KR20130133119A - 냉매 건조기, 특히 압축 공기 냉매 건조기 및 냉매 건조기용, 특히 압축 공기 냉매 건조기용 열 교환기 - Google Patents

냉매 건조기, 특히 압축 공기 냉매 건조기 및 냉매 건조기용, 특히 압축 공기 냉매 건조기용 열 교환기 Download PDF

Info

Publication number
KR20130133119A
KR20130133119A KR1020127029729A KR20127029729A KR20130133119A KR 20130133119 A KR20130133119 A KR 20130133119A KR 1020127029729 A KR1020127029729 A KR 1020127029729A KR 20127029729 A KR20127029729 A KR 20127029729A KR 20130133119 A KR20130133119 A KR 20130133119A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
heat
heat transfer
gas
plates
Prior art date
Application number
KR1020127029729A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101932924B1 (ko
Inventor
안드레아스 푀스터
안드레아스 프레덴하겐
미하일 파이스타우어
안드레아스 발터
크리스티안 데링
Original Assignee
카에저 콤프레소렌 아게
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 카에저 콤프레소렌 아게 filed Critical 카에저 콤프레소렌 아게
Publication of KR20130133119A publication Critical patent/KR20130133119A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101932924B1 publication Critical patent/KR101932924B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/265—Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
    • 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
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • 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
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0008—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
    • 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
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0093—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/025—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements
    • F28F3/027—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being corrugated, plate-like elements with openings, e.g. louvered corrugated fins; Assemblies of corrugated strips
    • 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
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0038—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for drying or dehumidifying gases or vapours
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

본 발명은 압축 공기 냉매 건조기와 같은 냉매 건조기용 열 교환기에 있어서, 압축 공기와 같은 건조될 유체가 열 교환기의 동작 동안에 통과하여 흐를 수 있는 적어도 하나의 제1 유입 표면 요소와, 냉매제가 열 교환기의 동작 동안에 필요에 따라 통과하여 흐를 수 있는 적어도 하나의 제2 유입 표면 요소를 포함하고, 제1 및 제2 유입 표면 요소는 저온 어큐뮬레이터 매질로 충전하기 위하여 제공되는 적어도 하나의 저온 저장 챔버에 있거나 저온 저장 챔버에 적어도 일부 영역에서 연결될 수 있고, 제1 및/또는 제2 유입 표면 요소는 상기 저온 저장 챔버로 연장되는, 예를 들어, 상기 저온 저장 챔버를 통과하는 적어도 하나의 열 전달 요소에 연결되는 열 교환기에 관한 것이다.

Description

냉매 건조기, 특히 압축 공기 냉매 건조기 및 냉매 건조기용, 특히 압축 공기 냉매 건조기용 열 교환기{REFRIGERANT DRYER, IN PARTICULAR COMPRESSED AIR REFRIGERANT DRYER, AND HEAT EXCHANGER FOR A REFRIGERANT DRYER, IN PARTICULAR A COMPRESSED AIR REFRIGERANT DRYER}
본 발명은 압축 공기 냉매 건조기와 같은 냉매 건조기에 대한 청구항 1에 따른 열 교환기 및 압축 공기 냉매 건조기와 같은 청구항 15에 따른 냉매 건조기에 관한 것이다.
압축 공기와 같은 (압축) 기체가 이용되는 경우에, 기체로부터 응축 성분을 제거하는 것이 종종 요구되거나 적어도 바람직하다. 본 발명에 속하는 기술분야에 알려진 이러한 목적을 위한 방법이 이른바 냉매 건조, 즉, 냉매 순환을 이용하고 응축 성분을 침전시켜 가스를 저온으로 냉각시키는 것이다. 이러한 경우에, 건조될 유입 기체를 저온의 유출 기체에 의해 냉각되어, 한편으로는 필요한 냉각 용량과 다른 한편으로는 배출 가스의 상대적인 수분을 감소시킬 수 있는 추가 카운터 플로(counter-flow) 열 교환기가 제공된다.
상이한 사용 온도 및/또는 상이한 유입 체적 흐름과 같은 외부 조건으로 인하여, 냉각에 필요한 냉각 용량은 심한 변동을 종종 겪는다. 너무 심한 냉각이 열 교환기의 플러깅(plugging) 및/또는 손상을 야기할 수 있는 응축 성분의 고체화를 야기할 수 있기 때문에, 냉각 용량은 이러한 변동에 맞추어질 필요가 있다.
제어 기술의 면에서, 용량은 온도 하한에서 냉매 압축기를 끄고 온도 상한 및/또는 사전 결정된 온도 후에 에서 냉매 압축기를 다시 켜서 맞추어질 수 있다(ON/OFF 제어). 그러나, 이러한 방법으로, 냉각된 공기 온도 곡선에서 비교적 더 큰 변동 및 이에 따른 획득 가능한 압력 이슬점에서의 비교적 큰 변동이 여전히 일어날 것이다.
비교적 낮은 압력 이슬점 변동을 갖는 ON/OFF 제어가 종래 기술, 즉, EP 0 405 613 B1호에 설명된다. 이러한 경우에, 냉매가 순환되는 경우에 초과하여 발생된 냉각 용량이 효과적으로 저장되어, 냉매 순환이 정지 상태에 있을 때 냉각될 기체로 다시 출력된다. 종래 기술에 알려진 열 교환기는 냉매 유체와 건조될 공기 흐름 사이의 열 질량으로 규사(quartz sand)를 포함한다. 알려진 열 교환기는 비교적 낮은 압력 이슬점 변동에서의 동작을 가능하게 하지만, 필요한 교환 표면을 구현하기 위해 상당한 구조적 체적을 필요로 한다. 고중량의 역 교환기 및 어큐뮬레이터 재료뿐만 아니라 비교적 고가의 재료의 재료 비용이 여기에 관련된다. 이로 인하여, 건조기는 상대적으로 비싸고 무거우며, 표준 건조기보다 더 넓은 바닥 공간을 필요로 한다.
DE 199 43 109 C1은 압력 이슬점 변동의 문제에 대한 다른 해결책을 제안한다. DE 199 43 109 C1에 따라, 냉매 순환에 의해 냉각되는 순환하는 냉매 유체와 함께 "표준 열 교환기(standard heat exchanger)"가 제안된다. 얼음-물 혼합물은 냉매 순회(巡廻)에 의해 발생된다. 저장은 냉매 유체 내에서 발생한다. 이와 관련하여, 뿐만 아니라, 구축 비용은 필요한 제2 열 교환기 및 얼음-물 혼합물을 펌핑하기 위한 펌프로 인해 무시할 수 없다. 또한, 에너지 효율은 다수의 열 전달 및 펌프의 사용으로 감소된다. 한편으로는, 펌프는 구동 전력을 필요로 하고, 다른 한편으로는, 냉매 유체로 유입되는 열은 필요한 냉각 용량을 증가시키고 그 결과 냉매 압축기의 전력 소비를 증가시킨다.
US 7 134 483 B2는 냉매 플레이트 및 공기 플레이트 모두와 접촉하는 플레이터에 제공되는 잠열 저장 재료를 제안한다. 그러나, 구조적 측면에서, 많은 문제점이 여전히 해결되지 않았다. US 7 134 483 B2 문헌은 어떻게 플레이트를 구성하는지에 대한 구체적인 설명을 포함하지 않는다. 전체로서, US 7 134 483 B2에 따른 구성도 비교적 비효율적인 것으로 보인다.
DE 103 11 602 A1은 열 교환기의 기체 냉매 영역의 에지 영역에 제공되는 열 어큐뮬레이터(accumulator)를 제안한다. 그러나, 열 교환기의 외부 측에 열 어큐뮬레이터를 제공하는 것은 비교적 공간 소모이고, 낮은 에너지 효율로 동작하는 열 교환기를 야기한다.
본 발명은 낮은 압력 이슬점 변동에서의 동작을 가능하게 하고 동시에 (특히, 차지하는 공간, 중량 및/또는 사용된 물질에 대하여) 비교적 낮은 구축 비용을 갖는 압축 공기 냉매 건조기와 같은 냉매 건조기용 열 교환기를 제공하는 과제에 기초한다. 또한, 열 교환기는 비교적 효율적인 동작을 가능하게 하도록 의도된다.
이 과제는 압축 공기 냉매 건조기와 같은 냉매 건조기에 대한 청구항 1에 따른 열 교환기뿐만 아니라, 압축 공기 냉매 건조기와 같은 청구항 15에 따른 냉매 건조기에 의해 해결된다.
특히, 이 과제는 열 교환기의 작동 동안에 건조되는 유체, 예를 들어, 압축 공기가 통과하여 흐를 수 있는 적어도 하나의 제1 유입 표면 요소와, 열 교환기의 작동 동안에(요구된 바와 같이) 냉매 유체가 통과하여 흐를 수 있는 적어도 하나의 제2 유입 표면 요소를 포함하는 냉매 건조기, 바람직하게는 압축 공기 냉매 건조기를 위한 열 교환기에 의해 해결되며, 제1 및 제2 유입 표면 요소는 적어도 일부 영역과 냉각 축적 매질로 충전하기 위해 제공되는 적어도 하나의 저온 저장 챔버가 연결될 수 있으며, 제1 및/또는 제2 유입 표면 요소는 저온 저장 챔버로 연장되는, 예를 들어, 저온 저장 챔버를 통과하는 적어도 하나의 열 전달 요소에 연결된다.
발명의 본질적인 아이디어는 저온 저장 챔버로 연장되는 열 전달 요소를 제공하는 것이다. 저온 어큐뮬레이터 매질로 충전하기 위해 저온 저장 챔버를 제공함으로써, 비교적 낮은 압력 이슬점 변동만이 예측되며, 열 전달 요소는 저온 어큐뮬레이터 매질의 비교적 빠른 충전 및 배출을 가능하게 하기 위해서 비교적 짧은 열 전도 통로를 제공한다. 구축 비용은 이 경우에 비교적 낮다. US 7,134,483 B2 문헌은 하나의 플레이트에서 다음 플레이트로 그리고 이에 따라 한 갭에서 다른 하나의 갭으로의 열 접촉이 비교적 낮은 프로파일된 금속 플레이트 적층을 제공한다. 비교하면, 본 발명에 따른 열 접촉은 증가된다. 또한, 특히, US 7,134,483 B2에 비하여, 잠재적인 어큐뮬레이터 재료가 사용될 때, 예를 들어 냉매 측을 통한 고체화 열과 같은 열의 신속한 방출 및 이에 따른 예를 들어 반대하는 공기 측으로부터의 용해 열의 신속한 흡수가 가능하다. 특히, 파라핀과 같은 잠재적인 어큐뮬레이터 재료는 낮은 열악한 열 전도 값을 나타내어서, 본 발명에 따른 냉매 건조기는 특히 이롭다. 또한, 예를 들어, DE 102 11 602 A1의 경우에, 열 어큐뮬레이터의 외부 장착에서 기인하는 문제는 여기에서 제안된 본 발명의 냉매 건조기에 의해 감소된다.
DE 103 11 602 A1과 비교하여, 전달 표면은 비교적 넓고, 열 전도 통로는 비교적 짧아, 이는 전체로서 냉매 건조기의 효율적인 동작을 제공한다.
용어 "연결(coupling)"은 각각의 제1 및 제2 유입 표면 요소에 의한 저온 저장 챔버의 특히 직접적인 경계 또는 접촉을 말한다. 그리고 또한, 유입 표면 요소와 저온 저장 챔버 사이의 추가 열 전달 요소 또는 추가 열 전달 장치를 제공하는 것이 고안 가능하다.
특히 열 전달 요소를 통해 저온 어큐뮬레이터 매질로부터(매질로의) 열 전달이 뒤따른다. 복수의 열 전달 요소가 포함될 수 있다. 예를 들어, 열 전달은 저온 어큐뮬레이터 매질로부터, 열 전달 요소, 제1 플레이트, 냉매제-열 전달 요소, 제2 플래이트 및 공기-열 전달 요소를 통해 건조될 공기까지 발생할 수 있다.
냉매제는 냉매제-열 전달 요소 내에 흐를 수 있다. 냉매제-열 전달 요소는 열 전달 요소와 유사하게 구현될 수 있다. 동일한 것이 공기-열 전달 요소로 적용된다. 여기 및 아래에서, "열 전달 요소(heat transfer element)"라는 용어는 (임의의 추가 없이) 저온 저장 챔버로 연장되는 열 전달 요소를 항상 의미한다.
바람직하게는, 냉매제-열 전달 요소 및 공기-열 전달 요소는 대응하는 유입 요소의 일체화된 부분이다. 냉매제-열 전달 요소 및 공기-열 전달 요소는 열 기술 연결을 더 개선시킨다.
바람직하게는, 저온 저장 챔버는 상응하는 저온 어큐뮬레이터 매질, 예를 들어, 잠열 어큐뮬레이터 매질(PCM "상 변화 물질")로 충전된다. 열 전달 요소의 열 전도성은 저온 어큐뮬레이터 매질의 열 전도성의 바람직하게는 적어도 10배, 더 바람직하게는 적어도 30배, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 100배이다. 열 전달 요소의 열 전도성은, 예를 들어, 적어도 50 W/(mK), 바람직하게는 적어도 100 W/(mK), 더 바람직하게는 적어도 130 W/(mK)일 수 있다. 저온 어큐뮬레이터 매질의 비열 용량은, 예를 들어, 적어도 1 kJ/(kgK), 바람직하게는 적어도 1.5 kJ/(kgK), 훨씬 더 바람직하게는 적어도 2 kJ/(kgK)일 수 있다. 저온 어큐뮬레이터 매질의 상 변화 엔탈피는, 예를 들어, 적어도 50 kJ/kg, 바람직하게 적어도 100 kJ/kg, 더 바람직하게는 적어도 150 kJ/kg일 수 있다. 바람직하게는, 물 및/또는 파라핀 및/또는 액정 잠열 어큐뮬레이터 및/또는 염 또는 파라핀 기반의 잠열 저장 재료는 잠열 어큐뮬레이터 매질로 이용될 수 있다. 전체로서, 저온 어큐뮬레이터 매질의 열 흡수 용량은 (잠열 어큐뮬레이터가 상 변화 온도 범위 내에서 이용되는 경우에) 열 전달 요소와 비교하여 특히 비교적 높다. 또한, 저온 어큐뮬레이터 매질에 비한 열 전달 요소의 열 전도성이 특히 비교적 높다.
전체로서, 저온 저장 챔버의 비교적 낮은 충전 및 배출 시간(각각 "로딩 시간 및 배출 시간")뿐만 아니라 비교적 높은 저장 능력이 얻어질 수 있다.
바람직하게는, 저온 저장 챔버는 적어도 일부 영역에서 제1 및/또는 제2의, 예를 들어 평평한, 플레이트(들)에 의해 범위가 정해진다. 제1 및/또는 제2 유입 표면 요소(들)는 제1 또는 제2의, 예를 들어 평평한, 플레이트에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 반대로, 제1 및/또는 제2의, 예를 들어 평평한, 플레이트(들)는 제1 또는 제2 유입 표면 요소에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 각각의 충전 및 배출은 열 교환기의 효율을 증가시키는 이러한 플레이트에 의해 더 개선될 수 있다.
제1 및/또는 제2 유입 표면 요소(들)는 도관 벽 섹션, 예를 들어, 튜브 벽 섹션인 덕트 벽 섹션에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 튜브 섹션은 직사각형, 예를 들어, 정사각형일 수 있거나, 원형 단면을 가질 수 있다. 이러한 구조의 형상은 구축 비용, 특히 공간 요건을 감소시킨다.
특정 실시예에서, 열 전달 요소는 제1 및/또는 제2 유입 표면 요소(들), 각각의 제1 및/또는 제2의, 예를 들어 평평한, 플레이트(들)에 납땜된다. 따라서, 열 전달 및 이에 따른 열 교환기의 효율이 개선된다.
바람직하게는, 저온 저장 챔버 내의 임의의 점은 최대 거리 보다 다음 열 전달 요소에 더 가까우며, 최대 거리는 플레이트 사이의 플레이트 거리보다 작으며, 최대 거리에 대한 플레이트 거리의 비는 바람직하게는 적어도 4, 더 바람직하게는 적어도 6, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 10이다. 바람직하게는, 최대 거리는 0.5 mm 내지 2.00 mm, 예를 들어, 대략 0.75 mm 내지 대략 1.25 mm일 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 저온 저장 챔버 및 적어도 하나의 열 전달 요소는 저온 저장 챔버 내의 어떠한 점도 사전 결정된 최대 거리 보다 더 멀지 않도록 구성된다. 이는 비교적 짧은 열 전도 경로가 저온 저장 챔버 내에서, 그리고 저온 어큐뮬레이터 내에서 각각 획득될 수 있게 하여, 저온 어큐뮬레이터 매질에 대한 비교적 낮은 열 전도 용량의 경우에, 많은 양의 열이 짧은 시간 내에 각각 흡수 및 소멸될 수 있다. 이는 비교적 높은 효율이 낮은 공간 요건에서 도달될 수 있게 한다.
최대 거리는 다음 열 전달 요소에 대한 저온 어큐뮬레이터 매질 내의 하나의 점 사이에 주어진 가장 긴 거리이다.
바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 열 전달 요소는, 예를 들어, 평행하게 연장되고, 열 전달 거리만큼 서로 이격된 적어도 두 개의 섹션을 나타내며, 섹션은 예를 들어, 평평한 플레이트의 적어도 하나에 바람직하게는(필수적으로) 수직으로 연장되며, 바람직하게는, 열 전달 거리는 플레이트들의 플레이트 거리보다 짧으며, 열 전달 거리에 대한 플레이트 거리의 비는 더 바람직하게 적어도 2이며, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 3이며, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 5, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 10이다. 이는 열 교환기의 효율이 구조적으로 간단한 방식으로 개선될 수 있게 한다.
플레이트 거리는 바람직하게는 적어도 5 mm, 더 바람직하게는 적어도 10 mm이다. 열 전달 거리는 바람직하게는 1 mm 내지 4 mm, 예를 들어, 1.5 mm 내지 2.5 mm일 수 있다.
바람직하게는, 제1 및/또는 제2 유입 표면 요소(들) 및/또는 한편으로는 제1 및/또는 제2의, 예를 들어 평평한 플레이트와 다른 한편으로는 적어도 하나의 열 전달 요소 사이의 연결 표면, 예를 들어, 납땜 연결 표면은 제1/제2 유입 표면 요소 및 제1/제2의, 예를 들어 평평한 플레이트 각각의 저온 저장 챔버의 방향으로 배향된 표면의 적어도 10%, 바람직하게는 적어도 20%, 더 바람직하게는 적어도 30%, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 50%로 구성된다. 이는 열 전달과 함께 효율을 개선시킨다. (일반적으로) 연결은 용접 또는 접착으로도 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 열 교환기, 예를 들어, 적어도 하나의 유입 표면 요소 및/또는 적어도 하나의 (평평한) 플레이트 및/또는 적어도 하나의 열 전달 요소는 금속, 예를 들어 알루미늄으로 적어도 부분적으로 이루어진다. 이 또한 개선된 효율을 허용한다.
바람직하게는, 열 교환기 내의 기체-기체 영역이 구성되어, 열 교환은 건조될 유체와 건조된 유체 사이에서 일어날 수 있다. 이는 열 교환기의 효율이 향상될 수 있게 한다.
더 바람직하게는, 건조될 기체에 대한 가이딩(guiding) 수단이 적어도 하나의 예를 들어, 적어도 2 개의 특히 평평한 플레이트에 의해 적어도 부분적으로 형성되며, 훨씬 더 바람직하게는, 가이딩 수단은 건조될 유체와 냉매제 사이에서 열을 교환하기 위한 기체-기체 영역과 기체-냉매제 영역을 통해 적어도 부분적으로 연장된다. 이는 구축 비용을 감소시키고, 특히, 건조될 유체의 측면 상의 저압 손실을 얻는다.
바람직한 실시예에서, 미앤더 형태(meander shape)에서 벤딩된 튜브가 냉매제를 가이드하기 위해 제공되고, 바람직하게는 튜브는 2 개의 (평평한) 플레이트 사이에 납땜되고, 더 바람직하게는, 적어도 하나의 저온 저장 챔버가 각각의 2 개의 튜브 통로 사이에 제공된다. 따라서, 공간을 절약하는 구성이 가능해진다.
바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 냉매제 가이딩 수단은 적어도 2 개의 (평평한) 플레이트 사이에서 공간으로서 구현되며, 바람직하게는, 플레이트는 적어도 하나의 열 전달 요소로 납땜된다(일반적으로 고정 연결됨). 따라서, 구축에 대한 비용이 감소한다.
바람직하게는, 분리 플레이트는 역시 기체-기체 영역에 걸친 적어도 일부 영역에서 냉매제와 어큐뮬레이터 매질 사이에 연장된다. 따라서, 부품의 허용 오차는 균일해지고, 불침투성 납땜이 가능해진다.
바람직하게는, 적어도 2 개의 저온 저장 챔버는 필요에 따라 외부 측에 장착되는 적어도 하나의 예를 들어 용접된 수집 장치에 의해 유체식으로 상호 연결된다. 따라서, 충전은 쉽게 이루어지고, 특히 단지 하나의 충전 점을 통해 가능하다.
또한, 상기 과제는 전술된 종류에 따른 열 교환기를 포함하는 냉매 건조기 예를 들어 압축 공기 냉매 건조기에 의해 해결된다. 장점에 대하여 이미 기술된 열 교환기가 참조된다.
추가 실시예는 종속항으로부터 나온다.
이하, 본 발명은 도면에 기초하여 더욱 상세하게 설명될 예시적인 실시예를 이용하여 추가적인 특징 및 이점에 관하여 정의될 것이다.
도 1은 적어도 2개의 플레이트 사이에 배열된 열 전달 요소를 개략적인 측면도로 도시한다;
도 2는 본 발명에 따른 열 교환기의 제1 실시예를 개략적인 측면도로 도시한다;
도 3은 도 2로부터 섹션 라인 Ⅲ-Ⅲ으로 잘려진 도 2에 따른 실시예를 도시한다;
도 4는 열 교환기의 제2 실시예를 개략적인 측면도로 도시한다;
도 5는 도 4에 따른 실시예의 섹션을 비스듬하게 본 도면이다;
도 6은 도 5의 확대된 섹션을 도시한다;
도 7은 2개의 플레이트 사이에 배열된 열 전달 요소의 추가적인 개략적인 측면도이다;
도 8은 도 7로부터 선 Ⅷ-Ⅷ에 따른 절단부를 도시한다;
도 9는 열 전달 요소를 비스듬하게 본 도면이다; 그리고,
도 10은 도 9로부터 섹션 J의 확대도이다.
아래의 설명에서, 동일한 참조 부호는 동일한 부분 또는 동일한 동작에 사용될 것이다.
도 1은 제1의 평평한 플레이트(11)와 제2의 평평한 플레이트(12) 사이에 납땜된 열 전달 요소(10)를 도시한다. 이 경우에, 열 전달 요소(10)는 각각 90도로 간헐적으로 벤딩된 시트 금속으로 구성된다. 바람직하게는, 시트 금속은 슬롯(slot)을 제공받는다. 점을 벤딩하는 것은 사전 정의된 양만큼 일부 영역에서 오프셋될 수 있다. 열 전달 요소(10)는 바람직하게는 평평한 플레이트(11, 12)에 평행하게 연장된 연결 섹션(13)과, 연결 섹션(13) 또는 평행한 플레이트(11, 12) 각각 수직으로 서 고정된 전달 섹션(14)을 포함한다. 시트 금속 타입의 열 전달 요소(10)는 한계를 정하는 평평한 플레이트(11, 12)에 평행하게 전체적으로(필수적으로) 연장된다(부분적인 섹션도 평평한 플레이트에 평행하게 연장된다). 대략 평행하게 연장된 각 2개의 전달 섹션(14) 사이의 거리는 이 경우에 비교적 좁게 선택되어, 짧은 열 전달 통로는 평평한 플레이트(11, 12) 사이에 유입될 수 있는 저온 어큐뮬레이터 매질을 제공한다. 전달 섹션(14)의 평행한 연장부는 연결 섹션(13)을 통한 평평한 플레이트(11, 12)로의 양호한 열 전달을 가능하게 한다. 또한, 원칙적으로, 이런 종류의 열 전달 요소는 기체-기체 영역 및 유체가 흐르는 모든 플레이트 갭 내에 제공될 수 있다.
열 전달 요소(10)의 연결 섹션(113)은 평평한 플레이트(11, 12)에 납땜되지만, 다른 방식으로 접착되거나 또는 고정 연결될 수 있다.
예를 들어, 냉매 유체(일반적으로 냉매제)는 제1의 평평한 플레이트(11)의 외부 측(15)을 통과하여 흐를 수 있다. 예를 들어, 건조될 기체는 제2의 평평한 플레이트(12)의 외부 측(16)을 통과하여 흐를 수 있다. 이러한 구성에서, 제2의 평평한 플레이트(12)는 특히 압축 공기에서 건조될 유체가 열 교환기의 작동 동안에 흐를 수 있는 제1 유입 표면 요소 역할을 한다. 이러한 구성에서, 제1의 평평한 플레이트(11)는 냉매제가 열 교환기의 작동 동안에 필요에 바에 따라 흐를 수 있는 제2 유입 표면 요소 역할을 한다.
열 교환기의 제1 실시예는 개략적인 측면도인 도 2에서 볼 수 있다. 열 교환기는 제1(상부) 영역, 즉 기체-기체 영역(17)과, 제2 (하부) 영역, 즉 기체-냉매제 영역(18)으로 세분화된다. 건조될 기체와 적어도 부분적으로 건조된 기체 사이의 열 교환이 기체-기체 영역(17)에서 발생할 수 있다. 기체-냉매제 영역에서, 건조될 기체와 냉매제 사이의 열 교환은 냉매제 튜브(20)와 건조될 기체를 위한 제1 통로(25) 사이의 플레이트를 통해 발생할 수 있다. 냉매제 튜브(20)는 기체-냉매제 영역(18) 내에 위치하는 직사각형(바람직하게 정사각형) 단면을 나타내는 미앤더 형상으로 벤딩된다. 또한, 이 대신에, 냉매제 튜브(20)는 원형 또는 심지어 다른 상이한 단면을 가질 수 있다. 저온 어큐뮬레이터 매질을 수용하기 위한 저온 어큐뮬레이터 서브 공간(23)은 냉매제 튜브(20)의 대향하여 평행하게 연장되는 세로방향 섹션(22) 사이의 갭(21) 내에 위치한다. 저온 어큐뮬레이터 서브 공간(23)은 열 교환기의 외부 측에서 수집 장치(24)(수집 박스)를 통해 상호 연결되고, 저온 저장 챔버(19)를 구성한다. 저온 어큐뮬레이터 서브 공간(23)의 비교적 빠른 충전 또는 배출을 가능하게 하는 열 전달 요소(10)는 각각 저온 어큐뮬레이터 서브 공간(23) 내에 제공된다.
바람직하게는, 수집 장치(24)는 열 교환기의 2개의 대향하는 외부 측에 가로질러 연장된다. 이 대신에, 상호 보완적인 구성의 2개의 수집 장치(24)가 외부 측에 제공될 수 있다.
동작하는 동안에, 건조될 기체는 먼저 기체-기체 영역(17)을 통해, 제1 통로(25)를 통해 흐르고, 그 다음 기체-냉매제 영역(18)을 통해 흐른다. 기체-냉매제 영역(18)에서, 건조될 기체는 미앤더 형상의 냉매제 튜브(20)와 저온 어큐뮬레이터 서브 공간(23) 모두를 통과하여 흐른다. 기체-냉매제 영역(18)을 통해 흐른 후에, 건조될 기체는 침전하는 응축물이 분리되어 응축물 드레인(27)을 통해 배출될 수 있는 편향 영역(26)을 통해 흐른다. 건조될 기체는 기체-기체 영역(17) 내의 제2 통로(29)를 통하여 입구(28)를 경유하여 편향 영역(26)으로부터 출구(30)로 (유입하는 기체의 반대 흐름으로) 계속 흐른다. 건조될 기체는 공급 라인(31)을 통해 공급될 수 있다.
전체로서 도 2 및 3에 따른 열 교환기는 샌드위치식 구성을 가지며, 제2 통로(28)의 하나는 기체-기체 영역(17) 내의 2개의 플레이트 사이의 제1, 제3 및 제5 층으로 연장되고, 각각의 경우에, 미앤더 형상의 냉매제 튜브(20) 중 하나는 기체-냉매제 영역(18) 내에 제공되고, 저온 어큐뮬레이터 서브 공간(23)은 냉매제 튜브(20)의 세로방향 섹션(22) 사이에 배치된다. 건조될 유입 기체를 위한 제1 통로(25) 중 하나는 제2 및 제4 층 각각에 연장된다. 기본적으로, 배치는 임의의 다른 구성을 가질 수 있으며, 예를 들어, 제1 통로의 적어도 3개의 층 및 제2 통로의 적어도 2개의 층이 제공될 수 있다. 일반적으로, 제1 및 제2 통로의 교대 배열이 바람직하다.
도 4는 열 교환기의 제2 실시예를 개략적인 측면도로 도시한다. 유사하게, 도 4에 따른 열 교환기는 기체-기체 영역(17) 및 기체-냉매제 영역(18)으로 분할된다. 동작하는 동안, 기체는 먼저 도시되지 않은 공급 라인을 경유하여 기체-기체 영역(17)을 통해, 제1 통로(25)를 통해, 그리고 그 후에 기체-냉매제 영역(18)을 통해 흐른다.
냉매제 라인(32) 및 저온 어큐뮬레이터 매질용 저온 어큐뮬레이터 서브 공간(23)은 기체-냉매제 영역(18) 내의 각각의 2개의 평평한 플레이트(11, 12) 사이에 제공된다. 저온 어큐뮬레이터 서브 공간(23)은 (평평한) 분리 플레이트(33)에 의해 냉매제 라인(32)으로 분리된다. 평평한 플레이트(11, 12)뿐만 아니라 분리 플레이트(33)는 제1 통로(25)에 (필수적으로) 평행하게 연장된다. 열 전달 요소(10)는 저온 어큐뮬레이터 서브 공간(23) 내에 제공된다. 또한, 열 전달 요소는 제1 통로(25) 및/또는 냉매제 라인(32) 및/또는 제2 통로(29) 내에 위치될 수 있다. 각각의 열 전달 요소의 형태 및 치수는 서로 다를 수 있다. 분리 플레이트(33)는 기체-냉매제 영역(18) 및 기체-기체 영역(17) 모두를 통해 연장된다. 따라서, 부분적으로 건조된 기체를 유출하기 위한 상호 평행한 연장부의 2개의 인접한 제2 통로(39)는 각각 기체-기체 영역(17)을 제공한다. 도 2 및 도 3에 유사하게, 응축물 드레인을 갖는 편향 및 분리 챔버가 제공될 수 있다(도 4에는 미도시).
또한, 도 4에 따른 열 교환기는 5개의 층 구성을 가지며, 제1 통로(25)는 제2 및 제4 층 내에 각각 연장된다. 2개의 제2 통로(29)는 기체-기체 영역(17) 및 저온 어큐뮬레이터 서브 공간(23)뿐만 아니라 기체-냉매제 영역(18)에서 연장되는 냉매제 라인(32) 내에서 각각 제1, 제3 및 제5층의 각각에 연장된다. 또한, 5개보다 많거나 더 적은, 예를 들어 단지 3개의 층이 도면에 도시된 구성에 유사하게 제공될 수 있다(또한, 도 2 및 도 3에 따른 실시예에 동일한 것이 적용된다).
다른 종류의 매질이 어큐뮬레이터 매질로 사용될 수 있다. 잠열 어큐뮬레이터 매질이 사용되는 경우에, 바람직하게는, 상 변화 온도는 열 교환기에 대하여 사전 결정된 동작 범위 내에 있다. 어큐뮬레이터 매질로서, 예를 들어, 파라핀, 카복실산, 지방 알코올, 에스테르, 아민 및/또는 할로겐화 하이드로카본과 같은 물질뿐만 아니라 이러한 물질 또는 염수화물과 같은 그 밖의 무기물의 혼합이 이용될 수 있다. 물의 어는점을 (필수적으로) 약간 넘는 변이 범위를 갖는 물질은 압축 공기를 건조하는데 특히 적합하며, 따라서 예를 들어, 0℃ 내지 5℃, 바람직하게는, 1.5℃ 내지 2.5℃의 범위이다.
도 1에서 알 수 있는 벤딩된 점의 오프셋 배열은 구조적으로 간단한 방법으로 어큐뮬레이터 매질의 충전을 용이하게 하며, 건조되는 기체 또는 냉매제가 흐르는 경우에 열변이를 각각 개선한다.
도 5는 도 4에 따른 실시예의 섹션을 비스듬하게 본 도면이다. 그러나, 도 5 및 도 6에 따른 구성은 완전한 열 교환기로서 간주될 수 있다. 도 4와 유사하게, 분리 플레이트(33)에 의해 서로 분리된 2개의 제2 통로(29)는 기체-기체 영역(17) 내의 제1 및 제2의 평평한 플레이트(11, 12) 사이에 제공된다. 각각의 제2 통로(29)는 분리 바(34)에 의해 기체-냉매제 영역(18)에 대하여 분리되고 각각 밀봉된다. 간헐적으로 벤딩된 시트 금속(35)은 제2 통로(29) 내에 배치되고, 이를 따라 부분적으로 건조된 휴체가 흐를 수 있다. 시트 금속(35)은 단면으로 대략 사다리꼴 형태의 리세스를 형성하도록 벤딩된다.
건조될 유체가 통과하는 제1 통로(25)는 평평한 플레이트(12)와 평평한 플레이트(36) 사이에 위치된다. 또한, 참조 번호 37로 표시되는 간헐적으로 벤딩된 시트 금속은 제1 통로(25)에 위치된다. 시트 금속(37)은 단면으로 대략 사라리꼴 형태의 간헐적으로 반복하는 리세스를 나타낸다.
핀 플레이트(fin plate)(38)를 포함하는 냉매제 라인(32)은 기체-냉매제 영역(18) 내에서 분리 플레이트(33)와 제2의 평평한 플레이트(12) 사이에 위치된다. 핀 플레이트(38)는 간헐적으로 반복하는 핀을 나타내어, 복수의 개별 핀 덕트가 냉매제에 대하여 형성된다. 유사하게, 시트 금속(35) 및 시트 금속(37)도 복수의 유체 덕트를 형성한다. 시트 금속(35), 시트 금속(37) 및 립 플레이트(rib plate)(38)의 유체 덕트는 도 5 및 6에서 공급 라인(31)의 배향에 각각 독립적으로 응축물 드레인(27)으로 상부에서 하부로 연장된다. 저온 저장 챔버(19)와 복수의 저온 어큐뮬레이터 서브 공간(23)의 각각은 제1의 평평한 플레이트(11)와 분리 플레이트(33) 사이에서 기체-냉매제 영역(18) 내에 제공된다. 저온 저장 챔버(19)는 간헐적으로 벤딩된 시트 금속으로 형성된 열 전달 요소(10)를 포함한다. 저온 어큐뮬레이트 매질은 저온 저장 챔버(19)로, 각각의 시트 금속과 유사한 열 전달 요소(10)의 리세스로 주입된다. 바람직하게는, 저온 어큐뮬레이트 매질은 저온 저장 챔버(19) 내에 정적으로 제공되고(동일한 것이 다른 실시예도 적용된다), 더 바람직하게는, 수집 장치(24)에 바람직하게 대응하는 충전 장치(39)를 통해 주입된다. 시트 금속(39) 및 핀 플레이트(38)의 유체 덕트에 수평으로 또는 수직으로 연장된 복수의 유체 덕트가 열 전달 요소(10)에 제공된다. 이에 의해, 열 전달은 효율을 개선하는 간단한 방법으로 개선된다.
바람직하게는, 여러 개의, 특히 모든 부품(필요에 따라 플레이트, 열 전달 요소, 바 및/또는 덕트)의 배치 후에, 열 교환기는 불활성 기체 분위기 하에서 연속 퍼니스(furnace)에서 또는 진공 퍼니스에서 또는 그 밖의 플럭스 배스(flux bath)에서 납땜될 수 있다. 예를 들어, 열 전달 요소는 흐르는 동안 비교적 높은 열 전달 용량을 획득하기 위해 이른바 알루미늄 블록 열 교환기로 삽입될 수 있다. 특히, 열 전달 요소는 정적인 어큐뮬레이터 매질과 함께 사용하기에 맞다. 예를 들어, 열 전달 요소는 필요에 따라 슬롯, 홀 및/또는 다른 리세스를 포함하는 접혀진 얇은 금속일 수 있다.
특히, 슬롯형 시트 금속 내의 접힘도 일부 섹션에서 오프셋되도록 구현될 수 있다.
또한, 열 전달 요소는 이 대신에 압출식 또는 연속 주조식 프로파일로 구현될 수 있다. 제안된 열 교환기(어큐뮬레이터 열 교환기)는 한편으로는 납땜 연결의 비교적 큰 표면에 한계를 정하는 플레이트를 제공하고, 다른 한편으로 큰 접촉 표면에 열 전도 섹션으로부터 특히 좁은 거리를 갖는 어큐뮬레이터 매질을 제공한다. 바람직하게는, 구조는 어큐뮬레이터 매질로 완전하게 충전될 수 있다.
이에 의해, 짧은 충전 시간(배출 시간)뿐만 아니라 비교적 높은 저장 용량 모두가 얻어진다. 어큐뮬레이터 매질(잠재적인 어큐뮬레이터 매질) 내의 짧은 열 전도 경로는 열 전달 요소에 대한 대응하는 설계에 의해 가능해진다. 이는 많은 양의 열이 일반적으로 어큐뮬레이터 매질의 비교적 낮은 열 전도도에 불구하고 짧은 시간 내에서 흡수되고 출력될 수 있게 한다.
바람직하게는, 열 전달 요소는 어큐뮬레이터 매질 내의 임의의 점으로부터 열 전달 요소로의 비교적 짧은 열 전도 경로 - 플레이트에 대하여 적어도 평행한 - 가 실현되도록 평평한 플레이트에 대하여 더욱 바람직하게는 (필수적으로) 수직으로 또는 >60의 각도로 연장하는 좁은 리세스(예를 들어, 1.5 mm 내지 2.5 mm의 폭)를 나타낸다. 열 전달 요소의 비교적 높은 열 전도성으로 인하여, 분리 플레이트의 공간 배치는 비교적 큰 체적이 어큐뮬레이터 매질에 대하여 획득될 수 있도록 열 전달 요소의 리세스의 폭(예를 들어, 8 mm 내지 12 mm, 바람직하게 10 mm)보다 확실히 크도록 구현될 수 있다. 알루미늄과 같은 높은 열 전도성을 갖는 재료로부터 열 전달 요소를 제조하고 그리고/또는 평평한 플레이트에 열 전달 요소를 지역적으로 납땜함으로써, 냉매제로부터 어큐뮬레이터 매질까지 및 어큐뮬레이터 매질로부터 건조될 기체까지 모두에 빠른 열 전달이 낮은 온도 차이에서 얻어질 수 있다.
도 2에 따른 실시예에서, 저온 어큐뮬레이터 매질에서 해당하는 플레이트로 그리고 이에 따른 마주보는 플레이트 측 상의 제1 통로(25) 및 냉매제 튜브(20) 모두로의 비교적 양호한 열 전도 연결부가 획득된다. 바람직하게는, 냉매제 튜브(20)는 적어도 하나의 플레이트에 납땜된다. 전체로서, 적은 튜브 연결을 필요로 하는 컴팩트하고, 경량이며, 비용 효율적인 열 교환기 구성이 제공되며, 동시에 낮은 압력 이슬점 변동에서 (간단한) ON/OFF 제어를 이용한 에너지 효율적인 동작이 동시에 가능하다. 특히, 높은 저장 밀도가 잠재적인 어큐뮬레이터 재료로 얻어질 수 있으며, 이는 비교적 작은 어큐뮬레이터 체적에서도 제안된 큰 전달 표면을 갖는 충분한 저장 용량을 제공한다. 저온 어큐뮬레이터 재료가 미앤더 형상의 냉매제 튜브(20) 사이의 갭으로 유입되는 경우에, 저온 어큐뮬레이터 매질을 통합시키기 위한 추가 비용이 적어, 종래 기술에 따른 어큐뮬레이터 냉매 건조기와 비교하여, 동일한 기능을 갖는 확실히 작고, 경량이며, 더욱 비용 효율적인 냉매 건조기를 가능하게 한다.
바람직하게는, 열 교환기는 기체-기체 영역 및 기체-냉매제 영역(기체-냉매제-어큐뮬레이터 영역), 더 바람직하게는, 열 교환기 영역을 통해 통과하는 유입 기체 통로와 결합된 열 교환기로서 구현된다. 그러나, 이 대신에, 분리된 기체-냉매제 열 교환기(기체-냉매제-어큐뮬레이터 열 교환기) 내의 하나의 어큐뮬레이터 영역을 구현하는 것도 가능하다.
도 4 내지 6에 따른 실시예에서, 분리 플레이트가 적어도 부분적으로 건조된 기체를 배출하기 위한 통로가 2개의 인접한 평행한 통로로 각각 분할되도록 열 교환기의 전체 높이(세로방향 연장) 위로 저온 어큐뮬레이터 매질과 냉매제 사이에 연장될 수 있다.
이 구성은 구조적으로 간단한 방법으로, 불침투성의 납땜이 필요한 낮은 허용 오차를 구현하기 위해 제공된다. 이는 비교적 컴팩트하게 결합된 열 교환기가 구현될 수 있게 한다.
도 7은 2개의 플레이트 사이에 배치된 열 전달 요소의 추가적인 개략적인 단면도를 도시한다. 전달 섹션(14)이 단면 영역의 합은 플레이트 표면의 바람직하게는 적어도 5%, 더 바람직하게 적어도 10%, 훨씬 더 바람직하게 (대략) 15%이다(도 8에 추가 설명된다).
도 9는 열 전달 요소(10)를 비스듬하게 도시한다. 열 전달 요소(10)는 슬롯을 형성하고 시트 금속을 벤딩함으로써 하나의 시트 금속으로부터 일체로 이루어진다. 열 전달 요소(10)는 간헐적으로 벤딩된 시트 금속 스트립에 각각 대응하는 여러 개의 열 전달 요소 로우(row)(40)를 포함한다. 2개의 인접한 열 전달 요소 로우(40)는 각각 동일한 구성이지만, 사전 결정된 양만큼 열 전달 요소 로우의 바람직한 방향에 평행한 방향으로 오프셋된다. 예를 들어, 사전 결정된 양은 간헐적인 벤딩의 (대략) 4분의 1 구간이다. 전체적으로, 이에 의한 열 전달 요소(10)는 한편으로는 비교적 안정하게 형성되고, 다른 한편으로는 저온 어큐뮬레이터 매질을 이용한 비교적 간단한 충전을 가능하게 한다.
알루미늄 또는 알루미늄 합금, 예를 들어, AlMg3는 특히 열 전달 요소 및/또는 플레이트 및/또는 냉매제에 대한 재료로서 이용될 수 있다. 재료는 바람직하게는 100 W/(m2K) 이상, 더욱 바람직하게는 130 W/(m2K) 이상의 열 전도성을 나타내며, 이에 따라, 확실히, 열 전도성 값이 적어도 2 W/(m2K) 또는 심지어 1 W/(m2K) 이하인 보통의 잠재적인 어큐뮬레이터 물질의 열 전도성 이상이다.
냉매제용 평행한 덕트, 저온 어큐뮬레이터 매질(PCM) 및 건조될 기체를 갖는 도 4 내지 8에 따른 실시예에서, 해당하는 다른 덕트에 대한 분리 벽일 수 있는 대응하는 덕트의 각 측 상에 벽이 제공된다. 에지 덕트는 다른 덕트에 대하여 공통 분리 벽을 갖지 않는다. 열 전달 요소(10)의 높은 열 전도성으로 인해, 높은 연 달이 인접한 도관 사이에서도 여전히 발생할 수 있다. 또한, 양호한 열 전달은 도 8에 따른 비교적 큰 단면에 의해 획득된다.
낮은 온도차에서 저온 어큐뮬레이터 매질(잠재적인 어큐뮬레이터 재료)에 짧은 시간 내에 많은 양의 열을 공급하고, 매질로부터 이를 소비하고, 이에 의해 가능한 한 효율적으로 저장 용량을 활용하기 위하여, 저온 저장 챔버(19)의 저장 체적에 비하여 열 전달 요소(10) 비교적 큰 비표면(specific surface)이 바람직하게 제공되며, 비표면은 더 바람직하게는 적어도 500 m2/m3, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 1000 m2/m3, 훨씬 더 바람직하게는 (대략) 1200 m2/m3이다.
이 시점에서, 단독으로 또는 임의의 조합에 관계없이, 전술한 모든 구성요소는 본 발명, 특히 도면에 도시된 상세에서 필수적인 것으로 청구된다는 것에 주목하여야 한다. 이의 변형은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통사의 지식을 가진 자에게 익숙할 것이다.
10 열 전달 요소
11 제1의 평평한 플레이트
12 제2의 평평한 플레이트
13 연결 섹션
14 전달 섹션
15 제1의 평평한 플레이트의 외부 측
16 제2의 평평한 플레이트의 외부 측
17 기체-기체 영역
18 기체-냉매제 영역
19 저온 저장 챔버
20 냉매제 튜브
21 갭
22 세로방향 섹션
23 저온 어큐뮬레이터 서브 공간
24 수집 장치
25 제1 통로
26 편향 영역
27 응축물 드레인
28 입구
29 제2 통로
30 출구
31 공급 라인
32 냉매제 라인
33 분리 플레이트
34 분리 바
35 시트 금속
36 평평한 플레이트
37 시트 금속
38 핀 플레이트
39 충전 장치
40 열 전달 요소 로우

Claims (15)

  1. 압축 공기 냉매 건조기와 같은 냉매 건조기용 열 교환기에 있어서,
    압축 공기와 같은 건조될 유체가 상기 열 교환기의 동작 동안에 통과하여 흐를 수 있는 적어도 하나의 제1 유입 표면 요소; 및
    냉매제가 상기 열 교환기의 동작 동안에 필요에 따라 통과하여 흐를 수 있는 적어도 하나의 제2 유입 표면 요소
    를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 유입 표면 요소는 저온 어큐뮬레이터 매질로 충전하기 위하여 제공되는 적어도 하나의 저온 저장 챔버(19)에 있거나 상기 저온 저장 챔버에 적어도 일부 영역에서 연결될 수 있고,
    상기 제1 및/또는 제2 유입 표면 요소는 상기 저온 저장 챔버(19)로 연장되는, 예를 들어, 상기 저온 저장 챔버를 통과하는 적어도 하나의 열 전달 요소(10)에 연결되는,
    열 교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저온 저장 챔버(19)는 제1의(11) 및/또는 제2의(12), 예를 들어, 평평한 플레이트에 의해 적어도 일부 영역에서 한계가 정해지는 것을 특징으로 하는,
    열 교환기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및/또는 제2 유입 표면 요소는 해당하는 상기 제1 및 제2 플레이트(11, 12)에 의해 적어도 부분적으로 형성되거나, 또는 반대로 상기 제1 및/또는 제2 플레이트(11, 12)는 해당하는 상기 제1 및 제2 유입 표면 요소에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    열 교환기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및/또는 제2 유입 표면 요소는 덕트 벽 섹션, 예를 들어, 튜브 벽 섹션에 의해 적어도 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    열 교환기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 전달 요소(10)는 상기 제1 및/또는 제2 유입 표면 요소, 상기 제1 및/또는 제2 플레이트(11, 12) 각각에 납땜되는 것을 특징으로 하는,
    열 교환기.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저온 저장 챔버(19) 내의 임의의 점은 다음 열 전달 요소(10)에 최대 거리보다 더 가까우며,
    상기 최대 거리는 상기 플레이트들 사이의 평균 플레이트 거리보다 작으며,
    상기 최대 거리에 대한 상기 플레이트 거리의 비는 바람직하게는 적어도 4, 더욱 바람직하게는 적어도 6, 훨씬 더 바람직하게는 적어도 10인 것을 특징으로 하는,
    열 교환기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 열 전달 요소(10)는 열 전달 거리만큼 서로 분리된, 예를 들어 평행하게 연장된, 적어도 2개의 섹션을 나타내며,
    상기 섹션은 상기 플레이트들(11, 12)의 적어도 하나에 바람직하게는 필수적으로 수직으로 연장되며,
    상기 열 전달 거리는 더 바람직하게는 상기 플레이트들(11, 12)의 플레이트 거리보다 작으며,
    상기 열 전달 거리에 대한 상기 플레이트 거리의 비는 더욱 바람직하게는 적어도 2, 훨씬 더 바람직하게 적어도 3, 훨씬 더 바람직하게 적어도 5인 것을 특징으로 하는,
    열 교환기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    한편으로는 상기 제1 및/또는 제2 유입 표면 요소 및/또는 상기 제1 및/또는 제2 플레이트(11, 12)와 다른 한편으로는 상기 적어도 하나의 열 전달 요소(10) 사이의 연결 표면, 예를 들어 납땜 연결 표면은, 상기 제1/제2 유입 표면 요소와 상기 제1/제2 (평평한) 플레이트의 상기 저온 저장 챔버(19)의 방향으로 배향된 표면의 적어도 10%, 바람직하게는 적어도 20%, 더욱 바람직하게는 적어도 30%, 훨씬 더 바람직하게 적어도 50%인 것을 특징으로 하는,
    열 교환기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    기체-기체 영역(17)이 건조될 유체와 적어도 부분적으로 건조된 유체 사이에서 열 교환이 일어나도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
    열 교환기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 건조될 기체에 대한 가이딩 수단이 적어도 하나의 예를 들어 적어도 2개의 플레이트(11, 12)에 의해 적어도 부분적으로 형성되며,
    상기 가이딩 수단은 건조될 유체와 상기 냉매제 사이의 열을 교환하기 위해 상기 기체-기체 영역(17) 및 기체-냉매제 영역(18)을 통해 바람직하게는 적어도 부분적으로 연장되는 것을 특징으로 하는,
    열 교환기.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    미앤더 형상으로 벤딩된 냉매제 튜브(20)가 상기 냉매제를 가이드하기 위해 제공되며,
    바람직하게는 상기 냉매제 튜브(20)는 상기 2개의 플레이트(11, 12) 사이에 납땜되고, 더욱 바람직하게는 적어도 하나의 저온 저장 챔버(19)와 저온 어큐뮬레이터 서브 공간(23)이 각각이 각각의 2개의 튜브 통로 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는,
    열 교환기.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 냉매제 가이딩 수단이 적어도 2개의 플레이트(11, 12) 사이의 공간으로서 구현되며,
    바람직하게는, 상기 플레이트들(11, 12)은 적어도 하나의 열 전달 요소(10)로 납땜되는 것을 특징으로 하는,
    열 교환기.
  13. 제1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리 플레이트(33)는 상기 기체-기체 영역(17)을 가로지르는 적어도 일부 섹션 내에서 상기 냉매제와 상기 어큐뮬레이터 매질 사이에 연장되는 것을 특징으로 하는,
    열 교환기.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    바람직하게는, 상기 적어도 2개의 저온 저장 챔버(19, 23)가 필요에 따라 외부 측에 장착되는 적어도 하나의, 예를 들어 용접된, 수집 장치(24)에 의해 유체식으로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는,
    열 교환기.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 열 교환기를 포함하는 압축 공기 냉매 건조기와 같은 냉매 건조기.
KR1020127029729A 2010-04-14 2011-04-12 냉매 건조기, 특히 압축 공기 냉매 건조기 및 냉매 건조기용, 특히 압축 공기 냉매 건조기용 열 교환기 KR101932924B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10159958.7A EP2377596B9 (de) 2010-04-14 2010-04-14 Kältetrockner, insbesondere druckluftkältetrockner, sowie wärmetauscher für einen kältetrockner, insbesondere druckluftkältetrockner
EP10159958.7 2010-04-14
PCT/EP2011/055672 WO2011128317A1 (de) 2010-04-14 2011-04-12 Kältetrockner, insbesondere druckluftkältetrockner, sowie wärmetauscher für einen kältetrockner, insbesondere druckluftkältetrockner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130133119A true KR20130133119A (ko) 2013-12-06
KR101932924B1 KR101932924B1 (ko) 2019-03-15

Family

ID=42732478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127029729A KR101932924B1 (ko) 2010-04-14 2011-04-12 냉매 건조기, 특히 압축 공기 냉매 건조기 및 냉매 건조기용, 특히 압축 공기 냉매 건조기용 열 교환기

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10143962B2 (ko)
EP (2) EP2377596B9 (ko)
KR (1) KR101932924B1 (ko)
CN (1) CN102971064B (ko)
BR (1) BR112012026170B1 (ko)
WO (1) WO2011128317A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2377596B9 (de) 2010-04-14 2016-04-13 Kaeser Kompressoren Se Kältetrockner, insbesondere druckluftkältetrockner, sowie wärmetauscher für einen kältetrockner, insbesondere druckluftkältetrockner
DE102012110237A1 (de) 2012-07-31 2014-02-06 Thermea. Energiesysteme Gmbh Kältetrockner
FR3014183B1 (fr) * 2013-11-29 2019-05-17 Valeo Systemes Thermiques Echangeur thermique notamment pour vehicule automobile, procede de fabrication correspondant, et utilisation d'un materiau a changement de phase associee
CN103712487A (zh) * 2013-12-16 2014-04-09 吴江华诚复合材料科技有限公司 一种冷却器
US20160377350A1 (en) * 2015-06-29 2016-12-29 Honeywell International Inc. Optimized plate fin heat exchanger for improved compliance to improve thermal life
CN105910478B (zh) * 2016-04-14 2018-05-29 青岛海尔特种电冰箱有限公司 均温容器及具有该均温容器的冰箱

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0179987A1 (de) * 1984-08-01 1986-05-07 VIA GmbH Vorrichtung zur Kältetrocknung von unter Druck stehendem Gas, insbesondere Druckluft
US5299633A (en) * 1991-06-04 1994-04-05 Autokuhler Gmbh & Co. Kg. Heat exchanger device for refrigeration driers in compressed-air installations and tube/plate heat exchangers for use in the latter
DE10030627A1 (de) * 2000-06-28 2002-01-17 Ultrafilter Internat Ag Wärmetauscher für Kältetrockneranlagen
US20050126767A1 (en) * 2002-03-09 2005-06-16 Behr Gmbh & Co. Kg Heat exchanger
US20100018231A1 (en) * 2004-11-30 2010-01-28 Valeo Climatisation Heat Exchanger With Heat Storage
KR20130021743A (ko) * 2011-08-23 2013-03-06 현대자동차주식회사 차량용 에어컨 시스템
KR20130064602A (ko) * 2011-12-08 2013-06-18 현대자동차주식회사 차량용 컨덴서

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2241411A (en) * 1939-07-03 1941-05-13 Kold Hold Mfg Company Refrigeration
US2416015A (en) * 1943-02-06 1947-02-18 Kold Hold Mfg Company Method of making holdover refrigeration plates
US2814186A (en) * 1955-12-28 1957-11-26 Dole Refrigerating Co Truck plates
EP0405613B1 (de) 1989-06-30 1995-06-21 Mta S.R.L Wärmetauscher
US5275233A (en) * 1993-01-25 1994-01-04 Ingersoll-Rand Company Apparatus for removing moisture from a hot compressed gas
US5816320A (en) * 1997-01-10 1998-10-06 J.I.T. Engineering, Inc. Radiator fin construction
US5845505A (en) * 1997-05-30 1998-12-08 American Precision Industries Inc. Precooler/chiller/reheater heat exchanger for air dryers
IT1310894B1 (it) * 1999-08-31 2002-02-22 O M I Srl Impianto di essiccazione per aria compressa
DE19943109C1 (de) 1999-09-09 2000-12-14 Kta Kaelte Und Drucklufttechni Druckluftkältetrockner
US6393861B1 (en) * 1999-09-17 2002-05-28 Robert Levenduski Thermal storage apparatus and method for air conditioning system
JP4312339B2 (ja) 2000-02-24 2009-08-12 ナブテスコ株式会社 蛇行通路付熱伝達装置
FR2807828B1 (fr) * 2000-04-17 2002-07-12 Nordon Cryogenie Snc Ailette ondulee a decalage partiel pour echangeur de chaleur a plaques et echangeur de chaleur a plaques correspondant
DE10124757A1 (de) * 2000-05-26 2001-11-29 Denso Corp Fahrzeugklimaanlage mit Kältespeicher
FR2845153B1 (fr) * 2002-10-01 2005-11-18 Nordon Cryogenie Snc Ailette pour echangeur de chaleur a plaques, procedes de fabrication d'une telle ailette, et echangeur de chaleur comportant une telle ailette
DE10311602A1 (de) 2003-03-14 2004-09-23 Agt Thermotechnik Gmbh Vorrichtung, insbesondere Wärmetauscher, und Verfahren
US7134483B2 (en) 2003-09-26 2006-11-14 Flair Corporation Refrigeration-type dryer apparatus and method
DE10347880B4 (de) * 2003-10-10 2007-10-31 Gea Wtt Gmbh Plattenwärmetauscher zum Trocknen eines gasförmigen Mediums
ITMI20040926A1 (it) * 2004-05-07 2004-08-07 Domnick Hunter Hiross S P A Essicatore di gas compresso a refrigerazione
EP1616610B1 (en) * 2004-07-13 2012-07-25 Byeong-Seung Lee Plate heat exchanger with condensed fluid separating function and its manufacturing method
DE202005015627U1 (de) 2005-09-28 2007-02-08 Autokühler GmbH & Co. KG Wärmeaustauschernetz und damit ausgerüsteter Wärmeaustauscher
WO2008155810A1 (ja) * 2007-06-18 2008-12-24 Mitsubishi Electric Corporation 熱交換素子およびその製造方法ならびに熱交換器および熱交換換気装置
GB0802445D0 (en) * 2008-02-11 2008-03-19 Penfold William L Low energy cooling device
FR2930020B1 (fr) * 2008-04-10 2014-09-19 Valeo Systemes Thermiques Echangeur interne comportant un moyen de stockage thermique et boucle incorporant un tel echangeur.
EP2377596B9 (de) 2010-04-14 2016-04-13 Kaeser Kompressoren Se Kältetrockner, insbesondere druckluftkältetrockner, sowie wärmetauscher für einen kältetrockner, insbesondere druckluftkältetrockner

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0179987A1 (de) * 1984-08-01 1986-05-07 VIA GmbH Vorrichtung zur Kältetrocknung von unter Druck stehendem Gas, insbesondere Druckluft
US5299633A (en) * 1991-06-04 1994-04-05 Autokuhler Gmbh & Co. Kg. Heat exchanger device for refrigeration driers in compressed-air installations and tube/plate heat exchangers for use in the latter
DE10030627A1 (de) * 2000-06-28 2002-01-17 Ultrafilter Internat Ag Wärmetauscher für Kältetrockneranlagen
US20050126767A1 (en) * 2002-03-09 2005-06-16 Behr Gmbh & Co. Kg Heat exchanger
US20100018231A1 (en) * 2004-11-30 2010-01-28 Valeo Climatisation Heat Exchanger With Heat Storage
KR20130021743A (ko) * 2011-08-23 2013-03-06 현대자동차주식회사 차량용 에어컨 시스템
KR20130064602A (ko) * 2011-12-08 2013-06-18 현대자동차주식회사 차량용 컨덴서

Also Published As

Publication number Publication date
CN102971064B (zh) 2016-06-22
EP2558186A1 (de) 2013-02-20
WO2011128317A1 (de) 2011-10-20
US10143962B2 (en) 2018-12-04
CN102971064A (zh) 2013-03-13
BR112012026170A2 (pt) 2017-10-17
EP2377596B9 (de) 2016-04-13
EP2377596B1 (de) 2016-01-06
KR101932924B1 (ko) 2019-03-15
US20130032315A1 (en) 2013-02-07
EP2377596A1 (de) 2011-10-19
BR112012026170B1 (pt) 2020-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2490563C (en) Heat exchanger for industrial installations
KR101932924B1 (ko) 냉매 건조기, 특히 압축 공기 냉매 건조기 및 냉매 건조기용, 특히 압축 공기 냉매 건조기용 열 교환기
JP5525726B2 (ja) 蓄冷機能付きエバポレータ
US7411785B2 (en) Heat-spreading devices for cooling computer systems and associated methods of use
US7946112B2 (en) Exhaust heat recovery device
CN108826758B (zh) 带蓄冷功能的蒸发器
JP6168070B2 (ja) 燃料電池用給気を冷却する方法およびシステム
JP5772748B2 (ja) 蒸発器
US20040068991A1 (en) Heat exchanger for an electronic heat pump
CN111819415A (zh) 板式热交换器、具备板式热交换器的热泵装置、及具备热泵装置的热泵式供冷供暖供热水系统
CN104584211A (zh) 模块式冷却系统
KR20140118878A (ko) 공기 대 공기 열 교환기
WO2015046275A1 (ja) 熱交換器及びそれを用いた空気調和機
JP5145981B2 (ja) 部品冷却構造
JP5552309B2 (ja) 蓄冷機能付きエバポレータ
JP2013139998A (ja) 熱交換器
CN214891554U (zh) 散热器和空调室外机
JP5501494B2 (ja) 蓄冷機能付きエバポレータ
CN112880445A (zh) 一种微流道平行流环路热管
JP6214242B2 (ja) 熱交換器
JP2014055763A (ja) 蓄冷機能付きエバポレータ
CN107816826B (zh) 带蓄冷功能的蒸发器
CN107606822B (zh) 带蓄冷功能的蒸发器
JP6605338B2 (ja) 蓄冷機能付きエバポレータ
WO2009024436A1 (en) A multi-fluid heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant