KR101405394B1 - Printed Circuit Heat Exchanger - Google Patents

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KR101405394B1
KR101405394B1 KR1020130018653A KR20130018653A KR101405394B1 KR 101405394 B1 KR101405394 B1 KR 101405394B1 KR 1020130018653 A KR1020130018653 A KR 1020130018653A KR 20130018653 A KR20130018653 A KR 20130018653A KR 101405394 B1 KR101405394 B1 KR 101405394B1
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KR
South Korea
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plate
heat exchanger
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partition plate
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KR1020130018653A
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Inventor
이상문
김광용
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인하대학교 산학협력단
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/26—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass heat exchangers or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other

Abstract

Disclosed is a printed circuit type heat exchanger. The printed circuit type heat exchanger according to the present invention includes an upper channel plate which has a channel formed on to have a first gas passing through; a lower channel plate which has another channel formed on to have a second gas passing through; a first partition plate which is placed between the lower end surface of the upper channel plate and the upper end surface of the lower channel plate to mediate the heat exchange between the first and second gas; and a second partition plate placed on the upper end surface of the upper channel plate.

Description

인쇄기판형 열교환기{Printed Circuit Heat Exchanger}[0001] Printed Circuit Heat Exchanger [

본 발명은 인쇄기판형 열교환기에 관한 것으로서, 열교환기의 내부에 유동하는 유체 사이에 열을 교환시키는 인쇄기판형 열교환기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plate-type heat exchanger, and more particularly, to a plate-type heat exchanger for exchanging heat between fluids flowing inside a heat exchanger.

가스터빈 사이클은 작동유체로 스팀에 비해 열용량이 낮은 기체를 사용하고, 고온 고압의 환경에서 운영되기 때문에 기존의 튜브형 열교환기를 사용하게 되면 같은 효율을 얻기 위해 엄청난 크기의 열교환기가 필요하게 된다. Because the gas turbine cycle uses gas with a lower heat capacity than steam as the working fluid and operates in a high temperature and high pressure environment, the use of conventional tubular heat exchangers requires an enormous size heat exchanger to achieve the same efficiency.

이를 해결하기 위해 가스터빈 사이클에서 사용되는 특별한 열교환기가 필요하게 되는데, 현재 개발 및 사용 중인 열교환기 중의 하나가 HEATRIC 사에서 개발한 인쇄기판형 열교환기(PCHE: Printed Circuit Heat Exchanger)이다. To solve this problem, a special heat exchanger used in a gas turbine cycle is required. One of the heat exchangers currently being developed and used is a printed circuit heat exchanger (PCHE) developed by HEATRIC.

PCHE는 금속판의 표면에 화학적 에칭을 통해 유로를 생성하고, 각각의 금속판들을 확산 접합하여 제작되기 때문에 열교환기의 크기를 효과적으로 줄이는 동시에 매우 높은 열교환 효율을 얻을 수 있다. Since PCHE is produced by chemical etching on the surface of the metal plate, and the metal plates are formed by diffusion bonding, the size of the heat exchanger can be effectively reduced and a very high heat exchange efficiency can be obtained.

한편, PCHE는 재료의 성질을 연속적으로 유지할 수 있는 확산접합을 통해 제작되어 구조적으로 상당히 안정적이기 때문에 고온 고압의 환경인 가스터빈 사이클의 열교환기로 사용되기 적합하다. 그러나 PCHE의 유로는 지그재그 형태로 구성되어 있어 압력손실이 상당히 크기 때문에 이를 개선하기 위한 노력이 필요하다.
On the other hand, the PCHE is manufactured through diffusion bonding capable of continuously maintaining the properties of the material, and is structurally stable, so it is suitable for use as a heat exchanger of a gas turbine cycle which is an environment of high temperature and high pressure. However, since the channel of the PCHE is formed in a zigzag shape and the pressure loss is considerably large, efforts should be made to improve it.

본 발명의 목적은 높은 열전달 성능을 가진 인쇄기판형 열교환기를 제공하는 데 있다.
An object of the present invention is to provide a plate-type heat exchanger having a high heat transfer performance.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 인쇄기판형 열교환기는 제1 기체가 통과하는 채널이 형성된 상단 채널플레이트, 제2 기체가 통과하는 채널이 형성된 하단 채널플레이트, 상기 상단 채널플레이트의 하단면 및 상기 하단 채널플레이트의 상단면 사이에 위치하여 상기 제1 기체 및 상기 제2기체 사이에 열전달을 매개하는 제1분할플레이트 및 상기 상단 채널플레이트의 상단면에 위치하는 제2분할플레이트를 포함할수 있다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a plate-type heat exchanger including a lower plate having a channel through which a first gas flows, a lower plate having a channel through which a second gas flows, And a first partition plate positioned between the upper surface of the lower channel plate and mediating heat transfer between the first substrate and the second substrate, and a second partition plate positioned on an upper surface of the upper channel plate .

본 발명에 따른 인쇄기판형 열교환기에 의하면, 고온 채널 및 저온 채널 사이에 플레이트를 추가하고 고온 채널과 저온 채널을 서로 마주보도록 플레이트에 위치시킴에 따라 열전달 면적이 증가되므로 인쇄기판형 열교환기가 높은 열전달 성능을 가질 수 있게 한다.
According to the plate-type heat exchanger of the present invention, since the plate is added between the high-temperature channel and the low-temperature channel and the heat transfer area is increased by positioning the hot channel and the low-temperature channel on the plate so as to face each other, I will.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄기판형 열교환기의 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 인쇄기판형 열교환기의 내부 형상의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 1의 Ι-Ι′을 따라 절단한 단면도의 일 실시 예를 도시한 단면도,
도 5는 도 1의 Ι-Ι′을 따라 절단한 단면도의 다른 실시 예를 도시한 단면도,
도 6은 도 3의 채널플레이트의 채널의 형상을 나타내는 도면,
도 7은 인쇄기판형 열교환기의 레이놀즈 수 변화에 따른 유용도를 나타내는 도면,
도 8은 인쇄기판형 열교환기의 레이놀즈 수 변화에 따른 누셀트 수를 나타내는 도면,
도 9는 인쇄기판형 열교환기의 기준형상과 분할플레이트(두께 0.2mm, 1mm)의 엑서지 분석 결과를 나타내는 도면, 및
도 10은 인쇄기판형 열교환기의 고체 단면 온도 분포를 나타내는 도면이다.1 is a perspective view of a plate-type heat exchanger according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is an exploded perspective view of Fig. 1,
3 is a view for explaining an embodiment of an internal shape of a plate-type heat exchanger according to the present invention,
4 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of a cross-sectional view taken along line I-I 'of FIG. 1,
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of a cross-sectional view taken along the line I-I 'of FIG. 1,
FIG. 6 is a view showing the shape of a channel of the channel plate of FIG. 3,
FIG. 7 is a diagram showing usefulness of the plate-type heat exchanger according to changes in the Reynolds number,
8 is a graph showing the number of nucels in accordance with the variation of the Reynolds number of the plate-type heat exchanger,
9 is a view showing the result of exergy analysis of the reference shape of the plate-type heat exchanger and the division plate (thickness 0.2 mm, 1 mm), and
10 is a view showing the solid surface cross-sectional temperature distribution of the plate-type heat exchanger.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The structure and operation of the present invention shown in the drawings and described by the drawings are described as at least one embodiment, and the technical ideas and the core structure and operation of the present invention are not limited thereby.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당해 기술분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 함을 밝혀두고자 한다.Although the terms used in the present invention have been selected in consideration of the functions of the present invention, it is possible to use general terms that are currently widely used, but this may vary depending on the intention or custom of a person skilled in the art or the emergence of new technology. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, it is to be understood that the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term rather than the name of the term, and on the contents of the present invention throughout.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄기판형 열교환기를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이다.FIG. 1 is a view showing a plate-type heat exchanger according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 인쇄기판형 열교환기(100)는 상단 채널플레이트(210), 하단 채널플레이트(220), 제1분할플레이트(230), 제2 분할플레이트(240)를 포함 한다. 또한 상기 인쇄기판형 열교환기(100)는 하단 채널플레이트(220), 제1분할플레이트(230), 상단 채널플레이트(210), 및 제2 분할플레이트(240)의 순서로 적층되어 하단 채널플레이트 수직 윗 방향으로 주기적으로 배치되어 연결 될 수 있다. 상기 적층된 플레이트(220, 230, 210, 240)는 확산 접합(Diffusion Bonding) 방식으로 합착될 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2, the plate-type heat exchanger 100 includes an upper channel plate 210, a lower channel plate 220, a first partition plate 230, and a second partition plate 240. The plate-type heat exchanger 100 includes a lower channel plate 220, a first partition plate 230, an upper channel plate 210, and a second partition plate 240 in this order, Direction and can be connected. The laminated plates 220, 230, 210, and 240 may be bonded together by a diffusion bonding method.

도 3은 본 발명에 따른 인쇄기판형 열교환기의 내부 형상의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining an embodiment of an internal shape of a plate-type heat exchanger according to the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 상단 채널플레이트(210)는 하단 채널플레이트(220)의 상부에 위치하며, 상기 상단 채널플레이트(210)의 내부는 제1 기체가 유동 하기 위하여 채널(310)이 형성 될 수 있다. 여기서, 채널(310)은 에칭 등의 화학적 방법에 의해 상기 상단 채널플레이트(210)의 상단면 및 하단면에 함몰되어 형성 될 수 있다. 상단 채널플레이트(210)의 일면 및 타면에는 복수개의 채널(310)이 형성 될 수 있다. 상단 채널플레이트(210)의 일면에는 채널(312)이 일정간격으로 배열되고, 타면에는 채널(312)과 교대 배열 되도록 채널(314)이 형성된다.3, the upper channel plate 210 is located on the lower channel plate 220, and the channel 310 is formed in the upper channel plate 210 so that the first gas flows . Here, the channel 310 may be formed by a chemical method such as etching to be embedded in the upper end surface and the lower end surface of the upper channel plate 210. A plurality of channels 310 may be formed on one surface and the other surface of the upper channel plate 210. Channels 312 are arranged at regular intervals on one surface of the upper channel plate 210 and channels 314 are arranged alternately with the channels 312 on the other surface.

상단 채널플레이트(210)의 일면에는 제1분할플레이트(230)가 합착되고, 타면은 제2 분할플레이트(240)가 합착될 수 있다. The first partition plate 230 may be attached to one surface of the upper channel plate 210 and the second partition plate 240 may be attached to the other surface of the upper channel plate 210.

하단 채널플레이트(220)는 상단 채널플레이트(210)의 하부에 위치하며, 하단 채널플레이트(220)의 내부는 제 2기체가 유동 하기 위하여 채널(320)이 형성 될 수 있다. 여기서, 채널(320)은 에칭 등의 화학적 방법에 의해 상기 하단 채널플레이트(220)의 상단면 및 하단면에 함몰되어 형성 될 수 있다. 또한 하단 채널플레이트(220)의 일면 및 타면에는 복수개의 채널(320)이 형성 될 수 있다. 또한 하단 채널플레이트(220)의 일면에는 채널(322)이 일정간격으로 배열되고, 타면에는 채널(322)과 교대 배열 되도록 채널(324)이 형성된다. The lower channel plate 220 is located below the upper channel plate 210 and the channel 320 may be formed inside the lower channel plate 220 for the second gas to flow. Here, the channel 320 may be formed by being embedded in the upper end surface and the lower end surface of the lower channel plate 220 by a chemical method such as etching. In addition, a plurality of channels 320 may be formed on one surface and the other surface of the lower channel plate 220. Channels 322 are formed on one side of the lower channel plate 220 at regular intervals and alternately arranged with the channels 322 on the other side.

하단 채널플레이트(220)의 일면은 제1분할플레이트(230)가 합착되고, 타면은 제2 분할플레이트(240)가 합착 될 수 있다. One surface of the lower channel plate 220 may be attached to the first partition plate 230 and the second partition plate 240 may be attached to the other surface of the lower channel plate 220.

한편, 채널(312)의 일단(332)은 채널(334)의 일단(342)과 제 1분할플레이트(230)의 동일한 수직면(350)에 위치하며, 타단(334)은 채널(322)의 타단(344)과 제1 분할플레이트(230)의 동일한 수직면(360)에 위치할 수 있다. 또한 채널(314)의 일단(336)은 채널(328)의 일단(346)과 제 2분할플레이트(240)의 동일한 수직면(370)에 위치하며, 타단(338)는 채널(328)의 타단(348)과 제2 분할플레이트(240)의 동일한 수직면(380)에 위치 할 수 있다. 그 결과 열전달 면적은 극대화 되며 열교환기의 열전달 성능은 향상 될 수 있다.One end 332 of the channel 312 is located at one end 342 of the channel 334 and the same vertical surface 350 of the first partitioning plate 230 while the other end 334 is located at the other end 332 of the channel 322. [ (360) of the first partition plate (344) and the first partition plate (230). One end 336 of the channel 314 is located at one end 346 of the channel 328 and the same vertical face 370 of the second division plate 240 while the other end 338 is located at the other end of the channel 328 348 and the second partitioning plate 240. In this case, As a result, the heat transfer area can be maximized and the heat transfer performance of the heat exchanger can be improved.

일부 실시 예로, 상단 채널플레이트(210)의 두께는 하단 채널플레이트(220)의 두께와 동일 할 수 있다.In some embodiments, the thickness of the top channel plate 210 may be the same as the thickness of the bottom channel plate 220.

채널(310) 및 채널(320)은 각각 제1 기체와 제2 기체 사이에 열교환 시간을 길게 하기 위해 지그재그 형태로 형성되며, 채널(310) 및 채널(320)의 형상은 열전달 표면적을 확대하도록 곡면을 포함하여 형성될 수 있다. 또한 채널(310)에 유체의 유동 방향은 채널(320)에 유동 방향과 반대로 진행할 수 있다. 상기 진행은 더 효율적인 열교환을 가능하게 할 수 있다.The channel 310 and the channel 320 are each formed in a zigzag shape to lengthen the heat exchange time between the first gas and the second gas and the shapes of the channel 310 and the channel 320 are curved to increase the heat transfer surface area, May be formed. The flow direction of the fluid in the channel 310 may also be reversed to the flow direction in the channel 320. The progression may enable more efficient heat exchange.

일부 실시예로, 채널(310) 및 채널(320)은 반원 형상일 수 있다. 채널(312)의 지름면(316) 및 채널(322)의 지름면(326)은 마주보도록 각각 제1 분할플레이트(230)의 일면 및 타면에 위치할 수 있다.In some embodiments, channel 310 and channel 320 may be semicircular in shape. The diametric surface 316 of the channel 312 and the diametric surface 326 of the channel 322 may be located on one and the other surface of the first partition plate 230 to face each other.

상기 채널(310)에 유동하는 제1 기체 및 채널(320)에 유동하는 제2 기체는 서로 다른 특성을 갖고 있을 수 있다. 여기서, 상기 특성은 온도, 습도, 점성, 및 밀도를 적어도 하나를 포함 할 수 있다. 상기 제1기체의 온도는 고온이고 제2기체의 온도는 저온일 수 있다. 따라서 상기 제 1기체의 열은 상기 제2 기체로 전달 되어 제2기체의 온도를 상승시키는 동시에 제1기체의 온도를 하강시킬 수 있다.The first gas flowing in the channel 310 and the second gas flowing in the channel 320 may have different characteristics. Here, the characteristics may include at least one of temperature, humidity, viscosity, and density. The temperature of the first gas may be high and the temperature of the second gas may be low. Accordingly, the heat of the first base body is transferred to the second base body, thereby raising the temperature of the second base body and lowering the temperature of the first base body.

제1 분할플레이트(230)는 제1기체와 제2기체 사이에 열전달을 매개하기 위해 상단 채널플레이트(210)의 하단면과 하단 채널플레이트(220)의 상단면 사이에 위치 할 수 있다. 상기 제1분할플레이트(230)의 일면은 상단 채널플레이트(210)와 합착되고 타면은 하단 채널플레이트(220)에 합착 될 수 있다. The first partition plate 230 may be positioned between the lower end surface of the upper channel plate 210 and the upper surface of the lower channel plate 220 to mediate heat transfer between the first gas and the second gas. One side of the first partition plate 230 may be attached to the upper channel plate 210 and the other side may be attached to the lower channel plate 220.

제2 분할플레이트(240)는 제1기체와 제2기체 사이에 열전달을 매개하기 위해 상단 채널 플레이트(210)의 상단면과 다른 하단 채널플레이트의 하단면 사이에 위치 할 수 있다. 상기 제2 분할플레이트(240)의 일면은 상단 채널플레이트(210)와 합착되고 타면은 다른 하단 채널플레이트에 합착 될 수 있다.The second partition plate 240 may be positioned between the top surface of the top channel plate 210 and the bottom surface of the other bottom channel plate to mediate heat transfer between the first and second substrates. One side of the second partition plate 240 may be attached to the upper channel plate 210 and the other side thereof may be attached to another lower channel plate.

일부 실시 예로, 상기 제1 분할 플레이트(230) 및 제 2분할플레이트(240)의 두께가 동일 할 수 있다. 상기 두께는 0.1mm 내지 2mm가 될 수 있다.In some embodiments, the thicknesses of the first and second split plates 230 and 240 may be the same. The thickness may be 0.1 mm to 2 mm.

일부 실시예로 상단 채널플레이트(210)의 채널(310)의 형상은 하단 채널플레이트(220)의 채널(320)의 형상과 동일 할 수 있다. 또한 채널(310)은 고온 채널이며 채널(320)은 저온 채널일 수 있다. 여기서, 상기 고온 채널은 고온의 유체가 유동하는 채널을 의미하며 상기 저온 채널은 저온의 유체가 유동하는 채널을 의미 할 수 있다.In some embodiments, the shape of the channel 310 of the upper channel plate 210 may be the same as the shape of the channel 320 of the lower channel plate 220. Also, channel 310 may be a hot channel and channel 320 may be a cold channel. Here, the high temperature channel means a channel through which a high temperature fluid flows, and the low temperature channel means a channel through which a low temperature fluid flows.

일부 실시예로, 채널(310)의 형상은 채널(320)의 형상과 동일 하지 않을 수 있다. In some embodiments, the shape of the channel 310 may not be the same as the shape of the channel 320.

도 4는 도1의 Ι-Ι′을 따라 절단한 단면도의 일 실시 예를 도시한 단면도이다4 is a cross-sectional view showing one embodiment of a cross-sectional view taken along the line I-I 'in FIG. 1

도 4를 참조하면, 다수의 채널플레이트(420, 440, 460, 480)와 분할 플레이트(410, 430, 450, 470, 490)는 상호 합착된다. 구체적으로 채널플레이트(420)의 하단면에는 분할플레이트(410)이 합착되며 상단면에는 분할플레이트(430)가 합착 될 수 있다. 채널플레이트(440)의 하단면에는 분할플레이트(430)가 합착되며 상단면에는 분할플레이트(450)가 합착 될 수 있다. 채널플레이트(460)의 하단면에는 분할플레이트(450)이 합착되며 상단면에는 분할플레이트(470)가 합착 될 수 있다. 채널플레이트(480)의 하단면에는 분할플레이트(470)이 합착되며 상단면에는 분할플레이트(490)가 합착 될 수 있다. 여기서, 채널플레이트(420, 460)는 제 2기체가 통과하는 하단 채널플레이트(220)를 의미하며 채널플레이트(440, 480)는 제1 기체가 통과하는 상단 채널플레이트(210)를 의미할 수 있다. 또한 플레이트(430, 470)는 제1분할플레이트(230)를 의미하며 플레이트(410, 450, 490)는 제2 분할플레이트(240)를 의미 할 수 있다.Referring to FIG. 4, the plurality of channel plates 420, 440, 460, and 480 and the split plates 410, 430, 450, 470, and 490 are cemented together. Specifically, the partition plate 410 is attached to the lower end surface of the channel plate 420, and the partition plate 430 is attached to the upper surface of the channel plate 420. A split plate 430 is attached to the lower end of the channel plate 440 and a split plate 450 is attached to the upper end of the channel plate 440. A split plate 450 is attached to the lower end of the channel plate 460 and a split plate 470 is attached to the upper end of the channel plate 460. A split plate 470 is attached to the bottom surface of the channel plate 480 and a split plate 490 is attached to the top surface of the channel plate 480. Here, the channel plates 420 and 460 refer to the lower channel plate 220 through which the second gas passes, and the channel plates 440 and 480 may refer to the upper channel plate 210 through which the first gas passes . The plates 430 and 470 refer to the first partition plate 230 and the plates 410, 450 and 490 may refer to the second partition plate 240.

한편, 상술한 바와 같이 분할플레이트(410)의 하부에는 채널플레이트(420, 440, 460, 480)및 분할플레이트(430, 450, 470)가 상호 합착된 구조로 적층 될 수 있다. 상기 적층은 분할플레이트(410)의 수직 아래방향에 따라 주기적으로 배열 될 수 있다. 또한 분할플레이트(490)의 상부에는 상기 채널플레이트(420, 440, 460, 480)와 분할플레이트(430, 450, 470)가 상호 합착된 구조로 적층 될 수 있다. 상기 적층은 분할플레이트(490)의 수직 윗방향에 따라 주기적으로 배열 될 수 있다. As described above, the channel plates 420, 440, 460, and 480 and the partition plates 430, 450, and 470 may be laminated to each other under the partition plate 410. The lamination may be periodically arranged along the vertical downward direction of the partition plate 410. Further, the channel plates 420, 440, 460, and 480 and the partition plates 430, 450, and 470 may be laminated on the upper portion of the partition plate 490. The lamination may be periodically arranged along the vertical direction of the division plate 490.

도 5는 도1의 Ι-Ι′을 따라 절단한 단면도의 다른 실시 예를 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing another embodiment of a cross-sectional view taken along line I-I 'in FIG.

도 5를 참조하면, 다수의 채널플레이트(520, 540, 560, 580)은 분할 플레이트(510, 530, 550, 570,590)로 상호합착 된다. 구체적으로 채널플레이트(520)의 하단면에는 분할플레이트(510)이 합착되며 상단면에는 분할플레이트(530)가 합착 될 수 있다. 채널플레이트(540)의 하단면에는 상기 분할플레이트(530)이 합착되며 상단면에는 분할플레이트(550)가 합착 될 수 있다. 채널플레이트(460)의 하단면에는 상기 분할플레이트(550)이 합착되며 상단면에는 분할플레이트(570)가 합착 될 수 있다. 채널플레이트(580)의 하단면에는 상기 분할플레이트(570)이 합착되며 상단면에는 분할플레이트(590)가 합착 될 수 있다. 여기서, 채널플레이트(520, 560)는 제 2기체가 통과하는 하단 채널플레이트(220)를 의미하며 채널플레이트(540, 580)는 제1 기체가 통과하는 상단 채널플레이트(210)를 의미 할 수 있다. 또한 플레이트(530, 570)는 제1분할플레이트(230)를 의미하며 플레이트(515, 550, 590)는 제2 분할플레이트(240)을 의미 할 수 있다.Referring to FIG. 5, a plurality of channel plates 520, 540, 560, 580 are interlaced with partition plates 510, 530, 550, 570, 590. Specifically, the partition plate 510 is attached to the lower end surface of the channel plate 520, and the partition plate 530 is attached to the upper surface of the channel plate 520. The partition plate 530 is attached to the lower end surface of the channel plate 540, and the partition plate 550 is attached to the upper surface of the channel plate 540. The partition plate 550 may be attached to the lower end surface of the channel plate 460 and the partition plate 570 may be attached to the upper surface thereof. The partition plate 570 is attached to the lower end surface of the channel plate 580, and the partition plate 590 is attached to the upper end surface of the channel plate 580. Here, the channel plates 520 and 560 refer to the lower channel plate 220 through which the second gas passes, and the channel plates 540 and 580 may refer to the upper channel plate 210 through which the first gas passes . The plates 530 and 570 refer to the first partition plate 230 and the plates 515, 550 and 590 may refer to the second partition plate 240.

한편, 채널플레이트(520, 560)의 상단면에 형성된 채널의 일단 및 타단은 채널플레이트(540, 580)의 하단면에 형성된 채널의 일단 및 타단과 분할플레이트(530, 570)의 동일한 수직면에 위치하지 않을 수 있다. 그리고 채널플레이트(520, 560)의 하단면에 형성된 채널의 일단 및 타단은 채널플레이트(540, 580)의 상단면에 형성된 채널의 일단 및 타단과 분할플레이트(510, 550, 590)의 동일한 수직면에 위치하지 않을 수 있다. 예를 들어, 채널플레이트(580)의 채널의 일단(582)과 채널플레이트(560)의 일단(562)는 분할플레이트(570)의 동일한 수직면(572)에 위치하지 않고, 타단(584)과 타단(564)는 분할플레이트(570)의 동일한 수직면(574)에 위치 하지 않을 수 있으며, 채널플레이트(560)의 채널의 일단(566)과 채널플레이트(540)의 일단(542)은 분할플레이트(550)의 동일한 수직면(552) 에 위치하지 않고, 타단(568)과 타단(544)은 분할플레이트(550)의 동일한 수직면(554)에 위치 하지 않을 수 있다. 즉, 채널플레이트(580)의 채널의 지름면(576)과 채널플레이트(560)의 채널 지름면(578)은 서로 어긋나도록 분할플레이트(570)의 일단 및 타단에 위치 할 수 있으며, 채널플레이트(560)의 채널의 지름면(556)과 채널플레이트(540)의 채널의 지름면(558)은 서로 어긋나도록 분할플레이트(550)의 일단 및 타단에 위치 할 수 있다.One end and the other end of the channel formed on the upper surface of the channel plates 520 and 560 are positioned on the same vertical surface of the channels formed on the lower end surfaces of the channel plates 540 and 580 and the other end of the channel plates 540 and 570, I can not. One end and the other end of the channel formed on the lower end surface of the channel plates 520 and 560 are connected to one and the other ends of the channels formed on the upper surfaces of the channel plates 540 and 580 and the same vertical surfaces of the split plates 510 and 550 and 590 It may not be located. For example, one end 582 of the channel plate 580 and one end 562 of the channel plate 560 are not located on the same vertical surface 572 of the partitioning plate 570 and the other end 584 and the other end One end 566 of the channel plate 560 and one end 542 of the channel plate 540 may not be located on the same vertical surface 574 of the partitioning plate 550 And the other end 568 and the other end 544 may not be located on the same vertical surface 554 of the partition plate 550. [ That is, the diametrical surface 576 of the channel of the channel plate 580 and the channel diameter surface 578 of the channel plate 560 may be located at one end and the other end of the split plate 570, The diametric surface 556 of the channel of the channel plate 560 and the diametrical surface 558 of the channel of the channel plate 540 may be positioned at one end and the other end of the split plate 550 so as to be offset from each other.

분할플레이트(510)의 하부에는 상기 채널플레이트(520, 540, 560, 580)와 분할플레이트(530, 550, 570)가 상호 합착된 구조로 적층 될 수 있다. 상기 적층은 분할플레이트(510)의 수직 아래방향에 따라 주기적으로 배열 될 수 있다. 또한 분할플레이트(590)의 상부에는 상기 채널플레이트(520, 540, 560, 580)와 분할플레이트(530, 550, 570)가 상호 합착된 구조로 적층 될 수 있다. 상기 적층은 분할플레이트(590)의 수직 윗방향에 따라 주기적으로 배열될 수 있다. The channel plates 520, 540, 560, and 580 and the partition plates 530, 550, and 570 may be laminated to each other under the partition plate 510. The lamination may be periodically arranged along the vertical downward direction of the partition plate 510. Further, the channel plates 520, 540, 560, and 580 and the partition plates 530, 550, and 570 may be laminated on the upper portion of the partition plate 590. The lamination may be periodically arranged along the vertical direction of the partition plate 590.

도 6는 도 3의 채널플레이트의 채널의 형상을 나타내는 도면이다.6 is a view showing a channel shape of the channel plate of FIG.

도 6을 참조하면, 상술한 바와 같이 채널플레이트(210)은 채널(610)을 포함할 수 있으며 채널플레이트(220)은 채널(630)을 포함할 수 있다. 채널(610)은 지그재그의 형태로 채널플레이트(210)에 형성 될 수 있으며 채널(630)도 채널플레이트(220)에 지그재그의 형태로 형성 될 수 있다. 일례로, 채널(610)의 주기(612), 각도(614), 및 지름(616)은 각각 7.24mm, 100도, 및 0.9mm의 값을 가질 수 있다. 또한 채널(630)의 주기(632), 각도(634), 및 지름(636)은 각각 각도(614), 주기(612), 및 지름(616)과 동일한 값을 가질 수 있다. 또 다른 일례로, 주기(612, 632)는 6mm 내지 8mm가 될 수 있고 각도(612, 632)는 90도 및 120도 사이가 될 수 있으며 지름(616, 636)은 0.7mm 내지 1.0mm가 될 수 있다.Referring to FIG. 6, the channel plate 210 may include a channel 610 and the channel plate 220 may include a channel 630, as described above. The channel 610 may be formed in the zigzag shape in the channel plate 210 and the channel 630 may be formed in the zigzag shape in the channel plate 220. By way of example, the period 612, angle 614, and diameter 616 of the channel 610 may have values of 7.24 mm, 100 degrees, and 0.9 mm, respectively. The period 632, angle 634, and diameter 636 of channel 630 may also have values equal to angle 614, period 612, and diameter 616, respectively. In another example, the periods 612 and 632 may be between 6 mm and 8 mm, the angles 612 and 632 may be between 90 and 120 degrees, and the diameters 616 and 636 may be between 0.7 mm and 1.0 mm .

일부 실시예로, 채널(610)은 고온채널이 되고 채널(630)은 저온 채널이 될 수 있다.In some embodiments, channel 610 may be a high temperature channel and channel 630 may be a low temperature channel.

일부 실시예로, 채널(610)은 저온채널이 되고 채널(630)은 고온 채널이 될 수 있다.In some embodiments, channel 610 may be a cold channel and channel 630 may be a hot channel.

일부 실시예로, 채널(610)은 저온채널 및 고온채널이 될 수 있다. 즉, 채널플레이트(210) 및 채널플레이트(220)에는 채널(610)이 형성 될 수 있다.In some embodiments, the channel 610 may be a low temperature channel and a high temperature channel. That is, a channel 610 may be formed in the channel plate 210 and the channel plate 220.

일부 실시예로, 채널(630)은 저온채널 및 고온채널이 될 수 있다. 즉, 채널플레이트(210) 및 채널플레이트(22)에는 채널(630)이 형성 될 수 있다.In some embodiments, channel 630 may be a cold channel and a hot channel. That is, a channel 630 may be formed in the channel plate 210 and the channel plate 22.

도 7은 인쇄기판형 열교환기의 레이놀즈 수 변화에 따른 유용도를 나타내는 그래프이고, 도 8은 인쇄기판형 열교환기의 레이놀즈 수 변화에 따른 누셀트 수를 나타내는 그래프이고, 도 9는 인쇄기판형열교환기의 기준형상과 분할플레이트(두께 0.2mm, 1mm)의 엑서지 분석 결과를 나타내는 그래프이고, 도 10은 얇은 플레이트가 추가된 인쇄기판형 열교환기의 고체 단면 온도 분포를 가시화한 이미지이다. 8 is a graph showing the number of nucels in accordance with the variation of the Reynolds number of the plate-type heat exchanger of the printing press, and Fig. 9 is a graph showing the number of nucels in the plate-type heat exchanger FIG. 10 is a graph showing an exergy analysis result of a shape and a partition plate (thickness 0.2 mm, 1 mm), and FIG. 10 is an image showing a solid cross-sectional temperature distribution of a plate-type heat exchanger to which a thin plate is added.

도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 성능을 평가하기 위한 변수로 열교환 효율 및 채널 내부의 대류 열전달의 척도 및 액서지획득량이 사용될 수 있다. 상기 열교환 효율을 평가하기 위해, 다음의 수학식1로 정의되는 유용도가 사용될 수 있다. Referring to FIGS. 7 to 10, heat exchange efficiency, a measure of convective heat transfer inside the channel, and a liquid surge acquisition amount can be used as variables for evaluating the heat exchange performance according to the present invention. In order to evaluate the heat exchange efficiency, a utility degree defined by the following Equation 1 can be used.

Figure 112013015799818-pat00001
Figure 112013015799818-pat00001

여기서Th ,I, Tc ,o, 및 Th ,o는 각각 고온 채널의 입구 온도, 저온 채널의 출구온도, 및 고온 채널의 출구 온도를 나타낸다. 상기 유용도는 열전달 성능을 정략적으로 분석 한다. 구체적으로 유용도는 열교환기의 열교환 성능을 나타낼 때 사용하는 것으로서, 해당 열교환기가 낼 수 있는 최대의 열전달 양에 대한 실제 열전달 된 양의 비를 나타내는 값이다. 그리고 상기 열전달의 척도를 평가하기 위해 다음의 수학식2로 정의되는 누셀트 수(Nu)가 사용될 수 있다. Where T h , I, T c , o, and T h , o denote the inlet temperature of the hot channel, the outlet temperature of the cold channel, and the outlet temperature of the hot channel, respectively. The usefulness schematically analyzes the heat transfer performance. Specifically, the usefulness is used to indicate the heat exchange performance of a heat exchanger, and is a value representing a ratio of an actual heat transfer amount to a maximum amount of heat transferable by the heat exchanger. And the Nucel's number Nu defined by the following equation (2) can be used to evaluate the scale of the heat transfer.

Figure 112013015799818-pat00002
Figure 112013015799818-pat00002

여기서 q, Dh , k, Tb , 및Ts는 각각 벽면의 평균 열플럭스, 채널의 수력직경, 열전도 계수, 채널 내부를 지나는 유동의 온도, 및 벽면의 온도를 나타낸다. 상기 누셀트 수는 열전달 시스템의 성능을 나타내는 지표 중의 하나이다. 또한 형상 변수는 유용도 및 누셀트 수의 수치해석을 위해 정해진다. 에너지의 질적 측면을 고려하여 수치적으로 나타낸 엑서지획득량(E)은 다음의 수학식3으로 나타낼 수 있다.Where q, D h , k, T b , and T s represent the average thermal flux on the wall, the hydraulic diameter of the channel, the thermal conductivity, the temperature of the flow through the channel, and the temperature of the wall. The number of the Nusselt number is one of the indices indicating the performance of the heat transfer system. The shape parameters are also set for numerical analysis of usefulness and Nucels number. The exergy acquisition amount (E) expressed numerically in consideration of the qualitative aspect of the energy can be expressed by the following equation (3).

Figure 112013015799818-pat00003
Figure 112013015799818-pat00003

Ecold 및 Eot는 각각 다음의 수학식 4 및 수학식 5로 나타낼 수 있다.E cold and E ot can be expressed by the following equations (4) and (5), respectively.

Figure 112013015799818-pat00004
Figure 112013015799818-pat00004

Figure 112013015799818-pat00005
Figure 112013015799818-pat00005

여기서 T, q”, A, Δp, , ρ는 각각 온도, 열유속량, 면적, 압력차, 질량유량, 밀도를 나타내며 하첨자 cold, hot, s, avg, outlet은 각각 저온 채널, 고온 채널, 벽면, 평균, 채널의 출구를 나타낸다. 상기 엑서지획득량은 에너지의 질적 측면을 고려한 것으로 열전달로 인해 획득 또는 파괴된 에너지와 압력강하로 인해 파괴된 에너지의 합을 나타낸다.Where T, q ", A, Δp, and ρ are the temperature, the heat flux, the area, the pressure difference, the mass flow, and the density, respectively. The subscripts cold, hot, , Average, and channel exit. The amount of exergy obtained is the sum of the energy acquired due to heat transfer or the energy destroyed due to the pressure drop and the energy quality aspect.

구체적으로 도 7 내지 도 9의 그래프 및 도 10의 이미지는 상단 채널플레이트(210)의 두께는 1.63mm 로 하단 채널플레이트(220)의 두께와 동일하고, 채널(610)의 주기(612)의 값은 7.24mm로 채널(620)의 주기(632)와 동일하며, 채널(610)의 채널(610)의 각도(614)는 100도로 채널(630)의 각도(634)와 동일하고, 지름(616)은 0.9mm로 채널(630)의 지름(636)과 동일할 때, 측정 또는 산출된 결과이다. 본 발명에 의한 인쇄기판형 열교환기의 성능의 평가는 유동장과 유체 혼합을 분석하기 위한 수치해석의 수행을 통해 진행된다. 상기 수치해석은 상용 전산유체역학 코드인 ANSYS CFX-11.0을 사용하여 수행된다. 계산 영역은 크게 세 영역으로 나누어진다. 구체적으로 제1 영역은 상단 채널플레이트(210)의 채널(310) 및 하단 채널플레이트(220)의 채널(320) 이며, 제2영역은 상단 채널플레이트(210) 및 하단 채널플레이트(220) 이고, 제3영역은 제1분할플레이트(230)의 고체 및 제2 분할플레이트(240)의 고체 이다. 상기 제2영역은 열전달이 진행되는 곳이다. 채널을 흐르는 유동은 질량보전 식(continuity), 레이놀즈 평균 나비어-스톡스 방정식(Reynolds Averaged Navier-Stokes equation), 및 에너지 방정식(energy equation)을 사용하여 해석 될 수 있으며, 고체 내 열전달은 열전도 방정식을 사용하여 해석된다. 상기 열전도 방정식의 경계조건은 고온 채널과 저온 채널 내벽의 온도를 사용한다. GGI 기법은 고온 채널 및 저온 채널과 고체의 경계면의 격자 차이에 의한 수치오차를 줄이기 위해 적용한다. 인쇄기판형 열교환기의 내부 유동은 대향류(conterflow)로 구성된다. 상기 대향류는 고온 채널의 유동방향과 저온 채널의 유동방향이 반대인 것을 의미한다. 상기 채널의 수력직경(hydraulic diameter)에 기반한 레이놀즈수는 약 152,000 전후이며, 상기 레이놀즈수는 항상 난류이다. 따라서 인쇄기판형 열교환기의 내부 유동은 상기 레이놀즈수와 맞는 난류모델의 선택과 경계층의 격자처리가 필요하다. SST(shear stress transportation) 모델은 레이놀즈 응력항의 계산을 위해 사용되었다. 벽 근처 격자는 프리즘 격자를 사용하였으며, 상기 격자는 y+를 1이하로 유지하여 저 레이놀즈 수 SST모델을 사용할 수 있도록 처리하였다. 지배방적식의 이산화는 고해상도 수치도식(high resolution scheme)을 모든 해석에 사용 할 수 있다. 입구 난류강도는 5%로 가정 하였다.7 to 9 and the image of FIG. 10 show that the thickness of the upper channel plate 210 is 1.63 mm which is equal to the thickness of the lower channel plate 220 and the value of the period 612 of the channel 610 Is the same as the period 632 of the channel 620 at 7.24 mm and the angle 614 of the channel 610 of the channel 610 is equal to the angle 634 of the 100 degree channel 630, Is the measured or calculated result when 0.9 mm is equal to the diameter 636 of the channel 630. The evaluation of the performance of the plate heat exchanger according to the present invention proceeds through the numerical analysis to analyze the flow field and the fluid mixture. The numerical analysis is performed using a commercial computational fluid dynamics code, ANSYS CFX-11.0. The computation domain is divided into three domains. The first region is the channel 310 of the upper channel plate 210 and the channel 320 of the lower channel plate 220 and the second region is the upper channel plate 210 and the lower channel plate 220, The third region is a solid of the first partition plate 230 and a solid of the second partition plate 240. The second region is where heat transfer proceeds. The flow through the channel can be interpreted using mass continuity, Reynolds mean, the Reynolds Averaged Navier-Stokes equation, and the energy equation, and the heat transfer in the solid can be calculated using the heat conduction equation . The boundary conditions of the heat conduction equation use the temperatures of the high-temperature channel and the low-temperature channel inner wall. The GGI technique is applied to reduce the numerical error due to the lattice difference between the high-temperature channel and the low-temperature channel and the solid interface. The internal flow of the plate-type heat exchanger is composed of a conterflow. The countercurrent means that the flow direction of the high temperature channel is opposite to the flow direction of the low temperature channel. The Reynolds number based on the hydraulic diameter of the channel is about 152,000, and the Reynolds number is always turbulent. Therefore, the internal flow of the plate-type heat exchanger needs to select the turbulence model matching with the Reynolds number and to perform lattice processing of the boundary layer. The shear stress transportation (SST) model was used to calculate the Reynolds stress term. A prism lattice was used for the near-wall lattice, and the lattice was treated so that the low Reynolds number SST model could be used by maintaining y + below 1. The discretization of the dominant eutectic can be used for all analyzes with a high resolution scheme. The inlet turbulence intensity is assumed to be 5%.

도 7에 도시된 그래프의 X 축은 채널(320)에서 레이놀즈 수를 나타내고 Y축은 유용도를 나타낸다. 곡선(710)은 분할플레이트(230, 240)가 추가되지 않은 인쇄기판형 열교환기의 형상에 대한 레이놀즈 수 변화에 따른 유용도의 변화를 나타내며, 곡선(720)은 분할플레이트(230, 240)의 두께가 0.2mm인 인쇄기판형 열교환기(100)의 형상에 대한 레이놀즈 수 변화에 따른 유용도의 변화를 나타낸다. 곡선(730)은 분할플레이트(230, 240)의 두께가 1.0mm인 인쇄기판형 열교환기(100)의 형상에 대한 레이놀즈 수 변화에 따른 유용도의 변화를 나타낸다. 상기 유용도는 열교환 효율을 나타내는 값으로서 그 값이 클수록 열교환 효율이 높은 것을 나타낸다. 이에 따라, 곡선(710)에 표시된 유용도는 상기 곡선(720)과 곡선(730)의 유용도에 비하여 제시된 모든 레이놀즈 수 범위에서 낮은 것이 확인된다. 따라서 분할플레이트(230, 240)이 추가된 인쇄기판형 열교환기(100)는 더 많은 양의 제1 기체의 열에너지가 제 2기체로 전달 되는 것을 알 수 있다. The X-axis of the graph shown in FIG. 7 represents the Reynolds number in the channel 320 and the Y-axis represents the usefulness. Curve 710 represents the change in usefulness with respect to the variation of the Reynolds number for the shape of the plate-type heat exchanger without the partition plates 230 and 240, and curve 720 represents the thickness of the partition plates 230 and 240 Of the plate-type heat exchanger 100 is 0.2 mm. Curve 730 represents the change in usefulness according to the Reynolds number change with respect to the shape of the plate-type heat exchanger 100 with the thickness of the partition plates 230, 240 of 1.0 mm. The usefulness is a value indicating the heat exchange efficiency, and the higher the value, the higher the heat exchange efficiency. Accordingly, it is confirmed that the usefulness shown in the curve 710 is lower than the usefulness of the curves 720 and 730 in the range of all Reynolds numbers shown. Therefore, it can be seen that the thermal energy of the first gas is transferred to the second gas in the plate-type heat exchanger 100 in which the partition plates 230 and 240 are added.

도 8에 도시된 그래프의X 축은 채널(320)에서 레이놀즈 수를 나타내며 Y축은 누셀트수를 나타낸다. 곡선(810)은 분할플레이트(230, 240)가 추가되지 않은 인쇄기판형 열교환기의 형상에 대한 레이놀즈 수 변화에 따른 누셀트수의 변화를 나타내며, 곡선(820)은 플레이트(230, 240)의 두께가 0.2mm인 인쇄기판형 열교환기(100)의 형상에 대한 레이놀즈 수 변화에 따른 누셀트수의 변화를 나타낸다. 곡선(830)은 플레이트(230, 240)의 두께가 1.0mm인 인쇄기판형 열교환기(100)의 형상에 대한 레이놀즈 수 변화에 따른 누셀트수의 변화를 나타내고, 상기 누셀트수는 열전달 시스템의 성능을 나타내는 지표로서 그 값이 클수록 성능이 좋은 것을 나타낸다. 상기 곡선(810)에 표시된 누셀트수는 상기 곡선(720)과 곡선(730)의 누셀트의 값에 비하여 제시된 모든 레이놀즈 수 범위에서 낮은 것이 확인된다. 따라서 분할플레이트(230, 240)가 추가된 인쇄기판형 열교환기는 열전달 시스템 성능이 개선 된 것을 알 수 있다.The X-axis of the graph shown in FIG. 8 represents the Reynolds number in the channel 320, and the Y-axis represents the number of Nusselt. Curve 810 represents the change in Nusselt number with respect to the Reynolds number change with respect to the shape of the plate heat exchanger without the partition plates 230 and 240 and curve 820 represents the thickness of plate 230 and 240 And shows the change of the number of Nusselt with the change of the Reynolds number with respect to the shape of the plate-type heat exchanger 100 of 0.2 mm. Curve 830 represents the variation of the number of Nussels with respect to the variation of the Reynolds number with respect to the shape of the plate-type heat exchanger 100 with the thickness of the plates 230 and 240 of 1.0 mm, and the number of Nusselt numbers represents the performance of the heat transfer system The larger the value as an indicator, the better the performance. It is confirmed that the number of nucels displayed on the curve 810 is lower than the value of the nucels of the curve 720 and the curve 730 in the range of all Reynolds numbers. Therefore, it can be seen that the plate-type heat exchanger having the partition plates 230 and 240 added thereto has improved heat transfer system performance.

도 9에 도시된 그래프는 분할플레이트(230, 240)가 추가되지 않은 인쇄기판형열교환기(Ref)와 분할플레이트(230, 240)의 두께가 0.2 mm, 1 mm일 때의 엑서지획득량을 나타낸다. 엑서지획득량이 클수록 열교환기 내 에너지순환의 질이 높음을 나타낸다. 그래프에서 확인할 수 있는 바와 같이 분할플레이트(230, 240)가 추가된 경우(t=0.2mm 또는 t=1mm 일 때), 엑서지획득량이 양의 값을 나타내어 음의 값을 보인 분할플레이트(230, 240)가 추가되지 않은 인쇄기판형 열교환기(Ref)보다 에너지순환의 질이 높음을 알 수 있다.The graph shown in FIG. 9 shows the amount of exergy obtained when the thicknesses of the plate-type heat exchanger Ref and the partition plates 230 and 240 without the partition plates 230 and 240 are 0.2 mm and 1 mm, respectively . The higher the amount of exergy acquisition, the higher the quality of energy circulation in the heat exchanger. As can be seen from the graph, when the division plates 230 and 240 are added (when t = 0.2 mm or t = 1 mm), the exergy acquisition amount shows a positive value and the division plates 230, 240) is not added, the quality of the energy circulation is higher than that of the printing plate heat exchanger (Ref).

도 10에 도시된 이미지(1010)는 분할플레이트(230, 240)가 추가되지 않은 인쇄기판형 열교환기의 형상에 대한 온도 분포를 나타내며, 이미지(1020)는 분할플레이트(230, 240)가 추가된 인쇄기판형 열교환기(100)의 형상에 대한 온도 분포를 나타낸다. 상기 이미지(1010)에 나타난 온도분포는 채널의 단면 형상(1012, 1014, 1016)에 등온선이 불규칙하게 분포되어 있다. 그러나 이미지(1020)에 나타난 온도분포는 등온선이 채널(1022, 1024)의 단면형상을 감싸듯이 평행하게 분포 되어 있으며, 상기 온도분포와 등온선이 평행한 것은 열전달이 활발히 진행됨을 의미한다. 상기 채널(1012, 1016, 1022)은 제 2기체가 통과하는 채널이며, 채널(1014, 1024)은 제1 기체가 통과하는 채널이다. 따라서 본 발명에 따라 분할플레이트(230, 240)가 추가된 인쇄기판형 열교환기는 열전달이 향상 되었다.The image 1010 shown in Fig. 10 represents the temperature distribution for the shape of the plate-type plate heat exchanger to which the division plates 230 and 240 are not added, The temperature distribution of the shape of the plate heat exchanger 100 is shown. The temperature distribution shown in the image 1010 is irregularly distributed in the cross-sectional shapes 1012, 1014, and 1016 of the channel. However, the temperature distribution shown in the image 1020 is distributed in parallel as the isothermal lines enclose the cross-sectional shapes of the channels 1022 and 1024, and the parallel distribution of the temperature distribution and the isotherm means that the heat transfer is actively progressed. The channels 1012, 1016, and 1022 are channels through which the second gas passes, and the channels 1014 and 1024 are channels through which the first gas passes. Therefore, the plate-type heat exchanger having the partition plates 230 and 240 according to the present invention has improved heat transfer.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

100: 인쇄기판형 열교환기
210: 상단 채널플레이트
220: 하단 채널플레이트
230: 제1 분할플레이트
240: 제2 분할플레이트100: Plate type heat exchanger
210: upper channel plate
220: Lower channel plate
230: first partition plate
240: second partition plate

Claims (11)

제1 기체가 통과하는 채널이 형성된 상단 채널플레이트;
제2 기체가 통과하는 채널이 형성된 하단 채널플레이트;
상기 상단 채널플레이트의 하단면 및 상기 하단 채널플레이트의 상단면 사이에 위치하여 상기 제1 기체 및 상기 제2기체 사이에 열전달을 매개하는 제1분할플레이트; 및
상기 상단 채널플레이트의 상단면에 위치하는 제2분할플레이트를 포함하되,
상기 상단 채널플레이트의 하단면에 형성된 채널의 일단 및 타단은 각각 상기 하단 채널플레이트의 상단면에 형성된 채널의 일단 및 타단과 상기 제1 분할 플레이트의 동일한 수직면에 위치하는 것을 특징으로 하는 인쇄기판형 열교환기.
An upper channel plate on which a channel through which the first gas flows is formed;
A lower channel plate on which a channel through which the second gas flows is formed;
A first partition plate positioned between the lower end surface of the upper channel plate and the upper surface of the lower channel plate to mediate heat transfer between the first gas and the second gas; And
And a second partition plate located on an upper end surface of the upper channel plate,
And one end and the other end of the channel formed on the lower end face of the upper channel plate are respectively located at one end and the other end of the channel formed on the upper face of the lower channel plate and on the same vertical face of the first partition plate, .
제 1항에 있어서,
상기 상단 채널플레이트에 형성된 채널은 상기 하단 채널플레이트에 형성된 채널과 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 인쇄기판형 열교환기.
The method according to claim 1,
And the channel formed in the upper channel plate has the same shape as the channel formed in the lower channel plate.
삭제delete 제 1항에 있어서
상기 상단 채널플레이트의 상단면에 형성된 채널의 일단 및 타단은 각각 상기 하단 채널 플레이트의 하단면에 형성된 채널의 일단 및 타단과 상기 제2 분할 플레이트의 동일한 수직면에 위치하는 것을 특징으로 하는 인쇄기판형 열교환기
The method of claim 1, wherein
Wherein one end and the other end of the channel formed on the upper surface of the upper channel plate are respectively located at one end and the other end of the channel formed on the lower end surface of the lower channel plate and on the same vertical surface of the second partition plate,
제 1항 있어서,
상기 하단 채널플레이트, 상기 제1 분할플레이트, 상기 상단 플레이트, 상기 제 2분할플레이트는 상기 하단 채널플레이트의 수직 윗 방향을 따라 주기적으로 배치 되어 적층된 것을 특징으로 하는 인쇄기판형 열교환기.
The method of claim 1,
Wherein the lower channel plate, the first partition plate, the upper plate, and the second partition plate are periodically disposed along the vertical direction of the lower channel plate.
제 1항에 있어서,
상기 상단 채널플레이트는 제1 채널 및 제2 채널을 포함하고,
상기 제1 채널은 상기 상단 채널플레이트의 일면에 함몰 형성되어 있고 상기 제2채널은 상기 상단 채널플레이트의 타면에 함몰 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄기판형 열교환기.
The method according to claim 1,
Wherein the upper channel plate comprises a first channel and a second channel,
Wherein the first channel is recessed on one surface of the upper channel plate and the second channel is recessed on the other surface of the upper channel plate.
제 6항에 있어서,
상기 제1 채널 및 제2 채널은 각각 복수 개의 채널을 포함하고,
상기 제1 채널에 포함된 채널들 및 상기 제2 채널에 포함된 채널들은 교대 배열 되는 것을 특징으로 하는 인쇄기판형 열교환기.
The method according to claim 6,
Wherein the first channel and the second channel each include a plurality of channels,
Wherein the channels included in the first channel and the channels included in the second channel are alternately arranged.
제 1항에 있어서,
상기 제1 기체 및 제2 기체는 서로 다른 특징을 갖는 것을 특징으로 하는 인쇄기판형 열교환기
The method according to claim 1,
Characterized in that the first gas and the second gas have different characteristics. The plate-type heat exchanger
제 1항에 있어서,
상기 제1 기체 및 제2 기체는 각각 고온 및 저온인 것을 특징으로 하는 인쇄기판형 열교환기
The method according to claim 1,
Wherein the first gas and the second gas are high temperature and low temperature, respectively,
제 1항에 있어서,
상기 상단 채널플레이트의 하단면에는 상기 제1 분할플레이트가 합착되고, 상단면에는 상기 제2분할 플레이트가 합착된 것을 특징으로 하는 인쇄기판형 열교환기
The method according to claim 1,
Wherein the first partition plate is attached to the lower end surface of the upper channel plate and the second partition plate is attached to the upper end surface of the plate plate heat exchanger
제 1항에 있어서,
상기 하단 채널플레이트의 하단면에는 상기 제2 분할플레이트가 합착된 것을 특징으로 하는 인쇄기판형 열교환기.The method according to claim 1,
And the second partition plate is attached to the lower end surface of the lower channel plate.
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