KR20060018075A - 열교환기 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내기의 내부에서 열교환기를 외부 공기의 흡입구에서 냉기를 토출하는 토출구로 연장되게 형성하여 흡입시 및 토출시 각각 외부 공기와 냉기를 열교환되도록 열교환 면적을 증대시킴으로써 냉방효율을 극대화하고, 실내기의 크기도 줄일 수 있는 열교환기 구조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 열교환기 구조는 실내기의 내부에서 횡류팬의 전측에 설치되며, 판면 방향을 따라 병렬로 다수 개의 핀을 형성하고 핀 사이에 전열관을 형성하여 외부 공기에 의해 냉매를 열교환시키는 열교환기 구조에 있어서. 상기 열교환기를 실내기의 내부에서 외부 공기를 흡입하는 흡입구에서 열교환된 냉기를 외부로 토출하는 토출구까지 연장되게 설치하는 것을 특징으로 한다.

실내기, 횡류팬, 열교환기, 흡입구, 토출구

Description

열교환기 구조{structure of heat exchange apparatus}

도 1은 종래 실내기의 열교환기를 도시한 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 실내기의 열교환기를 도시한 측면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

50: 본체 54: 흡입구

56: 토출구 58: 횡류팬

60: 열교환기 61: 상부 유니트

62: 중앙 유니트 63: 하부 유니트

66,67: 핀

본 발명은 열교환기 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내기의 내부에서 열교환기를 외부 공기의 흡입구에서 냉기를 토출하는 토출구로 연장되게 형성하여 흡입시 및 토출시 각각 외부 공기와 냉기를 열교환되도록 열교환 면적을 증대시킴으로써 냉방효율을 극대화하고, 실내기의 크기도 줄일 수 있는 열교환기 구조에 관한 것이다.

공기조화장치는 모든 기후조건과 실내환경에 따라서 최적의 온도 및 습도를 유지하기 위한 것으로, 실내공기를 시원하게 하거나 따뜻하게 하는 냉, 난방장치를 비롯하여, 실내 습도를 적절하게 유지하기 위한 가습장치와, 실내공기를 외부로 배출시키는 환기장치 등이 포함된다.

이 중에서 냉방장치는 액냉매가 기체상태로 증발할 때 주위의 열을 흡수하는 현상을 이용하여 공기를 냉각한 다음, 냉각된 찬공기를 실내로 공급하는 것으로, 냉방장치는 이러한 냉방기능 이외에도, 제습기능을 지니고 있어 장마철에는 실내의 습기를 제거하는데 사용할 수 있다.

이러한 기능을 갖는 냉방장치의 전체적인 구성을 보면, 냉매를 고온·고압의 가스상태로 압축시키는 압축기와, 압축된 고온·고압의 냉매를 액화시키는 응축기와, 팽창밸브에 의해 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기로 구성되어 있으며, 증발기를 통과하면서 열교환된 냉각공기는 블로어에 의해 냉방이 필요한 실내로 강제 송풍된다.

이러한 냉방장치는 산업용과 업소용 및 일반 가정용과 같이 사용장소에 따라 여러가지 종류로 나눌 수 있다.

통상, 영업점이나 일반가정의 거실에 주로 설치하는 분리형 에어컨은 실내기와 실외기로 구분되어 있다.

이 중에서 실내기는 실외기에서 보내진 냉매를 증발시켜 실내로 공급하는 부분이며, 실외기는 냉매를 압축시키는 압축기와 이를 응축시키는 열교환기에 해당되는 것으로서, 소음 및 열방출로 인하여 건물의 옥상이나 베란다 외부에 설치하게 된다.

최근에는 열교환기가 차지하는 전체적인 공간을 줄이면서도 열교환 면적을 증대시키기 위한 방안으로 열교환기의 중간부가 만곡된 형태의 벤딩형 열교환기가 이용되고 있다.

도 1은 이러한 종래의 벤딩형 열교환기를 도시한 측면도로, 소정의 각도로 만곡되어 있는 열교환기(10)의 후면에는 리어 커버(12)가 부착되어 있으며, 외부공기를 도입하기 위한 횡류팬(cross-flow fan,14)이 설치되어 있다.

이때, 상기 열교환기(10)는 일정한 면적을 가진 판 상의 다수 개의 핀(16)이 병렬로 배열되어 있으며, 상기 각 핀(16)에는 복수개의 전열관(18)이 관통하여 각 핀(16)들에 인접되어 있다.

그리고, 상기 횡류팬(14)의 회전에 따라 흡입측 방향(A)으로 유입된 공기는 열교환기(10)의 핀(16)을 지나는 과정에서 전열관(18) 내부의 냉매와 열교환된 다음 토출측 방향(A')으로 배출된다.

또한, 압축기로부터 열교환기(10)로 보내진 압축 냉매는 도시하지 않은 파이프를 통해 열교환기(10)의 내부를 유동하면서 열교환된 후 증발기 쪽으로 배출된다.

즉, 상기 열교환기(10)로 유입된 냉매는 전열관(22)을 통해서 열교환기(10)의 상단부로 유입된 다음, 화살표 방향(P,Q)을 따라 서로 반대방향으로 순환되면서 열교환된다.

냉각된 냉매는 열교환기(10)의 상단부(10a) 및 하단부(10b)로 유동되며 증발 기쪽으로 전달된다.

그러나, 이러한 구성을 지닌 열교환기는 실내기(도시하지 않음)의 외부 공기흡입측 방향에만 대응되게 벤딩되어 있기 때문에 열교환기가 외부 공기와 열교환되는 면적은 한정되어 냉방능력을 증가시키기 어려운 문제점이 있었다.

그리고, 종래의 열교환기를 공기흡입측에 대응되게 면적을 증가시키게 되면 실내기 본체의 크기가 증가되어 제조비용의 상승 및 설치공간의 증가를 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 실내기의 전면을 이루며 외부 공기를 유입하여 차가워진 냉기를 토출하는 흡입구와 토출구에 걸쳐 열교환기를 연장되게 설치하여 전열면적을 증가시키고, 열교환기의 핀 중 토출구에 대응되는 핀 간격을 흡입구에 대응되는 핀 간격보다 넓게 형성하여 냉기의 토출량을 증가시키고자 한 열교환기 구조를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열교환기 구조는 실내기의 내부에서 횡류팬의 전측에 설치되며, 판면 방향을 따라 병렬로 다수 개의 핀을 형성하고 핀 사이에 전열관을 형성하여 외부 공기에 의해 냉매를 열교환시키는 열교환기 구조에 있어서. 상기 열교환기를 실내기의 내부에서 외부 공기를 흡입하는 흡입구에서 열교환된 냉기를 외부로 토출하는 토출구까지 연장되게 설치하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 실내기의 열교환기를 도시한 측면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기 구조는 실내기의 내부에서 횡류팬(58)의 전측에 설치되며, 판면 방향을 따라 병렬로 다수 개의 핀(66,67)을 형성하고 핀(66,67)들 사이에 전열관(68)을 형성하여 외부 공기에 의해 냉매를 열교환시키는 열교환기 구조에 있어서. 상기 열교환기(60)를 실내기의 내부에서 외부 공기를 흡입하는 흡입구(54)에서 열교환된 냉기를 외부로 토출하는 토출구(56)까지 연장되게 설치하는 것을 특징으로 한다.

실내기의 본체(50) 전면에는 외부 공기를 흡입하기 위한 흡입구(54)와, 내부로 흡입된 공기가 열교환된 냉기를 외부로 토출하기 위한 토출구(56)가 구비된다.

상기 흡입구(54)는 본체(50)의 전면 중앙과 상부에 형성되고, 토출구(56)는 하부에 형성된다.

그리고, 상기 실내기의 본체(50) 후면은 리어커버(52)가 구비되며, 본체(50) 내부에는 횡류팬(58)이 구비되어 작동하며 외부의 공기를 흡입구(54)를 통해 유입시켜 토출구(56)로 토출시키도록 공기를 순환시킨다.

이때, 상기 본체(50)의 흡입구(54)와 횡류팬(58) 사이에는 열교환기(60)가 개재되어 외부 공기가 통과되면서 냉매와 열교환되며 냉기가 되도록 한다.

한편, 상기 열교환기(60)는 본체(50)의 흡입구(54)와 토출구(56)에 전체적으 로 걸쳐 형성된다.

상기 열교환기(60)의 상부는 본체(50)의 상부 내측과 고정되고, 하부는 본체(50)의 하부 내측과 고정된다.

이때, 상기 열교환기(60)는 두 번 벤딩(bending)되어 대략 'C'자 형상으로 이루어진다.

그래서, 상기 열교환기(60)는 상부 유니트(61)와, 중앙 유니트(62) 및 하부 유니트(63)로 이루어지며, 일체적으로 형성된다.

상기 열교환기(60)의 상부 유니트(61)는 본체(50)의 상부 내측과 연결되어 고정되며, 본체(50)의 상부에 형성된 흡입구(54)에 대응되도록 형성된다.

그리고, 상기 중앙 유니트(62)는 본체(50)의 전면 중앙에 형성된 흡입구(54)에 대응되게 형성되고, 하부 유니트(63)는 본체(50)의 토출구(56)에 대응되게 형성되면서 그 끝단을 본체(50)의 하부 내측에 연결되어 고정된다.

상기 횡류팬(58)은 벤딩된 열교환기(60)의 내부에 위치하여 상부 유니트(61) 및 중앙 유니트(62)로 유입된 외부 공기를 열교환하여 냉기로 변환 후 하부 유니트(63)로 토출하면서 한번 더 열교환함으로써 냉기의 냉각효율을 증가시킨다.

한편, 상기 열교환기(60)는 일정한 면적을 가진 판 상에서 다수 개의 핀(66,67)이 병렬로 배열되어 있으며, 각각의 핀(66,67)들에는 복수개의 전열관(68)이 형성된다.

이때, 상기 열교환기(60)의 상부 유니트(61), 중앙 유니트(62) 및 하부 유니트(63)의 핀(66,67)은 동일 형상으로 배열되고, 동일 위치에서 하부 유니트(63)의 핀(67) 사이 간격(L2)은 상부 유니트(61) 및 중앙 유니트(62)의 핀(66) 사이의 간격(L1)보다 넓게 형성된다.

이는, 외부로 토출되는 냉기가 하부 유니트(63)의 핀(67)에 부딪히며 토출량이 줄어들게 되는 것을 방지하기 위함이다.

이때, 상기 상부 유니트(61)와 중앙 유니트(62)의 핀(66) 간격(L1)은 동일하게 형성된다.

더욱 상세하게, 상기 열교환기(60)는 토출구(56)에 대응되는 하부 유니트(63)의 핀(67) 간격(L2)을 흡입구(54)에 대응되는 상부 유니트(61) 및 중앙 유니트(62)의 핀(66) 간격(L1)보다 1.5 내지 3배 넓게 형성하도록 한다.

이때, 상기 상부 유니트(61) 및 중앙 유니트(62)의 핀(66) 간격(L1)은 통상적인 1.52mm로 하며, 하부 유니트(63)의 핀(67) 간격(L2)은 3.04mm로 하는 것이 가장 바람직하다.

위와 같이 이루어진 열교환기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

횡류팬(58)의 회전에 따라 흡입구(54)로 유입된 공기는 열교환기(60)의 상부 유니트(61), 중앙 유니트(62) 및 하부 유니트(63)의 핀(66,67)을 지나는 과정에서 전열관(68) 내부의 냉매와 열교환된 다음 토출구(56) 방향으로 배출된다.

또한, 압축기(도시하지 않음)로부터 열교환기(60)로 보내진 압축 냉매는 도시하지 않은 파이프를 통해 열교환기(60)의 내부를 유동하면서 열교환된 후 증발기(도시하지 않음) 쪽으로 배출된다.

한편, 상기 하부 유니트(63) 상에 형성된 핀(67) 사이의 간격(L2)이 상부 유니트(61) 및 중앙 유니트(62) 상에 형성된 핀(66) 사이의 간격(L1)보다 넓게 형성되어 토출되는 냉기와의 간섭을 줄이도록 함으로써 토출량을 종래에 비해 많이 감소시키지 않도록 한다.

도시된 지시선( →)은 외부 공기 및 냉기의 유동경로를 도시한 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 열교환기 구조에 의하면, 열교환기를 실내기 내부 전측 전체에 걸쳐 연장되게 형성하여 외부에서 유입되는 공기를 흡입 및 토출시 각각 열교환하여 냉기로 변환함으로써 냉각효율을 증가시킬 수 있고, 동일 냉각효율을 기대시 실내기의 부피를 줄일 수 있는 효과가 있다.

그리고, 냉기를 토출하는 토출구에 대응되는 열교환기 상에 형성된 핀 간격이 외부 공기의 흡입구 상에 형성된 핀 간격보다 크게 구비함으로써 냉기의 토출저항을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 실내기의 내부에서 횡류팬의 전측에 설치되며, 판면 방향을 따라 병렬로 다수 개의 핀을 형성하고, 상기 핀들 사이에 전열관을 형성하여 외부 공기에 의해 냉매를 열교환시키는 열교환기 구조에 있어서.

   상기 열교환기는 실내기의 내부에서 외부 공기를 흡입하는 흡입구에서 열교환된 냉기를 외부로 토출하는 토출구까지 연장되게 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환기 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 열교환기는 실내기의 흡입구과 토출구의 내부에서 두 번 벤딩되어 'C'자 형상을 하며, 그 내측에 상기 열교환기를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기 구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 열교환기는 상기 흡입구의 후방에 위치한 핀 간격을 상기 토출구의 후방에 위치한 핀 간격보다 조밀하게 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기 구조.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 열교환기는 상기 토출구에 대응되는 상기 핀의 간격을 상기 흡입구에 대응되는 상기 핀의 간격보다 1.5 내지 3배 넓게 형성하는 것을 특징으로 하는 열교환기 구조.

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