KR101982587B1 - Evaporator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 증발기에 관한 것으로, 더욱 상세하게 2열 튜브로 구성되며 냉매의 흐름이 6패스를 이루는 증발기에 있어서, 제6패스와 제5패스의 후열 튜브 개수가 동일하게 구성되되, 제6패스의 튜브가 후열 전체 튜브 개수의 1/3 이하를 이루도록 형성되어 과열부인 제6패스의 냉매측 압력강하를 증대시킴으로써, 과열부의 냉매 온도를 저하시키고, 이로 인해 성능 및 온도분포를 개선시킬 수 있는 증발기에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporator, and more particularly to an evaporator in which the flow of refrigerant is composed of a two-row tube and the flow of the refrigerant is six passes, wherein the number of the rear tubes of the sixth and fifth passes is the same, The tube is formed so as to be equal to or less than 1/3 of the total number of the rear heating tubes to increase the pressure drop on the refrigerant side in the sixth pass as the superheating portion so as to lower the refrigerant temperature of the superheating portion and thereby improve the performance and the temperature distribution. .
Description
본 발명은 증발기에 관한 것으로, 더욱 상세하게 2열 튜브로 구성되며 냉매의 흐름이 6패스를 이루는 증발기에 있어서, 제6패스와 제5패스의 후열 튜브 개수가 동일하게 구성되되, 제6패스의 튜브가 후열 전체 튜브 개수의 1/3 이하를 이루도록 형성되어 과열부인 제6패스의 냉매측 압력강하를 증대시킴으로써, 과열부의 냉매 온도를 저하시키고, 이로 인해 성능 및 온도분포를 개선시킬 수 있는 증발기에 관한 것이다.
The present invention relates to an evaporator, and more particularly to an evaporator in which the flow of refrigerant is composed of a two-row tube and the flow of the refrigerant is six passes, wherein the number of the rear tubes of the sixth and fifth passes is the same, The tube is formed so as to be equal to or less than 1/3 of the total number of the rear heating tubes to increase the pressure drop on the refrigerant side in the sixth pass as the superheating portion so as to lower the refrigerant temperature of the superheating portion and thereby improve the performance and the temperature distribution. .
차량용 공조장치는, 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 우천 시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는, 통상, 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 자동차의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 환기한다.Background Art [0002] A vehicle air conditioner is an automobile interior product installed for the purpose of enabling a driver to secure front and rear vision by removing air from the windshield during rainy weather or winter season by cooling or heating the interior of the automobile in the summer or winter season, Such an air conditioner usually has a heating system and a cooling system at the same time so that the outside air or the inside is selectively introduced to heat or cool the air and then air is blown into the interior of the automobile to cool,
이러한 공조장치의 일반적인 냉동사이클은 주변으로부터 열을 흡수하는 증발기, 냉매를 압축하는 압축기, 주변으로 열을 방출하는 응축기, 냉매를 팽창시키는 팽창밸브로 구성된다. 냉각 시스템에서는, 상기 증발기로부터 압축기로 유입되는 기체 상태의 냉매는 압축기에서 고온 및 고압으로 압축되고, 상기 압축된 기체 상태의 냉매가 응축기를 통과하면서 액화되는 과정에서 주변으로 액화열이 방출되며, 상기 액화된 냉매가 다시 팽창밸브를 통과함으로써 저온 및 저압의 습포화 증기 상태가 된 후, 다시 증발기로 유입되어 기화하며 주변으로부터 기화열을 흡수함으로써 주변 공기를 냉각하고, 이를 통해, 자동차 실내를 냉방한다.A typical refrigeration cycle of such an air conditioner is composed of an evaporator for absorbing heat from the surroundings, a compressor for compressing the refrigerant, a condenser for releasing heat to the surroundings, and an expansion valve for expanding the refrigerant. In the cooling system, the gaseous refrigerant flowing into the compressor from the evaporator is compressed to a high temperature and a high pressure in the compressor, and the refrigerant in the gaseous state in the condensed state is discharged while being liquefied while passing through the condenser, The refrigerant passes through the expansion valve again to become a low-temperature and low-pressure humidified vapor state, and then flows into the evaporator again to vaporize and absorb the heat of vaporization from the surroundings, thereby cooling the surrounding air and thereby cooling the interior of the vehicle.
이러한 냉각 시스템에 사용되는 응축기, 증발기 등이 대표적인 열교환기로서, 열교환기 외부의 공기와 열교환기 내부의 열교환매체, 즉 냉매 사이에 보다 효과적으로 열교환을 일으키기 위한 많은 연구가 꾸준히 이루어져 오고 있다. 실내의 냉방에 있어 가장 직접적인 효과가 드러나는 것은 증발기 효율인 바, 특히 증발기의 열교환효율을 개선하기 위한 다양한 구조적 연구 개발이 이루어지고 있다.As a representative heat exchanger used in such a cooling system, there have been a lot of studies for more effectively exchanging heat between the air outside the heat exchanger and the heat exchange medium inside the heat exchanger, that is, the refrigerant. The most direct effect of indoor cooling is manifested by evaporator efficiency, and various structural research and development have been conducted to improve the heat exchange efficiency of the evaporator.
국내공개특허 제2005-0104072호(공개일 2005.11.02, 명칭 : 열교환기)에는 입구파이프를 통해 유입된 냉매의 유동저항으로 인한 압력손실을 최소화하여 열교환성능을 향상시키는 증발기가 개시된 바 있다.Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2005-0104072 (published on November 11, 2005, entitled: Heat Exchanger) discloses an evaporator that improves heat exchange performance by minimizing pressure loss due to flow resistance of refrigerant flowing through an inlet pipe.
또 다른 예로, 도 1은 종래의 증발기를 나타낸 사시도 및 열교환매체 흐름 개략도이다.As another example, Figure 1 is a perspective view of a conventional evaporator and a heat exchange medium flow schematic.
상기 도 1, 및 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 증발기는 격벽(11)에 의해 적어도 하나 이상의 격실이 형성되고 일정거리 이격되어 나란히 배치되며 입구 파이프(30) 및 출구 파이프(40)가 각각 형성된 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20); 상기 제1헤더탱크(10) 또는 제2헤더탱크(20) 내부에 구비되어 열교환매체의 유동을 조절하는 배플(12); 상기 제1헤더탱크(10) 및 제2헤더탱크(20)에 연결되어 상기 입구 파이프(30)와 연통되는 제1열과 상기 출구 파이프(40)와 연통되는 제2열을 형성하는 복수개의 튜브(50); 상기 제1헤더탱크(10) 내부에 상기 제1열과 제2열의 일정 영역을 연통시키는 연통부(13); 및 상기 튜브(50) 사이에 적층되는 복수개의 핀(60); 을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.The conventional evaporator as shown in FIG. 1 and FIG. 2 has at least one compartment formed by the
상기 증발기는 상기 배플이 상기 제1헤더탱크 또는 제2헤더탱크의 폭방향으로 상기 제1열 및 제2열에 걸쳐 형성된다.The evaporator is formed such that the baffle extends over the first and second rows in the width direction of the first header tank or the second header tank.
도 3은 도 1에 도시한 증발기의 열교환매체 흐름 개략도로 6패스를 갖는 예를 도시하였다.FIG. 3 is a schematic view of the heat exchange medium flow of the evaporator shown in FIG. 1, showing an example having six passes.
도 3을 참조로 열교환매체의 흐름을 설명하면, 상기 입구파이프를 통해 제1헤더탱크로 유입된 열교환매체는 제1열의 제1배플이 형성된 영역까지 상기 제1헤더탱크의 길이방향으로 이동하면서 상기 제1열 튜브를 통해 상기 제2헤더탱크로 유입되고(제1패스), 상기 제2헤더탱크로 유입된 열교환매체는 제2배플이 형성된 영역까지 상기 제2헤더탱크의 길이방향으로 이동하면서 상기 제1열 튜브를 통해 상기 제1헤더탱크로 유입되며(제2패스), U-턴되어 상기 제1열의 튜브를 통해 다시 상기 제2헤더탱크로 유입되고(제3패스), 연통부를 통해 상기 제2열의 제2헤더탱크로 이동되어 상기 제2열의 튜브를 통해 상기 제1헤더탱크로 유입되며(제4패스), 제2열의 제1배플이 형성된 영역까지 상기 제1헤더탱크의 길이방향으로 이동하면서 상기 제2열 튜브를 통해 상기 제2헤더탱크로 유입되고(제5패스), U-턴되어 상기 제2열의 튜브를 통해 다시 상기 제1헤더탱크로 유입되어 상기 출구파이프를 통해 배출된다.3, the heat exchange medium flowing into the first header tank through the inlet pipe moves in the longitudinal direction of the first header tank to a region where the first baffle of the first row is formed, The heat exchanging medium flowing into the second header tank flows through the first column tube into the second header tank and flows into the second header tank through the second header tank, (Second pass) through the first column tube (U-turn) and flows into the second header tank again through the first column tube (third pass) and flows through the first header tube Is moved to the second header tank of the second row and flows into the first header tank through the second row of tubes (fourth pass), to the region where the first baffle of the second row is formed, in the longitudinal direction of the first header tank Through the second column tube while moving, It flows into the further tank (fifth pass), is turned U- is again introduced into the first header tank through the second column tube and is discharged through the outlet pipe.
그러나 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 증발기는 출구측에 인접한 영역(S라고 표시된 영역)의 온도가 증가되어 상기 영역을 통과하는 공기의 온도가 다른 영역을 통과하는 공기의 온도와 차이가 유발될 수 있는 문제점이 있다.However, in the evaporator as shown in Figs. 1 to 3, since the temperature of the region adjacent to the outlet side (the region indicated by S) is increased and the temperature of the air passing through the region differs from the temperature of the air passing through the other region There is a problem.
즉, 전체 증발기를 통과한 공기의 온도 분포가 불균일해질 수 있어 사용자의 냉방 쾌적성을 저하시킬 수 있다.That is, the temperature distribution of the air passing through the entire evaporator can be made non-uniform, and the cooling comfort of the user can be lowered.
이에 따라, 열교환효율을 높이면서도, 전체 온도의 균일성을 향상시킬 수 있는 증발기의 개발이 요구되고 있다.
Accordingly, development of an evaporator capable of improving the uniformity of the entire temperature while increasing the heat exchange efficiency has been demanded.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 2열 튜브로 구성되며 냉매의 흐름이 6패스를 이루는 증발기에 있어서, 제6패스와 제5패스의 후열 튜브 개수가 동일하게 구성되되, 제6패스의 튜브가 후열 전체 튜브 개수의 1/3 이하를 이루도록 형성되어 과열부인 제6패스의 냉매측 압력강하를 증대시킴으로써, 과열부의 냉매 온도를 저하시키고, 이로 인해 성능 및 온도분포를 개선시킬 수 있는 증발기를 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide an evaporator in which the flow of refrigerant is composed of a two-row tube and the flow of the refrigerant is six passes, and the number of the rear tubes of the sixth pass and the fifth pass is The sixth pass tube is formed so as to be equal to or less than 1/3 of the total number of the rear heat pipes to increase the pressure drop on the refrigerant side in the sixth pass which is the overheat section to lower the refrigerant temperature of the superheat section, And to provide an evaporator capable of improving the temperature distribution.
본 발명의 증발기는 구획부(130)에 의해 내부 공간이 공기유동방향으로 전열 및 후열로 구획되되, 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 상부탱크(110) 및 하부탱크(120); 상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)의 구획된 공간에 각각 양단이 고정되어 열교환매체가 유동되며, 2열로 배치되는 복수개의 튜브(200); 상기 튜브(200) 사이에 개재되는 핀(300); 상기 상부탱크(110)의 전열 및 후열에 구비되는 제1전열배플(411) 및 제1후열배플(412); 상기 하부탱크(120)의 전열 및 후열에 구비되는 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422); 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)의 전열에 형성되는 입구파이프(500); 및 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120) 후열에 형성되는 출구파이프(600); 를 포함하여 형성되며, 열교환매체의 흐름이 6개의 패스를 이루는 증발기(1)에 있어서, 상기 증발기(1)는 후열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입된 열교환매체가 상기 출구파이프(600)로 배출되는 제6패스(P6)와, 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)의 열교환매체가 후열의 튜브(200)를 거쳐 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입된 다음 상기 제6패스(P6)를 거치게 되는 제5패스(P5)의 후열 튜브(200) 개수가 동일하게 구성되는 것을 특징으로 한다.The evaporator of the present invention includes an upper tank (110) and a lower tank (120) partitioned by a partition (130) into an inner space and a rear row in the air flow direction and spaced apart from each other by a predetermined distance. A plurality of
또한, 상기 증발기(1)는 상기 제6패스(P6)의 튜브가 후열 전체 튜브(200) 개수의 13~31%를 이루는 것을 특징으로 한다.The
또한, 상기 증발기는 상기 입구파이프(500)로부터 유입된 열교환매체가 전열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제1패스(P1) 및 상기 제6패스(P6)의 튜브(200) 개수가 동일하게 형성되고, 상기 제1패스(P1)를 지난 열교환매체가 전열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제2패스(P2) 및 상기 제5패스(P5)의 튜브(200) 개수가 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.The evaporator may include a first path P1 through which the heat exchange medium introduced from the
또한, 상기 증발기(1)는 상기 제2패스(P2)를 지난 열교환매체가 상기 전열 튜브(200)를 거쳐 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제3패스(P3)가 전열 튜브(200) 개수의 1/3 이상이며, 상기 제3패스(P3)를 지난 열교환매체가 상기 하부탱크(120)의 격벽(210) 상 형성된 연통홀을 통해 상기 후열 튜브(200)를 거쳐 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제4패스(P4)가 후열 튜브(200) 개수의 1/3이상인 특징으로 한다.The
또한, 상기 증발기(1)는 상기 튜브(200)가 복수의 격벽(210)으로 구성된 압출튜브(200)이며, 상기 튜브(200)의 수력직경(Dh)이 0.5~3.0mm인 것을 특징으로 한다.
또한, 구획부(130)에 의해 내부 공간이 공기유동방향으로 전열 및 후열로 구획되되, 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 상부탱크(110) 및 하부탱크(120); 상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)의 구획된 공간에 각각 양단이 고정되어 열교환매체가 유동되며, 2열로 배치되는 복수개의 튜브(200); 상기 튜브(200) 사이에 개재되는 핀(300); 상기 상부탱크(110)의 전열 및 후열에 구비되는 제1 전열배플(411) 및 제1후열배플(412); 상기 하부탱크(120)의 전열 및 후열에 구비되는 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422); 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)의 전열에 형성되는 입구파이프(500); 및 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120) 후열에 형성되는 출구파이프(600); 를 포함하여 형성되며, 열교환매체의 흐름이 6개의 패스를 이루는 증발기(1)에 있어서, 상기 증발기(1)는 전열의 튜브(200)를 통과한 열교환매체가 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제4패스(P4)와, 제4패스(P4)를 통과한 열교환매체가 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제5패스(P5)와, 제5패스(P5)를 통과한 열교환 매체가 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)를 거쳐 출구파이프(600)로 배출되는 제6패스(P6)를 포함하며, 상기 제4패스(P4)를 형성하는 후열의 튜브(200) 개수가 상기 제5패스(P5) 및 상기 제6패스(P6)를 형성하는 후열의 튜브(200)의 개수보다 많고, 상기 제5패스(P5)를 형성하는 후열의 튜브(200) 개수와 상기 제6패스(P6)를 형성하는 후열의 튜브(200) 개수가 서로 동일하게 구성되는 것을 특징으로 하는, 증발기.The
Further, the
본 발명의 증발기는 2열 튜브로 구성되며 냉매의 흐름이 6패스를 이루는 증발기에 있어서, 제6패스와 제5패스의 후열 튜브 개수가 동일하게 구성되되, 제6패스의 튜브가 후열 전체 튜브 개수의 1/3 이하를 이루도록 형성되어 과열부인 제6패스의 냉매측 압력강하를 증대시킴으로써, 과열부의 냉매 온도를 저하시키고, 이로 인해 성능 및 온도분포를 개선시킬 수 있는 장점이 있다.The evaporator of the present invention is composed of two rows of tubes, and the flow of the refrigerant is six passes. The evaporator of the sixth and seventh passes has the same number of the tubes of the fifth pass, The temperature of the refrigerant in the sixth pass is increased to lower the temperature of the refrigerant in the superheating portion, thereby improving the performance and the temperature distribution.
더욱 자세히 설명하면, 종래의 6패스 증발기는 각 패스의 튜브 개수를 등분하여 구성되었는데, 이 경우 출구측 패스인 제6패스의 영역이 과열되어 냉각 성능이 저하되는 것을 개선하기 위해, 본 발명은 과열부인 제6패스의 냉매측 압력강하를 증대시키기 위해 제6패스의 튜브 개수를 1/3이하로 제한함으로써 과열부의 냉매온도를 저하시킬 수 있다.In detail, the conventional six-pass evaporator is constituted by equally dividing the number of tubes of each pass. In order to solve the problem that the area of the sixth pass, which is an exit-side pass, is overheated and the cooling performance is lowered, The number of tubes in the sixth pass is limited to 1/3 or less in order to increase the pressure drop on the refrigerant side of the sixth pass, so that the temperature of the refrigerant in the superheat can be lowered.
이때, 본 발명은 제1패스와 제2패스, 제5패스와 제6패스의 튜브 개수를 동일하게 구성하여 기존대비 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.At this time, the number of tubes of the first pass, the second pass, the fifth pass, and the sixth pass may be made the same, and the performance may be further improved.
또한, 본 발명은 튜브가 복수의 격벽으로 구성된 압출튜브로, 튜브의 수력직경(Dh)을 0.5~3.0mm으로 한정함으로써, 증발기 성능의 상승효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
In addition, the present invention can further improve the synergistic effect of the evaporator performance by limiting the hydraulic diameter (Dh) of the tube to 0.5 to 3.0 mm with the tube being an extruded tube composed of a plurality of partition walls.
도 1 및 도 2는 종래의 증발기를 나타낸 사시도 및 분해사시도.
도 3은 도 1의 증발기에서 냉매의 흐름을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 증발기를 나타낸 부분 분해사시도.
도 5는 도 4의 증발기에서 냉매의 흐름을 나타낸 개략도.
도 6은 도 5의 정면도.
도 7은 제5패스 및 제6패스의 튜브 수에 따른 냉방 성능을 비교한 표.
도 8은 또 다른 실시예의 증발기에서 냉매의 흐름을 나타낸 개략도.
도 9는 또 다른 실시예의 증발기를 나타낸 부분 분해사시도.
도 10은 종래의 증발기와 본 발명의 증발기의 과열부 특징을 나타낸 PH선도.
도 11은 본 발명에 따른 증발기의 튜브를 나타낸 사시도 및 단면도.
도 12는 본 발명에 따른 증발기에서 전체 튜브 개수 대비 제6패스의 튜브 비율과, 튜브의 수력직경에 따른 성능을 나타낸 그래프.
도 13은 본 발명에 따른 증발기에서 전체 튜브 개수 대비 제6패스의 튜브 비율과, 튜브의 수력직경에 따른 표면 온도 분포차를 나타낸 그래프.1 and 2 are a perspective view and an exploded perspective view of a conventional evaporator;
3 is a flow chart illustrating the flow of refrigerant in the evaporator of FIG.
4 is a partially exploded perspective view showing an evaporator according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing the flow of refrigerant in the evaporator of FIG. 4;
Figure 6 is a front view of Figure 5;
7 is a table comparing the cooling performance according to the number of tubes in the fifth pass and the sixth pass.
8 is a schematic diagram illustrating the flow of refrigerant in an evaporator of yet another embodiment.
9 is a partially exploded perspective view showing an evaporator of still another embodiment.
10 is a PH diagram showing characteristics of a superheating part of a conventional evaporator and an evaporator of the present invention.
11 is a perspective view and a cross-sectional view of a tube of an evaporator according to the present invention.
12 is a graph showing performance according to the tube ratio of the sixth pass relative to the total number of tubes and the hydraulic diameter of the tube in the evaporator according to the present invention.
13 is a graph showing the difference in surface temperature distribution according to the tube ratio of the sixth pass relative to the total number of tubes and the hydraulic diameter of the tube in the evaporator according to the present invention.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 증발기를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the evaporator of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 증발기(1)는 상부탱크(110), 하부탱크(120), 튜브(200), 핀(300), 제1전열배플(411), 제1후열배플(412), 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422) 입구파이프(500) 및 출구파이프(600)를 포함하여 형성된다.The
상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)는 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 구성으로서, 헤더 및 탱크의 결합에 의해 형성될 수 있다.The
이때, 상기 헤더는 중앙 영역에 길이방향으로 길게 2개의 공간으로 구획하는 구획부(130)가 형성되어 내부 공간이 공기유동방향으로 전열 및 후열로 구획되며, 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)의 구획부(130) 중 어느 하나에 중공되어 형성되는 연통홀이 형성되어 전열 및 후열의 냉매가 연통될 수 있도록 형성된다.At this time, the header has a dividing
상기 튜브(200)는 상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)의 구획된 공간에 각각 양단이 고정되어 냉매가 유동되는 구성으로서, 상기 상부탱크(110) 및 하부탱크(120)와 함께 2열로 배치된다.The
본 발명에서 전열 튜브(200)는 도면에서 후측에 위치되는 구성이며, 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)의 전열에 형성되는 입구파이프(500)에서 유입된 냉매가 유동되고, 후열 튜브(200)는 도면에서 전측에 위치되는 구성으로, 전열 튜브(200)를 통과한 냉매가 상기 연통홀을 통해 후열 튜브(200)에 유동되어 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)의 후열에 형성되는 출구파이프(600)로 배출된다.In the present invention, the
상기 제1전열배플(411) 및 제1후열배플(412)은 상기 상부탱크(110)의 전열 및 후열에 구비되어 냉매의 유동을 조절하며, 상기 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422)은 상기 하부탱크(120)의 전열 및 후열에 구비되어 냉매의 유동을 조절한다.The first
이때, 본 발명의 증발기(1)는 제1전열배플(411), 제1후열배플(412), 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422)에 의해 냉매의 흐름이 6개의 패스를 이루는데, 도 5는 상기 상부탱크(110)의 전열에 입구파이프(500)가 형성되고, 상기 상부탱크(110)의 후열에 출구파이프(600)가 형성되는 경우의 6 패스를 나타내며, 도 8은 상기 하부탱크(120)의 전열에 입구파이프(500)가 형성되고, 상기 하부탱크(120)의 후열에 출구파이프(600)가 형성되는 경우의 6패스를 나타낸다.At this time, the
도 5 및 도 8에서 나타낸 바와 같이 6개의 패스를 갖는 증발기(1)는 출구파이프(600) 측 냉매의 온도가 다른 영역보다 높게 나타나는 과열 현상이 일어나게 되는데, 본 발명은 출구파이프(600) 측에 가장 인접한 패스인 제6패스(P6)에 위치한 튜브(200)의 개수가 후열 튜브(200) 개수의 1/3 이하가 되도록 하여 출구부에 인접한 튜브(200) 개수를 기존보다 감소시킴으로써, 냉매측 압력강하를 증대시키고, 도 8과 같은 PH선도 특성에 따라 과열부의 온도를 더 낮출 수 있다.As shown in FIGS. 5 and 8, the
즉, 본 발명의 증발기(1)는 PH 선도에서 출구측에 해당하는 과열구간의 압력 강하를 증대시켜, 도 8의 예에서 보는 바와 같이, 증발기(1)를 통과하는 냉매의 온도를 기존 2~8℃에서 2~4℃ 영역이 되도록 함으로써, 전반적으로 온도 분포가 개선되도록 하였다.That is, in the
더욱 구체적으로 한정한다면, 본 발명의 증발기(1)는 후열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입된 열교환매체가 상기 출구파이프(600)로 배출되는 제6패스(P6)의 튜브(200)가 후열 전체 튜브(200) 개수의 13~31%를 이루는 것을 특징으로 하며, 이 수치에 대한 근거는 아래에서 도 11 및 도 12를 근거로 다시 설명하기로 한다.The
또한, 후술되는 설명은 도 5에 도시된 실시예를 기준으로 설명하기로 한다.The following description will be made on the basis of the embodiment shown in Fig.
먼저, 도 5를 참고로 각 패스에 대해 설명하면 상기 입구파이프(500)를 통해 상부탱크(110)로 유입된 냉매는 전열의 제1-1배플(411)이 형성된 영역까지 상기 상부탱크(110)의 길이방향으로 이동하면서 전열 튜브(200)를 통해 상기 하부탱크(120)로 유입되고(제1패스(P1)), 상기 하부탱크(120)로 유입된 열교환매체는 제2-1배플(421)이 형성된 영역까지 상기 하부탱크(120)의 길이방향으로 이동하면서 전열 튜브(200)를 통해 상기 상부탱크(110)로 유입되며(제2패스(P2)), U-턴되어 전열 튜브(200)를 통해 다시 상기 하부탱크(120)로 유입되고(제3패스(P3)), 상기 하부탱크(120)의 구획부(130)에 형성된 연통부(140)를 통해 후열의 하부탱크(120) 영역으로 이동되어 후열 튜브(200)를 통해 상기 상부탱크(110)로 유입되며(제4패스(P4)), 후열의 제1-2배플(412)이 형성된 영역까지 상기 상부탱크(110)의 길이방향으로 이동하면서 후열 튜브(200)를 통해 상기 하부탱크(120)로 유입되고(제5패스(P5)), U-턴되어 후열의 튜브(200)를 통해 다시 상기 상부탱크(110)로 유입되어 상기 출구파이프(600)를 통해 배출된다.5, the refrigerant introduced into the
본 발명의 증발기(1)는 도 9와 같이, 제1전열배플(411), 제1후열배플(412), 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422) 위치를 다르게 하여 상기 제1 내지 제6패스(P1~P6)의 튜브 개수를 각각 조절할 수 있다.9, the
한편, 도 6은 도 5의 정면도로, 후열의 냉매 패스에서 각 패스에 위치된 튜브(200) 개수의 비율을 보면 제4패스(P4) : 제5패스(P5) : 제6패스(P6) = 7 : 4 : 4이다.5, the fourth pass P4: the fifth pass P5: the sixth pass P6, the fourth pass P4, the fifth pass P5, the sixth pass P6, = 7: 4: 4.
본 발명의 증발기(1)는 상기 입구파이프(500)로부터 유입된 열교환매체가 전열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제1패스(P1) 및 상기 제6패스(P6)의 튜브(200) 개수가 동일하게 형성되고, 상기 제1패스(P1)를 지난 열교환매체가 전열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제2패스(P2) 및 상기 제5패스(P5)의 튜브(200) 개수가 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.The
도 5를 기준으로 설명하면, 본 발명의 증발기(1)는 상기 제1전열배플(411) 및 제1후열배플(412)이 공기 유동방향으로 나란하게 일직선상에 위치함으로써, 제1패스(P1) 및 상기 제6패스(P6)의 튜브(200) 개수가 동일하게 형성될 수 있으며, 제2전열배플(421) 및 제2후열배플(422)이 공기 유동방향으로 나란하게 일직선상에 위치함으로써, 상기 제2패스(P2) 및 상기 제5패스(P5) 튜브(200) 개수가 동일하게 형성될 수 있다.5, the
도 7은 제5패스(P5) 및 제6패스(P6)를 구성하는 튜브(200) 개수에 따른 냉각 성능을 비교한 표로, 이 표를 통해 도 6과 같이 제5패스(P5) 및 제6패스(P6)의 개수가 동일할 경우, 기존 대비 냉각 성능이 가장 크게 향상되는 것을 알 수 있다.FIG. 7 is a table comparing the cooling performances according to the number of
도 7의 실험은 증발기(1)의 전열 및 후열 튜브(200) 열수가 각각 30열일 경우, 제1패스(P1) : 제2패스(P2) : 제3패스(P3) : 제4패스(P4) : 제5패스(P5) : 제6패스(P6) = 10 : 10 : 10 : 10 : 10 :10일 경우의 성능을 100%로 가정했을 때의 성능을 나타낸 것으로, 제5패스(P5) 및 제6패스(P6)와, 제1패스(P1) 및 제2패스(P2)의 튜브(200)가 각각 8개로 동일한 경우 효과가 102%인 것을 알 수 있다.7, the first pass P1: the second pass P2: the third pass P3: the fourth pass P4: the second pass P2: the third pass P3: the fourth pass P4 ) Shows the performance when the performance in the case of the fifth path P5: sixth path P6 = 10: 10: 10: 10: 10: 10 is assumed as 100%. In the fifth path P5, And the sixth pass P6 and the
즉, 본 발명의 증발기(1)는 제6패스(P6)의 튜브(200) 개수가 13~31%이되, 상기 제5패스(P5) 및 제6패스(P6)의 후열 튜브(200) 개수가 동일하게 구성되는 경우, 기존 대비 냉각 성능 향상 효과가 가장 좋다.That is, in the
다만, 본 발명은 온도 분포 차이가 나는 제6패스(P6)의 튜브(200)수를 기존보다 줄여 냉매 배분 개선 효과를 증대시키고, 과열부인 제6패스(P6)의 냉매측 압력 강하를 증대시키기 위해 이때의 상기 제4패스(P4)는 4후열 튜브(200) 개수의 1/3이상인 것이 바람직하다.However, the present invention can reduce the number of
본 발명의 증발기(1)에서 각 패스들의 튜브(200) 개수에 대한 실제 적용 예를 살펴보면, 제1패스(P1)=제6패스(P6), 제2패스(P2)=제5패스(P5), 제3패스(P3)=제4패스(P4)이므로, 전열 및 후열의 튜브(200) 개수가 각각 30열일 때, 제1패스(P1)는 8개, 제2패스(P2)는 8개, 제3패스(P3)는 14개로 구성하여 제1패스(P1)의 개수가 전체 튜브(200) 개수의 13~31% 이하이되, 제2패스(P2)와 그 개수가 동일하고, 제3패스(P3)가 1/3 이상이 되도록 할 수도 있다.The first pass P1 = the sixth pass P6, the second pass P2, the fifth pass P5, the second pass P2, The number of the first passes P1 is 8, the number of the second passes P2 is 8, and the number of the first pass P1 is 8, And the number of the first passes P1 is equal to or less than 13 to 31% of the total number of the
또 다른 예로, 본 발명의 증발기(1)는 제1패스(P1)가 9, 제2패스(P2)가 9, 제3패스(P3)가 12일 수도 있으며, 앞서 말한 조건 하에서 얼마든지 변형 실시가 가능하다.
As another example, in the
또, 본 발명의 증발기(1)는 온도 분포가 우수하고 기존 성능 대비 향상된 조건을 찾기 위해 실험한 결과, 6패스에 적당한 패스 및 튜브(200)의 수력직경을 설정하였다.Further, the
상기 튜브(200)가 복수의 격벽(210)으로 구성된 압출튜브(200)이며, 상기 튜브(200)의 수력직경(Dh)이 0.5~3.0mm인 것이 바람직하다.It is preferable that the
여기서 상기 튜브(200)의 수력직경은, 도 10의 튜브(200)에서 격벽(210)에 의해 나뉜 유로 하나에 대해, 수력직경(Dh) = 4ㅧ유로면적 / 접수길이 인데, 유로면적은 튜브(200)의 유로 단면적을 의미하며, 접수길이는 유로의 둘레 길이를 의미한다.Here, the hydraulic diameter of the
도 12를 보면, 본 발명의 증발기(1)는 기존 성능 대시 우세한 제6패스(P6)의 범위는 후열 튜브(200) 개수 또는 전면면적 대비 13~31% 범위이고, 수력 직경 범위는 성능 상승효과가 큰 Dh=0.5~3.0mm 수준이 적합하다.12, in the
또한, 도 13에서도 알 수 있듯이, 온도분포 타깃인 5℃ 이하를 만족하는 패스 비율 역시, 기존 성능 대비 우수한 제6패스(P6)의 범위는 후열 튜브(200) 개수 또는 전면면적 대비 13~31% 범위이고, 수력 직경은 작을수록 우세한 경향이므로, 튜브(200) 홀 양산성을 고려하여, 상술한 바와 같이 Dh=0.5~3.0mm 수준인 것이 바람직하다.13, the pass ratio satisfying the temperature target of 5 ° C or less is also in the range of the sixth pass P6, which is superior to the existing performance, in the number of the
결과적으로, 본 발명의 증발기(1)는 압력강하를 위해 출구파이프(600)에 인접한 상기 제6패스(P6)에 해당되는 후열 튜브(200) 개수를 기존보다 감소시키되, 도 12 및 도 13의 실험결과를 바탕으로 제1패스(P1)의 튜브(200)가 전열 튜브(200) 개수의 13~31%를 이루며, 제6패스(P6)의 튜브(200)가 후열 튜브(200) 개수의 13~31%를 이루는 것을 특징으로 한다.As a result, the
이에 따라, 본 발명의 증발기(1)는 과열부의 냉매 온도를 저하시키고, 이로 인해 성능 및 온도분포를 개선시킬 수 있다.
Accordingly, the
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.
1 : 증발기
110 : 상부탱크 120 : 하부탱크
130 : 구획부 140 : 연통부
200 : 튜브 210 : 격벽
300 : 핀
411 : 제1-1배플 412 : 제1-2배플
421 : 제2-1배플 422 : 제2-2배플
500 : 입구파이프
600 : 출구파이프
P1~P6 : 제1 내지 제6패스1: Evaporator
110: upper tank 120: lower tank
130: partitioning part 140:
200: tube 210: partition wall
300: pin
411: 1-1 Baffle 412: 1-2 Baffle
421: 2-1 baffle 422: 2-2 baffle
500: inlet pipe
600: outlet pipe
P1 to P6: First to sixth passes
Claims (5)
상기 증발기(1)는 전열의 튜브(200)를 통과한 열교환매체가 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제4패스(P4)와, 제4패스(P4)를 통과한 열교환매체가 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제5패스(P5)와, 제5패스(P5)를 통과한 열교환 매체가 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)를 거쳐 출구파이프(600)로 배출되는 제6패스(P6)를 포함하며, 상기 제4패스(P4)를 형성하는 후열의 튜브(200) 개수가 상기 제5패스(P5) 및 상기 제6패스(P6)를 형성하는 후열의 튜브(200)의 개수보다 많고, 상기 제5패스(P5)를 형성하는 후열의 튜브(200) 개수와 상기 제6패스(P6)를 형성하는 후열의 튜브(200) 개수가 서로 동일하게 구성되며,
상기 제6패스(P6)를 형성하는 후열의 튜브 개수는 전체 후열의 튜브(200) 개수의 13~31%인 것을 특징으로 하는, 증발기.
An upper tank 110 and a lower tank 120 partitioned by the partitioning unit 130 into an electric heat and a rear heat in an air flow direction and spaced apart from each other by a predetermined distance; A plurality of tubes 200 arranged in two rows in which the both ends of the heat exchange medium are fixed to the divided spaces of the upper tank 110 and the lower tank 120, respectively; A pin (300) interposed between the tubes (200); A first heat transfer baffle 411 and a first heat transfer baffle 412 provided in the upper and lower tanks 110, respectively; A second electrothermal heating baffle 421 and a second rear heating baffle 422 provided in the heat and the subsequent heat of the lower tank 120; An inlet pipe (500) formed in the heat of the upper tank (110) or the lower tank (120); And an outlet pipe (600) formed at a rear row of the upper tank (110) or the lower tank (120); And the flow of the heat exchange medium is divided into six passes. In the evaporator 1,
The evaporator 1 includes a fourth passage P4 through which the heat exchange medium having passed through the heat transfer tube 200 flows into the upper tank 110 or the lower tank 120 and a fourth passage P4 through which the heat exchange medium passes through the fourth passage P4, The fifth path P5 through which the medium flows into the upper tank 110 or the lower tank 120 and the heat exchange medium which has passed through the fifth path P5 pass through the upper tank 110 or the lower tank 120, And a sixth path P6 discharged to the pipe 600. The number of the tubes 200 forming the fourth path P4 is greater than the number of the tubes P5 and P6, The number of the tubes 200 forming the fifth pass P5 and the number of the tubes 200 forming the sixth pass P6 are larger than the number of the tubes 200 forming the fifth pass P5, Respectively,
Characterized in that the number of trailing tubes forming the sixth pass (P6) is 13 to 31% of the number of tubes (200) of the total trailing heat.
상기 증발기(1)는 상기 입구파이프(500)로부터 유입된 열교환매체가 전열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제1패스(P1) 및 상기 제6패스(P6)를 형성하는 튜브(200) 개수가 동일하게 형성되고,
상기 제1패스(P1)를 지난 열교환매체가 전열의 튜브(200)를 거쳐 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제2패스(P2) 및 상기 제5패스(P5)를 형성하는 튜브(200) 개수가 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 증발기.
The method according to claim 1,
The evaporator 1 includes a first path P1 through which the heat exchange medium introduced from the inlet pipe 500 flows into the upper tank 110 or the lower tank 120 through the heat transfer tube 200, The number of tubes 200 forming the path P6 is formed to be the same,
A second path P2 and a fifth path P5 through which the heat exchange medium passing through the first path P1 flows into the upper tank 110 or the lower tank 120 through the heat transfer tube 200 And the number of the tubes (200) is made equal.
상기 증발기(1)는 상기 제2패스(P2)를 지난 열교환매체가 전열의 튜브(200)를 거쳐 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 제3패스(P3)를 형성하는 전열의 튜브(200)개수가, 전체 전열의 튜브(200) 개수의 1/3 이상이며,
상기 제3패스(P3)를 지난 열교환매체가 상기 하부탱크(120)의 격벽(210) 상 형성된 연통홀을 통해 상기 상부탱크(110) 또는 하부탱크(120)로 유입되는 상기 제4패스(P4)를 형성하는 후열의 튜브 개수가, 전체 후열의 튜브(200) 개수의 1/3이상인 특징으로 하는 증발기.
The method of claim 3,
The evaporator 1 forms a third path P3 through which the heat exchange medium passing through the second path P2 flows into the upper tank 110 or the lower tank 120 through the heat transfer tube 200 The number of heat transfer tubes 200 is 1/3 or more of the total heat transfer tubes 200,
The heat exchange medium passing through the third path P3 flows through the fourth pass P4 which is introduced into the upper tank 110 or the lower tank 120 through the communication hole formed on the partition 210 of the lower tank 120, ) Is 1/3 or more of the total number of tubes (200) in the subsequent row.
상기 증발기(1)는 상기 튜브(200)가 복수의 격벽(210)으로 구성된 압출튜브(200)이며,
상기 튜브(200)의 수력직경(Dh)이 0.5~3.0mm인 것을 특징으로 하는 증발기.The method according to claim 1,
In the evaporator 1, the tube 200 is an extrusion tube 200 having a plurality of partitions 210,
And the hydraulic diameter (Dh) of the tube (200) is 0.5 to 3.0 mm.
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Legal Events
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AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |