KR20010073767A - Evaporator in refrigerator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부를 통과하는 공기의 흐름을 보다 원활하게 하여 열교환효율을 높인 냉장고의 증발기에 관한 것이다.The present invention relates to a refrigerator, and more particularly, to an evaporator of a refrigerator having a higher heat exchange efficiency by smoothing the flow of air passing through the inside.
일반적으로 냉장고의 냉동사이클은 냉기가 상변화를 하면서, 압축기,응축기, 팽창밸브 및 증발기를 순환하여 이루어지게 된다. 이를 보다 상세히 설명하면, 증발기에서 나온 고온저압의 기체상태의 냉매는 압축기에서 압축된다. 압축기에서 압축된 냉매는 고온고압의 기체상태로 되고, 상기 응축기로 전달되어 외부로 열을 방출하면서 저온고압의 액체상태가 된다. 그리고 상기 응축기에서 나온 냉매는 팽창밸브에서 팽창되어 압력이 낮아지면서 저온저압으로 되어 증발기로 전달되어 냉장고 내부를 순환하는 공기와 열교환하면서 냉기를 생성하게 된다.In general, a refrigeration cycle of the refrigerator is made by circulating a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator while cold air changes phase. In more detail, the high temperature low pressure gaseous refrigerant from the evaporator is compressed in the compressor. The refrigerant compressed by the compressor becomes a gas state of high temperature and high pressure, and is transferred to the condenser to release heat to the outside to become a liquid state of low temperature and high pressure. In addition, the refrigerant from the condenser is expanded by the expansion valve and the pressure is lowered to a low temperature low pressure is transferred to the evaporator to generate cold air while heat exchange with the air circulating inside the refrigerator.
도 1 및 도 2에는 상기와 같은 냉동사이클을 구성하는 증발기의 구성이 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 증발기(1)는 내부에 냉매가 유동되는 냉매파이프(3)가 증발기(1)의 양단에서 'U'자형으로 절곡되어 상하방향으로 소정간격으로 그로 좌우방향으로 소정의 피치(p)를 가지고 형성된다.1 and 2 show the configuration of the evaporator constituting the refrigeration cycle as described above. As shown in the drawing, the evaporator 1 has a refrigerant pipe 3 in which refrigerant flows therein and is bent in a 'U' shape at both ends of the evaporator 1 so as to have a predetermined pitch in the horizontal direction at a predetermined interval in the vertical direction. It is formed with (p).
그리고, 상기 냉매파이프(3)는 그 양단이 홀더(5)에 끼워져 상하방향으로 소정간격 및 좌우방향으로 소정의 피치(p)로 유지된다. 상기 냉매파이프(3)에는 또한 냉매와 증발기(1) 내부를 유동하는 공기와의 원활한 열교환을 위한 열교환핀(7)이 끼워져 있다. 상기 열교환핀(7)은 상부로 갈수록 촘촘하게 설치되고 하부로 갈수록 성기게 설치되어 있다.Both ends of the refrigerant pipe 3 are fitted to the holder 5 and are maintained at a predetermined interval p in the vertical direction and in the left and right directions. The refrigerant pipe 3 is also fitted with heat exchange fins 7 for smooth heat exchange between the refrigerant and the air flowing inside the evaporator 1. The heat exchange fins 7 are densely installed toward the top and are sparsely installed toward the bottom.
이와 같은 구성을 가지는 증발기(1)에서는 그 하부(도면을 기준)에서부터 상부를 향해 공기가 유동되면서, 상기 냉매파이프(3) 내부를 유동하는 냉매와 열교환을 하게 된다. 이와 같이 열교환된 공기는 상대적으로 저온의 냉기가 되어 냉장고 내부의 저장공간으로 전달되어 순환되면서 저장공간의 내부를 설정온도로 만들어 준다.In the evaporator 1 having such a configuration, as air flows from the lower portion (reference to the drawing) to the upper portion, the evaporator 1 exchanges heat with the refrigerant flowing in the refrigerant pipe 3. The heat-exchanged air becomes cold air at a relatively low temperature, is transferred to the storage space inside the refrigerator, and circulated to make the inside of the storage space at a set temperature.
한편, 상기 증발기(1)는 상기 냉매와 열교환하는 냉기에 포함된 수분을 증발기(1)의 표면에 부착시켜 제습작용도 하게 된다.On the other hand, the evaporator 1 is also attached to the surface of the evaporator 1, the moisture contained in the cold air heat exchange with the refrigerant to perform a dehumidification function.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술의 의한 증발기에는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the above-described evaporator of the prior art has the following problems.
냉장실과 냉동실이 병립되어 형성되어 있는 일명 사이드 바이 사이드(side by side)타입의 냉장고에서는 증발기(1)의 형태가 냉장고의 특성상 좌우방향의 폭은 좁으면서 높이가 높기 때문에, 여름과 같은 고온고습의 조건하에서 냉장고의 저장공간을 자주 개방하게 되면 증발기(1) 하부의 착상량이 증가하여, 얼음이 계속하여 성장함에 따라서 증발기(1)의 하부에서 상부로 이루어지는 공기의 순환이 시간이 갈수록 나빠지게 된다.In the refrigerator of the so-called side by side type, in which the refrigerator compartment and the freezer compartment are formed in parallel, the shape of the evaporator 1 is high due to the narrow width of the left and right directions due to the characteristics of the refrigerator. If the storage space of the refrigerator is frequently opened under the conditions, the amount of implantation under the evaporator 1 increases, and as the ice continues to grow, the circulation of air from the bottom of the evaporator 1 to the top worsens over time.
즉, 인접하는 냉매파이프(3) 사이로 얼음이 성장하게 되면, 상기 냉매파이프(3) 사이의 공간이 좁아지면서 공기의 흐름이 나빠지게 되고, 공기의 흐름량이 줄어들게 된다.That is, when ice grows between adjacent refrigerant pipes 3, the space between the refrigerant pipes 3 becomes narrower, and the flow of air worsens, and the amount of air flow decreases.
이와 같이 되면, 냉기의 발생량이 줄어들게 되고 제습량 또한 줄어들면서 결빙 및 저장공간 내부의 약냉현상 등이 발생하게 되어 냉장고가 제 성능을 발휘할 수 없게 된다.In this case, the amount of cold air is reduced and the amount of dehumidification is also reduced, causing freezing and weak cooling in the storage space.
물론 약 7시간 간격으로 제상이 실시되어 증발기의 막힘 현상을 해결하지만 가혹한 운전조건에서 제상 후 약 5시간정도가 지나면 증발기의 막힘현상이 발생하여 냉장고의 성능이 급격히 떨어지게 된다.Of course, defrosting is performed every 7 hours to solve the blockage of the evaporator, but after about 5 hours of defrosting under severe operating conditions, the blockage of the evaporator occurs and the performance of the refrigerator is drastically deteriorated.
따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 증발기 내부를 통한 공기흐름을 원활하게 하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and to smooth the air flow through the evaporator.
본 발명의 다른 목적은 냉장고의 저장공간 내부의 냉각을 보다 확실하게 수행하는 것이다.Another object of the present invention is to more reliably perform cooling inside the storage space of the refrigerator.
도 1은 종래 기술에 의한 증발기의 요부구성을 보인 부분 정면도.1 is a partial front view showing the main configuration of the evaporator according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 의한 증발기의 요부구성을 보인 측단면도.Figure 2 is a side cross-sectional view showing the main configuration of the evaporator according to the prior art.
도 3은 본 발명에 의한 증발기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 측면도.Figure 3 is a side view showing the configuration of a preferred embodiment of the evaporator according to the present invention.
도 4는 본 발명 실시예의 요부구성을 보인 정면도.Figure 4 is a front view showing the main portion of the embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명 실시예의 증발기에서 풍량변화를 보인 그래프.Figure 5 is a graph showing the air flow change in the evaporator of the embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 증발기 13: 냉매파이프10: evaporator 13: refrigerant pipe
15: 홀더 17: 열교환핀15: holder 17: heat exchange fin
A: 유입부 B: 유출부A: inlet B: outlet
p,p': 피치p, p ': pitch
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 다수회 절곡되어 상하방향으로 소정 간격과 좌우방향으로 소정의 피치를 가지고 설치되는 냉매파이프와, 상기 냉매파이프에 끼워져 냉매파이프 내부를 흐르는 냉매와 냉매파이프의 주변을 흐르는 공기와의 열교환을 수행하는 열교환핀을 포함하여 구성되고, 상기 공기가 냉매파이프측으로 유입되는 부분의 냉매파이프의 피치를 공기가 유출되는 부분의 냉매파이프의 피치보다 상대적으로 크게 형성한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention is a plurality of refrigerant pipes are bent a plurality of times and installed in a vertical interval and a predetermined pitch in the left and right directions, and the refrigerant pipe is fitted into the refrigerant pipe And a heat exchange fin for performing heat exchange between the refrigerant flowing inside and the air flowing around the refrigerant pipe, wherein the pitch of the refrigerant pipe at the portion where the air flows into the refrigerant pipe is determined by It is formed relatively larger than the pitch.
상기 열교환핀은 상기 공기가 유입되는 부분에 해당되는 냉매파이프에는 설치되지 않고, 공기가 유동되는 상류부에 해당되는 냉매파이프에서 하류부에 해당되는 냉매파이프로 갈수록 촘촘하게 설치된다.The heat exchange fins are not installed in the refrigerant pipe corresponding to the portion where the air is introduced, and are more closely installed from the refrigerant pipe corresponding to the upstream portion through which air flows to the refrigerant pipe corresponding to the downstream portion.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 냉장고의 증발기에 따르면, 증발기로 공기가 유입되는 부분의 냉매파이프의 피치가 넓게 형성되어 상대적으로 증발기를 통해 공기의 흐름이 원활하게 이루어지게 되어 증발기에서의 열교환이 보다 효율적으로 발생하게 된다.According to the evaporator of the refrigerator according to the present invention having the configuration as described above, the pitch of the refrigerant pipe of the portion where the air is introduced into the evaporator is formed wide, so that the air flows smoothly through the evaporator so that heat exchange in the evaporator is performed. It is generated more efficiently.
이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 냉장고의 증발기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the evaporator of the refrigerator according to the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 및 도 4에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 의한 증발기(10)는 냉매가 그 내부를 통해 유동되는 냉매파이프(13)가 일정 길이마다 'U'자형으로 절곡되어 형성된다. 상기 절곡된 부분은 증발기(10)의 양단부를 구성하게 된다.3 and 4, the evaporator 10 according to the present invention is formed by bending the refrigerant pipe 13 in which the refrigerant flows through the inside of a certain length 'U' shape. The bent portion constitutes both ends of the evaporator 10.
이와 같은 냉매파이프(13)는 높이방향으로 소정간격으로 설치되고, 또한 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 측면 폭방향으로는 상부와 하부의 피치(p,p')가 서로 다르게 형성된다. 즉, 상기 증발기(10)로 공기가 유입되는 유입부(A) 측의 피치(p)는 상대적으로 크게 하고, 증발기(10)에서 공기가 유출되는 유출부(B) 측의 피치(p')는 상대적으로 작게 하는 것이다.The coolant pipes 13 are installed at predetermined intervals in the height direction, and as illustrated in FIG. 3, pitches p and p 'of the upper and lower portions are formed differently in the lateral width direction. That is, the pitch p at the side of the inlet part A where air flows into the evaporator 10 is made relatively large, and the pitch p 'at the side of the outlet part B at which air flows out from the evaporator 10. Is relatively small.
특히 상기 유입부(A)측의 3단 내지 4단의 냉매파이프(13)의 피치(p)를 크게 한다. 예를 들면, 일반적인 병립형 냉장고에서 상기 유입부 측의 피치(p)를 35mm 정도로 하면 나머지 부분의 피치(p')는 25mm 정도로 한다.In particular, the pitch p of the three to four stage refrigerant pipes 13 on the inlet portion A side is increased. For example, in a general parallel refrigerator, when the pitch p of the inlet side is about 35 mm, the pitch p 'of the remaining part is about 25 mm.
그리고 상기 냉매파이프(13)는 증발기(10)의 양단에 설치되는 홀더(15)에 의해 상하방향으로 일정 간격과 폭방향으로 일정한 피치(p,p')가 되도록 지지된다.The refrigerant pipe 13 is supported by a holder 15 installed at both ends of the evaporator 10 so as to have a constant pitch in the vertical direction and a constant pitch in the width direction (p, p ').
또한 상기 냉매파이프(13)에는 열교환핀(17)이 삽입되는데, 상기 열교환핀(17)은 상기 냉매파이프(13) 내부를 흐르는 냉매와, 상기 냉매파이프(13)의 주변을 흐르는 공기와의 열교환을 위한 것이다.In addition, a heat exchange fin 17 is inserted into the refrigerant pipe 13. The heat exchange fin 17 is a heat exchanger between a refrigerant flowing inside the refrigerant pipe 13 and air flowing around the refrigerant pipe 13. It is for.
이와 같은 열교환핀(17)은 상기 냉매파이프(13)의 상단부로 갈수록 촘촘하게 설치된다. 그리고 피치(p)가 상대적으로 넓게 형성된 냉매파이프(13)에는 열교환핀(17)이 설치되지 않는다. 이는 상기 피치(p)가 넓은 부분의 공기흐름을 원활하게 하기 위한 것이다.Such heat exchange fins 17 are densely installed toward the upper end of the refrigerant pipe 13. In addition, the heat exchange fins 17 are not installed in the refrigerant pipe 13 in which the pitch p is relatively wide. This is for smoothing the air flow in the portion where the pitch p is wide.
이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 냉장고의 증발기의 작용을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the evaporator of the refrigerator according to the present invention as described above will be described in detail.
냉동사이클이 동작되면 상기 증발기(10)의 내부에는 저온저압의 냉매가 유동되고, 상기 증발기(10)의 냉매파이프(13) 주변으로는 상기 유입부(A)에서 유출부(B)로, 다시 말해 증발기(10)의 하부에서 상부로 냉장고 내부를 순환하는 공기가 통과하게 된다.When the refrigeration cycle is operated, a low temperature low pressure refrigerant flows inside the evaporator 10, and around the refrigerant pipe 13 of the evaporator 10 from the inlet part A to the outlet part B again. In other words, air circulating inside the refrigerator passes from the bottom of the evaporator 10 to the top.
이와 같은 과정에서 상기 냉매와 공기 사이에 열교환이 이루어지면서 냉기가 생성된다. 한편, 상기 냉장고의 저장공간을 순환하고 온 냉기는 저장공간 내부의 습기를 함유한 상태이고, 상대적으로 높은 온도이다. 따라서, 상기 냉매와 열교환하여 상대적으로 낮은 온도로 되면 포화수증기압의 차이에 의해 함유하고 있던 습기가 물방울화되고 차가운 냉매파이프(13)의 표면에 얼어붙게 된다.In this process, heat is exchanged between the refrigerant and the air, thereby generating cold air. On the other hand, the cold air circulates through the storage space of the refrigerator and contains moisture in the storage space, and is at a relatively high temperature. Therefore, when the heat exchange with the refrigerant to a relatively low temperature, the moisture contained by the difference in the saturated steam pressure is water droplets and frozen on the surface of the cool refrigerant pipe (13).
냉동사이클이 계속하여 구동되면, 상기 냉매파이프(13)에 물방울이 점차 얼어붙게 되어 성장하여 서로 인접한 냉매파이프(13)에서 성장한 얼음이 서로 맞붙게 될 수 있다.If the refrigeration cycle continues to be driven, the water droplets are gradually frozen in the refrigerant pipe 13 to grow, the ice grown in the refrigerant pipe 13 adjacent to each other may be bonded to each other.
하지만 본 발명에서는 상기 증발기(10)의 유입부(A) 측의 냉매파이프(13)의 피치(p)가 상대적으로 넓게 되어 있고, 또한 열교환핀(17)이 삭제되어 있어, 증발기(10)의 유입부(A) 측의 공기흐름이 원활하고, 어느 정도 얼음이 성장하더라도 증발기(10)로 유입되는 공기의 유량을 유지할 수 있게 된다.However, in the present invention, the pitch p of the refrigerant pipe 13 on the inlet portion A side of the evaporator 10 is relatively wide, and the heat exchange fins 17 are removed, so that the evaporator 10 The air flow on the inlet A side is smooth, and even if ice grows to some extent, the flow rate of the air flowing into the evaporator 10 can be maintained.
따라서, 주기적으로 수행되는 제상과정에 들어가기 전에 상기 유입부(A)측의 냉매파이프(13) 사이가 막히는 일이 발생하지 않게 되고, 증발기의 막힘에 의한 급격한 풍량감소가 발생하지 않게 된다. 이는 상대적으로 제상동작의 주기를 종래에 비해 길게 할 수 있다는 것이다. 이와 같이 제상동작의 주기가 길어지면 냉장고 내부의 온도를 보다 일정하게 유지할 수 있고, 히터의 열발생이 줄어들게 되므로 소비전력을 줄일 수 있게 된다.Therefore, clogging between the refrigerant pipes 13 on the inlet portion A side does not occur before entering the defrosting process that is periodically performed, and there is no sudden decrease in air volume due to clogging of the evaporator. This means that the period of the defrosting operation can be relatively longer than in the related art. In this way, if the period of the defrosting operation is longer, the temperature inside the refrigerator can be kept more constant, and heat generation of the heater is reduced, thereby reducing power consumption.
도 5에는 본 발명 실시예를 채용하였을 경우에 풍량변화를 표시하고 있다. 이때, 점선으로 표시된 것은 종래의 증발기의 풍량변화인데 시간이 갈수록 풍량이 감소되는 기울기가 큰 것을 알 수 있으며, 본 발명에서는 그 기울기가 상대적으로 완만함을 알 수 있으며, 풍량의 절대값도 상대적으로 본 발명이 큰 것을 알 수 있다.5 shows a change in the air volume when the embodiment of the present invention is adopted. At this time, the dotted line is a change in the air volume of the conventional evaporator, it can be seen that the slope of the air volume decreases with time is large, in the present invention it can be seen that the slope is relatively gentle, the absolute value of the air volume is also relatively It can be seen that the invention is large.
한편, 본 발명에서와 같이 풍량감소가 개선됨에 의해 제습능력 또한 종래에 비해 향상되는데, 동일한 조건에서 종래의 제습량이 691.1g이나 본 발명에서는 815.5g이 되어 약 18% 정도 제습능력이 향상된다.On the other hand, the dehumidification ability is also improved by improving the air volume reduction as in the present invention, compared to the conventional dehumidification amount of 691.1g or 815.5g in the present invention, the dehumidification capacity is improved by about 18%.
이와 같이 제습능력이 향상되는 것은 피치(p)가 큰 냉매파이프(13) 측을 통과하여 상기 열교환핀(17)이 부착된 상대적으로 피치(p')가 작은 냉매파이프(13) 측으로 까지 공기가 상대적으로 원활하게 전달되므로 보다 넓은 영역에 걸쳐 습기가 착상되기 때문이다.Thus, the dehumidification ability is improved by passing the air through the refrigerant pipe 13 side with a large pitch p and toward the refrigerant pipe 13 side with a relatively small pitch p 'having the heat exchange fin 17 attached thereto. This is because moisture is implanted over a wider area because it is relatively smoothly delivered.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 냉장고의 증발기는 증발기 냉매파이프 주변을 통과하면서 냉매와 열교환하는 공기가 증발기 내부로 보다 원활하게 유입되도록 유입부에 설치되는 냉매파이프의 피치를 상대적으로 넓게 형성하였다. 따라서, 공기가 증발기로 유입되는 부분에서 보다 원활한 유동이 일어나므로 유입부에 집중적으로 착상이 발생하지 않고 보다 넓은 영역에 걸쳐 착상이 일어나게 되므로 제습효과가 높아지고 공기의 유동이 원활하므로 열교환 또한 효율적으로 일어나게 되어 증발기의 성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.As described above, the evaporator of the refrigerator according to the present invention has a relatively wide pitch of the refrigerant pipe installed in the inlet so that air that exchanges heat with the refrigerant passes through the evaporator refrigerant pipe more smoothly into the evaporator. Therefore, more smooth flow occurs in the part where air flows into the evaporator. Therefore, the frost does not occur intensively in the inlet, but the frost occurs over a wider area. Therefore, the dehumidification effect is increased and the flow of air is smooth, so that the heat exchange is also performed efficiently. Thus, the effect of improving the performance of the evaporator can be obtained.
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