KR20030065942A

KR20030065942A - Tube of heat exchanger

Info

Publication number: KR20030065942A
Application number: KR1020020006031A
Authority: KR
Inventors: 오세윤; 장동연
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-02-02
Filing date: 2002-02-02
Publication date: 2003-08-09

Abstract

PURPOSE: A refrigerant tube of a heat exchanger is provided to widen a heat transfer area as much as the number of grooves is increased, not to make resistance pressure in the tube strong to the deformation of projections in expanding the tube as the height of the projection is not increased, and to smoothly contact gaseous refrigerant and the refrigerant tube by rapidly flowing condensed liquid refrigerant along the expanded groove if the width of a bottom surface of the groove is expanded and the heat exchanger is used as a condenser. CONSTITUTION: A refrigerant tube of a heat exchanger comprises a spiral groove(10a) longitudinally formed on an inner peripheral surface. If an outer diameter of the refrigerant tube is 7.0mm, the height(h) of the groove is 0.15mm adding or minus 0.02mm, the number thereof is 60¯70, the angle(beta) of a projection(101) between the grooves is 20¯35 degrees, and the width(l) of a bottom surface of the groove is 0.16¯0.19mm.

Description

Tube of heat exchanger

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조적인 특성상 열전달효율이 향상되는 열교환기의 냉매튜브에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly, to a refrigerant tube of a heat exchanger having improved heat transfer efficiency due to its structural characteristics.

일반적으로 공조기 등에서 사용되는 핀튜브형 열교환기는, 소정 길이의 원형관이 ' ㄹ ' 형태로 연속 벤딩(bending)되어 일종의 다중겹 형상으로 이루어진 냉매튜브(10)와, 일정한 간격을 두고 다수개가 평행하게 배열되어 용접에 의해 냉매튜브(10)에 부착되며, 외견상 벤딩된 냉매튜브(10)를 가로지르는 형태로 장착되는 얇은 패널형태의 전열핀(12)으로 구성되어 있다.In general, a fin tube-type heat exchanger used in an air conditioner, such that a circular tube of a predetermined length is continuously bent in a form of ㄹ and has a kind of multi-layered refrigerant tube 10 arranged in parallel with a plurality of at regular intervals. It is attached to the refrigerant tube 10 by welding, it consists of a thin panel-type heat transfer fin 12 is mounted in the form of crossing the apparently bent refrigerant tube 10.

이와 같은 종래의 핀튜브형 열교환기에 의하면 냉매가 냉매튜브(10)를 통해 유동하는 과정에서 외기와 열교환함으로써 증발기 내지는 응축기로서 작용하게 되며, 전열핀(12)에 의해 냉매튜브(10)의 전열면적이 확대됨으로써 효율적인 열교환작용이 수행된다.According to the conventional fin tube type heat exchanger, the refrigerant acts as an evaporator or a condenser by exchanging heat with outside air in the process of flowing through the refrigerant tube 10, and the heat transfer area of the refrigerant tube 10 is transferred by the heat transfer fins 12. By enlarging, efficient heat exchange is performed.

한편, 핀튜브형 열교환기의 냉매튜브(10)는 열교환효율 향상을 위해 내주면에 그루브(groove)(10a)가 형성된 구조로 이루어져 있는데, 상기 그루브(10a)는 냉매튜브(10)의 길이방향으로 이어지는 스파이럴 형태로 구성되어 있다.Meanwhile, the coolant tube 10 of the fin tube type heat exchanger has a structure in which a groove 10a is formed on an inner circumferential surface to improve heat exchange efficiency, and the groove 10a extends in the longitudinal direction of the coolant tube 10. It is composed of spiral form.

이러한 그루브(10a)에 의하면 열교환기가 증발기로 사용되어 증발열전달 작용을 행할 경우, 액상의 냉매가 냉매튜브(10)와 접촉하는 면적이 넓을수록 열교환효율이 높기 때문에 접촉면적이 확대되는 효과를 얻을 수 있다.According to the groove 10a, when the heat exchanger is used as an evaporator to perform evaporative heat transfer, the contact area is enlarged because the heat exchange efficiency is increased as the liquid refrigerant contacts the refrigerant tube 10. have.

또한, 열교환기가 응축기로 사용되어 응축열전달 작용을 행할 경우에는 기상의 냉매가 냉매튜브(10)와 접촉하는 면적이 넓을수록 열교환효율이 높기 때문에, 응축 생성된 액상 냉매가 그루브(10a)를 통해 신속히 배출됨으로써 기상 냉매와 냉매튜브(10)가 신속히 재접촉하는 효과를 얻을 수 있어야 한다.In addition, when the heat exchanger is used as a condenser to perform condensation heat transfer, the larger the area where the gaseous refrigerant is in contact with the refrigerant tube 10, the higher the heat exchange efficiency. By discharging, the gaseous refrigerant and the refrigerant tube 10 should be able to obtain a quick recontact effect.

한편, 그루브(10a)의 형태를 결정하는 구성인자로서는 스파이럴 각도(a), 깊이(h), 저면폭(l), 그루브와 그루브 사이 산(101)의 각도(β) 등이 있는데, 그루브(10a)는 앞서 말한 바와 같이 단순히 냉매튜브(10) 내주면의 면적을 확대시킬뿐만 아니라 액상 냉매의 신속한 배출이 가능토록 구성인자가 설정되어야 한다.On the other hand, the structural factors for determining the shape of the groove 10a include a spiral angle a, a depth h, a bottom width l, an angle β of the groove 101 between the groove and the groove, and the like. 10a), as described above, not only enlarges the area of the inner circumferential surface of the refrigerant tube 10, but also a constituent factor should be set to enable rapid discharge of the liquid refrigerant.

예를 들어, 외경(D)이 7mm인 냉매튜브(10)에는, 60개의 그루브(10a)가 형성되어 있으며, 그루브의 깊이(h)는 0.15mm, 저면폭(l)은 0.14mm, 그루브와 그루브 사이 산(101) 각도(β)는 55도로 이루어져 있다.For example, in the refrigerant tube 10 having an outer diameter D of 7 mm, 60 grooves 10a are formed, and the depth h of the groove is 0.15 mm, the bottom width l is 0.14 mm, and the groove and The angle 101 between grooves consists of 55 degrees.

그러나, 이러한 종래기술에 따르면, 냉매튜브(10)의 열전달 효율을 높이기 위해 그루브의 깊이(h)를 증가시킬 경우, 냉매와 냉매튜브(10)의 접촉면적은 늘어나지만, 냉매튜브(10) 내를 유동하는 냉매의 압력손실이 증가하기 때문에 냉매유동량이 줄어들어, 결과적으로는 열교환 성능이 감소되는 문제가 발생하게 되는데, 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.However, according to this prior art, when increasing the depth (h) of the groove to increase the heat transfer efficiency of the refrigerant tube 10, the contact area between the refrigerant and the refrigerant tube 10 increases, but in the refrigerant tube 10 Since the pressure loss of the refrigerant flowing through increases the refrigerant flow rate is reduced, resulting in a problem that the heat exchange performance is reduced, which will be described in detail as follows.

열교환기 제작과정에서는 냉매튜브(10)와 전열핀(12)의 결합을 위해 냉매튜브(10)가 전열핀(12)에 관통된 상태에서 냉매튜브(10)를 확관시키게 되는데, 확관작업 시에는 냉매튜브(10) 내에서 외측으로 압력을 가하기 때문에 그루브와 그루브 사이의 산(101)이 확관 시의 압력에 의해 변형됨으로써 냉매유동로가 감소된다.In the manufacturing process of the heat exchanger, the refrigerant tube 10 is expanded in the state where the refrigerant tube 10 penetrates the heat fin 12 to couple the refrigerant tube 10 and the heat transfer fins 12. Since pressure is applied to the outside in the coolant tube 10, the coolant flow path is reduced because the acid 101 between the groove and the groove is deformed by the pressure at the time of expansion.

또한, 냉매튜브(10)는 전열핀(12)과 접촉 열저항의 최소화를 위해 일정직경 만큼 확관되어야 하는데, 그루브(10a)가 깊을수록 확관시에 산(101)의 변형이 심하기 때문에 확관이 제대로 되지 않고, 냉매튜브(10)내에서의 저항압력이 강해짐으로써 냉매튜브(10)와 전열핀(12)의 열전달이 효율적으로 이루어지지 않게 된다.In addition, the refrigerant tube 10 should be expanded by a certain diameter to minimize contact heat resistance with the heat transfer fins 12. The deeper the groove 10a, the greater the expansion of the acid 101 during expansion. Instead, the resistance pressure in the refrigerant tube 10 becomes stronger, so that heat transfer between the refrigerant tube 10 and the heat transfer fins 12 is not performed efficiently.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 그루브의 깊이증가 없이, 열전달 면적이 확대되는 열교환기의 냉매튜브 제공을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a refrigerant tube of a heat exchanger in which a heat transfer area is enlarged without increasing a depth of a groove.

도 1은 일반적인 열교환기의 구조를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing the structure of a general heat exchanger.

도 2는 일반적인 열교환기에 적용되는 냉매튜브의 내부형태를 나타낸 절개된 평면도이다.Figure 2 is a cutaway plan view showing the internal shape of the refrigerant tube applied to a general heat exchanger.

도 3은 종래 냉매튜브에서 그루브의 형태를 결정하는 구성인자를 나타낸 개략도이다.Figure 3 is a schematic diagram showing the constituent factors for determining the shape of the groove in the conventional refrigerant tube.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉매튜브의 그루브 형태를 결정하는 구성인자를 나타낸 개략도이다.Figure 4 is a schematic diagram showing the constituent factors for determining the groove shape of the refrigerant tube according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 실시예에 따른 냉매튜브의 열전단 성능을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the thermal shear performance of the refrigerant tube according to the present embodiment.

도 6은 본 실시예에 따른 냉매튜브의 압력 손실비율을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the pressure loss ratio of the refrigerant tube according to the present embodiment.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 냉매튜브 10a: 그루부10: refrigerant tube 10a: groove

101: 산 12: 전열핀101: acid 12: heating fin

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 열교환기의 냉매튜브는, 내주면에 길이방향으로 스파이럴 형상의 그루브가 형성되고, 외경이 7.0mm 인 경우, 그루브의 깊이가 0.15±0.02mm, 개수가 60~70, 그루브와 그루브 사이 산의 각도가 20~35도, 그루브의 저면폭이 0.16~0.19mm로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the refrigerant tube of the heat exchanger is provided with a spiral groove in the longitudinal direction on the inner circumferential surface thereof, and when the outer diameter is 7.0mm, the depth of the groove is 0.15 ± 0.02mm, the number is 60-70, The angle between the groove and the groove is 20 to 35 degrees, and the bottom width of the groove is 0.16 to 0.19 mm.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 4부터 도 6까지 참조로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6.

본 발명의 실시예에 따른 열교환기에 의하면, 도 4에 나타난 것과 같이 내주면에 길이방향으로 스파이럴 형상의 그루브(10a)가 형성된 냉매튜브(10)와, 상기 냉매튜브(10)와 결합되는 전열핀(12)(도 1 참조)을 포함하여 이루어지는데, 냉매튜브의 외경(D)이 7.0mm 인 경우, 그루브의 깊이(h)가 0.15±0.02mm, 개수가 60~70, 그루브와 그루브 사이 산(101)의 각도가 20~35도, 그루브의 저면폭(l)이 0.16~0.19mm로 이루어진다.According to the heat exchanger according to the embodiment of the present invention, as shown in Figure 4, the refrigerant tube 10 is formed with a spiral groove (10a) in the longitudinal direction on the inner peripheral surface, and the heat transfer fin coupled to the refrigerant tube (10) ( 12) (refer to FIG. 1), when the outer diameter (D) of the refrigerant tube is 7.0mm, the depth (h) of the groove is 0.15 ± 0.02mm, the number is 60 to 70, and the acid between the groove and the groove ( 101), the angle is 20 to 35 degrees, and the bottom width l of the groove is 0.16 to 0.19 mm.

본 실시예에 따른 그루브 형태를 종래와 비교하면, 냉매튜브의 외경(D)이 동일한 경우, 그루브의 깊이(h)는 변화가 없으며, 폭(l)이 0.02~0.05mm 늘어나고, 그르부(10a)의 개수가 0~10 증가하고, 산(101)의 각도가 20 ~35도 감소하게 되는데, 이러한 구성에 의하면, 그루브(10a)의 개수가 증가한 만큼 전열면적이 확대되며, 산(101)의 높이가 증가하지 않기 때문에 확관시의 산(101) 변형에 따른 냉매튜브(10)내의 저항압력이 강해지지 않는다.Comparing the groove shape according to the present embodiment with the conventional, when the outer diameter (D) of the refrigerant tube is the same, the depth (h) of the groove does not change, the width (l) is increased by 0.02 ~ 0.05mm, the groove 10a ) Increases from 0 to 10, and the angle of the mountain 101 decreases from 20 to 35 degrees. According to this configuration, the heat transfer area is enlarged as the number of grooves 10a is increased, Since the height does not increase, the resistance pressure in the refrigerant tube 10 due to the deformation of the acid 101 at the time of expansion does not increase.

또한, 그루브(10a)의 저면폭(l)이 확대되기 때문에 열교환기가 응축기로 사용될 경우에, 응축 생성된 액상 냉매가 확대된 그루브(10a)를 타고 신속히 흘러내림으로써 기상냉매와 냉매튜브(10)가 원활히 접촉하게 된다.In addition, when the heat exchanger is used as a condenser because the bottom width l of the groove 10a is enlarged, the gaseous phase refrigerant and the refrigerant tube 10 are quickly flowed down through the enlarged groove 10a. Will make a smooth contact.

외경(D)이 7mm이고, 65개의 그루브(10a)가 형성되어 있으며, 그루브(10a)의 깊이(h)가 0.15mm, 폭(l)이 0.18mm, 그루브와 그루브 사이의 산(101) 각도(β)가 30도인 냉매튜브(10)로 실험한 결과, 도 5에 나타난 것과 같이 종래의 냉매튜브에 비해 열전달 성능이 113% 로 개선되고, 도 6에 나타난 것과 같이 냉매 유동압력이 97%로 낮아진 것을 알 수 있다.The outer diameter D is 7 mm, and 65 grooves 10a are formed, the depth h of the groove 10a is 0.15 mm, the width l is 0.18 mm, the angle of the peak 101 between the grooves and the grooves. As a result of experimenting with the refrigerant tube 10 having a β of 30 degrees, the heat transfer performance is improved to 113% compared to the conventional refrigerant tube as shown in FIG. 5, and the refrigerant flow pressure is 97% as shown in FIG. It can be seen that the lowered.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 열교환기의 냉매튜브에 의하면 열교환효율이 향상되고, 확관작업 시의 변형에 의해 냉매유동압력이 증가하는 등의 현상이 발생하지 않기 때문에 열교환기의 성능향상에 도움이 된다.As described above, according to the refrigerant tube of the heat exchanger according to the present invention, the heat exchange efficiency is improved, and the phenomenon such as the increase in the refrigerant flow pressure due to the deformation during expansion does not occur, thereby improving the performance of the heat exchanger. Becomes

Claims

Refrigerant tube formed with a spiral groove in the longitudinal direction on the inner peripheral surface,

Heat transfer fin coupled with the refrigerant tube

In a heat exchanger comprising;

When the outer diameter of the refrigerant tube is 7.0mm, the groove depth is 0.15 ± 0.02mm, the number is 60 ~ 70, the angle between the grooves and the grooves is 20-35 degrees, and the groove width is 0.16 ~ 0.19mm. Heat exchanger characterized by the above.