KR102057898B1 - 써멀 다이오드 열교환기 및 이를 구비하는 열교환 시스템 - Google Patents

Abstract

써멀 다이오드 열교환기 및 이를 구비하는 열교환 시스템이 구비된다. 본 발명에 의한 써멀 다이오드 열교환기는 하부관으로 고온 고압의 냉매가 인입되고, 상부관으로 저온 저압의 냉매가 인입될 때 하부관의 표면에서 증발 또는 비등에 의한 열전달이 이루어지며, 상부에서 응축에 의한 열전달이 이루어진다. 반면, 상부관으로 고온 고압의 냉매가 인입되고, 하부관으로 저온 저압의 냉매가 인입되면 작동유체가 냉각상태를 유지하여 상변화 열전달은 이루어지지 않는 일방향의 열교환이 이루어진다.

Description

써멀 다이오드 열교환기 및 이를 구비하는 열교환 시스템{Thermal diode heat exchanger and heat exchanging system including thereof}

본 발명은 별도의 제어장치가 없이 냉매 인입 방향에 따라 상변화 열교환이 이루어지거나 또는 이루어지지 않는 써멀 다이오드 방식의 열교환기 및 이를 구비하는 열교환 시스템에 관한 것이다.

최근 히트펌프에서는 액티브 과냉기가 도입되어 선택적으로 필요할 때만 과냉기를 작동시켜 냉동 효율을 높이고 있다. 또한, 액상 냉매를 충분히 과냉시킴에 따라 냉매의 이동중 기화하는 현상이 줄어들게 되며 이로 인해 긴 배관거리를 확보할 수 있다.

특히, 에어컨은 과거 냉방만을 담당해왔으나, 최근에는 히트 펌프 방식이 일반화되면서 냉난방 겸용으로 사용되고 있다. 과거의 에어컨은 배관의 접촉에 의한 열교환을 통해 과냉이 이루어졌으나, 현재의 히트펌프는 고압관과 저압관이 각각 독립적으로 단열이 이루어지고 있어 액티브 과냉기의 필요성이 더욱 높아지고 있는 실정이다.

도 1은 이러한 종래기술에 의한 히트펌프 방식 에어컨의 구조를 도시한다.

일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 압축기에 중간압을 인가하는 과냉기가 구비되는데, 이에 따라 중간압을 흡입해야 하기 때문에 압축기의 구조가 복잡해지며 단가가 높아지게 된다. 중간압 배관에 비용이 더 소요됨은 물론이다.

한편, 겨울철 난방 목적으로 에어컨을 사용하는 경우 고온의 기체가 실내까지 온전하게 유입이 되어야 하기 때문에 냉방시와는 달리 열교환기에서 열교환이 이루어지지 않아야 한다. 이를 위해 별도의 밸브를 두어 난방시 열교환이 이루어지지 않도록 제어해야 한다.

따라서, 과냉기의 제어를 위한 별도의 팽창변(Expansion Valve)를 두어야 한다. 이는 단가 상승 요인으로 작용하게 된다.

문헌 1. 미국 등록특허 US6,396,191 "Thermal diode for energy conversion" 문헌 2. 대한민국 실용신안공개 20-1998-055761 "일방향 열확산에 의한 난방장치"

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 개발된 것으로, 상변화 열전달의 써멀 다이오드 현상을 이용하여 별도의 과냉기가 없이도, 난방시에는 열교환이 이루어지지 않으며 냉방시에만 열교환이 이루어지도록 하는 패시브 방식의 열교환기의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 과냉기를 제거하는 대신 써멀 다이오드 열교환기를 구비하는 히트 펌프 방식의 열교환 시스템의 제공에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 써멀 다이오드 열교환기는 밀폐 하우징;

상기 밀폐 하우징의 내부에 실장되는 다수의 제1 열교환소자 및 제2 열교환소자;

상기 밀폐 하우징의 일측면을 관통하여 구비되는 제1 하부관 및 제2 상부관; 및

상기 밀폐 하우징의 타측면을 관통하여 구비되는 제1 상부관 및 제2 하부관;을 구비한다.

이때, 다수의 제1 열교환소자는 상기 밀폐 하우징 내부 공간 상단에 상호간 소정 간격 이격되어 실장되며, 상기 다수의 제2 열교환소자는 상기 밀폐 하우징 내부 공간 하단에 상호간 소정 간격 이격되어 실장되고,

상기 밀폐 하우징 내부에 작동유체가 충진되되, 상기 작동유체의 표면은 상기 다수의 제1 열교환소자와 상기 다수의 제2 열교환소자의 사이에 위치한다.

이때, 상기 제1 하부관과 상기 제1 상부관은 각각 다수의 제1 열교환소자에 연결되되, 각 제1 열교환소자의 내부 공간을 통해 연통되며,

상기 제2 상부관과 상기 제2 하부관은 각각 다수의 제2 열교환소자에 연결되되, 각 제2 열교환소자의 내부 공간을 통해 연통된다.

바람직하게는 상기 제1 하부관과 상기 제2 상부관은 일정 거리 이내로 인접하되, 서로 평행하게 배열된다.

제1 하부관으로 저온 저압의 냉매가 유입되어 상기 제1 상부관으로 토출되고, 제2 상부관으로 고온 고압의 냉매가 유입되어 상기 제2 하부관으로 토출되는 경우, 작동유체가 표면에서 기화하여 상변화 열교환이 이루어진다.

반면, 제1 하부관으로 고온 고압의 냉매가 유입되어 상기 제1 상부관으로 토출되고, 제2 상부관으로 저온 저압의 냉매가 유입되어 상기 제2 하부관으로 토출되면, 작동유체가 냉각된 상태로 유지되며 열교환이 이루어지지 않는다.

제1 열교환소자 및 제2 열교환소자는 서로 대향하는 두 장의 박판이 소정거리 이격되어 내부에 유로를 형성하는 구조를 가지되, 바람직하게는 내부 단면 또는 외부 단면의 적어도 일부 구간이 사다리꼴 요철이 반복 형성되는 형상을 갖는다.

이때, 제1 열교환소자 및 제2 열교환소자는 다수가 소정간격으로 이격되어 배열된다.

한편, 상기와 같은 써멀 다이오드 열교환기를 구비하는 열교환 시스템의 일 실시예는, 히트 펌프 방식 시스템 에어컨의 과냉기를 써멀 다이오드 열교환기로 대체한다.

본 실시예는 증발기, 압축기 및 응축기에 써멀 다이오드 열교환기를 더 구비한다. 과냉기는 생략된다.

냉방시, 응축기를 거친 고온 고압의 냉매는 상기 써멀 다이오드 열교환기의 제2 상부관으로 유입되어 제2 하부관으로 토출되어 상기 증발기로 유입되며,

상기 증발기를 거친 저온 저압의 냉매는 상기 써멀 다이오드 열교환기의 제1 하부관으로 유입되어 제1 상부관으로 토출되어 압축기로 이송된다.

이러한 본 발명에 의할 때, 히트펌프 방식의 시스템 에어컨에 과냉기를 대체하여 적용시 중간압을 사용하지 않아 고가의 이단 흡입 압축기를 사용하지 않을 수 있으며, 중간압 증기 배관을 생략할 수 있다는 효과가 있다. 또한 건도가 증가하여 압축기의 수명이 증가할 뿐 아니라, 고압 냉매의 과냉을 통해 냉방 능력이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 이러한 종래기술에 의한 히트펌프 방식 에어컨의 구조를 도시하며,
도 2는 본 발명에 의한 써멀 다이오드 열교환기의 구조를 설명하는 도면이며,
도 3은 써멀 다이오드 열 교환기 내부에 작동유체/다공성 충진재가 충진된 것을 설명하는 도면이며,
도 4는 본 발명에 의한 써멀 다이오드 열교환기에서 상변화에 의한 열교환이 이루어지는 과정을 설명하는 도면이며,
도 5는 도 4에 도시된 써멀 다이오드 열교환기에서 고온, 저온 냉매의 유입 방향이 바뀐 경우의 동작을 과정을 설명하는 도면이며,
도 6은 본 발명에 의한 써멀 다이오드 열교환기가 시스템 에어컨에 적용된 경우의 구조를 설명하는 도면이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.

발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 써멀 다이오드 열교환기가 구현된 일 예를 특정한 실시예를 통해 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 의한 써멀 다이오드 열교환기가 도시되어 있다.

써멀 다이오드 열교환기(100)는 밀폐 하우징(110);

상기 밀폐 하우징(110) 내부에 실장되는 다수의 제1 열교환소자(142) 및 제2 열교환소자(152);

상기 밀폐 하우징(110)의 일측면을 관통하여 구비되는 제1 하부관(141) 및 제2 상부관(151);

상기 밀폐 하우징(110)의 타측면을 관통하여 구비되는 제1 상부관(143) 및 제2 하부관(153);을 구비한다.

이때, 다수의 제1 열교환소자(142)는 소정의 간격으로 서로 이격되며 배열되며, 제1 하부관(141) 및 제1 상부관(143)에 의해 상기 밀폐 하우징(110) 내부 상단에 고정된다. 제1 하부관(141)과 제1 상부관(143)은 각 제1 열교환소자(142) 내부를 통해 연통된다.

한편, 다수의 제2 열교환소자(152)는 소정의 간격으로 서로 이격되며 배열되며, 제2 상부관(151) 및 제2 하부관(153)에 의해 상기 밀폐 하우징(110) 내부 하단에 고정된다. 제2 상부관(151)과 제2 하부관(153)은 각 제2 열교환소자(152) 내부를 통해 연통된다.

밀폐 하우징(110)의 내부에는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 내부에 작동유체(120)가 충진된다. 밀폐 하우징(110)은 밀폐되며, 충진된 작동유체(120)는 외부로 배출되지 않는다.

다수의 제1 열교환소자(142)는 다수의 제2 열교환소자(152)의 상단으로, 소정거리 이격되어 배열된다.

작동유체(120)는 제2 열교환소자(152)가 모두 잠기되, 제1 열교환소자(142)의 저면에 닿지 않을 정도의 수위로 충진된다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 하부관(141)은 바람직하게는 상기 다수의 제1 열교환소자(142)와 직교하며, 각 제1 열교환소자(142)의 하단 일측을 천공하여 연통된다.

제1 상부관(143)은 바람직하게는 제1 하부관(141)와 평행하며, 상기 다수의 제1 열교환소자(142)와 직교한다. 이때, 각 제1 열교환소자(142)의 상단 일측을 천공하여 연통된다.

제1 열교환소자(142)의 내부 공간을 통해 제1 하부관(141)과 제1 상부관(143)은 연통된다.

제1 하부관(141)을 통해 유입된 냉매는 다수의 제1 열교환소자(142)의 내부 공간을 통해 상방으로 이송되어 제1 상부관(143)을 통해 토출된다.

제2 상부관(151)은 바람직하게는 상기 다수의 제2 열교환소자(152)와 직교하며, 각 제2 열교환소자(152)의 상단 일측을 천공하여 연통된다.

제2 하부관(153)은 바람직하게는 제2 상부관(151)과 평행하며, 상기 다수의 제2 열교환소자(152)와 직교한다. 이때, 각 제1 열교환소자(152)의 상단 일측을 천공하여 연통된다.

제2 열교환소자(152)의 내부 공간을 통해 제2 상부관(151)과 제2 하부관(153)은 연통된다.

제2 상부관(151)을 통해 유입된 냉매는 다수의 제2 열교환소자(152)의 내부 공간을 통해 하방으로 이송되어 제2 하부관(153)을 통해 토출된다.

한편, 본 발명에 의한 써멀 다이오드 열교환기(100)는 차량 등 진동이 심한 장소에 설치되는 경우 작동유체(120)가 안정적으로 상변화를 할 수 있도록, 도 3의 (b)에 예시된 바와 같이 밀폐 하우징(110)의 내부 하단에 다공성 충진재(130)가 충진될 수도 있다.

다공성 충진재(130)는 작동유체(120)를 충분히 흡수하여, 진동 속에서도 작동유체(120)가 출렁이지 않고 안정적으로 상변화를 일으킬 수 있도록 한다.

다공성 충진재(130)로는 폴리머나 다공성 광물 등이 사용될 수 있으며, 이외에도 재료에는 제한을 두지 아니한다.

이와 같이 구성함에 따라, 본 발명에 의한 써멀 다이오드 열교환기(100)는 패시브하게 일방향으로의 열교환만이 이루어지게 된다.

써멀 다이오드란 열이 한 방향으로만 흐르는 장치를 지칭한다.

도 4 및 도 5는 써멀 다이오드 열교환기(100)에서 냉매의 유입 방향에 따라 상변화 열교환이 이루어지거나, 또는 열교환이 이루어지지 않는 것을 설명한다.

도 4는 예컨대, 여름철 냉방시에 써멀 다이오드 열교환기(100)를 통해 과냉이 이뤄지는 과정을 설명한다.

반대로, 도 5는 예컨대, 겨울철 난방시에 열교환이 없이 고온 고압의 냉매가 바이패스하는 과정을 설명한다.

중요한 것은 이러한 과정이, 별도의 전기적인 처리나, 기계적인 동작 없이 단순히 냉매 유입 방향과 위치의 변화에 따라 이뤄지는 것이라는 점이다. 즉, 종래의 액티브 과냉기와 달리, 본 발명의 써멀 다이오드 열교환기(100)는 패시브 방식이라는 것이다.

도 4를 참고하여 설명하자면, 제1 하부관(141)으로 저온 저압의 냉매가 유입되어 상기 제1 상부관(143)으로 토출되고, 상기 제2 상부관(151)으로 고온 고압의 냉매가 유입되어 상기 제2 하부관(153)으로 토출된다.

제2 상부관(151)으로 유입되는 고온 고압의 냉매는 대체로 액상이며, 제1 하부관(141)으로 유입되는 저온 저압의 냉매는 대체로 기상일 수 있다.

제2 상부관(151)으로 유입된 고온 고압의 냉매는 제2 열교환소자(152)를 통해 작동유체(120)로 열을 전달한다.

제2 열교환소자(152)를 통해 열을 빼앗긴 냉매는 냉각된 상태로 제2 하부관(153)의 외부로 토출된다.

작동유체(120)는 제2 열교환소자(152)의 표면에서 기화하여 밀폐 하우징(110) 내부에서 상단부로 상승한다.

기화된 작동유체(120)는 저온의 제1 열교환소자(142)로 열을 전달하고 냉각되어 응축된다. 응축된 작동유체(120)는 액화되어 중력에 의해 제1 열교환소자(142)의 표면을 타고 내려온다.

이와 같이, 하부의 제2 열교환소자(152)의 표면에서 증발 또는 비등에 의한 상변화 열전달이 이루어지며, 상부의 제1 열교환소자(142) 표면에서 응축에 의한 상변화 열전달이 이루어진다.

한편, 도 5를 참고하여 설명하자면, 도 4와는 반대로 제1 하부관(141)으로 고온 고압의 냉매가 유입되어 상기 제1 상부관(143)으로 토출되고, 상기 제2 상부관(151)으로 저온 저압의 냉매가 유입되어 상기 제2 하부관(153)으로 토출된다.

이 경우, 작동유체는 제2 열교환소자(152)를 통해 열을 흡수하지 못하며 상변화는 일어나지 않는다.

상부의 제1 열교환소자(142) 또한 고온 고압 상태를 유지할 뿐 작동유체의 상변화가 없어 열교환은 이루어지지 않는다.

즉, 고온고압의 냉매와 저온저압의 냉매의 유입 위치에 따라서 일방향으로만 상변화 열전달이 일어나는 써멀 다이오드로 동작하게 된다.

특히, 도 4에 예시된 경우와 같이 중력 방향을 기준으로 하부에서 증발이 일어나며 상부에서 응축이 일어나는 써멀 사이폰(Thermal Siphon)의 원리로 열교환이 이루어지게 된다.

한편, 충분한 열교환 면적을 확보하기 위하여 제1 열교환소자(142) 및 제2 열교환소자(152)는 서로 대향하는 두 장의 박판이 소정거리 이격되어 내부에 유로를 형성하는 구조를 가짐이 바람직하며, 다수가 소정거리 이격되어 배열된다. 이때, 소정의 간격으로 서로 이격되어 배열된 다수의 제1 열교환소자(142)는 제1 하부관(141)과 제1 상부관(143)을 통해 연통된다.

마찬가지로, 소정의 간격으로 서로 이격되어 배열된 다수의 제2 열교환소자(152)는 제2 상부관(151) 및 제2 하부관(153)을 통해 연통된다.

이때, 제1 열교환소자(142) 외부면을 따라 작동유체가 응축되어 중력방향으로 타고 내려올 때, 열교환이 원활히 지속될 수 있도록 건조구간을 최대한 확보할 필요가 있다.

이를 위하여 적어도 제1 열교환소자(142)의 외부면은 적어도 일부 구간에서 "

" 형상의 단면을 갖는 요철이 반복적으로 나타나는 외형을 가짐이 바람직하다.

응축된 작동유체는 상기 요철 부분의 모서리 주위를 따라 흘러내리게 되며, 이에 따라 나머지 구간은 건조된 상태로 유지될 수 있게 된다.

제1 열교환소자(142)의 내부면 또한 같은 이유에서 적어도 일부 구간에서 "

" 형상의 단면이 나타남이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명에 의한 써멀 다이오드 열교환기(100)는, 열전달을 위한 전열면적을 최대한 넓게 확보하여야 하며, 상변화가 용이하도록 구성된다.

뿐만 아니라, 응축된 냉매 또는 작동유체가 응집현상에 의해 모아지도록 함으로써 인접 열교환 면을 건조상태로 유지할 수 있게 되며, 이에 따라 상변화가 더욱 용이하게 된다.

작동유체가 제1 열교환소자(142)의 표면을 덮고 있으면 열교환 효율이 크게 낮아지는 문제가 있으나, 이러한 문제점이 해소되는 것이다.

이하에서는 본 발명에 의한 써멀 다이오드 열교환기(100)가 구비되는 열교환 시스템을 예시적으로 살펴보기로 한다.

도 6은 본 발명에 의한 써멀 다이오드 열교환기가 시스템 에어컨에 적용된 경우의 구조를 설명하는 도면이다.

본 발명에 의한 써멀 다이오드 열교환기(100)는 히트펌프 방식의 시스템 에어컨에서 공지의 과냉기를 대체할 수 있다.

도 6에 도시된 바에 의할 때, 본 발명에 의한 열교환 시스템은 증발기(11);

압축기(12); 및 응축기(13);를 구비한다.

그리고, 과냉기가 생략되는 대신에 본 발명에 의한 써멀 다이오드 열교환기(100)가 구비된다.

써멀 다이오드 열교환기(100)의 제1 열교환소자(142)에 연통되는 제1 하부관(141) 및 제1 상부관(143)은 증발기(11) 및 압축기(12)로 연결되며,

제2 열교환소자(152)에 연통되는 제2 상부관(151) 및 제2 하부관(153)은 응축기(13) 및 증발기(11)로 연결된다.

이와 같은 열교환 시스템에서 냉방을 하는 경우, 응축기(13)를 거친 고온 고압의 냉매는 상기 써멀 다이오드 열교환기(100)의 제2 상부관(151)으로 유입되어 제2 하부관(153)으로 토출되어 상기 증발기(11)로 유입된다.

한편, 상기 증발기(11)를 거친 저온 저압의 냉매는 상기 써멀 다이오드 열교환기(100)의 제1 하부관(141)으로 유입되어 제1 상부관(143)으로 토출되어 압축기(12)로 이송된다.

이때, 상기 써멀 다이오드 열교환기(100) 내부에서는 도 4에 예시된 바와 같이 작동유체의 상변화에 의한 열교환이 이루어진다.

반면, 난방을 하는 경우, 반대로 사방밸브(미도시)에 의하여 냉매의 순환방향이 변경되며 그에 따라 고온 고압의 냉매는 상기 써멀 다이오드 열교환기(100)의 제1 하부관(141)와 제1 상부관(143)를 잇는 배관으로 이송되며, 저온 저압의 냉매는 제2 상부관(151)과 제2 하부관(153)을 잇는 배관으로 이송된다.

이 경우 도 5에 예시된 바와 같이, 작동유체는 냉각된 상태 그대로 유지되며 상변화를 일으키지 않는다.

이와 같이 패시브 방식의 써멀 다이오드 열교환기(100)를 과냉기 대신에 구비할 경우, 팽창변의 전단은 과냉기와 마찬가지로 과냉도가 증가하는 특성을 보이며, 압축기 전단은 과냉기에 비하여 과열도가 더욱 증가하는 특성을 갖는다.

한편, 과냉기 제어용 팽창변을 제거할 수 있을 뿐 아니라, 중압을 별도로 압축기로 인가하지 않기 때문에 고가의 중간압 흡입형 압축기 대신에 일반 압축기를 사용할 수 있어 경제성이 향상된다.

본 실시예에서 써멀 다이오드 열교환기(100)는 바람직하게는 실외기 위치에 구비됨이 바람직하나, 공간 기타 이유로 실내기에 분리하여 별도로 더 구비될 수도 있다.

이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.

100 : 써멀 다이오드 열교환기
110 : 밀폐 하우징 120 : 작동유체
130 : 다공성 충진재 141 : 제1 하부관
142 : 제1 열교환소자 143 : 제1 상부관
151 : 제2 상부관 152 : 제2 열교환소자
153 : 제2 하부관
11 : 증발기 12 : 압축기
13 : 응축기 14 : 팽창변
21 : 회전자 냉각부 22 : 고정자 냉각부
23 : 라디에이터 24 : 열원 수요부

Claims (7)

1. 다수의 제1 열교환소자(142);
   다수의 제2 열교환소자(152);
   밀폐된 내부에 상기 다수의 제1 열교환소자(142) 및 제2 열교환소자(152)가 각각 실장되는 밀폐 하우징(110);
   상기 밀폐 하우징(110)의 일측면을 관통하여 구비되는 제1 하부관(141), 제2 상부관(151); 및
   상기 밀폐 하우징(110)의 타측면을 관통하여 구비되는 제1 상부관(143), 제2 하부관(153);을 구비하되,
   
   상기 다수의 제1 열교환소자(142)는 상기 밀폐 하우징(110) 내부 공간 상단에 상호간 소정 간격 이격되어 실장되며, 상기 다수의 제2 열교환소자(152)는 상기 밀폐 하우징(110) 내부 공간 하단에 상호간 소정 간격 이격되어 실장되고,
   상기 다수의 제1 열교환소자(142)를 거쳐 상기 제1 하부관(141)과 상기 제1 상부관(143)이 연결되고되, 상기 제1 하부관(141)과 상기 제1 상부관(143)은 각 제1 열교환소자(142)의 내부 공간으로 연통되며,
   상기 다수의 제2 열교환소자(152)를 거쳐 상기 제2 상부관(151)과 상기 제2 하부관(153)이 연결되되, 상기 제2 상부관(151)과 상기 제2 하부관(153)은 각 제2 열교환소자(152)의 내부 공간으로 연통되며,
   상기 밀폐 하우징(110) 내부에 작동유체(120)가 충진되되, 상기 작동유체의 표면은 상기 다수의 제1 열교환소자(142)와 상기 다수의 제2 열교환소자(152)의 사이에 위치하며,
   
   상기 제1 하부관(141)으로 저온 저압의 냉매가 유입되어 상기 제1 상부관(143)으로 토출되고, 상기 제2 상부관(151)으로 고온 고압의 냉매가 유입되어 상기 제2 하부관(153)으로 토출됨에 따라, 상기 작동유체가 표면에서 기화하여 상변화 열교환이 이루어지거나,
   상기 제1 하부관(141)으로 고온 고압의 냉매가 유입되어 상기 제1 상부관(143)으로 토출되고, 상기 제2 상부관(151)으로 저온 저압의 냉매가 유입되어 상기 제2 하부관(153)으로 토출됨에 따라, 열교환이 차단되는 것을 특징으로 하는 써멀 다이오드 열교환기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 하부관(141)과 상기 제2 상부관(151)은 일정 거리 이내로 인접하되, 서로 평행한 것을 특징으로 하는 써멀 다이오드 열교환기.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 제1 열교환소자(142)의 내부 단면 또는 외부 단면의 적어도 일부 구간은 사다리꼴 요철이 반복 형성되는 형상을 갖는 베이퍼핀 구조인 것을 특징으로 하는 써멀 다이오드 열교환기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 밀폐 하우징(110)의 내부에 다공성 충진재(130)가 충진되되, 상기 다공성 충진재(130)는 상기 작동유체(120)의 표면 높이 이상, 상기 다수의 제1 열교환소자(142) 저면 높이 이하로 충진되는 것을 특징으로 하는 써멀 다이오드 열교환기.
7. 청구항 1의 써멀 다이오드 열교환기를 이용한 열교환 시스템으로서,
   써멀 다이오드 열교환기(100);
   증발기(11);
   압축기(12); 및
   응축기(13);를 구비하되,
   냉방시, 응축기(13)를 거친 고온 고압의 냉매는 상기 써멀 다이오드 열교환기(100)의 제2 상부관(151)으로 유입되어 제2 하부관(153)으로 토출되어 상기 증발기(11)로 유입되며,
   상기 증발기(11)를 거친 저온 저압의 냉매는 상기 써멀 다이오드 열교환기(100)의 제1 하부관(141)으로 유입되어 제1 상부관(143)으로 토출되어 압축기(12)로 이송되는 것을 특징으로 하는 써멀 다이오드 열교환기를 구비하는 열교환 시스템.
   

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