KR20120044847A - Heat exchanger and fin for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배수성과 전열성능이 개선된 공기조화기의 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger of an air conditioner with improved drainage and heat transfer performance.
열교환기는 공기조화기나 냉장고 등과 같이 냉동사이클을 사용하는 기기에 내장되어 사용되는 장치로써, 서로 이격 되게 배치되어 있는 다수의 열교환 핀(Fin)과, 냉매를 안내하며 다수의 열교환 핀과 접촉하게 설치되는 냉매 튜브(Tube)를 포함하여, 외부에서 유입된 공기가 열교환 핀을 통과하여 열교환하며 냉방운전 또는 난방운전이 이루어지도록 되어 있다.The heat exchanger is a device used in a device using a refrigeration cycle such as an air conditioner or a refrigerator. The heat exchanger is installed to be in contact with a plurality of heat exchange fins while guiding the refrigerant and a plurality of heat exchange fins that are spaced apart from each other. Including the refrigerant tube (Tube), the air introduced from the outside is heat-exchanged through the heat exchange fins to perform a cooling operation or a heating operation.
이러한 열교환기는 핀과 튜브의 형상 및 결합관계에 따라 크게 핀앤 튜브형(Fin & Tube Type) 열교환기와, 평행유동형(Parallel Flow Type) 열교환기로 구분된다.Such heat exchangers are largely classified into fin & tube type heat exchangers and parallel flow type heat exchangers according to the shape and coupling relationship between fins and tubes.
통상 핀앤 튜브형 열교환기는 프레스 가공한 핀을 적층시키고, 적층된 핀에 다수의 원형 튜브를 압입하는 방식을 사용하고, 평행유동형 열교환기는 납작한 타원 형상의 튜브 사이에 물결 형상(Corrugate)의 핀을 브레이징(Brazing) 접합하는 방식을 사용한다.In general, a fin-and-tube heat exchanger uses a method of stacking press fins and pressing a plurality of circular tubes into the stacked fins, and a parallel flow heat exchanger brazes corrugated fins between flat elliptic tubes. Brazing) A method of joining is used.
일반적으로 평행유동형 열교환기는 핀앤 튜브형 열교환기에 비해 열교환효율이 우수하나, 응축수의 배수가 원할 하지 않다.In general, parallel flow type heat exchangers have better heat exchange efficiency than fin-and-tube type heat exchangers, but condensate drainage is not desired.
본 발명의 일측면은 배수성과 전열성능이 개선된 핀 마이크로채널 열교환기(FMC : Fin Micro-channel Heat Exchanger)를 제공한다.One aspect of the present invention provides a fin micro-channel heat exchanger (FMC) with improved drainage and heat transfer performance.
더불어, 상기 핀 마이크로채널 열교환기의 최적 설계를 위한 모델을 제공한다. In addition, it provides a model for the optimal design of the fin microchannel heat exchanger.
본 발명의 사상에 따른 열교환기는 유입관과 토출관이 연결되는 제1헤더와, 상기 제1헤더와 소정 간격을 두고 나란하게 배치되는 제2헤더와, 상기 제1헤더 및 제2헤더 사이에 전열과 후열로 배열되고, 마이크로채널(Micro-channel)을 포함하는 복수개의 편평형 마이크로채널튜브(Micro-channel Tube)과, 상기 전열과 후열의 마이크로채널튜브가 삽입되도록 슬롯이 전열과 후열로 형성되는 복수개의 판형 핀(Fin)을 포함한다.According to an aspect of the present invention, a heat exchanger includes a first header to which an inlet pipe and a discharge pipe are connected, a second header disposed side by side at a predetermined interval with the first header, and a heat transfer between the first header and the second header. And a plurality of flat micro-channel tubes (Micro-channel Tube) including a micro-channel, and arranged in a rear row and a slot formed in the front row and the rear row so that the micro-channel tube of the front and rear rows are inserted Plate-shaped fins.
여기서, 상기 핀에는 상하로 인접한 상기 슬롯 사이에 루버(Louver) 또는 슬릿(Slit)이 형성된다.In this case, a louver or slit is formed between the slots vertically adjacent to the pin.
또한, 상기 루버의 피치(Lp)는 0.8 mm ≤ LP ≤ 1.2 mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 한다.In addition, the pitch Lp of the louver is characterized in that it satisfies the range of 0.8 mm ≤ LP ≤ 1.2 mm.
또한, 상기 슬롯과 상기 루버 또는 상기 슬릿 사이의 간격(D1)은 0 mm < D1 ≤ 1 mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 한다.In addition, the interval D1 between the slot and the louver or the slit is characterized in that it satisfies the range of 0 mm <D1 ≤ 1 mm.
또한, 상기 전열의 슬롯과 후열의 슬롯 사이의 간격(D2)은 D2 ≥ 2 mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 한다.In addition, the interval D2 between the slots in the front row and the slots in the rear row is characterized by satisfying a range of D2? 2 mm.
또한, 하기 계산식으로 정의되는 공기측 전열면적(A)과 냉매측 전열면적(C)의 비율(R)은 2.5 ≤ R ≤ 3.5 를 만족하는 것을 특징으로 한다.In addition, the ratio R between the air-side heat transfer area A and the refrigerant-side heat transfer area C defined by the following formula is characterized by satisfying 2.5 ≦ R ≦ 3.5.
[계산식][formula]
A=((Lf×Wf)-(핀당 총 슬롯의 넓이의 합))×2×(총 핀의 개수)A = ((Lf × Wf)-(sum of total slot widths per pin)) × 2 × (total number of pins)
C=(Wc+Hc)×2×Lt×(튜브당 채널의 개수)×(총 튜브의 개수)C = (Wc + Hc) × 2 × Lt × (number of channels per tube) × (number of total tubes)
R=A×CR = A × C
Lf는 핀전체 높이, Wf는 핀폭Lf is the overall height of the pin, Wf is the pin width
또한, 상기 핀에는 상하로 인접한 상기 슬롯 사이에 격자형태로 배열되는 절기가 형성될 수 있다.In addition, the pin may be a season arranged in a grid form between the adjacent slots up and down.
여기서, 상기 절기는 사각 형상으로 마련되는 것을 특징으로 한다.Here, the season is characterized in that it is provided in a square shape.
또한, 상기 제1헤더 및 제2헤더는 수직 헤더인 것을 특징으로 한다.In addition, the first header and the second header is characterized in that the vertical header.
본 발명의 사상에 따른 열교환기용 핀은 편평형 마이크로채널튜브가 삽입되는 판 형상의 열교환기용 핀에 있어서, 마이크로채널튜브가 삽입되는 슬롯이 전열과 후열로 형성되고, 상하로 인접한 상기 슬롯 사이에 루버 또는 슬릿이 형성된다.The heat exchanger fin according to the spirit of the present invention is a plate-shaped heat exchanger fin into which a flat microchannel tube is inserted, wherein the slot into which the microchannel tube is inserted is formed by heat transfer and after heat, and a louver or the upper and lower adjacent slots is provided. Slits are formed.
여기서, 상기 루버의 피치(Lp)는 0.8 mm ≤ LP ≤ 1.2 mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 한다.Here, the pitch Lp of the louver is characterized in that it satisfies the range of 0.8 mm ≤ LP ≤ 1.2 mm.
또한, 상기 슬롯과 상기 루버 또는 상기 슬릿 사이의 간격(D1)은 0 mm < D1 ≤ 1 mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 한다.In addition, the interval D1 between the slot and the louver or the slit is characterized in that it satisfies the range of 0 mm <D1 ≤ 1 mm.
또한, 상기 전열의 슬롯과 후열의 슬롯 사이의 간격(D2)은 D2 ≥ 2 mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 한다.In addition, the interval D2 between the slots in the front row and the slots in the rear row is characterized by satisfying a range of D2? 2 mm.
다른 측면에서 본 발명의 사상에 따른 열교환기용 핀은 편평형 마이크로채널튜브가 삽입되는 판 형상의 열교환기용 핀에 있어서, 마이크로채널튜브가 삽입되는 슬롯이 전열과 후열로 형성되고, 상하로 인접한 상기 슬롯 사이에 격자형태로 배열되는 절기가 형성된다.In another aspect, the fin for a heat exchanger according to the spirit of the present invention is a plate-shaped heat exchanger fin into which a flat microchannel tube is inserted, wherein slots into which the microchannel tubes are inserted are formed by heat transfer and after heat, and between the upper and lower adjacent slots. Seasons arranged in a lattice form are formed.
여기서, 상기 절기는 사각 형상으로 마련되는 것을 특징으로 한다.Here, the season is characterized in that it is provided in a square shape.
본 발명의 사상에 따르면 배수성과 전열성능이 개선된 핀 마이크로채널 열교환기를 얻을 수 있다.According to the spirit of the present invention, it is possible to obtain a fin microchannel heat exchanger having improved drainage and heat transfer performance.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 핀의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2를 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기의 핀의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 열교환기의 핀의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 5를 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 열교환기의 핀의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 열교환기의 핀의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 8를 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 자른 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 열교환기의 핀의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 튜브의 단면을 도시한 도면이다.
도 12는 공기측 전열면적과 냉매측 전열면적의 비에 따른 열교환 성능을 도시한 그래프이다.
도 13 및 도 14는 열교환기용 튜브와 핀을 결합하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 열교환기용 핀의 변형례를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing the appearance of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing the shape of the fin of the heat exchanger according to the first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 2.
4 is a view schematically showing the shape of the fin of the heat exchanger according to the second embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing the shape of the fin of the heat exchanger according to the third embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 5.
7 is a view schematically showing the shape of the fin of the heat exchanger according to the fourth embodiment of the present invention.
8 is a view schematically showing the shape of the fin of the heat exchanger according to the fifth embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 8.
10 is a view schematically showing the shape of the fin of the heat exchanger according to the sixth embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view of a tube for a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
12 is a graph illustrating heat exchange performance according to a ratio of an air-side heat transfer area and a refrigerant-side heat transfer area.
13 and 14 are views for explaining a method for coupling the fin and the tube for the heat exchanger.
15 is a perspective view showing a modification of the fin for the heat exchanger according to the present invention.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 외관을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing the appearance of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 열교환기(1)는 제1헤더(10), 제2헤더(20), 마이크로채널튜브(Micro-channel Tube,30) 및 핀(40)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a
제1헤더(10)와 제2헤더(20)는 상호 소정 간격을 두고 수직으로 배치된다. 상호 마주보는 면에는 마이크로채널튜브(30)의 단면에 대응되는 크기로 절취되어 마이크로채널튜브(30)가 결합하는 튜브결합부(미도시)가 형성되어 있다.The
제1헤더(10)와 제2헤더(20)는 각각 격벽에 의해 분할된 전방탱크(11,21)와 후방탱크(12,22)를 포함하고, 전방탱크(11,21)와 후방탱크(12,22)는 각각 배플(13)에 의해 다시 상하로 구획될 수 있다.The
제1헤더(10)와 제2헤더(11) 사이에는 제1헤더(10)와 제2헤더(20)를 연통시켜 냉매를 안내하는 마이크로채널튜브(30)가 설치된다.Between the
마이크로채널튜브(30)는 냉매가 지나는 통로이다. 냉매는 공기조화장치(미도시) 내부에서 압축 또는 팽창되면서 순환하며 냉,난방을 가능케 한다.The
마이크로채널튜브(30)는 상하로 소정 간격 이격되고, 전열과 후열의 2열로 배열된다. 또한, 전열의 마이크로채널튜브(31)와 후열의 마이크로채널튜브(32)는 상호 지그재그형으로 배열된다. 다만, 도 4에서 보듯이 전열의 마이크로채널튜브(31)와 후열의 마이크로채널튜브(32)가 서로 나란하게 배열되는 것도 가능하다.The
한편, 제1헤더(10)에는 냉매를 유입시키는 유입관(11)과, 마이크로채널튜브(30)를 통과하면서 열교환을 마친 냉매가 토출되는 토출관(12)이 연결된다. 제1헤더(10) 내부로 유입되는 냉매가 기체 및 액체의 2상을 갖더라도 중력에 따른 액적이 쌓이는 것을 방지할 수 있도록 유입관(11)은 제1헤더(10)의 하측에 연결되고, 토출관(12)은 제1헤더(10)의 상측에 연결되는 것이 바람직하다.
On the other hand, the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 튜브를 개략적으로 도시한 사시도이다.2 is a plan view schematically showing a fin for a heat exchanger according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view schematically showing a tube for a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 핀과 튜브의 구조에 대해 설명한다.With reference to Figures 2 and 3 will be described the structure of the heat exchanger fin and tube according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 핀(40)의 핀본체(43)는 소정의 폭(Wf)과 높이(Hf)를 가지는 판상으로 마련된다. 핀본체(43)는 박막의 사각 판상으로 만들어지는 것이 바람직하다.2 and 3, the
핀(40)은 마이크로채널튜브(30)와 접촉되도록 설치되며, 열을 방출 또는 흡수 할 수 있는 부분이 넓어지도록 가급적 넓게 마련되는 것이 바람직하다.The
마이크로채널튜브(30) 내부를 흐르는 냉매의 열은 마이크로채널튜브(30)와 핀(40)을 통해 핀(40) 주변을 흐르는 공기로 전달되어 외부로 용이하게 발산된다.The heat of the refrigerant flowing in the
반대로 핀(40) 주변을 흐르는 공기의 열이 핀(40)과 마이크로채널튜브(30)을 통하여 냉매로 전달되는 경우에도 동일하다.On the contrary, the same is true when heat of air flowing around the
한편, 핀(40)에는 마이크로채널튜브(31,32)가 삽입될 수 있도록 전열과 후열의 슬롯(44,45)이 형성된다. 슬롯(44,45)의 주위에는 슬롯(44,45)에 튜브(31,32)가 용이하게 삽입되고, 접합력이 확보되도록 핀본체(43)와 수직하게 칼라(47)가 형성된다. On the other hand, the
핀(40)은 공기의 유동방향과 나란하게 일정한 간격으로 평행하게 배치된다. 이에 의해, 공기는 핀(40)으로부터 저항을 크게 받지 않고 자연스럽게 핀(40) 표면을 스쳐서 유동하며 열교환할 수 있다.The
마이크로채널튜브(31)의 전열과 후열이 지그재그형으로 마련된 경우 열교환기용 핀(40)의 전열의 슬롯(44)과 후열의 슬롯(45)도 상호 지그재그형으로 마련된다. 다만, 도 4에서 보듯이 마이크로채널튜브(30)의 전열(31)과 후열(32)이 나란하게 마련되는 경우 핀(40)의 전열의 슬롯(44)과 후열의 슬롯(45) 역시 나란하게 마련되는 것은 당연하다.When the heat transfer and post heat of the
상하로 인접한 상기 슬롯(44,45) 사이에는 공기와의 접촉 면적을 크게하여 열전달 효율이 증가하도록 루버(Louver,41,42)가 형성된다.Louvers 41 and 42 are formed between the upper and lower
루버(41)는 상하로 인접한 전열의 슬롯(44) 사이에 형성되고, 루버(42)는 상하로 인접한 후열의 슬롯(45) 사이에 형성된다.The
전열의 루버(41)와 후열의 루버(42)는 핀(40)의 폭방향으로 상호 대칭되게 마련되고, 핀본체(43)의 일부가 핀본체(43)로부터 경사지도록 일어나 형성된다. 루버(41,42)로 인해 핀(40)을 스쳐서 유동하는 공기의 흐름이 흩뜨러지게 되고, 경계층이 성장하지 않게 되므로 열교환 효율이 증가할 수 있다.The
여기서, 마이크로채널튜브(30) 하단에의 물맺힘으로 인한 공기측 압손 증가와 전열성능 저하를 방지하도록 슬롯(44,45)과 루버(41,42) 사이의 간격(D1)은 1mm 이하가 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 구조로 응축수는 모세관현상에 의해 핀(40)의 하단으로 원활하게 배수될 수 있다.Here, the gap D1 between the
또한, 전열의 마이크로채널튜브(31)가 삽입되는 전열의 슬롯(44)과, 후열의 마이크로채널튜브(32)가 삽입되는 후열의 슬롯(45) 사이의 간격(D2)은 2 mm 이상일 때 배수성이 향상된다. In addition, the spacing D2 between the
또한, 루버(41,42) 피치(LP)는 0.8 mm ≤ LP ≤ 1.2 mm 의 범위를 만족할 때 배수성이 향상된다.
Further, the
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 열교환기의 핀의 형상을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 도 5를 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다. 도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 열교환기의 핀의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.5 is a view schematically showing the shape of the fin of the heat exchanger according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 5. 7 is a view schematically showing the shape of the fin of the heat exchanger according to the fourth embodiment of the present invention.
열교환기의 핀(40)의 상하로 인접한 슬롯(44,45) 사이에 루버(41,42) 대신 슬릿(46a,46b)이 형성될 수 있다. 슬릿(46a)은 상하 인접한 전열의 슬롯(44) 사이에 형성되고, 슬릿(46b)은 상하 인접한 후열의 슬롯(45) 사이에 형성된다. 공기는 슬릿(46a,46b)의 개방된 부분으로 유입되는 도중에 난류화되어 마이크로채널튜브(30)의 주위를 선회하게 되므로 열교환 효과가 촉진될 수 있다.
본 실시예에서도 전열의 슬롯(44)과 후열의 슬롯(45)은 상호 지그재그로 배열되거나 상호 나란하게 배열될 수 있다.
In this embodiment, the
도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 열교환기의 핀의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 9는 도 8를 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 자른 단면도이다. 도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 열교환기의 핀의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다. 8 is a view schematically showing the shape of the fin of the heat exchanger according to the fifth embodiment of the present invention. 9 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 8. 10 is a view schematically showing the shape of the fin of the heat exchanger according to the sixth embodiment of the present invention.
도 8 내지 도 10에서 보듯이 루버(41,42)와 슬릿(46a,46b)이 동시에 형성될 수도 있으며, 전열의 슬롯(44)과 후열의 슬롯(45)은 상호 지그재그로 배열되거나 상호 나란하게 배열될 수 있다. 나머지 구성요소는 다른 실시예와 동일하므로 설명은 생략한다.
As shown in FIGS. 8 to 10, the
한편, 도 11에서 보듯이 마이크로채널튜브(30)는 편평한 형상으로 마련되고, 내부에 냉매를 안내하는 다수의 마이크로채널(Micro-channel,33)이 형성된다. On the other hand, as shown in Figure 11, the
마이크로채널튜브(30)는 단면이 원형으로 마련될 수도 있지만, 전열면적의 확장을 위해 편평한 형상으로 마련되는 것이 바람직하다.
The
도 12는 공기측 전열면적과 냉매측 전열면적의 비에 따른 열교환 성능을 도시한 그래프이다. 본 그래프에서 x축은 공기측 전열면적(A)과 냉매측 전열면적(C)의 비율(R)을 표시한 것이고, y축은 전면면적당 열량(Q/FA), 전면면적당 전열능력(HA/FA) 및 단위길이당 압력손실(dP/L)을 표시한 것이다.(다만, y축의 수치는 상대값임.) 12 is a graph illustrating heat exchange performance according to a ratio of an air-side heat transfer area and a refrigerant-side heat transfer area. In this graph, the x-axis represents the ratio (R) between the air-side heat transfer area (A) and the refrigerant-side heat transfer area (C), and the y-axis shows the heat capacity per front area (Q / FA) and the heat transfer capacity per front area (HA / FA). And pressure loss per unit length (dP / L). (However, the values on the y-axis are relative values.)
상기와 같은 구조를 갖는 핀(40)과 마이크로채널튜브(30)를 포함한 열교환기에 있어서, 공기측 전열면적(A)과 냉매측 전열면적(C)의 비율(R)에 따른 성능 특성의 변화를 발견할 수 있다.In the heat exchanger including the
여기에서 공기측 전열면적(A)은 핀(40)의 길이(또는 높이)를 Lf라고 하고 핀(40)의 폭을 Wf라고 할때 ((Lf×Wf)-(핀당 총 슬롯의 넓이의 합))×2×(총 핀의 개수)로 정의한다. 또한 냉매측 전열면적(C)은 C=(Wc+Hc)×2×Lt×(튜브당 채널의 개수)×(총 튜브의 개수)로 정의한다. R = 공기측 전열면적(A)×냉매측 전열면적(C) 으로 정의한다.Here, the air-side heat transfer area (A) is the length (or height) of the
도 12에서 보듯이 공기측 전열면적(A)과 냉매측 전열면적(C)의 비율(R)이 증가할수록 압력 손실은 증가하고, 공기측 전열면적(A)과 냉매측 전열면적(C)의 비율(R)이 대략 2.5 ≤ R ≤ 3.5 를 만족할 때 전체적인 성능 특성이 최적임을 알 수 있다.As shown in FIG. 12, as the ratio R of the air-side heat transfer area A and the refrigerant-side heat transfer area C increases, the pressure loss increases, and the air-side heat transfer area A and the refrigerant-side heat transfer area C It can be seen that the overall performance characteristic is optimal when the ratio R satisfies approximately 2.5 ≦ R ≦ 3.5.
일반적으로 종래 핀앤 튜브형 열교환기의 경우 공기측 전열면적(A)과 냉매측 전열면적(C)의 비율(R)은 10 ≤ R ≤ 20 이고, 평행유동형 열교환기의 경우 3 ≤ R ≤ 4 이다.In general, the ratio (R) between the air-side heat transfer area (A) and the refrigerant-side heat transfer area (C) in the conventional fin-and-tube heat exchanger is 10 ≦ R ≦ 20, and 3 ≦ R ≦ 4 in the parallel flow type heat exchanger.
따라서, 최적의 성능 특성을 얻기 위하여 냉매측 전열면적(C)을 증가시키도록 설계하는 것이 바람직하다.
Therefore, it is desirable to design the coolant side heat transfer area C to increase the optimum performance characteristics.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기용 튜브와 핀을 결합하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.13 and 14 are views for explaining a method for coupling the fin and the tube for the heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
상기와 같은 마이크로채널튜브(30)과 핀(40)을 접합시키기 위해 종래의 알루미늄 재질의 클래드(Clad) 핀과 튜브를 브레이징(Brazing)하는 방법 이외에 용접와이어(50)를 사용하여 접합하는 방법을 사용할 수 있다. In order to bond the
도 13과 같이 핀(40)의 슬롯(44,45)의 안쪽에 용접와이어(50)를 설치하고 마이크로채널튜브(31,32)를 삽입하여 용접을 하는 경우 도 14와 같이 용접물이 용융되어 틈새에 용접되면서 핀(40)과 마이크로채널튜브(31,32)를 결합시킬 수 있게 된다. 상기와 같은 방법을 사용함으로써 용접이 용이할 뿐만 아니라 접합 불량이 크게 해소될 수 있다.
When the
도 15는 본 발명에 따른 열교환기용 핀의 변형례를 도시한 사시도이다.15 is a perspective view showing a modification of the fin for the heat exchanger according to the present invention.
편평형 마이크로채널튜브가 삽입되는 판상의 열교환기용 핀(140)에 있어서, 핀(140)은 핀본체(143)와, 마이크로채널튜브가 삽입되도록 지그재그형으로 형성되는 슬롯(145)과, 상하로 인접한 상기 슬롯(145) 사이에 격자형태로 배열되는 복수개의 절기(148)를 포함하여 구성될 수 있다. 슬롯(145)의 주위에는 슬롯(145)에 튜브(32)가 용이하게 삽입되고 접착되도록 칼라(147)가 형성될 수 있다. In the plate-shaped
도 15에서 보듯이 핀(140)의 두께 방향으로 유입되는 공기(F)는 핀(140) 사이를 유동하면서 절기(148)를 통하여 핀(140)의 전면부와 후면부를 넘나들 수 있다. 또한, 다수의 핀(140)이 적층되므로 대응되는 위치에 형성되는 절기(148)들은 하나의 채널을 형성할 수 있으므로 공기측 압력 손실이 감소되고 전열성능이 개선될 수 있다.
As shown in FIG. 15, air F introduced in the thickness direction of the
이상에서 본 발명을 특정 실시예에 의하여 설명하였으나 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위에 명시된 상기 본 발명의 기술적 사상으로서의 요지를 일탈하지 아니하는 범위 안에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다. Although the present invention has been described above by means of specific embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and the present invention is not limited to the technical spirit of the present invention as defined in the claims. Of course, various modifications and variations are possible by those having the same.
1 : 열교환기 10,20 : 제1,제2헤더
11,21 : 제1,제2헤더 전방탱크 12,22 : 제1,제2헤더 후방탱크
13 : 배플 14 : 유입관
15 : 토출관 30 : 마이크로채널튜브
31 : 전열 마이크로채널튜브 32 : 후열 마이크로채널튜브
33 : 마이크로채널 40,140 : 핀
41,42 : 루버 43,143 : 핀본체
44,45,145 : 슬롯 46a,46b : 슬릿
47,147 : 칼라 50 : 용접와이어
148 : 절기 D1 : 슬롯과 루버 사이의 간격
D2 : 슬롯의 전열과 후열의 간격 F : 공기의 흐름
Hc : 채널 높이 Lf : 핀 높이(길이)
LP : 루버 피치 Lt : 튜브 길이
Wc : 채널 폭 Wf : 핀 폭 1:
11,21: 1st, 2nd
13: baffle 14: inlet pipe
15
31: electrothermal microchannel tube 32: postthermal microchannel tube
33: microchannel 40,140: pin
41,42: Louver 43,143: Pin body
44,45,145:
47,147: collar 50: welding wire
148: season D1: gap between slot and louver
D2: gap between slot heat transfer and back heat F: air flow
Hc: Channel Height Lf: Pin Height (Length)
LP: Louver Pitch Lt: Tube Length
Wc: Channel Width Wf: Pin Width
Claims (15)
상기 제1헤더와 소정 간격을 두고 나란하게 배치되는 제2헤더;
상기 제1헤더 및 제2헤더 사이에 전열과 후열로 배열되고, 마이크로채널(Micro-channel)을 포함하는 복수개의 편평형 마이크로채널튜브(Micro-channel Tube); 및
상기 전열과 후열의 마이크로채널튜브가 삽입되도록 슬롯이 전열과 후열로 형성되는 복수개의 판형 핀(Fin); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.A first header to which the inlet pipe and the outlet pipe are connected;
A second header disposed side by side with the first header at a predetermined interval;
A plurality of flat micro-channel tubes (Micro-channel Tube) is arranged between the first header and the second header in front and rear rows, including a micro-channel (Micro-channel); And
A plurality of plate-shaped fins in which slots are formed in a front row and a rear row so that the microchannel tubes of the front row and the rear row are inserted; Heat exchanger comprising a.
상기 핀에는 상하로 인접한 상기 슬롯 사이에 루버(Louver) 또는 슬릿(Slit)이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 1,
And a louver or a slit formed between the slots vertically adjacent to the fin.
상기 루버의 피치(Lp)는 0.8 mm ≤ LP ≤ 1.2 mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 2,
And the pitch Lp of the louver satisfies a range of 0.8 mm ≦ LP ≦ 1.2 mm.
상기 슬롯과 상기 루버 또는 상기 슬릿 사이의 간격(D1)은 0 mm < D1 ≤ 1 mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 열교환기. The method of claim 2,
And a gap (D1) between said slot and said louver or said slit satisfies a range of 0 mm < D1 < 1 mm.
상기 전열의 슬롯과 후열의 슬롯 사이의 간격(D2)은 D2 ≥ 2 mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 열교환기. The method of claim 2,
And the distance D2 between the slots in the front row and the slots in the back row satisfies a range of D2? 2 mm.
하기 계산식으로 정의되는 공기측 전열면적(A)과 냉매측 전열면적(C)의 비율(R)은 2.5 ≤ R ≤ 3.5 를 만족하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
[계산식]
A=((Lf×Wf)-(핀당 총 슬롯의 넓이의 합))×2×(총 핀의 개수)
C=(Wc+Hc)×2×Lt×(튜브당 채널의 개수)×(총 튜브의 개수)
R=A×C
Lf는 핀전체 높이, Wf는 핀폭The method of claim 2,
A ratio (R) of the air-side heat transfer area (A) and the refrigerant-side heat transfer area (C) defined by the following formula satisfies 2.5 ≦ R ≦ 3.5.
[formula]
A = ((Lf × Wf)-(sum of total slot widths per pin)) × 2 × (total number of pins)
C = (Wc + Hc) × 2 × Lt × (number of channels per tube) × (number of total tubes)
R = A × C
Lf is the overall height of the pin, Wf is the pin width
상기 핀에는 상하로 인접한 상기 슬롯 사이에 격자형태로 배열되는 절기가 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기. The method of claim 1,
The fin is a heat exchanger characterized in that the season is arranged in the grid form between the adjacent slots up and down.
상기 절기는 사각 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 7, wherein
The heat exchanger characterized in that the season is provided in a square shape.
상기 제1헤더 및 제2헤더는 수직 헤더인 것을 특징으로 하는 열교환기.The method of claim 1,
And the first header and the second header are vertical headers.
마이크로채널튜브가 삽입되는 슬롯이 전열과 후열로 형성되고, 상하로 인접한 상기 슬롯 사이에 루버 또는 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀.In the plate-shaped heat exchanger fin into which the flat microchannel tube is inserted,
And a slot into which the microchannel tube is inserted is formed in a front row and a rear row, and a louver or a slit is formed between the upper and lower adjacent slots.
상기 루버의 피치(Lp)는 0.8 mm ≤ LP ≤ 1.2 mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀. The method of claim 10,
The louver's pitch (Lp) is a fin for a heat exchanger, characterized in that it satisfies the range 0.8 mm ≤ LP ≤ 1.2 mm.
상기 슬롯과 상기 루버 또는 상기 슬릿 사이의 간격(D1)은 0 mm < D1 ≤ 1 mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀. The method of claim 10,
The spacing (D1) between the slot and the louver or the slit satisfies a range of 0 mm <D1 ≤ 1 mm.
상기 전열의 슬롯과 후열의 슬롯 사이의 간격(D2)은 D2 ≥ 2 mm 의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀. The method of claim 10,
The spacing (D2) between the slots of the front row and the slots of the rear row is a heat exchanger fin, characterized in that to satisfy the range of D2 ≥ 2 mm.
마이크로채널튜브가 삽입되는 슬롯이 전열과 후열로 형성되고, 상하로 인접한 상기 슬롯 사이에 격자형태로 배열되는 절기가 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀. In the plate-shaped heat exchanger fin into which the flat microchannel tube is inserted,
The slot into which the microchannel tube is inserted is formed in a front row and a rear row, and a heat exchanger fin is formed between the adjacent slots arranged up and down in a lattice form.
상기 절기는 사각 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 열교환기용 핀.
The method of claim 14,
The season fins for heat exchanger, characterized in that provided in a square shape.
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USD749201S1 (en) * | 2012-08-02 | 2016-02-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Fin-plate for heat exchanger |
USD775315S1 (en) * | 2012-08-02 | 2016-12-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Fin-plate for heat exchanger |
KR101421953B1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-22 | 현대자동차주식회사 | Accumulated type thermoelectric generator for a vehicle |
US10006662B2 (en) * | 2013-01-21 | 2018-06-26 | Carrier Corporation | Condensing heat exchanger fins with enhanced airflow |
WO2014209345A1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Schneider Electric It Corporation | Indirect evaporator cooler heat exchanger manufacturing method |
WO2015040746A1 (en) | 2013-09-20 | 2015-03-26 | 三菱電機株式会社 | Heat exchanger, air conditioner device using said heat exchanger, and method for producing said heat exchanger |
DE102014202788A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Robert Bosch Gmbh | heat exchangers |
CN103888054A (en) * | 2014-03-04 | 2014-06-25 | 苏州边枫电子科技有限公司 | Solar connecting box with heat radiation structure |
JP6289729B2 (en) * | 2015-03-02 | 2018-03-07 | 三菱電機株式会社 | Fin-and-tube heat exchanger and refrigeration cycle apparatus provided with the same |
FR3038977B1 (en) * | 2015-07-17 | 2019-08-30 | Valeo Systemes Thermiques | HEAT EXCHANGER WITH FINS COMPRISING IMPROVED PERSIANS |
CN106802029B (en) * | 2015-11-25 | 2020-04-07 | 杭州三花微通道换热器有限公司 | Heat exchanger core and heat exchanger with same |
US10378835B2 (en) * | 2016-03-25 | 2019-08-13 | Unison Industries, Llc | Heat exchanger with non-orthogonal perforations |
JP6233540B2 (en) * | 2016-04-20 | 2017-11-22 | ダイキン工業株式会社 | Heat exchanger and air conditioner |
JP2018071860A (en) * | 2016-10-27 | 2018-05-10 | 株式会社富士通ゼネラル | Heat exchanger |
CN109237984A (en) * | 2017-07-10 | 2019-01-18 | 美的集团股份有限公司 | Heat exchanger and household electrical appliance |
CN107702566A (en) * | 2017-09-14 | 2018-02-16 | 华北电力大学 | A kind of dot matrix heat exchanger |
CN109900136B (en) * | 2017-12-07 | 2021-12-07 | 浙江盾安机械有限公司 | Fin and heat exchanger |
CN110345780A (en) * | 2018-04-03 | 2019-10-18 | 丹佛斯微通道换热器(嘉兴)有限公司 | Heat exchanger |
US11774187B2 (en) * | 2018-04-19 | 2023-10-03 | Kyungdong Navien Co., Ltd. | Heat transfer fin of fin-tube type heat exchanger |
US11047631B2 (en) * | 2019-02-20 | 2021-06-29 | Caterpillar Inc. | Bumper clip for tube type heat exchangers |
CN112344763B (en) * | 2019-08-07 | 2022-04-01 | 丹佛斯有限公司 | Method for manufacturing heat exchanger |
WO2021030648A1 (en) * | 2019-08-14 | 2021-02-18 | Shell Oil Company | Heat exchanger system and method |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3897821A (en) * | 1973-08-03 | 1975-08-05 | Barry Wehmiller Co | Heat transfer coil |
US4360141A (en) * | 1980-09-02 | 1982-11-23 | Kensrue Milo M | Holder for welding seam back-up tape |
JPH1089870A (en) * | 1996-09-18 | 1998-04-10 | Nippon Light Metal Co Ltd | Manufacture of heat exchanger and heat exchanger |
KR100220724B1 (en) * | 1996-12-30 | 1999-09-15 | 윤종용 | Heat exchanger for air conditioner |
JP2001194084A (en) * | 1999-12-15 | 2001-07-17 | Lg Electronics Inc | Fin tube type heat exchanger |
FR2804501B1 (en) * | 2000-01-28 | 2002-04-12 | Valeo Thermique Moteur Sa | HEAT EXCHANGE MODULE, IN PARTICULAR FOR A MOTOR VEHICLE |
US6964296B2 (en) * | 2001-02-07 | 2005-11-15 | Modine Manufacturing Company | Heat exchanger |
US6745827B2 (en) * | 2001-09-29 | 2004-06-08 | Halla Climate Control Corporation | Heat exchanger |
JP4300508B2 (en) * | 2002-12-25 | 2009-07-22 | 株式会社ティラド | Plate fin and heat exchanger core for heat exchanger |
US7028766B2 (en) * | 2003-11-25 | 2006-04-18 | Alcoa Inc. | Heat exchanger tubing with connecting member and fins and methods of heat exchange |
DE112005001009T5 (en) * | 2004-05-11 | 2007-03-08 | Showa Denko Kk | heat exchangers |
US7721794B2 (en) * | 2007-02-09 | 2010-05-25 | Lennox Industries Inc. | Fin structure for heat exchanger |
CA2727671A1 (en) * | 2008-06-13 | 2009-12-17 | Goodman Global, Inc. | Method for manufacturing tube and fin heat exchanger with reduced tube diameter and optimized fin produced thereby |
CN201476625U (en) * | 2009-06-15 | 2010-05-19 | 浙江康盛股份有限公司 | Micro-channel condenser |
CN101619950B (en) * | 2009-08-13 | 2011-05-04 | 三花丹佛斯(杭州)微通道换热器有限公司 | Fin and heat exchanger with same |
-
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