KR101464889B1 - 열교환기 및 그 제조방법과 그 제어방법 - Google Patents

열교환기 및 그 제조방법과 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101464889B1
KR101464889B1 KR20130113815A KR20130113815A KR101464889B1 KR 101464889 B1 KR101464889 B1 KR 101464889B1 KR 20130113815 A KR20130113815 A KR 20130113815A KR 20130113815 A KR20130113815 A KR 20130113815A KR 101464889 B1 KR101464889 B1 KR 101464889B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
header tank
water
refrigerant
microchannel
inlet
Prior art date
Application number
KR20130113815A
Other languages
English (en)
Inventor
전창덕
Original Assignee
한국교통대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국교통대학교산학협력단 filed Critical 한국교통대학교산학협력단
Priority to KR20130113815A priority Critical patent/KR101464889B1/ko
Priority to PCT/KR2013/009076 priority patent/WO2015046660A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101464889B1 publication Critical patent/KR101464889B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1684—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
    • 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
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • 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
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0008—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
    • F28D7/0025—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium the conduits for one medium or the conduits for both media being flat tubes or arrays of tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0202—Header boxes having their inner space divided by partitions
    • 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
    • F28D9/0043—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 the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—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 the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/022—Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F2009/0285—Other particular headers or end plates
    • F28F2009/0287—Other particular headers or end plates having passages for different heat exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/16—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing leakage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

본 발명은 물과 냉매가 흐르는 마이크로채널 튜브를 교대로 적층 배열하여 열전달 성능을 향상시킬 수 있으며, 물이 누출되는 경우 이를 감지하여 안정적인 동작을 보장할 수 있는 열교환기에 관한 것이다. 본 발명의 일례와 관련된 열교환기는, 냉매가 내부로 유입되는 냉매입구(131)가 형성된 입구측 냉매 헤더 탱크(130), 일단이 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)와 연결되고 상기 냉매가 흐르는 복수의 냉매 마이크로채널(113)이 나란하게 배열된 장 마이크로채널 튜브(114), 상기 장 마이크로채널 튜브(114)의 타단과 연결되고 상기 냉매가 외부로 유출되는 냉매출구(136)가 형성된 출구측 냉매 헤더 탱크(135), 물이 내부로 유입되는 물입구(126)가 형성된 입구측 물 헤더 탱크(125), 타단이 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)와 연결되고 상기 물이 흐르는 복수의 물 마이크로채널(111)이 나란하게 배열되며 상기 장 마이크로채널 튜브(114)보다 짧은 형상으로 이루어진 단 마이크로채널 튜브(112) 및 상기 단 마이크로채널 튜브(112)의 일단과 연결되고 상기 물이 외부로 유출되는 물출구(121)가 형성된 출구측 물 헤더 탱크(120)를 포함하되, 상기 단 마이크로채널 튜브(112)와 상기 장 마이크로채널 튜브(114)는 복수이고, 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각과 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각을 교대로 적층하여 마이크로채널 튜브 모듈(110)을 이룰 수 있다.

Description

열교환기 및 그 제조방법과 그 제어방법{HEAT EXCHANGER, METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 물과 냉매가 흐르는 마이크로채널 튜브를 교대로 적층 배열하여 열전달 성능을 향상시킬 수 있으며, 물이 누출되는 경우 이를 감지하여 안정적인 동작을 보장할 수 있는 열교환기 및 그 제조방법과 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 냉동 공조 시스템에서 사용되는 수냉식 열교환기라 함은 물과 고온 또는 저온의 냉매를 서로 열교환 시켜 냉매를 냉각시키거나 가열하는 장치를 말한다. 이와 같은 수냉식 열교환기는 냉매로부터 열을 얼마나 효과적으로 흡수하거나, 또는 공급할 수 있는 가에 따라 열교환기의 성능이 좌우된다.
도 1은 종래 일반적으로 사용되는 판형 열교환기에 대한 개략적인 구성도이다. 도 1의 판형 열교환기(10)는 전방판(11)과 후방판(12) 사이에 다수의 전열판(13)이 적층되고, 전열판(13) 내에는 냉매 입구(14a)를 통해 유입된 냉매가 냉매 출구(14b)를 통하여 유출되고, 물 입구(15a)를 통해 인입된 물이 물 출구(15b)를 통하여 유출되며, 상기 냉매와 물의 유동 통로가 상호 교대하는 구조로 형성된다.
그러나, 이러한 종래의 일반적인 판형 열교환기(10)는 열교환 성능이 좋지 못하여 시스템 효율성이 충분히 발휘되지 못한다는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 판형 열교환기(10)는 보통 스테인리스 강 재질을 사용하여 제조되므로 중량이 무거운 편이면 가격 측면에서도 부담이 크다는 문제점이 있었다. 이러한 종래 판형 열교환기(10)의 문제점으로 인하여 그 활용에 제약이 크다는 약점이 존재하였다.
이에 따라, 향상된 연전달 성능을 가지면서도 저렴한 비용으로 생산 가능하고, 중량이 가벼우며, 안정적인 동작이 가능한 열교환기의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0925097호 대한민국 등록특허 제10-0925112호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 물과 냉매가 흐르는 마이크로채널 튜브를 교대로 적층 배열하여 열전달 성능을 향상시킬 수 있으며, 물이 누출되는 경우 이를 감지하여 안정적인 동작을 보장할 수 있는 열교환기 및 그 제조방법과 그 제어방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
구체적으로, 본 발명은 물과 냉매가 대향류(counter flow)를 이루며 열교환이 이루어짐으로써 열전달 성능을 크게 향상시킬 수 있는 열교환기를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 알루미늄 재질로 제조하여 중량을 대폭 감소시킬 수 있으며, 마이크로채널 튜브를 사용하여 별도의 금형 제조가 불필요하여 생산비용을 크게 절감시킬 수 있는 열교환기를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 물이 누출되는 경우 이를 감지할 수 있는 센서를 구비하여 시스템 작동을 정지시킴으로써 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있는 열교환기를 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 열교환기는, 냉매가 내부로 유입되는 냉매입구(131)가 형성된 입구측 냉매 헤더 탱크(130), 일단이 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)와 연결되고, 상기 냉매가 흐르는 복수의 냉매 마이크로채널(113)이 나란하게 배열된 장 마이크로채널 튜브(114), 상기 장 마이크로채널 튜브(114)의 타단과 연결되고, 상기 냉매가 외부로 유출되는 냉매출구(136)가 형성된 출구측 냉매 헤더 탱크(135), 물이 내부로 유입되는 물입구(126)가 형성된 입구측 물 헤더 탱크(125), 타단이 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)와 연결되고, 상기 물이 흐르는 복수의 물 마이크로채널(111)이 나란하게 배열되며, 상기 장 마이크로채널 튜브(114)보다 짧은 형상으로 이루어진 단 마이크로채널 튜브(112) 및 상기 단 마이크로채널 튜브(112)의 일단과 연결되고, 상기 물이 외부로 유출되는 물출구(121)가 형성된 출구측 물 헤더 탱크(120)를 포함하되, 상기 단 마이크로채널 튜브(112)와 상기 장 마이크로채널 튜브(114)는 복수이고, 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각과 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각을 교대로 적층하여 마이크로채널 튜브 모듈(110)을 이룰 수 있다.
또한, 상기 냉매는 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)를 통하여 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일단으로부터 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타단 방향으로 흐르고, 상기 물은 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112)를 통하여 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타단으로부터 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일단 방향으로 흐를 수 있다.
또한, 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)은, 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 양단이 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 양단보다 외부로 돌출된 형상으로 적층될 수 있다.
또한, 상기 출구측 물 헤더 탱크(120)와 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일측에 배치되고, 상기 출구측 물 헤더 탱크(120)는, 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 일단과 연결되며, 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)는, 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 외부로 돌출되어 있는 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 일단과 연결될 수 있다.
또한, 상기 출구측 물 헤더 탱크(120)의 일면에 형성되고, 상기 출구측 물 헤더 탱크(120)와 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)를 분할하는 제 1 분할판(122)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)의 내측에 형성되는 제 1 분리판(132)을 더 포함하되, 상기 제 1 분리판(132)과 상기 제 1 분할판(122) 사이에 상기 물 및 상기 냉매의 유입이 차단되는 제 1 공간이 형성될 수 있다.
또한, 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)와 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타측에 배치되고, 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)는, 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 타단과 연결되며, 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)는, 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 외부로 돌출되어 있는 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 타단과 연결될 수 있다.
또한, 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)의 일면에 형성되고, 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)와 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)를 분할하는 제 2 분할판(127)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)의 내측에 형성되는 제 2 분리판(137)을 더 포함하되, 상기 제 2 분리판(137)과 상기 제 2 분할판(127) 사이에 상기 물 및 상기 냉매의 유입이 차단되는 제 2 공간이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 공간 또는 상기 제 2 공간에 설치되고, 상기 제 1 공간 또는 상기 제 2 공간에 상기 물 및 상기 냉매 중 적어도 하나가 유입되는지 여부를 감지하는 통전센서(140)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 통전센서(140)가 상기 물 및 상기 냉매 중 적어도 하나의 유입을 감지하는 경우, 상기 열교환기의 동작을 정지시키는 컨트롤러(143)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130), 상기 장 마이크로채널 튜브(114), 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135), 상기 입구측 물 헤더 탱크(125), 상기 단 마이크로채널 튜브(112) 및 상기 출구측 물 헤더 탱크(120) 중 적어도 하나는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 열교환기의 제조방법은, 복수의 단 마이크로채널 튜브(112)와 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)를 제조하는 단계, 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각과 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각을 교대로 적층하여 마이크로채널 튜브 모듈(110)을 제조하는 단계, 출구측 물 헤더 탱크(120)를 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일측에 결합하여 출구측 물 헤더 탱크(120)와 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 일단을 연결하고, 입구측 물 헤더 탱크(125)를 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타측에 결합하여 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)와 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 타단을 연결하는 단계 및 입구측 냉매 헤더 탱크(130)를 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일측에 결합하여 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)와 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 일단을 연결하고, 출구측 냉매 헤더 탱크(135)를 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타단에 결합하여 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)와 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 타단을 연결하는 단계를 포함하되, 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각은 상기 물이 흐르는 복수의 물 마이크로채널(111)이 나란하게 배열되어 이루어지고, 상기 장 마이크로채널 튜브(114)보다 짧은 형상으로 이루어지며, 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각은 상기 냉매가 흐르는 복수의 냉매 마이크로채널(113)이 나란하게 배열되어 이루어질 수 있다.
한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 열교환기의 제어방법은, 냉매가 냉매입구(131)를 통하여 입구측 냉매 헤더 탱크(130) 내부로 유입되고, 물이 물입구(126)를 통하여 입구측 물 헤더 탱크(125) 내부로 유입되는 단계, 상기 냉매가 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)를 통하여 흐르고, 상기 물이 복수의 단 마이크로채널 튜브(112)를 통하여 흐르는 단계, 상기 냉매와 상기 물 사이에 열 교환이 발생하는 단계, 상기 냉매가 출구측 냉매 헤더 탱크(135) 내부로 흐르고, 상기 물이 출구측 물 헤더 탱크(120) 내부로 흐르는 단계 및 상기 냉매가 냉매출구(136)를 통하여 외부로 유출되고, 상기 물이 물출구(121)를 통하여 외부로 유출되는 단계를 포함하되, 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 일단은 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)와 연결되고, 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 타단은 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)와 연결되며, 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 일단은 상기 출구측 물 헤더 탱크(120)와 연결되고, 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 타단은 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)와 연결되며, 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각은 상기 물이 흐르는 복수의 물 마이크로채널(111)이 나란하게 배열되어 이루어지고, 상기 장 마이크로채널 튜브(114)보다 짧은 형상으로 이루어지며, 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각은 상기 냉매가 흐르는 복수의 냉매 마이크로채널(113)이 나란하게 배열되어 이루어지고, 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각과 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각은 교대로 적층될 수 있다.
본 발명은 물과 냉매가 흐르는 마이크로채널 튜브를 교대로 적층 배열하여 열전달 성능을 향상시킬 수 있으며, 물이 누출되는 경우 이를 감지하여 안정적인 동작을 보장할 수 있는 열교환기 및 그 제조방법과 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 물과 냉매가 대향류(counter flow)를 이루며 열교환이 이루어짐으로써 열전달 성능을 크게 향상시킬 수 있는 열교환기를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 알루미늄 재질로 제조하여 중량을 대폭 감소시킬 수 있으며, 마이크로채널 튜브를 사용함으로써 별도의 금형 제조가 불필요하여 생산비용을 크게 절감시킬 수 있는 열교환기를 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 물이 누출되는 경우 이를 감지할 수 있는 센서를 구비하여 시스템 작동을 정지시킴으로써 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있는 열교환기를 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시례를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 일반적으로 사용되는 판형 열교환기에 대한 개략적인 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시례에 따라 구현될 수 있는 열교환기의 사시도 및 평면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 열교환기에 적용될 수 있는 마이크로채널 튜브 모듈의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 열교환기에 적용될 수 있는 출구측 물 헤더 탱크의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 열교환기에 적용될 수 있는 입구측 냉매 헤더 탱크의 구성을 나타내는 전면 사시도 및 후면 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 열교환기의 일 실시례에 따른 물과 냉매의 흐름을 나타내는 측면단면도 및 평면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 열교환기의 일 실시례에 따른 통전센서의 동작을 나타낸다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일례에 따라 마이크로채널 튜브 모듈에 출구측 물 헤더 탱크와 입구측 냉매 헤더 탱크를 각각 결합한 상태를 나타낸다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일 실시례는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
종래에는 다수의 전열판을 적층하고 물과 냉매를 교대하는 구조로 형성하여 상호 열을 공급·흡수하는 판형 열교환기가 널리 사용되었다. 그러나, 종래의 일반적인 판형 열교환기의 경우, 열교환 성능이 떨어지고, 가격과 생산비용 측면에서도 부담이 있었으며, 안정적인 운용이 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 열교환 성능뿐만 아니라 비용과 중량 면에서도 우수하며, 안정적인 사용이 가능한 열교환기 및 그 제조방법과 그 제어방법을 제안하고자 한다.
<열교환기의 구성>
이하에서는, 본 발명이 제안하는 열교환기의 구성을 구체적으로 설명한다. 먼저, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 본 발명의 열교환기(100)의 전체적인 구성을 살펴본다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시례에 따라 구현될 수 있는 열교환기의 사시도 및 평면도를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열교환기(100)는 마이크로채널 튜브 모듈(110), 출구측 물 헤더 탱크(120), 입구측 물 헤더 탱크(125), 입구측 냉매 헤더 탱크(130), 출구측 냉매 헤더 탱크(135), 통전센서(140) 등을 포함할 수 있다. 단, 도 2a 및 도 2b에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 열교환기(100)가 구현될 수도 있다. 이하 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
마이크로채널 튜브 모듈(110)은 단 마이크로채널 튜브(112)와 장 마이크로채널 튜브(114)를 포함하여 이루어진다. 단 마이크로채널 튜브(112)는 물이 유동되는 통로 역할을 하며, 장 마이크로채널 튜브(114)는 냉매가 유동되는 통로 역할을 한다. 마이크로채널 튜브 모듈(110)은 이러한 복수의 단 마이크로채널 튜브(112)와 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)가 교대로 적층되어 이루어진다.
마이크로채널 튜브 모듈(110)에 대한 구체적인 구성을 살펴보기 위하여 도 3을 먼저 살펴본다. 도 3은 본 발명의 열교환기에 적용될 수 있는 마이크로채널 튜브 모듈의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 단 마이크로채널 튜브(112)는 물이 흐를 수 있는 복수의 물 마이크로채널(111)이 나란하게 배열되어 구성된다. 마찬가지로, 장 마이크로채널 튜브(114)는 냉매가 흐를 수 있는 복수의 냉매 마이크로채널(113)이 나란하게 배열되어 구성된다. 마이크로채널 튜브 모듈(110)은 이러한 단 마이크로채널 튜브(112)와 장 마이크로채널 튜브(114)를 복수로 구비하며, 단 마이크로채널 튜브(112)는 장 마이크로채널 튜브(114)보다 짧은 형상으로 형성된다. 따라서, 단 마이크로채널 튜브(112)와 장 마이크로채널 튜브(114)가 적층된 마이크로채널 튜브 모듈(110)은 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 양단은 외부로 돌출되고, 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 양단은 내부로 인입된 형상을 이룰 수 있다. 바람직하게는, 도 3에 도시된 바와 같이 단 마이크로채널 튜브(112)의 중심과 장 마이크로채널 튜브(114)의 중심이 일치하도록 적층하여 마이크로채널 튜브 모듈(110)을 구성할 수 있다.
한편, 다시 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 출구측 물 헤더 탱크(120)는 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일단 쪽에 설치되고, 입구측 물 헤더 탱크(125)는 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타단 쪽에 설치된다. 입구측 물 헤더 탱크(125)는 본 발명의 열교환기(100) 내부에 물이 유입될 수 있도록 한 측면에 물입구(126)를 형성하고 있으며, 출구측 물 헤더 탱크(120)는 열교환기(100) 내부의 물을 외부로 유출할 수 있도록 물출구(121)를 형성하고 있다. 또한, 출구측 물 헤더 탱크(120)에는 복수의 단 마이크로채널 튜브(112)의 일단이 연결되어 있으며, 입구측 물 헤더 탱크(125)에는 복수의 단 마이크로채널 튜브(112)의 일단이 연결되어 있다. 이러한 출구측 물 헤더 탱크(120)와 입구측 물 헤더 탱크(125)의 구성은 종래에 비하여 상당히 간단한 구조를 갖기 때문에 제조 시 용접작업이 줄어들며 용이하게 생산이 가능하다.
출구측 물 헤더 탱크(120)에 대한 구체적인 구성을 살펴보기 위하여 도 4를 먼저 살펴본다. 도 4는 본 발명의 열교환기에 적용될 수 있는 출구측 물 헤더 탱크의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 출구측 물 헤더 탱크(120)의 일면에는 제 1 분할판(122)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 분할판(122)은 출구측 물 헤더 탱크(120)와 입구측 냉매 헤더 탱크(130)를 분할하여 물이나 냉매가 상호 누출되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 제 1 분할판(122)에는 복수의 제 1 슬롯(123)이 형성되어 있으며, 상기 복수의 제 1 슬롯(123)은 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 외부로 돌출되어 있는 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 일단의 일부가 삽입 가능하도록 형성된다.
입구측 물 헤더 탱크(125)도 도 4에 도시된 출구측 물 헤더 탱크(120)와 마찬가지로 일면에는 제 2 분할판(127)이 형성되어 있어 입구측 물 헤더 탱크(125)와 출구측 냉매 헤더 탱크(135)를 분할할 수 있다. 또한, 제 2 분할판(127)에는 복수의 제 2 슬롯(128)이 형성되어 있으며, 상기 복수의 제 2 슬롯(128)은 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 외부로 돌출되어 있는 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 타단의 일부가 삽입 가능하도록 형성된다.
한편, 다시 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 입구측 냉매 헤더 탱크(130)는 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일단 쪽에 설치되고, 출구측 냉매 헤더 탱크(135)는 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타단 쪽에 설치된다. 입구측 냉매 헤더 탱크(130)는 본 발명의 열교환기(100)에 냉매가 유입될 수 있도록 냉매입구(131)를 형성하고 있으며, 출구측 냉매 헤더 탱크(135)는 열교환기(100) 내부의 냉매를 외부로 유출할 수 있도록 냉매출구(136)를 형성하고 있다. 또한, 입구측 냉매 헤더 탱크(130)에는 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)의 일단이 연결되어 있으며, 출구측 냉매 헤더 탱크(135)에는 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)의 타단이 연결되어 있다.
입구측 냉매 헤더 탱크(130)에 대한 구체적인 구성을 살펴보기 위하여 도 5a 및 도 5b를 먼저 살펴본다. 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 열교환기에 적용될 수 있는 입구측 냉매 헤더 탱크의 구성을 나타내는 전면 사시도 및 후면 사시도이다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 입구측 냉매 헤더 탱크(130)의 내측에는 제 1 분리판(132)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 분리판(132)은 출구측 물 헤더 탱크(120)의 일면의 제 1 분할판(122)과 함께 물과 냉매를 차단하는 제 1 공간을 형성하게 된다. 또한, 제 1 분리판(132)에는 복수의 제 3 슬롯(133)이 형성되어 있으며, 상기 복수의 제 3 슬롯(133)에는 제 1 슬롯(123)에 삽입된 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)의 일단이 삽입된다. 또한, 제 1 분리판(132)과 제 1 분할판(122) 사이의 제 1 공간에는 통전센서(140)가 더 형성될 수 있다.
출구측 냉매 헤더 탱크(135)도 도 5a 및 도 5b에 도시된 입구측 물 헤더 탱크(130)와 마찬가지로 일면에는 제 2 분리판(137)이 형성되어 있으며, 입구측 물 헤더 탱크(125)의 일면의 제 2 분할판(127)과 함께 물과 냉매를 차단하는 제 2 공간을 형성하게 된다. 또한, 제 2 분리판(137)에는 복수의 제 4 슬롯(138)이 형성되어 있으며, 상기 복수의 제 4 슬롯(138)에는 제 2 슬롯(128)에 삽입된 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)의 타단이 삽입된다. 또한, 제 2 분리판(137)과 제 2 분할판(127) 사이의 제 2 공간에는 통전센서(140)가 더 형성될 수 있다.
한편, 다시 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 통전센서(140)는 상기 제 1 공간이나 제 2 공간에 형성될 수 있다. 제 1 공간에 형성된 통전센서(140)는 제 1 슬롯(123)과 제 3 슬롯(133)의 위치와 겹쳐지지 않도록 정당한 위치에 형성되어야 하며, 제 2 공간에 형성된 통전센서(140)는 제 2 슬롯(128)과 제 4 슬롯(138)의 위치와 겹쳐지지 않도록 정당한 위치에 형성되어야 한다. 통전센서(140)는 상기 제 1 공간이나 제 2 공간에 물이나 냉매가 유입되는 경우, 이를 감지하여 본 발명의 열교환기(100)의 작동을 중단시킬 수 있다.
상기 단 마이크로채널 튜브(112), 장 마이크로채널 튜브(114), 출구측 물 헤더 탱크(120), 입구측 물 헤더 탱크(125), 입구측 냉매 헤더 탱크(130), 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135) 중 적어도 일부는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 알루미늄 재질로 형성되는 경우, 종래의 스테인리스 강 재질에 비하여 훨씬 가볍기 때문에 열교환기(100)의 경량화가 가능해질 수 있다.
<열교환기의 동작>
이하에서는, 본 발명이 제안하는 열교환기의 동작을 구체적으로 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 열교환기의 일 실시례에 따른 물과 냉매의 흐름을 나타내는 측면단면도 및 평면도이다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 냉매는 냉매입구(131)를 통하여 입구측 냉매 헤더 탱크(130) 내부로 유입된다. 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)의 일단은 입구측 냉매 헤더 탱크(130)와 연결되어 있고, 타단은 출구측 냉매 헤더 탱크(135)와 연결되어 있으므로, 입구측 냉매 헤더 탱크(130) 내부의 냉매는 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)의 냉매 마이크로채널(113)을 통하여 출구측 냉매 헤더 탱크(135)로 흐른다. 출구측 냉매 헤더 탱크(135)로 들어온 냉매는 냉매출구(136)를 통하여 외부로 유출된다.
마찬가지로, 물은 물입구(126)를 통하여 입구측 물 헤더 탱크(125) 내부로 유입된다. 복수의 단 마이크로채널 튜브(112)의 일단은 출구측 물 헤더 탱크(120)와 연결되어 있고, 타단은 입구측 물 헤더 탱크(125)와 연결되어 있으므로, 출구측 물 헤더 탱크(120) 내부의 물는 복수의 단 마이크로채널 튜브(112)의 물 마이크로채널(111)을 통하여 출구측 물 헤더 탱크(120)로 흐른다. 출구측 물 헤더 탱크(120)로 들어온 물은 물출구(121)를 통하여 외부로 유출된다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 냉매는 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)를 통하여 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일단으로부터 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타단 방향으로 흐르며, 물은 복수의 단 마이크로채널 튜브(112)를 통하여 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타단으로부터 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일단 방향으로 흐른다. 이렇게, 물의 흐름과 냉매의 흐름은 수정계수(correction factor)가 1인 대향류(counter flow)를 형성하며, 하기의 수학식 1에서 볼 수 있는 것과 같이 수정계수가 0.5 ~ 1 사이의 수치를 가지는 직교류(cross flow)에 비하여 월등한 열교환 능력을 가질 수 있다.
Figure 112013086839574-pat00001
상기 수학식 1에서
Figure 112013086839574-pat00002
는 열전달량이고,
Figure 112013086839574-pat00003
는 수정계수이며,
Figure 112013086839574-pat00004
는 총합열전달계수이고,
Figure 112013086839574-pat00005
는 전열면적이며,
Figure 112013086839574-pat00006
은 대수평균온도차이다.
한편, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 열교환기의 일 실시례에 따른 통전센서의 동작을 나타낸다. 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제 1 분할판(122)과 제 1 분리판(132) 사이의 제 1 공간이나 제 2 분할판(127)과 제 2 분리판(137) 사이의 제 2 공간에 설치되는 통전센서(140)는 신호선(141)에 의하여 컨트롤러(143)에 연결되어 있다. 제 1 공간이나 제 2 공간에 물이나 냉매가 없는 경우에는 본 발명의 열교환기(100)는 정상적으로 작동할 수 있다. 그러나, 장 마이크로채널 튜브(114)의 일단과 제 1 슬롯(123) 또는 제 3 슬롯(133)의 용접이 불량이거나 용접강도가 낮은 경우나 장 마이크로채널 튜브(114)의 타단과 제 2 슬롯(128) 또는 제 4 슬롯(138)의 용접이 불량이거나 용접강도가 낮은 경우에는 제 1 공간이나 제 2 공간으로 물이나 냉매가 누출될 수 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이 제 1 공간이나 제 2 공간에 물이나 냉매가 누출되어 통전센서(140)가 설치된 높이까지 채워지게 되면 통전센서(140)에 의하여 통전이 되며, 컨트롤러(143)는 통전신호를 전달받고 열교환기(100)의 동작을 중단시킬 수 있다.
<열교환기의 제조방법>
이하에서는, 본 발명이 제안하는 열교환기의 제조방법을 도 8a 및 도 8b를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일례에 따라 마이크로채널 튜브 모듈에 출구측 물 헤더 탱크와 입구측 냉매 헤더 탱크를 각각 결합한 상태를 나타낸다.
본 발명의 열교환기(100)를 제조하기 위해서는 우선 물이 흐를 수 있는 복수의 물 마이크로채널(111)이 나란하게 배열된 복수의 단 마이크로채널 튜브(112)과 냉매가 흐를 수 있는 복수의 냉매 마이크로채널(113)이 나란하게 배열된 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)을 제조하여야 한다. 이러한 마이크로채널 구조는 종래에 자동차의 열교환기에 널리 사용되는 구성을 그대로 사용할 수 있으므로 별도의 금형 제작이 불필요하며 생산비용을 크게 절감시킬 수 있다.
다음으로, 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각과 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각을 교대로 적층하여 도 3에 도시한 것과 같은 마이크로채널 튜브 모듈(110)을 형성한다. 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 구체적인 적층 형태는 상술한 바와 같다.
다음으로, 도 8a에 도시한 바와 같이, 출구측 물 헤더 탱크(120)를 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일단 측에 결합한다. 출구측 물 헤더 탱크(120)의 제 1 분할판(122)에 형성되어 있는 복수의 제 1 슬롯(123)에는 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 일단의 일부가 삽입된다.
마찬가지로, 입구측 물 헤더 탱크(125)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타단 측에 결합한다. 입구측 물 헤더 탱크(125)의 제 2 분할판(127)에 형성되어 있는 복수의 제 2 슬롯(128)에는 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 타단의 일부가 삽입된다.
다음으로, 도 8b에 도시한 바와 같이, 입구측 냉매 헤더 탱크(130)를 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일단에 결합한다. 입구측 냉매 헤더 탱크(130)의 제 1 분리판(132)에 형성되어 있는 복수의 제 3 슬롯(133)에는 상기 제 1 슬롯(123)에 삽입된 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 일단의 일부가 삽입된다.
마찬가지로, 출구측 냉매 헤더 탱크(135)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타단에 결합한다. 출구측 냉매 헤더 탱크(135)의 제 2 분리판(137)에 형성되어 있는 복수의 제 4 슬롯(138)에는 상기 제 2 슬롯(128)에 삽입된 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)의 타단이 삽입된다.
한편, 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행할 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시례들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시례들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시례들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: 열교환기
110: 마이크로채널 튜브 모듈
112: 단 마이크로채널 튜브
114: 장 마이크로채널 튜브
120: 출구측 물 헤더 탱크
121: 물출구
122: 제 1 분할판
125: 입구측 물 헤더 탱크
126: 물입구
127: 제 2 분할판
130: 입구측 냉매 헤더 탱크
131: 냉매입구
132: 제 1 분리판
135: 출구측 냉매 헤더 탱크
136: 냉매출구
137: 제 2 분리판
140: 통전센서

Claims (14)

  1. 냉매가 내부로 유입되는 냉매입구(131)가 형성된 입구측 냉매 헤더 탱크(130);
    일단이 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)와 연결되고, 상기 냉매가 흐르는 복수의 냉매 마이크로채널(113)이 나란하게 배열된 장 마이크로채널 튜브(114);
    상기 장 마이크로채널 튜브(114)의 타단과 연결되고, 상기 냉매가 외부로 유출되는 냉매출구(136)가 형성된 출구측 냉매 헤더 탱크(135);
    물이 내부로 유입되는 물입구(126)가 형성된 입구측 물 헤더 탱크(125);
    타단이 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)와 연결되고, 상기 물이 흐르는 복수의 물 마이크로채널(111)이 나란하게 배열되며, 상기 장 마이크로채널 튜브(114)보다 짧은 형상으로 이루어진 단 마이크로채널 튜브(112); 및
    상기 단 마이크로채널 튜브(112)의 일단과 연결되고, 상기 물이 외부로 유출되는 물출구(121)가 형성된 출구측 물 헤더 탱크(120);를 포함하되,
    상기 단 마이크로채널 튜브(112)와 상기 장 마이크로채널 튜브(114)는 복수이고,
    상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각과 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각을 교대로 적층하여 마이크로채널 튜브 모듈(110)을 이루며,
    상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)은, 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 양단이 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 양단보다 외부로 돌출된 형상으로 적층되고,
    상기 출구측 물 헤더 탱크(120)와 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일측에 배치되고, 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)와 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타측에 배치되며,
    상기 출구측 물 헤더 탱크(120)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 일단과 연결되고, 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 타단과 연결되며,
    상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 외부로 돌출되어 있는 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 일단과 연결되고, 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 외부로 돌출되어 있는 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 타단과 연결되며,
    상기 출구측 물 헤더 탱크(120)의 일면에 형성되고, 상기 출구측 물 헤더 탱크(120)와 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)를 분할하는 제 1 분할판(122);
    상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)의 내측에 형성되는 제 1 분리판(132);
    상기 입구측 물 헤더 탱크(125)의 일면에 형성되고, 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)와 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)를 분할하는 제 2 분할판(127); 및
    상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)의 내측에 형성되는 제 2 분리판(137);을 더 포함하되,
    상기 제 1 분리판(132)과 상기 제 1 분할판(122) 사이에 상기 물 및 상기 냉매의 유입이 차단되는 제 1 공간이 형성되고,
    상기 제 2 분리판(137)과 상기 제 2 분할판(127) 사이에 상기 물 및 상기 냉매의 유입이 차단되는 제 2 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 냉매는 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)를 통하여 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일단으로부터 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타단 방향으로 흐르고,
    상기 물은 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112)를 통하여 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타단으로부터 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일단 방향으로 흐르는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 공간 또는 상기 제 2 공간에 설치되고, 상기 제 1 공간 또는 상기 제 2 공간에 상기 물 및 상기 냉매 중 적어도 하나가 유입되는지 여부를 감지하는 통전센서(140);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 통전센서(140)가 상기 물 및 상기 냉매 중 적어도 하나의 유입을 감지하는 경우, 상기 열교환기의 동작을 정지시키는 컨트롤러(143);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130), 상기 장 마이크로채널 튜브(114), 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135), 상기 입구측 물 헤더 탱크(125), 상기 단 마이크로채널 튜브(112) 및 상기 출구측 물 헤더 탱크(120) 중 적어도 하나는 알루미늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 삭제
  14. 열교환기를 제어하는 방법에 있어서,
    냉매가 냉매입구(131)를 통하여 입구측 냉매 헤더 탱크(130) 내부로 유입되고, 물이 물입구(126)를 통하여 입구측 물 헤더 탱크(125) 내부로 유입되는 단계;
    상기 냉매가 복수의 장 마이크로채널 튜브(114)를 통하여 흐르고, 상기 물이 복수의 단 마이크로채널 튜브(112)를 통하여 흐르는 단계;
    상기 냉매와 상기 물 사이에 열 교환이 발생하는 단계;
    상기 냉매가 출구측 냉매 헤더 탱크(135) 내부로 흐르고, 상기 물이 출구측 물 헤더 탱크(120) 내부로 흐르는 단계; 및
    상기 냉매가 냉매출구(136)를 통하여 외부로 유출되고, 상기 물이 물출구(121)를 통하여 외부로 유출되는 단계;를 포함하되,
    상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 일단은 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)와 연결되고, 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 타단은 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)와 연결되며,
    상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 일단은 상기 출구측 물 헤더 탱크(120)와 연결되고, 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 타단은 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)와 연결되며,
    상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각은 상기 물이 흐르는 복수의 물 마이크로채널(111)이 나란하게 배열되어 이루어지고, 상기 장 마이크로채널 튜브(114)보다 짧은 형상으로 이루어지며,
    상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각은 상기 냉매가 흐르는 복수의 냉매 마이크로채널(113)이 나란하게 배열되어 이루어지고,
    상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각과 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각이 교대로 적층되어 마이크로채널 튜브 모듈(110)을 이루며,
    상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)은, 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 양단이 상기 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 양단보다 외부로 돌출된 형상으로 적층되고,
    상기 출구측 물 헤더 탱크(120)와 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 일측에 배치되고, 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)와 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 타측에 배치되며,
    상기 출구측 물 헤더 탱크(120)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 일단과 연결되고, 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 복수의 단 마이크로채널 튜브(112) 각각의 타단과 연결되며,
    상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 외부로 돌출되어 있는 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 일단과 연결되고, 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)는 상기 마이크로채널 튜브 모듈(110)의 외부로 돌출되어 있는 상기 복수의 장 마이크로채널 튜브(114) 각각의 타단과 연결되며,
    상기 열교환기는,
    상기 출구측 물 헤더 탱크(120)의 일면에 형성되고, 상기 출구측 물 헤더 탱크(120)와 상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)를 분할하는 제 1 분할판(122);
    상기 입구측 냉매 헤더 탱크(130)의 내측에 형성되는 제 1 분리판(132);
    상기 입구측 물 헤더 탱크(125)의 일면에 형성되고, 상기 입구측 물 헤더 탱크(125)와 상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)를 분할하는 제 2 분할판(127); 및
    상기 출구측 냉매 헤더 탱크(135)의 내측에 형성되는 제 2 분리판(137);을 더 포함하되,
    상기 제 1 분리판(132)과 상기 제 1 분할판(122) 사이에 상기 물 및 상기 냉매의 유입이 차단되는 제 1 공간이 형성되고,
    상기 제 2 분리판(137)과 상기 제 2 분할판(127) 사이에 상기 물 및 상기 냉매의 유입이 차단되는 제 2 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제어방법.
KR20130113815A 2013-09-25 2013-09-25 열교환기 및 그 제조방법과 그 제어방법 KR101464889B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130113815A KR101464889B1 (ko) 2013-09-25 2013-09-25 열교환기 및 그 제조방법과 그 제어방법
PCT/KR2013/009076 WO2015046660A1 (ko) 2013-09-25 2013-10-11 열교환기 및 그 제조방법과 그 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130113815A KR101464889B1 (ko) 2013-09-25 2013-09-25 열교환기 및 그 제조방법과 그 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101464889B1 true KR101464889B1 (ko) 2014-11-24

Family

ID=52291486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130113815A KR101464889B1 (ko) 2013-09-25 2013-09-25 열교환기 및 그 제조방법과 그 제어방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101464889B1 (ko)
WO (1) WO2015046660A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2534028A (en) * 2015-01-07 2016-07-13 Hamilton Sundstrand Corp Honeycomb heat exchanger
KR20160116888A (ko) 2015-03-31 2016-10-10 한국교통대학교산학협력단 리턴캡을 이용한 열교환기 및 그 열교환기를 이용한 열교환방법
CN111076271A (zh) * 2019-12-11 2020-04-28 珠海格力电器股份有限公司 一种水箱内机一体换热器和热水供暖一体化换热设备
US11879691B2 (en) * 2017-06-12 2024-01-23 General Electric Company Counter-flow heat exchanger

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3889537B1 (en) * 2018-11-30 2024-05-01 Zhejiang Sanhua Automotive Components Co., Ltd. Heat exchange device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000506432A (ja) * 1995-10-20 2000-05-30 バッテル・メモリアル・インスティチュート 超小型構成部品から成る化学プロセス用シート構造
KR200286535Y1 (ko) * 2002-05-15 2002-08-21 주식회사 유니온금속 리본형 냉매응축튜브와 이를 이용한 증발식 열교환기 및증발식응축기
JP2008267772A (ja) * 2007-04-19 2008-11-06 Best-Thermal Co Ltd 熱交換装置及び熱交換システム
KR20120105790A (ko) * 2011-03-16 2012-09-26 엘지전자 주식회사 열교환기

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005326068A (ja) * 2004-05-13 2005-11-24 Daikin Ind Ltd 熱交換器用プレート及び熱交換器
DE112005001950T5 (de) * 2004-08-10 2007-07-05 Showa Denko K.K. Flachrohr, plattenförmiger Körper zur Herstellung des Flachrohrs und Wärmetauscher
KR100726370B1 (ko) * 2006-07-11 2007-06-11 주식회사 두원공조 수냉매 열교환기
JP2009079781A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Mitsubishi Electric Corp 熱交換器及びこの熱交換器を用いたヒートポンプ給湯機またはヒートポンプ空気調和機
KR101284355B1 (ko) * 2011-11-11 2013-07-08 한국과학기술원 적층형태의 연통형 마이크로 채널 열교환기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000506432A (ja) * 1995-10-20 2000-05-30 バッテル・メモリアル・インスティチュート 超小型構成部品から成る化学プロセス用シート構造
KR200286535Y1 (ko) * 2002-05-15 2002-08-21 주식회사 유니온금속 리본형 냉매응축튜브와 이를 이용한 증발식 열교환기 및증발식응축기
JP2008267772A (ja) * 2007-04-19 2008-11-06 Best-Thermal Co Ltd 熱交換装置及び熱交換システム
KR20120105790A (ko) * 2011-03-16 2012-09-26 엘지전자 주식회사 열교환기

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2534028A (en) * 2015-01-07 2016-07-13 Hamilton Sundstrand Corp Honeycomb heat exchanger
GB2534028B (en) * 2015-01-07 2020-11-25 Hamilton Sundstrand Corp Honeycomb heat exchanger
KR20160116888A (ko) 2015-03-31 2016-10-10 한국교통대학교산학협력단 리턴캡을 이용한 열교환기 및 그 열교환기를 이용한 열교환방법
US11879691B2 (en) * 2017-06-12 2024-01-23 General Electric Company Counter-flow heat exchanger
CN111076271A (zh) * 2019-12-11 2020-04-28 珠海格力电器股份有限公司 一种水箱内机一体换热器和热水供暖一体化换热设备
CN111076271B (zh) * 2019-12-11 2024-10-01 珠海格力电器股份有限公司 一种水箱内机一体换热器和热水供暖一体化换热设备

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015046660A1 (ko) 2015-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101464889B1 (ko) 열교환기 및 그 제조방법과 그 제어방법
US11719495B2 (en) Plate heat exchanger, heat pump device including plate heat exchanger, and heat pump type of cooling, heating, and hot water supply system including heat pump device
US11519673B2 (en) Plate heat exchanger and heat pump device including the same
US11662152B2 (en) Plate heat exchanger, heat pump device including plate heat exchanger, and heat pump cooling, heating, and hot water supply system including heat pump device
JP4324187B2 (ja) 蓄熱装置
JP2007271197A (ja) 吸収式冷凍装置
EP2981780A1 (en) Plate heat exchanger and method for constructing multiple passes in the plate heat exchanger
CN104995474A (zh) 用于空气调节回路的具有制冷剂供给部的冷凝器
KR20140083335A (ko) 열전소자가 구비된 열교환기
JP2014228234A (ja) 冷媒蒸発器
KR100687637B1 (ko) 열교환기
JP2019015200A (ja) インタークーラ
JP2018514741A (ja) 重ねられた複数のプレートを有する熱交換器
KR20080076222A (ko) 적층형 열교환기 및 그의 제조방법
JP2015059669A (ja) 積層型熱交換器
JP5046748B2 (ja) 給湯システムのガスクーラ
WO2017195588A1 (ja) 積層型熱交換器
KR101186115B1 (ko) 열교환기
JP2005147567A (ja) ２重管式熱交換器
CN115143668A (zh) 换热装置
KR20080103290A (ko) 3피스 타입 헤더파이프 어셈블리 및 이의 제작방법과 그를이용한 열교환기
CN219303756U (zh) 换热器及热管理模块
CN114322372B (zh) 电动汽车双流体热交换器
KR100913498B1 (ko) 3피스 타입 헤더파이프 어셈블리 및 이의 제작방법과 그를이용한 열교환기
JP2018138847A (ja) 積層型熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181001

Year of fee payment: 5