KR20050120531A - Heat exchanger of refrigerator - Google Patents

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KR20050120531A KR1020040045906A KR20040045906A KR20050120531A KR 20050120531 A KR20050120531 A KR 20050120531A KR 1020040045906 A KR1020040045906 A KR 1020040045906A KR 20040045906 A KR20040045906 A KR 20040045906A KR 20050120531 A KR20050120531 A KR 20050120531A
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Abstract

본 발명은 열교환기 시스템에 관한 것으로, 그 목적은 냉동장치의 증발기 및 응축기 열교환기에 관한 것으로, 특히 히트펌프를 구성하는 증발기 및 응축기의 열교환기로 폐열원이나 해수용등의 오염성이 있는 열원 유체의 열을 회수하는 장치로서 열교환기의 세척을 쉽게 하여서 높은 성능을 유지 할 수 있게 하며, 증발기 및 응축기 겸용으로 사용함으로서 각-관 열교환기(shell and tube)의 단점을 보완 하며 제작비용이 저렴한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger system, and an object thereof relates to an evaporator and a condenser heat exchanger of a refrigerating device, in particular, a heat exchanger of contaminated heat source fluid such as a waste heat source or seawater as a heat exchanger of an evaporator and a condenser constituting a heat pump. It is a device to recover the heat exchanger, so that it is easy to clean the heat exchanger to maintain high performance, and it is used as an evaporator and condenser to compensate for the shortcomings of the shell and tube, will be.

이를 위해, 열교환기 시스템에는 각(shell)(41)의 내부에 전열관(44), 격벽(baffle)(45, 관판(42, 56), 헤더(57, 58, 59)가 부착되어 있어고, 각 플랜지(shell flange)(43)과 헤더 플랜지(46)이 볼트(53)으로 결합된 형태로서, 하천수, 해수 또는 하수 등의 자연열원과 효과 적으로 열교환 하도록 하며, 열교환기 튜브의 세척 작업시 각 플랜지(shell flange)(43)과 헤더 플랜지(46)의 연결 볼트(53)를 분리하여서 전열관이 외부로 개방 되도록 하여서 오염 물질의 제거가 용이하도록 구성 되어 있다.To this end, the heat exchanger system has a heat pipe 44, a baffle 45, pipe plates 42 and 56, and headers 57, 58 and 59 inside the shell 41. Each flange (43) and the header flange (46) is a form of a combination of the bolts (53), to effectively heat exchange with natural heat sources, such as river water, sea water or sewage, when cleaning the heat exchanger tube It is configured to facilitate the removal of contaminants by separating the connecting bolts 53 of the shell flange 43 and the header flange 46 to open the heat transfer pipe to the outside.

Description

냉동 장치용 열교환기{Heat Exchanger Of Refrigerator}Heat Exchanger for Refrigeration Units {Heat Exchanger Of Refrigerator}

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 그 목적은 냉동장치의 증발기 및 응축기 열교환기에 관한 것으로, 특히 열펌프를 구성하는 증발기 및 응축기의 열교환기로 폐열원이나 해수용등의 오염성이 있는 열원 유체의 열을 회수하는 장치로서 열교환기의 세척을 쉽게 하여서 높은 성능을 유지 할 수 있게 하며, 증발기 및 응축기 단일 또는 겸용으로 사용함으로서 각-관 열교환기(shell and tube)의 단점을 보완 하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger, and an object thereof relates to an evaporator and a condenser heat exchanger of a refrigerating device, and in particular, to recover heat from contaminated heat source fluids such as waste heat sources and seawater to a heat exchanger of an evaporator and a condenser that constitute a heat pump. The present invention relates to a device that makes it easy to clean a heat exchanger to maintain high performance, and to compensate for the shortcomings of a shell and tube by using a single or a combination of an evaporator and a condenser.

이러한 열펌프는 사이클의 구성과 작동 방법이 냉동기와 같으며 단지 사방변의 작동으로 냉매의 흐름이 변경되어서 열교환기의 형태가 증발기 또는 응축기로 가변적으로 사용되는 형태에서, 단지 증발기의 저온열의 사용을 목적으로 하는 경우에는 냉동기, 증발기 및 응축기의 고온 열 및 저온 열을 사용으로 하는 경우에는 히트펌프 사이클이 되는 것이 차이점이다.Such a heat pump has a cycle structure and a method of operation similar to a refrigerator, and only a low temperature heat of the evaporator is used in a form in which the heat exchanger is variably used as an evaporator or a condenser because the refrigerant flow is changed by only four-way operation. In the case of using a high temperature heat and low temperature heat of the refrigerator, evaporator and condenser, the difference is that the heat pump cycle.

이에 종래 일반적인 열펌프를 살펴보면 도 1과 같이 최소한 압축기(1), 응축기(2), 증발기(3), 팽창변(4), 및 사방변(5)등 5개의 기본 구성요소로 구성되며, 압축기(1)의 구동으로 증발기(3) 출구의 냉매 가스를 압축하여서 고온 고압의 가스로 사방변(5)을 지나 응축기(2)에 인입되어서 외부 유체(공기 또는 물등)와 열교환 하여서 응축되어서 팽창변(4)에 인입되고, 팽창변(4)에 인입된 냉매액은 저온저압 상태로 팽창하여서 증발기(3)에서 외부 유체(공기 또는 물등)와 열교환후 저온 저압의 가스로 상변환후 사방변(5)를 거처 압축기(1)에 흡입 된다.In this regard, a conventional general heat pump is composed of at least five basic components such as a compressor (1), a condenser (2), an evaporator (3), an expansion valve (4), and four sides (5) as shown in FIG. 1) the refrigerant gas at the outlet of the evaporator 3 is compressed and introduced into the condenser 2 by the high temperature and high pressure gas through the four sides, and condensed by exchanging heat with external fluid (air or water, etc.) to expand the expansion valve (4). ) And the refrigerant liquid introduced into the expansion valve (4) expands to a low temperature and low pressure state, and phase-changes the four sides (5) after phase conversion into a gas of low temperature and low pressure after heat exchange with an external fluid (air or water) in the evaporator (3). It is sucked into the compressor (1).

또한, 압축기(1)의 고온 고압의 냉매 가스는 사방변(5)에서 흐름의 방향이 변경 되어서 응축기(2)는 증발기로, 증발기(3)는 응축기로 사용될 수 있다. 이때, 응축기(2) 및 증발기(3)는 응축기 및 증발기 겸용으로 사용된다.In addition, the refrigerant gas of the high temperature and high pressure of the compressor 1 is changed in the direction of flow in the four sides 5 so that the condenser 2 may be used as an evaporator, the evaporator 3 may be used as a condenser. At this time, the condenser 2 and the evaporator 3 is used as both a condenser and an evaporator.

상기 형태의 종래의 열펌프는 주로 공기열원을 이용하였으나, 겨울철 외기온 저하시 급격한 성능 저하를 초래 하여서, 하천수, 해수 및 하수등의 미활용 에너지를 사용하는 열펌프의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 현재 하천수, 해수 및 하수등의 미활용 에너지를 이용한 열펌프의 보급에 가장큰 문제점은 열교환기의 오염에 의한 급격한 성능저하와 열교환기의 증발기 및 응축기의 겸용 사용시의 제작의 문제점에 관한 것이다.The conventional heat pump of the above form mainly used an air heat source, but when the outside air temperature decreases during winter, the study of the heat pump using unutilized energy, such as river water, sea water and sewage, has been actively conducted. At present, the biggest problem in the spread of heat pumps using unutilized energy such as river water, sea water and sewage is related to the sudden deterioration of performance due to the contamination of heat exchangers and the problems of production of the combined use of evaporators and condensers of heat exchangers.

본 발명은 열펌프의 한 구성요소인 열교환기(응축기 및 증발기)의 오염을 방지 및 열교환기의 세정(열교환기의 오염원의 청소 작업)을 간편하게 할 수 있도록 하여서 전열 성능을 향상 시키어서 열펌프의 성능을 향상 시키고, 열교환기를 증발기 및 응축기의 겸용으로 제작함으로서 하천수, 해수 및 하수등의 미활용 에너지를 이용한 열펌프의 보급에 가장큰 문제점을 해결 하고자 하는 것이다.The present invention prevents contamination of heat exchangers (condensers and evaporators), which is a component of heat pumps, and facilitates cleaning of heat exchangers (cleaning of contaminants of heat exchangers), thereby improving heat transfer performance. To improve the performance, and to produce a heat exchanger for both evaporator and condenser to solve the biggest problem in the diffusion of heat pump using unutilized energy such as river water, sea water and sewage.

종래의 열유체의 열교환기로는 판형 열교환기나 각-관(shell and tube) 형태가 대부분이며, 열펌프에 사용되는 판형 열교환기는 다수의 전열 판을 브레이징 한 형태로서 하천수, 해수 및 하수등의 미활용 에너지를 이용한 열펌프에 적용시 가장큰 문제점은 오염원에 의하여 단시간에 스케일이 부착되어서 급격한 성능 저하가 발생하며, 판형 열교환기의 세정(열교환기의 오염원의 청소 작업)은 약품 으로만 할 수 있어서 고도의 전문 기술력을 필요로 하여서 많은 작업 비용 및 환경오염을 초래하는 실정이다. 상기 각-관(shell and tube)는 현재 널리 사용되는 열교환기의 형태로서 도2, 3, 4와 같이 구성된 형태로서, 각(shell)(21) 내부에는 평행하게 다수의 전열관(24)설치되어 한유체가 전열관(24) 내를 흐르는 동안 다른 유체는 전열관(24)의 외측을 흐르는 과정에서 열전달이 일어나는 것이다. 상기 각(shell)(21) 안에는 유체가 각(shell)(21)을 지그 재그로 흐르게 하여 열전달을 촉진 시키는 동시에 전열관(24) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 격벽(baffle)(25)이 설치 된다.Conventional heat-fluid heat exchangers are plate-type heat exchangers or shell-and-tube types, and plate heat exchangers used for heat pumps are brazing a plurality of heat transfer plates, and thus, unutilized energy such as river water, sea water and sewage. The biggest problem when applied to the heat pump is that the scale is attached in a short time by the pollutant, which causes a sudden decrease in performance, and the cleaning of the plate heat exchanger (cleaning of the pollutant of the heat exchanger) can only be done with chemicals. It requires a lot of professional skills, causing a lot of work costs and environmental pollution. The shell and tube is a type of heat exchanger widely used at present, and is configured as shown in FIGS. 2, 3, and 4, and a plurality of heat transfer tubes 24 are installed in parallel in the shell 21. While one fluid flows through the heat pipe 24, the other fluid is heat transfer in the process of flowing outside the heat pipe 24. In the shell 21, a fluid 25 flows the shell 21 in a zigzag to promote heat transfer and at the same time, a baffle 25 for maintaining a constant gap between the heat pipes 24 is provided. It is installed.

그러나 이들의 광범위한 사용에도 불구하고 전열관(24)이 각(21)의 내부에 설치 되어 있으므로 하천수, 해수 및 하수등의 미활용 에너지의 높은 오염성으로 전열관(24)의 스케일 생성되거나 기타 이물질이 늘어붙게될 경우 이를 제거를 위해 각(21)을 분해하여서 전열관의 세척을 할 수 없으므로 유일한 세척 방법은 화학 약품에 의한 세정 작업이므로, 세정 약품에 의한 환경오염 및 전문 기술력을 요구 하는 작업으로 고가의 유지비용을 초래 하고, 종래의 각-관(shell and tube) 열교환기의 응축기 및 증발기 겸용이 불가능 한 형태로서 하천수, 해수 및 하수의 미활용 에너지의 열펌프 보급에 많은 어려움이 있는 실정이다.However, despite their widespread use, the heat pipe 24 is installed inside the angle 21, so that high heat contaminants of unutilized energy, such as river water, sea water, and sewage, may cause the scale of the heat pipe 24 to be accumulated or other foreign substances. In this case, since it is not possible to clean the heat pipe by disassembling the angle 21 to remove it, the only cleaning method is cleaning work by chemicals, and thus, expensive maintenance costs are required due to work requiring environmental pollution and professional skills by cleaning chemicals. As a result, the condenser and evaporator of the conventional shell and tube heat exchanger cannot be used as a form of heat pump supply of unutilized energy of river water, sea water and sewage.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제를 해결하기 위하여 다음과 같이 기술을 강구 하게 된다.The present invention seeks the following technology to solve the above problems.

첫째, 전열관의 내부로는 냉매가 흐르게 하고 하천수, 해수 또는 하수는 전열관(tube)과 각(shell) 사의 공간으로 흐르게 하는 각-관(shell and tube) 열교환기 형태에서 각(shell)을 분해 조립가능 하도록 하는 구조의 형태로서, 전열관(tube)의 세정시 각(shell)을 분해 하여서 전열관에 부착된 스케일이나 기타의 이물질을 간단하게 제거하여 자연열원을 이용한 냉동 장치 또는 열펌프용 열교환기의 보급에 가장큰 문제점인 전열 관의 오염문제를 해결 한다.First, the shell is disassembled and assembled in the form of a shell-and-tube heat exchanger that allows refrigerant to flow inside the heat pipe and flows the stream, sea water or sewage into the space between the tube and the shell. It is a form of structure that makes it possible to disassemble the shell during cleaning of the tube, and to easily remove scales or other foreign substances attached to the tube, and to supply a refrigeration unit or a heat pump heat exchanger using a natural heat source. Solve the problem of contamination of the heat pipe, the biggest problem in the system.

둘째, 열교환기를 증발기 및 응축기의 겸용으로 제작함으로서 하천수, 해수 및 하수등의 미활용 에너지를 이용한 열펌프의 보급에 가장큰 문제점을 해결 하고자 한다.Second, by making a heat exchanger of the evaporator and condenser combined to solve the biggest problem in the diffusion of heat pump using unutilized energy, such as river water, sea water and sewage.

셋째, 전열관 고정용 관판을 한쪽만 고정하고 타단은 자유롭게 유동 할 수 있어서 전열관의 열팽창을 흡수하므로 전열관의 형태로서 비틀림관, 주름관 또는 각종 재질의 가공관등을 사용 높은 열전달 성능을 발휘하도록 한다.Third, the heat transfer tube fixing tube plate is fixed on one side and the other end can flow freely to absorb the thermal expansion of the heat transfer tube.

넷째, 각-관(shell and tub) 열교환기의 장점인 높은 열전달율로 소형 구조로 개방형 열교환기의 낮은 열 전달율에 의한 대형구조의 제작 비용이 많이 소요되는 단점을 해결할 수 있도록 한다.Fourth, it is possible to solve the disadvantage that the manufacturing cost of the large structure due to the low heat transfer rate of the open heat exchanger is small due to the high heat transfer rate, which is the advantage of the shell and tub heat exchanger.

이러한 본 발명의 기술적 과제는 발명의 구성에서 제시되는 바람직한 실시예의 구성에 의해 명쾌하게 해석될 수 있게 되는 것이다.The technical problem of the present invention is to be clearly interpreted by the configuration of the preferred embodiment presented in the configuration of the invention.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 열교환기은 하천수, 해수 및 하수(이하 열유체로 칭함)등의 미활용 에너지와 냉동 장치 또는 열펌프와의 열교환을 위하여, 냉매를 냉매 입구(50) 및 인입 헤더(57)를 통하여서 각(shell)(41) 내부의 전열관(44)에 인입하여서 각(shell)(41) 내부의 열유체와 열교환후 중간 헤더(59)에서 상부의 전열관(44)에 인입하여서 열교환후 출구 헤더(58) 및 냉매 출구(49)로 방출되고, 열유체는 입구(51)를 통과하여서 각(shell)(41) 내부로 인입되어서 전열관(44)내부의 냉매와 열교환을 하며, 각(shell)(41) 내부에 다수 설치된 격벽(45)에의해 흐름의 방향이 변경되어 진후 열유체 출구(52)로 방출 되는 열교환기에 있어서,In order to achieve the above object, the heat exchanger according to the present invention is a refrigerant inlet 50 and draw in the refrigerant for heat exchange between unutilized energy, such as river water, sea water and sewage (hereinafter referred to as heat fluid) and a refrigerating device or heat pump It enters into the heat exchanger tube 44 inside the shell 41 through the header 57, and then enters the heat transfer tube 44 of the upper part from the intermediate header 59 after heat exchange with the heat fluid inside the shell 41. The heat exchanger is discharged to the outlet header 58 and the refrigerant outlet 49 after heat exchange, and the heat fluid passes through the inlet 51 and is introduced into the shell 41 to exchange heat with the refrigerant inside the heat pipe 44. In the heat exchanger which is discharged to the heat fluid outlet 52 after the direction of the flow is changed by the bulkhead 45 installed in the shell (41),

상기 열유체를 인입 하여서 열교환후 방출하는 각(shell)(41), 각 플랜지(shell flange)(43), 열유체 입구 및 출구(51, 52)로 구성된 각부(shell part);A shell part composed of a shell 41, a shell flange 43, a heat fluid inlet and an outlet 51 and 52 which draw in the heat fluid to be discharged after heat exchange;

상기 냉매를 인입 하여서 열교환후 방출하는 전열관(44), 헤더(57, 58, 59), 경판(55, 47), 관판(42, 56) 및 헤더플랜지(46)로 구성된 전열관부(tube part)를 특징으로 한다.Heat transfer tube part consisting of the heat transfer pipe 44, the headers 57, 58, 59, the hard plates 55, 47, the pipe plates 42, 56, and the header flange 46 to discharge the refrigerant after the heat exchange. It is characterized by.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거하여 바람직한 실시 예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description of the preferred embodiments based on the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors may properly interpret the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

이하, 본 발명에 의한 열교환기의 실시 예를 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of the heat exchanger which concerns on this invention is described, referring an accompanying drawing.

도 5, 6, 7는 본 발명에 관한 열교환기의 구성을 나타내는 종단면도이다.5, 6 and 7 are longitudinal cross-sectional views showing the configuration of a heat exchanger according to the present invention.

도 5에 있어서, 열교환기는 각(shell)(41), 헤더(57, 58, 59), 관판(42, 56), 전열관군(44), 격벽(45, 48), 열유체 입, 출구(51, 52), 냉매 입, 출구(49, 50) 및 플랜지(43, 53)으로 구성된 열교환기 이다.5, the heat exchanger shell (41), headers (57, 58, 59), tube plates (42, 56), heat transfer pipe group 44, partition walls (45, 48), heat fluid inlet, outlet ( 51, 52, refrigerant inlet, outlet 49, 50 and flanges 43, 53 are heat exchangers.

참조부호 (44)는 전열관(튜브)으로 열유체 와 냉매가 열교환을 하는 것으로서, 그 형태로는 직관식, 주름 관식, 나선형등의 내측 및 외측을 가공한 가공 관등이 사용 되며, 튜브의 내측으로 냉매를 시키며, 냉매의 인입, 출구 및 중간에는 헤더(57, 58, 59)를 설치하여 유체의 원활한 분배에 의한 전열관(44)으로의 균일한 냉매의 흐름을 제어 한다.Reference numeral 44 denotes a heat transfer tube (tube) in which the heat fluid and the refrigerant exchange heat, and a form such as a straight tube, a corrugated tube, a spiral tube, etc., is used to process the inside and outside of the tube. The refrigerant is provided, and the headers 57, 58, and 59 are installed at the inlet, the outlet, and the middle of the refrigerant to control the uniform flow of the refrigerant to the heat transfer pipe 44 by the smooth distribution of the fluid.

상기 열교환기의 구조는 원통형의 각(shell)(41)의 우측 끝단부에 각 플랜지(shell flange)(43)가 부착 되어 있고, 각(shell)(41)의 좌측 끝단부는 막혀있으며, 열유체의 입구(51) 및 출구(52)를 각(shell)(41) 상에 부착된 되어 있고, 각 플랜지(43)는 헤더 플랜지(46)와 연결 볼트(53)으로 체결되어 있다.The heat exchanger has a shell flange 43 attached to the right end of the cylindrical shell 41, a left end of the shell 41 is blocked, and a thermal fluid. The inlet 51 and the outlet 52 are attached on the shell 41, and each flange 43 is fastened by the header flange 46 and the connecting bolt 53. As shown in FIG.

전열 관(44)은 좌, 우측 끝단부에서 관판(42, 56)에 부착되어 있고, 전열관(44) 위에 다수의 격벽(45)가 있고, 격벽(45)는 도 3의 격벽(25)와 같이 다수의 구멍을 가지고 있으며 이구멍에 전열관(44)을 삽입 시키는 형태 이다. 헤더(57, 58, 59)는 관판(42, 56)에 연결되어 있는 형태로서, 냉매 입, 출구 헤더(57, 58)는 경판(55), 관판(56) 및 헤더 플랜지(46)으로 구성되며, 입구 및 출구 헤더(57, 58)는 냉매 패스 분리판(48)에 의하여 나누어지며, 관판(56)에 경판(55)의 부착 형태는 직접 용착(도 5의 형태) 시키거나 별도의 볼트(도 6의 형태)등의 체결부를 이용하여 조립 설치할 수 있으며, 헤더 플랜지(46)에는 인입헤더(57)에 연결된 냉매 입구(50)이 부착되어 있고, 출구 헤더(58)에는 냉매 출구(49)가 헤더 플랜지(46)에 부착 되어 있다.The heat transfer pipes 44 are attached to the tube plates 42 and 56 at the left and right ends thereof, and there are a plurality of partitions 45 on the heat transfer pipes 44, and the partition walls 45 and the partition walls 25 of FIG. As it has a number of holes and the heat pipe 44 is inserted into this hole. The headers 57, 58, 59 are connected to the tube plates 42 and 56, and the refrigerant inlet and outlet headers 57 and 58 are composed of the hard plate 55, the tube plate 56, and the header flange 46. The inlet and outlet headers 57 and 58 are divided by the refrigerant path separation plate 48, and the attachment plate of the light plate 55 to the tube plate 56 is directly welded (in FIG. 5) or a separate bolt. 6 can be assembled by using a fastening portion such as the one shown in FIG. 6. The header flange 46 is provided with a refrigerant inlet 50 connected to the inlet header 57, and the outlet header 58 has a refrigerant outlet 49. Is attached to the header flange 46.

또한, 중간 헤더(59)는 경판(47) 및 관판(42)으로 구성되며, 경판(47)는 관판(42)에 직접 용착(도 5의 형태) 시키거나 별도의 볼트(도 6의 형태)등의 체결부를 이용하여 조립 설치할 수 있게 된다.In addition, the intermediate header 59 is composed of a hard plate 47 and a tube plate 42, the hard plate 47 is directly welded to the tube plate 42 (shape in Figure 5) or a separate bolt (shape in Figure 6) It is possible to assemble and install using a fastening part such as.

상기 열교환기의 각-플랜지(shell flange)(43)의 연결 구조로서, 첫 번째 형태로는 각(shell)(41)의 내부에 헤더(57, 58, 59), 격벽(45), 관판(42, 56), 경판(47, 55) 및 전열관(44)를 외부에 헤더 플랜지(46) 구조 형태에서, 각-플랜지(shell flange)(43)와 헤더 플랜지(46)를 볼트(53)으로 체결 하는 구조(도 5, 7의 형태) 이거나, 두 번째 형태로서 도6의 경우로서, 각(shell)(61)의 내부에 헤더(77), 격벽(65), 관판(62), 경판(67) 및 전열관(64)를 외부에 관판(76), 입, 출구 헤더(75, 76), 경판(66) 및 냉매 입,출구(69, 70)를 포함하는 구조 형태에서, 각-플랜지(shell flange)(63)와 관판(76)를 볼트(73)으로 체결 하는 구조로 할 수 있다. 이때, 경판(47, 55)는 관판(42, 56)에 직접 용접(도 5의 형태) 또는 도6의 경우와 같이 경판(66, 67)는 관판(62, 76)에 볼트(73)의 체결부를 이용하여 조립 설치할 수 있게 된다.The connection structure of the shell flange 43 of the heat exchanger, the first form of the header (57, 58, 59), the partition wall 45, the tube plate (inside the shell (41)) 42, 56, plate plates 47, 55 and heat pipe 44 in the form of a header flange 46 to the outside, the angle flange (43) and the header flange 46 to the bolt (53) 5, 7 or the second form, the header 77, the partition 65, the tube plate 62, the hard plate (inside the shell 61). 67) and the heat pipe 64 in the form of a tube plate 76, inlet and outlet headers (75, 76), hard plate 66 and the refrigerant inlet and outlet (69, 70) in the outside, each-flange ( The shell flange 63 and the tube plate 76 may be configured to be fastened with bolts 73. At this time, the hard plates 47 and 55 are directly welded to the tube plates 42 and 56 (as shown in FIG. 5) or the hard plates 66 and 67 are connected to the tube plates 62 and 76 to the bolts 73. It is possible to assemble and install using the fastening portion.

또한, 경판(47, 55)의 형태로는 반구형 또는 사각형 또는 원주형등의 다양한 형태로 제작 할 수 있다.In addition, the shape of the hard plates 47, 55 can be produced in various forms, such as hemispherical or square or cylindrical.

도5, 6, 7에 따른 열교환기의 열유체와 냉매의 흐름은 증발기 및 응축기로 사용시로 구분하여서 설명 되어 진다.5, 6, and 7 the flow of the heat fluid and the refrigerant of the heat exchanger will be described separately for use as an evaporator and condenser.

먼저 증발기로 사용시의 냉매의 흐름은 냉매 입구(50)를 통하여 인입 헤더(57)에 인입하여서 전열관(44)에 균일 하게 분배 되고, 중간 헤더(59)에서 재차 전열관(44)로 인입 하여서 출구 헤더(58) 및 냉매 출구(49)로 방출된다. 이때, 냉매는 전열관44)에서 각(shell)(41)의 내부의 열유체(물)와 열교환하여서 액체상태에서 기체 상태로 변한하며, 각(shell)(41)의 내부의 열유체를 냉각시킨다. 또한, 각(shell)(41)내부의 열유체는 열유체 입구(51)로 인입하여서 격벽(45)에 의하여 방향이 변경되며, 전열관(44) 내부의 냉매와 열교환을 하여서 냉각된후 출구(52)로 배출된다.First, the flow of the refrigerant when used as an evaporator is introduced into the inlet header 57 through the refrigerant inlet 50 and uniformly distributed to the heat transfer pipe 44, and is introduced again to the heat transfer pipe 44 from the intermediate header 59 again to the outlet header. And outlet to the refrigerant outlet 49. At this time, the refrigerant is changed from the liquid state to the gas state by heat exchange with the heat fluid (water) inside the shell (41) in the heat transfer pipe 44, and cools the heat fluid inside the shell (41). . In addition, the heat fluid inside the shell 41 enters the heat fluid inlet 51 and is changed in direction by the partition wall 45. The heat fluid is cooled by heat exchange with the refrigerant in the heat transfer pipe 44, and then the outlet ( 52).

응축기로 사용시의 냉매의 흐름은 증발기로 사용시의 반대 방향으로서, 냉매 출구(49)를 통하여 출구 헤더(58)에 인입하여서 전열관(44)에 균일 하게 분배 되고, 중간 헤더(59)에서 재차 전열관(44)로 인입 하여서 입입 헤더(57) 및 냉매 입구(50)로 방출되며, 상기 냉매 출구(49), 출구 헤더(58), 냉매 입구(50) 및 인입 헤더(57)는 증발기에서의 냉매으 흐름과 정반대로 되며, 전열관(44)의 내부의 고온 고압의 냉매에 의한 전열관(44)의 열팽창에 의한 신축과 수축과정에 의한 전열관(44)와 관판(42, 56)의 연결부위 등의 손상은 관판(42)가 각(shell)(41)의 내부에서 고정되지 않는 형태로 유동적 이므로 열응력을 흡수 할 수 있다.The flow of the refrigerant when used as a condenser is in the opposite direction as when used as the evaporator and is uniformly distributed to the heat transfer pipe 44 by entering the outlet header 58 through the refrigerant outlet 49 and again in the intermediate header 59. 44 is discharged to the inlet header 57 and the refrigerant inlet 50, the refrigerant outlet 49, the outlet header 58, the refrigerant inlet 50 and the inlet header 57 is a refrigerant in the evaporator. It is opposite to the flow and damage of the connection part of the heat exchanger tube 44 and the tube plates 42 and 56 by the expansion and contraction process by the thermal expansion and contraction of the heat exchanger tube 44 by the high temperature and high pressure refrigerant | coolant inside the heat exchanger tube 44 is carried out. Silver tube plate 42 can be absorbed thermal stress because it is fluid in a form that is not fixed inside the shell (41).

이때, 냉매는 전열관(44)에서 각(shell)(41)의 내부의 열유체(물)와 열교환하여서 고온 고압의 기체 상태에서 액체 상태로 변한하며, 각(shell)(41)의 내부의 열유체를 가열 한다. 또한, 각(shell)(41)내부의 열유체는 열유체 입구(51)로 인입하여서 격벽(45)에 의하여 방향이 변경되며, 전열관(44) 내부의 냉매와 열교환을 하여서 가열되어 저서 출구(52)로 배출된다. At this time, the refrigerant exchanges heat with the heat fluid (water) inside the shell 41 in the heat transfer pipe 44 to change from a gas state of high temperature and high pressure to a liquid state, and heat inside the shell 41. Heat the fluid. In addition, the heat fluid inside the shell 41 enters the heat fluid inlet 51 and is changed in direction by the partition wall 45. The heat fluid exchanges heat with the refrigerant inside the heat transfer pipe 44, and the book outlet ( 52).

상기 도5, 7 형태의 열교환기는 전열관(44)의 오염물질의 제거시 각-플랜지(shell flange)(43)와 헤더 플랜지(53)을 연결 하고 있는 볼트(53)을 제거하여서 전열관(44)를 개방된 형태로 청소 작업을 할 수 있다.The heat exchanger of FIGS. 5 and 7 removes the bolt 53 connecting the shell flange 43 and the header flange 53 when the contaminants of the heat transfer pipe 44 are removed. Can be cleaned in an open form.

또한, 도6 형태의 열교환기는 전열관(64)의 오염물질의 제거시 각-플랜지(shell flange)(63)와 관판 (76)을 연결 하고 있는 볼트(73)을 제거하여서 전열관(64)를 개방된 형태로 청소 작업을 할 수 있다.In addition, the heat exchanger of FIG. 6 opens the heat transfer tube 64 by removing the bolt 73 connecting the shell flange 63 and the tube plate 76 to remove contaminants from the heat transfer tube 64. Can be cleaned in the finished form.

그러므로, 플랜지의 연결 형태로는 도6와 같이 관판(76)는 각 플랜지(shell flange)(63)와 볼트(73)으로 연결 되어지고, 관판(76)와 경판(65)을 연결한 형태로 볼트 또는 용접 형태로 제작 되어진다. 또한 도7에서는 관판(82, 96)에 경판(87, 95)가 볼트 구조로 부착된 형태이다.Therefore, as shown in Fig. 6, the tube plate 76 is connected to each flange (shell flange) 63 and bolts 73, and the tube plate 76 and the mirror plate 65 are connected. It is manufactured in the form of bolt or welding. In addition, in FIG. 7, the plate plates 87 and 95 are attached to the tube plates 82 and 96 in a bolt structure.

그러므로 종래의 열교환기 형태에 비해 오염된 열원 유체에서의 열 회수가 효과 적이며, 열교환기의 청소가 용이 하고, 구조가 간단하여서 하천 열 원수 또는 지하수 또는 목욕탕 폐수 또는 생활 폐수 또는 각종 공정수 폐수 또는 해수 등의 열교환기로서 높은 성능을 꾀 할 수 있게 된다.Therefore, the heat recovery from the contaminated heat source fluid is more effective than the conventional heat exchanger type, the heat exchanger is easy to clean, and the structure is simple, so that the source of river heat or groundwater or bathroom wastewater or domestic wastewater or various process water wastewater or As a heat exchanger such as sea water, high performance can be achieved.

전술한 기술 내용으로부터 자명하듯이, 본 발명은 고온 유체와 저온 유체의 열교환를 위한 시스템으로서, 개방형 또는 밀 폐형으로 사용 가능한 구조로서, 특히 하천수 또는 해수 또는 생활 폐수 또는 공업용 폐수 등의 유체로부터 열을 회수 하거나 가온 시킬 때 사용하여 열교환기의 제작비용을 줄이고, 열교환기의 오염물질을 손쉽게 제거 가능하게 하는 구조의 열교환기로서, 각종 폐열원 및 자연열원의 열 회수로서 기름보일러의 석유 소비를 줄이고, 히트펌프의 사용 시에는 성능 향상으로 에너지 절감 효과를 제공 한다.As will be apparent from the foregoing description, the present invention is a system for heat exchange between a high temperature fluid and a low temperature fluid, which can be used in an open or closed type, and particularly recovers heat from fluids such as river water or sea water or domestic waste water or industrial waste water. Used for heating or heating, it is possible to reduce the manufacturing cost of heat exchanger and to remove contaminants of heat exchanger easily, and to reduce the oil consumption of oil boiler by heat recovery of various waste heat sources and natural heat sources. When using a pump, the performance improvement provides energy savings.

도 1 은 일반적인 열펌프의 구성도1 is a configuration diagram of a general heat pump

도 2 는 종래 열펌프를 구성하는 증발기 또는 응축기의 일예인 각-관(shell and tube) 열교환기를 나타낸 종단면도Figure 2 is a longitudinal sectional view showing a shell and tube heat exchanger as an example of an evaporator or a condenser constituting a conventional heat pump;

도 3 은 도 2의 "A-A'" 단면도3 is a cross-sectional view taken along line “A-A '” of FIG. 2;

도 4 는 도 2의 우측면도4 is a right side view of FIG.

도 5 은 본 발명에 관한 열교환기의 구성을 나타내는 종단면도5 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a heat exchanger according to the present invention.

도 6 는 본 발명에 관한 또 다른 형태의 플랜지 부착을 나타내는 종단면도Fig. 6 is a longitudinal sectional view showing another type of flange attachment according to the present invention.

도 7 은 본 발명에 관한 또 다른 형태의 경판 부착을 나타내는 종단면도Fig. 7 is a longitudinal sectional view showing the attaching of another type of hard board according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

1 - 압축기 2 - 응축기1-compressor 2-condenser

3 - 증발기 41 - 각(shell)3-evaporator 41-shell

42 - 좌측 관판 43 - 각 플랜지(shell flange)42-left tube plate 43-shell flange

44 - 전열관 46 - 헤더 플랜지44-heat pipe 46-header flange

56 - 우측 관판56-right tube

Claims (4)

증발기 및 응축기 겸용의 열교환기 형태로서, 전열관의 내부로는 냉매가 흐르며, 전열관(tube)과 각(shell) 사이의 공간으로 열유체가 흐르게 하는 각-관(shell and tube) 열교환기 형태에서 각(shell)과 관(tube: 전열관)을 분해 조립 가능 하도록 하는 구조의 형태로서, 각(shell)(41)에 각 플랜지(shell flange)(43), 열유체 입구(51) 및 출구(52)가 부착 되어 있고, 전열관군(44)의 양쪽 끝단부에 좌, 우 관판(42, 56)를 부착하며, 경판(47, 55)은 관판(42, 56)에 부착된 형태고, 경판(55)는 헤더 플랜지(46)와 결합된 형태로서, 각 플랜지(shell flange)(43)와 헤더 플랜지(46)를 볼트 형태로 부착되어서 개방 가능한 것을 특징으로 하는 열교환기.In the form of a heat exchanger for both an evaporator and a condenser, a refrigerant flows into the heat pipe and a shell and tube heat exchanger in which a heat fluid flows into the space between the heat pipe and the shell. A shell and tube (heat transfer tube) in the form of a structure capable of disassembly, each of the shell (shell) flange (43), the fluid fluid inlet (51) and outlet (52) Is attached, and the left and right tube plates 42 and 56 are attached to both ends of the heat transfer tube group 44, and the plate plates 47 and 55 are attached to the tube plates 42 and 56, and the plate plates 55 are attached thereto. ) Is coupled to the header flange (46), heat exchanger, characterized in that each flange (43) and the header flange (46) can be opened by attaching in the form of bolts. 제 1항에 있어서, 관판(42)은 전열관(44)의 끝단에 고정된 형태로서 각 (shell)(41)의 내부에서 유동 적으로 움직이는 형태로서 전열관(44)의 신축과 수축을 흡수 하는 구조의 열교환기.The structure of claim 1, wherein the tube plate (42) is fixed to the end of the heat transfer pipe (44) and moves in fluid inside the shell (41) to absorb the expansion and contraction of the heat transfer pipe (44). Heat exchanger. 제 1항에 있어서, 각 플랜지(shell flange)(43)는 헤더 플랜지(46) 또는 관판(76)와 볼트(53, 73) 구조의 연결 형태로 제작되어진 형태.2. A form according to claim 1, wherein each shell flange (43) is made in the form of a header flange (46) or tube plate (76) and bolt (53, 73) connection. 제 1항에 있어서, 관판(42, 56)은 경판(47, 55)와 볼트 구조 및 용접 구조로 제작 되어진 형태의 열교환기.The heat exchanger according to claim 1, wherein the tube plates (42, 56) are made of the hard plates (47, 55) and bolted and welded.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101069187B1 (en) * 2010-06-17 2011-09-30 삼정보일러공업(주) The foreign substance removing device of mouing path of waste gas about pre-heater of water and air by using waste heat collector

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