) que es para refrigerante gas y que corresponde a la zona de intercambio de calor superior (51), y un espacio inferior (62) que es para refrigerante líquido y que corresponde a la zona de intercambio de calor inferior (52),
    en el espacio inferior (62) de la primera tubería colectora (60), se forman uno o más espacios de comunicación que corresponden respectivamente a una o más de las partes de intercambio de calor de modo que el uno o más espacios de comunicación sean tantos como la una o más partes de intercambio de calor,
    un espacio interior de la segunda tubería colectora (70) se divide de modo que
    se forman espacios de comunicación que corresponden respectivamente a las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) de modo que los espacios de comunicación sean tantos como las partes de intercambio de calor, y se forman uno o más espacios de comunicación que corresponden respectivamente a la una o más partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) de modo que el uno o más espacios de comunicación sean tantos como la una o más partes de intercambio de calor, y cada espacio de comunicación que corresponde a la zona de intercambio de calor superior (51) comunica con uno del uno o más espacios de comunicación correspondientes a la zona de intercambio de calor inferior
    (52) asociada,
    caracterizado porque
    los tubos (33) son planos, el intercambiador de calor comprende una pluralidad de aletas (36) configurada cada una para dividir parte del intercambiador de calor entre los adyacentes de los tubos planos (33) en una pluralidad de pasos (38) a través de los que se dispone el aire para fluir, en el que la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52) se divide cada una en las partes de intercambio de calor (51a-51c, 52a-52c) de modo que las partes de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51) sean tantas como la una o más partes de intercambio de calor (52a-52c) de la zona de intercambio de calor inferior (52), el espacio interior de la segunda tubería colectora (70) se divide de modo que
    se forman algunos (71a, 71b, 71d, 71e) de los espacios de comunicación que corresponden respectivamente a algunas de las partes de intercambio de calor (51b, 51c, 52a, 52b) distintas a una más inferior (51a) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y una más superior (52c) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52) de modo que los algunos (71a, 71b, 71d, 71e) de los espacios de comunicación sean tantos como las algunas partes de intercambio de calor (51b, 51c, 52a, 52b), y se forma el otro (71c) de los espacios de comunicación que corresponde tanto a la una más inferior (51a) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) como a la una más superior (52c) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52), y
    en la segunda tubería colectora (70),
    algunos (71d, 71e) de los espacios de comunicación que corresponden respectivamente a algunas de las partes de intercambio de calor (51b, 51c) distintas a la una más inferior (51a) de las partes de intercambio de
    21
    calor de la zona de intercambio de calor superior (51) está cada uno emparejado con uno de los otros (71a, 71b) de los espacios de comunicación asociados que corresponden respectivamente a algunas de las partes de intercambio de calor (52a, 52b) distintas a la más superior (52c) de las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor inferior (52), y
    5 se proporciona una tubería de comunicación (72, 73) que conecta entre cada pareja de espacios de comunicación.
  2. 2. El intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que
    10 el espacio superior (61) de la primera tubería colectora (60) es un espacio único que corresponde a todas las partes de intercambio de calor (51a-51c) de la zona de intercambio de calor superior (51), y en la primera tubería colectora (60), un elemento de conexión de gas (85) conectado al espacio superior (61) en una posición próxima a un extremo superior del espacio superior (61) y un elemento de conexión de líquido (80, 86) conectado a cada espacio de comunicación del espacio inferior (62) en una posición próxima a un extremo
    15 inferior de cada espacio de comunicación.
  3. 3. El intercambiador de calor según una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que
    se proporciona una estructura de reducción de la transferencia de calor (57) configurada para reducir la
    20 transferencia de calor desde uno de los tubos planos adyacentes (33) al otro de los tubos planos (33) adyacentes entre los tubos planos adyacentes (33) que están adyacentes entre sí a través de un límite (55) entre las partes de intercambio de calor de la zona de intercambio de calor superior (51) y la zona de intercambio de calor inferior (52).
    25 4. Un acondicionador de aire que comprende:
    un circuito refrigerante (20) que incluye el intercambiador de calor (23) según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que se dispone refrigerante para circular a través del circuito refrigerante (20) para realizar un ciclo de
    30 refrigeración.
    22
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