KR20000030709A

KR20000030709A - 냉난방기의 열교환기

Info

Publication number: KR20000030709A
Application number: KR1020000012511A
Authority: KR
Inventors: 권영하
Original assignee: 권영하; 주식회사 창대산업
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2000-06-05

Abstract

냉,난방기 시스템을 구성하는 열교환기부(예로, 흡수기, 증발기 등)의 구조를 개선하여 냉,난방기의 소형화가 가능하고, 동시에 열교환 효율이 대폭 개선된 흡수식 냉,난방기의 열교환기에 관한 것으로, 흡수식 냉,난방기에 있어 온도가 다른 2개의 유체를 간접으로 접촉시켜 열을 교환시키는데 사용되는 열교환기로서, 일정 간격 하에 격자 배열된 수십 개의 튜브시트 연결구멍(22a)을 갖는 튜브시트(22)와; 상기 튜브시트(22) 2매를 좌,우에 배치하여 그 후면에 각기 일방측 튜브시트 연결구멍(22a)과 이에 반대측에 대응하는 타방측 튜브시트 연결구멍(22a)에 'ㄷ'자형으로 절곡되어 접속 지지된 수십 개의 튜브(24)와; 상기 튜브(24)들을 가로세로 이웃한 다수개를 하나로 통합함과 동시에 통합된 튜브(24)를 'ㄷ'자로 연속하여 수회 흐르도록 중간연통을 수행하기 위해 상기 튜브시트(22) 좌,우 전면에 착설된 워터박스(B1∼B8)를 포함하여, 상기 하부측 워터박스(B1)의 입구(I)로 유입된 유체가 'ㄷ'자로 수회 연속하여 흐르면서 상기 튜브(24) 주위와의 유체와 열교환이 이루어진 후 상부측 워터박스(B8)의 출구(O)로 배출되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

냉난방기의 열교환기{HEAT EXCHANGER OF CHILLING AND HEATING APPARATUS}

본 발명은 흡수식 냉,난방기에 적용되는 열교환기에 관한 것으로, 특히 냉,난방기 시스템을 구성하는 열교환기부(예로, 흡수기, 증발기 등)의 구조를 개선하여 냉난방기의 소형화가 가능하고, 동시에 열교환 효율이 대폭 개선된 흡수식 냉,난방기의 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 냉,난방기는 냉매를 순환시켜 열을 교환하는 작용에 의해 냉수 및 온수를 얻게 된다.

이러한 냉매의 순환경로에는 열교환수단으로 열교환기가 반드시 설치된다. 종래의 열교환기로는 도 3a와 같이 코일형으로 제작된 것이 있고, 도 3b와 같이 S자형 타입이 있으며, 도 3c와 같이 직관형 타입이 있다.

코일형 열교환기의 경우 튜브가 나선형으로 감겨져 있어 냉매가 기울어진 한쪽방향을 따라 하방으로 냉매가 흘러내리게 됨으로써 열교환 효율이 떨어진다.

또 S자 타입이나 직관 타입의 경우는 위와 같이 냉매의 한쪽 흘림현상이 없는데 반해 면적은 넓게 차지하여 냉난방기를 소형화시키기가 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉,난방기 시스템을 구성하는 열교환기의 구조를 개선하여 냉난방기의 소형화가 가능하고, 동시에 열교환 효율이 대폭 개선된 흡수식 냉,난방기의 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

흡수식 냉,난방기에 있어 온도가 다른 2개의 유체를 간접으로 접촉시켜 열을 교환시키는데 사용되는 열교환기로서,

일정 간격 하에 격자 배열된 수십 개의 튜브시트 연결구멍(22a)을 갖는 튜브시트(22)와;

상기 튜브시트(22) 2매를 좌,우에 배치하여 그 후면에 각기 일방측 튜브시트 연결구멍(22a)과 이에 반대측에 대응하는 타방측 튜브시트 연결구멍(22a)에 'ㄷ'자형으로 절곡되어 접속 지지된 수십 개의 튜브(24)와;

상기 튜브(24)들을 가로세로 이웃한 다수개를 하나로 통합함과 동시에 통합된 튜브(24)를 'ㄷ'자로 연속하여 수회 흐르도록 중간연통을 수행하기 위해 상기 튜브시트(22) 좌,우 전면에 착설된 워터박스(B1∼B8)를 포함하여,

상기 하부측 워터박스(B1)의 입구(I)로 유입된 유체가 'ㄷ'자로 수회 연속하여 흐르면서 상기 튜브(24) 주위와의 유체와 열교환이 이루어진 후 상부측 워터박스(B8)의 출구(O)로 배출되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 사시도이고,

도 2는 본 발명의 열교환기가 적용된 냉,난방기의 정면도이고,

도 3a,3b,3c는 종래 열교환기의 개략적인 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 열교환기 22 : 튜브시트

22a : 튜브시트 연결구멍 24 : 튜브

26 : 연결관

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 사시도이고, 도 2는 본 발명의 열교환기가 적용된 냉,난방기의 정면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 도면부호 22는 좌,우에 배치된 튜브시트이다.

상기 튜브시트(22)에는 좌우 상하로 일정 간격 하에 격자 배열된 다수의 튜브시트 연결구멍(22a)을 갖고 있다.

상기 튜브시트(22)의 좌,우 2매의 튜브시트 연결구멍(22a)에는 각기 이 연결구멍과 동일 직경을 갖고 'ㄷ'자형으로 절곡되어 연결 지지된 튜브(24)가 구비되어 있고, 이때 튜브(24)의 양끝단은 튜브시트(22)와 밀착시켜 누설이 되지 않도록 확관기로 확관시켜 밀착 연결시킨다.

상기 튜브(24)들을 가로세로 다수개를 하나로 통합하여 유체가 동시에 통과하도록 함과 동시에 통합된 튜브(24)를 'ㄷ'자로 연속하여 수회 흐르도록 중간연통을 수행하기 위해서 좌,우 튜브시트(22)에 각기 수개의 워터박스(B1∼B8)가 부착되어 있다.

이때 하부 일측의 워터박스(B1)는 냉각수 입구(I)를 갖고 상부 타측의 워터박스(B8)는 냉각수 출구(O)를 갖는다.

따라서 하부측 워터박스(B1)의 입구로 유입된 냉각수는 워터박스(B2,B3, B4,B5,B6,B7)들을 순차적으로 거치는데 각기 중간에 수개로 조합된 튜브(24)를 거쳐 최종적으로 상부측 워터박스(B8)의 출구로 배출된다.

이때 워터박스의 개수는 몇 번을 'ㄷ'자 방향으로 순환시킬것 인가에 따라 결정되는데, 이는 전체적인 유체저항 및 유체순환시간을 고려하여 결정한다. 따라서 본 발명은 ㄷ자형의 터널형 열교환기(20)가 제작된다.

이와 같이 본 발명은 열교환기(20)가 터널형으로 제작되므로, 열교환기(20)의 내부에 빈 공간이 생기게 된다.

따라서 열교환기(20)의 빈 공간부에 도 2와 같이 냉,난방기의 고온재생기 (50)를 설치할 수 있게 된다.

또 도 2와 같이 열교환기(20)를 2단으로 제작할 수 있어, 냉,난방기의 크기를 작게 할 수 있다.

즉, 본 발명은 도 2와 같이 외측의 열교환기(20)를 증발기(40)로 하고, 내측의 열교환기(20)를 흡수기(30)로 하여 제작될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은 열교환기(20)의 튜브(24)들이 평면 및 수직상에 입방체로 구성되므로서, 열교환기(20)의 위로부터 냉매가 낙하하여 접촉하게 되면 종래와 같이 일측으로 흘러 내려가는 현상은 발생되지 않고 바로 하방으로 골고루 접촉하여 흘러내린다.

도 2의 증발기(40) 및 흡수기(30)는 하나의 워터박스(B1) 입구로 유입된 유체냉수(냉각수)가 'ㄷ'자로 수회 연속하여 흐르면서 주위의 접촉 냉매와 열교환 된 후 다른 하나의 워터박스(B8) 출구로 배출되는 터널형을 이루게 된다.

상기 흡수기(30)의 외측 둘레에는 어느 하나의 입구로 유입된 유체가 '∩'('ㄷ'자)방향으로 수회 연속하여 흐르면서 주위의 냉매증기와 열교환된 후 다른 하나의 출구로 배출되는 증발기(40)가 배치될 수 있다.

한편, 상기 냉,난방기 본체(10)의 상부에도 상기 흡수기(30) 및 증발기(40)와 같은 구조의 열교환기를 사용하여 저온재생기(60)와 응축기(70)가 배치된다.

이때 저온재생기(60)도 평면에서 볼 경우 '∩'형의 터널형을 이루고 있고, 이 저온재생기(60)의 둘레측에 응축기(70)도 '∩'형의 터널형으로 배치된다.

따라서 이들 저온재생기(60)와 응축기(70)도 동일 평면상에 배치되므로 냉난방기를 작게 구성할 수 있다.

상기 냉,난방기 본체(20)의 하부에는, 고온열교환기(80)와 저온열교환기(90)가 상,하로 적층되며, 상기 고온열교환기(80)와 저온열교환기(90)도 '∩'형의 터널형을 이루고 있어 냉,난방기 본체(20)내에 콤팩트하게 설치될 수 있다.

이와 같이 터널형의 구조를 갖는 열교환기(20)는 증발기(40) 및 흡수기(30)로 사용될 경우 냉매가 한쪽으로 흘러내리는 일없이 그대로 수직하방으로 흘러내리게 되어 열교환 접촉면적이 그대로 유지되어 열교환 성능이 향상된다.

또한 열교환기(20)의 구조가 터널순환형으로 내부 빈 공간을 활용할 수 있고 수평상 다단으로 열교환기를 설치할 수 있어 냉난방기를 소형화시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 열교환기(20)의 경로변경에 워터박스를 이용하였으나, 각기 튜브(24)를 별도의 U관을 이용하여 접속하므로서 하나의 연속된 통로가 되도록 구성할 수도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 냉,난방기 시스템을 구성하는 열교환기의 구조를 터널 순환형으로 개선하여 냉난방기의 소형화가 가능하고, 동시에 냉매가 종래와 같이 코일형이나 S자 또는 직관형에 비해 열교환 효율이 대폭 개선되는 이점을 갖는다.

Claims

흡수식 냉,난방기에 있어 온도가 다른 2개의 유체를 간접으로 접촉시켜 열을 교환시키는데 사용되는 열교환기로서,

일정 간격 하에 격자 배열된 수십 개의 튜브시트 연결구멍(22a)을 갖는 튜브시트(22)와;

상기 튜브시트(22) 2매를 좌,우에 배치하여 그 후면에 각기 일방측 튜브시트 연결구멍(22a)과 이에 반대측에 대응하는 타방측 튜브시트 연결구멍(22a)에 'ㄷ'자형으로 절곡되어 접속 지지된 수십개의 튜브(24)와;

상기 튜브(24)들을 가로,세로 이웃한 다수개를 하나로 통합함과 동시에 통합된 튜브(24)를 'ㄷ'자로 연속하여 수회 흐르도록 중간연통을 수행하기 위해 상기 튜브시트(22) 좌,우 전면에 착설된 워터박스(B1∼B8)를 포함하여,

상기 하부측 워터박스(B1)의 입구(I)로 유입된 유체가 'ㄷ'자로 수회 연속하여 흐르면서 상기 튜브(24) 주위와의 유체와 열교환이 이루어진 후 상부측 워터박스(B8)의 출구(O)로 배출되도록 구성한 것을 특징으로 하는 흡수식 냉,온수기의 열교환기.