KR20060002676A - Heat exchanger of refrigerator - Google Patents

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KR20060002676A
KR20060002676A KR1020040051817A KR20040051817A KR20060002676A KR 20060002676 A KR20060002676 A KR 20060002676A KR 1020040051817 A KR1020040051817 A KR 1020040051817A KR 20040051817 A KR20040051817 A KR 20040051817A KR 20060002676 A KR20060002676 A KR 20060002676A
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류경륜
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    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
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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)(101)의 내부에 전 열관(104), 격벽(baffle)(105), 관판(102, 116), 헤더(116, 117, 119)가 부착되어 있었고, 각 플랜지(shell flange)(103)와 관판 플랜지(116)가 볼트(113)로 결합된 형태로서, 하천수, 해수 또는 하수 등의 자연열원과 효과 적으로 열교환하도록 하며, 열교환기 튜브의 세척 작업시 각 플랜지(shell flange)(103)와 관판 플랜지(116)의 연결볼트(113)를 분리하여서 전열관이 외부로 개방 되도록 하여서 오염 물질의 제거가 용이하도록 구성되어 있다.To this end, the heat exchanger system has a heat pipe 104, a baffle 105, a tube plate 102 and 116, and a header 116, 117 and 119 inside the shell 101. The shell flange 103 and the tube plate flange 116 are coupled to each other by a bolt 113 to effectively exchange heat with natural heat sources such as river water, sea water or sewage, and clean the heat exchanger tube. It is configured to facilitate the removal of contaminants by separating the connecting bolt 113 of the shell flange 103 and the tube plate flange 116 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}

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 열교환기 구성을 나타내는 종단면도Fig. 6 is a longitudinal sectional view showing the structure of still another heat exchanger 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 101 - 각(shell)3-evaporator 101-shell

102 - 좌측 관판 103 - 각 플랜지(shell flange)102-left tube plate 103-shell flange

104 - 전열관 106 - 헤더 플랜지104-Heat Pipes 106-Header Flange

116 - 우측 관판116-right tube sheet

본 발명은 열교환기에 관한 것으로, 그 목직은 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.The present invention relates to a heat exchanger, the woodwork is related to the evaporator and condenser heat exchanger of the refrigerating device, in particular to the heat of the contaminated heat source fluid such as waste heat source or sea water to the heat exchanger of the evaporator and condenser constituting the 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 냉매 액은 저온 저압 상태로 팽창하여서 증발기(3)에서 외부 유체(공기 또는 물등)와 열교환후 저온 저압의 가스로 상변환후 사방변(5)을 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). ), The refrigerant liquid introduced into the expansion valve (4) expands to a low temperature and low pressure state and phase-transforms into a gas of low temperature and low pressure after exchanging heat 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 사용 시의 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 diffusion of heat pumps using unutilized energy such as river water, sea water and sewage is related to the sudden deterioration of performance due to 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 하수 등의 미활용 에너지를 이용한 열펌프에 적용시 가장 큰 문제점은 오염원에 의하여 단시간에 스케일이 부착되어서 급격한 성능 저하가 발생하며, 판형 열교환기의 세정(열교환기의 오염원의 청소 작업)은 약품으로만 할 수 있어서 고도의 전문 기술력을 필요로 하여서 많은 작업 비용 및 환경오염을 초래 하는 실정이다. 상기 각-관(shell and tube)은 현재 널리 사용되는 열교환기의 형태로서 도2, 3, 4와 같이 구성된 형태로서, 각(shell)(21) 내부에는 평행하게 다수의 전 열관(24)설치되어 한유체가 전열관(24) 내를 흐르는 동안 다른 유체는 전 열관(24)의 외측을 흐르는 과정에서 열전달이 일어나는 것이다. 상기 각(shell)(21) 안에는 유체가 각(shell)(21)을 지그재그로 흐르게 하여 열전달을 촉진 시키는 동시에 전 열관(24) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위한 격벽(baffle)(25)이 설치된다.Conventional heat fluid heat exchangers are plate-type heat exchangers or shell-and-tube types, and plate heat exchangers used in 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 due to the pollutant, and the performance decreases rapidly. 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 which is widely used at present, and is configured as shown in FIGS. 2, 3 and 4, and a plurality of heat pipes 24 are installed in parallel in the shell 21. Thus, 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. Is installed.

그러나 이들의 광범위한 사용에도 불구하고 전 열관(24)이 각(21)의 내부에 설치되어 있으므로 하천수, 해수 및 하수등의 미활용 에너지의 높은 오염성으로 전열관(24)의 스케일 생성되거나 기타 이물질이 늘어 붙게 될 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 pipes 24 are installed inside the corners 21, so that high heat contaminants of unutilized energy such as river water, sea water and sewage can cause the scales of the heat pipes 24 to be accumulated or other foreign substances. If you do not clean the heat pipe by disassembling the angle (21) to remove it, so the only cleaning method is the cleaning work by chemicals, so the environmental maintenance and cleaning technology required by the cleaning chemicals expensive maintenance cost In the form of the condenser and evaporator of the conventional shell and tube heat exchanger is not possible, there is a lot of difficulties in the 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 조립 가능 하도록 하는 구조의 형태로서, 전열관(tube)의 세정시 각(shell)을 분해하여서 전 열관에 부착된 스케일이나 기타 의 이물질을 간단하게 제거하여 자연열원을 이용한 냉동 장치 또는 열펌프용 열교환기의 보급에 가장 큰 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. In the form of a structure to enable the cleaning, the shell is dismantled when the tube is cleaned, and the scale or other foreign matter attached to the tube is simply removed to remove the refrigerating device or heat pump heat exchanger using a natural heat source. It solves the problem of contamination of heat pipe, the biggest problem in dissemination.

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 열전달 율로 소형 구조로 개방형 열교환기의 낮은 열 전달 율에 의한 대형구조의 제작비용이 많이 소요되는 단점을 해결할 수 있도록 한다.Fourth, it is possible to solve the drawback of the large structure cost due to the low heat transfer rate of the open heat exchanger with a small structure with a high heat transfer rate which is an 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 열교환기는 하천수, 해수 및 하수(이하 열유체로 칭함)등의 미활용 에너지와 냉동 장치 또는 열펌프와의 열교환을 위하여, 냉매를 냉매 입구(110) 및 인입 헤더(116)를 통하여서 각(shell)(101) 내부의 전열관(104)에 인입하여서 각(shell)(101) 내부의 열 유체와 열교환후 중간 헤더(119)에서 상부의 전 열관(104)에 인입하여서 열교환후 출구 헤더(117) 및 냉매 출구(109)로 방출되고, 열 유체는 입구(111)를 통과하여서 각(shell)(101) 내부 로 인입되어서 전 열관(104) 내부의 냉매와 열 교환을 하며, 각(shell)(101) 내부에 다수 설치된 격벽(105)에 의해 흐름의 방향이 변경되어 진후 열 유체 출구(112)로 방출 되는 열교환기에 있어서,In order to achieve the above object, the heat exchanger according to the present invention, for the heat exchange between the unutilized energy, such as river water, sea water and sewage (hereinafter referred to as heat fluid) and the refrigerating device or the heat pump, the refrigerant is introduced into the refrigerant inlet 110 and The heat transfer tube 104 inside the shell 101 is introduced through the header 116 to heat transfer 104 from the middle header 119 to the upper heat exchange tube 104 after heat exchange with the thermal fluid inside the shell 101. After the heat is introduced, the heat is discharged to the outlet header 117 and the refrigerant outlet 109, and the thermal fluid passes through the inlet 111 to be introduced into the shell 101 to heat the refrigerant inside the heat pipe 104. In the heat exchanger which is exchanged and is discharged to the thermal fluid outlet 112 after the direction of the flow is changed by the partition wall 105 installed in the shell (101),

상기 열 유체를 인입 하여서 열교환후 방출하는 각(shell)(101), 각 플랜지(shell flange)(103), 열 유체 입구 및 출구(111, 112)로 구성된 각부(shell part);A shell part composed of a shell 101, a shell flange 103, a thermal fluid inlet and an outlet 111 and 112 for introducing the thermal fluid and discharging it after heat exchange;

상기 냉매를 인입 하여서 열교환후 방출하는 전 열관(104), 헤더(116, 117, 119), 경판(115, 107), 경판 플랜지(114, 118), 관판(102, 116) 및 경판 막음 플랜지(106, 120)로 구성된 전열관부(tube part)를 특징으로 한다.Heat pipe 104, headers (116, 117, 119), light plates (115, 107), light plate flanges (114, 118), pipe plates (102, 116) and light plate blocking flanges (receiving the refrigerant to be discharged after heat exchange) And a heat transfer tube part consisting of 106 and 120.

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 사전직인 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, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventors may properly interpret the concept of terms in order to best explain their own inventions. 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, 6은 본 발명에 관한 열교환기의 구성을 나타내는 종단면도이다.5 and 6 are longitudinal cross-sectional views showing the configuration of a heat exchanger according to the present invention.

도 5에 있어서, 열교환기는 각(shell)(101), 헤더(116, 117, 119), 관판(116, 102), 전 열관(104), 격벽(105), 열 유체 입, 출구(111, 112), 냉매 입, 출구(109, 110) 및 경판 막음 플랜지(106, 120)로 구성된 열교환기 이다.5, the heat exchanger shell (101), headers (116, 117, 119), tube plates (116, 102), heat pipe (104), partition (105), thermal fluid inlet, outlet (111, 112, a heat exchanger consisting of refrigerant inlet, outlet 109, 110, and plate blocking flanges 106, 120.

참조부호 (104)는 전 열관(튜브)으로 열 유체 와 냉매가 열 교환을 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(116, 117, 119)를 설치하여 유체의 원활한 분배에 의한 전열관(104)으로의 균일한 냉매의 흐름을 제어 한다.Reference numeral 104 is a heat pipe (tube) is a heat exchange between the heat fluid and the refrigerant, the form is a straight pipe, corrugated pipe, processed pipes processed inside and outside of the spiral, etc. are used, The inside of the coolant is provided, and the headers 116, 117, and 119 are installed at the inlet, the outlet, and the middle of the coolant to control the uniform flow of the coolant to the heat pipe 104 by the smooth distribution of the fluid.

상기 열교환기의 구조는 원통형의 각(shell)(101)의 우측 끝단부에 각 플랜지(shell flange)(103)가 부착 되어 있고, 각(shell)(101)의 좌측 끝단 부는 막혀있으며, 열 유체의 입구(111) 및 출구(112)를 각(shell)(101) 상에 부착된 되어 있고, 각 플랜지(103)는 관판 플랜지(116)와 연결 볼트(113)로 체결되어 있다.The heat exchanger has a shell flange 103 attached to the right end of the cylindrical shell 101, a left end of the shell 101 is blocked, and a thermal fluid. The inlet 111 and the outlet 112 are attached on a shell 101, and each flange 103 is fastened by a tube plate flange 116 and a connecting bolt 113.

전열 관(104)은 좌, 우측 끝단부에서 관판(102, 116)에 부착되어 있고, 전 열관(104) 위에 다수의 격벽(105)이 있고, 격벽(105)은 도 3의 격벽(25)과 같이 다수의 구멍을 가지고 있으며, 이 구멍에 전 열관(104)을 삽입 시키는 형태 이다. 헤더(116, 117, 119)는 관판(102, 116)에 연결되어 있는 형태로서, 냉매 입, 출구 헤더(116, 117)는 경판(115), 관판(116) 및 경판 막음 플랜지(106)로 구성되며, 입구 및 출구 헤더(116, 117)는 냉매 패스 분리판(108)에 의하여 나누어지며, 경판 플랜지(114)와 경판막음 플랜지(106)의 부착 형태는 볼트(113) 체결로서 도 5의 플랜지 연결 형태(1100) 또는 도 6의 용접 연결 형태(1300)로서 관판(166)에 경판(165)을 직접 용착하여 조립 설치할 수 있으며, 경판 막음 플랜지(106)에는 인입헤더(116)에 연결된 냉매 입구(110)가 부착되어 있고, 출구 헤더(117)에는 냉매 출구(109)가 경판 막음 플랜지(106)에 부착 되어 있다.The heat transfer tubes 104 are attached to the tube plates 102 and 116 at the left and right ends thereof, and there are a plurality of partition walls 105 on the heat transfer tubes 104, and the partition walls 105 are the partition walls 25 of FIG. 3. As it has a plurality of holes, the heat pipe 104 is inserted into this hole. The headers 116, 117, and 119 are connected to the tube plates 102 and 116, and the refrigerant inlet and outlet headers 116 and 117 are connected to the plate plate 115, the tube plate 116 and the plate plate blocking flange 106. The inlet and outlet headers 116 and 117 are divided by the refrigerant path separating plate 108, and the attachment form of the hard plate flange 114 and the hard plate flange 106 is fastened to the bolt 113 in FIG. The flange connection form 1100 or the welding connection form 1300 of FIG. 6 may be assembled by directly welding the plate 165 to the tube plate 166, and the refrigerant plate connected to the inlet header 116 may be installed in the plate blocking flange 106. An inlet 110 is attached, and a refrigerant outlet 109 is attached to the hard plate blocking flange 106 at the outlet header 117.

또한, 중간 헤더(119)는 경판(107), 관판(42), 경판 플랜지(120) 및 경판 막음 플랜지(120)로 구성되며, 경판 막음 플랜지(120)는 경판 플랜지(118)에 볼트(113) 체결 형태로서 도 5의 플랜지 연결 형태(1200) 또는 도 6의 용접 연결 형태(1400)로서 관판(152)에 경판(157)을 직접 용착하여 조립 설치할 수 있게 된다.In addition, the intermediate header 119 is composed of a hard plate 107, a tube plate 42, a hard plate flange 120 and a hard plate blocking flange 120, the hard plate blocking flange 120 bolts 113 to the hard plate flange 118 As a fastening form, as shown in FIG. 5, the flange connection form 1200 or the welding connection form 1400 of FIG. 6 may be assembled by directly installing the hard plate 157 on the tube plate 152.

또한, 경판(107, 115, 157, 165)의 형태로는 반구형 또는 사각형 또는 원주형 등의 다양한 형태로 제작 할 수 있다.In addition, the shape of the hard plates (107, 115, 157, 165) can be produced in a variety of forms, such as hemispherical or square or cylindrical.

도5, 6에 따른 열교환기의 열 유체와 냉매의 흐름은 증발기 및 응축기로 사용 시로 구분하여서 설명 되어 진다.The flow of the heat fluid and the refrigerant of the heat exchanger according to FIGS. 5 and 6 will be described separately for use as an evaporator and a condenser.

먼저 증발기로 사용 시의 냉매의 흐름은 냉매 입구(110)를 통하여 인입 헤더(116)에 인입하여서 전 열관(104)에 균일 하게 분배 되고, 중간 헤더(119)에서 재차 전 열관(104)으로 인입 하여서 출구 헤더(117) 및 냉매 출구(109)로 방출된다. 이때, 냉매는 전 열관(104)에서 각(shell)(101)의 내부의 열 유체(물)와 열 교환하여서 액체상태에서 기체 상태로 변한하며, 각(shell)(101)의 내부의 열 유체를 냉각시킨다. 또한, 각(shell)(101)내부의 열 유체는 열 유체 입구(111)로 인입하여서 격벽(105)에 의하여 방향이 변경되며, 전 열관(104) 내부의 냉매와 열 교환을 하여서 냉각된 후 출구(112)로 배출된다.First, the flow of the refrigerant when used as an evaporator flows into the inlet header 116 through the refrigerant inlet 110 and is uniformly distributed to the heat transfer tube 104, and is introduced again from the intermediate header 119 to the heat transfer tube 104. And is discharged to the outlet header 117 and the refrigerant outlet 109. 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 (101) in the heat transfer tube 104, the heat fluid inside the shell (101) Cool down. In addition, the thermal fluid inside the shell 101 enters the thermal fluid inlet 111 and is changed in direction by the partition wall 105, and is cooled by heat exchange with a refrigerant inside the heat pipe 104. Is discharged to the outlet 112.

응축기로 사용 시의 냉매의 흐름은 증발기로 사용 시의 반대 방향으로서, 냉매 출구(109)를 통하여 출구 헤더(117)에 인입하여서 전 열관(104)에 균일 하게 분 배 되고, 중간 헤더(119)에서 재차 전 열관(104)으로 인입 하여서 입입 헤더(116) 및 냉매 입구(110)로 방출되며, 상기 냉매 출구(109), 출구 헤더(117), 냉매 입구(110) 및 인입 헤더(116)는 증발기에서의 냉매의 흐름과 정반대로 되며, 전 열관(104)의 내부의 고온 고압의 냉매에 의한 전 열관(104)의 열팽창에 의한 신축과 수축과정에 의한 전 열관(104)과 관판(102, 116)의 연결부위 등의 손상은 관판(102)이 각(shell)(101)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 pipes 104 by entering the outlet header 117 through the refrigerant outlet 109 and the intermediate header 119. In the heat transfer tube 104 again, the inlet header 116 and the refrigerant inlet 110 are discharged, and the refrigerant outlet 109, the outlet header 117, the refrigerant inlet 110 and the inlet header 116 are It is opposite to the flow of the refrigerant in the evaporator, the heat transfer tube 104 and the tube plate 102 by the expansion and contraction process by the thermal expansion of the heat transfer tube 104 by the high temperature and high pressure refrigerant inside the heat transfer tube 104, Damage to the connection portion of the 116 and the like can be absorbed thermal stress because the tube plate 102 is fluid in a form that is not fixed inside the shell (101).

이때, 냉매는 전 열관(104)에서 각(shell)(101)의 내부의 열 유체(물)와 열 교환하여서 고온 고압의 기체 상태에서 액체 상태로 변한하며, 각(shell)(101)의 내부의 열 유체를 가열 한다. 또한, 각(shell)(101)내부의 열 유체는 열 유체 입구(111)로 인입하여서 격벽(105)에 의하여 방향이 변경되며, 전 열관(104) 내부의 냉매와 열 교환을 하여서 가열되어 저서 출구(112)로 배출된다.At this time, the refrigerant is exchanged with the heat fluid (water) inside the shell (101) in the heat transfer tube 104 to change from a gas state of high temperature and high pressure to a liquid state, the inside of the shell (101) The heat fluid. In addition, the thermal fluid inside the shell 101 enters the thermal fluid inlet 111 and is changed in direction by the partition wall 105, and is heated and exchanged with a refrigerant inside the heat pipe 104. Is discharged to the outlet 112.

상기 도5 형태의 열교환기는 전 열관(104)의 오염물질의 제거시 각-플랜지(shell flange)(103)와 관판 플랜지(116)를 연결 하고 있는 볼트(113)를 제거하여서 전 열관(104)을 개방된 형태로 청소작업을 할 수 있다.The heat exchanger of FIG. 5 removes the bolt 113 connecting the shell flange 103 and the tube plate flange 116 to remove the contaminants of the heat transfer tube 104. It can be cleaned in an open form.

또한, 도6 형태의 열교환기는 전 열관(154)의 오염물질의 제거시 각-플랜지(shell flange)(153)와 관판 플랜지(166)를 연결 하고 있는 볼트(113)를 제거하여서 전 열관(154)을 개방된 형태로 청소 작업을 할 수 있다.In addition, the heat exchanger of FIG. 6 removes the bolt 113 connecting the shell flange 153 and the tube plate flange 166 when the contaminants of the heat transfer tube 154 are removed. ) Can be cleaned in an open form.

상기 열교환기 형태는 도5의 플랜지 연결 형태(1100, 1200) 및 용접 연결 형태(1300, 1400)는 혼합 형태로도 제작 가능 하며, 이때에는 플랜지 연결 형태(1100) 과 용접 연결 형태(1400) 또는 용접 연결 형태(1300) 과 플랜지 연결 형태(1200)등의 형태로 제작 되어 진다.The heat exchanger form of the flange connection form (1100, 1200) and welding connection form (1300, 1400) of Figure 5 can also be produced in a mixed form, in this case the flange connection form (1100) and weld connection form (1400) or It is manufactured in the form of welding connection form (1300) and flange connection form (1200).

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.

Claims (3)

증발기 및 응축기 겸용의 열교환기 형태로서, 전열관의 내부로는 냉매가 흐르며, 전 열관(tube)과 각(shell) 사이의 공간으로 열 유체가 흐르게 하는 각-관(shell and tube) 열교환기 형태에서 각(shell)과 관(tube: 전 열관)을 분해 조립 가능 하도록 하는 구조의 형태로서, 각(shell)(101)에 각 플랜지(shell flange)(103), 열 유체 입구(111) 및 출구(112)가 부착 되어 있고, 전열관군(104)의 양쪽 끝단부에 좌, 우 관판(102, 116)을 부착하며, 경판(115, 107)은 관판(102, 116)에 부착된 형태고, 경판 플랜지(l14, 118)는 경판 막음 플랜지(106, 120)와 볼트(113)로 연결된 형태고, 각 플랜지(shell flange)(103)와 관판 플랜지(116)를 볼트(113) 체결되어서 개방 가능한 것을 특징으로 하는 열교환기.In the form of a heat exchanger for both an evaporator and a condenser, a refrigerant flows inside 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. The shell and tube (heat transfer tube) in the form of a structure that can be disassembled, the shell (101) each flange (shell flange) 103, thermal fluid inlet 111 and outlet ( 112 is attached, and the left and right tube plates 102 and 116 are attached to both ends of the heat transfer tube group 104, and the plate plates 115 and 107 are attached to the tube plates 102 and 116. The flanges l14 and 118 are connected to the hard plate blocking flanges 106 and 120 by the bolts 113, and the shell flanges 103 and the tube plate flanges 116 are bolted by fastening the bolts 113. Heat exchanger characterized by the above. 제 1항에 있어서, 관판(102)은 전 열관(104)의 끝단에 고정된 형태로서 각 (shell)(101)의 내부에서 유동 적으로 움직이는 형태로서 전 열관(104)의 신축과 수축을 흡수 하는 구조의 열교환기.The tube plate (102) is fixed to the end of the heat pipe (104) and moves in fluid inside the shell (101) to absorb the expansion and contraction of the heat pipe (104). Heat exchanger. 제 1항에 있어서, 관판(102, 116), 경판(107, 115) 및 경판 막음 플랜지(106, 120)의 연결 형태는 플랜지 연결 형태(1100, 1200) 또는 용접 연결 형태(1300, 1400) 또는 혼합 형태로 제작 되어진 것을 특징으로 하는 열교환기.The connection form of the tube plate (102, 116), the light plate (107, 115) and the hard plate blocking flange (106, 120) is a flange connection form (1100, 1200) or weld connection form (1300, 1400) or Heat exchanger characterized in that it is produced in a mixed form.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100809023B1 (en) * 2007-01-04 2008-03-03 박상술 A heat exchanger for a public bath
KR100809021B1 (en) * 2007-01-15 2008-03-03 박상술 A heat exchanger for a public bath

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