KR20120013713A - A plastic heat exchanger for exhaust heat recovery - Google Patents

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KR20120013713A
KR20120013713A KR1020100075873A KR20100075873A KR20120013713A KR 20120013713 A KR20120013713 A KR 20120013713A KR 1020100075873 A KR1020100075873 A KR 1020100075873A KR 20100075873 A KR20100075873 A KR 20100075873A KR 20120013713 A KR20120013713 A KR 20120013713A
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Abstract

PURPOSE: A plastic heat exchanger for an exhaust heat recovery is provided to improve the heat exchange efficiency because an air supply and air exhaust flow along a long flow channel as a counter flow to each other, thereby heat-exchanging. CONSTITUTION: A plastic heat exchanger for an exhaust heat recovery comprises first and second heat transfer pipes(10,20). The first and second heat transfer pipes are laminated to top and bottom by forming into rectangular shape. An air passage is formed between the laminated first and second heat transfer pipes. The first and second heat transfer pipes are coupled to each other by coupling units(30) respectively formed along edges of the first and second heat transfer pipes. An intake hole(41) and exhaust hole(42) are formed by being opened a part of the coupling units. The intake and exhaust holes are not overlapped to each other. Air flow inside first and second heat transfer pipes becomes a counterflow.

Description

배기열 회수용 플라스틱 열교환기{A PLASTIC HEAT EXCHANGER FOR EXHAUST HEAT RECOVERY}Plastic heat exchanger for exhaust heat recovery {A PLASTIC HEAT EXCHANGER FOR EXHAUST HEAT RECOVERY}

본 발명은 급기와 배기를 열교환시켜 배기 속에 포함된 배기열을 회수할 수 있도록 하는 열교환기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 상하로 적층된 전열판 내부를 따라 흐르는 급기와 배기의 흐름을 효과적으로 유도하고 아울러 대향류가 되도록 흡배기구를 형성함으로써 열교환 효율을 향상시킨 배기열 회수용 플라스틱 열교환기에 관한 것이다.
The present invention relates to a heat exchanger for recovering exhaust heat contained in the exhaust by heat-exchanging the supply and exhaust, and more particularly, it effectively induces the flow of the supply and exhaust flowing along the inside of the heating plate stacked up and down The present invention relates to a plastic heat exchanger for recovering exhaust heat having improved heat exchange efficiency by forming an intake and exhaust mechanism so as to be countercurrent.

많은 사람들이 이용하는 빌딩, 학교, 병원, 극장 등의 시설 내부에는 실내 공기를 항상 쾌적하고 청결하게 유지하기 위해 공조기와 환기장치가 설치되며, 이들 장치는 건물 내부의 공기를 가열 또는 냉각시켜 공급하게 된다. 이때 건물 내부를 순환하고 되돌아온 공기 중의 일부를 건물 외부로 배출시키면서 신선한 외부 공기를 도입하게 되는데, 이 과정에서 쾌적한 실내 온도를 유지시키기 위해 가열 또는 냉각된 공기가 실외로 그대로 배출되게 되고, 이로 인해 외부로 배출된 만큼의 열량을 외부 공기에 다시 공급하거나 재냉각시켜야 하기 때문에 에너지를 합리적으로 이용하지 못한다.In many buildings, schools, hospitals, and theaters, air conditioners and ventilators are installed to keep indoor air pleasant and clean, and these devices heat or cool the air inside the building. . At this time, fresh outside air is introduced while circulating the inside of the building and exhausting some of the returned air to the outside of the building. In this process, heated or cooled air is discharged to the outside to maintain a comfortable indoor temperature. Energy cannot be used reasonably because the amount of heat released by the furnace must be re-supplied or recooled to outside air.

또한 농산물을 인위적으로 건조시키기 위해 사용되는 건조기의 경우 건조효율을 높이기 위해 건조실 내부의 고온 다습한 공기는 배기시키고, 신선한 외부공기를 도입하는데 이로 인해 많은 열이 외부로 손실된다.In addition, in the case of a dryer used to artificially dry agricultural products, in order to increase drying efficiency, hot and humid air inside the drying chamber is evacuated and fresh external air is introduced, which causes a lot of heat to be lost to the outside.

이러한 문제점을 해결하기 위해 배기에 포함된 열을 회수하여 재사용할 수 있도록 하기 위한 여러 방안이 제시되고 있으며, 그 하나의 예로서 특허 제10-0783616호의 배기열 회수용 열교환기를 들 수 있다.In order to solve this problem, various methods for recovering and reusing heat included in exhaust gas have been proposed. As an example, a heat exchanger for exhaust heat recovery of Patent No. 10-0783616 may be cited.

위 특허발명의 열교환기는 도 1에 도시된 바와 같이 입출구의 형성 방향이 다른 다수의 전열판(100, 200)을 상하로 적층 설치하고, 이에 의해 형성된 각 층 사이를 실내외 공기가 흐르도록 하여 그 과정에서 실내외 공기 사이에 열교환이 이루어지도록 한 것이다.The heat exchanger of the above patented invention is provided with a plurality of heat transfer plates 100, 200 having different inlet / outlet formation directions as shown in FIG. 1, stacked up and down, and allowing indoor and outdoor air to flow between the layers formed thereby. The heat exchange between the indoor and outdoor air is to be made.

그러나 상기와 같은 구조의 열교환기는 서로 다른 층을 이루는 전열판(100, 200)의 표면이 평탄하기 때문에 실내외 공기가 접촉하는 전열판의 표면적이 작아 열교환 효율이 저하되며, 더욱이 이들 상하 전열판 사이에 흐르는 공기가 서로 직교류 형태로 흐르기 때문에 열교환 효율이 더욱 낮아지는 문제점이 있다.
However, the heat exchanger having the above-described structure has a flat surface of the heat transfer plates 100 and 200 forming different layers, so that the surface area of the heat transfer plates to which the indoor and outdoor air contacts is reduced, so that the heat exchange efficiency is lowered. There is a problem that the heat exchange efficiency is further lowered because it flows in a cross flow form.

본 발명은 상기와 같은 종래의 열교환기가 가지는 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 종래의 열교환기와 동일한 면적을 가지면서도 배기구와 흡기구의 설계가 자유롭고, 공기가 서로 대향류 형태로 흐르게 하며, 배기와 흡기 사이의 열교환을 이루는 공기통로의 길이와 표면적을 크게 함으로써 열교환 효율이 대폭 향상된 직사각형의 배기열 회수용 열교환기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
The present invention has been made to improve the problems of the conventional heat exchanger as described above, the present invention has the same area as the conventional heat exchanger, but the design of the exhaust port and the intake port is free, and the air flows in the form of counter flow to each other, It is an object of the present invention to provide a rectangular exhaust heat recovery heat exchanger having significantly improved heat exchange efficiency by increasing the length and surface area of an air passage forming heat exchange between exhaust and intake air.

상기와 같은 본 발명의 목적은 배기열 회수용 열교환기를 직사각형으로 형성되어 상하로 적층되며, 이 적층된 사이로 공기통로가 형성되도록 이격 설치되는 다수개의 제1, 2 전열판으로 이루어지고; 상기 제1, 2 전열판은 그 가장자리를 따라 각각 형성된 결합부에 의해 서로 결합되며; 상기 결합부에는 그 일부가 개방됨으로써 흡,배기구가 형성되되; 상기 흡,배기구는 상기 제1, 2 전열판 내부에서의 공기흐름이 대향류가 되도록 형성하는 것에 의해 달성된다.
An object of the present invention as described above is formed of a plurality of first, second heat transfer plate spaced apart so that the exhaust heat recovery heat exchanger is formed in a rectangular shape and stacked up and down, the air passage between the stacked; The first and second heat transfer plates are coupled to each other by coupling portions respectively formed along edges thereof; Part of the coupling part is opened to form an intake and exhaust port; The intake and exhaust holes are achieved by forming an air flow in the first and second heat transfer plates so as to be opposed to each other.

본 발명의 사용으로 건물이나 건조기 등의 외부로 배출되는 배기와 흡입되는 흡기가 직사각형의 긴 유로를 따라 서로 대향류로 흐르면서 열교환되므로 열교환 효율이 크게 향상된다.By the use of the present invention, since the exhaust discharged to the outside of the building or the dryer and the intake air intake flows to each other in opposite flows along the rectangular long flow path, the heat exchange efficiency is greatly improved.

또한 본 발명은 열교환기의 흡배기구의 위치를 필요에 따라 적절히 선택하여 형성할 수 있으므로 배기열 회수장치를 사용하는 공조기, 환기장치, 건조기 등의 설계 자유도가 높아진다.
In addition, the present invention can be formed by appropriately selecting the position of the intake and exhaust of the heat exchanger as necessary, the design freedom of the air conditioner, ventilator, dryer, etc. using the exhaust heat recovery device is increased.

도 1은 종래의 정사각형 판형 열교환기의 예를 보인 분리된 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 직사각형 배기열 회수용 열교환기의 예를 보인 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 제1 전열판을 보인 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 제2 전열판을 보인 사시도,
도 5(a, b, c)는 본 발명에 따른 결합부를 보인 단면도,
도 6(a, b)은 본 발명에 따른 흡배기구의 예를 보인 평면도,
도 7(a, b, c, d, e, f)은 본 발명에 따른 흡배기구의 실시예를 보인 구성도,
도 8(a, b)은 본 발명에 따른 공기유도부의 예를 보인 사시도 및 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 공기유도부의 예를 보인 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 공기유도부의 다른 예를 보인 평면도,
도 11은 본 발명의 직사각형 배기열 회수용 열교환기와 종래의 정사각형 열교환기의 효율을 비교한 그래프이다.1 is a separated perspective view showing an example of a conventional square plate heat exchanger,
2 is a perspective view showing an example of a heat exchanger for rectangular exhaust heat recovery according to the present invention;
3 is a perspective view showing a first heat transfer plate according to the present invention;
4 is a perspective view showing a second heat transfer plate according to the present invention;
Figure 5 (a, b, c) is a cross-sectional view showing a coupling portion according to the present invention,
Figure 6 (a, b) is a plan view showing an example of the intake and exhaust in accordance with the present invention,
7 (a, b, c, d, e, f) is a configuration diagram showing an embodiment of the intake and exhaust mechanism according to the present invention,
8 (a, b) is a perspective view and a cross-sectional view showing an example of the air induction part according to the present invention;
9 is a perspective view showing an example of an air induction part according to the present invention;
10 is a plan view showing another example of the air induction part according to the present invention;
11 is a graph comparing the efficiency of the rectangular exhaust heat recovery heat exchanger of the present invention and the conventional square heat exchanger.

이하에서는 본 발명의 구성을 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment.

본 발명은 배기열 회수용 열교환기로서, 흡배기를 대향류로 흐르도록 하고 직사각형으로 된 긴 유로를 이용하여 열교환 효율을 향상하고자 하는 것으로 이를 위해 본 발명은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 직사각형상으로 이루어져 상하로 적층되며, 적층된 층 사이로 흡기와 배기가 흐르도록 서로 이격되어 공기통로(A)가 형성되는 다수개의 제1,2 전열판(10, 20)과; 상기 제1, 2 전열판(10, 20)의 가장자리를 따라 형성되어 상하측의 제1, 2 전열판(10, 20)을 서로 결합하는 결합부(30)와; 상기 결합부(30)의 일부가 측면으로 개방되어 형성되는 흡배기구(41, 41', 42, 42')와; 상기 제1, 2 전열판(10, 20)의 상부면 가운데에 일정폭으로 형성되어 물결형상의 공기 통로를 형성하도록 돌출되는 공기유도부(50) 및; 상기 제1, 2 전열판(10, 20)의 흡,배기구(41, 42)측과 공기유도부(50) 사이에 다수 돌출 형성되는 와류돌기(60)를 포함한다.The present invention is a heat exchanger for the exhaust heat recovery, the intake and exhaust flows in a counter flow and to improve the heat exchange efficiency by using a rectangular long flow path for this purpose the present invention is a rectangular shape as shown in Figs. A plurality of first and second heat transfer plates 10 and 20 spaced apart from each other so that air intakes and exhausts flow between the stacked layers to form an air passage A; A coupling part 30 formed along edges of the first and second heat transfer plates 10 and 20 to couple the first and second heat transfer plates 10 and 20 to each other; A suction part (41, 41 ', 42, 42') formed by opening part of the coupling part (30) to the side; An air induction part 50 formed at a predetermined width in the middle of upper surfaces of the first and second heat transfer plates 10 and 20 to protrude to form a wavy air passage; It includes a vortex projection (60) protruding a number between the intake, exhaust port (41, 42) side of the first, second heat transfer plate (10, 20) and the air induction portion (50).

제1, 2전열판(10, 20)은 얇은 플라스틱재를 성형기에 넣고 고온에서 진공 흡착에 의해 성형되며, 이 때문에 상부면에 돌출부가 성형되면 이에 대응되는 하부면에는 홈이 자연스럽게 형성된다. The first and second heat transfer plates 10 and 20 are put in a thin plastic material in a molding machine and formed by vacuum adsorption at a high temperature. Therefore, when the protrusions are formed on the upper surface, grooves are naturally formed on the lower surface corresponding thereto.

본 발명의 열교환기는 상기와 같은 제1, 2전열판(10, 20)이 상하 교대로 적층됨으로써 형성되는데, 이때 제1, 2전열판(10, 20) 사이마다 틈이 형성되고 이 틈이 공기가 흐를 수 있는 공기통로(A)가 되며, 이 공기통로(A)를 따라 흡배기가 서로 대향된 방향으로 유입, 배출되면서 열교환이 일어난다.The heat exchanger of the present invention is formed by stacking the first and second heat exchanger plates 10 and 20 as described above, and in this case, a gap is formed between the first and second heat exchanger plates 10 and 20, and the gap flows through the air. It becomes an air passage (A), and the heat exchange occurs as the intake and exhaust air flows in and out of the opposite directions along the air passage (A).

그리고 제1, 2 전열판(10, 20)의 가장자리에는 결합부(30)가 형성되며, 이 결합부(30)에 의해 공기의 유동 경로가 정해지는데, 이러한 결합부(30)는 바닥면을 기준으로 그 가장자리를 상대적으로 높게 형성하거나 또는 낮게 형성함으로써 만들어지며, 이때 흡,배기구(41, 41', 42, 42')는 결합부(30)가 부분적으로 일정 폭 단락됨으로써 형성된다.
In addition, coupling portions 30 are formed at edges of the first and second heat transfer plates 10 and 20, and air flow paths are determined by the coupling portions 30, and the coupling portions 30 are based on the bottom surface. It is made by forming the edge relatively high or low, wherein the intake, exhaust port (41, 41 ', 42, 42') is formed by the short-circuit of the coupling portion 30 is partially constant width.

이러한 결합부(30)의 조립구조를 좀 더 상세히 설명하면, 도 2와 도 5의 A-A는 제1 전열판(10)의 흡,배기구(41, 42)가 결합되는 부분을 도시한 단면도로서, 제1 전열판(10)에는 상부로 돌출되는 부분이 형성되지 않고, 또한 제1 전열판(10)의 상부에 적층되는 제2 전열판(20) 부분도 위쪽으로 돌출되어 있기 때문에 제2 전열판(20)과 맞물려 조립되는 부분이 없게 되어 결과적으로 열린 구조가 되고, 따라서 이 부분을 통해 흡,배기가 출입할 수 있으며, 이 부분이 곧 흡,배기구(41, 42)가 된다. 그러나 제1 전열판(10)의 하부면은 제2 전열판(20)과 맞물려 조립됨으로써 이에 의해 공기의 흐름이 차단되는 닫힌 구조가 되는데, 이를 위해 제1 전열판(10)의 흡,배기구가 되는 부분에는 도 5의 A-A에서와 같이 제1 전열판(10)의 끝단 내측에 하측으로 돌출되는 결합턱(34)이 형성되고, 이와 맞물려 조립되는 제2 전열판(20)에는 제2 전열판(20)의 끝단이 적정 높이로 돌출된 턱이 형성되고, 이 턱 부분 중 제1 전열판(10)의 결합턱(34)이 형성된 위치와 대응되는 위치에는 제1 전열판(10)의 결합턱(34)과 맞물려 조립되는 장홈(32)이 형성된다.Referring to the assembly structure of the coupling portion 30 in more detail, AA of Figures 2 and 5 is a cross-sectional view showing a portion where the intake, exhaust pipe 41, 42 of the first heat transfer plate 10 is coupled. Since the first heat transfer plate 10 does not have a portion protruding upward, and the second heat transfer plate 20 that is stacked on the first heat transfer plate 10 also protrudes upward, the first heat transfer plate 10 is engaged with the second heat transfer plate 20. There is no part to be assembled, resulting in an open structure, and thus the intake and exhaust air can enter and exit through this part, which becomes the intake and exhaust ports 41 and 42. However, the lower surface of the first heat exchanger plate 10 is assembled with the second heat exchanger plate 20, thereby forming a closed structure in which air flow is blocked. As shown in AA of FIG. 5, a coupling jaw 34 protruding downward is formed inside the end of the first heat transfer plate 10, and the end of the second heat transfer plate 20 is formed on the second heat transfer plate 20 engaged with and assembled to the end of the first heat transfer plate 10. A jaw protruding to an appropriate height is formed, and the jaw portion of the jaw portion corresponding to the position where the coupling jaw 34 of the first heating plate 10 is formed is engaged with the coupling jaw 34 of the first heating plate 10. Long groove 32 is formed.

도 5의 B-B는 제2 전열판(20)의 흡,배기구(41', 42')가 결합되는 부분을 도시한 단면도로서, 이때 도 5의 A-A에서의 제1 전열판(10)의 흡,배기구(41, 42)는 제2 전열판(20)의 그 중간 부위에 장홈(32)이 형성된 제2 전열판의 결합부(30)와 같은 모양을 가지게 되고, 제1 전열판(10)의 결합부(30)는 제2 전열판의 흡,배기구(41', 42')와 같은 모양을 가지게 되며, 이에 의해 이들이 상하로 적층되면 도 5의 B-B에서와 같이 제1 전열판(10)의 상부는 닫힌 구조가 되고, 반대로 제1 전열판(10)의 하부는 제2 전열판(20)과 결합되는 부분이 없기 때문에 열린 구조가 되며, 이 부분이 흡,배기구(41, 42)가 되는 것이다.FIG. 5B is a cross-sectional view showing a portion where the suction and exhaust holes 41 'and 42' of the second heat transfer plate 20 are coupled, wherein the suction and discharge holes of the first heat transfer plate 10 in AA of FIG. 41 and 42 have the same shape as the coupling portion 30 of the second heating plate in which the long grooves 32 are formed in the middle portion of the second heating plate 20, and the coupling portion 30 of the first heating plate 10 is formed. Has the same shape as the intake / exhaust ports 41 'and 42' of the second heat transfer plate, whereby the upper portion of the first heat transfer plate 10 is closed as shown in BB of FIG. On the contrary, since the lower portion of the first heat transfer plate 10 does not have a portion that is coupled to the second heat transfer plate 20, the lower portion of the first heat transfer plate 10 becomes an open structure, and this portion becomes the intake and exhaust ports 41 and 42.

한편, 도 2 및 도 5의 C-C는 제1, 2 전열판(10, 20)이 서로 조립되어 측벽을 이루는 부분의 단면을 도시한 단면도로서, 제1, 2 전열판(10, 20)이 상하로 교대로 적층될 때 흡,배기구(41, 42) 부분을 제외한 전열판의 측벽 일부가 다른 전열판의 측벽에 삽입되어 조립되는 구조로서, 이에 의해 제1 전열판(10)의 상부와 하부 모두 닫힌 구조가 된다.CC of FIG. 2 and FIG. 5 are cross-sectional views showing a cross section of a portion in which the first and second heat exchangers 10 and 20 are assembled to form sidewalls, and the first and second heat transfer plates 10 and 20 alternately up and down. Part of the side wall of the heat transfer plate except for the intake and exhaust ports 41 and 42 is inserted into the side wall of the other heat transfer plate, and thus, the upper and lower portions of the first heat transfer plate 10 are closed.

이를 위해 제1 전열판(10)의 결합부(30)는 2개의 돌출부(31)가 서로 적정 간격을 두고 평행으로 돌출됨으로써 그 중간 부위에는 장홈(32)이 형성되는 형상을 가지며, 제2 전열판(20)의 결합부(30)는 제1 전열판(10)의 저면에 형성된 홈부(31')에 삽입되도록 하측으로 돌출 형성된 결합돌기(35)와, 제1 전열판(10)의 장홈(32)에 삽입되도록 상부측으로 돌출된 돌기(36)가 형성된 형상을 가진다.
To this end, the coupling portion 30 of the first heat exchanger plate 10 has two protrusions 31 protruding in parallel to each other at appropriate intervals so that a long groove 32 is formed in the middle portion thereof, and the second heat transfer plate ( The coupling portion 30 of the 20 is formed in the coupling protrusion 35 protruding downward so as to be inserted into the groove portion 31 ′ formed on the bottom surface of the first heat transfer plate 10 and the long groove 32 of the first heat transfer plate 10. The protrusion 36 protruding to the upper side to be inserted has a shape formed.

제1 전열판(10)의 흡,배기구(41, 42)는 도 6(a)에 도시된 바와 같이 흡기 또는 배기가 일단의 측면에서 유입되어 반대편 측면으로 배출되도록 형성되고, 이 제1 전열판(10)의 상하에 적층되는 제2 전열판(20)에는 도6(b)에서와 같이 제1 전열판(10)의 흡,배기구(41, 42)와 반대 위치에 흡,배기구(41', 42')가 형성된다.Intake and exhaust ports 41 and 42 of the first heat transfer plate 10 are formed such that intake or exhaust flows from one end side and discharges to the opposite side, as shown in FIG. 6 (a), and the first heat transfer plate 10. In the second heat transfer plate 20 stacked above and below), as shown in FIG. 6 (b), the intake and exhaust ports 41 'and 42' are opposite to the intake and exhaust ports 41 and 42 of the first heat transfer plate 10. Is formed.

다만, 이때 제1 전열판(10)의 흡배기구(41, 42)의 형성위치는 그 상하에 적층되는 제2 전열판(20)의 흡,배기구(41', 42')의 형성위치와 겹치지 않는 위치에 각각 형성되어야 한다.
However, at this time, the positions of the intake and exhaust vents 41 and 42 of the first heat transfer plate 10 are not overlapped with the positions of the intake and exhaust vents 41 'and 42' of the second heat transfer plate 20 stacked above and below. Must be formed on each.

이러한 구조로 이루어진 제1, 2 전열판(10, 20)이 상하로 적층되면, 각각의 흡기구를 통해 반대방향에서 흡기가 유입된 후 대향류로 흐르게 되고, 이때 제1, 2 전열판(10, 20)은 직사각형을 이루기 때문에 공기가 전열판 상에 머무르는 시간이 동일 면적으로 이루어진 정사각형 열교환기에 비해 상대적으로 길기 때문에 열교환 효율이 향상되는 것이다.When the first and second heat transfer plates 10 and 20 having such a structure are stacked up and down, the intake air flows in the opposite direction through the respective intake ports, and then flows to the counter flow. At this time, the first and second heat transfer plates 10 and 20 are formed. Since the rectangular shape is longer than the square heat exchanger having the same area, the heat exchange efficiency is improved.

본 발명은 이러한 흡,배기구(41, 41', 42, 42')의 형성위치를 자유롭게 선택할 수 있는데, 이러한 예로서 도 7(a)에서와 같이 흡배기구를 형성함으로써 공기가 직교류 형태로 흐르도록 실시될 수 있으나, 이는 대향류에 비해 열교환 효율이 현저하게 떨어지므로 권장되지 않는다.The present invention can freely select the formation position of the intake and exhaust vents 41, 41 ', 42, 42'. For example, by forming the intake and exhaust vents as shown in FIG. However, this is not recommended because the heat exchange efficiency is significantly lower than that of the counter flow.

이에 따라 본 발명에서는 전열판 내부의 공기의 흐름을 항상 대향류가 되도록 흡배기구(41, 42)의 형성위치를 적절히 선택한다. 예를 들면 도 7(b)에서와 같이 제1 전열판의 흡배기구는 전열판의 상변의 일부(좌우측)에 형성하고, 제2 전열판의 흡배기구는 하변의 일부(좌우측)에 형성(도면에서 점선 부분은 흡기구의 형성위치를 나타내고, 2점쇄선 부분은 배기구를 나타낸다)하여 이들 제1, 2 전열판을 통과하는 공기의 흐름이 각각 “ㄷ”자형을 이루도록 함으로써 전열판 상에서의 공기 흐름은 서로 대향류가 되도록 하며, 도 7(c)에서와 같이 제1 전열판의 흡배기구는 전열판의 좌우측변 전체에 각각 형성(“일(一)”자형)하고, 제2 전열판의 흡배기구는 하변의 좌우측에 각각 형성(“ㄷ”자형)하게 되면 전열판 상에서는 서로 대향류가 된다. Accordingly, in the present invention, the positions at which the intake and exhaust vents 41 and 42 are appropriately selected so that the flow of air in the heat transfer plate is always opposed to each other. For example, as shown in (b) of FIG. 7B, the inlet and outlet of the first heat exchanger plate is formed in a portion (left and right side) of the upper side of the heat transfer plate, and the intake and exhaust of the second heat transfer plate is formed in a portion (left and right side) of the bottom side. And the dashed-dotted line indicates an exhaust port) so that the flow of air passing through the first and second heat transfer plates forms a “c” shape, respectively, so that the air flows on the heat transfer plate face each other. As shown in Fig. 7 (c), the intake / exhaust mechanisms of the first heat transfer plate are respectively formed (“one” shaped) on the left and right sides of the heat transfer plate, and the intake and exhaust mechanisms of the second heat transfer plate are respectively formed on the left and right sides of the lower side (“C” shaped). ), They face each other on the plate.

즉, 제1, 2 전열판(10, 20)의 흡,배기구(41, 41', 42, 42')를 형성하기 위해상기 결합부(30) 중 개방되는 부분은 상기 제1, 2 전열판(10, 20)의 좌우측변 중 어느 한 변의 전체 및/또는 상변 및 하변의 어느 한 변의 일부의 조합으로 이루어진다.
That is, the opening portion of the coupling portion 30 to form the suction and exhaust ports 41, 41 ′, 42, 42 ′ of the first and second heat transfer plates 10 and 20 is the first and second heat transfer plates 10. , 20) consisting of a combination of all of the left and right sides and / or some of the upper and lower sides.

이에 더하여 도 7(d, e, f)에서와 같이 입출구의 형성위치를 변경하여 공기의 흐름을 “ㄴ”자, “ㄱ”자 및 이들이 조합된 형태가 되도록 한 다음, 이를 상하로 조합하여 적층하는 것으로도 실시될 수 있으며, 본 발명은 이와 같이 공기의 흐름이 항상 대향류가 되면서도 흡,배기구의 형성위치를 자유롭게 선택할 수 있어 설계의 자유도가 커진다.In addition, as shown in Fig. 7 (d, e, f) by changing the formation position of the inlet and outlet so that the air flow to the "b", "a" and the combination of these forms, and then combined up and down laminated In the present invention, while the air flow is always in the opposite flow, the present invention can freely select the positions of the intake and exhaust ports, thereby increasing the degree of freedom in design.

한편 본 발명에서는 열교환 효율을 향상시키기 위해 도 8(a, b)에 도시된 바와 같이 제1, 2 전열판(10, 20)의 판면을 기준으로 위쪽과 아래쪽이 동일한 높이(또는 깊이)가 되도록 상하 교대로 돌출되어 형성되는데, 이는 판면을 기준으로 물결면(52)이 상부쪽으로만 돌출되어 형성되면, 상하로 돌출되어 형성되는 것과 동일한 효과를 가지기 위해 더욱 높게(또는 깊게) 형성해야 하고, 이 때문에 전열판을 제작하는 과정에서 박판으로 이루어진 원재료가 찢어지거나 일부분의 두께가 지나치게 얇게 성형될 우려가 있기 때문에, 이러한 문제점을 방지하기 이해서 두꺼운 원재로를 사용해야하고, 또한 상부쪽으로만 형성하면, 상하로 형성하는 것보다 공기의 흐름도 불균일하게 되어 열교환 효율이 저하되는 문제가 있다.Meanwhile, in the present invention, as shown in FIG. 8 (a, b), the upper and lower sides are the same height (or depth) based on the plate surfaces of the first and second heat transfer plates 10 and 20 to improve heat exchange efficiency. Alternatingly protruding, this is because if the wave surface 52 is formed to protrude upward only based on the plate surface, it must be formed higher (or deeper) to have the same effect as protruding up and down, because In the process of manufacturing the heat transfer plate, the raw material made of thin sheets may be torn or molded to be too thin. Therefore, in order to prevent such a problem, a thick raw material furnace should be used. There is a problem in that the flow of air is more uneven than that, and the heat exchange efficiency is lowered.

또한 본 발명은 도 9에 도시된 바와 같이 전열판의 길이방향으로 물결형상의 물결면(52)을 형성함으로써 2중의 물결면(52)을 형성하는데, 이에 의해 제1, 2 전열판(10, 20)을 통과하는 공기의 유로 길이가 상당한 정도로 연장되고, 따라서, 전열면적이 증가하는 동시에 제1, 2 전열판(10, 20) 내에서 공기가 체류하는 시간이 길어지며, 결과적으로 흡배기 사이에 열교환 효율이 향상된다.In addition, the present invention forms a double wave surface 52 by forming a wavy wave surface 52 in the longitudinal direction of the heat transfer plate, as shown in Figure 9, whereby the first, second heat transfer plate (10, 20) The length of the flow path of the air passing therethrough extends to a considerable extent, thus increasing the heat transfer area and increasing the time for air to stay in the first and second heat transfer plates 10 and 20, and consequently, the heat exchange efficiency between the intake and exhaust air is increased. Is improved.

이러한 물결형상의 물결면(52)은 공기가 진행하는 방향으로 형성되므로 흡배기의 흐름을 방해하지 않는다.
This wavy wave surface 52 is formed in the direction in which air travels and does not interfere with the flow of the intake and exhaust air.

그리고 물결면(52)의 사이로 형성된 공기유도부(50)를 따라 공기가 흐르는 경우 공기유도부(50)가 시작되는 위치에서 경계층(Boundary Layer)이 형성될 수 있으며, 공기의 흐름이 하류측으로 계속 진행됨에 따라 이 경계층은 성장을 계속하여 경계층의 두께가 두꺼워질 수 있고, 이 경우 열교환이 제한되어 열교환 효율이 저하될 우려가 있다.And when air flows along the air induction part 50 formed between the wave surface 52, a boundary layer may be formed at the position where the air induction part 50 starts, and the air flow continues to the downstream side. Accordingly, the boundary layer may continue to grow, and the thickness of the boundary layer may be thick. In this case, heat exchange is limited, which may lower the heat exchange efficiency.

따라서 본 발명에서는 상기와 같은 경계층이 형성되어 그 크기가 커짐에 따라 열교환 효율의 저하되는 것을 방지하기 위해 물결방향으로 형성된 물결면(52)에 대해 적정 간격으로 홈 형상의 중간통로(51)를 더 형성하여 이에 의해 경계층의 형성이 차단되도록 하는 동시에 유동이 균질화되도록 한다.Therefore, in the present invention, in order to prevent the deterioration of heat exchange efficiency as the boundary layer is formed and the size thereof increases, the intermediate passage 51 having a groove shape at an appropriate interval with respect to the wave surface 52 formed in the wave direction is further added. Thereby blocking the formation of the boundary layer while allowing the flow to homogenize.

이러한 중간통로(51)는 공기의 흐름 통로를 갑자기 변경시키기 때문에 공기가 물결모양의 물결면(52)에 의해 형성된 공기유도부(50)를 따라 흐르다가 중간통로(51)를 만나게 되면 공기의 흐름 형태가 바뀌게 되고, 이에 의해 공기의 유동 과정에서 형성된 경계층이 소멸된 후, 다시 하류측에 형성된 물결면(52) 사이의 공기통로로 공기가 재유입되면서 하류측으로 흐르게 되어 열교환 효율이 더욱 향상된다.Since the intermediate passage 51 suddenly changes the flow passage of air, the air flows along the air induction part 50 formed by the wave-like wave surface 52, and then meets the intermediate passage 51. Is changed, whereby the boundary layer formed in the flow of air disappears, and then flows downstream while the air flows back into the air passage between the wave surfaces 52 formed on the downstream side, thereby further improving heat exchange efficiency.

그리고 이러한 중간통로(51)는 유동의 균질화와 경계층의 단절뿐만 아니라 열교환 과정에서 생성될 수 있는 응축수를 배출하는 응축수 드레인 통로로서도 기능한다.
In addition, the intermediate passage 51 functions as a condensate drain passage for discharging condensate that may be generated during heat exchange as well as homogenization of the flow and disconnection of the boundary layer.

이에 더하여 도 10(a)에 도시된 바와 같이 물결면(52')을 요홈과 요부가 번갈아 형성되어 잔물결을 이루는 모양으로 형성하는 것으로 실시될 수 있는데, 이러한 3중의 물결형상을 통해 통로를 흐르는 공기의 유동이 증대되어 열교환 효율이 더욱 향상된다.In addition, as shown in FIG. 10 (a), the wave surface 52 'may be formed by alternately forming the groove and the recess to form a ripple, and the air flowing through the passage through the triple wave shape. As the flow rate increases, heat exchange efficiency is further improved.

상기 물결면(52)의 또 다른 예로는 도 10(b)에 도시된 바와 같이 물결면(52)의 양측으로 다수의 돌출턱(52")을 형성한 것으로 실시될 수도 있다.Another example of the wave surface 52 may be implemented by forming a plurality of protruding jaw 52 ″ on both sides of the wave surface 52 as shown in FIG. 10 (b).

그리고 공기유도부(50)가 형성된 중간 부위를 제외하고 입, 출구(11, 12, 11', 12') 측에 가까운 부분의 전열판의 상면에는 그 형성 높이가 다른 다수의 엠보싱 형태의 메인돌기(60)와 서브돌기(70)를 더 형성하여 실시될 수 있는데, 이러한 메인돌기(60)와 서브돌기(70)에 의해 전열판 내로 유입된 공기가 와류와 난류를 형성하면서 흐르게 됨으로써 열교환 효율이 향상되는 것이다.In addition, except for the intermediate portion where the air induction part 50 is formed, a plurality of embossed main protrusions 60 having different forming heights are formed on the upper surface of the heat transfer plate near the inlet and outlet portions 11, 12, 11 ′, 12 ′. And the sub-projection 70 may be further formed, and the heat introduced into the heat transfer plate by the main protrusion 60 and the sub-projection 70 flows while forming the vortex and the turbulence, thereby improving heat exchange efficiency. .

이상과 같이 구조로 이루어진 본 발명의 열교환기의 성능을 확인하기 위하여 정사각형 열교환기(Square Dimple로 표시)와 비교 실험하였는데, 실험결과 도 11에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 열교환기(Rectangle Corrugate로 표시)는 70% 전후의 열교환 효율을 보이는데 반해, 기존의 정사각형 열교환기는 약 55% 전후의 열교환 효율을 보임으로써 열교환 효율이 크게 증가하였다.In order to confirm the performance of the heat exchanger of the present invention having a structure as described above was compared with a square heat exchanger (denoted Square Dimple), the experimental results as shown in Figure 11 as the heat exchanger of the present invention (Rectangle Corrugate The heat exchange efficiency is about 70%, whereas the conventional square heat exchanger shows about 55% heat exchange efficiency, which greatly increased the heat exchange efficiency.

이러한 실험 결과로부터 동일한 면적의 열교환기를 사용하더라도 공기의 흐름을 대향류가 되도록 하는 동시에 공기가 열교환기 내를 통과할 때 공기통로의 길이를 길게 하는 경우 열교환기의 열교환 효율이 상당히 증가한다는 사실을 알 수 있다.
The experimental results show that even if the heat exchanger of the same area is used, the heat exchange efficiency of the heat exchanger is considerably increased when the air flow becomes the counter flow and the air passage length is increased when the air passes through the heat exchanger. Can be.

10: 제1 전열판 20: 제2 전열판
30: 결합부 31: 돌출부
32: 장홈 31', 33: 홈부
34: 결합턱 35: 결합돌기
36: 돌기 41, 41': 흡기구
42, 42': 배기구 50: 공기유도부
51: 중간통로 52, 52': 물결면
52": 돌출턱 60: 메인돌기 70: 서브돌기 A: 공기통로10: first heat transfer plate 20: second heat transfer plate
30: engaging portion 31: protrusion
32: long groove 31 ', 33: groove
34: engaging jaw 35: engaging projection
36: projection 41, 41 ': intake vent
42, 42 ': exhaust port 50: air induction part
51: intermediate passage 52, 52 ': wave side
52 ": protruding jaw 60: main protrusion 70: sub-projection A: air passage

Claims (8)

외부로 배출되는 배기와 내부로 인입되는 흡기를 열교환시켜 배기에 포함된 배기열을 회수하는 배기열 회수용 열교환기에 있어서,
상기 열교환기는 직사각형으로 형성되어 상하로 적층되며, 이 적층된 사이로 공기통로(A)가 형성되도록 이격 설치되는 다수개의 제1, 2 전열판(10, 20)으로 이루어지고;
상기 제1, 2 전열판(10, 20)은 그 가장자리를 따라 각각 형성된 결합부(30)에 의해 서로 결합되며;
상기 결합부(30)에는 그 일부가 개방됨으로써 흡,배기구(41, 41', 42, 42')가 형성되되;
상기 흡,배기구(41, 41', 42, 42')는 서로 겹쳐지지 않으면서 상기 제1, 2 전열판(10, 20) 내부에서의 공기흐름이 대향류가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배기열 회수용 플라스틱 열교환기.
In the exhaust heat recovery heat exchanger for recovering the exhaust heat contained in the exhaust by heat-exchanging the exhaust discharged to the outside and the intake air drawn into the interior,
The heat exchanger is formed in a rectangular shape and stacked up and down, and includes a plurality of first and second heat transfer plates 10 and 20 spaced apart from each other so as to form an air passage A therebetween;
The first and second heat transfer plates 10 and 20 are coupled to each other by coupling portions 30 respectively formed along edges thereof;
Part of the coupling part 30 is opened to form the suction and exhaust holes 41, 41 ′, 42, 42 ′;
The intake and exhaust pipes 41, 41 ', 42, 42' are exhaust heat recovery, characterized in that the air flow in the first, second heat transfer plate (10, 20) is formed so as not to overlap each other Accommodating plastic heat exchanger.
청구항 1에 있어서,
상기 제1, 2 전열판(10, 20)의 흡,배기구(41, 41', 42, 42')를 형성하기 위해상기 결합부(30) 중 개방되는 부분은 상기 제1, 2 전열판(10, 20)의 좌우측변 중 어느 한 변의 전체 및/또는 상변 및 하변의 어느 한 변의 일부의 조합에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 배기열 회수용 플라스틱 열교환기.
The method according to claim 1,
In order to form the suction and exhaust ports 41, 41 ′, 42, and 42 ′ of the first and second heat transfer plates 10 and 20, an opening portion of the coupling part 30 is formed in the first and second heat transfer plates 10, 20. A plastic heat exchanger for recovering exhaust heat, characterized by the combination of the entirety of one of the left and right sides and / or a portion of any one of the upper and lower sides of 20).
청구항 1에 있어서,
상기 제1, 2 전열판(10, 20)이 상하 교대로 적층되어 조립될 때,
상기 제1 전열판(10)의 흡,배기구(41, 42)가 형성된 부분은 열린 구조가 되고, 그 하부는 닫힌 구조가 되며,
상기 제2 전열판(20)의 흡,배기구(41', 42')가 형성된 부분은 열린 구조가 되고, 그 하부는 닫힌 구조가 되고,
제1, 2 전열판(10, 20)이 서로 조립되어 측벽을 이루는 부분은 모두 닫힌 구조로 조립되는 것을 특징으로 하는 배기열 회수용 플라스틱 열교환기.
The method according to claim 1,
When the first and second heat transfer plates 10 and 20 are stacked and assembled alternately,
A portion of the first heat exchanger plate 10 having the suction and exhaust holes 41 and 42 is formed in an open structure, and a lower portion thereof in a closed structure,
A portion of the second heat transfer plate 20 in which the intake and exhaust holes 41 'and 42' are formed is an open structure, and a lower portion thereof is a closed structure.
Plastic heat exchanger for exhaust heat recovery, characterized in that the first, second heat transfer plate (10, 20) is assembled together with each other to form a side wall is closed structure.
청구항 3에 있어서,
상기 제1, 2 전열판(10, 20)의 흡,배기구(41, 41', 42, 42')의 열림 및 닫힘 구조는 상기 제1, 2 전열판(10, 20)의 흡,배기구(41, 41', 42, 42') 저면에는 결합턱(34)이 형성되고, 상기 제1,2 전열판(10,20)의 아래에 적층되는 다른 제1, 2 전열판(20)에는 상기 결합턱(34)이 형성되는 위치와 대응되는 위치에 홈부(33)가 형성되어 이들이 상하로 조립됨으로써 형성되되, 상기 제1, 2 전열판(10, 20)의 흡,배기구(41, 41', 42, 42')의 상부는 열린 구조가 되고, 그 하부에는 닫힌 구조가 되며;
상기 제1, 2 전열판(10, 20)의 측벽을 이루는 부분의 닫힘 구조는 상기 제1 전열판(10)에는 2개의 돌출부(31)가 적정 간격을 두고 평행으로 돌출되어 그 중간 부위에 장홈(32)이 형성되고, 상기 제2 전열판(20)에는 상기 제1 전열판(10)의 저면에 형성된 홈부(31')에 삽입되도록 하측으로 돌출 형성된 결합돌기(35)와, 상기 제1 전열판(10)의 장홈(32)에 삽입되도록 상부측으로 돌출된 돌기(36)가 형성되어 이들이 상하로 조립됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 배기열 회수용 플라스틱 열교환기.
The method according to claim 3,
The opening and closing structures of the suction and exhaust holes 41, 41 ′, 42, and 42 ′ of the first and second heat transfer plates 10 and 20 may include the suction and exhaust holes 41, of the first and second heat transfer plates 10 and 20. Coupling jaws 34 are formed on the bottoms of the 41 ', 42, and 42', and the joining jaws 34 are formed on the other first and second heating plates 20 which are stacked below the first and second heating plates 10 and 20. Grooves 33 are formed at positions corresponding to the positions where the holes are formed, and they are formed by assembling up and down, and the suction and exhaust holes 41, 41 ′, 42, 42 ′ of the first and second heat transfer plates 10 and 20 are formed. ) The upper part is an open structure, the lower part is a closed structure;
The closed structure of the part forming the sidewalls of the first and second heat transfer plates 10 and 20 has two protrusions 31 protruding in parallel to the first heat transfer plate 10 at appropriate intervals so that the long groove 32 is formed in the middle portion thereof. ) Is formed, and the second heat transfer plate 20 includes a coupling protrusion 35 protruding downwardly to be inserted into the groove 31 ′ formed on the bottom surface of the first heat transfer plate 10, and the first heat transfer plate 10. The projection 36 is formed to protrude to the upper side to be inserted into the long groove 32 of the exhaust heat recovery plastic heat exchanger, characterized in that they are formed by assembling up and down.
청구항 1에 있어서,
상기 제1, 2 전열판(10, 20)의 중간 부위의 내측면에는 상기 제1, 2 전열판(10, 20)의 각각의 판면을 기준으로 위쪽과 아래쪽이 동일한 높이로 상하 교대로 돌출되는 물결면(52)에 의해 형성되는 공기유도부(50)가 구비된 것을 특징으로 하는 배기열 회수용 플라스틱 열교환기.
The method according to claim 1,
On the inner surface of the middle portion of the first, second heat transfer plate (10, 20), the wave surface protrudes up and down alternately to the same height based on the respective plate surface of the first, second heat transfer plate (10, 20) Plastic heat exchanger for exhaust heat recovery, characterized in that provided with an air induction part (50) formed by (52).
청구항 5에 있어서,
상기 물결면(52)에는 공기유도부(50)를 부분적으로 단절하는 홈 형상의 중간통로(51)가 구비되는 것을 특징으로 하는 배기열 회수용 플라스틱 열교환기.
The method according to claim 5,
The corrugated surface 52 is provided with an exhaust heat recovery plastic heat exchanger, characterized in that it is provided with a groove-shaped intermediate passage (51) to partially cut off the air induction portion (50).
청구항 5에 있어서,
상기 제1, 2 전열판(10, 20)에는 각각 상기 제1, 2 전열판(10, 20)의 길이방향으로도 물결모양의 물결면(52)이 형성됨으로써 2중의 물결면(52)을 가지는 것을 특징으로 하는 배기열 회수용 플라스틱 열교환기.
The method according to claim 5,
The first and second heat transfer plates 10 and 20 have wavy wave surfaces 52 that are also wavy in the longitudinal direction of the first and second heat transfer plates 10 and 20, respectively, so that they have a double wave surface 52. A plastic heat exchanger for recovering exhaust heat.
청구항 5에 있어서,
상기 공기유도부(50)가 형성된 중간 부위를 제외하고 입, 출구(11, 12, 11', 12') 측에 가까운 부분의 전열판의 상면에는 그 형성 높이가 다른 다수의 엠보싱 형태의 메인돌기(60)와 서브돌기(70)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 배기열 회수용 플라스틱 열교환기.
The method according to claim 5,
Except for the intermediate portion in which the air induction part 50 is formed, a plurality of embossed main protrusions 60 having different forming heights are formed on the upper surface of the heat transfer plate near the inlet and outlet portions 11, 12, 11 ′, 12 ′. ) And the sub-projection (70) is characterized in that the plastic heat exchanger for exhaust heat recovery.
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