KR101063845B1

KR101063845B1 - 열교환기

Info

Publication number: KR101063845B1
Application number: KR1020090047710A
Authority: KR
Inventors: 김상식
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2011-09-16
Also published as: KR20100128993A

Abstract

대상매체를 냉각시키기 위한 열교환기에 있어서, 내부에서 냉각매체 및 대상매체가 독립된 상태로 유동하고, 대상매체가 냉각매체와의 열 교환이 이루어지는 열교환부(201); 상기 열교환부(201)와 연결되어, 냉각매체를 상기 열교환부(201)에 유입시켜 배출시키며, 냉각매체의 유동방향을 변경시킬 수 있는 냉각매체 제어부(202); 및 상기 열교환부(201)와 연결되어, 대상매체를 상기 열교환부(201)에 유입시켜 배출시키며, 대상매체의 유동방향을 변경시킬 수 있는 대상매체 제어부(203)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 개시한다. 상기와 같은 열교환기는 냉각매체 및 대상매체의 유동방향을 주기적으로 전환하여 냉각매체 및 대상매체로 인한 침전물을 외부로 배출시켜, 열교환율을 일정한 상태로 유지할 수 있다.

열교환기, 냉각매체 제어부, 대상매체 제어부

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}

본 발명은 상이한 온도와 물성을 갖는 매체에 의해 열 교환이 이루어지는 열교환기에 관한 것으로서, 특히, 매체의 유동을 원활하게 하면서 열교환율을 유지시키는 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 가열기, 냉각기, 증발기, 응축기 등과 같은 장치에 사용된다. 이러한 장치에 사용되는 대상매체는 열교환기를 통과하면서 열을 받기도 하고, 열이 빼앗기기도 한다. 일반적으로 장치에 사용된 유체인 대상매체와 열교환이 이루어지는 유체를 전달매체(예를 들어, 냉각매체)라고 한다. 전달매체는 대상매체보다 온도가 높은 경우에는 열을 빼앗기고, 대상매체보다 온도가 낮은 경우에는 열을 받는다. 이러한 열교환을 통해 대상매체는 원하는 설정 온도로 다른 장치에 공급될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 열교환기(100)를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 열교환기(100)는 열교환부(101), 냉각매체 유입출구(102) 및 대상매체 유입출구(103)를 포함하여, 다른 장치에 제공되는 대상매체가 냉각매체와의 열교환을 거친 후 일정한 온도로 다른 장치에 제공될 수 있도록 하는 데에 이용된다.

열교환부(101)에서는 대상매체와 냉각매체 사이의 열교환이 이루어진다.

냉각매체 유입출구(102)는 대상매체와의 열교환이 이루어지도록 열교환부(101)에 냉각매체를 유입하고, 열교환이 이루어진 냉각매체를 열교환부(101)의 외부로 배출한다. 이로 인해, 냉각매체 유입출구(102)는 냉각매체가 유입되는 냉각매체 유입관(121) 및 냉각매체가 배출되는 냉각매체 배출관(123)을 포함한다.

대상매체 유입출구(103)는 열교환부(101)에 대하여 냉각매체 유입출구(102)와 같이, 대상매체를 열교환부(101)에 유입하고 냉각매체와의 열교환 후 배출한다. 아울러, 대상매체 유입출구(103)는 대상매체가 유입되는 대상매체 유입관(131) 및 대상매체가 배출되는 대상매체 배출관(133)을 포함한다.

이러한 종래 기술에 따른 열교환기(100)에서 냉각매체 및 대상매체는 일방향으로 유동할 수 있는 구성이다. 이때, 냉각매체 및 대상매체가 일방향으로만 유동하여, 스케일이나 슬러지가 냉각매체 유로에 침전되고, 슬러지가 대상매체의 유로 상에 위치된 핀(fin) 표면에 침착될 수 있다. 이로 인해, 냉각매체의 유로는 스케일이나 슬러지로 인한 침전물로 인해 감소되어, 냉각매체의 유동이 방해받아 열교환율이 감소되는 문제점이 있고, 핀 표면상에 침전된 슬러지에 의해 대상매체와 냉각매체 사이의 열교환이 차단되는 문제점이 존재한다.

본 발명은 냉각매체 및 대상매체의 유동방향을 주기적으로 변경하여 냉각매체 및 대상매체의 일방향 유동으로 인한 침전물을 외부로 배출시키고, 열교환 효율을 일정한 수준으로 유지시킬 수 있는 열교환기를 제공하고자 한다.

아울러, 본 발명은 침전물에 의한 열교환 효율의 저하로 인한 수리 주기를 연장할 수 있어, 수리에 따른 비용도 절감할 수 있는 열교환기를 제공하고자 한다.

본 발명은 대상매체를 냉각시키기 위한 열교환기에 있어서, 내부에서 냉각매체 및 대상매체가 독립된 상태로 유동하고, 대상매체가 냉각매체와의 열 교환이 이루어지는 열교환부; 상기 열교환부와 연결되어, 냉각매체를 상기 열교환부에 유입시켜 배출시키며, 냉각매체의 유동방향을 변경시킬 수 있는 냉각매체 제어부; 및 상기 열교환부와 연결되어, 대상매체를 상기 열교환부에 유입시켜 배출시키며, 대상매체의 유동방향을 변경시킬 수 있는 대상매체 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 개시한다.

아울러, 상기 냉각매체 제어부는, 외부로부터 냉각매체가 유입되는 냉각매체 유입관; 상기 유입된 냉각매체를 상기 열교환부로 유도하는 제 1 냉각매체 배관; 상기 냉각매체 유입관과 상기 제 1 냉각매체 배관 사이에 위치되는 제 1 냉각매체 전환밸브; 상기 열교환부로부터 배출된 냉각매체를 유도하는 제 2 냉각매체 배관; 상기 배출된 냉각매체를 외부로 배출하는 냉각매체 배출관; 상기 냉각매체 배출관 과 상기 제 2 냉각매체 배관 사이에 위치되는 제 2 냉각매체 전환밸브; 상기 제 2 냉각매체 전환밸브와 상기 냉각매체 유입관을 연결하는 제 1 냉각매체 연결배관; 및 상기 제 1 냉각매체 전환밸브와 상기 냉각매체 배출관을 연결하는 제 2 냉각매체 연결배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 개시한다.

또한, 상기 제 1 냉각매체 전환밸브는, 상기 냉각매체 유입관과 연결되어, 상기 냉각매체 유입관을 개폐하는 정 유입구; 상기 제 2 냉각매체 연결배관과 연결되어, 상기 제 2 냉각매체 연결배관을 개폐하는 역 배출구; 및 상기 제 1 냉각매체 배관과 연결되는 제 1 유입출구를 포함하고, 상기 제 2 냉각매체 전환밸브는, 상기 제 2 냉각매체 배관과 연결되는 제 2 유입출구; 상기 냉각매체 배출관과 연결되어, 상기 냉각매체 배출관을 개폐하는 정 배출구; 및 상기 제 1 냉각매체 연결배관과 연결되어, 상기 제 1 냉각매체 연결배관을 개폐하는 역 유입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 개시한다.

또한, 상기 제 1 냉각매체 전환밸브에서 상기 정 유입구가 상기 냉각매체 유입관을 개방시키고, 상기 역 배출구가 상기 제 2 냉각매체 연결배관을 폐쇄시킬 때, 상기 제 2 냉각매체 전환밸브에서 상기 정 배출구가 상기 냉각매체매체 배출관을 개방시키고, 상기 역 유입구가 상기 제 1 냉각매체 연결배관을 폐쇄시키는 정방향 냉각매체 유로를 형성하면, 외부로부터 상기 냉각매체 유입관으로 유입된 냉각매체는 상기 정 유입구 및 상기 제 1 유입출구를 통해 상기 제 1 냉각매체 배관으로 유도되어 상기 열교환부로 유입되며, 상기 열교환부로부터 상기 제 2 냉각매체 배관으로 배출된 냉각매체는 상기 제 2 유입출구 및 상기 정 배출구를 통해 상기 냉각매체 배출관으로 유도되어 외부로 배출되고, 상기 제 1 냉각매체 전환밸브에서 상기 정 유입구가 상기 냉각매체 유입관을 폐쇄시키고, 상기 역 배출구가 상기 제 2 냉각매체 연결배관을 개방시킬 때, 상기 제 2 냉각매체 전환밸브에서 상기 정 배출구가 상기 냉각매체 배출관을 폐쇄시키고, 상기 역 유입구가 상기 제 1 냉각매체 연결배관을 개방시키는 역방향 냉각매체 유로를 형성하면, 외부로부터 상기 냉각매체 유입관으로 유입되어 상기 제 1 냉각매체 연결배관으로 유도된 냉각매체는 상기 역 유입구 및 상기 제 2 유입출구를 통해 상기 제 2 냉각매체 배관으로 유도되어 상기 열교환부로 유입되고, 상기 열교환부로부터 상기 제 1 냉각매체 배관으로 배출된 냉각매체는 상기 제 1 유입출구 및 상기 역 배출구를 통해 상기 제 2 냉각매체 연결배관으로 유도되어 상기 냉각매체 배출관을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 개시한다.

또한, 상기 냉각매체 제어부는, 상기 열교환부로부터 배출되는 냉각매체의 온도를 감지하여, 상기 제 1 냉각매체 전환밸브 및 제 2 냉각매체 전환밸브의 개폐를 작동시키는 온도 제어부를 더 포함하되, 상기 온도 제어부는 상기 열교환부로부터 배출된 냉각매체의 온도를 설정 온도 이하로 감지하면, 상기 제 1 냉각매체 전환밸브 및 상기 제 2 냉각매체 전환밸브는 상기 정방향 냉각매체 유로에서 상기 역방향 냉각매체 유로를 형성하도록 전환되거나, 상기 역방향 냉각매체 유로에서 상기 정방향 냉각매체 유로를 형성하도록 전환되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 개시한다.

또한, 상기 냉각매체 제어부는, 설정된 시간에 따라 주기적으로 상기 제 1 냉각매체 전환밸브 및 제 2 냉각매체 전환 밸브의 개폐를 작동시키는 시간 제어부를 더 포함하되, 상기 시간 제어부는 상기 설정된 시간이 경과하면, 상기 제 1 냉각매체 전환밸브 및 상기 제 2 냉각매체 전환밸브는 상기 정방향 냉각매체 유로에서 상기 역방향 냉각매체 유로를 형성하도록 전환되거나, 상기 역방향 냉각매체 유로에서 상기 정방향 냉각매체 유로를 형성하도록 전환되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 개시한다.

또한, 상기 대상매체 제어부는, 외부로부터 대상매체가 유입되는 대상매체 유입관; 상기 유입된 대상매체를 상기 열교환부로 유도하는 제 1 대상매체 배관; 상기 대상매체 유입관과 상기 제 1 대상매체 배관 사이에 위치되는 제 1 대상매체 전환밸브; 상기 열교환부로부터 배출된 대상매체를 유도하는 제 2 대상매체 배관; 상기 배출된 대상매체를 외부로 배출하는 대상매체 배출관; 상기 대상매체 배출관과 상기 제 2 대상매체 배관 사이에 위치되는 제 2 대상매체 전환밸브; 상기 제 2 대상매체 전환밸브와 상기 대상매체 유입관을 연결하는 제 1 대상매체 연결배관; 및 상기 제 1 대상매체 전환밸브와 상기 대상매체 배출관을 연결하는 제 2 대상매체 연결배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 개시한다.

또한, 상기 제 1 대상매체 전환밸브는, 상기 대상매체 유입관과 연결되어, 상기 대상매체 유입관을 개폐하는 정 유입구; 상기 제 2 대상매체 연결배관과 연결되어, 상기 제 2 대상매체 연결배관을 개폐하는 역 배출구; 및 상기 제 1 대상매체 배관과 연결되는 제 1 유입출구를 포함하고, 상기 제 2 대상매체 전환밸브는, 상기 제 2 대상매체 배관과 연결되는 제 2 유입출구; 상기 대상매체 배출관과 연결되어, 상기 대상매체 배출관을 개폐하는 정 배출구; 및 상기 제 1 대상매체 연결배관과 연결되어, 상기 제 1 대상매체 연결배관을 개폐하는 역 유입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 개시한다.

또한, 상기 제 1 대상매체 전환밸브에서 상기 정 유입구가 상기 대상매체 유입관을 개방시키고, 상기 역 배출구가 상기 제 2 대상매체 연결배관을 폐쇄시킬 때, 상기 제 2 대상매체 전환밸브에서 상기 정 배출구가 상기 대상매체 배출관을 개방시키고, 상기 역 유입구가 상기 제 1 대상매체 연결배관을 폐쇄시키는 정방향 대상매체 유로를 형성하면, 외부로부터 상기 대상매체 유입관으로 유입된 대상매체는 상기 정 유입구 및 상기 제 1 유입출구를 통해 상기 제 1 대상매체 배관으로 유도되어 상기 열교환부로 유입되며, 상기 열교환부로부터 상기 제 2 대상매체 배관으로 배출된 대상매체는 상기 제 2 유입출구 및 상기 정 배출구를 통해 상기 대상매체 배출관으로 유도되어 외부로 배출되고, 상기 제 1 대상매체 전환밸브에서 상기 정 유입구가 상기 대상매체 유입관을 폐쇄시키고, 상기 역 배출구가 상기 제 2 대상매체 연결배관을 개방시킬 때, 상기 제 2 대상매체 전환밸브에서 상기 정 배출구가 상기 대상매체 배출관을 폐쇄시키고, 상기 역 유입구가 상기 제 1 대상매체 연결배관을 개방시키는 역방향 대상매체 유로를 형성하면, 외부로부터 상기 대상매체 유입관으로 유입되어 상기 제 1 대상매체 연결배관으로 유도된 대상매체는 상기 역 유입구 및 상기 제 2 유입출구를 통해 상기 제 2 대상매체 배관으로 유도되어 상기 열교환부로 유입되고, 상기 열교환부로부터 상기 제 1 대상매체 배관으로 배출된 대상매체는 상기 제 1 유입출구 및 상기 역 배출구를 통해 상기 제 2 대상매 체 연결배관으로 유도되어 상기 대상매체 배출관을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 개시한다.

또한, 상기 대상매체 제어부는, 상기 열교환부로부터 배출되는 대상매체의 온도를 감지하여, 상기 제 1 대상매체 전환밸브 및 제 2 대상매체 전환밸브의 개폐를 작동시키는 온도 제어부를 더 포함하되, 상기 온도 제어부는 상기 열교환부로부터 배출된 대상매체의 온도를 설정 온도 이하로 감지하면, 상기 제 1 대상매체 전환밸브 및 상기 제 2 대상매체 전환밸브는 상기 정방향 대상매체 유로에서 상기 역방향 대상매체 유로를 형성하도록 전환되거나, 상기 역방향 대상매체 유로에서 상기 정방향 대상매체 유로를 형성하도록 전환되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 개시한다.

또한, 상기 대상매체 제어부는, 설정된 시간에 따라 주기적으로 상기 제 1 대상매체 전환밸브 및 제 2 대상매체 전환 밸브의 개폐를 작동시키는 시간 제어부를 더 포함하되, 상기 시간 제어부는 상기 설정된 시간이 경과하면, 상기 제 1 대상매체 전환밸브 및 상기 제 2 대상매체 전환밸브는 상기 정방향 대상매체 유로에서 상기 역방향 대상매체 유로를 형성하도록 전환되거나, 상기 역방향 대상매체 유로에서 상기 정방향 대상매체 유로를 형성하도록 전환되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 개시한다.

또한, 상기 열교환부는, 냉각매체 및 대상매체가 유입되어 배출되는 운전기; 상기 운전기에 인접하게 설치되어, 상기 운전기와 교체운전될 수 있는 예비기; 및 상기 운전기 및 상기 예비기와 연결되어, 개폐 작동에 의해 상기 운전기 및 상기 예비기 중 하나를 선택하는 열교환부 전환밸브를 포함하되, 상기 열교환부 전환밸브에 의해 선택된 상기 운전기 및 상기 예비기 중 하나만이 냉각매체 및 대상매체를 공급받는 것을 특징으로 하는 열교환기를 개시한다.

본 발명에 따른 열교환기는 열교환부, 냉각매체 제어부 및 대상매체 제어부를 포함하여, 열교환부에서 대상매체는 냉각매체와의 열교환으로 냉각된다. 냉각매체 제어부는 냉각매체를 양방향으로 유동가능하도록 하며, 대상매체 제어부는 대상매체를 양방향으로 유동가능하도록 한다. 이로 인해, 냉각매체 및 대상매체의 정방향 유동에 의해 유로에 형성되어 유동을 방해하는 침전물이 형성되더라도, 냉각매체 제어부 및 대상매체 제어부는 냉각매체 및 대상매체를 역방향 유동시켜 침전물을 외부로 배출시킬 수 있다. 따라서, 냉각매체 및 대상매체는 열교환기에서 원활하게 유동하면서 열교환을 수행할 수 있게 된다.

아울러, 냉각매체 제어부 및 대상매체 제어부는 열교환기의 열교환 효율이 저하될 때마다 냉각매체 및 대상매체의 유동 방향을 변경할 수 있어, 열교환기의 열교환 효율을 일정하게 유지할 수 있도록 한다.

또한, 침전물로 인한 열교환 효율의 저하가 방지되어, 열교환기의 수리주기가 연장되고, 수리에 따른 비용도 절감할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체 적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환기(200)를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환기(200)는 열교환부(201), 냉각매체 제어부(202) 및 대상매체 제어부(203)를 포함하여, 대상체매체가 열교환부(201) 내에서 냉각매체와의 열교환으로 냉각된다.

열교환부(201)는 내부로 냉각매체 및 대상매체가 각각 유입되고, 냉각매체 및 대상매체는 내부에서 독립된 상태로 유동하다가 외부로 배출된다. 대상매체는 열교환부(201)의 내부에서 유동하는 과정에서 냉각매체와의 열교환이 이루어진다.

여기에서 대상매체는 다른 장치에서 연료로 이용되거나 윤활 및 방청작용을 하는 매체를 의미하고, 냉각매체는 대상매체를 냉각시키는 매체를 의미한다. 따라서, 대상매체는 열교환부(201)에 유입되었다가 배출되면서 온도가 감소하고, 냉각매체는 열교환부(201)에 유입되었다가 배출되면서 온도가 증가한다.

아울러, 열교환부(201)는 운전기(211) 및 예비기(213)를 포함한다. 운전기(211)에는 냉각매체 및 대상매체가 유입되어 배출되며, 예비기(213)는 운전기(211)에 인접하게 설치되어, 운전기(211)의 냉각효율이 저하되는 경우 교체운전되며, 운전기(211)를 대신하여 냉각매체 및 대상매체가 유입되어 배출될 수 있도록 한다. 이러한 운전기(211)와 예비기(213)는 열교환부 전환밸브(215a, 215b)에 의해 연결된다. 열교환부 전환밸브(215a, 215b)는 개폐 작동에 의해서 운전기(211) 및 예비기(213) 중 하나를 선택하여, 대상매체가 선택된 운전기(211) 또는 예비 기(213)에 유입되어 배출되도록 한다. 아울러, 냉각매체는 열교환부 전환밸브(215a, 215b)에 의해 선택된 운전기(211) 또는 예비기(213)에만 유입되어 배출된다.

냉각매체 제어부(202)는 열교환부(201)와 연결되어, 열교환부(201)에 냉각매체를 유입시켜 배출시키는 데에 이용되며, 냉각매체의 유동방향을 변경시킬 수 있다. 아울러, 냉각매체 제어부(202)는 냉각매체 유입관(221), 제 1 냉각매체 배관(222), 제 1 냉각매체 전환밸브(223), 제 2 냉각매체 배관(224), 냉각매체 배출관(225), 제 2 냉각매체 전환밸브(226), 제 1 냉각매체 연결배관(227) 및 제 2 냉각매체 연결배관(228)을 포함한다.

냉각매체 유입관(221)에는 냉각매체가 외부로부터 유입된다.

제 1 냉각매체 배관(222)은 냉각매체 유입관(221)이 연결된 제 1 냉각매체 전환밸브(223)를 열교환부(201)와 연결하고, 냉각매체 유입관(221)으로 유입된 냉각매체를 열교환부(201)로 유도할 수 있다.

제 1 냉각매체 전환밸브(223)는 냉각매체 유입관(221)과 제 1 냉각매체 배관(222) 사이에 위치되어, 냉각매체 유입관(221)과 제 1 냉각매체 배관(222)을 연결하며, 냉각매체의 유동방향을 변경시킬 수 있다.

제 2 냉각매체 배관(224)은 열교환부(201)로 유입되었다가 배출되는 냉각매체를 제 2 냉각매체 전환밸브(226)를 통해 냉각매체 배출관(225)으로 유도할 수 있다.

냉각매체 배출관(225)은 제 2 냉각매체 전환밸브(226)를 통해 제 2 냉각매체 배관(224)과 연결되고, 배출된 냉각매체를 외부로 배출시킨다. 즉, 열교환부(201)로부터 배출된 냉각매체는 외부로 배출될 수 있도록 냉각매체 배출관(225)으로 유도되는 것이다.

여기서, 제 2 냉각매체 전환밸브(226)는 냉각매체 배출관(225)과 제 2 냉각매체 배관(224) 사이에 위치되어 냉각매체 배출관(225)과 제 2 냉각매체 배관(224)을 연결하며, 제 1 냉각매체 전환밸브(223)와 함께 냉각매체의 유동방향을 변경시키는 데에 이용된다.

제 1 냉각매체 연결배관(227)은 냉각매체 유입관(221)과 제 2 냉각매체 전환밸브(226)를 연결하고, 냉각매체 유입관(221)으로 유입된 냉각매체를 제 2 냉각매체 전환밸브(225) 및 제 2 냉각매체 배관(224)을 통하여 열교환부(201)로 유입되도록 유도할 수 있다.

제 2 냉각매체 연결배관(228)은 냉각매체 배출관(225)과 제 1 냉각매체 전환밸브(223)를 연결하고, 냉각매체가 열교환부(201)로부터 제 1 냉각매체 배관(222)을 통해 배출되는 경우에 냉각매체를 제 1 냉각매체 전환밸브(223)를 통해 냉각매체 배출관(225)으로 유도할 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 열교환기(200)에서 냉각매체 제어부(202)에 의한 냉각매체의 유동을 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각매체는 냉각매체 제어부(202)에 의해 열교환부(201) 내부에서 양방향으로 유동가능하다.

제 1 냉각매체 전환밸브(223)는 정 유입구(223a), 역 배출구(223b) 및 제 1 유입출구(223c)를 포함한다.

정 유입구(223a)는 냉각매체 유입관(221)과 연결되어, 냉각매체 유입관(221)을 개폐한다. 아울러, 역 배출구(223b)는 제 2 냉각매체 연결배관(228)과 연결되어, 제 2 냉각매체 연결배관(228)을 개폐한다. 이러한 정 유입구(223a) 및 역 배출구(223b)에 의해 냉각매체 유입관(221) 및 제 2 냉각매체 연결배관(228) 중 하나만이 개방된다. 즉, 정 유입구(223a)가 냉각매체 유입관(221)을 개방시키면, 역 배출구(223b)는 제 2 냉각매체 연결배관(228)을 폐쇄시킨다. 반면, 정 유입구(223a)가 냉각매체 유입관(221)을 폐쇄시키면, 역 배출구(223b)는 제 2 냉각매체 연결배관(228)을 개방시킨다.

제 1 유입출구(223c)는 제 1 냉각매체 배관(222)과 연결되어, 항상 개방된 상태이다. 냉각매체는 정방향 유동시 제 1 유입출구(223c)를 통해 열교환부(201)로 유입되고, 역방향 유동시 열교환부(201)로부터 제 1 유입출구(223c)를 통해 유출된다.

제 2 냉각매체 전환밸브(226)는 제 2 유입출구(226a), 정 배출구(226b) 및 역 유입구(226c)를 포함한다.

제 2 유입출구(226a)는 제 2 냉각매체 배관(224)과 연결되어, 항상 개방된 상태이다. 냉각매체는 정방향 유동시 열교환부(201)로부터 제 2 유입출구(226a)를 통해 유출되고, 역방향 유동시 제 2 유입출구(226a)를 통해 열교환부(201)로 유입된다.

정 배출구(226b)는 냉각매체 배출관(225)과 연결되어, 냉각매체 배출관(225)을 개폐시킨다. 아울러, 역 유입구(226c)는 제 1 냉각매체 연결배관(227)과 연결되 어, 제 1 냉각매체 연결배관(227)을 개폐시킨다. 이러한 정 배출구(226b) 및 역 유입구(226c)에 의해 냉각매체 배출관(225) 및 제 1 냉각매체 연결배관(227) 중 하나만이 개방된다. 즉, 정 배출구(226b)가 냉각매체 배출관(225)을 폐쇄시키면, 역 유입구(226c)는 제 1 냉각매체 연결배관(227)을 개방시킨다. 반면, 정 배출구(226b)가 냉각매체 배출관(225)을 개방시키면, 역 유입구(226c)는 제 1 냉각매체 연결배관(227)을 폐쇄시킨다.

이하에서는, 제 1 냉각매체 전환밸브(223) 및 제 2 냉각매체 전환밸브(226)의 개폐 작동에 따른 냉각매체의 유동을 살펴보도록 한다.

도 3의 (a)는 정방향 냉각매체 유로가 형성된 경우를 도시한다. 제 1 냉각매체 전환밸브(223)에서 정 유입구(223a)가 냉각매체 유입관(221)을 개방시키고, 역 배출구(223b)가 제 2 냉각매체 연결배관(228)을 폐쇄시키는 동시에, 제 2 냉각매체 전환밸브(226)에서는 정 배출구(226b)가 냉각매체 배출관(225)을 개방시키고, 역 유입구(226c)가 제 1 냉각매체 연결배관(227)을 폐쇄시킨다. 이로 인해, 냉각매체 제어부(202)를 통해 정방향 냉각매체 유로가 형성된다.

이때, 유입되는 냉각매체는 외부로부터 냉각매체 유입관(221)으로 유입된 후에, 정 유입구(223a) 및 제 1 유입출구(223c)를 통해 제 1 냉각매체 배관(222)으로 유도되어 열교환부(201)로 유입된다. 배출되는 냉각매체는 열교환부(201)로부터 제 2 냉각매체 배관(224)으로 배출된 후에, 제 2 유입출구(226a) 및 정 배출구(226b)를 통해 냉각매체 배출관(225)으로 유도되어 외부로 배출된다.

이러한 냉각매체의 유동과정에서, 외부로부터 냉각매체 유입관(221)으로 유 입된 냉각매체가 제 1 냉각매체 연결배관(227)으로 유도될 수도 있다. 하지만 제 2 냉각매체 전환밸브(226)의 역 유입구(226c)가 제 1 냉각매체 연결배관(227)을 폐쇄시킴에 따라, 제 1 냉각매체 연결배관(227)으로 유도된 냉각매체는 제 2 냉각매체 전환밸브(226)를 통해 제 2 냉각매체 배관(224) 및 냉각매체 배출관(225)으로 유도될 수 없게 된다.

도 3의 (b)는 역방향 냉각매체 유로가 형성된 경우를 도시한다. 제 1 냉각매체 전환밸브(223)에서 정 유입구(223a)가 냉각매체 유입관(221)을 폐쇄시키고, 역 배출구(223b)가 제 2 냉각매체 연결배관(228)을 개방시키는 동시에, 제 2 냉각매체 전환밸브(226)에서는 정 배출구(226b)가 냉각매체 배출관(225)을 폐쇄시키고, 역 유입구(226c)가 제 1 냉각매체 연결배관(227)을 개방시킨다. 이로 인해, 냉각매체 제어부(202)를 통해 역방향 냉각매체 유로가 형성된다.

이때, 유입되는 냉각매체는 외부로부터 냉각매체 유입관(221)으로 유입되어 제 1 냉각매체 연결배관(227)으로 유도된 후에, 역 유입구(226c) 및 제 2 유입출구(226a)를 통해 제 2 냉각매체 배관(224)으로 유도되어 열교환부(201)로 유입된다. 배출되는 냉각매체는 열교환부(201)로부터 제 1 냉각매체 배관(222)으로 배출된 후에, 제 1 유입출구(223c) 및 역 배출구(223b)를 통해 제 2 냉각매체 연결배관(228)으로 유도되어 냉각매체 배출관(225)을 통해 외부로 배출된다.

한편, 냉각매체는 스케일(scale)이나 슬러지(sludge)를 포함하고 있다. 이러한 냉각매체가 일방향으로 유동하게 되면, 스케일이나 슬러지가 냉각매체 유로의 내부에 유동 방향을 따라 누적된다. 이렇게 형성된 침전물은 냉각매체 유로를 감소 하여 냉각매체의 유동을 방해한다. 이로 인해, 냉각매체는 열교환부(201) 내에서 원활하게 유동되는 것이 제한되어, 대상매체와의 열교환도 제한받게 된다. 따라서, 열교환기(200)의 열교환 효율은 저하된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환기(200)는 냉각매체 제어부(202)에 의해 주기적으로 냉각매체의 유동방향을 전환시킬 수 있다. 냉각매체가 정방향 유동하여, 침전물이 냉각매체의 유로에 정방향을 따라 누적되고, 이러한 정방향으로 누적된 침전물에 의해 열교환 효율이 저하되기 전에, 냉각매체 제어부(202)의 제 1 냉각매체 전환밸브(223) 및 제 2 냉각매체 전환밸브(226)는 개폐 작동하여 냉각매체를 역방향 유동시킬 수 있다. 이때, 침전물은 냉각매체의 역방향 유동을 통해 냉각매체와 혼합되어 외부로 배출될 수 있다. 이렇게 외부로 배출된 침전물은 여과장치(도시되지 않음)에서 제거될 수 있다.

냉각매체 제어부(202)는 열교환 효율이 저하된 경우 개폐 작동이 이루어져야 한다. 침전물에 의한 열교환 효율의 저하는 열교환부(201)로부터 배출되는 냉각매체의 온도를 통해 확인할 수 있다.

냉각매체는 대상매체를 냉각시키기 위해 대상매체로부터 열을 전달받는다. 따라서, 냉각매체가 열교환부(201)로 유입되어 열교환부(201)로부터 배출된 후, 냉각매체의 온도는 열교환부(201)에 유입되기 전보다 증가한다. 즉, 열교환부(201)로부터 배출된 냉각매체의 온도가 열교환부(201)에 유입되기 전과 비교하여 거의 변하지 않거나 정상적으로 열교환이 이루어진 후의 온도보다 낮다면, 열교환 효율이 저하되었음을 의미한다. 이때, 냉각매체의 유동방향이 변경될 필요가 있다.

따라서, 냉각매체 제어부(202)는 열교환부(201)로부터 배출된 냉각매체의 온도를 감지하여 제 1 냉각매체 전환밸브(223) 및 제 2 냉각매체 전환밸브(226)의 개폐를 작동시키는 온도 제어부(도시되지 않음)를 포함한다. 상기 온도 제어부가 열교환부(201)로부터 배출된 냉각매체의 온도를 설정 온도 이하로 감지하면, 제 1 냉각매체 전환밸브(223) 및 제 2 냉각매체 전환밸브(226)는 정방향 냉각매체 유로에서 역방향 냉각매체 유로를 형성하거나, 역방향 냉각매체 유로에서 정방향 냉각매체 유로를 형성할 수 있다. 여기에서, 설정 온도는 정상적으로 열교환이 이루어진 후, 열교환부(201)로부터 배출된 냉각매체의 온도를 기준으로 설정된다.

또한, 냉각매체 제어부(202)는 설정된 시간에 따라 주기적으로 제 1 냉각매체 전환밸브(223) 및 제 2 냉각매체 전환밸브(226)의 개폐를 작동시키는 시간 제어부(도시되지 않음)를 포함한다. 상기 시간 제어부는 설정된 시간이 경과하면, 제 1 냉각매체 전환밸브(223) 및 제 2 냉각매체 전환밸브(226)는 정방향 냉각매체 유로에서 역방향 냉각매체 유로를 형성하도록 제어하거나, 역방향 냉각매체 유로에서 정방향 냉각매체 유로를 형성하도록 제어할 수 있다. 여기에서 시간은 냉각매체의 유동이 시작되는 시점에서 열교환 효율의 저하가 도래하는 시점까지를 기준으로 설정된다.

이하에서는 대상매체의 유동에 대한 설명의 편의를 위해, 대상매체가 열교환부 전환밸브(215a, 215b)를 거쳐 열교환부(201) 중 운전기(211)로 유입되어 배출되는 경우에 대해서만 설명하기로 한다. 아울러, 예비기(213)가 열교환부 전환밸브(215a, 215b)의 개폐 작동으로 인해 선택되는 경우, 대상매체는 예비기(213)로 유입되어 배출될 수 있다.

도 2를 살펴 보면, 대상매체 제어부(203)는 열교환부(201)와 연결되어, 열교환부(201)에 대상매체를 유입시켜 배출시키는 데에 이용되며, 대상매체의 유동방향을 변경시킬 수 있다. 아울러, 대상매체 제어부(203)는 대상매체 유입관(231), 제 1 대상매체 배관(232), 제 1 대상매체 전환밸브(233), 제 2 대상매체 배관(234), 대상매체 배출관(235), 제 2 대상매체 전환밸브(236), 제 1 대상매체 연결배관(237) 및 제 2 대상매체 연결배관(238)을 포함한다.

대상매체 유입관(231)에는 대상매체가 외부로부터 유입된다.

제 1 대상매체 배관(232)은 대상매체 유입관(231)이 연결된 제 1 대상매체 전환밸브(233)를 연결하고, 대상매체 유입관(231)으로 유입된 대상매체를 열교환부(201)로 유도할 수 있다.

제 1 대상매체 전환밸브(233)는 대상매체 유입관(231)과 제 1 대상매체 배관(232) 사이에 위치되어 대상매체 유입관(231)과 제 1 대상매체 배관(232)을 연결하며, 대상매체의 유동방향을 변경시킬 수 있다.

여기서, 제 2 대상매체 배관(234)은 열교환부(201)로 유입되었다가 배출되는 대상매체를 제 2 대상매체 전환밸브(236)를 통해 대상매체 배출관(235)으로 유도할 수 있다.

대상매체 배출관(235)은 제 2 대상매체 전환밸브(236)를 통해 제 2 대상매체 배관(234)과 연결되고, 배출된 대상매체를 외부로 배출시킨다. 즉, 열교환부(201)로부터 배출된 대상매체는 외부로 배출될 수 있도록 대상매체 배출관(235)으로 유 도되는 것이다.

제 2 대상매체 전환밸브(236)는 대상매체 배출관(235)과 제 2 대상매체 배관(234) 사이에 위치되어 대상매체 배출관(235)과 제 2 대상매체 배관(234)을 연결하며, 제 1 대상매체 전환밸브(233)와 함께 대상매체의 유동방향을 변경시키는 데에 이용된다.

제 1 대상매체 연결배관(237)은 대상매체 유입관(231)과 제 2 대상매체 전환밸브(236)를 연결하고, 대상매체 유입관(231)으로 유입된 대상매체를 제 2 대상매체 전환밸브(236) 및 제 2 대상매체 배관(234)을 통하여 열교환부(201)로 유입되도록 유도할 수 있다.

제 2 대상매체 연결배관(238)은 대상매체 배출관(235)과 제 1 대상매체 전환밸브(233)를 연결하고, 열교환부(201)로부터 배출된 대상매체가 제 1 대상매체 배관(232)을 통해 배출되는 경우에 대상매체를 제 1 대상매체 전환밸브(233)를 통해 대상매체 배출관(235)으로 유도할 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 열교환기(200)에서 대상매체 제어부(203)에 의한 대상매체의 유동을 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 대상매체는 대상매체 제어부(203)에 의해 열교환부(201) 내부에서 냉각매체와 독립된 상태로 양방향으로 유동가능하다.

제 1 대상매체 전환밸브(233)는 정 유입구(233a), 역 배출구(233b) 및 제 1 유입출구(233c)를 포함한다.

정 유입구(233a)는 대상매체 유입관(231)과 연결되어, 대상매체 유입관(231) 을 개폐한다. 아울러, 역 배출구(233b)는 제 2 대상매체 연결배관(238)과 연결되어, 제 2 대상매체 연결배관(238)을 개폐한다. 이러한 정 유입구(233a) 및 역 배출구(233b)에 의해 대상매체 유입관(231) 및 제 2 대상매체 연결배관(238) 중 하나만이 개방된다. 즉, 정 유입구(233a)가 대상매체 유입관(231)을 개방시키면, 역 배출구(233b)는 제 2 대상매체 연결배관(238)을 폐쇄시킨다. 반면, 정 유입구(233a)가 대상매체 유입관(231)을 폐쇄시키면, 역 배출구(233b)는 제 2 대상매체 연결배관(238)을 개방시킨다.

제 1 유입출구(233c)는 제 1 대상매체 배관(232)과 연결되어, 항상 개방된 상태이다. 대상매체는 정방향 유동시 제 1 유입출구(233c)를 통해 열교환부(201)로 유입되고, 역방향 유동시 열교환부(201)로부터 제 1 유입출구(233c)를 통해 유출된다.

제 2 대상매체 전환밸브(236)는 제 2 유입출구(236a), 정 배출구(236b) 및 역 유입구(236c)를 포함한다.

제 2 유입출구(236a)는 제 2 대상매체 배관(234)과 연결되어, 항상 개방된 상태이다. 대상매체는 정방향 유동시 열교환부(201)로부터 제 2 유입출구(236a)를 통해 유출되고, 역방향 유동시 제 2 유입출구(236a)를 통해 열교환부(201)로 유입된다.

정 배출구(236b)는 대상매체 배출관(235)과 연결되어, 대상매체 배출관(235)을 개폐시킨다. 아울러, 역 유입구(236c)는 제 1 대상매체 연결배관(237)과 연결되어, 제 1 대상매체 연결배관(237)을 개폐시킨다. 이러한 정 배출구(236b) 및 역 유 입구(236c)에 의해 대상매체 배출관(235) 및 제 1 대상매체 연결배관(237) 중 하나만이 개방된다. 즉, 정 배출구(236b)가 대상매체 배출관(235)을 폐쇄시키면, 역 유입구(236c)는 제 1 대상매체 연결배관(237)을 개방시킨다. 반면, 정 배출구(236b)가 대상매체 배출관(235)을 개방시키면, 역 유입구(236c)는 제 1 대상매체 연결배관(237)을 폐쇄시킨다.

이하에서는, 제 1 대상매체 전환밸브(233) 및 제 2 대상매체 전환밸브(236)의 개폐 작동에 따른 대상매체의 유동을 살펴보도록 한다.

도 4의 (a)는 정방향 대상매체 유로가 형성된 경우를 도시한다. 제 1 대상매체 전환밸브(233)에서 정 유입구(233a)가 대상매체 유입관(231)을 개방시키고, 역 배출구(233b)가 제 2 대상매체 연결배관(238)을 폐쇄시키는 동시에, 제 2 대상매체 전환밸브(236)에서는 정 배출구(236b)가 대상매체 배출관(235)을 개방시키고, 역 유입구(236c)가 제 1 대상매체 연결배관(237)을 폐쇄시킨다. 이로 인해, 대상매체 제어부(203)를 통해 정방향 대상매체 유로가 형성된다.

이때, 유입되는 대상매체는 외부로부터 대상매체 유입관(231)으로 유입된 후에, 정 유입구(233a) 및 제 1 유입출구(233c)를 통해 제 1 대상매체 배관(232)으로 유도되어 열교환부(201)로 유입된다. 배출되는 대상매체는 열교환부(201)로부터 제 2 대상매체 배관(234)으로 배출된 후에, 제 2 유입출구(236a) 및 정 배출구(236b)를 통해 대상매체 배출관(235)으로 유도되어 외부로 배출된다.

이러한 대상매체의 유동과정에서, 외부로부터 대상매체 유입관(231)으로 유입된 대상매체가 제 1 대상매체 연결배관(237)으로 유도될 수도 있다. 하지만 제 2 대상매체 전환밸브(236)의 역 유입구(236c)가 제 1 대상매체 연결배관(237)을 폐쇄시킴에 따라, 제 1 대상매체 연결배관(237)으로 유도된 대상매체는 제 2 대상매체 전환밸브(236)를 통해 제 2 대상매체 배관(234) 및 대상매체 배출관(235)으로 유도될 수 없게 된다.

도 4의 (b)는 역방향 대상매체 유로가 형성된 경우를 도시한다. 제 1 대상매체 전환밸브(233)에서 정 유입구(233a)가 대상매체 유입관(231)을 폐쇄시키고, 역 배출구(233b)가 제 2 대상매체 연결배관(238)을 개방시키는 동시에, 제 2 대상매체 전환밸브(236)에서는 정 배출구(236b)가 대상매체 배출관(235)을 폐쇄시키고, 역 유입구(236c)가 제 1 대상매체 연결배관(237)을 개방시킨다. 이로 인해, 대상매체 제어부(203)를 통해 역방향 대상매체 유로가 형성된다.

이때, 유입되는 대상매체는 외부로부터 대상매체 유입관(231)으로 유입되어 제 1 대상매체 연결배관(237)으로 유도된 후에, 역 유입구(236c) 및 제 2 유입출구(236a)를 통해 제 2 대상매체 배관(234)으로 유도되어 열교환부(201)로 유입된다. 배출되는 대상매체는 열교환부(201)로부터 제 1 대상매체 배관(232)으로 배출된 후에, 제 1 유입출구(233c) 및 역 배출구(233b)를 통해 제 2 대상매체 연결배관(238)으로 유도되어 대상매체 배출관(235)을 통해 외부로 배출된다.

한편, 대상매체는 슬러지(sludge)를 포함하고 있다. 이러한 대상매체가 일방향으로 유동하게 되면, 슬러지는 대상매체의 유로의 내부에 유동방향을 따라 누적된다. 이렇게 형성된 침전물은 대상매체의 유로를 감소시켜 대상매체의 유동을 방해한다. 이로 인해, 대상매체는 열교환부(201) 내에서 원활하게 유동되는 것이 제 한되어, 냉각매체와의 열교환이 제한된다. 아울러, 슬러지는 냉각매체가 유동되는 냉각핀 표면상에 유동방향을 따라 침착된다. 이렇게 형성된 침전물이 냉각매체의 냉각핀 표면에 침착됨에 따라, 대상매체와 냉각매체 사이의 열교환을 방해한다. 따라서, 침전물은 열교환기(200)의 열교환 효율을 저하시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환기(200)는 대상매체 제어부(203)에 의해 주기적으로 대상매체의 유동방향을 전환시킬 수 있다. 대상매체가 정방향 유동하여, 침전물이 정방향을 따라 누적되고, 이러한 정방향으로 누적된 침전물에 의해 열교환 효율이 저하되기 전에, 대상매체 제어부(203)의 제 1 대상매체 전환밸브(233) 및 제 2 대상매체 전환밸브(236)는 대상매체를 역방향 유동시킬 수 있다. 이때, 침전물은 역방향 유동을 통해 대상매체와 혼합되어 외부로 배출될 수 있다. 이렇게 외부로 배출된 침전물은 여과장치(도시되지 않음)에서 제거될 수 있다.

대상매체 제어부(203)는 열교환기(200)의 열교환 효율이 저하된 경우에 개폐작동이 이루어져야 한다. 침전물에 의한 열교환 효율의 저하는 열교환부(201)로부터 배출되는 대상매체의 온도를 통해 확인할 수 있다.

대상매체는 냉각매체에 의해 냉각되기 위해 열을 빼앗긴다. 따라서, 냉각매체가 열교환부(201)로부터 유입되어 열교환부(201)로부터 배출된 후, 대상매체의 온도는 열교환부(201)에 유입되기 전보다 감소한다. 즉, 열교환부(201)로부터 배출된 대상매체의 온도가 열교환부(201)에 유입되기 전과 비교하여 거의 변하지 않거나 정상적으로 열교환이 이루어진 후의 온도보다 높다면, 열교환 효율이 저하되었음을 의미한다. 이때, 대상매체의 유동방향이 변경될 필요가 있다.

따라서, 대상매체 제어부(203)는 열교환부(201)로부터 배출된 대상매체의 온도를 감지하여 제 1 대상매체 전환밸브(233) 및 제 2 대상매체 전환밸브(236)의 개폐를 작동시키는 온도 제어부(도시되지 않음)를 포함한다. 상기 온도 제어부가 열교환부(201)로부터 배출된 대상매체의 온도를 설정 온도 이상으로 감지하면, 제 1 대상매체 전환밸브(233) 및 제 2 대상매체 전환밸브(236)는 정방향 대상매체 유로에서 역방향 대상매체 유로를 형성하거나, 역방향 대상매체 유로에서 정방향 대상매체 유로를 형성할 수 있다. 여기에서, 설정온도는 정상적인 열교환이 이루어진 후, 열교환부(201)로부터 배출된 대상매체의 온도를 기준으로 설정된다.

또한, 대상매체 제어부(203)는 설정된 시간에 따라 주기적으로 제 1 대상매체 전환밸브(233) 및 제 2 대상매체 전환밸브(236)의 개폐를 작동시키는 시간 제어부(도시되지 않음)를 포함한다. 상기 시간 제어부는 설정된 시간이 경과하면, 제 1 대상매체 전환밸브(233) 및 제 2 대상매체 전환밸브(236)가 정방향 대상매체 유로에서 역방향 대상매체 유로를 형성하도록 제어하거나, 역방향 대상매체 유로에서 정방향 대상매체 유로를 형성하도록 제어할 수 있다. 여기에서 시간은 냉각매체의 유동이 시작되는 시점에서 열교환 효율의 저하가 도래하는 시점까지를 기준으로 설정된다.

이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 열교환기를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환기를 나타내는 도면이다.

도 3은 도 2에 도시된 열교환기에서 냉각매체 제어부에 의한 냉각매체의 유동을 나타내는 도면이다.

도 4는 도 2에 도시된 열교환기에서 대상매체 제어부에 의한 대상매체의 유동을 나타내는 도면이다.

Claims

삭제
대상매체를 냉각시키기 위한 열교환기에 있어서,

내부에서 냉각매체 및 대상매체가 독립된 상태로 유동하고, 대상매체가 냉각매체와의 열 교환이 이루어지는 열교환부(201);

상기 열교환부(201)와 연결되어, 냉각매체를 상기 열교환부(201)에 유입시켜 배출시키며, 냉각매체의 유동방향을 변경시킬 수 있는 냉각매체 제어부(202); 및

상기 열교환부(201)와 연결되어, 대상매체를 상기 열교환부(201)에 유입시켜 배출시키며, 대상매체의 유동방향을 변경시킬 수 있는 대상매체 제어부(203)를 포함되,

상기 냉각매체 제어부(202)는,

외부로부터 냉각매체가 유입되는 냉각매체 유입관(221);

상기 유입된 냉각매체를 상기 열교환부(201)로 유도하는 제 1 냉각매체 배관(222);

상기 냉각매체 유입관(221)과 상기 제 1 냉각매체 배관(222) 사이에 위치되는 제 1 냉각매체 전환밸브(223);

상기 열교환부(201)로부터 배출된 냉각매체를 유도하는 제 2 냉각매체 배관(224);

상기 배출된 냉각매체를 외부로 배출하는 냉각매체 배출관(225);

상기 냉각매체 배출관(225)과 상기 제 2 냉각매체 배관(224) 사이에 위치되는 제 2 냉각매체 전환밸브(226);

상기 제 2 냉각매체 전환밸브(226)와 상기 냉각매체 유입관(221)을 연결하는 제 1 냉각매체 연결배관(227); 및

상기 제 1 냉각매체 전환밸브(223)와 상기 냉각매체 배출관(225)을 연결하는 제 2 냉각매체 연결배관(228)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 냉각매체 전환밸브(223)는,

상기 냉각매체 유입관(221)과 연결되어, 상기 냉각매체 유입관(221)을 개폐하는 정 유입구(223a);

상기 제 2 냉각매체 연결배관(228)과 연결되어, 상기 제 2 냉각매체 연결배관(228)을 개폐하는 역 배출구(223b); 및

상기 제 1 냉각매체 배관(222)과 연결되는 제 1 유입출구(223c)를 포함하고,

상기 제 2 냉각매체 전환밸브(226)는,

상기 제 2 냉각매체 배관(224)과 연결되는 제 2 유입출구(226a);

상기 냉각매체 배출관(225)과 연결되어, 상기 냉각매체 배출관(227)을 개폐하는 정 배출구(226b); 및

상기 제 1 냉각매체 연결배관(227)과 연결되어, 상기 제 1 냉각매체 연결배관(227)을 개폐하는 역 유입구(226c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 3 항에 있어서,

상기 제 1 냉각매체 전환밸브(223)에서 상기 정 유입구(223a)가 상기 냉각매체 유입관(221)을 개방시키고, 상기 역 배출구(223b)가 상기 제 2 냉각매체 연결배관(228)을 폐쇄시킬 때, 상기 제 2 냉각매체 전환밸브(226)에서 상기 정 배출구(226b)가 상기 냉각매체 배출관(225)을 개방시키고, 상기 역 유입구(226c)가 상기 제 1 냉각매체 연결배관(227)을 폐쇄시키는 정방향 냉각매체 유로를 형성하면,

외부로부터 상기 냉각매체 유입관(221)으로 유입된 냉각매체는 상기 정 유입구(223a) 및 상기 제 1 유입출구(223c)를 통해 상기 제 1 냉각매체 배관(222)으로 유도되어 상기 열교환부(201)로 유입되며, 상기 열교환부(201)로부터 상기 제 2 냉각매체 배관(224)으로 배출된 냉각매체는 상기 제 2 유입출구(226a) 및 상기 정 배출구(226b)를 통해 상기 냉각매체 배출관(225)으로 유도되어 외부로 배출되고,

상기 제 1 냉각매체 전환밸브(223)에서 상기 정 유입구(223a)가 상기 냉각매체 유입관(221)을 폐쇄시키고, 상기 역 배출구(223b)가 상기 제 2 냉각매체 연결배관(228)을 개방시킬 때, 상기 제 2 냉각매체 전환밸브(226)에서 상기 정 배출구(226b)가 상기 냉각매체 배출관(225)을 폐쇄시키고, 상기 역 유입구(226c)가 상기 제 1 냉각매체 연결배관(227)을 개방시키는 역방향 냉각매체 유로를 형성하면,

외부로부터 상기 냉각매체 유입관(221)으로 유입되어 상기 제 1 냉각매체 연결배관(227)으로 유도된 냉각매체는 상기 역 유입구(226c) 및 상기 제 2 유입출구(226a)를 통해 상기 제 2 냉각매체 배관(224)으로 유도되어 상기 열교환부(201)로 유입되고, 상기 열교환부(201)로부터 상기 제 1 냉각매체 배관(222)으로 배출된 냉각매체는 상기 제 1 유입출구(223c) 및 상기 역 배출구(223b)를 통해 상기 제 2 냉각매체 연결배관(228)으로 유도되어 상기 냉각매체 배출관(225)을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 4 항에 있어서, 상기 냉각매체 제어부(202)는,

상기 열교환부(201)로부터 배출되는 냉각매체의 온도를 감지하여, 상기 제 1 냉각매체 전환밸브(223) 및 제 2 냉각매체 전환밸브(226)의 개폐를 작동시키는 온도 제어부를 더 포함하되,

상기 온도 제어부는 상기 열교환부(201)로부터 배출된 냉각매체의 온도를 설정 온도 이하로 감지하면,

상기 제 1 냉각매체 전환밸브(223) 및 상기 제 2 냉각매체 전환밸브(226)는 상기 정방향 냉각매체 유로에서 상기 역방향 냉각매체 유로를 형성하도록 전환되거나, 상기 역방향 냉각매체 유로에서 상기 정방향 냉각매체 유로를 형성하도록 전환되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 4 항에 있어서, 상기 냉각매체 제어부(202)는,

설정된 시간에 따라 주기적으로 상기 제 1 냉각매체 전환밸브(223) 및 제 2 냉각매체 전환밸브(226)의 개폐를 작동시키는 시간 제어부를 더 포함하되,

상기 시간 제어부는 상기 설정된 시간이 경과하면,

상기 제 1 냉각매체 전환밸브(223) 및 상기 제 2 냉각매체 전환밸브(226)는 상기 정방향 냉각매체 유로에서 상기 역방향 냉각매체 유로를 형성하도록 전환되거나, 상기 역방향 냉각매체 유로에서 상기 정방향 냉각매체 유로를 형성하도록 전환되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
대상매체를 냉각시키기 위한 열교환기에 있어서,

내부에서 냉각매체 및 대상매체가 독립된 상태로 유동하고, 대상매체가 냉각매체와의 열 교환이 이루어지는 열교환부(201);

상기 열교환부(201)와 연결되어, 냉각매체를 상기 열교환부(201)에 유입시켜 배출시키며, 냉각매체의 유동방향을 변경시킬 수 있는 냉각매체 제어부(202); 및

상기 열교환부(201)와 연결되어, 대상매체를 상기 열교환부(201)에 유입시켜 배출시키며, 대상매체의 유동방향을 변경시킬 수 있는 대상매체 제어부(203)를 포함하되,

상기 대상매체 제어부(203)는,

외부로부터 대상매체가 유입되는 대상매체 유입관(231);

상기 유입된 대상매체를 상기 열교환부(201)로 유도하는 제 1 대상매체 배관(232);

상기 대상매체 유입관(231)과 상기 제 1 대상매체 배관(232) 사이에 위치되는 제 1 대상매체 전환밸브(233);

상기 열교환부(201)로부터 배출된 대상매체를 유도하는 제 2 대상매체 배관(234);

상기 배출된 대상매체를 외부로 배출하는 대상매체 배출관(235);

상기 대상매체 배출관(235)과 상기 제 2 대상매체 배관(234) 사이에 위치되는 제 2 대상매체 전환밸브(236);

상기 제 2 대상매체 전환밸브(236)와 상기 대상매체 유입관(231)을 연결하는 제 1 대상매체 연결배관(237); 및

상기 제 1 대상매체 전환밸브(233)와 상기 대상매체 배출관(235)을 연결하는 제 2 대상매체 연결배관(238)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 7 항에 있어서,

상기 제 1 대상매체 전환밸브(233)는,

상기 대상매체 유입관(231)과 연결되어, 상기 대상매체 유입관(231)을 개폐하는 정 유입구(233a);

상기 제 2 대상매체 연결배관(238)과 연결되어, 상기 제 2 대상매체 연결배관(238)을 개폐하는 역 배출구(233b); 및

상기 제 1 대상매체 배관(232)과 연결되는 제 1 유입출구(233c)를 포함하고,

상기 제 2 대상매체 전환밸브(236)는,

상기 제 2 대상매체 배관(234)과 연결되는 제 2 유입출구(236a);

상기 대상매체 배출관(235)과 연결되어, 상기 대상매체 배출관(237)을 개폐하는 정 배출구(236b); 및

상기 제 1 대상매체 연결배관(237)과 연결되어, 상기 제 1 대상매체 연결배 관(237)을 개폐하는 역 유입구(236c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 8 항에 있어서,

상기 제 1 대상매체 전환밸브(233)에서 상기 정 유입구(233a)가 상기 대상매체 유입관(231)을 개방시키고, 상기 역 배출구(233b)가 상기 제 2 대상매체 연결배관(238)을 폐쇄시킬 때, 상기 제 2 대상매체 전환밸브(236)에서 상기 정 배출구(236b)가 상기 대상매체 배출관(235)을 개방시키고, 상기 역 유입구(236c)가 상기 제 1 대상매체 연결배관(237)을 폐쇄시키는 정방향 대상매체 유로를 형성하면,

외부로부터 상기 대상매체 유입관(231)으로 유입된 대상매체는 상기 정 유입구(233a) 및 상기 제 1 유입출구(233c)를 통해 상기 제 1 대상매체 배관(232)으로 유도되어 상기 열교환부(201)로 유입되며, 상기 열교환부(201)로부터 상기 제 2 대상매체 배관(234)으로 배출된 대상매체는 상기 제 2 유입출구(236a) 및 상기 정 배출구(236b)를 통해 상기 대상매체 배출관(235)으로 유도되어 외부로 배출되고,

상기 제 1 대상매체 전환밸브(233)에서 상기 정 유입구(233a)가 상기 대상매체 유입관(231)을 폐쇄시키고, 상기 역 배출구(233b)가 상기 제 2 대상매체 연결배관(238)을 개방시킬 때, 상기 제 2 대상매체 전환밸브(236)에서 상기 정 배출구(236b)가 상기 대상매체 배출관(235)을 폐쇄시키고, 상기 역 유입구(236c)가 상기 제 1 대상매체 연결배관(237)을 개방시키는 역방향 대상매체 유로를 형성하면,

외부로부터 상기 대상매체 유입관(231)으로 유입되어 상기 제 1 대상매체 연 결배관(237)으로 유도된 대상매체는 상기 역 유입구(236c) 및 상기 제 2 유입출구(236a)를 통해 상기 제 2 대상매체 배관(234)으로 유도되어 상기 열교환부(201)로 유입되고, 상기 열교환부(201)로부터 상기 제 1 대상매체 배관(232)으로 배출된 대상매체는 상기 제 1 유입출구(233c) 및 상기 역 배출구(233b)를 통해 상기 제 2 대상매체 연결배관(238)으로 유도되어 상기 대상매체 배출관(235)을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 9 항에 있어서, 상기 대상매체 제어부(203)는,

상기 열교환부(201)로부터 배출되는 대상매체의 온도를 감지하여, 상기 제 1 대상매체 전환밸브(233) 및 제 2 대상매체 전환밸브(236)의 개폐를 작동시키는 온도 제어부를 더 포함하되,

상기 온도 제어부는 상기 열교환부(201)로부터 배출된 대상매체의 온도를 설정 온도 이하로 감지하면,

상기 제 1 대상매체 전환밸브(233) 및 상기 제 2 대상매체 전환밸브(236)는 상기 정방향 대상매체 유로에서 상기 역방향 대상매체 유로를 형성하도록 전환되거나, 상기 역방향 대상매체 유로에서 상기 정방향 대상매체 유로를 형성하도록 전환되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 9 항에 있어서, 상기 대상매체 제어부(203)는,

설정된 시간에 따라 주기적으로 상기 제 1 대상매체 전환밸브(233) 및 제 2 대상매체 전환 밸브(236)의 개폐를 작동시키는 시간 제어부를 더 포함하되,

상기 시간 제어부는 상기 설정된 시간이 경과하면,

상기 제 1 대상매체 전환밸브(233) 및 상기 제 2 대상매체 전환밸브(236)는 상기 정방향 대상매체 유로에서 상기 역방향 대상매체 유로를 형성하도록 전환되거나, 상기 역방향 대상매체 유로에서 상기 정방향 대상매체 유로를 형성하도록 전환되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 2 항 또는 제 7 항에 있어서,

상기 열교환부(201)는,

냉각매체 및 대상매체가 유입되어 배출되는 운전기(211);

상기 운전기(211)에 인접하게 설치되어, 상기 운전기(213)와 교체운전될 수 있는 예비기(213); 및

상기 운전기(211) 및 상기 예비기(213)와 연결되어, 개폐 작동에 의해 상기 운전기(211) 및 상기 예비기(213) 중 하나를 선택하는 열교환부 전환밸브(215a, 215b)를 포함하되,

상기 열교환부 전환밸브(215a, 215b)에 의해 선택된 상기 운전기(211) 및 상기 예비기(213) 중 하나만이 냉각매체 및 대상매체를 공급받는 것을 특징으로 하는 열교환기.