KR20110122534A - 열 교환 효율이 극대화된 이산화탄소 냉매용 열 교환기 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 열 교환기는 이산화탄소를 냉매로 사용한 열 교환기로서, 관 형상이며 그 관 형상의 측면에 서로 이격되도록 형성된 물 유입공과 물 유출공이 구비된 몸체; 상기 몸체의 일단부 쪽에 배치되며 복수의 냉매 통과용 구멍이 형성된 판상의 제1격막 부재; 상기 몸체의 타단부 쪽에 배치되며 복수의 냉매 통과용 구멍이 형성된 판상의 제2격막 부재; 상기 제1격막 부재와 상기 제2격막 부재 간을 연결하도록 배치되며 상기 냉매 통과용 구멍에 결합된 복수의 냉매관; 상기 몸체의 일단부에 결합되며 냉매가 유입되는 냉매 유입공이 구비된 제1커버 부재; 및 상기 몸체의 타단부에 결합되며 냉매가 유출되는 냉매 유출공이 구비된 제2커버 부재를 포함하며, 상기 냉매 유입공과 상기 제1격막 부재 사이에 배치되며 상기 냉매 유입공으로 유입되는 냉매를 균등 및 균일한 와류 형태로 분배하여 상기 제1격막 부재로 향하게 하는 균등 균일 분배용 터보 노즐을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

열 교환 효율이 극대화된 이산화탄소 냉매용 열 교환기{Heat exchanger for carbon dioxide coolant enhanced heat exchange efficiency}

본 고안은 이산화탄소를 냉매로 사용하는 수냉식 열 교환기에 관한 것이다.

일반적으로 프레온가스로 불리는 CFC냉매는 오존층을 파괴하는 것으로 알려져 국내외적으로 환경문제로 대두되고 있고, 이를 최소화할 수 있는 새로운 대체 냉매를 선진국 중심으로 개발하여 가전제품에 적용하고 있다.

상기와 같은 대체 냉매 중에 이산화탄소(CO₂)는 우수한 안정성, 무취, 무독, 비부식성, 비연소, 비폭발성의 물질로서 윤활유와 양호한 상용성이 있고, 다른 냉매에 비해 가스의 비체적이 작아서 소형 에어컨 시스템 제작이 용이한 장점이 있다.

또한, 이산화탄소의 가장 큰 특징으로는 높은 가스압력과 낮은 임계온도를 가지는 것이다.

상기의 높은 가스압력과 낮은 임계온도를 가지는 특성에 의해 이산화탄소 냉매시스템에서는 임계압력보다 낮은 압력에서 열을 흡수하고, 임계압력보다 높은(초임계상태) 압력에서 열을 방출하는 초임계 싸이클을 구성하며, 주요 구성요소로는 압축기, 응축기, 증발기, 내부 열 교환기, 팽창밸브 등으로 이루어져 있다.

이와 같은 이산화탄소를 냉매로 사용하는 공조 시스템에서 열 교환기의 역할은 매우 중요하다. 즉 압축기에서 고온고압으로 압축된 이산화탄소 가스를 물과 열 교환하는 열 교환기(condenser or evaporator)의 역할은 매우 중요하다. 일반적으로 열 교환기는 튜브(tube) 내에 이산화탄소와 같은 냉매가스가 흐르는 수개의 열 교환기용 파이프를 설치하여 그 파이프 내를 흐르는 냉매와 상기 파이프 주위를 흐르는 물과의 접촉면적을 극대화시킴으로써 열 교환기의 열효율을 극대화시키는 것이 일반적이다. 그런데, 열 교환기의 크기가 한정되어 있으며, 상기 파이프에 흐르는 냉매의 압력이 매우 높기 때문에 열 교환기용 파이프를 일정크기 이상으로 크게 제조할 수 없는 문제점이 있다. 따라서, 주어진 크기의 열 교환기가 최대의 열 교환 성능을 발휘하기 위해서는 열 교환기용 파이프 내를 흐르는 냉매와 상호 열 교환 되는 열전달 매체(예:물, 공기 등) 간에 열전달 효율을 가능한 크게 할 필요가 있다. 이와 같은 필요성에 따라 종래에서 여러 가지 구조의 열 교환기가 고안되어 있으나, 종래의 구조에 비하여 더욱 열 교환 효율이 향상된 열 교환기의 필요성은 계속 요구되고 있다.

본 고안의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서 특히 이산화탄소 냉매와 물이 열 교환 되는 열 교환기에 있어서 열 교환 효율이 극대화되도록 구조가 개선된 열 교환기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안에 따른 열 교환 효율이 극대화된 이산화탄소 냉매용 열 교환기는, 관 형상이며 그 관 형상의 측면에 서로 이격되도록 형성된 물 유입공과 물 유출공이 구비된 몸체;

상기 몸체의 일단부 쪽에 배치되며 복수의 냉매 통과용 구멍이 형성된 판상의 제1격막 부재;

상기 몸체의 타단부 쪽에 배치되며 복수의 냉매 통과용 구멍이 형성된 판상의 제2격막 부재;

상기 제1격막 부재와 상기 제2격막 부재 간을 연결하도록 배치되며 상기 냉매 통과용 구멍에 결합된 복수의 냉매관;

상기 몸체의 일단부에 결합되며 냉매가 유입되는 냉매 유입공이 구비된 제1커버 부재; 및

상기 몸체의 타단부에 결합되며 냉매가 유출되는 냉매 유출공이 구비된 제2커버 부재를 포함하는 열 교환기에 있어서,

상기 냉매 유입공과 상기 제1격막 부재 사이에 배치되며 상기 냉매 유입공으로 유입되는 냉매를 균등 및 균일한 와류 형태로 분배하여 상기 냉매관에서 열교환 효율을 극대화시키도록 상기 제1격막 부재로 향하게 하는 균등 균일 분배용 터보 노즐을 구비한 점에 특징이 있다.

상기 냉매관은,

그 냉매관의 내주면에 접하도록 배치되며 상호 접촉하도록 배치된 복수의 열 교환 촉진용 서브관; 및

상기 냉매관의 외주면으로부터 돌출 형성되며 그 냉매관의 외주면을 따라 원형 형태로 배치된 복수의 열 교환 핀을 포함한 것이 바람직하다.

상기 냉매 유출공과 상기 제2격막 부재 사이에 배치되며 상기 제2격막 부재를 통과한 냉매를 와류 형태로 만들어서 상기 냉매 유출공으로 향하게 하는 제2균등 균일 분배용 터보 노즐을 더 구비할 수 있다.

상기 제1격막 부재와 상기 제2격막 부재 사이에 서로 이격되도록 복수 배치되어 상기 물 유입공으로 유입된 물이 상기 냉매관과 접촉하는 시간을 증가시키는 판상의 배플(baffle)을 포함한 것이 바람직하다.

상기 균등 균일 분배용 터보 노즐 또는 제2균등 균일 분배용 터보 노즐은 판상의 금속을 나선 형태로 비틀림 가공하여 상기 몸체의 내주면에 용접 또는 브레이징(brazing)한 것이 바람직하다.

상기 서브관은 상기 냉매관에 다수개 삽입된 후 압출 또는 인발 가공에 의해 상호 접하도록 배치된 것이 바람직하다.

상기 열 교환 핀은 상기 냉매관과 일체로 형성된 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 열 교환기는 냉매관의 내부에 상호 접도록 배치된 복수의 서브관에 의해 냉매관을 흐르는 냉매의 열이 그 냉매관의 표면으로 매우 신속하게 전달되고 상기 냉매관의 외주에 형성된 열 교환 핀에 의하여 그 냉매관의 외부를 유동하는 물과의 열 교환 효율이 극대화됨으로써 열 교환 효율이 현저하게 향상된 열 교환기를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 고안의 바람직한 실시 예에서와 같이 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐에 의해 상기 냉매관으로 유입되는 냉매의 압력이 균일 및 균등하게 유지되므로 각 냉매관 주위에서 일어나는 열 교환이 균일하게 유지되는 효과를 제공한다. 또한, 본 고안의 바람직한 실시 예에서와 같이 상기 제2균등 균일 분배용 터보 노즐에 의해 냉매관은 통과한 냉매의 혼합이 신속하게 이루어지므로 액상의 냉매와 기상의 냉매의 혼합 비율이 일정하게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 열 교환기의 개략적 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 열 교환기의 종단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 냉매관의 형상을 보여주는 개략적 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 냉매관의 측면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 Ⅴ-Ⅴ 선에 따른 단면도이다.
도 6은 제1격막 부재(또는 제2격막 부재)의 개략적인 형상을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 고안의 다른 실시 예로서 도 2에 대응하는 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 균등 균일 분배용 터보 노즐의 입체적인 형상을 보여주는 도면이다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 열 교환기의 개략적 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 열 교환기의 종단면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 냉매관의 형상을 보여주는 개략적 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 냉매관의 측면도이다. 도 5는 도 3에 도시된 Ⅴ-Ⅴ 선에 따른 단면도이다. 도 6은 제1격막 부재(또는 제2격막 부재)의 개략적인 형상을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 열 교환 효율이 극대화된 이산화탄소 냉매용 열 교환기(10, 이하 "열 교환기"라 함)는 몸체(20)와, 제1격막 부재(40)와, 제2격막 부재(45)와, 냉매관(30)과, 제1커버 부재(50)와, 제2커버 부재(55)와, 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)을 포함하고 있다.

상기 몸체(20)는 관 형상의 부재이다. 상기 몸체(20)의 내부에는 중공부가 형성되어 있다. 상기 몸체(20)의 양단부는 개방되어 있다. 상기 몸체(20)의 외부는 원통 형태일 수 있다. 상기 몸체(20)는 강(steel) 또는 동(Cu) 합금 등의 금속 재료로 제조될 수 있다. 상기 몸체(20)는 물 유입공(22)과, 물 유출공(24)과, 배플(26)을 구비하고 있다.

상기 물 유입공(22)은 관 형상의 상기 몸체(20)의 측면에 형성되어 있다. 상기 물 유입공(22)은 상기 몸체(20)에 형성된 중공부와 통하도록 배치되어 있다. 상기 물 유출공(24)은 상기 몸체(20)의 측면에 형성되어 있다. 상기 물 유출공(24)은 상기 물 유입공(22)과 이격되도록 배치되어 있다. 상기 물 유입공(22)과 상기 물 유출공(24)은 상기 몸체(20)의 양단부 쪽으로 편심되게 배치되는 것이 바람직하다.

상기 배플(26)은 상기 몸체(20)의 내주면에 일단부가 고정되고 상기 몸체(20)의 반경 방향으로 그 몸체(20)의 중심을 향하여 돌출되어 있다. 상기 배플(26)은 후술하는 냉매관(30)과 간섭이 생기지 않도록 배치되어 있다. 상기 배플(26)은 후술하는 제1격막 부재(40)와 제2격막 부재(45) 사이에 서로 이격되도록 복수 배치되어 있다. 상기 배플(26)은 상기 물 유입공으로 유입된 물이 후술하는 냉매관(30)과 접촉하는 시간을 증가시키도록 하기 위해 배치된 것이다. 상기 배플(26)은 판상이다. 상기 물 유입공(22)으로 유입된 물은 상기 배플(26)에 충돌하면서 유동하여 후술하는 냉매관(30)을 흐르는 냉매와 열 교환이 일어난 후 상기 물 유출공(24)을 통해 상기 몸체(20)의 외부로 배출된다.

상기 제1격막 부재(40)는 상기 몸체(20)의 일단부 쪽에 배치되어 있다. 상기 제1격막 부재(40)는 판상의 부재이다. 상기 제1격막 부재(40)는 상기 몸체(20)에 용접 등의 방식에 의해 고정되어 있다. 상기 제1격막 부재(40)에는 도 6에 도시된 바와 같이 복수의 냉매 통과용 구멍(42)이 형성되어 있다.

상기 제2격막 부재(45)는 상기 몸체의 타단부 쪽에 배치되어 있다. 즉, 상기 제2격막 부재(45)는 상기 제1격막 부재(40)와의 사이에 물이 유동하기 위한 공간을 형성한다. 상기 제2격막 부재(45)에는 상기 제1격막 부재(40)와 같이 복수의 냉매 통과용 구멍(47)이 형성되어 있다. 상기 제2격막 부재(45)는 상기 몸체(20)에 고정되어 있다. 상기 제1격막 부재(40)와 상기 제2격막 부재(45)와 상기 몸체(20)에 의해 형성된 공간에는 물이 유동한다.

상기 냉매관(30)은 상기 제1격막 부재(40)와 상기 제2격막 부재(45) 간을 연결하도록 배치되어 있다. 상기 냉매관(30)은 복수 구비되어 있다. 각각의 상기 냉매관(30)은 도 3에 도시된 바와 같이 그 냉매관(30)의 내부에 복수의 열 교환 촉진용 서브관(32)을 포함하고 있다.

상기 냉매관(30)은 상기 제1격막 부재(40) 및 상기 제2격막 부재(45)에 형성된 상기 냉매 통과용 구멍(42, 47)에 양단부가 결합되어 있다. 상기 서브관(32)은 상기 냉매관(30)의 내부에 삽입되어 압출 또는 인발 가공됨으로써 상기 냉매관(30)의 내주면에 접촉하도록 배치되어 있다. 또한, 복수의 상기 서브관(32) 상호 간에도 서로 접하도록 배치되어 있다. 상기 서브관(32)과, 상기 냉매관(30)의 내주면과 상기 서브관(32)의 외주면 사이에 형성된 공간으로 이산화탄소 냉매가 유동한다. 상기 냉매관(30)의 외주에는 열 교환 핀(34)이 형성되어 있다. 상기 열 교환 핀(34)은 상기 냉매관(30)의 외주면으로부터 돌출 형성되어 있다. 상기 열 교환 핀(34)은 상기 냉매관(30)의 외주면을 따라, 원형 형태로 배치되어 있다. 상기 열 교환 핀(34)은 복수 형성되어 있다. 상기 열 교환 핀(34)은 상기 냉매관(30)의 주위를 유동하는 물과의 접촉면적을 크게 함으로써 열 교환 효율을 증가시키도록 하기 위해 마련된 것이다. 상기 열 교환 핀(34)은 상기 냉매관(30)과 일체로 형성되어 있다. 즉, 상기 열 교환 핀(34)은 상기 냉매관(30)의 외주면을 널링(knurling) 가공하거나 절삭 가공을 함으로써 형성될 수 있다.

상기 제1커버 부재(50)는 상기 몸체(20)의 일단부에 결합되어 있다. 상기 제1커버 부재(50)에는 냉매가 유입되는 냉매 유입공(52)이 구비되어 있다. 상기 제1커버 부재(50)는 용접 등의 방식에 의해 상기 몸체(20)에 고정된다.

상기 제2커버 부재(55)는 상기 몸체(20)의 타단부에 결합되어 있다. 상기 제2커버 부재(55)에는 냉매가 유출되는 냉매 유출공(57)이 구비되어 있다. 상기 제2커버 부재(55)는 상기 제1커버 부재(50)와 동일한 방식으로 상기 몸체(20)에 고정된다.

상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)은 상기 냉매 유입공(52)과 상기 제1격막 부재(40) 사이에 배치되어 있다. 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)은 판상의 금속을 나선 형태로 비틀림 가공하여 상기 몸체(20)의 내주면에 용접함으로써 상기 몸체(20)에 고정된다. 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)은 상기 냉매 유입공(52)으로 유입되는 냉매를 균등 및 균일한 와류 형태로 만들어서 상기 제1격막 부재(40)로 향하게 하는 역할을 한다. 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)은 상기 제1격막 부재(40)에 가해지는 이산화탄소 냉매의 압력을 균일 및 균등하게 분포하도록 하기 위해 마련된 것이다. 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)에 의해 형성된 와류 형태의 이산화탄소 냉매는 상기 냉매관(30) 각각에 균일 및 균등한 압력으로 유입됨으로써 각 냉매관(30)에서 열 교환이 효율적으로 일어나도록 한다. 즉, 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)은 이산화탄소 냉매의 균등 균일한 공급을 유발하여 다수의 마이크로 서브관()의 열교환 효율을 극대화하는 역할을 하다. 또한, 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)은 이산화탄소 냉매의 응축과 증발에 사용함에 있어서 서로 반대 위치에 부착 사용할 수 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)과 유사한 구조를 가진 균등 균일 혼합용 터보 노즐(65)가 마련될 수 있다. 상기 균등 균일 혼합용 터보 노즐(65)은 상기 냉매 유출공(57)과 상기 제2격막 부재(45) 사이에 배치되어 있다. 상기 제2균등 균일 한합용 터보 노즐(65)은 상기 제2격막 부재(45)를 통과한 냉매를 와류 형태로 만들어서 상기 냉매 유출공(57)으로 향하게 하는 역할을 한다. 상기 균등 균일 혼합용 터보 노즐(65)은 도 3에 도시된 열 교환기(10)를 냉매의 흐름에 대해 반대 방향으로 작용하도록 배치된 경우에 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)가 동일한 역할을 수행할 수 있다. 상기 균등 균일 혼합용 터보 노즐(65)은 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)과 마찬가지로 판상의 금속을 나선 형태로 비틀림 가공하여 상기 몸체(20)의 내주면에 용접 또는 브레이징(brazing)함으로써 그 몸체(20)에 고정될 수 있다.

이하에서는, 본 고안에 따른 열 교환 효율이 극대화된 이산화탄소 냉매용 열 교환기(10)의 작용을 상세하게 서술하도록 한다.

도 3에 도시된 열 교환기 단면 구조를 참조하면서 냉매의 흐름을 따라 열 교환이 일어나는 과정을 설명하면서 본 고안의 작용효과를 서술하기로 한다.

먼저, 상기 열 교환기(10)에서 압축기(미도시)로부터 고온 고압으로 압축된 가스 형태의 이산화탄소 냉매가 상기 냉매 유입공(52)으로 통하여 유입된다. 동시에 상기 물 유입공(22)을 통하여 상기 열 교환기(10) 외부로부터 물이 유입된다. 상기 냉매 유입공(52)을 통해 유입된 이산화탄소 냉매는 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)에 의하여 와류를 형성한다. 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)에 의해 생성되는 와류의 방향이나 와류의 세기는 그 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)의 비틀림 각도나 비틀림 횟수 등에 의해 미리 결정될 수 있다. 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)에 의해 형성된 와류는 상기 제1격막 부재(40)에 균일한 압력으로 충돌한다. 그런데, 상기 제1격막 부재(40)에는 복수의 냉매 통과용 구멍(42)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)에 의해 이산화탄소 냉매는 와류 형태로 상기 제1격막 부재(40)에 균등 및 균일하게 일정한 압력으로 가압 된다. 그리고, 냉매는 상기 제1격막 부재(40)에 형성된 상기 냉매 통과용 구멍(42)을 통하여 상기 냉매관(30)을 따라 상기 제1격막 부재(40) 쪽으로 유동한다. 상기 냉매관(30) 내부를 유동하는 이산화탄소 냉매는 상기 냉매관(30)의 내주면과 접촉하거나 상기 서브관(32)의 내주면에 접촉한다. 일반적으로 열이 전달되는 메커니즘은 전도, 대류, 복사이다. 그런데 열전달 효율이 가장 높은 것은 전도에 의한 열전달이 일어나는 경우이다. 본 고안에서는 상기 냉매관(30)에 복수의 서브관(32)이 서로 접하도록 배치되어 있으므로, 상기 서브관(32)을 흐르는 냉매는 그 서브관(32) 상호 간의 접촉에 의해 신속하고 효율적으로 상기 냉매관(30)의 외주면으로 열을 전달한다. 또한, 고압으로 유동하는 이산화탄소 냉매는 복수의 서브관(32)에 의해 분할되어 유동하므로 상기 냉매관(30)이 고압의 냉매에 의해 파손되는 위험성을 낮출 수 있다. 또한, 상기 냉매관(30)의 외주면으로 전달된 열은 상기 냉매관(30)의 외주에 형성된 상기 열 교환 핀(34)에 의해 상기 물 유입공(22)으로 유입된 물과 접촉 면적이 커짐으로써 매우 효과적인 열 교환이 일어난다. 상기 물 유입공(22)을 통하여 유입된 물은 상기 냉매관(30)을 흐르는 이산화탄소 냉매의 유동방향과는 반대방향으로 유동하면서 상기 물 유출공(24)을 통하여 상기 몸체(20) 외부로 배출된다. 이 과정에서 상기 배플(26)은 상기 몸체(20) 내에서 유동하는 물이 상기 열 교환 핀(34)과 접촉하는 시간을 증가시킴으로써 상기 냉매관(30)을 흐르는 냉매와 열 교환 효율을 더욱 향상시키는 작용을 한다.

이와 같이 상기 열 교환기(10)는 공기 조화 장치 또는 냉동 냉장 시스템에서 이산화탄소 냉매와 물 사이에 열 교환 효율을 극대화시키는 효과를 제공한다. 상기 열 교환기(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 배치된 경우에는 냉각기(chiller)로서 역할을 수행할 수 있다. 즉, 팽창밸브를 통과한 습포화 이산화탄소 가스가 상기 균등 균일 분배용 터보 노즐(60)에 의해 고르게 분배되도록 함으로서 열 교환 효율을 높일 수 있다. 한편, 상기 열 교환기(10)가 도 7에 도시된 바와 같이 배치된 경우에는 응축기(condenser)로서의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 냉매관(30)을 통과한 비응축 냉매와 응축 냉매가 상기 균등 균일 혼합용 터보 노즐(65)에 의해 고르게 혼합됨으로써 비응축 가스가 일부에 편중되는 현상을 방지할 수 있다.

이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 고안에 대해 설명하였으나, 본 고안이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

10 : 열 교환 효율이 극대화된 이산화탄소 냉매용 열 교환기
20 : 몸체 22 : 물 유입공
24 : 물 유출공 26 : 배플
30 : 냉매관 32 : 서브관
34 : 열 교환 핀 40 : 제1격막 부재
42 : 냉매 통과용 구멍 45 : 제2격막 부재
47 : 냉매 통과용 구멍 50 : 제1커버 부재
52 : 냉매 유입공 55 : 제2커버 부재
57 : 냉매 유출공
60 : 균등 균일 분배용 터보 노즐
65 : 균등 균일 혼합용 터보 노즐

Claims (7)

1. 관 형상이며 그 관 형상의 측면에 서로 이격되도록 형성된 물 유입공과 물 유출공이 구비된 몸체;
   상기 몸체의 일단부 쪽에 배치되며 복수의 냉매 통과용 구멍이 형성된 판상의 제1격막 부재;
   상기 몸체의 타단부 쪽에 배치되며 복수의 냉매 통과용 구멍이 형성된 판상의 제2격막 부재;
   상기 제1격막 부재와 상기 제2격막 부재 간을 연결하도록 배치되며 상기 냉매 통과용 구멍에 결합된 복수의 냉매관;
   상기 몸체의 일단부에 결합되며 냉매가 유입되는 냉매 유입공이 구비된 제1커버 부재; 및
   상기 몸체의 타단부에 결합되며 냉매가 유출되는 냉매 유출공이 구비된 제2커버 부재를 포함하는 열 교환기에 있어서,
   상기 냉매 유입공과 상기 제1격막 부재 사이에 배치되며 상기 냉매 유입공으로 유입되는 냉매를 균등 및 균일한 와류 형태로 분배하여 상기 제1격막 부재로 향하게 하는 균등 균일 분배용 터보 노즐을 구비한 것을 특징으로 하는 열 교환 효율이 극대화된 이산화탄소 냉매용 열 교환기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉매관은,
   그 냉매관의 내주면에 접하도록 배치되며 상호 접촉하도록 배치된 복수의 열 교환 촉진용 서브관; 및
   상기 냉매관의 외주면으로부터 돌출 형성되며 그 냉매관의 외주면을 따라 원형 형태로 배치된 복수의 열 교환 핀을 포함한 것을 특징으로 하는 열 교환 효율이 극대화된 이산화탄소 냉매용 열 교환기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 냉매 유출공과 상기 제2격막 부재 사이에 배치되며 상기 제2격막 부재를 통과한 냉매를 와류 형태로 만들어서 상기 냉매 유출공으로 향하게 하는 균등 균일 혼합용 터보 노즐을 더 구비한 것을 특징으로 하는 열 교환 효율이 극대화된 이산화 탄소 냉매용 열 교환기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1격막 부재와 상기 제2격막 부재 사이에 서로 이격되도록 복수 배치되어 상기 물 유입공으로 유입된 물이 상기 냉매관과 접촉하는 시간을 증가시키는 판상의 배플(baffle)을 포함한 것을 특징으로 하는 열 교환 효율이 극대화된 이산화탄소 냉매용 열 교환기.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 균등 균일 분배용 터보 노즐 또는 제2균등 균일 분배용 터보 노즐은 판상의 금속을 나선 형태로 비틀림 가공하여 상기 몸체의 내주면에 용접 또는 브레이징(brazing)한 것을 특징으로 하는 열 교환 효율이 극대화된 이산화탄소 냉매용 열 교환기.
6. 제2항에 있어서,
   상기 서브관은 상기 냉매관에 삽입된 후 압출 가공에 의해 상호 접하도록 배치된 것을 특징으로 하는 열 교환 효율이 극대화된 이산화탄소 냉매용 열 교환기.
7. 제2항에 있어서,
   상기 열 교환 핀은 상기 냉매관과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 열 교환 효율이 극대화된 이산화탄소 냉매용 열 교환기.

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