KR102213187B1 - Air conditioner header structure - Google Patents

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KR102213187B1
KR102213187B1 KR1020200063019A KR20200063019A KR102213187B1 KR 102213187 B1 KR102213187 B1 KR 102213187B1 KR 1020200063019 A KR1020200063019 A KR 1020200063019A KR 20200063019 A KR20200063019 A KR 20200063019A KR 102213187 B1 KR102213187 B1 KR 102213187B1
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supply pipe
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송성범
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(주)플랙트코리아
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Abstract

An objective of the present invention is to provide a heat exchanger header structure of an air conditioner which can reduce resistance when supplying a refrigerant from a header to a tube and simplify a configuration for freezing and bursting prevention. The heat exchanger header structure of an air conditioner comprises: a main body having a plurality of tubes through which a refrigerant flows; a supply pipe receiving the refrigerant; an inlet header which has a pipe form, is connected to the supply pipe on one side, and allows one end of the plurality of tubes to be connected thereto in a longitudinal direction; an outlet header having a pipe form, and allowing the other end of the plurality of tubes to be connected thereto in the longitudinal direction; and a discharge pipe connected at one end of the outlet header. The inlet header includes a first inlet header and a second inlet header connected to the supply pipe in parallel, and the refrigerant branches from the supply pipe to flow into the first inlet header and the second inlet header.

Description

공조기의 열교환기 헤더 구조 {Air conditioner header structure}Heat exchanger header structure of air conditioner {Air conditioner header structure}

본 발명은 공조기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공조기의 열교환 코일과 연결되어 냉각수를 공급하거나 회수하는 파이프인 헤더의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to a structure of a header, which is a pipe connected to a heat exchange coil of the air conditioner to supply or recover cooling water.

공조기란 실내의 온습도를 조절하여 쾌적한 실내 환경을 형성하기 위한 장치로서, 난방 시에는 가열된 온수를 코일에 관류시켜 송풍기의 공기와 열교환 시킴으로써 온풍을 공급하며, 냉방 시에는 냉매의 냉동사이클을 이루는 증발기의 증발열을 통해 송풍기의 공기를 냉각시켜 냉풍을 공급하도록 구성되어 있다.An air conditioner is a device for forming a pleasant indoor environment by controlling indoor temperature and humidity. During heating, heated hot water is passed through a coil to exchange heat with the air of a blower to supply hot air, and during cooling, an evaporator that forms a refrigerant cycle. It is configured to supply cold air by cooling the air of the blower through the evaporation heat of.

공조기의 헤더란 공조기에 공급되는 열교환 매개물을 공급 및 회수하는 배관으로, 열교환 매개물은 공급용 헤더로부터 튜브로 공급되고, 코일을 지나는동안 열교환이 이루어지며, 다시 회수용 헤더로 회수된다. The header of the air conditioner is a pipe for supplying and recovering the heat exchange medium supplied to the air conditioner. The heat exchange medium is supplied from the supply header to the tube, heat exchange is performed while passing through the coil, and is returned to the recovery header.

도 1은 종래 열교환기를 입구헤더 및 출구헤더 측에서 바라본 사시도, 도 2는 도 1의 Ⅱ부분의 우측면도, 도 3은 도 1에 동파 방지를 위한 구성이 부가된 좌측면도이다.1 is a perspective view of a conventional heat exchanger as viewed from an inlet header and an outlet header, FIG. 2 is a right side view of part II of FIG. 1, and FIG. 3 is a left side view of FIG.

일반적인 열교환기(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 공급관(2)과 연결되어 냉매를 공급하는 입구헤더(3)와, 입구헤더와 연결되어 냉매를 지그재그형태로 이동시키면서 공기와의 열교환을 수행하는 튜브(6)와, 튜브(6)들의 사이에 설치되어 열교환면적을 확장시키는 방열핀(7)과, 튜브(6)를 통과한 냉매를 회수하여 토출관(4)으로 내보내는 출구헤더(5)로 구성된다. 입구헤더(3) 및 출구헤더(5)는 열교환기 본체(8)의 일측에 수직 방향으로 설치되며, 튜브(6) 및 방열핀(7)은 본체(8) 내측에 배치된다.As shown in Fig. 1, the general heat exchanger 1 performs heat exchange with air while being connected to the supply pipe 2 to supply the refrigerant inlet header 3 and the inlet header to move the refrigerant in a zigzag form. A heat dissipation fin (7) installed between the tubes (6) to expand the heat exchange area, and an outlet header (5) that recovers the refrigerant that has passed through the tube (6) and sends it to the discharge pipe (4) Consists of The inlet header 3 and the outlet header 5 are installed in a vertical direction on one side of the heat exchanger main body 8, and the tube 6 and the radiating fin 7 are disposed inside the main body 8.

이러한 일반적인 열교환기의 헤더 구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 입구헤더(3)가 수직 방향으로 설치되고 튜브(6)는 수평방향으로 연장형성됨에 따라, 입구헤더(3)에서 공급되는 냉매는 코일(6)로 유입될 때 유동방향이 수직으로 꺾이게 된다. 이러한 구조는 냉매 흐름에 저항으로 작용하여 열교환기의 구동 효율을 저하시키는 요인이 되는 문제가 있다.In the header structure of such a general heat exchanger, as shown in FIG. 2, as the inlet header 3 is installed in the vertical direction and the tube 6 is extended in the horizontal direction, the refrigerant supplied from the inlet header 3 is When flowing into the coil 6, the flow direction is bent vertically. Such a structure has a problem that acts as a resistance to the flow of refrigerant and causes a decrease in the driving efficiency of the heat exchanger.

한편 일반적인 열교환기의 경우, 겨울철 미사용 시 동파를 방지하기 위해 도 3과 같이 별도 배관(9)으로 유로를 형성하고 토출관(4)에 밸브(10)를 설치하여 폐회로를 만들고, 이 폐회로 내에 냉매를 순환시키는 펌프(11)와 냉매를 가열하는 히터(12)를 설치하고 있다. 종래의 열교환기는 상술한 바와 같이 동파 방지 구조 구현을 위해서는 별도 배관(9)으로 폐회로를 형성하여야 하며, 펌프(10)가 필수적으로 구비되어야 한다.
아래 특허문헌 1도 도 3과 같은 구조로 형성되어 있다.Meanwhile, in the case of a general heat exchanger, in order to prevent freezing when not in use in winter, a flow path is formed with a separate pipe 9 as shown in FIG. 3 and a valve 10 is installed in the discharge pipe 4 to create a closed circuit. A pump 11 for circulating the air and a heater 12 for heating the refrigerant are provided. As described above, in the conventional heat exchanger, in order to implement a freeze prevention structure, a closed circuit must be formed with a separate pipe 9, and a pump 10 must be provided.
Patent Document 1 below is also formed in the same structure as in FIG. 3.

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공개특허공보 제10-2013-0142512호, 2013.12..30 공개, "공기 조화기"Unexamined Patent Publication No. 10-2013-0142512, published on December 30, 2013, "Air conditioner"

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구체적으로는 헤더에서 튜브로 냉매 공급 시 저항을 줄일 수 있는 헤더 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. 나아가 동파 방지를 위한 구성을 간소화 할 수 있는 공조기의 열교환기 헤더 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and specifically, an object of the present invention is to provide a header structure capable of reducing resistance when refrigerant is supplied from the header to the tube. Furthermore, an object of the present invention is to provide a heat exchanger header structure of an air conditioner that can simplify a configuration for preventing freezing.

본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 다음과 같은 공조기의 열교환기 헤더 구조를 제공한다.An embodiment of the present invention provides a heat exchanger header structure of an air conditioner as follows in order to solve the above problems.

본 발명은, 냉매가 흐르는 튜브가 복수개 설치되는 본체; 냉매가 공급되는 공급관; 파이프 형태로서, 일측에서 상기 공급관과 연결되고, 길이방향을 따라 복수의 상기 튜브의 일단이 연결되는 입구헤더; 파이프 형태로서, 길이방향을 따라 복수의 상기 튜브의 타단이 연결되는 출구헤더; 및 상기 출구헤더의 일단에서 연결되는 토출관; 을 포함하며, 상기 입구헤더는 상기 공급관과 병렬로 연결되는 제1입구헤더 및 제2입구헤더를 포함하여, 냉매가 상기 공급관으로부터 분기되어 유입되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The present invention, a main body in which a plurality of tubes through which the refrigerant flows are installed; A supply pipe through which refrigerant is supplied; In the form of a pipe, the inlet header is connected to the supply pipe at one side, and one end of the plurality of tubes is connected along a length direction; In the form of a pipe, an outlet header to which the other ends of the plurality of tubes are connected along a length direction; And a discharge pipe connected at one end of the outlet header. Including a first inlet header and a second inlet header connected in parallel with the supply pipe, the inlet header is characterized in that formed so that the refrigerant branched from the supply pipe and introduced.

또한 상기 제1입구헤더 및 제2입구헤더는, 상기 공급관의 단면적보다 상기 제1입구헤더 및 제2입구헤더의 단면적 합이 크도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first inlet header and the second inlet header are formed such that a sum of cross-sectional areas of the first inlet header and the second inlet header is larger than that of the supply pipe.

또한 상기 출구헤더는 상기 토출관과 병렬로 연결되는 제1출구헤더 및 제2출구헤더를 포함하여, 냉매가 상기 토출관으로 합류되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the outlet header includes a first outlet header and a second outlet header connected in parallel with the discharge pipe, and is formed so that the refrigerant joins the discharge pipe.

또한 상기 제1출구헤더 및 제2출구헤더는, 상기 토출관의 단면적보다 상기 제1출구헤더 및 제2출구헤더의 단면적 합이 크도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the first outlet header and the second outlet header are formed such that a sum of cross-sectional areas of the first outlet header and the second outlet header is greater than that of the discharge pipe.

또한 상기 토출관은, 냉매 유동방향을 따라 제1토출관 및 제2토출관으로부터 토출관 본체로 합류되도록 형성되고, 상기 제1토출관 및 제2토출관은 각각 제1출구헤더 및 제2출구헤더에 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the discharge pipe is formed to merge from the first discharge pipe and the second discharge pipe to the discharge pipe body along the flow direction of the refrigerant, and the first discharge pipe and the second discharge pipe are respectively a first outlet header and a second outlet. It characterized in that it is connected to the header.

또한 상기 공급관은, 냉매 유동방향을 따라 공급관 본체로부터 제1공급관 및 제2공급관으로 분기되도록 형성되고, 상기 제1공급관 및 제2공급관은 각각 제1입구헤더 및 제2입구헤더에 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the supply pipe is formed to branch from the supply pipe main body to the first supply pipe and the second supply pipe along the flow direction of the refrigerant, and the first supply pipe and the second supply pipe are connected to a first inlet header and a second inlet header, respectively. To do.

또한 상기 공급관 및 토출관을 각각 개폐하는 밸브; 및 상기 제1입구헤더 또는 제2입구헤더에 연결되어 냉매를 가열하는 히터; 를 더 포함하며, 상기 공급관은 상기 입구헤더의 하측에 배치되고, 상기 토출관은 상기 출구헤더의 상측에 배치되어, 상기 히터 구동 시 냉매가 상기 공급관과 상기 토출관 사이에서 순환되는 것을 특징으로 한다.In addition, a valve for opening and closing the supply pipe and the discharge pipe, respectively; And a heater connected to the first inlet header or the second inlet header to heat the refrigerant. It further comprises, wherein the supply pipe is disposed under the inlet header, the discharge pipe is disposed above the outlet header, and the refrigerant is circulated between the supply pipe and the discharge pipe when the heater is driven. .

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.According to the problem solving means of the present invention as described above, various effects including the following can be expected. However, the present invention is not established when all of the following effects are exhibited.

본 발명에 따르면 헤더의 총 단면적을 늘림으로써, 헤더에서 튜브로 이어지는 부분의 저항으로 인한 손실을 저감하는 효과가 있다. 특히, 공급관을 완전히 개방하지 않은 상태에서 효율이 더 높은 것을 도 7 및 도 8과 같이 실험으로 확인하였다. 공급수온이 55℃에서 100%, 75%, 50% 개도 시, 도 7과 같이 종래 기술을 적용한 경우에는 각각 90.6, 83.5, 68.9kW의 난방능력이 측정되었으나, 도 8과 같이 본 발명을 적용하면 난방능력이 각각 92.5, 87.8, 77.4kW로 증가하였다. 이에 따라 본 발명을 적용하면 100%, 75%, 50% 개도 시 난방효율이 각각 2.1%, 5.1%, 12.3% 증가하여 특히 부분부하(완전히 개도하지 않은 경우) 시에 효율이 크게 증가하는 것을 알 수 있다.According to the present invention, by increasing the total cross-sectional area of the header, there is an effect of reducing a loss due to resistance of a portion extending from the header to the tube. In particular, it was confirmed by experiment as shown in FIGS. 7 and 8 that the efficiency is higher in the state that the supply pipe is not completely opened. When the supply water temperature is 100%, 75%, and 50% open at 55°C, heating capacity of 90.6, 83.5 and 68.9kW was measured when the conventional technology was applied as shown in FIG. 7, but when the present invention is applied as shown in FIG. Heating capacity increased to 92.5, 87.8 and 77.4kW, respectively. Accordingly, when the present invention is applied, heating efficiency increases by 2.1%, 5.1%, and 12.3% at 100%, 75%, and 50% openings, respectively, indicating a significant increase in efficiency, especially at partial loads (when not fully open). I can.

또한 헤더의 수를 복수로 함으로써, 각가의 튜브에 균일한 열원 분배가 가능하여 열전달 효율이 증가하고, 난방 시 순환유량 감소를 억제하며, 적정 수속 유지로 열 전달계수가 상승하는 장점이 있다. 더불어 종래 기술 대비, 부분개도 시 순환유량 및 운전용량이 증가하는 효과가 있다. In addition, as the number of headers is plural, it is possible to uniformly distribute heat sources to each tube, thereby increasing heat transfer efficiency, suppressing a decrease in circulation flow during heating, and increasing a heat transfer coefficient by maintaining an appropriate flow rate. In addition, compared to the prior art, there is an effect of increasing the circulation flow rate and operating capacity when partially opened.

또한 입구헤더 및 출구헤더를 복수로 형성함으로써, 헤더와 튜브 사이를 순환하는 내부순환유로가 형성된다. 따라서 동파 방지 구조를 구현할 때, 도 3과 같은 별도 배관(9)을 구성할 필요가 없다. 나아가, 내부순환유로가 형성됨으로써, 펌프를 사용하지 않고 히터만 구동하는 경우에도, 물의 비중 차로 데워진 물은 상부로 이동하고 차가워진 물은 하부로 이동하여 자연스럽게 냉매가 공급관 및 토출관 사이에서 순환되는 것이 실험으로 확인되었다. 도 9를 참조하면, 입구헤더 측에서 100℃ 히터로 냉매(물)를 가열하는 경우, 입구헤더의 중간 위치에서 온도가 가장 높으며, 그 다음으로 입구헤더 및 출구헤더의 상측 위치 및 환수 위치에서 온도가 높으며, 입구헤더 및 출구헤더의 하측 위치에서 온도가 가장 낮게 나오는 것을 알 수 있다. 이를 통해 냉매가 공급관 및 토출관 사이에 형성되는 내부순환유로를 따라 유동함으로써 튜브 내의 전체 온도가 외기 온도보다 높게 형성되는 것을 확인할 수 있다.In addition, by forming a plurality of inlet headers and outlet headers, an internal circulation passage circulating between the header and the tube is formed. Therefore, when implementing the freeze protection structure, there is no need to configure a separate pipe 9 as shown in FIG. 3. Furthermore, since the internal circulation channel is formed, even when only the heater is driven without using a pump, the heated water moves to the top and the cold water moves to the bottom, so that the refrigerant naturally circulates between the supply pipe and the discharge pipe. This was confirmed by experiment. Referring to FIG. 9, in the case of heating refrigerant (water) with a heater at 100°C from the inlet header, the temperature is the highest at the middle position of the inlet header, followed by the temperature at the upper position and the return position of the inlet header and the outlet header. Is high, and it can be seen that the temperature is lowest at the lower position of the inlet and outlet headers. Through this, it can be confirmed that the total temperature in the tube is formed higher than the outside temperature by flowing the refrigerant along the internal circulation passage formed between the supply pipe and the discharge pipe.

도 1은 종래 열교환기를 입구헤더 및 출구헤더 측에서 바라본 사시도,
도 2는 도 1의 Ⅱ부분의 우측면도,
도 3은 도 1에 동파 방지를 위한 구성이 부가된 좌측면도,
도 4는 본 발명 공조기의 열교환기 헤더 구조를 입구헤더 및 출구헤더 측에서 바라본 사시도,
도 5는 도 4의 평면도,
도 6은 헤더 구조로 인해 폐회로가 형성됨을 도시하는 도 4의 좌측면도,
도 7은 종래 기술 적용 시 공급관 개도 정도에 따른 난방능력을 도시하는 그래프 도면,
도 8은 본 발명 적용 시 공급관 개도 정도에 따른 난방능력을 도시하는 그래프 도면,
도 9는 본 발명 적용 시 외기온도와 입구헤더 및 출구헤더 사이의 튜브 온도를 높이별로 측정한 그래프 도면이다.1 is a perspective view of a conventional heat exchanger as viewed from an inlet header and an outlet header side,
2 is a right side view of part II of FIG. 1;
3 is a left side view to which a configuration for preventing freezing waves is added to FIG. 1;
4 is a perspective view of the heat exchanger header structure of the air conditioner of the present invention as viewed from the inlet and outlet headers,
Figure 5 is a plan view of Figure 4,
6 is a left side view of FIG. 4 showing that a closed circuit is formed due to the header structure;
7 is a graph showing heating capacity according to the degree of opening of a supply pipe when applying the prior art;
8 is a graph showing the heating capacity according to the degree of opening of a supply pipe when applying the present invention;
9 is a graph of measurement of outdoor air temperature and tube temperature between an inlet header and an outlet header by height when the present invention is applied.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 4는 본 발명 공조기의 열교환기 헤더 구조를 입구헤더 및 출구헤더 측에서 바라본 사시도, 도 5는 도 4의 평면도, 도 6은 헤더 구조로 인해 폐회로가 형성됨을 도시하는 도 4의 좌측면도이다.FIG. 4 is a perspective view of the heat exchanger header structure of the air conditioner of the present invention as viewed from the inlet and outlet headers, FIG. 5 is a plan view of FIG. 4, and FIG. 6 is a left side view of FIG. 4 showing a closed circuit formed by the header structure.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예는, 튜브(160)에 열교환 매개물을 흘려보내 공기와 열교환 하도록 하는 공조기의 열교환기(100)에 관한 것이다. 튜브(160)는 본체(180)에 수평방향으로 설치되며, 일자형 관과 U자형 관이 교대로 연결되어 냉매가 본체(180) 내에서 지그재그로 복수 회 선회하도록 형성되어 있다. 또한 튜브(160)는 패널 형태의 복수의 알루미늄 방열핀(170)을 통과하도록 배치될 수 있으며, 본체(180)는 방열핀(170) 및 튜브(160)의 양단을 지지하는 사각기둥 형태의 프레임으로 형성될 수 있다.As shown in these drawings, an embodiment of the present invention relates to a heat exchanger 100 of an air conditioner for passing a heat exchange medium through the tube 160 to exchange heat with air. The tube 160 is installed in the main body 180 in a horizontal direction, and the straight tube and the U-shaped tube are alternately connected so that the refrigerant rotates in the main body 180 in a zigzag multiple times. In addition, the tube 160 may be disposed to pass through a plurality of aluminum radiating fins 170 in the form of a panel, and the body 180 is formed as a frame in the form of a square column supporting both ends of the radiating fins 170 and the tube 160 Can be.

냉매는 공급관으로부터 공급되어 입구헤더(130), 튜브(160), 출구헤더(150) 및 토출관을 거쳐 토출된다. 각 구성은 파이프 형상으로서 내부 유로가 연결되도록 형성된다. 또한 아래에서 단면적이라 함은 유로의 단면적을 의미하는 것으로서, 냉매의 유동방향에 수직하는 방향의 단면적을뜻한다. 본 발명은 입구헤더(130) 및 출구헤더(150)가 복수로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이하에서 각 구성을 상세히 설명한다. The refrigerant is supplied from the supply pipe and is discharged through the inlet header 130, the tube 160, the outlet header 150, and the discharge pipe. Each configuration is formed in a pipe shape so that the inner flow path is connected. In addition, the cross-sectional area below means the cross-sectional area of the flow path, and means the cross-sectional area in a direction perpendicular to the flow direction of the refrigerant. The present invention is characterized in that a plurality of inlet headers 130 and outlet headers 150 are formed. Each configuration will be described in detail below.

공급관은 냉매를 튜브(160)로 도입하기 위한 것으로서, 공급관 본체(120)와, 공급관 본체(120)로부터 복수로 분기되는 제1공급관(121) 및 제2공급관(122)을 포함한다. 공급관 본체(120)의 단면적은 제1공급관(121) 및 제2공급관(122)의 단면적을 합한 것보다 크게 형성될 수 있다. 예를들어, 공급관 본체(120)의 직경은 50A, 제1공급관(121) 및 제2공급관(122)의 직경은 40A로 이루어질 수 있으며, 도 7 내지 도 9의 실험 또한 이와 같은 사이즈로 진행한 것이다.The supply pipe is for introducing a refrigerant into the tube 160 and includes a supply pipe main body 120 and a first supply pipe 121 and a second supply pipe 122 branching from the supply pipe main body 120 in a plurality. The cross-sectional area of the supply pipe body 120 may be formed larger than the sum of the cross-sectional areas of the first supply pipe 121 and the second supply pipe 122. For example, the diameter of the supply pipe main body 120 may be 50A, the diameter of the first supply pipe 121 and the second supply pipe 122 may be 40A, and the experiments of FIGS. 7 to 9 were also conducted with this size. will be.

입구헤더(130)는 제1공급관(121) 및 제2공급관(122)에 각각 연결되는 제1입구헤더(131) 및 제2입구헤더(132)를 포함한다. 제1입구헤더(131) 및 제2입구헤더(132)는 제1공급관(121) 및 제2공급관(122)과 직경이 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 또한 입구헤더(130)는 냉매가 비중에 의해 순환될 수 있도록 본체(180) 일측에 수직 방향으로 배치됨이 바람직하다. 제1입구헤더(131) 및 제2입구헤더(132)의 일측에는 각각 제1공급관(121) 및 제2공급관(122)이 연결되며, 연결되는 높이는 상이할 수 있다. 다만 히터(300) 구동 시 냉매 순환을 위하여는 연결되는 위치가 도면과 같이 최대한 낮게 형성됨이 바람직하다.The inlet header 130 includes a first inlet header 131 and a second inlet header 132 respectively connected to the first supply pipe 121 and the second supply pipe 122. It is preferable that the first inlet header 131 and the second inlet header 132 have the same diameter as the first supply pipe 121 and the second supply pipe 122. In addition, the inlet header 130 is preferably disposed in a vertical direction on one side of the main body 180 so that the refrigerant can be circulated by specific gravity. One side of the first inlet header 131 and the second inlet header 132 is connected to the first supply pipe 121 and the second supply pipe 122, respectively, and the connection height may be different. However, in order to circulate the refrigerant when the heater 300 is driven, it is preferable that the connected position is formed as low as possible as shown in the drawing.

제1입구헤더(131) 및 제2입구헤더(132)의 타측에는 길이방향을 따라 복수의 지점에서 튜브(160)의 일단이 각각 연결된다. 따라서 하측에서 공급되는 냉매는 입구헤더(130)의 길이방향을 따라 상승하면서 튜브(160)로 유입될 수 있다.One end of the tube 160 is connected to the other side of the first inlet header 131 and the second inlet header 132 at a plurality of points along the length direction, respectively. Accordingly, the refrigerant supplied from the lower side may be introduced into the tube 160 while rising along the longitudinal direction of the inlet header 130.

입구헤더(130)에서 유입된 냉매는 튜브(160)를 따라 본체(180) 내부를 유동하며 공기와 열교환을 하고, 출구헤더(150)로 토출된다. 출구헤더(150)도 입구헤더(130)와 마찬가지로 복수로 형성되며, 제1출구헤더(151)와 제2출구헤더(152)를 포함할 수 있다. 이에 따라 제1입구헤더(131) 및 제2입구헤더(132)는 튜브(160)를 통해 제1출구헤더(151) 및 제2출구헤더(152)에 연결되며, 제1입구헤더(131), 튜브(160), 제2출구헤더(152) 순으로도 연결되는 등 다양한 방식으로 연결될 수 있다.The refrigerant introduced from the inlet header 130 flows inside the main body 180 along the tube 160 to exchange heat with air, and is discharged to the outlet header 150. Like the inlet header 130, the outlet header 150 is formed in plural, and may include a first outlet header 151 and a second outlet header 152. Accordingly, the first inlet header 131 and the second inlet header 132 are connected to the first outlet header 151 and the second outlet header 152 through the tube 160, and the first inlet header 131 , The tube 160, and the second outlet header 152 may be connected in various ways.

또한 제1출구헤더(151) 및 제2출구헤더(152)의 일측에는 길이방향을 따라 복수의 지점에서 튜브(160)의 타단이 연결될 수 있다. 나아가 타측에 토출관이 연결될 수 있으며, 제1출구헤더(151) 및 제2출구헤더(152)의 토출과 연결 높이는 상이하게 형성될 수 있으며, 다만 히터(300) 구동 시 냉매 순환을 위하여는 연결되는 위치가 도면과 같이 높게 형성됨이 바람직하다.In addition, the other ends of the tube 160 may be connected to one side of the first exit header 151 and the second exit header 152 at a plurality of points along the longitudinal direction. Furthermore, a discharge pipe may be connected to the other side, and the discharge and connection heights of the first and second outlet headers 151 and 152 may be formed differently. However, when the heater 300 is driven, the connection is made for refrigerant circulation. It is preferable that the position is formed high as shown in the drawing.

토출관은 냉매가 토출되는 토출관 본체(140)와, 토출관 본체(140)로부터 분기되어 제1출구헤더(151) 및 제2출구헤더(152)에 각각 연결되는 제1토출관(141) 및 제2토출관(142)을 포함할 수 있다. 공급관과 마찬가지로, 토출관 본체(140)의 단면적보다 제1토출관(141) 및 제2토출관(142)의 단면적을 합한 것이 크도록 형성됨이 바람직하다. The discharge pipe is a discharge pipe body 140 through which refrigerant is discharged, and a first discharge pipe 141 branched from the discharge pipe body 140 and connected to the first outlet header 151 and the second outlet header 152, respectively. And a second discharge pipe 142. Like the supply pipe, it is preferable that the sum of the cross-sectional areas of the first discharge pipe 141 and the second discharge pipe 142 is larger than the cross-sectional area of the discharge pipe main body 140.

도 6을 참조하면, 입구헤더(130) 및 출구헤더(150)를 복수 개로 나누어 형성함으로써, 도 3의 종래 기술과 달리 별도 배관을 추가하지 않더라도 열교환기(100) 내부를 순환하는 내부순환유로가 형성될 수 있다. 냉매를 순환시키기 위해 히터(300)를 추가로 포함할 수 있으며, 폐회로를 형성하기 위해 공급관 및 토출관을 개폐하는 밸브(200)를 더 포함할 수 있다. 따라서 밸브(200)를 닫은 후, 히터(300)를 구동시키면 냉매의 위치별로 비중 차이가 생기면서 냉매가 제1공급관(121), 제2공급관(122), 제1입구헤더(131), 제2입구헤더(132), 튜브(160), 제1출구헤더(151), 제2출구헤더(152), 제1토출관(141), 제2토출관(142)으로 형성되는 내부순환유로를 따라 순환할 수 있다.Referring to FIG. 6, by dividing the inlet header 130 and the outlet header 150 into a plurality of pieces, the internal circulation passage circulating inside the heat exchanger 100, unlike the prior art of FIG. 3, is Can be formed. A heater 300 may be additionally included to circulate the refrigerant, and a valve 200 for opening and closing the supply pipe and the discharge pipe may be further included to form a closed circuit. Therefore, when the heater 300 is driven after the valve 200 is closed, a specific gravity difference is generated for each location of the refrigerant, and the refrigerant is transferred to the first supply pipe 121, the second supply pipe 122, the first inlet header 131, and the second 2 The internal circulation passage formed by the inlet header 132, the tube 160, the first outlet header 151, the second outlet header 152, the first discharge pipe 141, and the second discharge pipe 142 You can cycle along.

상술한 구성에 의해 본 발명은 헤더의 총 단면적을 늘림으로써, 헤더에서 튜브(160)로 이어지는 부분의 저항으로 인한 손실을 저감하는 효과가 있다. 이는 도 7 및 도 8에 도시되어 있으며, 입구관을 100%, 75%, 50% 개도 시 난방효율이 각각 2.1%, 5.1%, 12.3% 증가하는 것을 알 수 있다. 특히 부분부하(완전히 개도하지 않은 경우) 시에 효율이 크게 증가하는 것을 알 수 있다.According to the above-described configuration, the present invention increases the total cross-sectional area of the header, thereby reducing loss due to resistance of a portion leading from the header to the tube 160. This is shown in Figs. 7 and 8, and it can be seen that the heating efficiency increases by 2.1%, 5.1% and 12.3%, respectively, when the inlet pipe is opened by 100%, 75%, and 50%. In particular, it can be seen that the efficiency increases significantly at partial load (when not completely open).

또한 입구헤더(130) 및 출구헤더(150)를 복수로 형성함으로써, 헤더와 튜브(160) 사이를 순환하는 내부순환유로가 형성되므로, 별도 배관을 부가하지 않고도 냉매의 순환이 가능하며, 펌프를 사용하지 않고 히터(300)만 구동하는 경우에도 냉매의 비중 차로 원활하게 순환될 수 있다. 도 9에서 튜브(160) 내의 전체 온도가 외기 온도보다 높게 형성되는 것을 확인할 수 있다.In addition, by forming a plurality of inlet headers 130 and outlet headers 150, an internal circulation channel circulating between the header and the tube 160 is formed, so that the refrigerant can be circulated without adding a separate pipe, and Even when only the heater 300 is driven without being used, it can be smoothly circulated by the specific gravity difference of the refrigerant. In FIG. 9, it can be seen that the total temperature in the tube 160 is formed higher than the outside temperature.

본 명세서에서는 각 구성을 나누어 설명하였으나, 일부 구성을 조합하여 도출될 수 있는 실시예 역시 본 발명의 권리범위 내에 속하는 것이다.In the present specification, each configuration has been described separately, but embodiments that can be derived by combining some configurations are also within the scope of the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains are capable of various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. The scope of protection should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

1 열교환기 2 공급관
3 입구헤더 4 토출관
5 출구헤더 6 튜브
7 방열핀 8 본체
9 별도 배관 10 밸브
11 펌프 12 히터
100 열교환기 120 공급관 본체
121 제1공급관 122 제2공급관
130 입구헤더 131 제1입구헤더
132 제2입구헤더 140 토출관 본체
141 제1토출관 142 제2토출관
150 출구헤더 151 제1출구헤더
152 제2출구헤더 160 튜브
170 방열핀 180 본체
200 밸브 300 히터1 heat exchanger 2 supply pipe
3 Inlet header 4 Discharge pipe
5 exit header 6 tube
7 Radiation fin 8 Body
9 Separate piping 10 Valve
11 Pump 12 Heater
100 Heat exchanger 120 Supply pipe body
121 1st supply pipe 122 2nd supply pipe
130 Inlet header 131 1st inlet header
132 2nd inlet header 140 Discharge pipe body
141 First discharge pipe 142 Second discharge pipe
150 Exit Header 151 1st Exit Header
152 2nd exit header 160 tube
170 Radiation fin 180 Body
200 valve 300 heater

Claims (7)

냉매가 흐르는 튜브가 복수개 설치되는 본체;
냉매가 공급되는 공급관;
파이프 형태로서, 일측에서 상기 공급관과 연결되고, 상하방향으로 연장형성되며, 길이방향을 따라 복수의 상기 튜브의 일단이 연결되는 입구헤더;
파이프 형태로서, 상하방향으로 연장형성되며, 길이방향을 따라 복수의 상기 튜브의 타단이 연결되는 출구헤더; 및
상기 출구헤더의 일단에서 연결되는 토출관;
을 포함하며,
상기 입구헤더는 상기 공급관과 병렬로 연결되는 제1입구헤더 및 제2입구헤더를 포함하여, 냉매가 상기 공급관으로부터 분기되어 유입되도록 형성되고,
상기 출구헤더는 상기 토출관과 병렬로 연결되는 제1출구헤더 및 제2출구헤더를 포함하여, 냉매가 상기 토출관으로 합류되도록 형성되고,
상기 공급관 및 토출관을 각각 개폐하는 밸브; 및
상기 공급관에 연결되어 냉매를 가열하는 히터;
를 더 포함하며,
상기 공급관은 상기 입구헤더의 하측에 배치되고, 상기 토출관은 상기 출구헤더의 상측에 배치되어, 상기 히터를 구동 시 냉매가 상기 공급관과 상기 토출관 사이에서 순환되는 것을 특징으로 하는 공조기의 열교환기 헤더 구조.
A main body in which a plurality of tubes through which refrigerant flows are installed;
A supply pipe through which refrigerant is supplied;
In the form of a pipe, an inlet header connected to the supply pipe at one side, extending in a vertical direction, and connecting one end of the plurality of tubes along a length direction;
In the form of a pipe, an outlet header extending in a vertical direction and connecting the other ends of the plurality of tubes along a length direction; And
A discharge pipe connected at one end of the outlet header;
Including,
The inlet header includes a first inlet header and a second inlet header connected in parallel with the supply pipe, and is formed so that refrigerant is branched from and introduced from the supply pipe,
The outlet header includes a first outlet header and a second outlet header connected in parallel with the discharge pipe, and is formed so that the refrigerant joins the discharge pipe,
A valve for opening and closing the supply pipe and the discharge pipe, respectively; And
A heater connected to the supply pipe to heat a refrigerant;
It further includes,
The supply pipe is disposed under the inlet header, and the discharge pipe is disposed above the outlet header, and when the heater is driven, the refrigerant is circulated between the supply pipe and the discharge pipe. Header structure.
 제1항에 있어서,
상기 제1입구헤더 및 제2입구헤더는, 상기 공급관의 단면적보다 상기 제1입구헤더 및 제2입구헤더의 단면적 합이 크도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공조기의 열교환기 헤더 구조.
The method of claim 1,
The first inlet header and the second inlet header are formed such that a sum of cross-sectional areas of the first inlet header and the second inlet header is larger than that of the supply pipe.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1출구헤더 및 제2출구헤더는, 상기 토출관의 단면적보다 상기 제1출구헤더 및 제2출구헤더의 단면적 합이 크도록 형성되는 것을 특징으로 하는 공조기의 열교환기 헤더 구조.
The method of claim 1,
The first outlet header and the second outlet header are formed such that a sum of cross-sectional areas of the first and second outlet headers is larger than that of the discharge pipe.
 제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 토출관은, 냉매 유동방향을 따라 제1토출관 및 제2토출관으로부터 토출관 본체로 합류되도록 형성되고,
상기 제1토출관 및 제2토출관은 각각 제1출구헤더 및 제2출구헤더에 연결되는 것을 특징으로 하는 공조기의 열교환기 헤더 구조.
The method of claim 1 or 4,
The discharge pipe is formed to join the discharge pipe body from the first discharge pipe and the second discharge pipe along the refrigerant flow direction,
The first discharge pipe and the second discharge pipe are connected to a first outlet header and a second outlet header, respectively.
 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공급관은, 냉매 유동방향을 따라 공급관 본체로부터 제1공급관 및 제2공급관으로 분기되도록 형성되고,
상기 제1공급관 및 제2공급관은 각각 제1입구헤더 및 제2입구헤더에 연결되는 것을 특징으로 하는 공조기의 열교환기 헤더 구조.
The method according to any one of claims 1, 2 and 4,
The supply pipe is formed to branch from the supply pipe main body to the first supply pipe and the second supply pipe along the refrigerant flow direction,
The first supply pipe and the second supply pipe are connected to a first inlet header and a second inlet header, respectively.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130142512A (en) 2012-06-19 2013-12-30 (주)문명에이스 Air conditioner

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