KR102250179B1 - 열교환기 - Google Patents

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KR102250179B1
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고영환
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엘지전자 주식회사
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 열교환기는, 냉매가 유입 또는 배출되는 헤더; 및 상기 헤더에 연결되어 상기 냉매의 유동을 가이드하는 튜브를 포함하며, 상기 튜브는, 상기 헤더와 연통되도록 결합하는 냉매파이프; 상기 냉매파이프를 소정의 폭을 가지도록 둘러싸는 본체; 및 상기 본체 내부에 형성되며, 상기 냉매파이프의 연장 방향을 따라 연장되는 홀을 포함한다.

Description

열교환기 {Heat exchanger}
본 발명은 열교환기에 관한 것이다.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여 실내 온도를 조절하는 장치이다. 일반적으로 공기조화기는 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등 다수의 부품이 장착되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.
또한, 공기조화기는 실내기로 냉매를 공급하여 냉방 또는 난방 모드로 운전될 수 있다.
열교환기는 사용되는 장소에 따라서 차량용 열교환기와 가정용 열교환기 등으로 구분할 수 있다. 상기 차량용 열교환기와 가정용 열교환기는 냉매의 종류가 다르고, 설치되는 장소에 따라 풍량, 유속 등 동작 환경에서 차이가 있다.
이와 관련한 선행기술문헌 정보는 아래와 같다.
KR 10-2008-0019952 A
본 발명의 목적은, 복사열을 이용하여 실내에 직접 에너지를 전달함으로써 냉방 또는 난방을 제공할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 실내기에 팬이 구비되지 않아도 실내에 냉방 또는 난방을 제공할 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 열교환 성능을 향상시킬 수 있는 개선된 열교환기 구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 열교환기는, 냉매가 유입 또는 배출되는 헤더; 및 상기 헤더에 연결되어 상기 냉매의 유동을 가이드하는 튜브를 포함하며, 상기 튜브는, 상기 헤더와 연통되도록 결합하는 냉매파이프; 상기 냉매파이프를 소정의 폭을 가지도록 둘러싸는 본체; 및 상기 본체 내부에 형성되며, 상기 냉매파이프의 연장 방향을 따라 연장되는 홀을 포함할 수 있다,
또한, 상기 냉매파이프를 유동하는 냉매는, 상기 홀을 유동하는 공기에 의하여 외기와 열교환이 가속되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 홀 안의 공기는, 상기 냉매파이프를 유동하는 냉매와 외기의 온도 차이로 발생되는 부력에 의하여 유동할 수 있다.
또한, 상기 튜브는, 상기 헤더가 연결되는 부분에 상기 홀과 외기가 연통되도록 개구 또는 연통홀을 형성할 수 있다.
또한, 상기 튜브는, 상기 본체의 외면을 커버하는 케이스를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 케이스는, 상기 튜브의 연장 방향을 따라 주름을 형성할 수 있다.
또한, 상기 주름은, 상기 냉매파이프를 향하여 함몰되는 골과 돌출되는 마루로 형성할 수 있다.
또한, 상기 튜브는 폭 방향으로 서로 이격 배치되는 다수로 구비되며, 상기 마루는, 이웃하는 튜브의 마루와 접합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 홀은, 상기 외부케이스와 상기 냉매파이프 사이에 다수로 형성될 수 있다.
또한, 상기 홀은, 외기와 차단되도록 밀폐된 중공으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 홀의 내부에는 작동 유체가 진공 상태로 충진될 수 있다.
또한, 상기 작동 유체는, 상기 냉매파이프를 유동하는 냉매와 외기의 온도 차에 의하여 상기 홀을 유동하며, 상기 냉매 및 외기는 상기 홀을 유동하는 상기 작동 유체에 의하여 열교환할 수 있다.
또한, 상기 작동 유체는, 상기 홀의 고온부에서 응축되어 상기 홀의 저온부로 유동하며, 상기 홀의 저온부에서 응축되어 모세관 현상을 통해 다시 상기 홀의 고온부로 유동할 수 있다.
또한, 상기 본체는, 상기 냉매파이프의 외주면 반쪽을 수용하는 제 1 본체; 및 상기 냉매파이프의 외주면 나머지 반쪽을 수용하는 제 2 본체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 본체와 상기 제 2 본체는, 서로 분리 가능하도록 결합될 수 있다.
또한, 상기 제 1 본체와 상기 제 2 본체는 서로 대칭을 이루도록 형성할 수 있다.
본 발명을 따르면, 열교환기를 통과하는 유체 간의 열교환 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명을 따르면, 팬에 의해 강제되는 공기 유동(대류) 없이 실내에 복사열을 이용하여 냉방 또는 난방을 제공할 수 있는 장점이 있다. 이에 의하면, 실내로 직접적인 바람을 제공하지 않으므로 무풍 냉방 또는 난방이 가능하다. 또한, 직접적인 바람을 선호하지 않는 사용자에게 쾌적감을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 실내기가 열교환기 자체로 설치될 수 있으므로 관리가 용이한 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 종래 실내기에 비하여 팬이 작동하지 않기 때문에 소음을 저감시킬 수 있고 먼지 발생을 최소화 할 수 있다.
본 발명을 따르면, 실내기에 팬을 구비할 필요가 없으므로 제품의 경제성이 향상되며, 소비 에너지를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기가 구비된 공기조화기의 구성을 개략적으로 보여주는 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기를 보여주는 도면
도 3은 도 2의 2-2’ 단면을 보여주는 도면
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기가 구비된 공기조화기의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기(2), 냉매가 실외 공기와 열교환되는 실외 열교환기(10a), 냉매가 팽창되는 팽창기구(6) 및 냉매가 실내 공기와 열교환되는 실내 열교환기(10b)를 포함할 수 있다.
상기 공기조화기는 압축기(2)에서 압축된 냉매가 실외 열교환기(10a) 또는 실내 열교환기(10b)를 통과하면서 열교환되어 응축될 수 있다. 일례로, 냉방 모드에서 상기 실외 열교환기(10a)는 응축기로 작동하고, 상기 실내 열교환기(10b)는 증발기로 작동할 수 있다.
상기 실외 열교환기(10a)가 응축기로 작동하는 경우, 상기 실외 열교환기(10a)를 통과하여 응축된 냉매는, 팽창기구(6)로 유동되어 팽창할 수 있다.
상기 팽창기구(6)에 의해 팽창된 냉매는 증발기로 작동하는 실내 열교환기(10b)를 통과하면서 실내 공기와 열교환되어 증발될 수 있다.
이때, 상기 실내 열교환기(10b)를 통과하는 냉매와 열교환된 실내 공기는 열이 방출되어 온도가 내려가므로 실내에 냉방이 제공될 수 있다.
그리고 실내 열교환기(10b)에서 증발된 냉매는 다시 압축기(2)로 회수될 수 있다.
상기 압축기(2)의 흡입 측에는 액상과 기상 냉매를 분리할 수 있는 어큐물레이터(9)가 설치될 수 있다.
상기 공기조화기는 실내기(IU)와 실외기(OU)로 구비되는 분리형 공기조화기일 수 있다. 이 경우, 압축기(2)와 실외 열교환기(10a)가 실외기(OU)에 설치될 수 있고, 실내 열교환기(10b)는 실내기(IU)에 설치될 수 있다.
상기 실외기(OU)와 실내기(IU)는 냉매가 유동하는 냉매유로(5a,5b)에 의해 연결될 수 있다.
한편, 상기 실외기(OU)에는 실외 열교환기(10a)로 실외 공기를 송풍시키는 실외팬(3)이 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 실외팬(3)은 선택적 및 보조적으로 작동할 수 있다. 후술하겠으나, 상기 실외 열교환기(10a)는 연돌 효과를 이용하여 냉매와 실외 공기 간의 열교환을 가속시킬 수 있다.
이에 의하면, 상기 실외 열교환기(10a)는 상기 실외팬(3)의 구동 없이도 열교환을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 실외 열교환기(10a)의 상세 구성은 후술할 열교환기(10)의 설명을 원용하도록 한다.
만약, 환경 조건에 따라 열교환 성능이 기준에 미치지 못하게 되는 경우, 상기 실외팬(3)은 작동할 수 있다. 즉, 상기 실외팬(3)이 선택적 및 보조적으로 송풍을 발생시킴으로써 상기 실외 열교환기(10a)의 열교환 성능을 유지시켜줄 수 있다.
상기 실내기(IU)에는 실내 열교환기(10b)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 실내기(IU)는 실내 열교환기(10b) 자체로 구성될 수 있다. 즉, 상기 실내기(IU)에는 공기의 유동을 강제하여 실내 공기를 송풍(또는 대류)시키기 위한 팬이 구비되지 않을 수 있다.
이와 관련하여, 실내 열교환기(10b)의 상세 구성은 후술할 열교환기(10)의 설명을 원용하도록 한다.
상기 실외 열교환기(10a) 및 상기 실내 열교환기(10b)는, 이하에서 설명하는 열교환기(10)의 구성을 가질 수 있다.
즉, 상기 실외 열교환기(10a) 및 상기 실내 열교환기(10b) 중 적어도 어느 하나는 이하에서 설명하는 열교환기(10)로 제공될 수 있다. 바람직하게, 상기 실내 열교환기(10b)는 이하에서 설명하는 열교환기(10)로 제공된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(10)는, 하부 헤더(31), 상부 헤더(32) 및 튜브(100)를 포함할 수 있다.
상기 하부 헤더(31) 및 상기 상부 헤더(32)는, 냉매가 유동하는 관으로 형성할 수 있다.
상기 하부 헤더(31)에는 냉매 유입관(미도시)과 냉매 유출관(미도시)이 연결될 수 있다. 물론, 상기 냉매 유입관과 냉매 유출관은 상부 헤더(32)에 연결될 수도 있다.
일례로, 상기 열교환기(10)가 실내 열교환기(10b)인 경우, 상기 냉매 유입관은 실외기(OU)로부터 냉매를 전달 받으며, 상기 냉매 유출관은 실외기(OU)로 전달할 수 있다.
상기 튜브(100)는 상기 하부 헤더(31)와 상기 상부 헤더(32)에 연결되어 냉매의 유동을 가이드할 수 있다.
상기 튜브(100)는 열교환기(10)의 내부를 냉매가 순환하도록 복수로 구비될 수 있다. 상기 복수의 튜브(100)는, 이웃한 튜브와 양측 방향(도2 기준) 또는 너비 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 튜브(100)는 상기 하부 헤더(31) 및 상기 상부 헤더(32)와 연통되도록 연결될 수 있다. 즉, 상기 튜브(100)는 상기 하부 헤더(31)와 상기 상부 헤더(32)에 양 단부가 결합되도록 연장될 수 있다. 일례로, 상기 튜브(100)는 원기둥 형상으로 상하 방향으로 길게 연장될 수 있다.
물론, 상기 열교환기(10)는 상기 복수의 튜브(100) 사이에 끼워지는 핀(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 핀은 튜브(100)와 튜브(100) 사이에 끼워져 전도에 의한 전열을 통해 공기와 열교환을 수행할 수 있다.
한편, 상기 하부 헤더(31) 및 상부 헤더(32)는, 냉매의 유로를 구획하는 베플(미도시)이 각각 구비될 수 있다. 일례로, 상기 베플은, 상기 복수의 튜브(100)를 유동하는 냉매의 유동 경로를 결정하도록 어느 일 튜브(100)와 이웃한 튜브 사이에 설치될 수 있다.
상기 열교환기(10)가 복수의 열을 가지도록 형성되면, 상기 하부 헤더(31)와 상부 헤더(32)는 각각의 열에 대응되도록 구비될 수 있다. 일례로, 상기 열교환기(10)는 전열 및 후열로 형성할 수도 있다.
이 경우, 상기 하부 헤더(31)는 전열 하부 헤더 및 후열 하부 헤더를 포함하며, 상기 상부 헤더(32)는 전열 상부헤더 및 후열 하부 헤더를 포함할 수 있다.
이하에서는, 상기 튜브(100)에 대한 상세한 구성을 설명한다.
도 3은 도 2의 2-2’ 단면을 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 튜브(100)는 냉매가 유동하는 냉매파이프(50), 상기 냉매파이프(50)를 둘러싸는 본체(110,120), 상기 본체(110,120)의 외면을 커버하는 외부케이스(115,125) 및 상기 본체(110,120)의 내부에 형성되는 홀(113,123)을 포함할 수 있다.
상기 냉매파이프(50)는 상기 하부 헤더(31) 및 상기 상부 헤더(32)와 연통되도록 결합할 수 있다. 그리고 상기 냉매파이프(50)는 냉매가 유동하는 유동홀(55)이 형성될 수 있다.
따라서, 상기 냉매파이프(50)는 상기 하부 헤더(31) 및 상기 상부 헤터(32)를 유동하는 냉매를 가이드할 수 있다.
상기 본체(110,120)는 상기 냉매파이프(50)의 외면을 둘러싸도록 밀착할 수 있다. 상세히, 상기 본체(110,120)는 소정의 폭을 가지도록 상기 냉매파이프(50)를 둘러쌀 수 있다.
상기 소정의 폭은, 도 3을 기준으로 상기 냉매파이프(50)의 중심으로부터 반경 방향으로 연장되는 거리로 이해할 수 있다. 일례로, 상기 본체(110,120)는 타원형의 횡단면을 가지도록 형성할 수 있다.
상기 본체(110,120)는 상기 냉매파이프(50)가 수용되는 수용홈(111,121)을 형성할 수 있다.
상기 수용홈(111,121)은 상기 냉매파이프(50)의 외주면에 대응되는 형상으로 형성할 수 있다. 일례로, 상기 냉매파이프(50)가 원형을 가지면, 상기 수용홈(111,121)은 상기 냉매파이프(50)의 외주면에 대응되도록 라운드지게 함몰시켜 형성할 수 있다.
상기 냉매파이프(50)는 상기 수용홈(111,121)에 밀착되어 지지될 수 있다.
그리고 상기 냉매파이프(50)는 상기 본체(110,120)의 중심에 위치할 수 있다.
상기 본체(110,120)는 열전도성이 우수한 금속 재질로 형성할 수 있다.
상기 외부케이스(115,125)는 상기 본체(110,120)의 외주면을 따라 결합할 수 있다. 즉, 상기 외부케이스(115,125)는 상기 튜브(100)의 외관을 형성할 수 있다.
상기 외부케이스(115,125)는 성형이 용이한 금속 재질로 형성할 수 있다. 일례로, 상기 외부케이스(115,125)는 알루미늄(Al)으로 형성할 수 있다.
한편, 상기 외부케이스(115,125)는 상기 본체(110,120)의 연장 방향을 따라 주름을 형성할 수 있다. 상기 주름은 상기 외부케이스(115,125)를 다수 회 절곡하여 형성할 수 있다.
상세히, 상기 외부케이스(115,125)는 열전도성을 향상시키기 위해 냉매파이프(50)를 향하여 함몰되는 골과 돌출되는 마루를 다수 회 형성할 수 있다. 즉, 상기 주름은 다수의 골과 마루로 형성될 수 있다.
그리고 상기 마루는 이웃하는 튜브(100)의 마루와 접합될 수 있다. 그리고 상호 접합된 마루는 상술한 핀(미도시)을 대체할 수 있다.
상기 홀(113,123)은 상기 본체(110,120)의 내부에 소정의 직경을 가지도록 형성할 수 있다. 일례로, 상기 홀(113,123)은 상기 본체(110,120)의 일부를 상하 방향으로 개방시킬 수 있다. 일례로, 상기 홀(113,123)은 타원형의 횡단면을 가지도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 홀(113,123)은 외부케이스(115,125)와 냉매파이프(50) 사이에 위치할 수 있다.
그리고 상기 홀(113,123)은 상기 냉매파이프(50)의 연장 방향을 따라 연장될 수 있다. 일례로, 상기 홀(113,123)은 본체(110,120)의 연장 방향을 따라 상하 방향으로 길게 연장될 수 있다.
상기 홀(113,123)은 다수로 형성할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 홀(113,123)은 실내 공기와 연통되도록 형성할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 상기 실내 공기는 상기 열교환기(10)의 바깥 공기이므로 “외기”라고 이름할 수 있다.
보다 상세히, 상기 튜브(100)는 상기 하부 헤더(31) 및 상기 상부 헤더(32)와 연결되는 부분 중 적어도 어느 한 부분에 상기 홀(113,123)과 연통되는 연장홀(미도시) 또는 개구(미도시)를 형성할 수 있다.
일례로, 상기 본체(110,120)의 하단은 상기 하부 헤더(31)의 상단과 소정 간격만큼 이격되도록 위치할 수 있다. 물론, 상기 본체(110,120)의 상단도 상기 상부 헤더(32)의 하단과 소정 간격만큼 이격되도록 위치할 수 있다.
따라서, 상기 홀(113,123) 안의 공기는 상기 연통홀 또는 개구에 의하여 유동할 수 있다.
상세히, 상기 홀(113,123) 안의 공기는, 상기 냉매파이프(50)를 유동하는 냉매가 상대적으로 고온일 경우 냉매의 열을 전달받아 온도가 높아질 수 있다. 즉, 상대적으로 온도가 낮은 외기와 상기 홀(113,123) 안의 공기 사이에 온도 차가 발생할 수 있다. 상기 온도 차는 상기 홀(113,123) 안에 부력을 발생시켜 상기 홀(113,123) 안의 공기를 이동시킬 수 있다.
이때, 상기 홀(113,123) 안의 공기 유동 방향은, 온도에 따라 달라질 수 있다. 즉, 상기 홀(113,123) 안의 온도가 외기의 온도 보다 높으면 상기 홀(113,123) 안의 공기는 외부로 빠져나가도록 유동할 수 있으며, 상기 홀(113,123) 안의 온도가 외기의 온도 보다 낮으면 외기가 상기 홀(113,123) 안으로 들어오도록 유동할 수 있다.
즉, 상기 냉매파이프(50)를 유동하는 냉매의 온도가 고온 또는 저온인지에 따라 상기 홀(113,123) 안의 공기 유동 방향은 달라질 수 있다.
본 발명에서 상술한 홀(113,123) 안의 공기 유동은 “연돌 효과”라고 정의한다.
따라서, 상기 냉매파이프(50)를 유동하는 냉매와 외기는, 상기 연돌 효과에 의하여 열교환이 가속될 수 있다. 이에 의하면, 열교환기(100)의 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.
즉, 상기 열교환기(10)에 의하면, 실내기(IU)에 팬을 구비할 필요가 없다. 따라서, 상기 열교환기(10) 자체로 실내기(IU)를 형성할 수 있다. 이에 의하면, 실내에 난방을 제공하는 경우, 상기 열교환기(10)로부터 직접적으로 열에너지를 실내에 전달할 수 있다.
달리 표현하면, 상기 열교환기(100)는 복사열을 이용하여 실내 난방 또는 냉방을 제공할 수 있다. 따라서, 종래 팬의 구동에 의해 강제적인 기류를 형성하여 대류를 이용한 난방 또는 냉방 보다 에너지 소비를 절감할 수 있다.
또한, 사용자에게 직접적으로 제공되는 기류없이 실내 난방 또는 냉방이 제공되는 바, 무풍 난방 또는 무풍 냉방을 제공할 수 있다.
상기 튜브(100)는, 상기 외부케이스(115,125)로부터 상기 냉매파이프(50)를 향하여 연장되어 상기 냉매파이프(50)를 지지하는 고정가이드(118,128)를 더 포함할 수 있다.
상기 고정가이드(118,128)는, 상기 냉매파이프(50)에 가상의 일 직선이 교차하는 두 지점을 지지하도록 상기 외부케이스(115,125)로부터 연장될 수 있다. 따라서, 상기 고정가이드(118,128)는, 상기 외부케이스(115,125)의 대칭되는 어느 두 지점에서부터 상기 냉매파이프(50)의 중심을 향하여 연장될 수 있다.
그리고 상기 고정가이드(118,128)는 냉매파이프(50)의 외주면에 접촉될 수 있다. 일례로, 상기 고정가이드(118,128)는 상기 외부케이스(115,125)로부터 중심 방향으로 수직하게 절곡되어 상기 냉매파이프(50)의 외주면을 향해 연장될 수 있다.
한편, 상기 본체(110,120)는 설치와 분리가 용이하도록 대칭을 이루는 한 쌍으로 제공될 수 있다.
예를 들어, 상기 본체(110,120)는 상기 냉매파이프(50)의 반쪽 외주면을 수용하는 제 1 본체(110) 및 상기 냉매파이프(50)의 나머지 반쪽 외주면을 수용하는 제 2 본체(120)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 본체(110)와 상기 제 2 본체(120)는 서로 마주보는 방향으로 결합할 수 있다.
이에 의하면, 상기 냉매파이프(50)가 중심에 수용되도록, 상기 제 1 본체(110)와 제 2 본체(120)는, 상기 냉매파이프(50)의 양 방향에서 서로 접근하여 결합할 수 있다.
따라서, 사용자는 상기 냉매파이프(50)가 상기 하부 헤더(31) 및 상기 상부 헤더(32)에 결합된 상태에서 간편하게 상기 제 1 본체(110)와 상기 제 2 본체(120)를 결합시켜 상기 튜브(100)를 설치 또는 조립할 수 있다.
상기 제 1 본체(110)와 상기 제 2 본체(120)는 서로 대칭을 이루도록 형성할 수 있다. 즉, 상기 제 1 본체(110)와 상기 제 2 본체(120)는 동일한 구성을 가지도록 형성할 수 있다.
따라서, 상기 튜브(100)는 상기 제 2 본체(120)를 둘러싸는 제 2 외부케이스(125), 상기 제 2 본체(120)의 내부에 형성되는 제 2 홀(123) 및 상기 냉매파이프(50)를 지지하는 제 2 고정가이드(128)를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 제 2 본체(120)는 상기 제 1 본체(110)와 대응되며 상기 냉매파이프(50)의 외주면 반쪽이 밀착되는 제 2 수용홈(121)을 형성할 수 있다.
설명의 편의를 위해, 상기 제 1 본체(110)를 둘러싸는 외부케이스(115)는 제 1 외부케이스(115), 상기 제 1 본체(110)에 형성되는 홀(113)은 제 1 홀(113), 상기 제 1 본체(110)에 형성되는 수용홈(111)은 제 1 수용홈(111), 상기 제 1 외부케이스(115)로부터 절곡되어 상기 냉매파이프(50)를 고정하는 고정가이드(118)는 제 1 고정가이드(118)로 이름할 수 있다.
한편, 상기 제 1 고정가이드(118)와 상기 제 2 고정가이드(128)는, 냉매파이프(50)를 기준으로 서로 마주보는 방향에서 밀착되도록 결합할 수 있다.
따라서, 상기 제 1 고정가이드(118) 및 상기 제 2 고정가이드(128)에는, 서로 탈착 가능하도록 구비되는 결합장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 본체(110,120)의 내부에 형성하는 홀(113,123)은, “에어 포켓”이라 이름할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예를 제안한다. 상기 또 다른 실시예는 앞선 실시예와 다른 홀(113,123)의 구성을 가질 수 있다. 설명의 이해를 돕기 위해 이하에서는 홀(113,123)을 에어포켓으로 칭한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 튜브(100)는, 상기 본체(110)에 중공으로 형성되는 에어포켓(113,123)을 포함할 수 있다.
상기 에어포켓(113,123)은 외기와 연통되지 않고, 즉, 외기와 차단되도록 형성할 수 있다. 달리 표현하면, 상기 에어포켓(113,123)은 밀폐되도록 형성할 수 있다.
상기 에어포켓(113,123)이 내부에는 작동 유체가 충진될 수 있다. 상기 작동 유체는 사용 환경에 따라 달리 충진될 수 있다.
그리고 상기 에어포켓(113,123)에는 작동 유체가 주입된 후 진공 배기하여 형성할 수 있다. 즉, 상기 에어포켓(113,123)의 내부는 진공 상태로 형성될 수 있다.
상기 에어포켓(113,123)을 규정하는 상기 본체(100)의 내면에는, 모세관 현상을 일으키는 윅(Wick) 면을 형성될 수 있다.
상기 에어포켓(113,123)은 상기 냉매파이프(50)를 유동하는 냉매와 열교환할 수 있다.
하나의 예로, 상기 냉매파이프(50)에 고온의 냉매가 유동하는 경우를 기준으로 설명한다.
상기 냉매파이프(50)와 근접한 상기 에어포켓(113,123)의 일 측부는 가열될 수 있다. 이에 의하여, 상기 일 측부의 작동 유체는 액체에서 기체로 증발할 수 있다.
여기서, 상기 일 측부를 고온부라 이름할 수 있다.
그리고 상기 증발된 기체는, 압력 차에 의하여 상대적으로 실내 공기(또는 외기)와 가까운 타 측부로 이동할 수 있다. 일례로, 상기 작동 유체는 튜브(100)의 중심으로부터 반경 방향으로 이동할 수 있다.
상기 에어포켓(113,123)의 타 측부는 실내 공기에 의하여 상대적으로 저온을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 타 측부를 저온부라 이름할 수 있다.
따라서, 상기 증발된 기체는 상기 에어포켓(113,123)의 타 측부에서 열을 방출하여 응축되고, 응축된 액체는 상기 윅(Wick) 면에 의한 모세관 현상을 통하여 상기 에어포켓(113,123)의 일 측부로 다시 이동할 수 있다.
이에 의하면, 상기 냉매파이프(50)를 유동하는 냉매는, 신속하게 외부로 열을 방출할 수 있다. 따라서, 상기 튜브(100)의 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.
정리하면, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(10)는 실내기(IU) 자체로 제공될 수 있다. 따라서, 팬의 작동 소음이 사라지고, 먼지 발생이 최소화되며, 외관이 그대로 노출되어 관리가 수월해지는 장점이 있다.
또한, 종래 팬의 작동에 의해 대류가 아닌, 복사열을 이용하여 실내에 직접 에너지를 제공하기 때문에 냉방 또는 난방시 에너지 소모량을 종래 보다 절약할 수 있다.
그리고 팬에 의해 강제되는 공기 유동을 꺼려하는 사용자에게는, 무(無)풍의 냉방 또는 난방을 제공할 수 있기 때문에 쾌적감을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(10)가 실외 열교환기(10a)로 구비되는 경우, 연돌 효과를 이용하여 유체 간의 열교환을 가속화시킬 수 있기 때문에 열교환 성능이 향상될 수 있다.
또한, 선택적 또는 보조적으로 실외 팬(3)이 구동하여 실외 열교환기(10a)의 열교환 성능을 보강해줄 수 있으므로, 효율적인 열교환 성능을 제공할 수 있다.
10: 열교환기
50: 냉매파이프
100: 튜브
110,120: 본체
113,123: 홀 또는 에어포켓

Claims (14)

  1. 냉매가 유입 또는 배출되는 헤더; 및
    상기 헤더에 연결되어 상기 냉매의 유동을 가이드하는 튜브를 포함하며,
    상기 튜브는,
    상기 헤더와 연통되도록 결합하는 냉매파이프;
    상기 냉매파이프를 소정의 폭을 가지도록 둘러싸는 본체; 및
    상기 본체 내부에 형성되며, 상기 냉매파이프의 연장 방향을 따라 연장되는 홀을 포함하고,
    상기 홀은, 외기와 차단되도록 밀폐된 중공으로 형성되는 열교환기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 튜브는,
    상기 본체의 외면을 커버하는 외부케이스를 더 포함하며,
    상기 외부케이스는, 상기 튜브의 연장 방향을 따라 주름을 형성하는 열교환기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 주름은, 상기 냉매파이프를 향하여 함몰되는 골과 돌출되는 마루로 형성되는 열교환기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 튜브는 폭 방향으로 서로 이격 배치되는 다수로 구비되며,
    상기 마루는, 이웃하는 튜브의 마루와 접합되는 열교환기.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 홀은, 상기 외부케이스와 상기 냉매파이프 사이에 다수로 형성되는 열교환기.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀의 내부에는 작동 유체가 진공 상태로 충진되는 열교환기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 작동 유체는, 상기 냉매파이프를 유동하는 냉매와 외기의 온도 차에 의하여 상기 홀을 유동하며,
    상기 냉매 및 외기는 상기 홀을 유동하는 상기 작동 유체에 의하여 열교환하는 열교환기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 작동 유체는,
    상기 홀의 고온부에서 응축되어 상기 홀의 저온부로 유동하며,
    상기 홀의 저온부에서 응축되어 모세관 현상을 통해 다시 상기 홀의 고온부로 유동하는 열교환기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 냉매파이프의 외주면 반쪽을 수용하는 제 1 본체; 및
    상기 냉매파이프의 외주면 나머지 반쪽을 수용하는 제 2 본체를 포함하며,
    상기 제 1 본체와 상기 제 2 본체는, 서로 분리 가능하도록 결합되는 열교환기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 본체와 상기 제 2 본체는 서로 대칭을 이루도록 형성되는 열교환기,
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