KR100669309B1 - 공기조절용 증발기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과열된 상태에서 냉각제를 수용하는 최종 튜브를 가진 단일 열의 증발기 코일에 관한 것으로, 적어도 하나의 배플은 공기가 하류로 통과되기 이전에 비과열 튜브의 냉각 효과에 의해 탈습될 수 있도록 비과열 튜브를 통과하는 바와 같이 과열 튜브를 통과하는 공기의 유동을 전환시키도록 구비된다.

냉각제, 배플, 탈습, 튜브, 증발기, 공기

Description

공기조절용 증발기 {EVAPORATEUR FOR AIRCONDITIONING}

본 발명은 일반적으로 공기조절용 시스템 및 특히 단일 열의 튜브를 가진 증발기 코일에 관한 것이다.

증발기 코일은 보통 복수의 섹션으로 구성되고, 각각의 섹션은 두 개 이상 열의 튜브를 갖는다. 튜브는 복귀 벤드(bend)에 의해 그 단부에서 공통으로 상호연결되어 하나 이상의 회로는 복수의 상호연결된 튜브로 형성되고 제1 튜브 안으로 냉각제를 주입하여 냉각제 유동이 다음에 코일로부터 통과하고 압축기로의 유동을 형성한 후 냉각제는 마지막 튜브에 도달할 때까지 튜브를 통해 연속적으로 유동한다.

공기조절 시스템은 연속적인 튜브 안으로 통과하는 냉각제가 점진적으로 증발되도록 설계되고, 냉각제가 최종 튜브에 도달할 때, 과열된 증기 상태로 있게 된다. 이러한 것의 목적은 임의 액체 냉각제가 압축기에 관통하는 것을 방지함으로써 압축기를 보호하는 것이다.

과열 튜브가 공기 이슬점 온도 위에 잠재적으로 있을 수 있다는 것이 알려져 있다. 따라서, 과열 튜브를 통과하는 습식 공기는 다른 비 과열된 튜브를 통과하는 공기와 같이 탈습되지 않는다. 만약 비탈습된 공기가 열 교환기를 관통하게 되면, 그 하류에 연무 효과(fogging effect)를 야기할 수 있다. 즉, 고 습도의 공기가 하류의 냉각 공기와 혼합될 때, 연무가 발생될 수 있거나 또는 응축이 냉각 표면 상에 형성될 수 있다. 그 결과 연무 및/또는 물이 그후 조절된 공간 안으로 송풍될 수도 있다. 두 개 이상 열의 코일을 가지고, 과열 튜브를 통과하는 공기는 다른 열로부터 비과열된 튜브를 통과하거나 또는 통과할 것이라는 사실로 인해 이 문제는 해결된다. 따라서, 과열된 튜브를 통과하는 공기는 비과열된 튜브에 의해 탈습되고, 그 연무 문제가 방지된다.

비용과 중량을 감소시키기 위해, 다중 열의 낮은 핀(fin) 밀도 코일을 단일 열의 높은 핀 밀도 코일로 교체하는 것이 바람직하다. 그러나, 과열된 튜브를 통과하는 공기를 탈습하는 인접한 비과열된 튜브가 없기 때문에, 연무 발생의 문제가 존재한다.

따라서, 본 발명의 목적은 향상된 단일 열의 코일을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 단일 열의 코일로 연무 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 단일 열의 코일로부터 비탈습된 공기의 유동을 감소시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조에서 경제적이고 사용시 효율적이고 효과적인 단일 열의 코일을 제공하는 것이다.

이러한 목적 및 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련하여 취해질 때 다음의 상세한 설명을 참조하여 용이하게 이해된다.

간단히, 본 발명의 일 태양에 따르면, 공기가 코일의 하류를 통과하기 전에 탈습되도록 회로의 과열 튜브를 통과하고 냉각되는 공기는 비과열 튜브를 통과하도록 구성되는 방식으로 공기 유동이 전환되는 단일 열 코일이 구비된다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 적어도 하나의 배플은 유입 공기 유동이 원하는 탈습 효과를 달성하기 위해 전환되도록 열 교환기 과열 튜브 근처에 배치된다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 한 쌍의 배플은 튜브 열의 각 측면 상에 하나 및 원하는 공기 유동 전환이 달성되게 두 개씩 엇갈려서 과열 튜브 근처에 제공된다.

본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 공기의 전환은 공기가 먼저 과열 튜브를 통과하고 그 후 비과열 튜브를 통과하거나 또는 먼저 비과열 튜브를 통과하고 그 후 과열 튜브를 통과하는 바와 같이 될 수 있다.

이후 설명되는 도면에서, 양호한 실시예가 도시되지만, 다양한 변경 및 대체 구성이 본 발명의 기술사상 및 범위 내에서 형성될 수 있다.

도1은 도시된 공기 유동의 패턴으로 종래 두 열(two-row)의 코일 시스템의 개략도이다.

도2는 일 열(one-row)의 코일 시스템의 개략도이다.

도3은 본 명세서에 병합된 본 발명이 구비한 일 열 코일 시스템의 개략도이다.

도4는 본 발명의 대체 형태의 개략도이다.

이제 도1을 참조하면, 두 열 코일 시스템(two-row coil system)이 3개의 섹션(11, 12, 13)으로 도시되고, 각각의 섹션은 도시된 바와 같이 두 개의 열을 구비한다. 각각의 섹션 내에, 냉각제는 연속적 튜브 사이에서 유동하게 하고, 그 냉각제의 특성은 점진적으로 각각의 튜브에서 증가(즉, 증발)한다. 즉, 팬(14)이 화살표로 도시된 바와 같이 섹션을 통해 공기를 유입할 때, 그 공기는 튜브의 냉각기 냉각제에 의해 냉각되고, 역으로 냉각제는 공기에 의해 가열된다. 시스템은 튜브의 2상 냉각제의 온도가 대부분의 튜브의 공기 이슬점 온도 아래에 있도록 설계되지만, 섹션 내의 최종 튜브에 도달할 때, 냉각제 증기의 온도는 전형적으로 공기 이슬점 온도 위에 있다. 이러한 최종 튜브는 각각의 섹션(11, 12, 13)의 수(16, 17, 18)에 의해 표시되고 과열 튜브로서 언급된다.

과열 튜브의 목적은 압축기가 액체 냉각제에 의해 손상될 수 있기 때문에 압축기를 통과하는 냉각제가 과열 상태로 있고 액체 또는 2상 단계로 있지 않는 것을 보증하는 것이다. 그러나, 과열 튜브의 냉각 성능은 코일의 비과열 튜브와 상이하다는 것이 이해된다. 즉, 온난하고 습한 공기가 코일에 진입할 때, 비과열 튜브는 관통 공기를 다시 탈습하는 충분한 냉각 용량을 구비하지만, 전형적으로 공기 이슬점 온도 이상에 있는 과열 튜브는 공기를 탈습할 수 없다. 두 열 구조로 인해, 과열 튜브를 가로질러 통과하는 공기는 공기가 탈습되는 비과열 튜브를 이미 통과했으므로, 이것은 문제가 되지 않는다. 결과적으로 팬(14)의 하류를 통과하는 모든 공기는 냉각 건조 공기가 된다.

도2에 도시된 바와 같은 단일 열의 튜브를 가진 섹션(19, 21, 22)을 구비한 코일을 고려하면, 섹션(19)에서 개시하고 섹션(21)에서 종료하는 하나의 회로와 섹션(21)에서 개시하고 섹션(22)에서 종료하는 다른 회로를 구비하여 3개의 섹션의 단지 두 개의 회로가 있다는 것을 이해해야 한다. 여기서, 비탈습 공기를 구비하는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 각각의 비과열 튜브(23)는 코일을 관통하는 공기를 탈습할 수 있도록 충분히 냉각된다. 그러나, 과열 튜브(24, 26)는 다시 공기 이슬점 온도 위에 있을 수 있어서 공기를 탈습할 수 없다. 더욱이, 상술한 바와 같은 두 개의 코일 장치와 다르게, 과열 튜브(24, 26)를 통과하는 공기는 임의의 비과열 튜브(23)를 통과하지 않는다. 결과적으로, 과열 튜브(24, 26)를 통과하는 공기는 습하고, 하류의 냉각 공기와 혼합될 때 공기는 냉각 표면 상의 응축물의 형성 또는 연무의 발생을 야기할 수 있다. 반대로, 이는 연무 또는 물이 조절된 공간 안으로 송풍되게 할 수 있다. 이러한 문제는 도3에 도시된 바와 같은 본 발명의 장치에 의해 접근된다.

과열 튜브(24, 26)를 통과하는 공기를 탈습하기 위해, 공기 유동은 섹션(21)의 한 쌍의 배플(27, 28)과 섹션(22)의 배플(29, 31)에 의해 전환된다. 도시되는 바와 같이, 배플의 쌍은 공기 유동이 과열된 튜브로부터 인접한 2상 튜브까지 재지향되어 공기를 더 냉각하여 이를 탈습하도록 각각의 과열 튜브에 대해 엇갈려 배치된다. 이는 냉각되고 건조한 공기를 온난하고 습한 공기와 혼합함으로써 야기되는 연무 및 응축물 형성의 전술된 문제를 해결한다.

상기 장치에 대한 대체예로서, 냉각되는 공기는 과열 튜브(26)를 먼저 유동하고 다음에 2상 튜브를 유동하고, 배플은 도4의 도면부호 32 및 33에 도시된 바와 같이 재배열될 수 있고, 여기서 공기는 먼저 2상 튜브(34)를 통과하고 다음에 과열 튜브(26)를 통과한다.

본 발명이 도면에 도시된 바와 같이 양호한 실시예 및 대체 모드에 대해 설명되고 도시되지만, 청구범위에 의해 한정된 바와 같이 본 발명의 범위 및 기술 사상 내에서 다양한 변경이 상세히 행해질 수 있다는 것은 본 기술분야의 당업자에게는 자명하다.

Claims (10)

1. 공기의 열 교환 유동을 위해 복수의 튜브 및 관련된 핀을 구비한 증발기 코일이며,

   제1 튜브로부터 최종 튜브(24)까지 냉각제의 유동을 수행하기 위해 적어도 하나의 S자형 회로를 형성하도록 복귀 벤드에 의해 그 단부에서 상호연결되는 인접한 튜브를 가지며, 냉각제의 특성이 점진적으로 증가하고 상기 최종 튜브의 냉각제의 온도가 과열되는 단일 열의 튜브와,

   상기 최종 튜브(24)를 통과하는 공기의 실질적인 부분이 또한 다른 튜브를 통과하도록 공기의 유동을 전환시키기 위한 상기 최종 튜브와 관련된 적어도 하나의 배플(27, 28)을 포함하는 증발기 코일.
2. 제1항에 있어서, 상기 배플(27, 28)은 공기의 유동이 먼저 상기 최종 튜브(24)를 통과하고 다음에 다른 튜브를 통과하도록 배치되는 증발기 코일.
3. 제1항에 있어서, 상기 배플(32, 33)은 공기가 먼저 다른 튜브(34)를 통과하고 다음에 상기 최종 튜브(26)를 통과하도록 배치되는 증발기 코일.
4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 배플은 두 개의 배플(27, 28)을 포함하는 증발기 코일.
5. 제4항에 있어서, 상기 두 개의 배플(27, 28)은 평면 형상이고 그 타측면 상에 하나씩 상기 튜브 열에 사실상 평행하게 배열되는 증발기 코일.
6. 냉각되는 공기의 유동이 통과할 수 있는 튜브의 단일 열만을 구비한 증발기 코일을 제조하는 방법이며,

   인접한 튜브가 복귀 벤드에 의해 상호연결되어 일 열로 배열된 복수의 튜브를 구비한 냉각 회로를 구성하는 단계와,

   제1 튜브로부터 최종 튜브(24)까지 유동하도록 상기 튜브에 냉각제의 유동을 주입시키는 수단을 제공하는 단계와,

   상기 최종 튜브(24)를 통과하는 공기의 실질적인 부분이 또한 다른 튜브를 통과하도록 냉각될 공기의 유동을 전환시키는 적어도 하나의 배플(27, 28)을 제공하는 단계를 포함하는 증발기 코일을 제조하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 배플을 제공하는 단계는 상기 튜브 열의 각각의 측면 상의 하나에 두 개의 배플(27, 28)을 제공하는 단계를 포함하는 증발기 코일을 제조하는 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 배플은 상기 공기가 먼저 상기 최종 튜브(24)를 통과하고 다음에 상기 다른 튜브를 통과하도록 배치되는 증발기 코일을 제조하는 방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 배플(32, 33)은 상기 공기 유동이 먼저 상기 다른 튜브(34)를 통과하고 다음에 상기 최종 튜브(26)를 통과하도록 배치되는 증발기 코일을 제조하는 방법.
10. 제7항에 있어서, 상기 배플(27, 28)은 상기 튜브 열의 각각의 측면 상의 하나에 엇갈림 관계로 배치되는 증발기 코일을 제조하는 방법.

Images