KR20040087580A - 열교환기의 제상장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 열교환기의 제상장치 및 그 제조방법은 열교환기의 측면에 밀착되는 전열플레이트(111)와, 그 전열플레이트(111)에 접착되어 있는 발열선(112)과, 그 발열선(112)의 일단부에 연결되어 있는 전원공급선(113)으로 구성되어, 제상시 전원공급선(113)을 통하여 발열선(112)에 전원이 공급되면 발열선(112)이 가열됨과 아울러 전열플레이트(111)를 통하여 열교환기(100)에 열전도가 이루어져서 제상이 이루어지며, 그와 같은 제상이 50도 이하의 낮은 온도에서 이루어지므로 R600a와 같이 고온에서 발화위험이 있는 환경친화적인 냉매에 대응할 수 있다.

Description

열교환기의 제상장치 및 그 제조방법{DEFROSTER OF HEAT EXCHANGER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 열교환기의 제상장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제상장치의 표면온도가 50도 이하의 낮은 온도에서 열교환기의 제상이 이루어지도록 함으로써 고온에서 발화위험이 있는 환경친화적인 냉매를 적용할 수 있도록 한 열교환기의 제상장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 에어컨, 냉장고, 쇼케이스 등에 설치되는 냉동사이클장치의 응축기와 증발기를 통칭하는 것으로, 이와 같은 열교환기는 설치위치에 따라 전열매체인 냉매의 상변화에 의해 열을 방출하거나 흡수하므로 이를 이용하여 난방 및 냉방에 활용되어 진다.

상기 열교환기중 가장 널리 알려진 열교환기는 냉매관에 다수개의 냉각핀들이 삽입되어 있는 형태의 핀-관형 열교환기로서, 이는 냉장고나 에어컨 등의 증발기로 주로 이용되며, 냉매가 냉매관의 내부로 순환하며 냉매관을 통하여 외부공기와의 열교환이 이루어지는 동시에 냉매관에 밀착되도록 삽입되어 있는 냉각핀들에 의해 열교환면적이 넓게 확대되어 열교환이 급속히 이루어지며, 그와 같은 냉각핀들이 설치된 냉매관들의 양단부는 지지대에 의하여 지지되어 있다.

도 1은 상기와 같이 증발기로 이용되는 핀-관형 열교환기를 보인 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 냉매가 순환될 수 있도록 냉매관(1)이 절곡 형성되어 있고, 그와 같이 절곡된 냉매관(1)에는 냉매관(1)에 접촉된 상태로 공기와의 열교환 면적을 확대시켜서 열교환효율을 증대시키기 위한 다수개의 냉각핀(2)들이 설치되어 있으며, 상기와 같이 다단으로 절곡된 냉매관(1)의 양단부는지지대(3)에 의하여 지지되어 있고, 상기 지지대(3)와 냉매관(1)의 하측을 감싸도록 제상히터(4)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 냉매관(1)은 소정길이를 갖는 1개의 동 파이프를 "Ｓ"자 형태로 반복 절곡하여 다단을 이루도록 2열로 형성되어 있다.

또한, 상기 냉각핀(2)들은 알루미늄 소재를 소정면적으로 가공한 평판체로서 중앙부에는 프레싱가공에 의해 통공(미도시)이 형성되어 있고, 그와 같이 통공(미도시)이 형성된 냉각핀(2)들은 냉매관(1)에 삽입된 상태에서 냉매관(1)을 확관시키는 것에 의해 냉매관(1)의 외주면에 밀착되도록 고정되어 진다.

상기 지지대(3)는 소정면적을 갖는 금속판체로서, 상기 냉매관(1) 양단부의 절곡된 부위가 삽입되어 고정될 수 있도록 프레스가공으로 제거된 여러개의 결합공(미도시)이 형성되어 있다.

상기 제상히터(4)는 복사열을 이용하여 제상을 하는 시즈히터(sheath heater)로서 단위길이당 발열량이 매우 특성을 가지고 있다.

상기와 같은 구조의 핀-관형 열교환기(10)는 냉매가 냉매관(1)의 내부를 순환하며 외부 공기와의 열교환에 의해 열교환이 이루어지고, 그와 같이 열교환이 이루어질때에 냉매관(1)에 밀착되도록 고정되어 있는 냉각핀(2)들에 의하여 열교환면적이 확대되어 열교환 효율이 증대되어 진다.

그리고, 상기와 같은 종래의 핀-관형 열교환기(10)는 열교환이 이루어질때에 주변공기의 절대습도량에 의해 냉매관(1)과 냉각핀(2)에 착상이 이루어지고, 그와 같이 착상된 것은 별도로 설치된 제상히터(4)에 의해 제상되어 진다.

그러나, 상기와 같은 종래의 열교환기에서는 제상을 위한 제상히터(4)가 진동이나 외부충격에 높은 안정성을 가지고 있으나, 단위 길이당 발열량이 크기 때문에 표면온도가 약500도 정도로 매우 높은 편이어서 고온에서 발화 위험성이 있는 환경친화적 냉매(R600a 등)를 열교환기의 냉매로 적용하는데 어려움이 있는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 열교환기의 표면온도가 50도 이하의 낮은 온도에서 제상이 이루어지도록 하여 고온에서 발화위험이 있는 환경친화적 냉매의 사용에 대응할 수 있도록 하는데 적합한 열교환기의 제상장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 열교환기의 구조를 보인 사시도.

도 2는 도 1의 정면도.

도 3은 본 발명의 제상장치가 설치된 열교환기의 사시도.

도 4는 본 발명의 제상장치가 열교환기에서 분리된 상태의 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 제상장치의 정면도.

도 6은 본 발명에 따른 열교환기 제상장치의 제조순서를 보인 평면도 및 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 제상장치에서 제상시간별 온도 그래프.

도 8은 본 발명에 따른 제상장치가 설치된 열교환기의 제상시간별 착상량과 제상량 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 열교환기 111 : 전열플레이트

112 : 발열선 113 : 전원공급선

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여

열교환기의 측면에 밀착되며 소정두께와 면적을 가지는 전열 플레이트와,

그 전열 플레이트의 일측면에 부착되며 발열이 이루어지는 발열선과,

상기 발열선의 일단에 연결되며 발열선에 전원을 공급하기 위한 전원공급선을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제상장치가 제공된다.

또한, 저항판체에 소정형태로 마스킹을 하는 단계와,

그 마스킹된 저항판체를 에칭하여 마스킹된 부분을 제외한 나머지부분을 제거하여 발열선을 제작하는 단계와,

상기와 같이 제작된 발열선을 열교환기의 측면에 밀착되는 전열플레이트의측면에 부착하는 단계와,

상기 발열선에 전원을 공급하기 위한 전원공급선을 연결하는 단계를 순차적으로 실시하여 제작하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제상장치의 제조방법이 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 열교환기의 제상장치 및 그 제조방법을 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 제상장치가 설치된 열교환기의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제상장치가 열교환기에서 분리된 상태의 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 제상장치의 정면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제상장치가 설치된 열교환기는 냉매가 통과될 수 있는 관체상의 냉매관(101)이 2열로 절곡형성되어 있고, 그 냉매관(101)에는 전열면적을 증대시키기 위한 다수개의 냉각핀(102)들이 결합되어 있으며, 상기 냉매관(101)들의 양단부는 지지대(103)에 의해 지지고정되어 있다.

그리고, 상기 열교환기(100)의 측면에는 제상시 열교환기(100)의 표면을 가열하여 제상을 실시하기 위한 제상장치(104)가 설치되어 있다.

상기 제상장치(104)는 열교환기(100)의 측면에 밀착되며 소정면적을 가지는 전열플레이트(111)와, 그 전열플레이트(111)에 접착되며 전열플레이트(111)를 가열하기 위한 발열선(112)과, 그 발열선(112)의 일단부에 연결되며 발열선(112)에 전원을 인가하는 전원공급선(113)으로 이루어져 있다.

상기 전열플레이트(111)는 열교환기(100)의 측면에 접촉되어 접촉면적이 증대되어질 수 있는 유연(flexible)한 재질로서, 열전도성이 우수한 금속판체 또는 플라스틱 판체 등이 가능하다.

또한, 상기 발열선(112)은 두께가 20-30㎛의 박막형태로서 알루미늄과 같이 전원을 인가하면 발열할 수 있도록 저항체이면 가능하다.

도 6은 본 발명에 따른 열교환기 제상장치의 제조순서를 보인 평면도 및 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 다른 열교환기의 제상장치는 먼저 a)에서와 같이 20-30㎛의 두께를 가지는 알루미늄 필름(121)의 상면에 밀랍등의 도료로 물결무늬 모양으로 패턴(122)을 형성하는 마스킹작업을 실시한다.

그런후, b)와 같이 도료로 패턴(122)이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분을 에칭으로 제거하고, c)와 같이 패턴(122)을 제거하여 소정폭과 두께를 가지는 알루미늄 재질의 발열선(112)을 제작한다.

상기와 같이 제작된 발열선(112)을 d)에서와 같이 유연한 재질로된 전열플레이트(111)의 측면에 접착시키고, e)에서와 같이 상기 발열선(112)의 일단부에 전원을 공급할 수 있는 전원공급선(113)을 연결하는 순서로 제상장치(104)를 제작한다.

상기와 같이 제작되어진 제상장치(104)는 열교환기(100)의 측면에 밀착되도록 설치되어지며, 그와 같이 설치된 상태에서 제상시에는 전원공급선(113)에 전원이 공급되면 발열선(112)을 발열을 하며 전열플레이트(111)을 가열하고, 그 전열플레이트(111)가 가열되며 열교환기(100)의 측면에 열전도가 이루어져서 열교환기의 제상이 이루어진다.

즉, 종래와 같이 복사히터가 가열되며 발생되는 복사열에 의해 열교환기를 제상하는 형태가 아니고, 판체상으로된 제상장치(104)가 열교환기(100)의 측면에 밀착된 상태로 제상이 이루어지기 때문에 제상장치(104)의 표면온도가 50도 이하정도로 낮은 온도에서 제상이 이루어지기 때문에 R600a와 같이 고온에서 발화위험이 있는 환경친화적 냉매에 대응이 가능하다.

도 7은 본 발명에 따른 제상장치의 제상시간별 온도 그래프로서, 이에 나타난 것과 같이, 제상장치(104)의 온도는 제상시간이 경과되어도 50도를 넘지 않는 상태이고, 그와 같은 제상장치(104)에 의해 열교환기(100)에 약 20도 이상으로 열전달이 잘 이루어지는 것을 확인할 수 있으며, 그와 같은 제상장치(104)의 발열에 의해 가열되는 주변의 공기온도는 10도를 넘지 않으며, 그에따라 냉동실에 공급되는 공기의 온도에도 큰 영향을 주지 않음을 알 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 제상장치가 설치된 열교환기의 제상시간별 착상량과 제상량 그래프로서, 이에 나타난 것과 같이, 시간이 지남에 따라 착상량이 감소되며 제상이 원할하게 이루어지는 것으로 나타났으며, 그와 같이 서서히 제상이 이루어짐에 따라 물넘침이 방지되어지게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 열교환기의 제상장치 및 그 제조방법은 열교환기의 측면에 밀착되는 전열플레이트와, 그 전열플레이트에 접착되어 있는 발열선과, 그 발열선의 일단부에 연결되어 있는 전원공급선으로 구성되어, 제상시 전원공급선을 통하여 발열선에 전원이 공급되면 발열선이 가열됨과 아울러 전열플레이트를 통하여 열교환기에 열전도가 이루어져서 제상이 이루어지며, 그와 같은 제상이 50도 이하의 낮은 온도에서 이루어지므로 R600a와 같이 고온에서 발화위험이 있는 환경친화적인 냉매에 대응할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제상장치를 제작함에 있어서 에칭방법으로 발열선을 제작하여 전열플레이트에 부착하는 방법으로 간단하게 제작함으로써 제조비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 제상이 열교환기의 측면에 넓게 밀착되는 전열플레이트에 의해 이루어지므로 열교환기의 전면에 걸쳐서 균일한 제상이 이루어지는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 열교환기의 측면에 밀착되며 소정두께와 면적을 가지는 전열 플레이트와,

   그 전열 플레이트의 일측면에 부착되며 발열이 이루어지는 발열선과,

   상기 발열선의 일단에 연결되며 발열선에 전원을 공급하기 위한 전원공급선을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제상장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전열 플레이트는 유연한 재질인 것을 특징으로 하는 열교환기의 제상장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 전열 플레이트는 금속판체인 것을 특징으로 하는 열교환기의 제상장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 전열 플레이트는 플라스틱 판체인 것을 특징으로 하는 열교환기의 제상장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 전열 플레이트는 금속판체인 것을 특징으로 하는 열교환기의 제상장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 발열선은 두께가 20-30㎛의 알루미늄 박막인 것을 특징으로 하는 열교환기의 제상장치.
7. 전기적인 저항체로된 판체상의 저항판체에 소정형태로 마스킹을 하는 단계와,

   그 마스킹된 저항판체를 에칭하여 마스킹된 부분을 제외한 나머지부분을 제거하여 발열선을 제작하는 단계와,

   상기와 같이 제작된 발열선을 열교환기의 측면에 밀착되는 전열플레이트의 측면에 부착하는 단계와,

   상기 발열선에 전원을 공급하기 위한 전원공급선을 연결하는 단계를 순차적으로 실시하여 제작하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제상장치의 제조방법.