KR20040105439A - Heat exchanger for using CO2 as a refrigerant - Google Patents

Heat exchanger for using CO2 as a refrigerant Download PDF

Info

Publication number
KR20040105439A
KR20040105439A KR1020030036814A KR20030036814A KR20040105439A KR 20040105439 A KR20040105439 A KR 20040105439A KR 1020030036814 A KR1020030036814 A KR 1020030036814A KR 20030036814 A KR20030036814 A KR 20030036814A KR 20040105439 A KR20040105439 A KR 20040105439A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat dissipation
refrigerant
dissipation tube
tube
header
Prior art date
Application number
KR1020030036814A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박태영
한인철
장길상
이준강
Original Assignee
한라공조주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한라공조주식회사 filed Critical 한라공조주식회사
Priority to KR1020030036814A priority Critical patent/KR20040105439A/en
Publication of KR20040105439A publication Critical patent/KR20040105439A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/022Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/38Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and being staggered to form tortuous fluid passages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0246Arrangements for connecting header boxes with flow lines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • F28F9/262Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators for radiators

Abstract

PURPOSE: A heat exchanger for carbon dioxide is provided to reduce a brazing bond part by reducing the number of passages of a refrigerant, thereby preventing leakage of a high-pressure refrigerant. CONSTITUTION: First and second header pipes(310,320) are formed by combining header parts and tank parts, having independent compartments(311,321) inducing a flow of a refrigerant along by length direction. A heat dissipating tube(350) is communicated with the compartments of the header pipes for forming a heat exchange part. A refrigerant inlet pipe(370) is placed at one end of the first header pipe for moving the refrigerant in. A refrigerant outlet pipe(380) is placed at one end of the second header pipe for discharging the refrigerant. The heat dissipating tube has unit heat dissipating tubes(351,352,353) arranged in direction orthogonal to direction that outside air flows, and two or more return parts(354,355) are formed at a part where the unit heat dissipating tubes are connected with each other, thereby having a single flow path.

Description

이산화탄소용 열교환기{Heat exchanger for using CO2 as a refrigerant}Heat exchanger for using CO2 as a refrigerant

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이산화탄소를 냉매로 사용하는 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger using carbon dioxide as a refrigerant.

통상적으로, 열교환기는 온도가 높은 냉매와 온도가 낮은 냉매가 열교환기 벽면을 통하여 높은 온도에서 낮은 온도로 열을 전달함으로써 열교환을 행하는 장치이다. 이러한 열교환기를 구성 요소로 하는 에어컨 시스템의 작동 매체로 지금까지는 주로 HFC 냉매가 사용되어 왔다. 그러나, HFC 냉매는 지구 온난화의 주요 요이중의 하나로 인식되어서, 그 사용에 대한 규제가 점차 확대되고 있다. 이러한 상황하에서, HFC 냉매를 대체할 차세대 냉매로서 이산화탄소(CO2) 냉매에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Typically, a heat exchanger is a device in which a high temperature refrigerant and a low temperature refrigerant transfer heat from a high temperature to a low temperature through a heat exchanger wall surface to perform heat exchange. HFC refrigerants have been mainly used as a working medium for air conditioner systems having such heat exchangers. However, HFC refrigerants have been recognized as one of the main factors of global warming, and regulations on their use are gradually being expanded. Under these circumstances, researches on carbon dioxide (CO 2 ) refrigerant as a next generation refrigerant to replace the HFC refrigerant is being actively conducted.

이러한 차세대 냉매의 대표주자인 이산화탄소는 지구 온난화 지수(GWP)가 대표적인 HFC 냉매인 R134a의 약 1/1300에 해당되며, 그 외에도 냉매로서 다음과 같은 장점을 가지고 있다. 첫째, 작동 압축비가 낮아서 압축 효율이 우수하며, 둘째,열전달 성능이 매우 우수하여 2차 유체인 공기의 입구 온도와 냉매의 출구 온도 사이의 온도 차이가 기존의 냉매에 비하여 훨씬 작아질 수 있다는 것이다. 이러한 장점을 이용하여 겨울철 낮은 외기 온도에서도 열을 뽑아 쓸 수 있으므로 여름철에는 냉방, 겨울철에는 난방 역할을 수행하는 히트 펌프(heat pump)에도 적용가능하다.Carbon dioxide, the representative of such next-generation refrigerants, corresponds to about 1/1300 of R134a, which is a representative HFC refrigerant with a global warming index (GWP). In addition, it has the following advantages as a refrigerant. First, the compression ratio is low, the compression efficiency is excellent, and second, the heat transfer performance is very good, the temperature difference between the inlet temperature of the secondary fluid air and the outlet temperature of the refrigerant can be much smaller than the conventional refrigerant. This advantage can be used to extract heat at low outside temperatures in winter, so it is also applicable to heat pumps that perform cooling in summer and heat in winter.

또한, 이산화탄소는 체적 내방 능력(증발 잠열 × 기체 밀도)이 기존의 냉매인 R134a의 7 내지 8배에 달하기 때문에 압축기의 용량을 크게 줄일 수 있으며, 표면 장력이 작아서 비등열 전달이 우수하고, 정압 비열이 크고 액체 점도가 낮아 열 전달 성능이 뛰어나므로 냉매로서 우수한 열 역학적 특성을 갖고 있다. 또한, 냉동 싸이클의 측면에서 살펴보면, 가스 쿨링(gas-cooling) 압력이 기존에 비하여 6 내지 8배(약 90 내지 130bar) 높아서, 열교환기 내부에서의 냉매의 압력 강화로 인한 손실이 기존 냉매에 비하여 상대적으로 작게 되는바, 압력 강하는 크지만 열 전달 성능이 우수한 것으로 알려진 미세 채널의 열 교환기 튜브를 사용할 수가 있다.In addition, since the volumetric capacity (evaporative latent heat x gas density) is 7 to 8 times that of the conventional refrigerant R134a, the capacity of the carbon dioxide can be greatly reduced, and the surface tension is small, so the boiling heat transfer is excellent, and the static pressure It has excellent thermodynamic properties as a refrigerant because of its high specific heat and low liquid viscosity. In addition, when viewed from the side of the refrigeration cycle, the gas-cooling pressure is 6 to 8 times (about 90 to 130 bar) higher than the conventional, the loss due to the pressure increase of the refrigerant in the heat exchanger compared to the conventional refrigerant The relatively small pressure drop allows the use of microchannel heat exchanger tubes which are known to have a large but excellent heat transfer performance.

도 1은 종래의 이산화탄소용 열교환기(100)를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의제 2 헤더 파이프(120)를 분리하여 도시한 것이다.FIG. 1 illustrates a conventional heat exchanger 100 for carbon dioxide, and FIG. 2 separately illustrates the second header pipe 120 of FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 열교환기(100)는 제 1 헤더 파이프(110)와, 제 2 헤더 파이프(120)를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프(110)(120)의 상하부에는 상부 및 하부 엔드캡(130)(140)으로 밀봉되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프(110)(120)의 사이에는 복수개의 방열 튜브(150)들이 소정 간격 이격되게 배치되어 있으며, 상기 방열 튜브(150) 사이에는 방열 핀(160)이 설치되어 있다.1 and 2, the heat exchanger 100 includes a first header pipe 110 and a second header pipe 120, and the first and second header pipes 110 and 120. Upper and lower portions of the upper and lower end caps 130 and 140 are sealed. A plurality of heat dissipation tubes 150 are disposed between the first and second header pipes 110 and 120 at predetermined intervals, and heat dissipation fins 160 are disposed between the heat dissipation tubes 150. .

그리고, 상기 제 1 헤더 파이프(110)에는 제 1 및 제 2 격실(111)(112)이 형성되어 있으며, 상기 제 2 헤더 파이프(120)에는 제 3 및 제 4 격실(121)(122)가 형성되어 있다. 상기 제 1 격실(111)에는 냉매 유입관(170)이 설치되어 있으며, 제 2 격실(112)에는 냉매 배출관(180)이 설치되어 있다.First and second compartments 111 and 112 are formed in the first header pipe 110, and third and fourth compartments 121 and 122 are formed in the second header pipe 120. Formed. The coolant inlet pipe 170 is installed in the first compartment 111, and the coolant discharge pipe 180 is installed in the second compartment 112.

또한, 상기 제 2 헤더 파이프(120)는 제 2 헤더부(124)와, 이와 결합되어 제 3 및 제 4 격실(121)(122)을 구획하는 제 2 탱크부(125)로 이루어져 있다. 상기 제 1 헤더 파이프(110)도 제 2 헤더 파이프(120)와 마찬가지로 제 1 헤더부와 제 1 탱크부로 구성되며, 여기서는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In addition, the second header pipe 120 includes a second header portion 124 and a second tank portion 125 coupled to the second header portion 124 to partition the third and fourth compartments 121 and 122. Like the second header pipe 120, the first header pipe 110 includes a first header part and a first tank part, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 제 2 헤더 파이프(120)에 형성된 제 3 및 제 4 격실(121)(122)은 상호 연통되어 있다. 상기 제 3 및 제 4 격실(121)(122)은 상호 결합되는 부분(126)에 형성된 리턴 홀(123)에 의하여 연통가능하다.The third and fourth compartments 121 and 122 formed in the second header pipe 120 are in communication with each other. The third and fourth compartments 121 and 122 are communicable by a return hole 123 formed in the portion 126 that is coupled to each other.

이렇게 구성된 이산화탄소용 열교환기(100)는 격실들과 방열 튜브들이 슬랩(slab)을 형성하고 있다. 즉, 상기 제1 격실(111)과 제 3 격실(121)은 제 1 방열 튜브(151)에 의하여 연통되어서 하나의 슬랩을 형성하고, 제 2 격실(112)과 제 4 격실(122)은 제 2 방열 튜브(122)에 의하여 연통되어서 또 하나의 슬랩을 형성하고 있다.The heat exchanger 100 for carbon dioxide configured as described above forms compartments and heat dissipation tubes with slab. That is, the first compartment 111 and the third compartment 121 communicate with each other by the first heat dissipation tube 151 to form one slab, and the second compartment 112 and the fourth compartment 122 are made of the first compartment. It communicates with the 2 heat radiating tubes 122, and forms another slab.

상기와 같은 구성을 가지는 이산화탄소용 열교환기(100)는 제 1 격실(111)에 설치된 냉매 유입관(170)을 통하여 유입된 냉매가 제 1 및 제 3 격실(111)(121) 및 제 1 방열 튜브(151)로 이루어진 슬랩을 통하여 열 교환이 이루어지며, 제 2 헤더 파이프(120)의 리턴 홀(123)을 통하여 리턴되어서 상기 제 2 및 제 4격실(112)(122) 및 제 2 방열 튜브(152)로 이루어진 슬랩을 통하여 열 교환이 이루진 다음에 제 2 격실(112)에 설치된 냉매 배출관(180)을 통하여 배출된다.In the heat exchanger 100 for carbon dioxide having the above configuration, the refrigerant introduced through the refrigerant inlet pipe 170 installed in the first compartment 111 may be the first and third compartments 111 and 121 and the first heat dissipation. Heat exchange occurs through the slab formed of the tube 151, and is returned through the return hole 123 of the second header pipe 120 to the second and fourth compartments 112, 122 and the second heat dissipation tube. After heat exchange is performed through the slab 152, the refrigerant is discharged through the refrigerant discharge pipe 180 installed in the second compartment 112.

그런데, 종래의 이산화탄소용 열교환기(100)는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.However, the conventional heat exchanger 100 for carbon dioxide has the following problems.

상기 방열 튜브(150)의 양 단부에는 제 1 및 제 2 헤더 파이프(110)(120)가 설치되어 있으며, 상기 헤더 파이프(110)(120)는 냉매의 유동 경로인 제 1 내지 제 4 격실(111 내지 122)을 구획하도록 각각의 헤더부와 탱크부가 브레이징 결합되어 이루어져 있다.First and second header pipes 110 and 120 are installed at both ends of the heat dissipation tube 150, and the header pipes 110 and 120 are first to fourth compartments that are flow paths of the refrigerant. Each header portion and tank portion are brazed to partition 111 to 122).

또한, 상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프(110)(120)에는 제 1 내지 제 4 격실(111 내지 122)과 결합되어 각각의 슬랩을 이루기 위하여 제 1 및 제 2 방열 튜브(151)(152)의 양 단부가 삽입되어 브레이징 결합되어 있다.In addition, the first and second heat dissipation tubes 151 and 152 are coupled to the first and fourth compartments 111 to 122 in the first and second header pipes 110 and 120 to form respective slabs. Both ends of are inserted and brazed.

이처럼, 이산화탄소와 같은 고압에서 작동하는 냉매를 사용하는 열교환기(100)에 있어서, 브레이징 결합과 같은 접합부를 많이 가지고 있다는 것은 구조적인 안정성에 치명적인 문제점을 야기시킬 수가 있다. 이에 따라, 구동중에 고압의 작동하는 냉매는 누수될 가능성이 상당하다.As such, in the heat exchanger 100 using a refrigerant operating at a high pressure such as carbon dioxide, having many joints such as brazing bonds may cause a fatal problem in structural stability. Accordingly, the high-pressure working refrigerant during driving is likely to leak.

또한, 방열 튜브(150)의 양 단은 각각의 격실(111 내지 122)에 연결되어서 각각의 슬랩을 형성하고 있으므로, 냉매가 유동하는 유로수가 증가하게 된다. 이러한 유로수의 증가는 격실수와 연관되어서 열교환기(100)의 전체 중량을 증가시키는 요인이 된다.In addition, since both ends of the heat dissipation tube 150 are connected to the respective compartments 111 to 122 to form respective slabs, the number of flow paths through which the refrigerant flows increases. This increase in the number of flow paths is associated with the number of compartments and becomes a factor of increasing the total weight of the heat exchanger 100.

또한, 고압의 이산화탄소를 냉매로 사용할 경우에는 냉매의 유로를 분리하기위하여 제 1 및 제 2 격실(121)(122)을 구획하는 분리벽(126)이 설치되고, 이 분리벽(126)의 두께로 인하여 방열 튜브(150)간 거리가 멀어지게 된다.In addition, when high-pressure carbon dioxide is used as the refrigerant, a separation wall 126 is formed to partition the first and second compartments 121 and 122 to separate the flow path of the refrigerant, and the thickness of the separation wall 126 is provided. Due to the distance between the heat dissipation tube 150 is far.

또한, 상기 방열 튜브(150)는 제 1 및 제 2 격실(121)(122) 내에서는 냉매가 유동하는 방향과 직각 방향으로 유지하고 있으므로, 냉매의 흐름을 방해하고 있다.In addition, the heat dissipation tube 150 is maintained in the first and second compartments 121 and 122 in a direction perpendicular to the direction in which the refrigerant flows, thus preventing the flow of the refrigerant.

특히, 방열 튜브(150)가 각도가 없는 수평 상태에서 격실(121)(122)내에 삽입되기 위해서는 냉매의 유로 폭이 최소한 방열 튜브(150)의 폭보다 크게 되어야 한다. 이에 따라, 상기 열 교환기(100)의 전체 크기가 증대된다.In particular, in order for the heat dissipation tube 150 to be inserted into the compartments 121 and 122 in a horizontal state without an angle, the flow path width of the refrigerant must be at least larger than the width of the heat dissipation tube 150. As a result, the overall size of the heat exchanger 100 is increased.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고압하에서 작용하는 냉매를 열 교환매체로 사용하는 열교환기에서 방열 튜브를 벤딩하여 리턴부을 형성하고, 이를 헤더 파이프에 결합하게 되어서 브레이징 접합부를 감소시킨 이산화탄소용 열교환기을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, to form a return by bending the heat dissipation tube in the heat exchanger using a refrigerant acting under high pressure as a heat exchange medium, it is coupled to the header pipe to reduce the brazing joint The purpose is to provide a heat exchanger for carbon dioxide.

본 발명의 다른 목적은 방열 튜브와 헤더 파이프가 결합되는 구조를 개선하여서 유로수를 줄인 이산화탄소용 열교환기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a heat exchanger for carbon dioxide which reduces the number of flow paths by improving the structure in which the heat dissipation tube and the header pipe are combined.

도 1은 종래의 이산화탄소용 열교환기를 도시한 사시도,1 is a perspective view showing a conventional heat exchanger for carbon dioxide,

도 2는 도 1의 헤더 파이프를 도시한 분리 사시도,2 is an exploded perspective view illustrating the header pipe of FIG. 1;

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이산화탄소용 열교환기를 도시한 사시도,3 is a perspective view showing a heat exchanger for carbon dioxide according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 도 3의 단면도,4 is a cross-sectional view of FIG.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이산화탄소용 열교환기를 도시한 단면도,5 is a cross-sectional view showing a heat exchanger for carbon dioxide according to a second embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이산화탄소용 열교환기를 도시한 정면도,6 is a front view showing a heat exchanger for carbon dioxide according to a third embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 이산화탄소용 열교환기를 도시한 사시도.7 is a perspective view showing a heat exchanger for carbon dioxide according to a fourth embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

300...열교환기 310...헤더 파이프300 ... heat exchanger 310 ... header pipe

311...제 1 격실 321...제 2 격실311 ... 1st compartment 321 ... 2nd compartment

314...헤더부 315...탱크부314 ... Header 315 ... Tank part

317...제 1 튜브공 327...제 2 튜브공317 ... First Tube Ball 327 ... Second Tube Ball

331...상부 엔드캡 341...하부 엔드캡331 ... upper end cap 341 ... lower end cap

350...방열 튜브 351...제 1 방열 튜브350 ... heat dissipation tube 351 ... first heat dissipation tube

352...제 2 방열 튜브 353...제 3 방열 튜브352 ... 2nd heat dissipation tube 353 ... 3rd heat dissipation tube

354...제 1 리턴부 355...제 2 리턴부354 ... first return 355 ... second return

360...방열 휜360 ... heat dissipation

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 이산화탄소용 열교환기는,In order to achieve the above object, a heat exchanger for carbon dioxide according to an aspect of the present invention,

헤더부와 탱크부가 결합되어 이루어지며, 그 내부에는 길이 방향으로 따라 냉매의 흐름을 유도하는 독립된 격실을 가지는 제 1 및 제 2 헤더 파이프;와,The header portion and the tank portion is made of a combination, therein the first and second header pipe having an independent compartment for inducing the flow of the refrigerant along the longitudinal direction;

내부로 냉매가 흐르며, 상기 헤더 파이프의 격실과 연통되어서 이들과 함께열교환부를 이루는 방열 튜브;와,A heat dissipation tube flowing inside the refrigerant and communicating with a compartment of the header pipe to form a heat exchange unit with them;

상기 제 1 헤더 파이프의 일측 단부에 위치하여 냉매를 유입시키는 냉매 유입관;과,A refrigerant inlet pipe positioned at one end of the first header pipe to introduce a refrigerant;

상기 제 2 헤더 파이프의 일측 단부에 위치하여 냉매를 배출시키는 냉매 배출관;을 포함하며,And a refrigerant discharge pipe disposed at one end of the second header pipe to discharge the refrigerant.

상기 방열 튜브는 복수개의 단위 방열 튜브가 외기가 유동하는 방향과 직교하는 방향으로 배치되며, 상기 단위 방열 튜브가 상호 연결되는 부분에는 단일의 냉매 유동로를 형성하기 위하여 적어도 두 개 이상의 리턴부가 형성된 것을 특징으로 한다.The heat dissipation tube is disposed in a direction orthogonal to a direction in which a plurality of unit heat dissipation tubes flow, wherein at least two return portions are formed in a portion where the unit heat dissipation tubes are interconnected to form a single refrigerant flow path. It features.

또한, 상기 방열 튜브는 홀수개의 단위 방열 튜브와, 상기 단위 방열 튜브를 연결하기 위하여 공기가 유동하는 방향으로 형성된 짝수개의 리턴부로 이루어진 것을 특징으로 한다.The heat dissipation tube may include an odd number of unit heat dissipation tubes and an even number of return units formed in a direction in which air flows to connect the unit heat dissipation tubes.

게다가, 상기 방열 튜브는 짝수개의 단위 방열 튜브와, 상기 단위 방열 튜브를 연결하기 위하여 공기가 유동하는 방향으로 형성된 홀수개의 리턴부로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the heat dissipation tube is characterized by consisting of an even number of unit heat dissipation tube and an odd number of return portions formed in a direction in which air flows to connect the unit heat dissipation tube.

더욱이, 상기 방열 튜브는 인접한 단위 방열 튜브가 서로 다른 방향의 유동 경로를 가지도록 배치되며, 상기 방열 튜브의 양 단부는 상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프에 각각 연통되도록 결합된 것을 특징으로 한다.Furthermore, the heat dissipation tube is disposed such that adjacent unit heat dissipation tubes have flow paths in different directions, and both ends of the heat dissipation tube are coupled to communicate with the first and second header pipes, respectively.

아울러, 상기 방열 튜브의 양 단부는 상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프에 소정 각도 기울기를 가지며 결합된 것을 특징으로 한다.In addition, both ends of the heat dissipation tube is characterized in that coupled to the first and second header pipe having a predetermined angle slope.

나아가, 상기 방열 튜브는 외기가 유동하는 수평 방향으로 나란하게 배치됨과 동시에 상기 헤더 파이프의 유로가 형성된 수직 방향으로 단일의 냉매 유동로를 형성하도록, 상기 각 단위 방열 튜브를 수평 방향으로 연통시킨 리턴부와, 상기 헤더 파이프의 길이 방향을 따라 상하로 인접한 각 단위 방열 튜브를 연통시키는 적어도 하나 이상의 벤딩부에 의하여 단일의 유동 경로를 형성한 수직 수평 복합형인 것을 특징으로 한다.Further, the heat dissipation tubes are arranged side by side in the horizontal direction in which the outside air flows and at the same time the return unit communicating the unit heat dissipation tubes in the horizontal direction so as to form a single refrigerant flow path in the vertical direction in which the flow path of the header pipe is formed. And a vertical horizontal complex type in which a single flow path is formed by at least one bending part communicating each unit heat dissipation tube vertically adjacent to each other along the longitudinal direction of the header pipe.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이산화탄소용 열교환기(300)를 도시한 것이도, 도 4는 도 3의 열교환기(300)에서 냉매의 흐름을 도시한 것이다.3 illustrates a heat exchanger 300 for carbon dioxide according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 illustrates a flow of a refrigerant in the heat exchanger 300 of FIG. 3.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 열교환기(300)는 방열 튜브의 양 단에 각각의 헤더 파이프가 배치되고, 냉매의 유로는 양 단에 각각 하나씩 형성된 경우이다. 이를 위하여, 방열 튜브는 홀수개의 단위 방열 튜브와, 이를 연결하는 짝수개의 리턴부를 가지고 있다.3 and 4, in the heat exchanger 300, respective header pipes are disposed at both ends of the heat dissipation tube, and one channel of the refrigerant is formed at each end of the heat exchanger 300. To this end, the heat dissipation tube has an odd number of unit heat dissipation tubes and an even number of return parts connecting them.

보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.More detailed description is as follows.

상기 열교환기(300)에는 제1 헤더 파이프(310)와, 제 2 헤더 파이프(320)가 마련되어 있다. 상기 제 1 헤더 파이프(310) 내에는 그 길이 방향을 따라 냉매의 유로인 제 1 격실(311)이 형성되어 있으며, 상기 제 2 헤더 파이프(320) 내에는 제 2 격실(321)이 형성되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프(310)(320)는 동일한 방향이 아니라 반대되는 방향으로 각각 배치되어 있다. 상기 제 1 격실(311)에는냉매 유입관(370)이 연통되어 있으며, 상기 제 2 격실(321)에는 냉매 배출관(380)이 설치되어 있다.The heat exchanger 300 is provided with a first header pipe 310 and a second header pipe 320. In the first header pipe 310, a first compartment 311, which is a flow path of a refrigerant, is formed along a length direction thereof, and a second compartment 321 is formed in the second header pipe 320. . The first and second header pipes 310 and 320 are disposed in opposite directions, not in the same direction. The refrigerant inlet pipe 370 communicates with the first compartment 311, and the refrigerant discharge pipe 380 is installed in the second compartment 321.

상기 제 1 헤더 파이프(310)는 제 1 격실(311)을 형성하기 위하여 제 1 헤더부(314)와, 제 1 탱크부(315)가 결합되어 있으며, 제 2 헤더 파이프(320)는 제 2 격실(321)을 형성하기 위하여 제 2 헤더부(324)와 제 2 탱크부(325)가 결합되어 있다.The first header pipe 310 is coupled to the first header portion 314 and the first tank portion 315 to form the first compartment 311, the second header pipe 320 is a second The second header part 324 and the second tank part 325 are combined to form the compartment 321.

상기 제 1 헤더 파이프(310)의 상단 및 하단부에는 제 1 상부 엔드캡(331) 및 하부 엔드캡(341)이 설치되어 있으며, 상기 제 2 헤더 파이프(320)의 상단 및 하단부에는 제 2 상부 엔드캡(332) 및 하부 엔드캡(342)이 설치되어 있다. 상기 제 1 상부 및 하부 엔드캡(331)과, 제 2 상부 및 하부 엔드캡(332)(342)은 상기 제 1 헤더 파이프(310)와, 제 2 헤더 파이프(320)에 대하여 밀봉되도록 결합되어 있다.A first upper end cap 331 and a lower end cap 341 are installed at upper and lower ends of the first header pipe 310, and second upper ends are provided at upper and lower ends of the second header pipe 320. The cap 332 and the lower end cap 342 are provided. The first upper and lower end caps 331 and the second upper and lower end caps 332 and 342 are coupled to be sealed to the first header pipe 310 and the second header pipe 320. have.

그리고, 상기 제 1 및 제 2 헤더부(314)(324)에는 그 길이 방향을 따라 제 1 튜브공(317)과 제 2 튜브공(327)이 각각 형성되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 튜브공(317)(327)은 상기 제 1 및 제2 헤더부(314)(324)의 수직 방향을 따라 소정 간격 이격되게 형성되어 있다.In the first and second header portions 314 and 324, first tube holes 317 and second tube holes 327 are formed along the length direction thereof. The first and second tube holes 317 and 327 are formed to be spaced apart at predetermined intervals along the vertical direction of the first and second header parts 314 and 324.

이때, 상기 제 1 튜브공(317)과 제 2 튜브공(327)에는 방열 튜브(350)의 양 단부가 개재되어 있다. 상기 방열 튜브(350)는 열교환기(300)의 수직 방향으로 다수개 적층된 구조이며, 상기 방열 튜브(350)의 외면에는 방열 핀(360)이 개재되어 있다.At this time, both ends of the heat dissipation tube 350 are interposed between the first tube hole 317 and the second tube hole 327. The heat dissipation tube 350 has a structure in which a plurality of heat dissipation tubes 350 are stacked in a vertical direction of the heat exchanger 300, and a heat dissipation fin 360 is interposed on an outer surface of the heat dissipation tube 350.

상기 방열 튜브(350)는 상기 제 1 격실(311)과 연통되는 제 1 방열튜브(351)와, 상기 제 2 격실(321)과 결합되는 제 3 방열 튜브(353)와, 상기 제 1 및 제 3 방열 튜브(351)(353) 사이에 배치되는 제 2 방열 튜브(352)로 이루어져 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 방열 튜브(351)(352)는 제 1 리턴부(354)에 의하여 연결되어 있으며, 상기 제 2 및 제 3 방열 튜브(352)(353)는 제 2 리턴부(355)에 의하여 연결되어 있다.The heat dissipation tube 350 may include a first heat dissipation tube 351 communicating with the first compartment 311, a third heat dissipation tube 353 coupled to the second compartment 321, and the first and the second heat dissipation tubes 350. A second heat dissipation tube 352 is disposed between the third heat dissipation tubes 351 and 353. In addition, the first and second heat dissipation tubes 351 and 352 are connected by a first return unit 354, and the second and third heat dissipation tubes 352 and 353 are second return units ( 355).

이때, 상기 제 1 내지 제 3 방열 튜브(351 내지 353)는 외기가 흐르는 방향과 직교하는 방향으로 나란하게 배치되어 있으며, 각 튜브(351 내지 353)는 제 1 및 제 2 리턴부(354)(355)에 의하여 냉매가 유동하는 통로가 연통되도록 일체로 연결되어 있다.At this time, the first to third heat dissipation tubes 351 to 353 are arranged side by side in a direction orthogonal to the direction in which the outside air flows, and each of the tubes 351 to 353 has a first and second return unit 354 ( 355 is integrally connected to communicate with the passage through which the refrigerant flows.

즉, 제 1 리턴부(354)는 상기 제 1 방열 튜브(351)와, 제 2 방열 튜브(352)가 연결되는 부분을 벤딩하여 형성되며, 제 2 리턴부(355)는 상기 제 2 방열 튜브(352)와, 제 3 방열 튜브(353)가 연결되는 부분을 벤딩하는 것에 의하여 형성된다. 상기 제 1 및 제 2 리턴부(354)(355)는 냉매가 저항이 작은 상태로 턴가능하게 U자형을 이루고 있으며, 이에 따라, 상기 제 1 내지 제 3 방열 튜브(351 내지 353)는 사형(蛇形) 형상으로 형성되어 있다.That is, the first return part 354 is formed by bending the portion where the first heat dissipation tube 351 and the second heat dissipation tube 352 are connected, and the second return part 355 is the second heat dissipation tube. 352 and a portion to which the third heat dissipation tube 353 is connected are formed. The first and second return parts 354 and 355 form a U-shape such that the refrigerant is turnable in a state of low resistance. Accordingly, the first to third heat dissipation tubes 351 to 353 have a dead shape ( It is formed in a rectangular shape.

이때, 상기 제 1 방열 튜브(351)의 단부(351a)는 제 1 격실(311)에 연통가능하게 설치되며, 상기 제 3 방열 튜브(352)의 단부(353a)는 제 2 격실(321)에 연통가능하게 설치되어 있다. 또한, 상기 제 1 리턴부(354)는 상기 제 2 격실(321)이 설치된 방향으로 위치하고, 상기 제 2 리턴부(355)는 상기 제 1 격실(311)이 설치된 방향으로 배치되어 있다.At this time, the end portion 351a of the first heat dissipation tube 351 is installed in communication with the first compartment 311, and the end 353a of the third heat dissipation tube 352 is connected to the second compartment 321. It is installed to communicate. In addition, the first return unit 354 is positioned in the direction in which the second compartment 321 is installed, and the second return unit 355 is disposed in the direction in which the first compartment 311 is installed.

이처럼, 본 발명의 특징에 따른 이산화탄소용 열교환기(300)는 방열 튜브(350)의 양 단에 제 1 및 제 2 헤더 파이프(310)(320)가 위치되어 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프(310)(320)는 방열 튜브(350)의 양 쪽으로 상호 분리되어 배치되어 있으므로, 상기 방열 튜브(350)의 양단에서 각각의 독립된 유로가 하나씩 형성되어있다 할 것이다.As such, in the heat exchanger 300 for carbon dioxide according to the present invention, first and second header pipes 310 and 320 are positioned at both ends of the heat dissipation tube 350. In addition, since the first and second header pipes 310 and 320 are arranged to be separated from each other on both sides of the heat dissipation tube 350, each independent flow path is formed at each end of the heat dissipation tube 350. something to do.

그리고, 상기 제 1 내지 제 3 방열 튜브(351 내지 353)는 제 1 및 제 2 리턴부(354)(355)에 의하여 일체로 연결되어 있으며, 상기 제 1 격실(311)과 연통되는 제 1 방열 튜브(351)의 단부(351a)와 제 2 격실(321)과 연통되는 제 3 방열 튜브(353)의 단부(353a)는 서로 반대되는 방향으로 배치되어 있으며, 외기가 유동하는 방향과는 직교하는 방향을 이루고 있다.The first to third heat dissipation tubes 351 to 353 are integrally connected to each other by the first and second return units 354 and 355 and communicate with the first compartment 311. The end portion 351a of the tube 351 and the end portion 353a of the third heat dissipation tube 353 communicating with the second compartment 321 are arranged in opposite directions, and are perpendicular to the direction in which the outside air flows. Direction.

또한, 고압의 이산화탄소를 냉매로 사용하는 열교환기(300)는 내압을 강화시킬 수 있도록 복수개의 독립된 냉매의 유로를 형성하고 있으며, 유로의 단면적은 대략 원형 또는 트랙의 타원형으로 형성되어 있다.In addition, the heat exchanger 300 using the high-pressure carbon dioxide as a refrigerant forms a plurality of independent flow paths so as to strengthen the internal pressure, and the cross-sectional area of the flow path is formed in a substantially circular or oval shape of a track.

상기와 같은 구조의 방열 튜브(350)는 상기 제 1 방열 튜브(351)의 단부를 폭방향으로 90도 회전한 다음에 냉매가 유동하는 튜브 방향으로 180도 절곡하여 대략 U자형의 제 1 리턴부(354)를 형성한 다음에, 상기 제 2 방열 튜브(352)의 단부를 다시 폭방향으로 90도 회전하여서 180도 절곡하여 제 2 리턴부(355)를 형성하여서, 일체로 된 제 1 내지 제 3 방열 튜브(351 내지 353)를 배치하게 된다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 리턴부(354)(355)는 U자형 이외에도 V자형이나, 절곡된 형상등 냉매가 턴하는 구조라면 다른 형상으로도 대체가능하다.The heat dissipation tube 350 having the above structure rotates the end of the first heat dissipation tube 351 by 90 degrees in the width direction, and then bends 180 degrees in the direction of the tube through which the refrigerant flows. 354 is formed, and then, the end portion of the second heat dissipation tube 352 is further rotated 90 degrees in the width direction to bend 180 degrees to form the second return portion 355, thereby forming the first to first integral parts. 3 to arrange the heat dissipation tubes (351 to 353). In this case, the first and second return parts 354 and 355 may be replaced with other shapes as long as the refrigerant turns, such as a V shape or a bent shape, in addition to the U shape.

상기와 같은 구성을 가지는 열교환기(300)의 작용을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the heat exchanger 300 having the configuration as described above are as follows.

먼저, 냉매 유입관(370)을 통하여 유입된 이산화탄소 냉매는 제 1 격실(311) 전체로 충전되고, 상기 제 1 격실(311)과 연통되는 제 1 방열 튜브(351)를 통하여 유동하게 된다.First, the carbon dioxide refrigerant introduced through the refrigerant inlet pipe 370 is filled into the entire first compartment 311 and flows through the first heat dissipation tube 351 communicating with the first compartment 311.

제 1 방열 튜브(351)를 통하여 유동하는 냉매는 제 1 및 제 2 방열 튜브(351)(352)를 연결하는 제 1 리턴부(354)를 경유하면서 U-자형으로 턴하게 된다. U-턴된 냉매는 상기 제 2 방열 튜브(352)를 통하여 유동하게 된다. 상기 제 2 방열 튜브(352)를 통하여 유동하는 냉매는 제 2 및 제 3 방열 튜브(352)(353)를 연결하는 제 2 리턴부(355)를 경유하면서 다시 U-자형으로 턴하게 된다. 이 냉매는 상기 제 3 방열 튜브(353)를 통하여 유동하게 되어서, 상기 제 3 방열 튜브(353)와 연통된 제 2 격실(321)로 유입된다. 이렇게 제 2 격실(321)로 유입된 냉매는 냉매 배출관(380)을 통하여 배출된다. 이때, 냉매와 열교환하게 될 외기는 화살표로 표시한 바와 같이 상기 제 1 내지 제 3 방열 튜브(351 내지 353)가 배치된 방향과 직교하는 방향으로 진행하게 된다.The refrigerant flowing through the first heat dissipation tube 351 is turned into a U-shape while passing through the first return portion 354 connecting the first and second heat dissipation tubes 351 and 352. The U-turned refrigerant flows through the second heat dissipation tube 352. The refrigerant flowing through the second heat dissipation tube 352 is turned into a U-shape again via the second return part 355 connecting the second and third heat dissipation tubes 352 and 353. The refrigerant flows through the third heat dissipation tube 353 and flows into the second compartment 321 in communication with the third heat dissipation tube 353. The refrigerant introduced into the second compartment 321 is discharged through the refrigerant discharge pipe 380. At this time, the outside air to be heat exchanged with the refrigerant proceeds in a direction orthogonal to the direction in which the first to third heat dissipation tubes 351 to 353 are arranged as indicated by arrows.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이산화탄소용 열교환기(500)를 도시한 것이다.5 shows a heat exchanger 500 for carbon dioxide according to a second embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 상기 열교환기(500)는 방열 튜브의 한쪽 방향으로만 각각의 헤더 파이프가 배치되고, 냉매의 유로는 동일한 방향으로 배치된 튜브의 양 단과 연결된 경우이다. 이를 위하여, 방열 튜브는 짝수개의 단위 방열 튜브와, 이를 연결하는 홀수개의 리턴부를 가지고 있다.Referring to the drawings, the heat exchanger 500 is a case in which each header pipe is disposed only in one direction of the heat dissipation tube, and the flow path of the refrigerant is connected to both ends of the tube disposed in the same direction. To this end, the heat dissipation tube has an even number of unit heat dissipation tubes and an odd number of return parts connecting them.

본 실시예의 특징부를 설명하면 다음과 같다.The features of this embodiment are described as follows.

상기 열교환기(500)에는 제 1 헤더 파이프(510)와, 제 2 헤더 파이프(520)가 마련되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프(510)(520) 내에는 그 길이 방향으로 따라 냉매의 유로인 제 1 및 제 2 격실(511)(521)이 형성되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프(510)(520)는 동일한 방향으로 배치되어 있다. 상기 제 1 격실(511)에는 냉매 유입관(570)이 연통되어 있으며, 상기 제 2 격실(521)에는 냉매 배출관(580)이 접속되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프(510)(520)는 제 1 및 제 2 격실(511)(521)을 형성하기 위하여 각각의 헤더부(514)(525)와 탱크부(515)(524)가 결합되어 있다.The heat exchanger 500 is provided with a first header pipe 510 and a second header pipe 520. In the first and second header pipes 510 and 520, first and second compartments 511 and 521, which are channels of refrigerant, are formed along the length direction. The first and second header pipes 510 and 520 are arranged in the same direction. The coolant inlet pipe 570 communicates with the first compartment 511, and the coolant discharge pipe 580 is connected to the second compartment 521. The first and second header pipes 510, 520 are respectively header parts 514, 525 and tank parts 515, 524 to form the first and second compartments 511, 521. Is combined.

상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프(510)(520)에는 방열 튜브(550)의 양 단부가 개재되어 있다. 상기 방열 튜브(550)는 상기 제 1 격실(511)과 연통되는 제 1 방열 튜브(551)와, 상기 제 2 격실(521)과 결합되는 제 4 방열 튜브(554)와, 상기 제 1 및 제 4 방열 튜브(554) 사이에 유로 방향을 서로 반대로 하여 배치되는 제 3 및 제 4 방열 튜브(552)(553)로 이루어져 있다.Both ends of the heat dissipation tube 550 are interposed between the first and second header pipes 510 and 520. The heat dissipation tube 550 may include a first heat dissipation tube 551 communicating with the first compartment 511, a fourth heat dissipation tube 554 coupled with the second compartment 521, and the first and the second heat dissipation tubes. Fourth heat dissipation tube 554 consists of the 3rd and 4th heat dissipation tubes 552 and 553 which are arrange | positioned reversely mutually.

또한, 상기 제 1 및 제 2 방열 튜브(551)(552)는 제 1 리턴부(555)에 의하여 일체로 연결되어 있으며, 제 2 및 제 3 방열 튜브(552)(553)는 제 2 리턴부(556)에 의하여 일체로 연결되어 있으며, 상기 제 3 및 제 4 방열 튜브(553)(554)는 제 3 리턴부(557)에 의하여 연결되어서, 전체적으로 상기 방열 튜브(550)는 냉매의 유로가 단일 통로로 이루어진 사행 형상이다.In addition, the first and second heat dissipation tubes 551 and 552 are integrally connected by a first return part 555, and the second and third heat dissipation tubes 552 and 553 are second return parts. 556 is integrally connected, and the third and fourth heat dissipation tubes 553 and 554 are connected by a third return part 557, so that the heat dissipation tube 550 is a channel of the refrigerant. It is a meander shape consisting of a single passage.

이때, 상기 제 1 내지 제 4 방열 튜브(551 내지 554)는 화살표로 표시한 바와 같이 외기가 흐르는 방향과 직교하는 방향으로 나란하게 배치되어 있으며, 상기 제 1 및 제 3 방열 튜브(551)(553)는 상호 동일한 유로 방향을 가지며, 상기 제 2 및 제 4 방열 튜브(552)(554)도 상호 동일한 유로 방향으로 가진다. 또한, 상기 제 1 및 제 3 방열 튜브(551)(553)와, 제 2 및 제 4 방열 튜브(552)(554)는 서로 반대되는 유로 방향을 가지고 있다.In this case, the first to fourth heat dissipation tubes 551 to 554 are arranged side by side in a direction orthogonal to the direction in which the outside air flows, as indicated by the arrows, and the first and third heat dissipation tubes 551 and 553. ) Have the same flow path direction, and the second and fourth heat dissipation tubes 552 and 554 also have the same flow direction. In addition, the first and third heat dissipation tubes 551 and 553 and the second and fourth heat dissipation tubes 552 and 554 have opposite flow path directions.

이를 위하여, 상기 제 1 방열 튜브(551)와 제 2 방열 튜브(552)가 연결되는 부분은 U자형의 제 1 리턴부(555)에 의하여 제1 및 제 2 방열 튜브(551)(552)의 유로가 반대 방향이 되도록 벤딩되어 있다. 그리고, 상기 제 2 및 제 3 방열 튜브(552)(553)도 제 2 리턴부(556)에 의하여 벤딩되어 있으며, 상기 제 3 및 제 4 방열 튜브(553)(554)는 제 3 리턴부(557)에 의하여 벤딩되어 있다.To this end, a portion of the first heat dissipation tube 551 and the second heat dissipation tube 552 is connected to the first and second heat dissipation tubes 551 and 552 by a U-shaped first return part 555. The flow path is bent so as to be in the opposite direction. The second and third heat dissipation tubes 552 and 553 are also bent by the second return unit 556, and the third and fourth heat dissipation tubes 553 and 554 are third return units ( 557).

이때, 상기 제 1 방열 튜브(551)의 단부(551a)는 제 1 격실(511)에 연통가능하게 설치되며, 상기 제 4 방열 튜브(554)의 단부(554a)는 제 2 격실(521)에 연통가능하게 설치되어 있다.At this time, the end portion 551a of the first heat dissipation tube 551 is installed in communication with the first compartment 511, and the end 554a of the fourth heat dissipation tube 554 is in the second compartment 521. It is installed to communicate.

이처럼, 상기 열교환기(500)는 방열 튜브(500)의 한쪽 방향으로 제 1 및 제 2 헤더 파이프(510)(520)가 배치되어 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프(510)(520)는 방열 튜브(550)의 일단에서 냉매가 유입 및 배출되는 부분에서의 2 개의 유로만 형성되어 있다 할 것이다.As such, the heat exchanger 500 includes first and second header pipes 510 and 520 disposed in one direction of the heat dissipation tube 500. In addition, the first and second header pipes 510 and 520 may be formed with only two flow paths in which a refrigerant flows in and out of one end of the heat dissipation tube 550.

그리고, 짝수개의 제 1 내지 제 4 방열 튜브(551 내지 554)는 홀수개의 제 1 내지 제 3 리턴부(555 내지 557)에 의하여 일체로 연결되어 있으며, 상기 제 1 격실(511)과 연통되는 제 1 방열 튜브(551)와 제 3 방열 튜브(553)는 동일한 유로를가지며, 제 2 격실(521)과 연통되는 제 4 방열 튜브(554)와 제 2 방열 튜브(552)도 동일한 유로를 가지고 있으며, 상기 방열 튜브(550)는 외기가 유동하는 방향과는 직교하는 방향을 이루고 있다.Further, even-numbered first to fourth heat dissipation tubes 551 to 554 are integrally connected by odd-numbered first to third return parts 555 to 557 and are in communication with the first compartment 511. The first heat dissipation tube 551 and the third heat dissipation tube 553 have the same flow path, and the fourth heat dissipation tube 554 and the second heat dissipation tube 552 communicating with the second compartment 521 have the same flow path. The heat dissipation tube 550 forms a direction orthogonal to a direction in which outside air flows.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이산화탄소용 열교환기(600)를 도시한 것이다..Figure 6 shows a heat exchanger 600 for carbon dioxide according to a third embodiment of the present invention.

본 실시예는 전술한 실시예와는 달리 방열 튜브(650)가 삽입되는 튜브공(617)의 개수를 줄여서 브레이징 공정되는 부분을 최소화하기 위하여 방열 튜브(650)의 수직 방향으로도 일체로 벤딩을 수행한 경우이다.Unlike the embodiment described above, the bending of the heat dissipation tube 650 is integrally performed in the vertical direction of the heat dissipation tube 650 in order to reduce the number of tube holes 617 into which the heat dissipation tube 650 is inserted, thereby minimizing the brazing process. This is the case.

즉, 상기 열교환기(600)에는 헤더 파이프(610)가 마련되어 있다. 상기 헤더 파이프(610)는 복수개 이격되게 설치되어 있으며, 각 헤더 파이프(610) 내에는 냉매의 독립된 유동 공간을 제공하기 위하여 격실(611)이 형성되어 있다. 상기 헤더 파이프(610)의 상단부에는 상부 엔드캡(631)이 설치되어 있으며, 하단부에는 하부 엔드캡(641)이 밀봉되어 있다.That is, the heat exchanger 600 is provided with a header pipe 610. A plurality of header pipes 610 are spaced apart from each other, and a compartment 611 is formed in each header pipe 610 to provide an independent flow space of the refrigerant. An upper end cap 631 is installed at an upper end of the header pipe 610, and a lower end cap 641 is sealed at a lower end.

그리고, 상기 헤더 파이프(610)는 그 길이 방향을 따라 튜브공(617)이 소정 간격 이격되게 다수개 형성되어 있다. 상기 튜브공(617)에는 방열 튜브(650)의 단부가 개재되어 있다.The header pipe 610 is formed in plural so that the tube holes 617 are spaced apart by a predetermined interval along the longitudinal direction thereof. The end of the heat dissipation tube 650 is interposed in the tube hole 617.

이때, 상기 방열 튜브(650)는 전술한 것처럼 리턴부(655)가 형성된 것은 물론이고, 튜브공(617)의 개수를 줄이기 위하여 수직 방향으로도 벤딩되어 있다.In this case, the heat dissipation tube 650 is bent in the vertical direction as well as the return portion 655 is formed as described above, in order to reduce the number of tube holes 617.

즉, 상기 방열 튜브(650)는 리턴부(655)에 의하여 도시되지 않은 인접한 헤더 파이프에 결합가능하도록 U턴형의 단위 방열 튜브로 이루어지며, 도시된 것처럼수직 방향으로도 제 1 내지 제 3 방열 튜브(651 내지 653)을 이루도록 벤딩부(654)를 가지고 있는 수평 및 수직 복합형으로 벤딩된 구조를 가지고 있다.That is, the heat dissipation tube 650 is made of a U-turn unit heat dissipation tube to be coupled to an adjacent header pipe (not shown) by the return unit 655, and as shown in the first to third heat dissipation tubes in the vertical direction. It has a structure bent in a horizontal and vertical composite having a bending portion 654 to form (651 to 653).

이에 따라, 상기 열교환기(600)는 상기 방열 튜브(650)가 튜브공(617)에 결합되는 경우의 수가 1/3 정도로 줄어들게 된다.Accordingly, the heat exchanger 600 reduces the number of cases in which the heat dissipation tube 650 is coupled to the tube hole 617 by about one third.

도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 이산화탄소용 열교환기(700)이다.7 is a heat exchanger 700 for carbon dioxide according to a fourth embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 상기 열교환기(700)는 상호 독립된 제 1 및 제 2 격실(711)(712)을 형성한 헤더 파이프(710)가 마련되어 있다. 상기 헤더 파이프(710)는 제 1 및 제 2 격실(711)(712)를 형성하기 위하여 헤더부(714)와, 탱크부(715)가 결합되어 있다. 상기 제 및 제 2 격실(711)(712)을 구획하기 위하여 중간 부분에는 분리벽(716)이 형성되어 있고, 상기 분리벽(716)에는 코킹 결합되는 부분(716a)이 형성되어 있다.Referring to the drawings, the heat exchanger 700 is provided with a header pipe 710 forming first and second compartments 711 and 712 that are independent of each other. The header pipe 710 is combined with a header portion 714 and a tank portion 715 to form first and second compartments 711 and 712. In order to partition the first and second compartments 711 and 712, a partition wall 716 is formed at an intermediate portion, and a portion 716a to be caulked is formed at the partition wall 716.

상기 헤더부(714)에는 그 길이 방향을 따라 제 1 및 제 2 튜브공(717)(718)이 각각 형성되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 튜브공(717)(718)은 상기 헤더부(714)의 수직 방향으로 따라 소정 간격 이격되게 형성되어 있다. 상기 튜브공(717)(718)에는 제 1 방열 튜브(751)와 제 2 방열 튜브(752)의 단부(755)(756)가 개재가능하다. 상기 제 1 및 제 2 방열 튜브(751)(752)는 도시되어 있지 않지만, 전술한 실시예에서 알 수 있는 것처럼 리턴부에 의하여 단일의 냉매 유동 경로를 형성하고 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 방열 튜브(751)(752)에는 그 길이 방향을 따라서 적어도 하나 이상의 마이크로 튜브 통로(754)가 형성되어 있다.First and second tube holes 717 and 718 are formed in the header part 714 along the length thereof, and the first and second tube holes 717 and 718 are respectively formed in the header part ( 714 is spaced apart from each other in the vertical direction. Ends 755 and 756 of the first heat dissipation tube 751 and the second heat dissipation tube 752 may be interposed in the tube holes 717 and 718. The first and second heat dissipation tubes 751 and 752 are not shown, but as can be seen in the above embodiment, the return portion forms a single refrigerant flow path. In addition, at least one microtube passage 754 is formed in the first and second heat dissipation tubes 751 and 752 along its length direction.

본 실시예에서의 특징에 따르면, 헤더부(714)의 튜브공(717)(718)과, 이에삽입되는 방열 튜브(750)의 각 단부(755)(756)가 소정 각도 경사지게 형성되어 있다는데에 있다.According to the present embodiment, the tube holes 717 and 718 of the header portion 714 and the end portions 755 and 756 of the heat dissipation tube 750 inserted therein are formed to be inclined at a predetermined angle. have.

이를 방지하기 위하여, 상기 제 1 및 제 2 방열 튜브(751)(752)의 단부(755)(756)는 90도 이하의 각도로 비틀려져 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 방열 튜브(751)(752)가 삽입되는 제 1 및 제 2 튜브공(717)(718)도 이와 상응한 각도로 상기 헤더부(714)에서 기울어져 형성되어 있다.To prevent this, the ends 755 and 756 of the first and second heat dissipation tubes 751 and 752 are twisted at an angle of 90 degrees or less. In addition, the first and second tube holes 717 and 718 into which the first and second heat dissipation tubes 751 and 752 are inserted are also inclined at the header portion 714 at a corresponding angle. .

상기 제 1 및 제 2 튜브공(717)(718)의 경사각이 90도 될 경우에는 탱크부(714)의 수직 방향으로 배치된 각 튜브공간의 간섭이 발생할 수 있으므로, 이러한 튜브공 사이의 간섭을 피할 수 있는 회전각을 가지도록 형성시키는 것이 바람직하다.When the inclination angles of the first and second tube holes 717 and 718 become 90 degrees, the interference between the tube spaces arranged in the vertical direction of the tank part 714 may occur. It is desirable to form it to have an inevitable rotation angle.

이처럼, 상기 제 1 및 2 방열 튜브(751)(752)가 90도 이하의 각도로 비틀려져 있으므로, 그 단부(755)(756)가 삽입되는 상기 제 1 및 제 2 격실(711)(712)내의 유로는 기울어진 각도만큼의 공간이 존재하게 되어서 내부 용적을 감소시킬 수가 있을 것이다.Thus, since the first and second heat dissipation tubes 751 and 752 are twisted at an angle of 90 degrees or less, the first and second compartments 711 and 712 into which the end portions 755 and 756 are inserted. The inner flow passage will be able to reduce the internal volume by the existence of a space by the inclined angle.

이상에서 설명한 바와 같이, 본원 발명의 이산화탄소용 열교환기는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, the heat exchanger for carbon dioxide of the present invention can obtain the following effects.

첫째, 헤더 파이프에 결합되는 방열 튜브가 리턴부에 의하여 하나의 단일 유동 통로를 가지게 되므로, 이와 결합되는 냉매의 유로수가 감소하게 된다. 이로 인하여, 브레이징 접합부가 줄어들게 됨에 따라서, 고압의 냉매의 누수를 감소시킬수가 있다.First, since the heat dissipation tube coupled to the header pipe has one single flow passage by the return portion, the flow path number of the refrigerant coupled thereto is reduced. As a result, as the brazing joint is reduced, leakage of the high pressure refrigerant can be reduced.

둘째, 방열 튜브가 결합되는 헤더 파이프의 튜브공 개수를 줄이게 됨에 따라서, 브레이징 접합부가 줄어들게 된다.Second, as the number of tube holes of the header pipe to which the heat dissipation tube is coupled is reduced, the brazing joint is reduced.

셋째, 헤더 파이프의 냉매 유로에 있어서, 냉매가 유입되는 부분과 배출되는 부분에만 유로가 필요하게 되므로, 구조가 간단해지고, 경량화된다.Third, in the refrigerant passage of the header pipe, only the portion where the refrigerant flows in and the portion where the refrigerant flows are required, so that the structure is simple and the weight is reduced.

넷째, 인접한 튜브간의 거리가 줄어들게 됨으로, 컴팩트한 열교환기의 제작이 가능하다.Fourth, as the distance between adjacent tubes is reduced, it is possible to manufacture a compact heat exchanger.

다섯째, 헤더 파이프의 튜브공과, 튜브공에 삽입되는 방열 튜브가 소정 각도 기울어져 있으므로, 방열 튜브가 기울어진 각도만큼 냉매의 유로폭을 줄일 수가 있다. 이에 따라, 헤더 파이프의 유로 용적을 대폭적으로 줄일 수 있다.Fifth, since the tube hole of the header pipe and the heat dissipation tube inserted into the tube hole are inclined at a predetermined angle, the flow path width of the refrigerant can be reduced by the angle at which the heat dissipation tube is inclined. Thereby, the flow volume of a header pipe can be reduced significantly.

여섯째, 헤더 파이프의 유로 용적을 줄임에 따라서, 내압성이 크게 향상된다.Sixth, the pressure resistance is greatly improved by reducing the flow volume of the header pipe.

일곱째, 헤더 파이프 내부에서 튜브의 단부가 소정 각도 경사지게 배치되므로, 냉매의 흐름에 대한 저항을 크게 줄일 수 있다.Seventh, since the end of the tube is inclined at a predetermined angle inside the header pipe, the resistance to the flow of the refrigerant can be greatly reduced.

여덟째, 분리벽이 있는 헤더 파이프에서 튜브간의 거리가 감소함에 따라서, 컴팩트한 열교환기를 제조하는 것이 가능하다.Eighth, as the distance between the tubes decreases in the header pipe with the dividing wall, it is possible to manufacture a compact heat exchanger.

아홉째, 각각의 독립된 유로를 형성하고 있으며, 유로 단면이 원형 또는 트랙 타입의 타원형으로 형성되어 있으므로, 고압의 이산화탄소를 냉매로 사용하는 열교환기의 내압성을 향상시킬 수가 있다.Ninth, each of the independent flow paths is formed, and since the cross section is formed into a circular or track-shaped ellipse, the pressure resistance of the heat exchanger using high pressure carbon dioxide as a refrigerant can be improved.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the accompanying drawings, it is merely exemplary, and those skilled in the art may realize various modifications and other equivalent embodiments therefrom. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (6)

헤더부와 탱크부가 결합되어 이루어지며, 그 내부에는 길이 방향으로 따라 냉매의 흐름을 유도하는 독립된 격실을 가지는 제 1 및 제 2 헤더 파이프;와,The header portion and the tank portion is made of a combination, therein the first and second header pipe having an independent compartment for inducing the flow of the refrigerant along the longitudinal direction; 내부로 냉매가 흐르며, 상기 헤더 파이프의 격실과 연통되어서 이들과 함께 열교환부를 이루는 방열 튜브;와,A heat dissipation tube flowing inside the refrigerant and communicating with a compartment of the header pipe to form a heat exchange unit with them; 상기 제 1 헤더 파이프의 일측 단부에 위치하여 냉매를 유입시키는 냉매 유입관;과,A refrigerant inlet pipe positioned at one end of the first header pipe to introduce a refrigerant; 상기 제 2 헤더 파이프의 일측 단부에 위치하여 냉매를 배출시키는 냉매 배출관;을 포함하며,And a refrigerant discharge pipe disposed at one end of the second header pipe to discharge the refrigerant. 상기 방열 튜브는 복수개의 단위 방열 튜브가 외기가 유동하는 방향과 직교하는 방향으로 배치되며, 상기 단위 방열 튜브가 상호 연결되는 부분에는 단일의 냉매 유동로를 형성하기 위하여 적어도 두 개 이상의 리턴부가 형성된 것을 특징으로 하는 이산화탄소용 열교환기.The heat dissipation tube is disposed in a direction orthogonal to a direction in which a plurality of unit heat dissipation tubes flow, wherein at least two return portions are formed in a portion where the unit heat dissipation tubes are interconnected to form a single refrigerant flow path. Heat exchanger for carbon dioxide, characterized in that. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방열 튜브는 홀수개의 단위 방열 튜브와, 상기 단위 방열 튜브를 연결하기 위하여 공기가 유동하는 방향으로 형성된 짝수개의 리턴부로 이루어진 것을 특징으로 하는 이산화탄소용 열교환기.The heat dissipation tube is a heat exchanger for carbon dioxide, characterized in that consisting of an odd number of unit heat dissipation tube and an even number of return portions formed in a direction in which air flows to connect the unit heat dissipation tube. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방열 튜브는 짝수개의 단위 방열 튜브와, 상기 단위 방열 튜브를 연결하기 위하여 공기가 유동하는 방향으로 형성된 홀수개의 리턴부로 이루어진 것을 특징으로 하는 이산화탄소용 열교환기.The heat dissipation tube is a heat exchanger for carbon dioxide, characterized in that it consists of an even number of unit heat dissipation tube and an odd number of return portions formed in a direction in which air flows to connect the unit heat dissipation tube. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 방열 튜브는 인접한 단위 방열 튜브가 서로 다른 방향의 유동 경로를 가지도록 배치되며, 상기 방열 튜브의 양 단부는 상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프에 각각 연통되도록 결합된 것을 특징으로 하는 이산화탄소용 열교환기.The heat dissipation tube is disposed such that adjacent unit heat dissipation tubes have flow paths in different directions, and both ends of the heat dissipation tube are coupled to communicate with the first and second header pipes, respectively. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방열 튜브의 양 단부는 상기 제 1 및 제 2 헤더 파이프에 소정 각도 기울기를 가지며 결합된 것을 특징으로 하는 이산화탄소용 열교환기.And both ends of the heat dissipation tube are coupled to the first and second header pipes at predetermined angles. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 방열 튜브는 외기가 유동하는 수평 방향으로 나란하게 배치됨과 동시에상기 헤더 파이프의 유로가 형성된 수직 방향으로 단일의 냉매 유동로를 형성하도록, 상기 각 단위 방열 튜브를 수평 방향으로 연통시킨 리턴부와, 상기 헤더 파이프의 길이 방향을 따라 상하로 인접한 각 단위 방열 튜브를 연통시키는 적어도 하나 이상의 벤딩부에 의하여 단일의 유동 경로를 형성한 수직 수평 복합형인 것을 특징으로 하는 이산화탄소용 열교환기.The heat dissipation tube may be arranged side by side in the horizontal direction in which the outside air flows, and at the same time, the return unit communicating the unit heat dissipation tubes in the horizontal direction to form a single refrigerant flow path in the vertical direction in which the flow path of the header pipe is formed; The vertical heat exchanger for the carbon dioxide, characterized in that a vertical flow path is formed by at least one bending portion for communicating each unit heat dissipation tube up and down adjacent in the longitudinal direction of the header pipe.
KR1020030036814A 2003-06-09 2003-06-09 Heat exchanger for using CO2 as a refrigerant KR20040105439A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030036814A KR20040105439A (en) 2003-06-09 2003-06-09 Heat exchanger for using CO2 as a refrigerant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030036814A KR20040105439A (en) 2003-06-09 2003-06-09 Heat exchanger for using CO2 as a refrigerant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20040105439A true KR20040105439A (en) 2004-12-16

Family

ID=37380495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030036814A KR20040105439A (en) 2003-06-09 2003-06-09 Heat exchanger for using CO2 as a refrigerant

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20040105439A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016144007A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 한온시스템 주식회사 Heat exchanger for cooling electrical element
KR20180077188A (en) * 2015-10-28 2018-07-06 댄포스 마이크로 채널 히트 익스체인저 (지아싱) 컴퍼니 리미티드 heat transmitter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016144007A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 한온시스템 주식회사 Heat exchanger for cooling electrical element
US10448545B2 (en) 2015-03-10 2019-10-15 Hanon Systems Heat exchanger for cooling electrical element
US10818985B2 (en) 2015-03-10 2020-10-27 Hanon Systems Heat exchanger for cooling electrical element
KR20180077188A (en) * 2015-10-28 2018-07-06 댄포스 마이크로 채널 히트 익스체인저 (지아싱) 컴퍼니 리미티드 heat transmitter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6745827B2 (en) Heat exchanger
JP5777622B2 (en) Heat exchanger, heat exchange method and refrigeration air conditioner
US6935414B2 (en) Tube and heat exchanger having the same
US20030221819A1 (en) Heat exchanger for CO2 refrigerant
KR101462173B1 (en) Heat exchanger
US20070131393A1 (en) Heat exchanger
JP2002206890A (en) Heat exchanger, and freezing air-conditioning cycle device using it
KR101786965B1 (en) Header and heat exchanger having the same
WO2017150126A1 (en) Heat exchanger and air conditioner
US20140144611A1 (en) Heat exchanger and refrigeration cycle apparatus equipped with the same
US20080184734A1 (en) Flat Tube Single Serpentine Co2 Heat Exchanger
KR100638488B1 (en) Heat exchanger for using CO2 as a refrigerant
KR20040105439A (en) Heat exchanger for using CO2 as a refrigerant
KR101149725B1 (en) A heat exchanger
KR100825708B1 (en) Heat exchanger for CO2
JP2014066502A (en) Heat exchanger and freezer
KR101195840B1 (en) A heat exchanger
KR100723810B1 (en) Heat exchanger
KR20090120078A (en) Header of high pressure heat exchanger
KR100825709B1 (en) Heat exchanger
KR100667702B1 (en) Header of heat exchanger using co2 refrigerant
KR100862809B1 (en) heat exchanger for high pressure condition
KR20050089497A (en) Heat exchanger
KR20030056590A (en) Heat exchanger
KR20030092214A (en) Combination structure of heat exchanger for using CO2 as a refrigerant

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application