KR101725717B1 - multi-tube exchanger with double shell - Google Patents

multi-tube exchanger with double shell Download PDF

Info

Publication number
KR101725717B1
KR101725717B1 KR1020160016930A KR20160016930A KR101725717B1 KR 101725717 B1 KR101725717 B1 KR 101725717B1 KR 1020160016930 A KR1020160016930 A KR 1020160016930A KR 20160016930 A KR20160016930 A KR 20160016930A KR 101725717 B1 KR101725717 B1 KR 101725717B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
heat
cylindrical portion
fluids
heat exchanger
Prior art date
Application number
KR1020160016930A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
강채동
이동규
Original Assignee
전북대학교산학협력단
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 전북대학교산학협력단 filed Critical 전북대학교산학협력단
Priority to KR1020160016930A priority Critical patent/KR101725717B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101725717B1 publication Critical patent/KR101725717B1/en

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
    • F28D7/10—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 one within the other, e.g. concentrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • 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
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • 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
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0056—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using solid heat storage material
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Landscapes

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

Abstract

The present invention relates to a multi-pipe type heat exchanger with a double cylinder, formed in a double cylinder structure and a multi-pipe type to allow four kinds of A, B, C, and D fluids to perform triple heat exchanges, such as A-B, B-C, and C-D. Thus, in accordance with a type of the fluid, thermal energy is stored by using a heat storage substance or thermal energy of industrial waste heat is recycled, so energy efficiency is raised. According to the present invention, the A, B, C, and D fluids are inserted to realize heat exchange among the fluids, and the multi-pipe type heat exchanger with a double cylinder includes: a first c unit to receive the B fluid; a second cylinder unit disposed inside the first cylinder unit to receive the C fluid; a first pipe line disposed around the outside of the second cylinder unit to receive the A fluid; and a second pipe line disposed around the inside of the second cylinder unit to receive the D fluid.

Description

이중 원통 다관형 열교환기{multi-tube exchanger with double shell}A multi-tube exchanger with a double shell

본 발명은 이중 원통 구조와 다관형으로 구성되어 서로 다른 4종류의 A,B,C,D유체가 서로 A-B, B-C, C-D 와 같이 3중으로 열교환이 이루어지도록 한 것이며, 사용되는 유체 중 일부에 축열 물질을 이용할 경우 산업 폐열과 같이 간헐적으로 폐기되는 열에너지를 회수, 저장하는 축열 기능을 동시에 수행함으로써 에너지 이용 효율을 높이는 이중 원통 다관형 열교환기에 관한 것이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to a first embodiment of the present invention. FIG. Tubular heat exchanger for increasing energy utilization efficiency by simultaneously performing a heat storage function for collecting and storing heat energy that is intermittently discarded, such as industrial waste heat, when a material is used.

지구온난화 억제와 직접 관련된 화석연료이용 에너지변환기기의 고효율화와 함께 폐기열에 대한 관심이 높아지고 있다. 대표적인 폐기열로서 국내 총 에너지의 약 45%를 점유하는 산업에너지의 소비로부터 배출되는 이른 바 산업폐열이 있다. Fossil Fuels Directly Related to Global Warming Suppression Energy efficiency is increasing with the use of energy conversion equipment, and there is growing interest in waste heat. As a typical waste heat, there is industrial waste heat which is emitted from the consumption of industrial energy occupying about 45% of the total domestic energy.

산업에너지는 농업, 공업, 수산업, 임업, 광업 등 다양한 분야에서 사용되므로 배출되는 폐열의 양이 상당하다. 하지만 산업폐열은 산업 공정상에서 발생하고 에너지의 시간적 변동을 가지기 때문에 폐열의 유용성이 저하한다. Since industrial energy is used in various fields such as agriculture, industry, fisheries, forestry, and mining, the amount of waste heat discharged is considerable. However, the industrial waste heat is generated in the industrial process and it has a temporal variation of the energy, so the usability of the waste heat is decreased.

에너지 발생의 시간 변동성을 완화시키기 위해서는 별도의 축열 장치가 필요하다. 이에 산업폐열의 시간 변동성을 고려하여 열교환기에 축열기능의 탑재가 필요한 실정이다. In order to alleviate the time variability of energy generation, a separate heat storage device is required. Therefore, in consideration of the time variability of the industrial waste heat, it is necessary to install the heat storage function in the heat exchanger.

일반적인 다관형 또는 판형 열교환기는 고온의 유체와 저온의 유체가 서로 열 교환이 되도록 되어 있다. 이 때문에 2종류 이상의 유체끼리의 열교환이 이루어지려면 열교환기를 추가적으로 더 설치해야 하고, 연결 설치하는 구조이기 때문에 크기의 증대로 인하여 설치가 용이하지 못하고 에너지손실에 따른 효율 저하의 문제점이 있다.
A general multi-tubular or plate-type heat exchanger is designed such that a high-temperature fluid and a low-temperature fluid exchange heat with each other. Therefore, in order to perform heat exchange between two or more kinds of fluids, an additional heat exchanger must be additionally provided. In addition, since the heat exchanger is connected and installed, the installation is not easy due to an increase in size.

다음은 열교환기와 관련된 선행 특허기술이다.The following are prior art patents related to heat exchangers.

① 등록특허 제10-0683001호(원통형 다관식 열교환기)는 열교환기 배치형상과 관련된 기술로서, 내용에는 원통부의 양단에 상부 헤드부와 하부 헤드부와 각각 배치되고, 상기 원통부와 상부 헤드부 사이에 제 1 격막이 배치되고, 상기 원통부와 하부 헤드부 사이에 제 2 격막이 배치되므로서, 원통부의 내부공간과 상부 및 하부 헤드부의 내부공간이 구분되며, 상기 원통부에 배치되는 다수개의 튜브가 배치되는 구성이 제시되어 있다.
[Patent Document 1] Japanese Patent Application No. 10-0683001 (Cylindrical Shell Tube Heat Exchanger) is a technique related to the arrangement of heat exchangers. In the contents, an upper head portion and a lower head portion are disposed at both ends of a cylinder portion, And a second diaphragm is disposed between the cylindrical portion and the lower head portion so that the inner space of the cylindrical portion and the inner space of the upper and lower head portions are divided, A structure in which a tube is disposed is proposed.

그러나 상기 선행기술은 2 종류의 열 매체가 서로 열교환이 이루어지는 방식으로서 2 종류 이상의 유체끼리 열교환이 이루어지기 위해서는 열교환기를 추가적으로 더 설치해야 하는 문제점이 있고, 원통부에 가깝게 위치한 열 매체는 열손실이 큰 문제점이 있다.
However, in the prior art, there is a problem in that a heat exchanger is additionally installed in order to perform heat exchange between two or more kinds of fluids in a manner that heat exchange is performed between two kinds of thermal media, and a heat medium located close to the cylinder has a large heat loss There is a problem.

② 등록특허 제10-1183546호(다관형 열교환기)에는 물공급과 배출이 이루어지는 몸체와, 상기 몸체 하부에 설치되는 연소부와, 함몰홈과 돌출홈이 형성되어 있는 전열부와, 상기 몸체 상단에 설치되고 상기 전열부에서 배출된 연소가스를 상기 몸체 외부로 유도하는 연소가스배출부;를 포함하는 구성이 제시되어 있다.
(Patent Literature 10-1183546) discloses a multi-tubular heat exchanger including a body for supplying and discharging water, a combustion section provided at a lower portion of the body, a heat transfer section having a recessed groove and a protrusion groove, And a combustion gas discharge unit installed in the heat transfer unit and guiding the combustion gas discharged from the heat transfer unit to the outside of the body.

상기 선행기술은 다관형으로 이루어지고 함몰홈과 돌출홈으로 열교환 효율을 높이고자 했으나, 열교환 유체는 통상적으로 보일러에 적용되는 물과 연소가스 간의 열교환방식으로 되어 있기 때문에 이외에 또 다른 유체끼리의 열교환은 불가능한 문제점이 있다.
However, since the heat exchanging fluid is usually a heat exchanging method between water and combustion gas applied to the boiler, heat exchange between the other fluids is performed in the same manner as in the prior art. There is an impossible problem.

③ 등록특허 제10-0954439호(다중효용 판형 열교환기)에는 제 1열교환 매체가 일단에서 유입되어 길이방향으로 이동 후 타단으로 배출될 수 있도록 하는 제 1유입구와 제 1유출구 및 제 1열교환 매체와 혼합되는 제 1보충수를 유입시키는 제 1보조유입구를 천공형성하는 다수의 제 1전열판과; 제 1열교환 매체와 유입/출 방향이 반대인 제 2열교환 매체가, 일단에서 유입되어 길이방향으로 이동 후 타단으로 배출될 수 있도록 하는 제 2유입구와 제 2유출구 및 제 2열교환 매체와 혼합되는 제 2보충수를 유입시키는 제 2보조유입구를 천공형성하는 다수의 제 2전열판;으로 이루어지며, 상기 다수개의 제 1전열판과 제 2전열판이 상호간 교번을 이루며, 밀착배치되어 겹쳐지거나 또는 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중효용 판형 열교환기.
(3) In a multi-effect plate heat exchanger, a first heat exchange medium is introduced into a first heat exchange medium, a first heat exchange medium and a second heat exchange medium, A plurality of first heat transfer plates perforating a first auxiliary inlet for introducing the first makeup water to be mixed; The second heat exchange medium having the second heat exchange medium opposite to the first heat exchange medium is provided with a second inlet and a second outlet that allow the first heat exchange medium to flow in one direction, And a plurality of second heat transfer plates for perforating a second auxiliary inlet for introducing the makeup water, wherein the plurality of first heat transfer plates and the second heat transfer plates are alternately stacked and disposed in close contact with one another, Features multi-function plate heat exchanger.

상기 선행기술은 제1열교환 매체와 제1보충수는 서로 온도만 다를 뿐 같은 종류의 물로 이루어진 구성이 때문에 3종류의 열교환 매체가 열교환이 이루어지는 구성으로 볼 수 없다. 또한 상기 선행기술은 원통형 열교환기가 아닌 판형 열교환기로서, 한층 마다 1종류의 유체가 흐르는 구조로서 유체의 종류가 많아 질 수록 구조는 복잡해지고 열교환이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있다.
In the prior art, since the first heat exchange medium and the first makeup water are composed of the same kind of water only in temperature, they can not be regarded as a structure in which heat exchange is performed between the three kinds of heat exchange media. Also, the prior art is a plate heat exchanger that is not a cylindrical heat exchanger, and a structure in which one kind of fluid flows through each layer. As the kind of fluid increases, the structure becomes complicated and heat exchange is not properly performed.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems,

하나의 열교환기에서 4종류의 유체가 서로 열교환이 이루어질 수 있도록 하고 열교환기의 용도에 따라 유체를 효율적으로 배치함에 따라 축열물질 또는 산업에서 발생하는 폐열을 활용하여 에너지 절감 및 효율적으로 사용할 수 있는 이중 원통 다관형 열교환기를 제공함에 목적이 있다.
Four types of fluids can be exchanged with each other in a single heat exchanger, and the fluid can be efficiently disposed according to the purpose of the heat exchanger. Thus, the energy can be saved and utilized efficiently by utilizing waste heat generated from the heat- And a cylindrical tubular heat exchanger.

본 발명은 제A유체, 제B유체, 제C유체, 제D유체가 각각 투입되어 서로 열교환이 이루어지되, 상기 제B유체가 투입되는 제1원통부와, 상기 제1원통부 내측에 배치되어 제C유체가 유입되는 제2원통부와, 상기 제2원통부 외측 주변에 배치되어 제A유체가 유입되는 제1관로와, 상기 제2원통부 내측에 배치되어 제D유체가 유입되는 제2관로;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The present invention is characterized in that a first cylindrical portion into which the fluid A, B fluid, C fluid and D fluid are respectively introduced and heat-exchanged with each other, into which the B fluid is introduced, and a second cylindrical portion disposed inside the first cylindrical portion And a second conduit which is disposed in the periphery of the second cylindrical portion and through which the fluid A flows, and a second conduit which is disposed inside the second cylindrical portion and into which the fluid D flows, And a pipeline.

또한 상기 제A유체와 제B유체, 제B유체와 제C유체, 제C유체와 제D유체는 직접적으로 열교환이 이루어지고, 제A유체와 제C유체, 제A유체와 제D유체, 제B유체와 제D유체는 간접적으로 열교환이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
In addition, the first fluid A and the second fluid B, the second fluid B and the fluid C, the fluid C and the fluid D are directly heat-exchanged, and the fluid A and the fluid C, the fluid A and the fluid D, And the B fluid and the D fluid are indirectly heat exchanged.

또한 상기 제A유체는 고온수, 제B유체는 축열물질(PCM), 제C유체는 산업폐열, 제D유체는 냉매로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(A), the B fluid is a heat storage material (PCM), the C fluid is an industrial waste heat, and the D fluid is a refrigerant.

또한 상기 제A유체는 냉매, 제B유체는 냉각수, 제C유체는 축열물질(PCM), 제D유체는 온수로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(A) is a refrigerant, (B) is a cooling water, (C) is a heat storage material (PCM), and the D fluid is hot water.

본 발명은 하나의 열교환기에서 4종류의 유체가 서로 열교환이 이루어질 수 있도록 하고 열교환기의 용도에 따라 유체를 효율적으로 배치함에 따라 축열물질 또는 산업에서 발생하는 폐열을 활용하여 에너지 절감 및 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
In the present invention, four kinds of fluids can be heat-exchanged with each other in one heat exchanger, and the fluids are efficiently arranged according to the purpose of the heat exchanger, so that waste heat generated in the heat- Can be used as an effect.

도 1은 본 발명의 이중 원통 다관형 열교환기를 나타낸 단면도
도 2는 본 발명의 이중 원통 다관형 열교환기를 나타낸 측단면도
도 3은 본 발명의 용도에 따른 각 A,B,C,D 유체의 종류와, 종류에 따른 배치 구성의 제1실시예를 나타낸 측단면도
도 4는 도 3의 제1실시예를 나타낸 단면도
도 5는 본 발명의 용도에 따른 각 A,B,C,D 유체의 종류와, 종류에 따른 배치 구성의 제2실시예를 나타낸 측단면도
도 6은 본 발명의 제1원통부에 제2원통부가 복수로 구성되는 또 다른 실시예를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 이중 원통 다관형 열교환기의 전체적인 외형 구조를 나타낸 도면1 is a cross-sectional view of a dual cylindrical multistage heat exchanger of the present invention
Figure 2 is a side cross-sectional view of a dual cylindrical multistubular heat exchanger of the present invention;
FIG. 3 is a side sectional view showing a first embodiment of the arrangement according to the kind and type of each of A, B, C, and D fluids according to the use of the present invention.
4 is a sectional view showing the first embodiment of Fig. 3
Fig. 5 is a side sectional view showing a second embodiment of the arrangement according to the kind and type of each of the A, B, C and D fluids according to the use of the present invention
6 is a view showing still another embodiment in which a plurality of second cylindrical portions are formed in the first cylindrical portion of the present invention
7 is a view showing the entire external structure of a double cylindrical multistage heat exchanger of the present invention

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

종래의 열교환기는 2종류의 유체가 서로 열교환이 이루어지는 구조여서 2종류 이상의 유체끼리의 열교환이 이루어지려면 열교환기를 추가적으로 더 설치해야 하야는 문제점과 구조적으로 발생하는 에너지손실이 컸던 바, 본 발명의 이중 원통 다관형 열교환기를 통해서 4종류의 유체가 서로 열교환이 가능함은 물론이고 열손실을 최소화하면서 유체활용도를 높일 수 있게 되는 것이다. 또한 사용되는 유체 중 일부에 축열 물질을 이용할 경우 열에너지를 저장하는 축열조 기능을 수행할 수 있다.
The conventional heat exchanger has a structure in which two kinds of fluids are heat exchanged with each other so that a heat exchanger needs to be additionally installed in order to perform heat exchange between two or more kinds of fluids and energy loss that occurs structurally is great. Through the multi-tubular heat exchanger, it is possible to heat exchange four kinds of fluids with each other and to increase the fluid utilization while minimizing heat loss. In addition, when a heat storage material is used for a part of the fluid to be used, a heat storage tank that stores heat energy can be performed.

본 발명의 이중 원통 다관형 열교환기는 도면에 도시한 바와 같이, 제A유체, 제B유체, 제C유체, 제D유체가 각각 투입되어 서로 열교환이 이루어지되, 상기 제B유체가 투입되는 제1원통부(10)와, 상기 제1원통부(10) 내측에 배치되어 제C유체가 유입되는 제2원통부(20)와, 상기 제2원통부(20) 외측 주변에 배치되어 제A유체가 유입되는 제1관로(11)와 상기 제2원통부(20) 내측에 배치되어 제D유체가 유입되는 제2관로(21);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
As shown in the drawing, the double cylindrical multitubular heat exchanger of the present invention is characterized in that the first fluid A, the second fluid B, the second fluid C, and the fluid D fluid are respectively introduced and heat-exchanged with each other, And a second cylindrical portion (20) disposed inside the first cylindrical portion (10) and into which the C fluid flows, a second cylindrical portion (20) disposed outside the second cylindrical portion (20) And a second conduit (21) disposed inside the second cylindrical portion (20) and into which the D fluid is introduced.

본 발명은 제1원통부(10)가 열교환기의 본체를 구성하고, 상기 제1원통부(10) 보다 작은 크기의 제2원통부(20)가 일측에 삽입 돌출된 형태로 이루어져 있다. 상기 제1원통부(10)와 제2원통부(20) 사이에는 제1관로(11)가 제2원통부(20)를 중심으로 방사상으로 배치되어 있고, 제2원통부(20) 내측에는 제2관로(21)가 배치되어 있다. 또한 제1원통부(10)와 제2원통부(20)는 일측에 각각 2종류씩 유체가 유입되도록 유입구(30)가 형성되어 있고, 반대쪽에도 유입구(30)와 동일한 구조로 배출구(미도시)가 형성되어 있으며, 각각의 원통부(10)(20)는 관로의 유체와 서로 섞이지 않도록 격벽(40)이 형성되어 있다.
The present invention is characterized in that the first cylindrical portion 10 constitutes the main body of the heat exchanger and the second cylindrical portion 20 smaller in size than the first cylindrical portion 10 is inserted and projected on one side. A first channel 11 is arranged radially around the second cylindrical portion 20 between the first cylindrical portion 10 and the second cylindrical portion 20, And a second channel 21 is disposed. An inlet 30 is formed on one side of the first cylindrical portion 10 and a second cylindrical portion 20 on the opposite side so that two kinds of fluids flow into the first cylindrical portion 10 and the second cylindrical portion 20, Each of the cylindrical portions 10 and 20 is formed with a partition wall 40 so as not to be mixed with the fluid in the pipeline.

상기 제2원통부(20)는 단일로 구성될 수 있으나, 도 6에 도시한 바와 같이 복수로 구성되어 배열된 형태로 이루어지고 제1관로(11)와 제2관로(21) 역시 이와 대응되도록 제2원통부(20) 주변과 내측에 배치하여 큰 규모의 열교환기로 사용될 수 있다.
As shown in FIG. 6, the second cylindrical portion 20 may have a single structure. However, the second cylindrical portion 20 may have a plurality of the first cylindrical portion 11 and the second cylindrical portion 21, And can be used as a large-scale heat exchanger by disposing it around the second cylindrical portion 20 and inside.

본 발명은 상기 제A유체와 제B유체, 제B유체와 제C유체, 제C유체와 제D유체는 직접적으로 열교환이 이루어지고, 제A유체와 제C유체, 제A유체와 제D유체, 제B유체와 제D유체는 간접적으로 열교환이 이루어진다. 상기와 같이 각각의 모든 유체들이 직접 동시다발적으로 열교환이 이루어지지 않고 순차적으로 열교환이 이루어지도록 한 이유는 후술하는 제1실시예의 예를 들어서 상세히 설명하고자 한다.
In the present invention, the A fluid and the B fluid, the B fluid and the C fluid, the C fluid and the D fluid are directly heat exchanged, and the A fluid and the C fluid, the A fluid and the D fluid , The B fluid and the D fluid are indirectly heat exchanged. As described above, the reason why the respective fluids are sequentially and heat-exchanged without directly and simultaneously performing the heat exchange is explained in detail by taking an example of the first embodiment described later in detail.

<제1실시예> & Lt ; Embodiment 1 >

본 발명의 도면 3 내지 4는 제1실시예의 각 A,B,C,D 유체의 종류와 종류에 따른 배치 구성을 나타낸 것으로서, 고온형 히트펌프의 증발기로 사용될 경우의 예를 나타낸 것이다. 상기 제1실시예의 제A유체는 고온수, 제B유체는 축열물질(PCM), 제C유체는 산업폐열, 제D유체는 냉매로 이루어져 있다.
FIGS. 3 to 4 of the present invention show the arrangements according to kinds and kinds of fluids A, B, C and D of the first embodiment, respectively, and show an example in which the evaporator of the high temperature type heat pump is used. In the first embodiment, the A fluid is composed of high-temperature water, the B fluid is a heat storage material (PCM), the C fluid is an industrial waste heat, and the D fluid is a refrigerant.

상기 제1실시예의 각 유체를 더 설명하자면, 제A유체는 90~120℃의 온도를 가진 고온수가 사용되고, 제B유체는 축열물질로서 일반적으로 알려진 상변화물질(PCM: Phase Change Materia)이 사용되고, 제C유체는 산업폐열로서 버려진 산업에너지를 전체적으로 의미하는 것으로 그 형태는 기체 또는 액체 등 다양하게 이루어질 수 있다. 그리고 제D유체는 냉매(Refrigerant)가 사용된다.
To describe each fluid in the first embodiment, a high temperature water having a temperature of 90 to 120 DEG C is used for the fluid A, a phase change material (PCM: Phase Change Material) commonly known as heat storage material is used for the fluid B, , And the Cth fluid refers to the industrial energy abandoned as industrial waste heat as a whole, and its form can be variously made as gas or liquid. And a refrigerant is used for the D fluid.

상기 제B유체에 사용되는 축열물질(PCM)은 열 전달뿐만 아니라 열을 저장하였다가 활용하는 용도이기 때문에, 다른 유체와 다르게 최초에 투입하고 내부에 채워진 상태로 교체하기 전까지 지속적으로 사용하는 것이다.
Since the heat storage material (PCM) used for the B fluid is used not only for heat transfer but also for storing and utilizing heat, unlike other fluids, it is used continuously for the first time and until it is replaced into a filled state.

상기 제1실시예에서 각 유체들의 온도는 대략 제A유체(90~120℃), 제B유체(70~80℃), 제C유체(65~70℃), 제D유체(60℃)로 예를 들 수 있다. 상기 제A유체(고온수)는 제B유체(PCM)로 열이 전달되고 상기 제B유체(PCM)는 제C유체(산업폐열)로 열이 전달되고, 상기 제C유체(산업폐열)는 제D유체(냉매)로 열전달이 순차적으로 이루어져 최종적으로 전달된 열에 의해 제D유체(냉매)가 증발과정을 거치게 되는 것이다. In the first embodiment, the temperature of each fluid is substantially the same as that of the fluid A (90 to 120 ° C), fluid B (70 to 80 ° C), fluid C (65 to 70 ° C) For example. The heat of the A fluid (hot water) is transferred to the B fluid (PCM) and the heat of the B fluid (PCM) is transferred to the C fluid (industrial waste heat) The heat transfer is sequentially performed with the D fluid (refrigerant), and the D fluid (refrigerant) undergoes evaporation process by the finally transmitted heat.

따라서 상기 제C유체(산업폐열)의 열에너지로 제D유체(냉매)를 증발시키는데 있어서 충분하지 못하였을 때(산업폐열의 온도가 열교환기 입구에서 60℃ 이하로 내려갔을 경우) 제C유체(산업폐열)는 제B유체(PCM)에서 열을 전달받아 제D유체(냉매)를 증발시키기 위한 온도로 조절이 가능하다. 아울러 제C유체(산업폐열)의 공급온도가 제D유체(냉매)를 충분히 증발시키고도 남을 정도라면 남은 열은 제B유체(PCM)에 전달하여 저장할 수 있다.
Therefore, when the heat energy of the C fluid (industrial waste heat) is not enough to evaporate the D fluid (refrigerant) (when the temperature of the industrial waste heat has dropped below 60 ° C at the inlet of the heat exchanger) Waste heat) can be adjusted to a temperature for evaporating the D fluid (refrigerant) by receiving heat from the B fluid PCM. In addition, if the supply temperature of the C fluid (industrial waste heat) sufficiently evaporates the D fluid (refrigerant), the remaining heat can be transferred to the B fluid (PCM) and stored.

이와 같이 원통부와 관로를 구성하고 4종류의 유체를 적절한 위치에 배치함으로써, (산업폐열)의 열에너지를 회수하여 활용할 수 있고 고온수의 열은 축열물질(PCM)에서 열손실을 최소화하면서 열을 저장하고 냉매가 증발될 수 있도록 한 적절한 온도를 전달할 수 있는 것이다.
By constructing the cylindrical part and the pipeline and arranging the four kinds of fluids at appropriate positions, the heat energy of the industrial waste heat can be recovered and utilized, and the heat of the high temperature water can be utilized for minimizing heat loss in the heat accumulating material (PCM) It is possible to store and deliver an appropriate temperature such that the refrigerant can evaporate.

<제2실시예> & Lt ; Embodiment 2 >

본 발명의 도면 5는 제2실시예의 각 A,B,C,D 유체의 종류와, 종류에 따른 배치 구성을 나타낸 것으로서, 고온형 히트펌프의 응축기로 사용될 경우의 예를 나타낸 것이다. 즉, 제A유체는 냉매, 제B유체는 냉각수, 제C유체는 축열물질(PCM), 제D유체는 온수로 이루어져 있다.
5 of the present invention shows an arrangement in accordance with kinds and types of fluids A, B, C and D of the second embodiment, and shows an example of a case where it is used as a condenser of a high-temperature type heat pump. That is, the first fluid A is a refrigerant, the second fluid B is a cooling water, the C fluid is a heat storage material (PCM), and the D fluid is hot water.

상기 제2실시예는 제B유체(냉각수)가 고온의 제A유체(냉매)에서 열을 빼앗아 제A유체(냉매)가 응축될 수 있도록 하는 것으로, 이때 제C유체(PCM)는 온도가 올라간 상태의 제B유체(냉각수)로부터 전달받은 열을 제D유체(온수)로 전달하여 따듯한 물을 사용할 때 유용하게 사용할 수 있다.
In the second embodiment, the B fluid (cooling water) deprives the A fluid (refrigerant) of high temperature to condense the A fluid (refrigerant), wherein the C fluid (PCM) (Hot water) by transferring the heat transferred from the B-th fluid (cooling water) in the state to the D fluid (hot water).

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 각 유체의 종류 및 배치에 따른 설명을 하였지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 용도에 따라 각 유체의 종류 및 배치는 얼마든지 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
While the present invention has been described with reference to the above embodiments and the types and arrangements of the fluids, various types and arrangements of fluids can be variously modified within the scope of the present invention, to be.

10 : 제1원통부
11 : 제1관로
20 : 제2원통부
21 : 제2관로
30 : 통로
40 : 격벽10:
11: first channel
20: a second cylindrical portion
21: second channel
30: passage
40:

Claims (4)

삭제delete 삭제delete 제A유체, 제B유체, 제C유체, 제D유체가 각각 투입되어 서로 열교환이 이루어지되,
상기 제B유체가 투입되는 제1원통부(10)와,
상기 제1원통부 내측에 배치되어 제C유체가 유입되는 제2원통부(20)와,
상기 제2원통부 외측 주변에 배치되어 제A유체가 유입되는 제1관로(11)와,
상기 제2원통부 내측에 배치되어 제D유체가 유입되는 제2관로(21);를 포함하고,
상기 제1관로(11)는 제2원통부(20)를 중심으로 방사상으로 배치되며, 각각의 원통부(10)(20)는 관로의 유체와 서로 섞이지 않도록 격벽(40)이 형성되고,
상기 제A유체와 제B유체, 제B유체와 제C유체, 제C유체와 제D유체는 직접적으로 열교환이 이루어지고, 제A유체와 제C유체, 제A유체와 제D유체, 제B유체와 제D유체는 간접적으로 열교환이 이루어지도록 하고,
상기 제A유체는 고온수, 제B유체는 축열물질(PCM), 제C유체는 산업폐열, 제D유체는 냉매로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 원통 다관형 열교환기


The A fluid, the B fluid, the C fluid, and the D fluid are injected into each other to perform heat exchange with each other,
A first cylindrical portion 10 into which the B fluid is introduced,
A second cylindrical portion 20 disposed inside the first cylindrical portion to receive the C fluid,
A first conduit (11) disposed around the outside of the second cylindrical portion and through which the fluid A flows,
And a second conduit (21) disposed inside the second cylindrical portion and through which the D fluid flows,
The first conduits 11 are arranged radially with respect to the second cylindrical portion 20 and the cylindrical portions 10 and 20 are formed with partition walls 40 so as not to be mixed with the fluid in the conduit,
The first fluid A and the second fluid B are directly subjected to heat exchange, and the first fluid A and the second fluid C, the fluid A and the fluid D, and the fluid B, The fluid and the D fluid are indirectly heat exchanged,
Wherein the first fluid is a high temperature water, the second fluid is a heat storage material (PCM), the second fluid is an industrial waste heat, and the second fluid is a refrigerant.


제A유체, 제B유체, 제C유체, 제D유체가 각각 투입되어 서로 열교환이 이루어지되,
상기 제B유체가 투입되는 제1원통부(10)와,
상기 제1원통부 내측에 배치되어 제C유체가 유입되는 제2원통부(20)와,
상기 제2원통부 외측 주변에 배치되어 제A유체가 유입되는 제1관로(11)와,
상기 제2원통부 내측에 배치되어 제D유체가 유입되는 제2관로(21);를 포함하고,
상기 제1관로(11)는 제2원통부(20)를 중심으로 방사상으로 배치되며, 각각의 원통부(10)(20)는 관로의 유체와 서로 섞이지 않도록 격벽(40)이 형성되고,
상기 제A유체와 제B유체, 제B유체와 제C유체, 제C유체와 제D유체는 직접적으로 열교환이 이루어지고, 제A유체와 제C유체, 제A유체와 제D유체, 제B유체와 제D유체는 간접적으로 열교환이 이루어지도록 하고,
상기 제A유체는 냉매, 제B유체는 냉각수, 제C유체는 축열물질(PCM), 제D유체는 온수로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 원통 다관형 열교환기The A fluid, the B fluid, the C fluid, and the D fluid are injected into each other to perform heat exchange with each other,
A first cylindrical portion 10 into which the B fluid is introduced,
A second cylindrical portion 20 disposed inside the first cylindrical portion to receive the C fluid,
A first conduit (11) disposed around the outside of the second cylindrical portion and through which the fluid A flows,
And a second conduit (21) disposed inside the second cylindrical portion and through which the D fluid flows,
The first conduits 11 are arranged radially with respect to the second cylindrical portion 20 and the cylindrical portions 10 and 20 are formed with partition walls 40 so as not to be mixed with the fluid in the conduit,
The first fluid A and the second fluid B are directly subjected to heat exchange, and the first fluid A and the second fluid C, the fluid A and the fluid D, and the fluid B, The fluid and the D fluid are indirectly heat exchanged,
Wherein the first fluid is a refrigerant, the second fluid is a cooling fluid, the second fluid is a heat storage material (PCM), and the second fluid is a hot water.
KR1020160016930A 2016-02-15 2016-02-15 multi-tube exchanger with double shell KR101725717B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160016930A KR101725717B1 (en) 2016-02-15 2016-02-15 multi-tube exchanger with double shell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160016930A KR101725717B1 (en) 2016-02-15 2016-02-15 multi-tube exchanger with double shell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101725717B1 true KR101725717B1 (en) 2017-04-12

Family

ID=58580179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160016930A KR101725717B1 (en) 2016-02-15 2016-02-15 multi-tube exchanger with double shell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101725717B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190020247A (en) 2017-08-18 2019-02-28 주식회사 디엠에스 Heat exchanger and manufacturing method thereof, heat exchanger module and manufacturing method thereof
CN111006525A (en) * 2019-12-14 2020-04-14 安徽省金宜食品有限公司 Refrigerator waste heat utilization device for beverage production

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5987572U (en) * 1982-11-30 1984-06-13 カルソニックカンセイ株式会社 double oil cooler
JP2005315459A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Honda Motor Co Ltd Heat exchanger

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5987572U (en) * 1982-11-30 1984-06-13 カルソニックカンセイ株式会社 double oil cooler
JP2005315459A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Honda Motor Co Ltd Heat exchanger

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190020247A (en) 2017-08-18 2019-02-28 주식회사 디엠에스 Heat exchanger and manufacturing method thereof, heat exchanger module and manufacturing method thereof
CN111006525A (en) * 2019-12-14 2020-04-14 安徽省金宜食品有限公司 Refrigerator waste heat utilization device for beverage production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4842053A (en) Heat exchanger using heat pipes
CN106091759B (en) Separating type heat pipe evaporator heated by rotating flow
US4084546A (en) Heat exchanger
CN101245971A (en) Enclosed cavity type heat exchanger
CN201628245U (en) Steam air heater
CN102620587A (en) Tube shell type pulsating heat pipe heat exchanger
KR101725717B1 (en) multi-tube exchanger with double shell
US20230168045A1 (en) Heat pipe and geothermal energy collecting device
CN103267430A (en) Large continuous air supply type air-heated vaporizer
CN104390492A (en) Horizontal type double phase change heat exchanger
CN100443850C (en) Heat pipe type solid phase powder heat exchange system
CN204923593U (en) Gravity recycling formula evaporimeter
CN201028489Y (en) Boiler used for waste heat recovery in synthesis of chloroethylene
CN110595114A (en) Micro-channel condenser for circulating air source heat pump water heater
CN106017164A (en) Waste gas afterheat recovery heat exchanger
CN105333753A (en) Efficient heat exchanger
US20190137191A1 (en) Thermal Capacitor
CN102288062B (en) Sealed pipe plate for heat exchanger
CN205090407U (en) Coiled heat exchange device
CN212645450U (en) Horizontal stacked multi-tube pass heat exchanger
CN204177245U (en) Horizontal pair of phase-change heat-exchanger
CN203719489U (en) Double-phase-change latent heat exchanger
CN204359169U (en) A kind of horizontal pair of phase-change heat-exchanger
CN110578915B (en) Steam generator with preheater and superheater
US4886111A (en) Heat pipe type heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant