KR20060097936A - 열교환기 및 열교환기의 배치구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 열교환기는 단면이 대략 직선인 제 1 열교환기; 및 상기 제 1 열교환기와 분리되고 단면이 대략 직선인 제 2 열교환기가 포함되고, 상기 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기의 가상의 연장선은 열교환기의 외부에 놓이는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의해서 열교환기의 수평방향의 폭이 축소됨으로써, 실내기의 전체적인 폭이 줄어들게 되어 사용자 및 취급자의 편의가 증진되고, 실내공간에 더욱 아름답게 설치가능한 장점이 있다.

또한, 열교환기가 실내기 내부의 유로에 맞추어서 배치되도록 함으로써, 좁은 공간임에도 불구하고 열교환의 효율이 증진되어 실내기는 더욱 소형화될 수 있는 장점이 있다.

열교환기, 배치구조

Description

열교환기 및 열교환기의 배치구조{Heat exchanger and disiposition structure of heat exchanger}

도 1은 종래 열교환기의 단면도.

도 2는 본 발명의 사상이 적용되는 실내기의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 열교환기의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 케이스 2 : 상방 유입구 3 : 전방 유입구

4 : 제 1 열교환기 5 : 제 2 열교환기 6 : 횡류팬

7 : 유로가이드 8 : 토출구 9 : 거치대

10 : 리턴밴드

본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 상세하게는 동일한 기능을 수행하는 복수개의 열교환기가 병렬적으로 구성되도록 함으로써, 열교환기의 설치공간이 축소되도록 하는 열교환기 및 열교환기의 배치구조에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 공조 시스템의 실내기에 설치되는 열교환기를 복수개로 나뉘어서 설치하는 경우에 열교환기의 배치구조를 제안함으로써, 실내기를 더욱 슬림화할 수 있도록 하는 열교환기 및 열교환기의 배치구조에 관한 것이다.

열교환기는 복수개의 관로과, 상기 관로의 외주면이 접촉되는 핀이 형성되는 기기로서, 상기 관로의 내부에는 제 1 유체가 흐르고, 상기 핀으로 또 다른 제 2 유체가 흐르도록 하여, 상기 유체 간에 열이 교환되도록 하는 기기이다.

이러한 열교환기는 대표적으로 공조 시스템에 적용될 수 있고, 공조 시스템의 실외기에서는 냉매가 응축되어 열이 공기로 발산되도록 하는 응축기로서의 역할을 수행하고, 실내기에서는 냉매가 증발되어 공기중의 열이 냉매로 흡수되도록 하는 증발기로서의 역할을 수행하게 된다.

한편, 공조 시스템에 적용되는 열교환기는 공기와 냉매관의 열교환량이 충분히 달성되도록 하기 위한 소정의 크기로 제공되어야 한다. 다시 말하면, 응축기로서의 기능 및 증발기로서의 기능이 충분히 수행될 수 있는 정도의 방열면적 및 흡열면적이 제공되도록 하기 위하여 일정 크기 이상으로 열교환기가 제공되어야 하는 것이다.

그러나, 상기 열교환기의 크기가 커지게 되면 그와 함께 실외기 또는 실내기의 크기가 커지게 되고, 실내기 및 실외기가 커지게 되면 더 큰 설치공간이 요구되기 때문에 바람직하지 않다.

이러한 문제점은 실내기의 경우에 더욱 대두된다. 상세하게 설명하면, 실내기는 그 폭을 축소시켜 슬림화를 달성하는 것이 중요한 과제이지만, 실내기의 폭과 높이를 축소시키는데 있어서 열교환기의 형상 및 구성은 많은 문제점을 야기하는 것이다. 이하에서는 종래 증발기용 열교환기의 단면도를 참조하여 종래 기술의 문제점에 대해서 상술한다.

도 1은 종래 열교환기의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 열교환기는 대개의 경우에 설치높이를 줄이기 위하여 일개소 이상에서 절곡하여 높이가 줄어들도록 한다. 그러므로, 열교환기는 수직방향으로 연장되는 L1영역과, 상기 L1영역에서 절곡되어 연장되는 L2영역으로 구분된다. 그리고, 전체 폭은 L2영역에 의해서 구부러지는 폭인 W1의 폭만큼이 발생된다.

종래의 열교환기가 이와 같이 절곡되어 형성됨으로써, 실내기의 상측 및 전방에서 흡입되는 모든 흡입공기에 대해서 열교환이 수행될 수 있는 장점을 얻을 수도 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 열교환기는 수평방향의 폭이 W1에 이르기 때문에 실내기의 전체 폭이 그만큼 길어지는 단점이 있고, 실내기의 폭이 길어지면 사용상의 불편 및 설치상의 불편이 커지는 단점이 있다.

또한, 상기 L1영역에는 흡입되는 공기가 닿지 아니하는 부분이 발생되기 때문에, 열교환의 효율이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기되는 문제점을 개선하기 위하여 제안되는 것으로서, 열교환기의 수평방향의 폭을 축소하여 실내기의 전체적인 폭이 줄어들도록 하는 열교환기 및 열교환기의 배치구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.

또한, 열교환기가 실내기 내부의 유로에 맞추어서 배치되도록 함으로써, 열 교환의 효율이 증진되도록 하는 열교환기 및 열교환기의 배치구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.

상기되는 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열교환기는 단면이 대략 직선인 제 1 열교환기; 및 상기 제 1 열교환기와 분리되고 단면이 대략 직선인 제 2 열교환기가 포함되고, 상기 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기의 가상의 연장선은 열교환기의 외부에 놓이는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 열교환기의 배치구조는 케이스; 상기 케이스의 일측에 제공되는 공기의 유입구; 상기 유입구를 통하여 유입되는 공기가 통과되는 제 1 열교환기; 상기 제 1 열교환기를 통과한 공기가 다시금 통과되는 제 2 열교환기; 상기 제 1 열교환기와 제 2 열교환기가 서로 냉매가 연통되도록 하는 리턴밴드; 상기 제 2 열교환기에서 냉각된 공기가 토출되기 위하여 상기 케이스의 하측에 제공되는 공기의 토출구가 포함된다.

제안되는 바와 같은 본 발명의 열교환기 및 열교환기의 배치구조에 의해서 열교환기 나아가서는 열교환기가 설치되는 실내기의 폭이 줄어드는 장점이 있고, 이로 인하여 실내기 설치 및 취급의 편의가 증진되는 장점을 얻을 수 있다. 또한, 열교환기에 의한 열교환 효율이 증진되기 때문에, 열교환기의 크기가 작아지더라도 동등하거나 그 이상의 열교환 효율을 얻을 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 첨부되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사 상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명의 사상이 적용되는 실내기의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 실내기에는 실내기의 외관을 이루는 케이스(1)와, 상기 케이스(1)의 상측에 형성되는 상방 유입구(2)와, 상기 케이스(1)의 전면에 형성되는 전방 유입구(3)와, 상기 케이스(1)의 하방에 형성되는 토출구(8)가 포함된다.

상기 흡입구(2)(3)을 통하여 흡입되는 공기는, 열교환기(4)(5)를 통과하면서 열교환이 수행되고, 상기 횡류팬(6)에 의해서 강제 유동된 뒤에 토출구(8)를 통하여 토출된다. 그리고, 상기 전방 유입구(3)는 선택적으로 개폐될 수 있는데, 이를 위하여 전방 유입구(3)의 전면에는 전방도어(11)가 더 형성될 수 있다. 상기 횡류팬(6)은 팬의 종류에 대해서는 제한되지 아니하며, 실내기의 구성등에 따라서 다른 여러 형태의 팬이 사용될 수도 있다. 다만, 횡류팬(6)이 사용되는 경우에는 횡류내(6)에 의한 공기의 유동이 가이드되도록 하기 위하여 소정 형상의 유로 가이드(7)가 더 제공되어야 한다.

한편, 상기 열교환기(4)(5)는 분리형으로서 두개의 열교환기가 개별적으로 사용되고, 다만, 리턴벤드(10)에 의해서 어느 한 열교환기에서 유출된 냉매는 다른 한 열교환기로 유입된다. 상기 열교환기(4)(5)가 분리형이라는 의미에 대해서 상술한다. 도 1에 제시되는 종래의 열교환기에는 단면이 대략 직선인 복수개의 열교환기가 서로 절곡되는 지점이 발생되고, 상기 절곡지점은 각각의 열교환기에서 연장되는 가상의 직선에 대한 교차점이 된다. 그러나, 도 3에 제시되는 본 발명의 분리 형 열교환기는 단면이 대략 직선이면서도, 각각의 열교환기에서 연장되는 가상의 직선의 교차점은, 열교환기의 어느 지점과는 무관한 위치로서 열교환기의 바깥쪽에서 만나거나 서로 평행이 되어 만나는 지점이 없는 것으로 정의될 수 있다.

또한, 상기 열교환기(4)(5)가 거치되도록 하기 위한 거치대(9)가 실내기의 내부에 더 형성되는데, 상기 거치대(9)는 도시되는 바와 같이, 열교환기(4)(5)가 수직방향에 대하여 경사가 지면서도 거치가 되도록 하기 위하여는, 분리되는 각각의 열교환기(4)(5)에 대해서 개별적으로 지지가 되도록 한다.

또한, 본 발명은 상기 열교환기의 형상 및 배치에 대하여 그 일 특징이 있다.

먼저, 상기 열교환기는 제 1 열교환기(4)와 제 2 열교환기(5)가 분리형으로 사용된다. 상세하게 설명하면, 종래와 같이 이어지면서 절곡되는 형태로 사용되는 것이 아니라, 각각의 열교환기가 리턴밴드(10)만을 제외하면 완전히 분리되는 형태로 사용되는 것이다.

이와 같이 복수개의 열교환기가 분리형으로 사용됨으로써, 상기 전방 유입구(3) 및 상방 유입구(2)를 통하여 유입되는 각각의 공기에 대한 열교환이 효율적으로 수행될 수 있도록 한다. 상세하게는, 상기 제 1 열교환기(4)를 통과한 공기가 제 2 열교환기(5)를 다시금 통과하도록 함으로써, 열교환의 성능이 더욱 높아지는 것인데, 열교환기를 재차 거치는 경우에는 그만큼 많은 양의 냉기가 발생될 수 있게 된다. 다시 말하면, 좁은 공간에서 보다 대면적의 열교환기가 설치될 수 있게 됨으로써, 실내기 내부의 좁은 공간 내에서도 많은 면적의 열교환기가 설치됨으로 써, 열교환의 효율이 증진되는 것이다.

또한, 상기 제 2 열교환기(5)에는 상기 제 2 열교환기(4)를 거치지 않고, 상기 전방 유입구(3)를 통하여 유입된 공기가 더 냉각되도록 함으로써, 유량이 많이 필요한 경우에 선택적으로 추가적인 냉기의 양이 확보되도록 할 수도 있다.

또한, 상기 제 1 열교환기(4)와 제 2 열교환기(5)의 좌측단부는 동일한 수직선을 공유하도록 함으로써, 실내기의 전면에 열교환기(4)(5)가 안전하게 놓이도록 할 수 있다.

또한, 상기 열교환기(4)(5)는 각각의 열교환기의 배치 상태가 안정되게 유지되도록 하는 별도의 거치대가 놓이는 것은 이미 설명된 바와 같은데, 이는 열교환기(4)(5)가 분리형이기 때문에, 더욱 요구되는 구성이라고 할 수 있다.

또한, 상기 열교환기(4)(5)는 인접되는 단부는 적어도 일영역은 서로가 중첩되어 있다. 다시 말하면, 한 쌍의 열교환기(4)(5)의 인접하는 쪽에서 어느 한 쪽의 열교환기(4)(5)에서 수직방향으로 가상선을 그으면, 상기 가상선은 항상 다른 쪽 열교환기를 통과하게 된다. 도 3을 참조하면, 제 1 열교환기(4)의 단부에서 가상선을 그으면 L3의 길이만큼의 중첩영역이 발생되고, 상기 중첩영역은 공기가 한 쌍의 열교환기(4)(5)를 전부 통과하는 영역이라고 생각할 수 있다.

또한, 상기 중첩영역이 발생됨으로 인하여, 상기 열교환기의 수평방향의 폭은 종래와 달리 더욱 줄어들 수 있게 된다. 물론, 이러한 특징으로 인하여 열교환기의 전체 폭이 줄어들게 되고, 실내기의 폭이 줄어들면 실내기의 설치 및 사용상의 편의가 증진되고, 소비자의 심미감이 한층 더 자극되는 장점이 있다.

보다 구체적인 예로서 실내기에 적응적인 구현례를 설명하면, 열교환기의 설치공간이 도 1에 제시되는 종래와 동일한 공간이 허용되는 경우에, 상기 제 1 열교환기(4)는 냉매관이 여덟단 이열로 제공되고, 상기 각 B는 50 ~ 60도의 범위로 배치되고, 상기 제 2 열교환기(5)는 냉매관이 여섯단 이열로 제공되고, 상기 각 A는 20 ~ 30도의 범위로 배치되도록 할 수 있다.

이와 같은 실제적인 예를 도 1에 제시되는 종래의 열교환기와 비교하여 설명한다. 다른 조건이 동일한 상태에서, 도 1에 제시되는 열교환기는 L1영역은 냉매관은 일곱단 이열 이고, L2영역의 냉매관은 다섯단 이열이고, 상기 L1영역의 경사각이 45도이고, 튜브들의 열 사이의 거리가 12.7mm이고, 튜브들의 단 사이의 거리가 21mm이다.

본 발명의 실시예에 따른 튜브들에 있어서도 단 사이의 거리와 열 사이의 거리는 상호 동일한 것으로 한다.

이러한 구체적인 조건에서, 종래 열교환기의 폭은 129.4mm이고, 본 발명의 열교환기의 폭은 89mm로서 열교환기의 설치에 필요한 실내기의 폭이 대략 30%정도 감소되는 것을 볼 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 열교환기의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 단일의 기기에 적용되는 실내기라도 리턴밴드(10)만 공유된 상태에서 서로 완전히 독립된 구조로 사용된다.

또한, 각각의 열교환기는 상기 중첩영역이 적어도 일 부분에 발생되어, 어느 한 열교환기를 거친 공기가 다시금 열교환기를 거치도록 함으로써 열교환의 효율이 증진되도록 한다.

또한, 상기 중첩영역에 의해서 열교환기의 전체폭이 현저하게 감소되는 것도 물론이다. 이와 같이 열교환기의 폭이 감소되면 실내기의 폭도 감소되어 소비자의 사용과 취급이 용이해지고, 실내공간에 더욱 아름답게 설치되는 장점이 있다.

본 발명에 의해서 열교환기의 수평방향의 폭이 축소됨으로써, 실내기의 전체적인 폭이 줄어들게 되어 사용자 및 취급자의 편의가 증진되고, 실내공간에 더욱 아름답게 설치가능한 장점이 있다.

또한, 열교환기가 실내기 내부의 유로에 맞추어서 배치되도록 함으로써, 좁은 공간임에도 불구하고 열교환의 효율이 증진되어 실내기는 더욱 소형화될 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

1. 단면이 직선인 제 1 열교환기; 및

   상기 제 1 열교환기와 분리되고 단면이 직선인 제 2 열교환기가 포함되고, 상기 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기의 가상의 연장선은 상기 열교환기의 외부에서 서로 만나는 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   공기가 상기 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기를 모두 통과하는 중첩영역이 있는 열교환기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기를 연결하는 리턴벤드가 포함되는 열교환기.
4. 케이스;

   상기 케이스의 일측에 제공되는 공기의 유입구;

   상기 유입구를 통하여 유입되는 공기가 통과되는 제 1 열교환기;

   상기 제 1 열교환기를 통과한 공기중의 적어도 일부가 다시 통과되는 제 2 열교환기;

   상기 제 1 열교환기와 제 2 열교환기가 서로 냉매가 연통되도록 하는 리턴밴드;

   상기 제 2 열교환기에서 냉각된 공기가 토출되기 위하여 상기 케이스의 하측에 제공되는 공기의 토출구가 포함되는 열교환기의 배치구조.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 열교환기는 그 단면이 직선인 열교환기의 배치구조.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 열교환기들을 각각 지지하는 거치대가 제공되는 열교환기의 배치구조.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 2 열교환기의 후단에 제공되는 팬이 포함되는 열교환기의 배치구조.

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