KR100473978B1

KR100473978B1 - Dual core type heatexchanger

Info

Publication number: KR100473978B1
Application number: KR10-2003-0030523A
Authority: KR
Inventors: 시종민
Original assignee: 모딘코리아 유한회사
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2005-03-09
Also published as: KR20040098223A

Abstract

본 발명은 패스구조가 개선된 적층식 열교환기에 대한 것으로, 발명의 주된 목적은 적층식 열교환기를 구성하되, 유입구와 유출구를 각각 따로 마련하여 첫번째 열과 두번째 열의 냉매 흐름이 별도로 흐르도록 하고, 또 이들의 과열발생이 가능한 온도편차부분을 서로 엇갈리게 하므로써 열교환 효과를 극대화 하고자 하는 것이다. The present invention relates to a laminated heat exchanger having an improved pass structure, and a main object of the present invention is to construct a laminated heat exchanger, and separately provide an inlet and an outlet to allow the refrigerant flow in the first and second rows to flow separately, and This is to maximize the heat exchange effect by staggering the parts of the temperature deviation that can cause overheating.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 수단은 내부의 격벽으로 좌, 우 유로가 구획된 상부 헤더파이프(11)와, 역시 격벽으로써 좌, 우 유로가 구획된 하부 헤더파이프(12), 그리고 이들 사이를 연결하되, 상기한 앞쪽 튜브열(13)에서 발생하는 온도편차부(17)와 뒷쪽 튜브열(15)에서 발생하는 온도편차부(17)가 서로 엇갈린 위치에 있도록 하기 위해 각각의 유체 유입구/유출구를 서로 반대 방향에 설치하여 유체가 상부 헤더파이프(11)나 하부 헤더파이프(12)에서는 각각의 앞열과 뒷열에서 서로 반대방향으로 흐르고, 앞쪽 튜브열(13)과 뒷쪽 튜브열(15)에서는 같은 방향으로 흐르도록 패스구조를 개선한 것이다. Characteristic means of the present invention for achieving the above object is the upper header pipe 11 partitioned left and right flow passages by the inner partition, the lower header pipe 12 partitioned left and right flow passages as partitions, and These fluids are connected to each other so that the temperature deviation 17 generated in the front tube row 13 and the temperature deviation 17 generated in the rear tube row 15 are in a staggered position. By installing the inlet / outlet in opposite directions, fluid flows in opposite directions in the front and rear rows of the upper header pipe 11 and the lower header pipe 12, and the front tube row 13 and the rear tube row 15 ) Improves the path structure to flow in the same direction.

Description

Multilayer Heat Exchanger with Improved Pass Structure {DUAL CORE TYPE HEATEXCHANGER}

본 발명은 패스구조가 개선된 적층식 열교환기에 대한 것으로, 열교환기 내부에서의 패스수를 늘리면서 냉매 유입/유출구를 복수로 하고, 또 각 패스 구간에서의 온도편차가 겹치지 않도록 하므로써 열교환 효과가 상승되도록 하는데 특징이 있는 것이다. The present invention relates to a laminated heat exchanger having an improved pass structure, wherein a plurality of refrigerant inlet / outlet ports are provided while increasing the number of passes in the heat exchanger, and the heat exchange effect is increased by preventing the temperature deviation in each pass section from overlapping. It is characterized by.

일반적으로 자동차용 에어컨에 사용되는 적층형 열교환기는 그 크기나 패스구조가 작동풍량에 대해서 약 3000kcal/h ~ 4000kcal/h 정도의 성능을 내는 형태에 최적화 되어 있다. In general, the laminated heat exchanger used in the automotive air conditioner is optimized for the size or the pass structure is about 3000kcal / h ~ 4000kcal / h with respect to the operating air flow.

그러나 용량이 더욱 큰 적층형 열교환기를 제작하기 위해서는 기존의 열교환기 크기나 패스구조, 헤더 내의 냉매 분배 등을 다시 고려해야 한다. However, in order to build a higher capacity stacked heat exchanger, it is necessary to reconsider existing heat exchanger size, pass structure, and refrigerant distribution in the header.

즉, 열교환기의 전면 면적을 크게하는 방법(증발기 크기 확대)은 간단하게 성능을 향상시킬 수 있지만 같은 외부핀과 튜브를 사용하면 그 갯수가 늘어나야 하므로 하나의 헤더에 붙이는 냉매 플레이트 갯수가 증가하게 되며, 따라서 헤더내의 냉매 분배가 불균일하게 되어 면적의 증가 만큼 성능이 향상되지 않게 된다. In other words, the method of enlarging the front area of the heat exchanger (expansion of evaporator size) can easily improve performance, but the number of refrigerant plates attached to one header increases because the number of the same outer fins and tubes should be increased. Therefore, the refrigerant distribution in the header becomes nonuniform, so that the performance does not improve as the area increases.

냉매의 분배를 좋게 하기 위해 단순히 패스의 수를 늘리는 방법(예컨대 4,6패스 --> 8패스)은 냉매 유동 단면적이 줄어 들기 때문에 냉매측 압력 강하가 크게 상승하게 되므로 오히려 성능이 하락할 가능성이 매우 높다.The method of simply increasing the number of passes (e.g. 4,6 passes-> 8 passes) in order to improve the distribution of the refrigerant, because the refrigerant flow cross-sectional area decreases, the refrigerant pressure drop is greatly increased, so the performance is likely to decrease. high.

특히, 도 1에서 보는 바와 같은 적층식 열교환기(A)의 구조에서는 앞쪽의 패스와 뒷쪽의 패스가 서로 반대 방향(또는 같은 방향)으로 흐를 때, 서로의 과열가능성이 큰 온도편차부분(a)이 겹치게 되므로써 열교환 효과가 떨어지는 문제가 있다. In particular, in the structure of the stacked heat exchanger A as shown in FIG. 1, when the front path and the rear path flow in opposite directions (or in the same direction), a temperature deviation portion (a) having a high possibility of overheating with each other There is a problem that the heat exchange effect is lowered by overlapping.

즉, 헤더의 내부에서는 2상(기상/액상)의 냉매가 모이기 때문에 중력의 영향으로 기상 냉매는 위로, 액상 냉매는 아래로 분리된다. That is, since two-phase (gas phase / liquid) refrigerants are collected inside the header, the gaseous refrigerant is separated upwards and the liquid phase refrigerant is separated downwards by the influence of gravity.

따라서 열교환기 헤더가 위에 있을 경우, 유입구에서 가까운 쪽으로 액상 냉매가 흐르고, 유입구에서 먼 쪽으로 기상냉매가 흐르게 되며, 기상냉매가 흐르는 부분에서 과열이 될 가능성이 매우 크다. Therefore, when the heat exchanger header is above, the liquid refrigerant flows closer to the inlet, the gaseous refrigerant flows away from the inlet, and there is a high possibility of overheating in the portion where the gaseous refrigerant flows.

또, 열교환기가 헤더가 아래에 있을 경우, 반대로 유입구에서 가까운 쪽으로 기상냉매가 흐르고, 유입구에서 먼 쪽으로 액상냉매가 흐르게 되며, 역시 기상냉매가 흐르는 부분에서 과열될 가능성이 매우 크다. In addition, when the heat exchanger has a header below, the gaseous refrigerant flows closer to the inlet, the liquid refrigerant flows away from the inlet, and there is a great possibility of overheating in the part where the gaseous refrigerant flows.

이와 같은 과열가능성이 큰 온도편차부분이 겹쳐지지 않도록 하는 것이 열교환에 바람직하나 종래의 열교환기는 그렇지 못했다. It is preferable for heat exchange not to overlap the temperature deviation portion having such a high possibility of overheating, but the conventional heat exchanger did not.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하고자 안출한 것으로, 발명의 주된 목적은 적층식 열교환기를 구성하되, 유입구와 유출구를 각각 따로 마련하여 첫번째 열과 두번째 열의 냉매 흐름이 별도로 흐르도록 하고, 또 이들의 과열발생이 가능한 온도편차부분을 서로 엇갈리게 하므로써 열교환 효과를 극대화 하고자 하는 것이다. The present invention has been made to improve the conventional problems as described above, the main object of the invention is to configure a laminated heat exchanger, the inlet and outlet are provided separately to allow the refrigerant flow of the first row and second row flows separately, and these This is to maximize the heat exchange effect by staggering the temperature deviation between possible overheating.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 수단은 내부의 격벽으로 좌, 우 유로가 구획된 상부 헤더파이프와, 역시 격벽으로써 좌, 우 유로가 구획된 하부 헤더파이프, 그리고 이들 사이를 연결하되, 앞쪽 튜브열과 뒷쪽 튜브열, 그리고 상기 튜브들 사이 사이를 채운 냉각핀으로 이루어진 적층식 열교환기에 있어서, 상기한 앞쪽 튜브열의 냉매 공급을 위한 유입구와 유출구, 그리고 뒷쪽 튜브열의 냉매 공급을 위한 유입구와 유출구를 각각 따로 구성하고, 상기한 앞쪽 튜브열에서 발생하는 온도편차부와 뒷쪽 튜브열에서 발생하는 온도편차부가 서로 엇갈린 위치에 있도록 하여서 된 것이다. A characteristic means of the present invention for achieving the above object is to connect the upper header pipe partitioned left and right flow passages into the inner partition, and the lower header pipe partitioned left and right flow passages as partitions, and between them, In the stacked heat exchanger consisting of the front tube row, the rear tube row, and the cooling fins filled between the tubes, the inlet and outlet ports for the refrigerant supply of the front tube row and the inlet and outlet ports for the refrigerant supply of the rear tube row are provided. Each of them is configured separately so that the temperature deviation generated in the front tube row and the temperature deviation generated in the rear tube row are staggered from each other.

이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 구성을 보인 사시도, 도 3은 작용상태의 설명을 위한 구성도이다.2 is a perspective view showing the configuration of the present invention, Figure 3 is a configuration diagram for explaining the operating state.

상기 도면에서 보듯이 열교환기(10)를 구성하되, 내부의 격벽으로 좌, 우 유로가 구획된 상부 헤더파이프(11)와, 역시 격벽으로써 좌, 우 유로가 구획된 하부 헤더파이프(12), 그리고 이들 사이를 연결하되, 앞쪽 튜브열(13)과 뒷쪽 튜브열(15), 그리고 상기 튜브들 사이 사이를 채운 냉각핀(14)으로 구성한다.As shown in the figure, the heat exchanger 10 is configured, but the upper header pipe 11 partitioned with the left and right flow passages as an inner partition, and the lower header pipe 12 partitioned with the left and right flow passages as partitions, And connected between them, the front tube row 13 and the rear tube row (15), and consists of a cooling fin 14 filled between the tubes.

이때, 본 발명에서는 상기 앞쪽 튜브열(13)의 냉매 공급을 위한 유입구(13a)와 유출구(13b), 그리고 뒷쪽 튜브열(15)의 냉매 공급을 위한 유입구(15a)와 유출구(15b)를 각각 따로 구성하며, 특히 상기한 앞쪽 튜브열(13)에서 발생하는 온도편차부(17)와 뒷쪽 튜브열(15)에서 발생하는 온도편차부(17)가 서로 엇갈린 위치에 있도록 하기 위해 앞쪽 튜브열(13)의 패스와 뒷쪽 튜브열(15)의 패스가 반대로 흐르도록하는 것이 중요하다. At this time, in the present invention, the inlet port 13a and the outlet port 13b for the refrigerant supply of the front tube row 13, and the inlet port 15a and the outlet port 15b for the refrigerant supply of the rear tube row 15, respectively. In particular, in order to ensure that the temperature deviation portion 17 generated in the front tube row 13 and the temperature deviation portion 17 generated in the rear tube row 15 are in a staggered position. It is important that the path of 13 and the path of the rear tube row 15 flow in reverse.

상기와 같이 구성된 본 발명의 열교환기에서는 앞쪽 튜브열(13)은 그 좌측에 유입구를 마련하였기 때문에 좌측의 유입구(13a)를 통해 유입된 냉매가 먼저 상승을 시작하고, 상부 헤더파이프(11)에서 턴하여 다시 하강하고, 하부 헤더파이프(12)에서 턴하여 다시 상승, 그리고 상부 헤더파이프(11)에서 다시 돌아 유출구(13b)로 나가게 된다. In the heat exchanger of the present invention configured as described above, since the front tube row 13 is provided with an inlet on the left side, the refrigerant introduced through the inlet port 13a on the left side first starts to rise, and in the upper header pipe 11, It turns and descends again, turns in the lower header pipe 12 and rises again, and returns from the upper header pipe 11 to the outlet 13b.

이와 같이 흐르게 될 때, 상, 하부의 헤더파이프(11)(12)에서 기상의 냉매와 액상의 냉매 흐름이 다르기 때문에 도 3의 하반부에서 보는 바와 같은 온도편차부(17)들이 발생한다. In this way, since the flow of the refrigerant in the gas phase and the refrigerant in the liquid phase is different in the header pipes 11 and 12 in the upper and lower parts, temperature deviations 17 as shown in the lower half of FIG. 3 occur.

한편, 뒷쪽 튜브열(15)은 그 우측에 유입구(15a)를 마련하였기 때문에 우측 유입구(15a)를 통해 유입된 냉매가 먼저 하강을 시작하고, 하부 헤더파이프(12)에서 턴하여 다시 상승하고, 상부 헤더파이프(11)에서 턴하여 다시 하강, 그리고 하부 헤더파이프(12)에서 다시 돌아 유출구(15b)로 나가게 된다. On the other hand, since the rear tube row 15 is provided with an inlet port 15a on the right side, the refrigerant introduced through the right inlet port 15a starts to descend first, then turns up in the lower header pipe 12 and rises again. The upper header pipe 11 is turned and lowered again, and the lower header pipe 12 is returned again to the outlet 15b.

이와 같이 흐를 때, 역시 상, 하부의 헤더파이프(11)(12)에서 기상의 냉매와 액상의 냉매 흐름이 다르기 때문에 도 3의 상반부에서 보는 바와 같은 온도편차부(17)들이 발생한다. When flowing in this way, since the flow of the refrigerant in the gas phase and the refrigerant in the liquid phase is different in the header pipes 11 and 12 in the upper and lower parts, temperature deviations 17 as shown in the upper half of FIG. 3 occur.

이와 같이 앞쪽 튜브열(13)에서 발생하는 온도편차부(17)와 뒷쪽 튜브열(15)에서 발생하는 온도편차부(17)는 열교환 코어가 서로 근접되어 있지만 서로 엇갈린 위치에 있기 때문에 튜브들 사이를 통해 흐르는 공기가 온도가 상대적으로 높은 영역을 두번 지나지 않게 되어 출구측 공기의 온도가 균일해지고 냉방성능이 월등히 높아진다. In this way, the temperature deviation portion 17 generated in the front tube row 13 and the temperature deviation portion 17 generated in the rear tube row 15 are located between the tubes because the heat exchange cores are in close proximity to each other but in a staggered position. The air flowing through the air passes through the region where the temperature is relatively high twice, so that the temperature of the outlet air is uniform and the cooling performance is greatly improved.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 적층식 열교환기를 구성하되, 유입구와 유출구를 각각 따로 마련하여 첫번째 열과 두번째 열의 냉매 흐름이 각각 별도로 흐르도록 하였고, 또 이들의 과열발생이 가능한 온도편차부분을 서로 엇갈리도록 구성하였기 때문에 튜브들 사이를 통해 흐르는 공기가 온도가 상대적으로 높은 영역을 단 한번만 지나게 되는 것이다. The present invention as described in detail above constitutes a stacked heat exchanger, and inlet and outlet are separately provided so that the refrigerant flow of the first row and the second row flows separately, and to cross the temperature deviations where the overheat can occur. Because of this configuration, the air flowing between the tubes passes through the region where the temperature is relatively high only once.

따라서 열교환기의 유로 단면적, 냉매의 유량, 냉매의 유속이 동일하다 하더라도 냉각효과가 월등히 배가되고, 출구공기온도 분포가 균일해지는 장점이 있다. Therefore, even though the flow path cross-sectional area of the heat exchanger, the flow rate of the refrigerant, and the flow rate of the refrigerant are the same, the cooling effect is significantly doubled, and the outlet air temperature distribution is uniform.

도 1은 종래의 열교환기를 보인 구성도1 is a block diagram showing a conventional heat exchanger

도 2는 본 발명의 열교환기를 보인 구성도2 is a block diagram showing a heat exchanger of the present invention

도 3은 본 발명의 패스 설명을 위한 전개도3 is an exploded view illustrating the path of the present invention

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

10 : 열교환기10: heat exchanger

11 : 상부 헤더파이프11: upper header pipe

12 : 하부 헤더파이프12: lower header pipe

13 : 앞쪽 튜브열13: front tube row

13a : 유입구13a: inlet

13b : 유출구13b: outlet

14 : 냉각핀14: cooling fin

15 : 뒷쪽 튜브열15: rear tube row

15a : 유입구15a: inlet

15b : 유출구15b: outlet

17 : 온도편차부17: temperature deviation unit

Claims

The upper header pipe 11 in which the left and right flow passages are partitioned by the inner partition walls, and the lower header pipe 12 in which the left and right flow passages are partitioned as partitions, and are connected therebetween, In a stacked heat exchanger consisting of a rear tube row (15) and cooling fins (14) filled between the tubes,

The inlet 13a and outlet 13b for the refrigerant supply of the front tube row 13 and the inlet 15a and the outlet 15b for the refrigerant supply of the rear tube row 15 are separately configured,

Each fluid inlet / outlet is opposite to each other so that the temperature deviation 17 occurring in the front tube row 13 and the temperature deviation 17 occurring in the rear tube row 15 are in a staggered position. In the upper header pipe 11 or the lower header pipe 12 so as to flow in opposite directions in the front row and the rear row, and in the front tube row 13 and the rear tube row 15 in the same direction. Laminated heat exchanger with improved pass structure, characterized in that the pass structure is improved.