KR0117025Y1 - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본고안 열교환기는, 냉매가 이동하도록 된 내측연결관과, 이 내측연결관을 내부에 수용하면서 냉각수가 흐르도록 된 외측연결의 2중구조로 형성하고, 상기 외측연결관에는 냉각수를 유입 또는 배출시킬 수 있도록 된 냉각수 헤더가 배설된 구조로 되어 있으므로 냉매가 냉각싸이클에 따라 내측연결관을 순환할때 이에 반대되는 방향으로 외측연결관에 냉각수가 함께 순환되도록 하여 냉각효율을 향상시킴은 물론, 이에 따라 소비전력도 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

열교환기

제 1도는 종래의 열교환기를 도시한 개략적인 사시도

제 2도는 본 고안의 열교환기를 도시한 개략적인 요부사시도

제 3도는 제 2도의 A-A선 단면도

제 4도는 본 고안의 열교환기에 내.외측 연결관을 도시한 요부사시도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

6:냉각수 헤더7:외측연결관

8:내측연결관9:감온통

10:냉매출구11:솔레노이드 밸브

12:냉각수 배관13;냉매입구

14:차단판15:급수실

16:배수실17:냉각수 입구

18:냉각수 출구19:배수구

20:알루미늄 핀

본 고안은 열교환기에 관한것으로, 특히 냉매가 냉각사이클에따라 내측연결관을 순환할때 외측연결관으로 냉각수도 함께 순환되도록 함으로서 냉각효율을 향상시킴은 물론, 소비전력도 절감할 수 있도록한 열교환기에 관한 것이다.

종래의 열교환기는, 제 1도에 도시한 바와같이, 기기운전과 동시에 압축기(도시안됨)가 동작되어 고온고압으로 냉매를 압축하고, 상기 고온고압의 냉매는 응축기본체(1)의 입구 헤더(2)를 통하여 각 냉매배관으로 분리 유입시키도록 된 연결관(3)에 유입되어서 외기온도와 열교환을 행하여 주위에 열을 방출한 후 증발기(도시안됨)에 유입되게 된다.

즉, 상기 외기공기는 상기 연결관(3)내부에 후르는 고온 고압의 냉매에 의해 열교환된 알루미늄핀(4)사이로 통과하게 되고, 이에따라 열교환이 이루어지게되어 온도가 저하된 상기 냉매는 상기 응축기본체(1)의 출구헤더(5)를 통하여 상기 증발기에 유입된다. 또한 상기 증발기에 유입된 냉매는 주위의 열을 흡수하여 주위의 온도를 일정온도로 저하시킨후 재차 압축기에 유입되어 상기와 같은 냉각사이클에 의한 동작을 반복 수행한다.

그러나, 상기와 같은 종래 열교환기는, 열교환기가 설치된 주변의 온도가 고온이거나 냉매가 과충전되면 부하증대로 인하여 (외기온도가 상승하면 상승한 만큼의 온도를 저하시키도록 강한 냉각작용을 수행해야 한다) 충분한 열교환이 이루어지기가 곤란함으로 이에따라 냉각효율이 저하되고 소비전력도 증대될 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 고안의 목적은, 냉매가 이용하도록 된 내측연결관과, 이 내측연결관을 내부에 수용하면서 냉각수가 흐르도록 된 외측연결관의 2중 구조와, 상기 외측연결관에 냉각수를 공급하도록된 냉각수 헤더가 배설된 구조로 되어 있으므로 냉매가 냉각사이클에 따라 내측연결관을 순환할때 외측연결관으로 냉각수도 함께 순환되도록 하여 냉각효율을 향상시킴은 물론, 이에따라 소비전력도 절감할수 있는 열교환기를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 열교환기는, 압축기, 응축기, 증발기, 압축기 순으로 냉매를 순환시키는 냉각사이클을 이용하여 일정구역에 대한 냉각작용을 수행하는 냉각시스템으로 구성된 열교환기에 있어서, 상기 냉각사이클에 의해 냉매가 순환되도록 된 내측연결관과, 상기 내측연결관을 내부에 수용하면서 냉각수가 순환되도록된 외측연결관과, 상기 외측연결관에 냉각수가 공급되어 순환되도록 저장공간이 형성된 냉각수 헤더와, 상기 냉각사이클에 의해 순환되는 냉매의 온도를 체크하는 감온통과, 상기 감온통이 체크한 온도에 따라 개폐되어 냉각수의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브로 이루어져, 냉매가 냉각사이클에 따라 내측연결관을 순환할때 외측연결관으로 냉각수도 함께 순환되도록 하여 냉각효율을 향상시킴은 물론, 이에따라 소비전력도 절감할수 있도록 되어있다.

이하, 본 고안의 일실시예를 도면을 참조로하여 상세히 설명한다.

제 2도에 있어서, 참조부호(1)은 압축기본체로 부터 유입된 고압의 냉매와 외기 온도간의 열교환을 행하여 주위로 냉매열을 방출하는 응축기본체이고, (6)은 상기 응축기본체(1)의 좌측 혹은 우측의 소정위치에 배설되어 후술하는 외측연결관(7)에 냉각수를 공급시켜 순환시킬수 있도록 저장공간이 형성된 냉각수 헤더이며, (8)은 냉각사이클에 의해 냉매가 순환되도록 된 내측연결관이고, (7)은 상기 내측연결관(8)을 내부에 수용하면서 냉각수가 순환되도록된 외측연결관이다.

또, 도면에서(9)는 상기 냉각수헤더(6) 상부의 후술하는 냉매출구(10)에 배설되고 상기 냉각사이클에 의해 순환되는 냉매의 온도를 체크하는 일종의 센서수단인 감온통이고, (11)은 냉각수배관(12)의 소정위치에 배설되어 상기 감온통(9)이 체크한 온도에 따라 개폐되어 냉각수의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브이다.

또한, 상기 냉각수 헤더(6)의 일측면부 소정위치 2개소에는 상기 내측연결관(8)으로 냉매를 유입시키거나 배출시키도록된 냉매입.출구(13)(10)가 상기 냉각수 헤더(6)를 관통하여 상기 응축기본체(1) 좌측 혹은 우측면부로 수납되도록 배설되어 있고, 상기 냉각수 헤더(6)의 상부에는 냉각수가 유입하는 통로인 냉각수배관(12)이 연결되어 있으며, 그리고 상기 냉각수 헤더(6)의 내부는 제 3도에 도시된 바와같이 차단판(14)에 의하여 두 영역으로 분리하여 냉각수를 급수실(15)과 배수실(16)로 구분 저장하도록 되어있다.

한편, 상기 냉각수 헤더(6)가 배설된 응축기본체(1)의 측벽 일측상부에는 상기 냉각수 헤더(6)의 급수실(15)을 통하여 상기 외측연결관(7)으로 냉각수를 유입시킬 수 있도록 된 냉각수입구(17)가 배설되어 있고, 상기 냉각수헤더(6)가 배설된 응축기본체(1)의 측벽 일측하부에는 상기 냉각수헤더(6)의 배수실(16)을 통하여 상기 외측연결관(7)으로 냉각수를 배출시키도록된 냉각수 출구(18)가 배설되어 있다. 또한 상기 배수실(16)의 하부에는 냉각수를 상기 냉각수헤더(6)로 부터 배출하도록된 배수구(19)가 형성되도록 되어있다.

그리고, 상기 외측연결관(7)은 상기 응축수본체(1) 내부를 통과하도록 되어있고, 이 외측 연결관(7)의 표면에는 알루미늄핀(20)이 배설되도록 되어있다.

다음에는, 상기와 같은 구성으로된 본고안의 동작, 효과를 설명한다.

본 고안이 적용되는 냉각사이클은 일반적인 냉동 냉장기의 냉각사이클과 마찬가지로 냉매가 압축기, 응축기, 증발기, 압축기를 연속적으로 순환하는 것이다. 그리고 본 고안의 동작을 개략적으로 살펴보면, 먼저 압축기에서 냉각수 헤더(6)에 배설된 냉매입구(13)를 통하여 고온 고압의 냉매를 유입시키고, 그리고 이 유입된 고온 고압의 냉매는 내측연결관(8)를 따라 흐르면서 외측연결관(7)에 배설된 알루미늄핀(20)을 통하여 외기온도와 열교환을 이룬후 냉매출구(10)를 통하여 배출되어 증발기로 유입되게 된다. 이때 냉각수배관(12)을 통하여 냉각수 헤더(6)의 급수실(15)에 유입되어 저장된 냉각수는 솔레노이드 밸브(11)의 압력에 의해 상기 냉매의 흐름과는 반대방향으로 상기 외측연결관(7)의 냉각수입구(17)에 유입되게 되는바, 즉 냉각수헤더(6)의 배수실(16)측에 상기 냉매입구(13)가 형성된 내측연결관(8)이 관통하게 되므로 상기 내측연결관(8)으로 상기 냉매가 유입되어 흐르게 될때, 냉각수는 상기 외측 연결관(7)을 따라 배수되어 상기 냉각수 헤더(6)의 배수실(16)에 저장되게 된다. 따라서 외기온도가 상기 외측연결관(7)내로 흐르는 냉각수에 의해 1차적으로 열교환이 이루어지고 그런다음 상기 내측연결관(8)내로 흐르는 냉매와 열교환이 이루어지게 됨으로 냉매작용의 효율을 극대화시킬수 있는 것이다.

한편, 상기 냉각수헤더(6)의 급수실(15)에 저장된 냉각수는 냉각수입구(17)로 유입되어 상기 내측연결관(8)내로 흐르는 냉매와는 반대방향으로 흐르게 되고, 그후 상기 냉각수 헤더(6)에 설치된 배수실(16)의 냉각수출구(18)를 통하여 서서히 저장 되어다가 다시 배수구(19)를 통하여 외부로 배출된다.

즉, 상기 내측연결관(8)의 출구측에 배설된 감온통(9)이 상기 내측연결관(8)이 순환된 냉매로부터 전달받은 온도를 감지해서 소정온도 예컨대, 40℃이하의 온도를 감지하면 솔레노이드 밸브(11)를 동작시켜 냉각수 배관(12)에 유입되는 냉각수를 차단시키고, 50℃ 이상의 온도가 감지되면 상기 솔레노이드 밸브(11)로 동작시켜 냉각수를, 상기 냉각수 헤더(6)의 급수실(15)에 자동으로 저장시킨다.

한편, 또다른 실시예로써 상기 외측연결관(7)에 냉각수를 유입시켜 냉매작용의 효율을 극대화 시킬수도 있으나, 예컨대, 히트펌트 에어콘에 있어서 응축기본체(1)를 증발기로 변경하여 외기의 찬공기와 열교환을 이룰때, 상기 외측연결관(7)에 온수를 순환시킬수도 있음으로 난방장비로도 사용할수 있음은 물론이다.

이상 설명에서와같이 본고안의 열교환기는, 냉매가 이동하도록 된 내측배관과, 이 내측연결관을 내부에 수용하면서 냉각수가 흐르도록 된 외측연결관을 2중구로조 형성하고, 상기 외측연결관에는 냉각수를 유입 또는 배출 시킬 수도 있도록 된 냉각수 헤더가 배설된 구조로 되어 있으므로, 냉매가 냉각사이클에 따라 내측연결관을 순환할때 이에 반대되는 방향으로 외측연결관에 냉각수가 함께 순환되도록 하여 냉각효율을 향상시킴은 물론, 이에 따라 소비전력도 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 압축기, 응축기, 증발기, 압축기 순으로 냉매를 순환시키는 냉각사이클을 이용하며 일정구역에 대한 냉각작용을 수행하는 냉각시스템으로 구성된 열교환기에 있어서, 냉각사이클에 의한 냉매가 순환되도록 된 내측연결관(8)과, 상기 내측연결관(8)을 내부에 수용하면서 냉각수 또는 온수가 순환되도록 된 외측연결관(7)과, 상기 외측연결관(7)에 냉각수를 공급하여 순환되도록 저장공간이 형성된 냉각수헤더(6)와, 상기 냉각사이클에 의해 순환되는 냉매의 온도를 체크하는 감온통(9)과, 상기 감온통(9)이 체크한 온도에 따라 개폐되어 냉각수의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브(11)로 이루어진 열교환기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 냉각수 헤더(6)가, 차단판(14)에 의해서 급수실(15)과 배수실(16)로 분리된 것을 특징으로하는 열교환기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 급수실(15)이, 냉각수를 상기 외측연결관(7)으로 유입시키도록된 냉각수입구(17)와, 상기 내측연결관(8)으로부터 냉매를 유출 시킬수 있도록 된 냉매출구(10)로 배설된 것을 특징으로 하는 열교환기.
4. 제 2항에 있어서, 상기 배수실(16)이, 냉각수를 상기 외측연결관(7)으로 부터 배출시킬수 있도록 된 냉각수 출구(18)와, 상기 내측연결관(8)으로 냉매를 유입시킬 수 있도록 된 냉매입구(13)로 배설된 것을 특징으로 하는 열교환기.