KR100319790B1 - Heat exchanger of heater pipe - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히트 파이프 열교환장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 보일러에서 가열된 예컨대 온수나 스팀 등과 같은 순환매체의 열을 실내 바닥 등에 넓게 분포되어 매립된 배관을 따라 순환하는 열매체액을 전달매개로 방출함으로써 실내 등을 난방하도록 구성된 히트 파이프 열교환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pipe heat exchanger, and more specifically, to distribute the heat of the circulating medium such as hot water or steam, which is heated in a boiler, to a room floor, and to discharge the heat medium liquid circulating along the buried pipe to the delivery medium. The present invention relates to a heat pipe heat exchanger configured to heat a room and the like.

본 발명에 따른 히터 파이프 열교환장치는, 순환매체가 순환할 수 있는 순환로를 형성하는 열전도관; 상기 열전도관 둘레에 열매체액실을 형성하여 상기 열전도관 내 순환매체와 열교환하는 열매체액이 충전되는 열교환관; 열매체 주입을 위하여 상기 열교환관의 일측면에 설치되는 주입관; 및 상기 열교환관에 병렬로 연결되어 각기 상기 열매체액실 내 열매체를 유도하여 방열한 후 저온인 상태로 복귀시키는 다수의 방열관과 상기 각 방열관들의 끝단을 서로 연통시는 연결관이 일체화된 히트 파이프;로 구성되는 바, 이와 같은 구성의 히터 파이프 열교환장치는, 열전도관을 통해 순환하는 순환매체가 보유한 열을 넓게 분포된 방열관에 고루 분배되어 흐르는 열매체액을 매개로 각 방열관에서 고르게 방열할 수 있고 또 순환매체 순환주기와 압력강하량이 줄일 수 있으므로 열교환 효율이 높다.Heater pipe heat exchange apparatus according to the present invention, the heat conduction pipe for forming a circulation path through which the circulation medium can circulate; A heat exchange tube having a heat medium liquid chamber formed around the heat conductive tube and filled with a heat medium liquid that exchanges heat with the circulation medium in the heat conductive tube; An injection tube installed on one side of the heat exchange tube for thermal medium injection; And a plurality of heat dissipation tubes connected to the heat exchange tubes in parallel to each other to induce heat dissipation in the heat medium liquid chamber to return to a low temperature state, and to connect the ends of the heat dissipation tubes with each other, in which heat is integrated. The heater pipe heat exchanger having such a configuration includes heat dissipation evenly from each heat dissipation tube through the heat medium fluid flowing evenly distributed through the heat dissipation tube, which is widely distributed in the heat dissipation tube, circulating through the heat conduction tube. In addition, the heat exchange efficiency is high because the circulation medium circulation cycle and the pressure drop can be reduced.

Description

히터 파이프 열교환장치{HEAT EXCHANGER OF HEATER PIPE}Heater pipe heat exchanger {HEAT EXCHANGER OF HEATER PIPE}

본 발명은 히트 파이프 열교환장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 보일러에서 가열된 예컨대 온수나 스팀 등과 같은 순환매체의 열을 실내 바닥 등에 넓게 분포되어 매립된 배관을 따라 순환하는 열매체액을 전달매개로 방출함으로써 실내 등을 난방하도록 구성된 히트 파이프 열교환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pipe heat exchanger, and more specifically, to distribute the heat of the circulating medium such as hot water or steam, which is heated in a boiler, to a room floor, and to discharge the heat medium liquid circulating along the buried pipe to the delivery medium. The present invention relates to a heat pipe heat exchanger configured to heat a room and the like.

난방을 목적으로 실내 바닥 등에 매립되는 종래 난방배관은 예컨대 보일러등과 같은 열원에서 가열된 예컨대 온수나 스팀과 같은 순환매체가 실내 바닥의 배관을 따라 직접 순환되면서 방열하도록 구성되어 있었기 때문에 순환매체의 순환률이 크게 떨어져 열효율이 매우 낮다는 문제점이 있었다.Conventional heating piping embedded in the indoor floor for heating purposes is a circulation medium circulating medium because the circulation medium such as hot water or steam, which is heated in a heat source such as a boiler, is circulated directly along the pipe of the indoor floor. There was a problem that the thermal efficiency is very low because the rate is greatly reduced.

한편, 종래 다른 기술로서 태양열 집열판과 같이 집열판에 의해 집열된 열로서 열매체액을 가열한 다음 그 열매체액이 난방배관을 따라 순환하도록 구성된 것이 있으나, 이러한 종래 기술의 경우 일사량이 적은 흐린 날이나 우천시 또는 장마철과 같은 경우에는 발열량이 매우 적어 별도의 전기히터를 이용해야만 하는 폐단이 있었다.On the other hand, there is another conventional technique is configured to heat the heat medium liquid as heat collected by the heat collecting plate, such as solar heat collecting plate, and then the heat medium liquid is circulated along the heating pipe, in the case of such a prior art cloudy day or rainy day In the case of rainy season, the heat generation was very small, so there was a need to use a separate electric heater.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 보일러 등과 같은 열원에서 가열된 예컨대 온수나 스팀 등과 같은 순환매체의 열을 실내 바닥 등에 넓게 분포되어 매립된 배관을 따라 순환하는 열매체액을 전달매개로 방출하도록 구성되어 순환매체의 순환률이 크게 높아져 열효율이 크게 향상된 히트 파이프 열교환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the heat of the circulating medium heated in a heat source such as a boiler, such as hot water or steam is widely distributed on the indoor floor to circulate along the buried pipe It is an object to provide a heat pipe heat exchanger that is configured to discharge the heat medium liquid to the delivery medium, the circulation rate of the circulating medium is greatly increased and the thermal efficiency is greatly improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 파이프 열교환장치 사시도.1 is a perspective view of a heater pipe heat exchanger according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히터 파이프 열교환장치 평단면도.Figure 2 is a plan sectional view of a heater pipe heat exchanger according to an embodiment of the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 : 열전도관 1a : 순환로1: heat conduction pipe 1a: circulation path

2 : 열교환관 2a : 열매체액실2: heat exchanger tube 2a: heat medium liquid chamber

3 : 주입관 4 : 히트 파이프3: injection tube 4: heat pipe

4a : 방열관 4b : 연결관4a: heat sink 4b: connector

본 발명에 따른 히트 파이프 열교환장치는, 양단이 보일러의 배출측과 유입측에 연결되어 보일러에서 가열되는 순환매체가 순환할 수 있는 순환로를 형성하는 열전도관; 상기 열전도관에 바깥쪽으로 끼워진 후 그 양단이 상기 열전도관의 양측 외주면에 밀봉되어 상기 열전도관 둘레에 열매체액실을 형성하여 상기 열전도관 내 순환매체와 열교환하는 열매체액이 충전되는 열교환관; 상기 열매체액실에 열매체를 주입하기 위하여 상기 열교환관의 일측면에 설치되는 주입관; 및 상기 열교환관에 병렬로 연결되어 각기 상기 열매체액실 내 고온 열매체를 유도하여 방열한 후 저온인 상태로 복귀시키는 다수의 방열관과, 상기 각 방열관들의 끝단을 서로 연통시켜 상대적으로 유입률 높은 방열관 내 고온 열매체를 유입률이 작은 다른 방열관으로 유도하는 연결관이 일체화된 히트 파이프;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Heat pipe heat exchange apparatus according to the present invention, the both ends are connected to the discharge side and the inlet side of the boiler heat conduction pipe for forming a circulation path through which the circulation medium heated in the boiler can be circulated; A heat exchange tube which is inserted outwardly into the heat conductive tube and is sealed at both outer peripheral surfaces of the heat conductive tube to form a heat liquid chamber around the heat conductive tube to fill a heat medium liquid that exchanges heat with the circulation medium in the heat conductive tube; An injection tube installed on one side of the heat exchange tube to inject a heat medium into the heat medium liquid chamber; And a plurality of heat dissipation tubes connected to the heat exchange tubes in parallel to each other to induce high-temperature heat medium in the heat medium liquid chamber to return to a low temperature state, and to communicate the ends of the heat dissipation tubes with each other so that the heat dissipation rate is relatively high. It characterized in that it comprises a; heat pipe is integrated with a connection pipe for inducing high temperature heat medium in the pipe to another heat dissipation pipe having a small inflow rate.

이상과 같은 구성으로 이루어짐에 따라, 본 발명에 따른 히트 파이프 열교환장치는 그 열매체액실에 충전된 열매체액이 예컨대 보일러 등과 같은 열원에서 가열되어 열전도관을 통해 순환되는 온수나 스팀 등의 순환매체로부터 열을 흡수한 다음 히트 파이프의 각 방열관으로 고루 분배되어 흐르면서 방열함으로써 실내 등을 난방하게 되는 바, 온수 등의 순환매체가 난방배관을 따라 직접 순환하지 않기때문에 순환매체의 순환주기를 짧게 할 수 있고 또 순환매체의 순환과정에서의 압력저하량이 작아 순환률을 크게 높일 수 있기 때문에 열교환 효율이 높다는 장점이 있다.According to the configuration as described above, the heat pipe heat exchanger according to the present invention from the circulating medium such as hot water or steam is heated in a heat source such as a boiler is heated in the heat medium liquid chamber circulated through the heat conduction pipe After absorbing heat and distributing it evenly through each heat pipe of the heat pipe, the heat is radiated to heat the room. Since the circulation medium such as hot water does not circulate directly along the heating pipe, the circulation cycle of the circulation medium can be shortened. In addition, there is an advantage that the heat exchange efficiency is high because the amount of pressure drop in the circulation process of the circulation medium can be greatly increased.

이하, 상술한 바와 같은 구성요소들로 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 통해 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention made of the above components will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 파이프 열교환장치 사시도이고, 도 2는 그 평단면도이다.1 is a perspective view of a heat pipe heat exchanger according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan cross-sectional view thereof.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 파이프 열교환장치는, 열전도관(1)과, 상기 열전도관(1) 둘레에 열매체액실(2a)을 형성하는 열교환관(2)과, 열매체 주입을 위하여 상기 열교환관(2)의 일측면에 설치되는 주입관(3), 그리고, 상기 열교환관(2)에 병렬로 연결된 다수의 방열관(4a) 및 상기 각 방열관(4a)들의 끝단을 서로 연통시키는 연결관이 일체화된 히트 파이프(4) 등으로 이루어져 있다.As shown, the heat pipe heat exchanger according to an embodiment of the present invention, the heat conduction tube 1, and the heat exchange tube (2) for forming a heat medium liquid chamber (2a) around the heat conductive tube (1), Injection tube 3 installed on one side of the heat exchange tube 2 for heat medium injection, and a plurality of heat dissipation tubes 4a and each of the heat dissipation tubes 4a connected in parallel to the heat exchange tube 2. The connection pipe which communicates the ends is mutually comprised by the heat pipe 4 etc. which were integrated.

이상과 같은 구성에 있어서 상기 열전도관(1)은 원통관으로서 그 양단이 보일러(도시되지 않음)의 배출측과 유입측에 연결되어 보일러에서 가열된 고온의 순환매체가 순환할 수 있는 순환로(1a)를 형성함으로써 고온의 순환매체를 상기 열매체액실(2a)의 열매체와 열교환시키는 역할을 한다.In the configuration as described above, the heat conduction pipe 1 is a cylindrical tube whose both ends are connected to the discharge side and the inlet side of the boiler (not shown), and the circulation path for circulating the hot circulating medium heated in the boiler 1a. ) To exchange heat with the high temperature circulating medium with the heat medium of the heat medium liquid chamber 2a.

상기 열교환관(2)은 상기 열전도관(1)에 비해 상대적으로 내경이 큰 원형관으로서, 전도관에 바깥쪽으로 끼워진 다음 그 양단이 상기 열전도관(1)의 양측 외주면에 용접되어 그 내부에 상기 열전도관(1)을 둘러사는 열매체액실(2a)을 형성한다. 열매체액실(2a)에는 진공주입장치에 의해 진공된 상태에서 기화점이 낮은 열매체액 예컨대 아세톤과 메탄올 혼합액이 충전된다. 이에, 열교환관(2)은 충전된 열매체액을 보일러 등에서 가열된 후 그 내부의 열전도관(1)을 따라 순환하는 순환매체와 열교환시키는 작용을 한다.The heat exchange tube (2) is a circular tube having a larger inner diameter than the heat conductive tube (1), and is fitted outwardly in a conductive tube, and then both ends thereof are welded to both outer peripheral surfaces of the heat conductive tube (1) to form the heat conduction therein. The heat medium liquid chamber 2a surrounding the pipe 1 is formed. The heat medium liquid chamber 2a is filled with a low heat medium liquid such as acetone and a methanol mixed liquid in a vacuum state by a vacuum injection device. Thus, the heat exchange tube (2) heats the filled heat medium liquid with the circulating medium circulated along the heat conduction pipe (1) therein after being heated in a boiler or the like.

상기 주입관(3)은 상기 열매체액실(2a)에 열매체를 주입하기 위하여 상기 열교환관(2)의 일측면에 연결되는 소성재질의 관으로서, 열매체액실(2a)에 열매체가 주입된 다음 절곡되고 그 주입구가 용접됨으로써 상기 열매체액실(2a)을 밀폐하게 된다.The injection tube (3) is a plastic material tube connected to one side of the heat exchange tube (2) to inject the heat medium into the heat medium liquid chamber (2a), and then the heat medium is injected into the heat medium liquid chamber (2a). The sheet is bent and the injection port is welded to seal the heat medium chamber 2a.

상기 히트 파이프(4)는 병렬로 배열되어 각기 상기 열교환관(2)에 연결는 다수의 방열관(4a)과 상기 방열관(4a)의 각 끝단을 연통시키는 연결관(4b)로 이루어진 바, 상기 방열관(4a)들은 실내 바닥 등에 매립된 상태에서 상기 열매체액실(2a)로부터 순환매체와의 열교환으로 가열되어 기화된 열매체액을 유입하여 방열하는 작용을 한다. 그리고, 연결관(4b)은 상기 각 방열관(4a)에 있어서 열전도관(1)의 입구측으로 편재된 방열관(4a)일수록 기화 열매체액의 유입률이 높은 바, 상대적으로 많은 양의 열매체액이 유입된 방열관(4a)으로부터 적게 유입된 방열관(4a) 즉 열전도관(1)의 배출측에 편재된 방열관(4a)으로 보충하는 역할을 한다, 즉, 열전도관(1)의 입구측에 가까울수록 열매체액과 순환매체 사이의 열교환율이 높기 때문에 열전도관(1)의 입구측에 가까운 방열관(4a)일수록 열매체액 증기압이 높아지게 되는 바, 상대적으로 증기압이 높은 열전도관(1)의 입구측 방열관(4a)의 열매체액을 열전도관(1) 배출측의 방열관(4a)으로 유도함으로써, 각 방열관(4a) 내 열매체액의 증기압 편차를 보정하는 역할을 한다. 이는 각 방열관(4a) 사이의 방열량 편차를 줄이는 역할을 한다.The heat pipes 4 are arranged in parallel, and each of the heat pipes 2 is formed of a plurality of heat pipes 4a and connection pipes 4b for communicating each end of the heat pipes 4a. The heat dissipation pipes 4a are heated by heat exchange with the circulating medium from the heat medium liquid chamber 2a in a state of being embedded in an indoor floor or the like to induce heat dissipation. In the connection pipe 4b, the heat dissipation pipe 4a, which is ubiquitous to the inlet side of the heat conduction pipe 1, in each of the heat dissipation pipes 4a, the higher the inflow rate of the vaporized heat medium liquid, The heat dissipation tube 4a which flows in less from the heat dissipation tube 4a, ie, the heat dissipation tube 4a, which is localized on the discharge side of the heat conduction tube 1, is supplemented, that is, the inlet side of the heat conduction tube 1. As the heat exchange rate between heat medium liquid and circulating medium increases, the heat dissipation pipe 4a near the inlet side of the heat conduction tube 1 increases, and the heat medium liquid vapor pressure increases. The heat medium liquid of the inlet side heat dissipation tube 4a is guided to the heat dissipation tube 4a on the discharge side of the heat conduction tube 1, thereby correcting the vapor pressure variation of the heat medium liquid in each heat dissipation tube 4a. This serves to reduce the heat radiation variation between each heat pipe (4a).

이상과 같은 작용을 구성들로 이루어짐에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 파이프 열교환장치는 예컨대 보일러 등과 같은 열원에서 가열되어 열전도관을 통해 순환하는 온수나 스팀 등의 순환매체가 보유한 열을 그 순환매체와 열교환하는 열매체액실(2a)의 열매체액으로 흡수한 다음 그 열매체액을 넓게 분포된 방열관 (4a)에 연결관(4b)의 작용으로 고루 분배되어 흐르게 함으로써 각 방열관(4a)을 통해 균일하게 방열할 수 있다. 이러한 방열작용에 있어 온수 등의 순환매체가 난방배관을 따라 직접 순환하지 않기 때문에 순환매체의 순환주기를 크게 줄일 수 있고 순환과정에서의 순환매체 압력강하량을 줄일 수 있다.The heat pipe heat exchanger according to an embodiment of the present invention comprises the heat retained by a circulating medium such as hot water or steam, which is heated in a heat source such as a boiler and circulated through a heat conduction pipe. Each heat dissipation tube 4a is absorbed by the heat medium liquid of the heat medium liquid chamber 2a which heat-exchanges with the circulating medium, and the heat medium liquid is evenly distributed by the action of the connection pipe 4b to the widely distributed heat dissipating pipe 4a. It can radiate evenly through. In this heat dissipation action, since the circulation medium such as hot water does not directly circulate along the heating pipe, the circulation cycle of the circulation medium can be greatly reduced, and the amount of pressure drop in the circulation medium in the circulation process can be reduced.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 히터 파이프 열교환장치는 예컨대 보일러 등과 같은 열원에서 가열되어 열전도관을 통해 순환하는 온수나 스팀 등의 순환매체가 보유한 열을 그 순환매체와 열교환하는 열매체액실(2a)의 열매체액으로 흡수한 다음 그 열매체액을 넓게 분포된 방열관(4a)에 연결관(4b)의 작용으로 고루 분배되어 흐르게 하여 각 방열관(4a)을 통해 고르게 방열할 수 있으므로 각 방열관의 방열량 편차가 매우 작다는 장점이 있다.As described in detail above, the heater pipe heat exchanger according to the present invention is a heat medium liquid chamber for heat-exchanging heat retained by a circulation medium such as hot water or steam heated in a heat source such as a boiler and circulated through a heat conduction pipe. After absorbing into the heat medium liquid of (2a), the heat medium liquid is distributed evenly by the action of the connecting pipe 4b to the widely distributed heat dissipating pipe 4a, so that it can radiate evenly through each heat dissipating pipe 4a. There is an advantage that the heat radiation deviation of the heat pipe is very small.

또한, 온수나 스팀 등의 순환매체를 난방배관에 직접 순환시키지 않아 순환매체의 순환주기와 압력강하량을 크게 줄일 수 있으므로 열교환 효율이 높다는 장점이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 히터 파이프 열교환장치는 에너지 절감에 크게 기여할 수 있다.In addition, since the circulation medium such as hot water or steam is not directly circulated to the heating pipe, the circulation cycle and the pressure drop of the circulation medium can be greatly reduced, so that the heat exchange efficiency is high. Therefore, the heater pipe heat exchanger according to the present invention can greatly contribute to energy saving.

Claims (1)

양단이 보일러의 배출측과 유입측에 연결되어 보일러에서 가열되는 순환매체가 순환할 수 있는 순환로를 형성하는 열전도관;A heat conduction pipe having both ends connected to a discharge side and an inlet side of the boiler to form a circulation path through which a circulation medium heated in the boiler can circulate; 상기 열전도관에 바깥쪽으로 끼워진 후 그 양단이 상기 열전도관의 양측 외주면에 밀봉되어 상기 열전도관 둘레에 열매체액실을 형성하여 상기 열전도관 내 순환매체와 열교환하는 열매체액이 충전되는 열교환관;A heat exchange tube which is inserted outwardly into the heat conductive tube and is sealed at both outer peripheral surfaces of the heat conductive tube to form a heat liquid chamber around the heat conductive tube to fill a heat medium liquid that exchanges heat with the circulation medium in the heat conductive tube; 상기 열매체액실에 열매체를 주입하기 위하여 상기 열교환관의 일측면에 설치되는 주입관; 및An injection tube installed on one side of the heat exchange tube to inject a heat medium into the heat medium liquid chamber; And 상기 열교환관에 병렬로 연결되어 각기 상기 열매체액실 내 고온 열매체를 유도하여 방열한 후 저온인 상태로 복귀시키는 다수의 방열관과, 상기 각 방열관들의 끝단을 서로 연통시켜 상대적으로 유입률 높은 방열관 내 고온 열매체를 유입률이 작은 다른 방열관으로 유도하는 연결관이 일체화된 히트 파이프;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 히트 파이프 열교환장치.A plurality of heat dissipation tubes connected to the heat exchange tubes in parallel to each other to induce high heat dissipation in the heat medium liquid chamber to return to a low temperature state, and a heat dissipation tube having a relatively high flow rate by communicating the ends of the heat dissipation tubes with each other; And a heat pipe incorporating a connection pipe for guiding the high temperature heat medium into the other heat dissipation pipe having a small inflow rate.
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