KR200455254Y1 - 응결수 발생방지기능을 갖는 현열교환기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 현열교환기에 관한 것으로서, 다수의 커버에 의해 구획된 사각동체의 내부에 설치된 열교환 전열관의 양측단 각각에 다공판을 설치하여 이 전열관의 단부를 접속 연결시켜 열교환수단을 마련하고, 이 열교환수단에서 접속 연결되어 돌출된 전열관의 단부끼리는 복수의 사행관(蛇行管)을 매개로 상호 연통가능하게 연결되되, 그 각각은 단부 사이에 위치한 복수의 대체로 평행하고 직선형인 통로를 갖는 한 쌍의 유입측 및 출구측 헤더가 상기 사행관의 일부 단부를 수용하고 대체로 서로 평행을 이루며 상기 전열관들과 연통 가능하게 기립 배열되어, 사각동체의 일측으로 공기 유도통로가 형성되게 공기유도구를 갖는 다공판을 설치하되, 이 다공판에는 공기 유도구가 형성된 것을 특징으로 하여, 유입공기가 다공판을 통과하여 사각동체 내로 공급될 때 사각동체 내의 헤더 부위 사이에서의 물의 응결현상을 억제하여 고효율의 현열교환기를 제공할 수 있도록 하였다.

현열, 열교환기, 다공판, 공기유도구

Description

응결수 발생방지기능을 갖는 현열교환기{SENSIBLE HEAT EXCHANGING DEVICE WITH REMOVING MEANS FOR CONDENSED WATER}

본 고안은 본 고안은 현열교환기에 관한 것으로서, 유입공기가 다공판을 통과하여 전열관을 둘러싸는 커버에 의해 구획된 사각동체 내로 공급될 때 사각동체 내의 헤더 부위 사이에서의 물의 응결현상을 억제하도록 한 고효율의 현열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 현열교환기는, 건채널로부터 현열을 빼앗아 건채널 통과 공기의 온도를 감소시켜 이를 냉방시키는 장치로서, 실외의 공기가 유입되는 실외측 급기덕트와, 실내의 공기를 실외로 배출하는 실외측 배기덕트와, 한쪽에 간격을 두고 실외측 급기덕트와 실외측 배기덕트가 연결되는 상자 형상의 사각동체와, 상기 사각동체의 다른쪽에 연결되고 실내의 공기를 상기 사각동체 내부에 공급하는 실내측 배기덕트와, 상기 실내측 배기덕트와 간격을 두고 상기 사각동체의 다른쪽에 연결되고 열교환이 이루어진 실외로부터 유입된 공기를 실내로 공급하는 실내측 급기덕트와, 상기 사각동체의 외부에 설치되고 상기 실외측 급기덕트로부터 실내측 급기덕트쪽으로 공기를 강제로 이동시키는 급기용 송풍기와, 상기 사각동체의 외부에 설치되고 상기 실내측 배기덕트로부터 실외측 배기덕트 쪽으로 공기를 강제로 이동시키는 배기용 송풍기와, 상기 사각동체 내부에 설치되고 상기 실내측 배기덕트를 통하여 유입되는 공기가 상기 실외측 급기덕트를 통하여 유입되는 공기 사이에 열교환이 이루어지는 전열관을 포함하여 이루어진다.

하지만 이러한 구조의 현열교환기에서는 사각동체와 전열관 세트 사이의 공기유동이 전혀 없어, 응결수가 발생하는 것을 규제할 방도가 유사한 열회수기가 사용되는 장치에서도 용이하지 않은 상황이었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 공기 유입도의 저하에 기인한 공기온도 차이로 공기 중의 습기가 응결될 경우, 이 응결수를 배수관(drain)을 통하여 제거하는 것이 아니라 소통되는 공기에 의하여 실내외로 배출되도록 하여 열교환효율을 전열(全熱; total heat) 교환기에 버금되는 정도로 높일 수 있도록 한 응결수 발생방지수단을 구비한 현열교환기를 제공함에 있다.

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 개발된 것으로서, 본 고안 은, 응결수 발생방지수단을 구비한 현열교환기에 있어서, 다수의 커버에 의해 구획된 사각동체의 내부에 설치된 열교환 전열관의 양측단 각각에 다공판을 설치하여 이 전열관의 단부를 접속 연결시켜 열교환수단을 마련하고, 이 열교환수단에서 접속 연결되어 돌출된 전열관의 단부끼리는 복수의 사행관(蛇行管)을 매개로 상호 연통가능하게 연결되되, 그 각각은 단부 사이에 위치한 복수의 대체로 평행하고 직선형인 통로를 갖는 한 쌍의 유입측 및 출구측 헤더가 상기 사행관의 일부 단부를 수용하고 대체로 서로 평행을 이루며 상기 전열관들과 연통 가능하게 기립 배열되어, 사각동체의 일측으로 공기 유도통로가 형성되게 공기유도구를 갖는 다공판을 설치하되, 이 다공판에는 공기 유도구가 형성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 고안은 현열교환기의 신뢰성을 향상시켜 경제성을 향상시킨다. 이것은 열교환기의 헤더 부위에서 나타날 수 있는 반복적인 응축에 의한 응결현상으로 수분발생현상을 방지하기 위하여 열교환기의 작동시간 동안에 헤더 부위에 공기가 유동하는 상태로 유지하기 위하여 공기유도구를 형성시켜 줌으로써, 열교환기 전열 효율을 극대화시킬 수 있게 되는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

이에 본 고안의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예를 적용한 현열교환기를 나타낸 평면 구조도이고, 도 2는 도 1의 현열교환기를 정면에서 바라보아 도시한 현열교환기의 개략 구조도이며, 도 3은 도 1의 현열교환기를 좌측면에서 바라보아 도시한 내부 구조에 대한 개략 구조도이고, 도 4는 본 고안의 현열교환기의 사각동체에 배치되는 열교환수단을 나타낸 정면 구조도이며, 도 5는 도 4의 열교환수단의 평면 구조도이고, 도 6은 도 5의 화살표 A방향에서 바라보아 도시한 열교환수단의 측면 구조도이며, 도 7은 도 5의 선 B-B에 따른 열교환수단의 종단면 구조도이고, 도 8은 도 5의 선 C-C에 따른 열교환수단의 종단면 구조도이다.

본 고안은 일예로, 반도체 클린룸의 바닥 플로어 하부에 설치되어, 외부로부터의 유입 공기 중 기체의 열량(현열), 즉 온도만을 제어하도록, 금속제 또는 폴리에틸렌으로 제작한 열교환기에 국한되어 사용되는 것으로서 일반적인 전열교환기와 구분되는 것이다.

본 고안에 따른 현열교환기(10)는, 다수의 커버(13)에 의해 구획된 사각동체의 내부에 설치된 다수의 열교환 전열관(20)의 양측단 각각에 다공판(30)을 설치하여 이 전열관(20)의 단부를 접속 연결시켜 열교환수단(100)을 마련하고, 이 열교환수단(100)에서 접속 연결되어 돌출된 전열관(20)의 단부끼리는 복수의 사행관(40, 蛇行管)을 매개로 상호 연통가능하게 연결되되, 그 각각은 단부 사이에 위치한 복수의 대체로 평행하고 직선형인 통로를 갖는 한 쌍의 유입측 및 출구측 헤더(110, 120)가 상기 사행관(40)의 일부 단부를 수용하고 대체로 서로 평행을 이루며 상기 전열관(20)들과 연통 가능하게 기립 배열되고, 상기 다공판(30)에는, 사각동체의 일측으로 공기 유도통로가 형성되도록, 다수의 공기유도구(31)를 구비하는 구조로 되어 있다.

또, 상기 공기유도구(31)는 상기 유입측 헤더(110)측에서는 공기 유입방향을 따르는 장축을 갖는 슬릿형태로 형성되어 있다.

또한, 상기 유입측 헤더(110)와 상기 출구측 헤더(120) 사이에서는, 상기 유입측 헤더(110)와 상기 출구측 헤더(120)가 연통하도록 하는 사행관(40)의 경사방향을 따라, 상기 공기유도구(31)이 상향으로 경사지게 슬릿형태로 형성되어 있다.

상기한 구성 중, 상기 다공판(30)에는, 유입공기가 다공판(30)을 통과하여 사각동체 내로 공급될 때 사각동체 내의 헤더(110, 120) 부위 사이에서의 물의 응결현상을 억제하도록 다수의 공기유도구(31)가 형성되어 있다.

이는 현열(顯熱; sensible heat)교환기를 구성함에 있어, 일예로, 공기 유입도의 저하에 기인한 공기온도 차이로 공기 중의 습기가 응결될 경우, 이 응결수를 배수관(drain)을 통하여 제거하는 것이 아니라 소통되는 공기에 의하여 실내외로 배출되도록 하여 열교환효율을 전열(全熱; total heat) 교환기에 버금되는 정도로 높일 수 있도록 한 응결수 발생방지수단으로서 구성되는 것이다.

다시 말해서, 상기 전열관(20)의 양단측에 다공판(30)을 기립 설치하여 전열관(20) 배열사이에서의 공기유동층과 함께 상기 다공판(30)에 공기유도구(31)를 형성함으로서 유입공기가 헤더(110, 120) 및 헤더(110, 120)와 전열관(20)의 단부측에 고용량으로 유동하면서 직접적이고도 전체적으로 균등하게 고속 접촉하여 열교환하도록 함으로써 공기의 노점온도를 낮춤과 동시에 수분의 유동 속도를 높임으로써, 헤더측 전열공간에서의 전열을 촉진하여 헤더측에서의 응축수 발생을 사전에 방지하도록 한다.

이로 인해, 현열교환기(10)의 신뢰성을 향상시켜 경제성을 향상시킨다. 이것은 열교환기의 헤더 부위에서 나타날 수 있는 반복적인 응축에 의한 응결현상으로 수분발생현상을 방지하기 위하여 열교환기의 작동시간 동안에 헤더 부위에 공기가 유동하는 상태로 유지하기 위하여 공기유도구(31)를 형성시켜 줌으로써, 열교환기 전열 효율을 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.

즉, 다수의 커버(13)를 매개로 구획된 사각동체의 내부에 설치된 다수의 열교환 전열관(20)의 양측단 각각에 다공판(30)을 설치하여 이 전열관(20)의 단부를 접속 연결시키고, 이 접속 연결되어 돌출된 전열관(20)의 단부끼리는 복수의 사행관(40, 蛇行管)을 매개로 상호 연통가능하게 연결되되, 그 각각은 단부 사이에 위치한 복수의 대체로 평행하고 직선형인 통로를 갖는 한 쌍의 유입측 및 출구측 헤더가 상기 사행관의 일부 단부를 수용하고 대체로 서로 평행을 이루며 상기 전열관(20)들과 연통 가능하게 기립 배열되어, 사각동체의 일측으로 공기 유도통로가 형성되게 공기유도구(31)를 갖는 다공판(30)을 설치하되, 이 다공판(30)에는 상향경사지게 공기 유도구(31)가 형성되도록 하여, 유입공기가 다공판(30)을 통과하여 사각동체 내로 공급될 때 사각동체 내의 헤더 부위 사이에서의 물의 응결현상을 억제하여 고효율의 현열교환기(10)를 제공할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 전술한 바와 같이 이러한 다공판(30)의 공기유동 구조는 열교환 시스템에 따라 형성되는 공기유도구(31)의 수를 달리하여 지나친 개수의 공기유도구(31)의 배열로 인하여 공기가 유입구측 헤더(110)쪽으로 용이하게 유동되지 않는 것을 방지하여 가장 최적의 효율로 공기 유동도가 용이하게 조절되도록 하였다.

이상의 설명은 본 고안의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 고안에 개시된 실시예들은 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 고안의 일 실시 예를 적용한 현열교환기(10)를 나타낸 평면 구조도,

도 2는 도 1의 현열교환기(10)를 정면에서 바라보아 도시한 현열교환기(10)의 개략 구조도,

도 3은 도 1의 현열교환기(10)를 좌측면에서 바라보아 도시한 내부 구조에 대한 개략 구조도,

도 4는 본 고안의 현열교환기(10)의 사각동체에 배치되는 열교환수단(100)을 나타낸 정면 구조도,

도 5는 도 4의 열교환수단(100)의 평면 구조도,

도 6은 도 5의 화살표 A방향에서 바라보아 도시한 열교환수단(100)의 측면 구조도,

도 7은 도 5의 선 B-B에 따른 열교환수단(100)의 종단면 구조도, 및

도 8은 도 5의 선 C-C에 따른 열교환수단(100)의 종단면 구조도.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 현열교환기

20 : 전열관

30 : 다공판

31 : 공기유도구

40 : 사행관

110 : 유입측 헤더

120 : 출구측 헤더

Claims (3)

1. 다수의 커버에 의해 구획된 사각동체의 내부에 설치된 다수의 열교환 전열관의 양측단 각각에 다공판을 설치하여 이 전열관의 단부를 접속 연결시켜 열교환수단을 마련하고, 이 열교환수단에서 접속 연결되어 돌출된 전열관의 단부끼리는 복수의 사행관을 매개로 상호 연통가능하게 연결되되, 그 각각은 단부 사이에 위치한 복수의 대체로 평행하고 직선형인 통로를 갖는 한 쌍의 유입측 및 출구측 헤더가 상기 사행관의 일부 단부를 수용하고 대체로 서로 평행을 이루며 상기 전열관들과 연통 가능하게 기립 배열되고, 상기 다공판에는, 사각동체의 일측으로 공기 유도통로가 형성되도록, 다수의 공기유도구가 구비되고,

   상기 공기유도구는 상기 유입측 헤더측에서는 공기 유입방향을 따르는 장축을 갖는 슬릿형태로 형성되며,

   상기 공기유도구는 상기 유입측 헤더와 상기 출구측 헤더 사이에서, 상기 유입측 헤더와 상기 출구측 헤더가 연통하도록 하는 사행관의 경사방향을 따라 상향으로 경사지게 슬릿형태로 형성된 것을 특징으로 하는 현열교환기.
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