KR19980011811U - 냉동시스템용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 냉매가 흐르는 다수의 전열관과, 상기 전열관의 길이방향에 가로로 상호 소정 간격을 두고 다수 적층되는 다수의 핀플레이트를 갖는 열교환기에 관한 것으로서, 송풍방향에 따른 송풍입구측의 상기 핀플레이트의 판면에 형성된 평판부와, 상기 송풍방향에 따른 송풍출구측의 상기 핀플레이트의 판면으로부터 절개되어 융기 또는 함몰형성된 다수의 슬릿핀을 갖는 슬릿핀부를 포함한다. 이에 의해, 핀플레이트의 판면상의 위치에 따른 열교환량이 균등하게 이루어져 전체적인 열교환효율이 높고 과다한 슬릿핀에 의한 소음의 발생을 감소시킬 수 있는 열교환기가 제공된다.

Description

냉동시스템용 열교환기

본 고안은 냉동시스템용 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉매가 흐르는 다수의 전열관과, 상기 전열관의 길이방향에 가로로 상호 소정 간격을 두고 다수 적층되는 다수의 핀플레이트를 갖는 열교환기에 관한 것이다.

에어컨이나 냉장고 등과 같이 냉기를 생성하는 냉동시스템은 냉매의 순환과정에서 열의 방출이나 흡수를 위해 외기와 열교환하기 위한 응축기와 증발기를 가지고 있다. 응축기는 압축기로부터 유입된 고온고압의 기체 냉매로부터 외부로 열을 방출하여 액화시키는 역할을 하고, 증발기는 액체상태의 냉매가 증발할 때의 흡수열로 외부로부터 송풍되는 공기를 냉각하여 냉기를 생성하는 역할을 한다. 응축기와 증발기에는 효율적인 열교환을 위한 열교환기가 설치되어 있다.

도 3은 종래의 열교환기의 핀플레이트의 부분평면도이고, 도 4는 도 3의 B-B선에 따른 확대단면도이다. 열교환기는 냉매가 흐르는 전열관(40)과, 전열관(40)의 열교환 면적을 넓히는 핀플레이트(51)로 이루어져 있다. 핀플레이트(51)는 전열관(40)이 통과하는 다수의 관통공(52)을 가지고 있고, 핀플레이트(51)의 판면에는 판면으로부터 절개되어 융기 또는 함몰된 다수의 슬릿핀(55)이 형성되어 있다. 핀플레이트(51)는 냉매가 흐르는 전열관(40)을 따라 적층되며, 이 적층된 핀플레이트(51)들 사이의 공간으로 송풍되는 외기가 통과함으로써 외기와 열교환한다.

전열관(40)은 핀플레이트(51)의 판면상에 송풍방향에 가로방향으로 열을 지어 배치되며, 이에 따라 전열관(40)은 송풍방향의 입구측에 배치된 제1열전열관(40a)과 송풍방향의 출구측에 배치된 제2열전열관(40b)으로 구성된다.

슬릿핀(55)은 핀플레이트(51)의 판면을 따라 외기가 송풍되는 방향으로 교호적으로 융기 및 함몰형성되어 있고, 융기 및 함몰된 각 슬릿핀(55)은 판면을 따라 소정거리 이격되어 있다. 슬릿핀(55)은 외기가 판면을 따라 흐를 때 외기와의 접촉 면적을 크게 하여 열교환 효율을 높이는 역할을 한다.

이러한 종래의 열교환기에서는, 슬릿핀(55)들이 핀플레이트(51)의 판면상의 위치에 상관 없이 동일하게 배치되어 있어 열교환 효율이 최대로 발휘되지 못한다는 문제점이 있다. 즉, 외기가 송풍될 때, 제1열전열관(40a) 부근에서는 외기와 핀플레이트(51)간의 온도차가 커서 열교환량이 많으나, 제2열전열관(40b) 부근에서는 제1전열관(40a) 주변의 슬릿핀들에 의해 열교환이 다소 된 상태이므로 외기와 핀플레이트(51)간의 온도차가 다소 작아지게 되어 열교환량이 적어지게 된다. 예컨데, 증발기용 열교환기의 경우, 전열관의 온도는 약 10℃이고 외기의 온도는 30℃ 정도로서 온도차이가 크게 되나, 제1열전열관(40a) 주변의 핀플레이트에서의 열흡수에 의해 외기의 온도는 떨어지게 되어 적은 온도차에 의해 제2전열관(40b)의 주변의 핀플레이트에서의 열흡수량은 다소 감소하게 된다.

이와 같이, 냉각시스템용 열교환기에서는 통상적으로 제1열전열관 부근에서의 열교환량이 타 부분에 비해 많게 됨에도 불구하고, 종래의 열교환기에서는 열교환량을 증가시키기 위해 핀플레이트(51)와 외기와의 접촉 면적을 증가시키는 슬릿핀(55)을 핀플레이트(51)의 판면상의 위치에 관계없이 균일하게 배치함으로써, 전체적으로 열교환량의 균분이 이루어지지 못하고, 오히려 슬릿핀(55)에 외기가 송풍될 때의 공기 저항에 의해 과다한 소음만 발생하게 되는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 본 고안의 목적은, 핀플레이트의 판면상의 위치에 따른 열교환량이 균등하게 이루어져 전체적인 열교환효율이 높고 과다한 슬릿핀에 의한 소음의 발생을 감소시킬 수 있는 열교환기를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 열교환기의 핀플레이트의 부분평면도,

도 2는 도 1의 A-A선에 따른 확대단면도,

도 3은 종래의 열교환기의 핀플레이트의 부분평면도,

도 4는 도 3의 B-B선에 따른 확대단면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1:핀플레이트11:관통공

15:슬릿핀16:핀측면

21:평판부22:슬릿핀부

30:전열관

상기 목적은, 고안에 따라, 냉매가 흐르는 다수의 전열관과, 상기 전열관의 길이방향에 가로로 상호 소정 간격을 두고 다수 적층되는 다수의 핀플레이트를 갖는 열교환기에 있어서, 송풍방향에 따른 송풍입구측의 상기 핀플레이트의 판면에 형성된 평판부와, 상기 송풍방향에 따른 송풍출구측의 상기 핀플레이트의 판면으로부터 절개되어 융기 또는 함몰형성된 다수의 슬릿핀을 갖는 슬릿부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기에 의해 달성된다.

여기서, 상기 평판부는, 상기 송풍방향의 최전방에 상기 송풍방향에 가로로 배열된 전열관들에 인접한 영역까지 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

이하 첨부도면을 참조하여 고안을 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 열교환기의 핀플레이트의 부분평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 확대단면도이다. 본 고안에 따른 열교환기는, 종래의 열교환기와 같이, 냉매가 흐르는 전열관(30)과, 전열관(30)의 열교환 면적을 넓히는 핀플레이트(1)로 이루어져 있다. 핀플레이트(1)는 전열관(30)이 통과하는 다수의 관통공(11)을 가지고 있다.

전열관(30)은 핀플레이트(1)의 판면상에 송풍방향에 가로방향으로 두 개의 열을 지어 배치되며, 이에 따라 전열관(30)은 송풍방향의 입구측에 배치된 제1열전열관(30a)과 송풍방향의 출구측에 배치된 제2열전열관(30b)으로 구성된다.

핀플레이트(1)는 열교환기를 향한 외기의 송풍방향의 입구측에 형성된 평판부(21)와, 송풍방향에 출구측에 형성된 슬릿핀부(22)로 이루어져 있다. 평판부(21)는 외기의 송풍방향의 입구측 단부로부터 제1열전열관(30a)의 중심선에 이르는 영역에 걸쳐 형성되고, 평판부(21)를 제외한 핀플레이트(1)의 나머지 부분은 슬릿핀부(22)로 이루어져 있다. 슬릿핀부(22)는 핀플레이트(1)의 판면으로부터 절개되어 융기 또는 함몰형성된 다수의 슬릿핀(15)으로 이루어져 있고, 각 슬릿핀(15)은 송풍방향을 따라 교호적으로 융기 및 함몰형성되어 있다.

송풍된 외기는 먼저 평판부(21)에 접하게 되고 평판부(21)와 열교환을 하게 된다. 이때, 평판부(21)에 닿는 외기는 평판부(21)와의 온도차가 크게 되어 열 전달율은 높으나 평판부(21)는 슬릿핀이 형성되지 않아 외기와 닿는 절대 면적이 작게 되어 전체적인 열 전달량은 다소 감소된다. 평판부(21)를 지난 외기는 슬릿핀부(22)에 이르게 되고 슬릿핀부(22)와 열교환을 한다. 이때, 슬릿핀부(22)와 외기의 온도차는 평판부(21)와 외기간의 온도차에 비해 다소 작게 되어 열전달율은 평판부(21)에 비해 작아지나, 다수의 슬릿핀(15)에 의해 외기와 닿는 절대 면적이 증가하여 열 전달량은 증가하게 된다. 따라서, 전체적으로 평판부(21)와 슬릿핀부(22)의 열교환 효율은 비슷하게 유지되어 전체적인 열교환 효율이 증대된다. 또한, 종래의 열교환기에 비해 슬릿핀(15)과 외기의 흐름간의 저항이 적게 되므로, 열교환기 작동에 따른 소음이 감소된다.

이때, 평판부(21)의 폭이 너무 크게 되면 전체적인 열교환기의 열교환량이 감소될 수 있고, 평판부(21)의 폭이 너무 작게 되면 소음감소 및 고른 열교환 효율을 얻기가 힘들다. 전체적인 열교환효율이 감소되는 것은 바람직하지 못하므로 평판부(21)를 슬릿핀부(22)에 비해 좁게 구성하여, 제1열전열관(30a)에 인접한 부근까지를 평판부(21)로 구성하며, 바람직하게는 도 1에 도시한 바와 같이 외기의 송풍방향의 입구측 단부로부터 제1열전열관(30a)의 중심선에 이르는 영역까지 형성한다.

각 슬릿핀(15)의 융기 및 함몰형성된 면과 핀플레이트(21)의 판면을 연결하는 핀측면(16)은 송풍된 외기가 전열관(30)이 관통하는 관통공(11)의 외주면을 따라 흐르는 경로에 일치하는 각도로 형성되어 있다. 즉, 원형의 관통공(11)의 둘레구간에서는 각 슬릿핀(15)의 핀측면(16)은 관통공(11)의 외주면과 일정한 거리를 유지하며 둘레구간을 따라 외기가 흐르도록 순차적으로 경사지게 형성되어 있다. 이 경사진 핀측면(16)에 의해 외기의 흐름이 관통공(11)을 관통하는 전열관(30)의 후면으로 안내되어 외기의 흐름이 닿지 않아 정체되는 정체구역이 없어지고 열교환 효율이 증대된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 핀플레이트의 판면상의 위치에 따른 열교환량이 균등하게 이루어져 전체적인 열교환효율이 높고 과다한 슬릿핀에 의한 소음의 발생을 감소시킬 수 있는 열교환기가 제공된다.

Claims (2)

1. 냉매가 흐르는 다수의 전열관과, 상기 전열관의 길이방향에 가로로 상호 소정 간격을 두고 다수 적층되는 다수의 핀플레이트를 갖는 열교환기에 있어서,

   송풍방향에 따른 송풍입구측의 상기 핀플레이트의 판면에 형성된 평판부와, 상기 송풍방향에 따른 송풍출구측의 상기 핀플레이트의 판면으로부터 절개되어 융기 또는 함몰형성된 다수의 슬릿핀을 갖는 슬릿핀부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 평판부는, 상기 송풍방향의 최전방에 상기 송풍방향에 가로로 배열된 전열관들에 인접한 영역까지 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.