Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de los intercambiadores de calor con microcanales del tipo de los usados generalmente en aplicaciones de aire acondicionado y refrigeración. Más concretamente, la invención se refiere a un intercambiador de calor con microcanales que puede utilizarse como evaporador y condensador.

Antecedentes de la invención

Los intercambiadores de microcanales de aluminio soldado, formados principalmente por un tubo extruido de aluminio y aletas corrugadas con o sin ventana, se han usado desde hace tiempo en la técnica como condensadores, radiadores y aplicaciones de aire acondicionado y refrigeración en general. Este tipo de intercambiadores proporcionan una serie de ventajas en comparación con otros tipos de intercambiadores anteriores, tales como un menor coste, mayor rendimiento energético, mejor resistencia a la corrosión, menor peso, menor volumen y fácil reciclaje .

Sin embargo, el uso de este tipo de intercambiadores como evaporadores presenta el problema de la condensación de agua en los mismos. En efecto, la humedad del aire que se hace pasar a través de un evaporador para enfriarlo suele depositarse sobre dicho evaporador por efecto de la condensación, lo que produce una serie de inconvenientes tales como pérdida de rendimiento, mayor pérdida de carga en el aire, congelación, arrastre de gotas de agua con el aire (lo que provoca salpicaduras al usuario), crecimiento de bacterias y malos olores, etc.

En la técnica anterior se han propuesto diversas soluciones para intentar evitar la condensación de agua sobre este tipo de evaporadores. Se han propuesto soluciones basadas en cambiar la orientación de los intercambiadores, de tal manera que los microcanales multipuerto se encuentren en posición vertical, lo que favorecería el drenaje del agua condensada por dichos microcanales debido al efecto de la gravedad. Sin embargo, se ha demostrado que esta configuración resulta ineficaz ya que el agua condensada permanece en las aletas. Por otro lado, esta configuración empeorará el funcionamiento del intercambiador como condensador, lo cual sería perjudicial en aplicaciones que requieran la inversión del ciclo frigorífico, tales como por ejemplo bombas de calor.

Además de los problemas mencionados anteriormente, los intercambiadores de microcanales presentan aún mayores dificultades para su aplicación en la refrigeración, ya que las temperaturas de trabajo en este caso son extremadamente bajas y se produce más rápidamente una acumulación de hielo. Esta acumulación de hielo empeora aún más los inconvenientes mencionados anteriormente.

La patente estadounidense n.° 6.435.268 da a conocer un evaporador para aire acondicionado de vehículo que presenta, entre dos placas de evaporador verticales, una aleta corrugada. Dicha aleta corrugada presenta un primer tercio orientado horizontalmente, mientras que en los últimos dos tercios la aleta corrugada tiene configuración vertical, facilitando el drenaje del agua condensada. Sin embargo, en este tipo de configuración se reduciría el rendimiento del evaporador ya que la parte vertical de la aleta corrugada presentará mayor resistencia al paso del aire por la misma.

La patente estadounidense n.° 5.279.360 da a conocer un evaporador/condensador para su uso en sistemas de bomba de calor, que comprende un par de colectores unidos mediante una pluralidad de tubos alargados de sección transversal aplanada que se extienden en paralelo entre sí y una serie de aletas en serpentín que se extienden entre dichos tubos alargados . Dichos tubos y aletas entre los colectores definen una configuración no plana que tiene un vértice, hacia el que transcurre el agua condensada y se recoge en un canal de condensado. Sin embargo, este evaporador/condensador, además de no proporcionar un drenaje óptimo del agua condensada, ocupa un volumen considerable dentro del sistema de bomba de calor.

Por tanto, sigue existiendo en la técnica la necesidad de un evaporador/condensador de microcanales que facilite el drenaje del agua condensada sobre el mismo, resulte de fabricación sencilla y ocupe un espacio mínimo dentro del sistema en el que se aplique.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un intercambiador de calor de microcanales que puede funcionar como evaporador y como condensador. El evaporador/condensador comprende al menos dos tubos por los que circula un fluido refrigerante y que se encuentran conectados entre sí por una serie de microcanales multipuerto; y además comprende una multitud de aletas dispuestas en la misma dirección que los tubos, transversales a los microcanales multipuerto. En la posición de uso del evaporador/condensador tanto los tubos como las aletas se encuentran en disposición en vertical, lo que facilita el drenaje de agua condensada sobre las mismas, mejorando el rendimiento del evaporador/condensador.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se entenderá mejor con referencia a los siguientes dibujos que ilustran realizaciones preferidas de la invención, proporcionadas a modo de ejemplo, y que no deben interpretarse como limitativas de la invención de ninguna manera .

La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un evaporador/condensador según la realización preferida de la presente invención.

La figura 2 muestra una vista lateral del evaporador/condensador de la figura 1.

La figura 3 muestra una vista en sección transversal según la línea B-B de la figura 2. La figuras 4A y 4B muestran vistas en perspectiva y en sección transversal de una realización alternativa del evaporador/condensador de la presente invención. Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La presente invención se refiere a un intercambiador de calor de microcanales, fabricado preferiblemente, aunque no exclusivamente, de aluminio soldado. Dicho intercambiador de calor puede usarse tanto como evaporador como condensador, según se requiera en función de su aplicación. Por tanto, se denominará a continuación en el presente documento "evaporador/condensador" .

El evaporador/condensador tal como se observa en la figura 1 comprende cuatro tubos 10 por los que circula un fluido refrigerante y conectados entre sí por una serie de microcanales multipuerto 12 (visibles en la figura 3) . Estos microcanales multipuerto 12 se encuentran dentro de una configuración aplanada .

El evaporador/condensador comprende además una multitud de aletas 14 dispuestas en la misma dirección que los tubos 10 (es decir, en la posición de uso mostrada en las figuras, en la dirección vertical) y que son transversales a los microcanales multipuerto 12. Las aletas 14 se unen a los microcanales multipuerto 12, por ejemplo, mediante soldadura. De este modo, la disposición en vertical de las aletas 14 en la posición de uso del evaporador/condensador facilita el drenaje de agua condensada sobre las mismas . Puede observarse además que cada aleta 14 es común para ambos pares de tubos 10.

En la figura 2 puede apreciarse mejor la disposición vertical de las aletas 14 paralelas entre sí y con respecto a los tubos 10, así como la disposición horizontal de los microcanales multipuerto 12 paralelos entre sí. En esta figura 2 se representa además el drenaje del agua condensada sobre las aletas 14 mediante gotas 16. En la figura 3 se observa una sección transversal del evaporador/condensador según la realización preferida de la presente invención. En esta figura pueden apreciarse, además de todos los elementos descritos anteriormente, una serie de pestañas 18 dispuestas en las aletas 14. Estas pestañas 18 definen el paso entre las aletas 14. Resulta fácil, dependiendo de la aplicación frigorífica prevista para el evaporador/condensador de la invención, variar la distancia entre dichas aletas 14 en función de la geometría de las pestañas 18. De este modo puede reducirse la distancia entre las aletas 14 para aplicaciones de aire acondicionado (temperaturas >0°C) y aumentarse para aplicaciones de refrigeración (temperaturas <0°C) .

Tal como también se observa en la figura 3, los microcanales multipuerto 12 de cada par de tubos 10 están dispuestos a la misma altura, de modo que el flujo de aire indicado por una flecha en la figura 3 pasa entre los microcanales multipuerto 12 produciéndose el intercambio de temperatura con el fluido refrigerante que circula por su interior. El cambio de temperatura del aire provoca que se condensen gotas 16 de agua sobre las aletas 14 que, por efecto de la gravedad gracias a la disposición vertical de las mismas, drenan fácilmente hacia abaj o .

Las figuras 4A y 4B muestran, en vista en perspectiva y en sección transversal respectivamente, una segunda realización alternativa del evaporador/condensador de la presente invención. La principal diferencia con respecto a la primera realización descrita anteriormente se encuentra en el hecho de que los microcanales multipuerto 12 de cada uno de los pares de tubos 10 están dispuestos a alturas alternadas. De este modo se aumenta la turbulencia del aire que pasa entre dichos microcanales multipuerto 12 aumentando así el intercambio de calor con el fluido refrigerante que circula por el interior de los mismos.

Aunque se ha descrito la presente invención con referencia a dos realizaciones preferidas de la misma, diversas modificaciones y alteraciones resultarán evidentes para los expertos en la técnica, y dichas modificaciones y alteraciones forman parte del alcance de la presente invención. Por ejemplo, podrá variarse el número de pares de tubos para los que es común una misma serie de aletas. Además, también podrá variarse el material del evaporador/condensador, el fluido refrigerante que circula por su interior, etc., sin por ello apartarse del alcance de la invención definido por las siguientes reivindicaciones, y que se basa principalmente en la disposición estructural de las aletas con respecto a los microcanales multipuerto y los tubos.