KR20060025082A - 마이크로채널튜브를 이용한 증발기 - Google Patents

마이크로채널튜브를 이용한 증발기 Download PDF

Info

Publication number
KR20060025082A
KR20060025082A KR1020040073993A KR20040073993A KR20060025082A KR 20060025082 A KR20060025082 A KR 20060025082A KR 1020040073993 A KR1020040073993 A KR 1020040073993A KR 20040073993 A KR20040073993 A KR 20040073993A KR 20060025082 A KR20060025082 A KR 20060025082A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchange
exchange unit
evaporator
refrigerant
header
Prior art date
Application number
KR1020040073993A
Other languages
English (en)
Inventor
김정훈
조홍기
길성호
조금남
윤백
구형모
이재권
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020040073993A priority Critical patent/KR20060025082A/ko
Priority to US11/151,244 priority patent/US20060054310A1/en
Priority to EP05253858A priority patent/EP1640682A1/en
Priority to CNA2005100799320A priority patent/CN1749680A/zh
Publication of KR20060025082A publication Critical patent/KR20060025082A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • F28F9/0275—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple branch pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05391—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F17/00—Removing ice or water from heat-exchange apparatus
    • F28F17/005—Means for draining condensates from heat exchangers, e.g. from evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0202—Header boxes having their inner space divided by partitions
    • F28F9/0204—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 마이크로채널튜브를 이용한 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로채널튜브를 이용한 열교환기를 가정용 공기조화기의 증발기에 적용하기 위한 열교환기의 구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 마이크로채널튜브를 이용한 증발기는 한 쌍의 헤더 사이에 설치되는 다수의 마이크로채널튜브를 구비하는 열교환유닛이 복수 개로 마련되고, 인접한 열교환유닛 간의 냉매전달을 위한 일체형 헤더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
증발기, 마이크로채널 튜브, 일체형 헤더

Description

마이크로채널튜브를 이용한 증발기 {AN EVAPORATOR USING MICRO- CHANNEL TUBES}
도1은 종래 기술에 따른 마이크로채널튜브를 이용한 열교환기를 도시한 정면도.
도2는 도1의 열교환기에서의 냉매 흐름을 도시한 모식도.
도3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로채널튜브를 이용한 증발기를 도시한 분해사시도.
도4는 도3의 증발기의 상부헤더 구조를 도시한 분해사시도.
도5는 도3의 증발기의 하부헤더 구조를 도시한 사시도.
도6은 도3의 증발기의 상부헤더 내부의 냉매흐름을 도시한 평면도.
도7은 도3의 증발기의 상면도.
도8은 도3의 증발기에서의 냉매 흐름을 도시한 모식도.
도9a 및 도9b는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 마이크로채널튜브를 이용한 증발기의 상부헤더 내부의 냉매흐름을 도시한 평면도.
도10a, 도10b 및 도10c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로채널튜브를 이용한 증발기의 상부헤더의 격벽구조를 도시한 정면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20: 제1열교환유닛 22: 제1하부헤더
30: 제2열교환유닛 32: 제2하부헤더
43: 마이크로채널튜브 44: 파형핀
50: 상부헤더 51: 제1상부헤더부
52: 제2상부헤더부 53: 베이스
54: 커버 55: 격판
57: 칸막이판
본 발명은 마이크로채널튜브를 이용한 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로채널튜브를 이용한 열교환기를 가정용 공기조화기의 증발기에 적용하기 위한 열교환기의 구조에 관한 것이다.
마이크로채널튜브를 이용한 열교환기란, 수 mm 이내의 직경을 갖는 유로가 다수 개 형성된 튜브로 냉매를 흐르게 하는 열교환기를 말한다. 이러한 열교환기는 차량용 공기조화기의 응축기에 널리 사용되고 있다.
마이크로채널튜브를 이용한 열교환기의 일반적인 구조는 대한민국 특허공보1996-0009342호에 개시된 바와 같다. 도1을 참조하여 이를 설명하면 다음과 같다.
마이크로채널튜브를 이용한 열교환기는 수평방향으로 놓이는 복수의 튜브(1) 를 구비한다. 이 튜브(1)는 다수 개가 상하로 배열되며, 각 튜브(1) 사이 사이에는 파형(波形)핀(2, corrugated fin)이 설치된다. 튜브(1)들의 양단에는 각 튜브(1)들로 냉매가 분배되거나 각 튜브(1)로부터의 냉매가 모이게 되는 헤더(3,4)가 구비된다. 이 헤더(3,4)는 원형단면의 알루미늄 봉재로 만들어지며 튜브(1)들의 양측에 수직하게 놓이게 된다. 각각의 튜브(1)들은 양측의 헤더(3,4)와 연통되어 있으며, 헤더(3,4)의 중도에는 다수의 튜브(1)를 수개의 통로군(A,B,C)으로 나누어주는 칸막이판(10,11, separator)이 설치된다.
다수의 튜브(1)들은 냉매가 유입되는 측의 입구측 통로군(A)과, 냉매가 빠져나가는 출구측 통로군(C)과, 이들 사이에 놓이는 중간 통로군(B)으로 구분된다. 열교환기 내에서 전체적인 냉매의 흐름은 도2에 도시된 바와 같이, 각 통로군(A,B,C)의 전체 튜브(1)에서 일방향으로 평행하게 진행한 후, 다음 통로군(B,C)으로 진행하게 된다. 즉 냉매입구관(6)을 통해서 유입된 냉매는 좌측헤더(3)의 칸막이판(10) 상측에서 입구측 통로군(A)의 각 튜브(1)에 고르게 분배되어 우측헤더(4)의 칸막이판(11) 상측으로 흐르게 된다. 우측헤더(4)의 칸막이판(11) 상측 부분은 입구측 통로군(A)과 중간 통로군(B)이 서로 연통되어 있어, 유입된 냉매는 다시 중간통로군(B)을 흘러 좌측헤더(3)의 칸막이판(10) 하측으로 전달된다. 마찬가지로 중간 통로군(B)을 통해 좌측헤더(3)로 흘러간 냉매는 다시 출구측 통로군(C)을 통해 우측헤더(4)의 칸막이판(11) 하측으로 유입된 후 냉매출구관(8)을 통해 빠져나가게 된다.
미설명 부호 7과 9는 헤더의 단부를 폐쇄하는 폐쇄편이며, 13과 14는 최외측의 파형핀 외측에 배치되는 사이드플레이트이다.
이와 같은 마이크로채널튜브 열교환기에 있어서, 냉매입구관(6)을 통해서 유입된 기체 상태의 냉매는 입구측 통로관(A)에서부터 출구측 통로관(C)에 이르기 까지 각 튜브(1)를 흐르면서 열교환되어 액상의 냉매로 응축되어 냉매출구관(8)을 통해 빠져나가게 되는 것이다.
마이크로채널튜브 열교환기는 그 재질에서 기인하여 알루미늄 열교환기, 튜브의 형상에서 기인하여 납작관형 열교환기, 냉매의 흐름에서 기인하여 패러렐 플로우 열교환기(PFC, Parallel Flow Condenser) 등 다양한 이름으로 불리우고 있다.
마이크로채널튜브 열교환기는 핀-튜브 형 열교환기에 비하여 전열효율이 높아 소형화가 가능한 장점이 있지만, 가정용 공기조화기의 증발기로 사용하기 위하여는 다음과 같은 여러가지 문제점이 있다.
우선, 증발기는 그 성질상 그 자체 온도보다 고온의 공기와 열교환하기 때문에 공기 중의 수분이 응결되어 증발기 표면에 응축수가 맺히게 된다. 종래의 마이크로채널튜브 열교환기는 각 튜브들이 수평방향으로 놓여 있기 때문에 열교환기 표면에 맺힌 응축수가 튜브들 사이사이와 파형핀의 골부분에 고이게 되어 열교환효율을 떨어뜨리는 문제가 있다.
다음으로 열교환기 주위를 지나는 공기의 유속에 있어서, 차량용 응축기 주위에는 공기의 유속이 3~4m/s 정도로 상당히 빠른데 비하여 가정용 공조기의 증발기 주위는 일반적으로 공기 유속이 0.5~1.5m/s 정도로 매우 느리기 때문에 단위 시간당 열전달량이 줄어들게 된다. 따라서 충분한 열전달량을 확보하기 위하여는 전열면적을 넓게 확보하여야 하는 문제가 있다.
다음으로 열교환기를 지나는 냉매의 흐름을 보면 일측 헤더의 상부로 유입되어 반대편 헤드의 하부로 빠져나가기까지 S자 형상을 그리며 차츰 아래쪽으로 내려가게 되는데, 응축기의 경우 열교환기를 지나는 냉매는 기체상태에서 점차 응축되어 액체 상태로 변하기 때문에 이러한 흐름이 자연스럽게 일어날 수 있다. 그리고 도2에 도시된 바와 같이 냉매의 상변화에 따라 출구측 통로군(C)의 튜브수가 입구측 통로군(A)의 튜브수보다 줄어들어 열교환기 내에서의 압력손실을 최소화하도록 되어 있다. 그러나 증발기의 경우는 액상의 냉매가 기화하기 때문에 이와 같은 응축기의 유로구조를 동일하게 적용할 수 없다는 문제가 있다.
이러한 여러가지 문제에도 불구하고 마이크로채널튜브 열교환기를 가정용 공기조화기의 증발기로 사용하려는 시도가 없었던 것은 아니다.
대한민국 특허공개 2003-0063980호에는 헤더를 상하로 배치하고 마이크로채널튜브를 수직하게 놓이도록 한 열교환기가 개시되어 있다. 상기 열교환기에는 응축수의 배수를 용이하게 하기 위한 배수홀 및 라인홈이 형성되어 있다. 기타 대한민국 특허공개2004-0017447호, 대한민국 특허공개 2004-0017449호, 대한민국 특허공개2004-0017920호, 대한민국 특허공개 2004-0019628호 등에도 상기 열교환기와 같은 방향으로 헤더와 튜브를 배열한 상태에서 응축수의 배수를 용이하게 하기 위한 다양한 구성이 개시되어 있다.
이들 공개특허에 기재된 바와 같이, 헤더를 상하로 배치하고 마이크로채널튜브를 수직하게 놓이도록 한 증발기는 응축수 배수 문제는 어느 정도 해결되나, 전열면적은 여전히 그대로 인 점과, 냉매 흐름의 불균일이 문제된다.
증발기 입구에서의 냉매 조건은 이상(two phase) 유동상태이므로, 증발기 헤더로 유입되는 냉매는 기체상태와 액체상태 간의 운동량의 차이로 인하여 각 튜브로 공급되는 냉매가 불균일하게 분배되는 문제가 있다. 특히 하나의 통로군에서 다음 통로군으로의 이동이 하나의 헤더 내부에서 일어나기 때문에 이러한 문제는 더욱 심각하다.
본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 고효율의 콤팩트한 마이크로채널튜브를 이용한 가정용 공기조화기의 증발기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 응축수의 배수가 용이하고, 냉매분배가 균일한 마이크로채널튜브를 이용한 가정용 공기조화기의 증발기를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로채널튜브를 이용한 증발기는 한 쌍의 헤더 사이에 설치되는 다수의 마이크로채널튜브를 구비하는 열교환유닛이 복수 개로 마련되고, 인접한 열교환유닛 간의 냉매전달을 위한 일체형 헤더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 열교환유닛의 헤더는 수평방향으로 놓이도록 설치되고, 상기 마이크로채널튜브를 수직방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 일체형 헤더는 일측 열교환유닛의 헤더부와 다른 일측 열교환유닛의 헤더부를 구분하며, 상기 두 헤더부 사이의 냉매 소통을 위한 개구부가 형성 된 격벽을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 열교환유닛의 헤더는 다수의 칸막이 판에 의해 구획되어 상기 각 열교환유닛의 마이크로채널튜브가 다수의 통로군을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 어느 하나의 열교환유닛의 통로군은 인접한 다른 열교환유닛의 통로군으로 연통되며, 이러한 일련의 통로군 간의 연통에 의해 형성되는 냉매써킷이 복수 개가 구비된 것을 특징으로 한다 .
또한, 상기 증발기는 냉매 흐름 상의 하류측 통로군이 이루는 유로 단면적이 상류측 통로군이 이루는 유로 단면적보다 크거나 같은 것을 특징으로 한다 .
또한, 인접한 냉매써킷 간의 냉매 흐름 방향은 서로 엇갈리게 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로채널튜브를 이용한 증발기는 수평방향으로 놓이는 상하 한 쌍의 헤더 사이에 다수의 마이크로채널튜브를 구비하는 제1열교환유닛과, 상기 제1열교환유닛과 인접하게 설치되며 수평방향으로 놓이는 상하 한 쌍의 헤더 사이에 다수의 마이크로채널튜브를 구비하는 제2열교환유닛을 포함하고, 상기 제1열교환유닛의 상부헤더와 상기 제2열교환유닛의 상부헤더는 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 일체형의 상부헤더는 상기 제1열교환유닛 및 제2열교환유닛의 마이크로채널튜브가 결합되는 베이스와; 상기 베이스와 함께 밀폐공간을 형성하는 커버와; 상기 베이스와 상기 커버에 의해 형성되는 밀폐공간을 상기 제1열교환유닛 측의 상부헤더부와 상기 제2열교환유닛 측의 상부헤더부로 구분하며, 이들 사이의 냉매 전달을 위한 개구부가 형성된 격판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 일체형의 상부헤더와, 상기 각 열교환유닛의 하부헤더는 다수의 칸막이 판에 의해 구획되어, 상기 각 열효환유닛의 마이크로채널튜브가 다수의 통로군을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1열교환유닛의 하나의 통로군은 상기 제2열교환유닛의 하나의 통로군에 연통되고, 이러한 일련의 통로군간의 연통에 의해 형성되는 냉매써킷이 복수 개가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 냉매써킷에서 냉매가 유입되는 입구측 통로군의 유로 단면적은 냉매가 배출되는 출구측 통로군의 유로 단면적 보다 작거나 같게 이루어 진 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로채널튜브를 이용한 증발기를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도3에 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로채널튜브를 이용한 증발기는 수평하게 놓이는 한 쌍의 헤더 사이에 수직하게 설치되는 다수의 마이크로채널튜브들을 구비하는 열교환유닛(20,30)이 전후방향으로 2개가 구비된다. 이하에서 전방의 열교환유닛을 제1열교환유닛(20)이라하고, 후방의 열교환유닛을 제2열교환유닛(30)이라 하겠다.
제1열교환유닛과 제2열교환유닛의 상부에는 두 열교환유닛 사이의 냉매 전달을 위한 일체형의 상부헤더(50)가 마련된다.
도4에 도시된 바와 같이, 상부헤더(50)는 길이방향에 대하여 수직하게 장공(58)이 다수 개 형성된 베이스(53)와 이 베이스(53)의 상부에 마련되어 베이스(53)와 함께 밀폐공간을 형성하는 원호형상의 단면을 갖는 커버(54)와, 베이스(53)와 커버에 의해 형성되는 공간을 베이스(53)의 길이방향으로 양분하여 제1열교환유닛(20)의 일부를 구성하는 제1상부헤더부(51)와, 제2열교환유닛(30)의 일부를 구성하는 제2상부헤더부(52)로 구분하는 격벽(55)과, 제1상부헤더부(51) 및 제2상부헤더부(52)를 다수개의 구역으로 구획하는 칸막이판(57)으로 이루어진다. 격벽(55)에는 두 열교환유닛(20,30) 사이의 냉매전달을 위하여 개구부(56)가 형성되어 있다.
상부헤더(50)의 하부에는 수직하게 세워져 설치되는 다수의 마이크로채널튜브(43, 이하 줄여서 '튜브'라고도 한다.)가 구비된다. 튜브(43)의 상단부는 상기 베이스(53)의 장공(58)에 소정 정도 삽입된 상태로 상부헤더(50)에 접합된다. 튜브(43)의 내부는 미세유로를 형성할 수 있도록 다수 개로 구획되어 있으며 그 단면형상이 마치 하모니카와 유사하여 하모니카 튜브(harmonica tube)라 불리운다.
마이크로채널튜브(43)의 사이사이에는 물결모양으로 주름진 파형(波形)핀(44, corrugated fin)이 구비된다. 파형핀(44)에는 열전달을 용이하게 하기 위하여 루버(44a, louver)가 형성되는 것이 바람직하다.
증발기의 설치 시 공기의 흐름방향을 고려하여 증발기의 면이 전체적으로 공기의 흐름방향에 대하여 수직하게 놓이도록 설치하는 것이 바람직하다. 한편, 증발기 표면에 맺히는 응축수는 도4에 도시된 바와 같이 수직으로 세워진 마이크로채널튜브(43)의 표면을 타고 자중에 의해 흘러내리게 된다. 파형핀(44)에 맺히는 응축 수 역시 파형핀(44)의 기울기에 의해 아랫방향으로 타고 내려가게 되고, 튜브(43)와 만나는 부분에서 튜브(43)를 타고 흘러내리거나 또는 파형핀(44)을 타고 다시 아래로 흘러내리게 된다.
마이크로채널튜브의 아래쪽에는 각 열교환유닛(20,30) 마다 별개로 마련되는 제1하부헤더(22) 및 제2하부헤더(32)가 구비된다.
제1하부헤더(22)는 도5에 도시된 바와 같이 원형 단면형상의 알루미늄 파이프로 만들어 진다. 제1하부헤더(22) 역시 수 개의 칸막이판(23)에 의해 구획되어 있어 인접한 구역 간의 냉매흐름이 차단된다. 제1하부헤더(22)의 상측에는 그 길이 방향에 대하여 수직하게 다수의 장공(24)이 형성되어 있으며, 이 장공(24)에 마이크로채널튜브(43)의 하단부가 소정정도 삽입된 상태로 접합된다. 제2하부헤더(32) 역시 제1하부헤더(22)와 동일한 구조를 갖는다.
제1하부헤더(22) 및 제2하부헤더(32)의 아래 쪽에는 통상의 냉동사이클 상의 팽창밸브(미도시)를 거친 냉매가 유입되는 입구관(45)과, 증발기에서 기화된 냉매가 빠져나오는 출구관(46)이 연결된다. 출구관(46)을 통해서 빠져나온 냉매들은 각 출구관(46)의 하류 측에 마련되는 합지매니폴드(47)에 모여 압축기(미도시) 측으로 보내진다. (도7 참조)
다음은 도8를 참조하여 상기 실시예에 따른 마이크로채널튜브를 이용한 증발기의 냉매흐름을 설명한다.
도면 상의 상측 부분이 제2열교환유닛(30)에서의 냉매흐름을 나타내며, 하측 부분이 제1열교환유닛(20)에서의 냉매흐름을 나타내고, 중간부분은 상부헤더(50)에 서의 냉매흐름을 나타낸다.
앞에서 설명한 바와 같이, 상부헤더(50) 및 각 하부헤더(22,32)들은 다수의 칸막이판(57, 23 ,33))에 의해 구획되어 있는데, 상기 실시예의 증발기에서는 제1상부헤더부(51)와 제2상부헤더부(52) 및 각 하부헤더(22,32)가 4개의 구역으로 분리되어 있으며, 도8과 같은 흐름을 형성하도록 각 구역은 크기가 서로 다르게 구획된다.
도 8 상의 제2하부헤더(32)의 좌측 구역(32a)과 제2상부헤더부(52)의 좌측 구역(52a)은 그 크기가 같도록 구획되며, 이들 사이에 설치되어 있는 튜브(43)들은 하나의 통로군 G1을 형성한다. 그 우측으로 G2, G3, G4의 통로군을 형성하도록 제2하부헤더(32)와 제2상부헤더부(52)의 나머지 부분(32b,32c,32d 및 52b,52c,52d)이 구획되며, 제1상부헤더부(51)와 제1하부헤더(22)도 도면 상의 좌측부터 순차로 G5, G6, G7, G8의 통로군을 형성할 수 있도록 각각 네 구역(51a, 51b, 51c, 51d 및 22a, 22b, 22c, 22d)으로 구획되어 있다.
이들 통로군 중에서 G1, G3, G6, G8은 G2, G4, G5, G7보다 튜브(43)수가 적다. 이는 증발기 내에서 냉매가 기화할 때 팽창되는 부피를 반영하여 증발기 내에서 냉매의 압력강하를 줄이기 위함이다.
통로군 G1이 결합되어 있는 제2하부헤더(32)에는 냉매의 입구관(45)이 연결되어 있다. 입구관(45)을 통해 유입된 냉매는 제2하부헤더(32) 일 구역(32a)에서 통로군 G1의 각 튜브(43)로 분배된다. 통로군 G1을 따라 흐르는 냉매는 제2상부헤더부(52)의 일 구역 (52a)에 모이고, 다시 격벽(55)의 개구부(56)를 통해 제1상부 헤더부(51)의 일 구역(51a)으로 전달된다. 다시 냉매는 통로군 G5의 각 튜브(43)로 분배되어 제1하부헤더(22)의 일 구역(22a)로 전달된다. 제1하부헤더(22)의 일 구역(22a)의 냉매는 그 하부에 연결된 출구관(46)을 통해 빠져나가게 된다.
냉매는 통로군 G1과 G5를 지나면서 주위공기와 열교환되어 기화된다. 냉매가 유입되는 통로군 G1을 입구측 통로군이라 하고, 냉매가 빠져나가게 되는 통로군 G5를 출구측 통로군이라 한다. 그리고 하나의 유입관(45)에서 유입된 냉매가 반대측 출구관(46)에 이르기까지의 일련의 유로를 냉매써킷이라 한다. 마찬가지로 G3, G6, G8은 입구측 통로군이 되고, G2, G4, G7은 출구측 통로군이 된다. 그리고 이들에 의해 3개의 냉매써킷이 형성된다. 본 실시예의 증발기에서 냉매써킷은 총4개가 형성되어 있으며, 인접한 냉매써킷 간의 냉매의 흐름방향은 서로 엇갈리게 형성되어 있다. 이는 각 통로군의 냉매튜브(43) 수의 많고 적음을 고려하여 형성된 것이다.
전술한 바와 같이 입구측 통로군 G1, G3, G6, G8의 튜브(43) 수는 출구측 통로군 G2, G4, G5, G7 보다 적은데, 이는 곧 출구측 통로군 G2, G4, G5, G7에 의한 유로 단면적이 입구측 통로군 G1, G3, G6, G8에 의한 유로 단면적보다 큰 것을 의미한다. 증발기의 특성상 증발기를 지나는 냉매는 액상으로 유입되어 기상으로 배출되면서 부피가 팽창하기 때문에 증발기 내부에서의 압력강하를 줄이기 위하여 이와 같이 설계하는 것이 바람직하다.
하나의 통로군에서 다음 통로군으로 냉매가 전달될 때, 종래에는 헤더 내부에서 냉매가 흐르면서 각 튜브(43)로 냉매가 분배되어 불균일한 분배가 되었으나, 본 실시예의 증발기에서는 일체형 상부헤더(50)의 격벽(55)에 형성된 개구부(56)를 통해 냉매가 전달되어 고른 냉매 분배가 가능하게 된다. (도6참조)
도9a와 도9b는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 마이크로채널튜브를 이용한 증발기에 관한 것으로, 일체형 상부헤더의 내부구조를 도시한 평면도이다. 전술한 실시예의 증발기와 마찬가지로 2대의 열교환유닛을 구비하고 있으나, 냉매 유로 구조에서 차이가 있다. 도9a의 실시예의 증발기는 3개의 냉매써킷으로 구성되어 있다. 상부헤더(60)의 아래쪽에 있는 제1상부헤더부(61)와 그 위쪽에 있는 제2상부헤더부(62)는 2개의 칸막이판(63)에 의해 각각3개의 구역으로 구획되어 있으며, 전술한 실시예의 증발기와 마찬가지로 출구측 통로군의 유로 단면적이 입구측 통로군의 유로 단면적보다 크게 구획된다. 열교환유닛 간의 냉매 전달은 상부헤더의 격벽(64)에 형성된 개구부를 통해 이루어지며 냉매의 흐름 방향은 화살표로 표시된 바와 같이 인접한 냉매써킷 간에 서로 엇갈리게 흐르게된다. 도9b의 실시예의 증발기는 2개의 냉매써킷으로 구성되어 있다. 상부헤더(70)의 아래쪽에 있는 제1상부헤더부(71)와 그 위쪽에 있는 제2상부헤더부(72)는 1개의 칸막이판(73)에 의해 각각 2개의 구역으로 구획되어 있으며, 출구측 통로군의 유로 단면적이 입구측 통로군의 유로 단면적보다 크게 구획되어 있으며 냉매흐름 방향은 화살표로 표시된 바와 같이 엇갈리게 되어 있다.
도10a, 10b, 10c 등은 상부헤더의 격벽에 형성되는 개구부의 형상이 도3의 실시예에서와 달리 그 형상 및 크기 위치 등이 다양하게 변형될 수 있음을 보여 주고 있다. 도10a의 격벽(81)은 원형의 개구부(82)를 구비하고 있으며, 도10b는 격벽(83)의 개구부(84)가 상측에 치우쳐 있고, 도10c는 격벽(85)의 개구부(86)가 전체 격벽 면적에 대하여 상당히 넓게 형성된 것을 보여주고 있다.
한편, 이와 같은 마이크로채널튜브를 이용한 증발기는 헤더, 튜브, 파형핀 등이 알루미늄재질로 제조되며, 제조방법은 통상적으로 노 브레이징 공정에 의한 방법이 사용된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로채널튜브를 이용한 증발기는 크기가 작으면서도 효율이 높기 때문에 가정용 공기조화기의 소형화가 가능하다.
또한, 열교환유닛을 복수 개로 구비하고 있어 전열면적을 충분히 확보할 수 있다.
또한, 증발기의 설치방향과, 각 열교환유닛 간의 냉매를 전달하는 상부헤더에 의해 냉매의 균일한 분배가 가능한 효과가 있다.
또한, 증발기의 설치방향에 의해 응축수의 배수가 용이한 장점이 있다.

Claims (12)

  1. 한 쌍의 헤더 사이에 설치되는 다수의 마이크로채널튜브를 구비하는 열교환유닛이 복수 개로 마련되고, 인접한 열교환유닛 간의 냉매전달을 위한 일체형 헤더를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로채널튜브를 이용한 증발기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 열교환유닛의 헤더는 수평방향으로 놓이도록 설치되고, 상기 마이크로채널튜브를 수직방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 마이크로채널튜브를 이용한 증발기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 일체형 헤더는 일측 열교환유닛의 헤더부와 다른 일측 열교환유닛의 헤더부를 구분하며, 상기 두 헤더부 사이의 냉매 소통을 위한 개구부가 형성된 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로채널튜브를 이용한 증발기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 각 열교환유닛의 헤더는 다수의 칸막이 판에 의해 구획되어 상기 각 열교환유닛의 마이크로채널튜브가 다수의 통로군을 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로채널튜브를 이용한 증발기.
  5. 제4항에 있어서,
    어느 하나의 열교환유닛의 통로군은 인접한 다른 열교환유닛의 통로군으로 연통되며, 이러한 일련의 통로군 간의 연통에 의해 형성되는 냉매써킷이 복수 개가 구비된 것을 특징으로 하는 마이크로채널튜브를 이용한 증발기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 증발기는 냉매 흐름 상의 하류측 통로군이 이루는 유로 단면적이 상류측 통로군이 이루는 유로 단면적보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 마이크로채널튜브를 이용한 증발기.
  7. 제5항에 있어서,
    인접한 냉매써킷 간의 냉매 흐름 방향은 서로 엇갈리게 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로채널튜브를 이용한 증발기.
  8. 수평방향으로 놓이는 상하 한 쌍의 헤더 사이에 다수의 마이크로채널튜브를 구비하는 제1열교환유닛과, 상기 제1열교환유닛과 인접하게 설치되며 수평방향으로 놓이는 상하 한 쌍의 헤더 사이에 다수의 마이크로채널튜브를 구비하는 제2열교환유닛을 포함하고, 상기 제1열교환유닛의 상부헤더와 상기 제2열교환유닛의 상부헤더는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로채널튜브를 이용한 증발기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 일체형의 상부헤더는 상기 제1열교환유닛 및 제2열교환유닛의 마이크로채널튜브가 결합되는 베이스와; 상기 베이스와 함께 밀폐공간을 형성하는 커버와; 상기 베이스와 상기 커버에 의해 형성되는 밀폐공간을 상기 제1열교환유닛 측의 상부헤더부와 상기 제2열교환유닛 측의 상부헤더부로 구분하며, 이들 사이의 냉매 전달을 위한 개구부가 형성된 격판을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로채널튜뷰를 이용한 증발기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 일체형의 상부헤더와, 상기 각 열교환유닛의 하부헤더는 다수의 칸막이 판에 의해 구획되어, 상기 각 열효환유닛의 마이크로채널튜브가 다수의 통로군을 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로채널튜브를 이용한 증발기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1열교환유닛의 하나의 통로군은 상기 제2열교환유닛의 하나의 통로군에 연통되고, 이러한 일련의 통로군간의 연통에 의해 형성되는 냉매써킷이 복수 개가 구비된 것을 특징으로 하는 마이크로채널튜브를 이용한 증발기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 각 냉매써킷에서 냉매가 유입되는 입구측 통로군의 유로 단면적은 냉매가 배출되는 출구측 통로군의 유로 단면적 보다 작거나 같게 이루어 진 것을 특징으로 하는 마이크로채널튜브를 이용한 증발기.
KR1020040073993A 2004-09-15 2004-09-15 마이크로채널튜브를 이용한 증발기 KR20060025082A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040073993A KR20060025082A (ko) 2004-09-15 2004-09-15 마이크로채널튜브를 이용한 증발기
US11/151,244 US20060054310A1 (en) 2004-09-15 2005-06-14 Evaporator using micro-channel tubes
EP05253858A EP1640682A1 (en) 2004-09-15 2005-06-22 Evaporator using micro-channel tubes
CNA2005100799320A CN1749680A (zh) 2004-09-15 2005-06-27 使用微通道管的蒸发器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040073993A KR20060025082A (ko) 2004-09-15 2004-09-15 마이크로채널튜브를 이용한 증발기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060025082A true KR20060025082A (ko) 2006-03-20

Family

ID=36605263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040073993A KR20060025082A (ko) 2004-09-15 2004-09-15 마이크로채널튜브를 이용한 증발기

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20060054310A1 (ko)
EP (1) EP1640682A1 (ko)
KR (1) KR20060025082A (ko)
CN (1) CN1749680A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100860389B1 (ko) * 2007-07-06 2008-09-26 대한공조(주) 인터쿨러가 가스쿨러에 일체로 형성된 고압 냉매시스템장치
WO2009140494A3 (en) * 2008-05-14 2010-03-11 Carrier Corporation Heat exchanger drip tube
KR20150069260A (ko) * 2013-12-13 2015-06-23 김영진 냉장고용 채널타입 증발기
WO2019147106A1 (ko) * 2018-01-29 2019-08-01 한온시스템 주식회사 열교환기

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2079973B1 (en) * 2006-10-13 2012-05-02 Carrier Corporation Multi-pass heat exchangers having return manifolds with distributing inserts
KR101260765B1 (ko) * 2007-09-03 2013-05-06 한라비스테온공조 주식회사 증발기
KR101291033B1 (ko) 2007-11-09 2013-08-01 한라비스테온공조 주식회사 열교환기
WO2010003938A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-14 Arcelik Anonim Sirketi An evaporator
CN101788213B (zh) * 2009-01-22 2011-09-28 三花丹佛斯（杭州）微通道换热器有限公司 换热器
EP2327947B1 (en) * 2009-11-30 2012-02-22 ABB Research Ltd Heat exchanger
US10047984B2 (en) * 2010-06-11 2018-08-14 Keihin Thermal Technology Corporation Evaporator
CN101871735A (zh) * 2010-06-12 2010-10-27 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 一种适于热泵热水器的微通道换热器及其制造方法
KR101462173B1 (ko) * 2010-10-28 2014-12-04 삼성전자주식회사 열교환기
US20120261104A1 (en) * 2011-04-12 2012-10-18 Altex Technologies Corporation Microchannel Heat Exchangers and Reactors
EP3767219A1 (en) * 2011-10-19 2021-01-20 Carrier Corporation Flattened tube finned heat exchanger and fabrication method
CN102419128A (zh) * 2011-12-13 2012-04-18 毛俊法 带有中间集水管的热交换器
JP5796518B2 (ja) * 2012-03-06 2015-10-21 株式会社デンソー 冷媒蒸発器
DE102012211187A1 (de) * 2012-06-28 2014-01-02 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager
US9689594B2 (en) * 2012-07-09 2017-06-27 Modine Manufacturing Company Evaporator, and method of conditioning air
WO2014032488A1 (zh) 2012-08-30 2014-03-06 Yu Shaoming 一种微通道热交换器
JP6302264B2 (ja) 2013-08-28 2018-03-28 三菱重工業株式会社 冷却装置および原子力設備
JP5741657B2 (ja) * 2013-09-11 2015-07-01 ダイキン工業株式会社 熱交換器及び空気調和機
EP3120097B1 (en) 2014-03-18 2020-06-24 Carrier Corporation Microchannel heat exchanger evaporator
CN106152614B (zh) * 2014-07-11 2019-11-19 杭州三花研究院有限公司 一种制冷系统及其换热器
US10168083B2 (en) * 2014-07-11 2019-01-01 Hangzhou Sanhua Research Institute Co., Ltd. Refrigeration system and heat exchanger thereof
JP2016038115A (ja) * 2014-08-05 2016-03-22 サンデンホールディングス株式会社 熱交換器
CN104296424B (zh) * 2014-09-29 2017-01-18 杭州三花微通道换热器有限公司 换热器
CN105091624B (zh) * 2015-08-31 2018-01-26 湖南华强电气有限公司 一种车载空调扁管换热器
JP7078840B2 (ja) * 2018-01-19 2022-06-01 ダイキン工業株式会社 熱交換器および空気調和装置
US10895410B2 (en) * 2018-09-05 2021-01-19 Audi Ag Evaporator in a refrigerant circuit B
US10976084B2 (en) * 2018-09-05 2021-04-13 Audi Ag Evaporator in a refrigerant circuit a
CN110160285A (zh) * 2019-05-29 2019-08-23 天津大学 一种可拼接的蒸发器
FR3099566A1 (fr) * 2019-07-29 2021-02-05 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur pour véhicule destiné à être utilisé comme évaporateur et/ou comme radiateur
CN112789456A (zh) * 2019-09-11 2021-05-11 开利公司 热交换器组件
JP2024046157A (ja) * 2022-09-22 2024-04-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 熱交換器、及び室外機

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960009342A (ko) 1994-08-25 1996-03-22 이형도 브러쉬레스 모터
JP2002147990A (ja) * 2000-11-09 2002-05-22 Zexel Valeo Climate Control Corp 熱交換器
US6745827B2 (en) * 2001-09-29 2004-06-08 Halla Climate Control Corporation Heat exchanger
KR20030063980A (ko) 2002-01-25 2003-07-31 엘지전자 주식회사 평행유동형 열교환기
KR20040017447A (ko) 2002-08-21 2004-02-27 엘지전자 주식회사 열교환기의 응축수 배출장치
KR20040017449A (ko) 2002-08-21 2004-02-27 엘지전자 주식회사 열교환기의 응축수 배출장치
KR20040017920A (ko) 2002-08-22 2004-03-02 엘지전자 주식회사 열교환기의 응축수 배출장치
KR100498303B1 (ko) 2002-08-28 2005-07-01 엘지전자 주식회사 열교환기의 응축수 배출장치
JP4096674B2 (ja) * 2002-09-20 2008-06-04 株式会社デンソー 蒸気圧縮式冷凍機
JP2004225961A (ja) * 2003-01-21 2004-08-12 Denso Corp マルチフロー型熱交換器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100860389B1 (ko) * 2007-07-06 2008-09-26 대한공조(주) 인터쿨러가 가스쿨러에 일체로 형성된 고압 냉매시스템장치
WO2009140494A3 (en) * 2008-05-14 2010-03-11 Carrier Corporation Heat exchanger drip tube
KR20150069260A (ko) * 2013-12-13 2015-06-23 김영진 냉장고용 채널타입 증발기
WO2019147106A1 (ko) * 2018-01-29 2019-08-01 한온시스템 주식회사 열교환기

Also Published As

Publication number Publication date
EP1640682A1 (en) 2006-03-29
CN1749680A (zh) 2006-03-22
US20060054310A1 (en) 2006-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100913141B1 (ko) 마이크로채널튜브를 이용한 증발기
KR20060025082A (ko) 마이크로채널튜브를 이용한 증발기
KR100265657B1 (ko) 증발기 또는 증발기/응축기 및 그 제조방법
US9494368B2 (en) Heat exchanger and air conditioner
EP2660550B1 (en) Heat exchanger and air conditioner
AU740183B2 (en) Heat exchanger
JP3945208B2 (ja) 熱交換用チューブ及び熱交換器
US7367388B2 (en) Evaporator for carbon dioxide air-conditioner
KR20160131577A (ko) 공기조화기의 열교환기
EP1864060A1 (en) Heat exchanger arrangement
KR20170031556A (ko) 마이크로 채널 타입 열교환기
EP3569938B1 (en) Air conditioner
KR101837046B1 (ko) 열교환기
JP5716496B2 (ja) 熱交換器および空気調和機
JP2003302183A (ja) 空調用熱交換器
WO2021095439A1 (ja) 熱交換器
CN110651162A (zh) 制冷剂蒸发器及其制造方法
KR19990020128U (ko) 수액기 일체형 응축기
KR100941706B1 (ko) 열 교환기
KR100522668B1 (ko) 열교환기튜브
CN107806723B (zh) 壳管式冷凝器
JP6590957B2 (ja) 冷凍装置
JP2003222436A (ja) ヒートポンプ型空調用熱交換器
KR200168000Y1 (ko) 룸 에어컨용 증발기
JP2003294338A (ja) 熱交換器

Legal Events

Date Code Title Description
WITB Written withdrawal of application