KR20140000939A - Heat exchanger - Google Patents

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KR20140000939A
KR20140000939A KR1020120068752A KR20120068752A KR20140000939A KR 20140000939 A KR20140000939 A KR 20140000939A KR 1020120068752 A KR1020120068752 A KR 1020120068752A KR 20120068752 A KR20120068752 A KR 20120068752A KR 20140000939 A KR20140000939 A KR 20140000939A
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Abstract

A heat exchanger according to the present invention comprises: a case having a space inside the same; a top cover coupled to the upper side of the case; a lower cover coupled to the lower side of the case; an inlet pipe guiding coolant flowing into the space and having an outlet end from which the coolant is discharged; a tube heat-exchanging with the coolant and through which refrigerant passes; and an outlet pipe guiding the coolant discharged from the space and having an inlet end into which the coolant flows, wherein the tube is positioned in the space and has a spiral tube part spirally coiled, the inlet end below the top cover is positioned to be separated from the top cover and has a height higher than the height of the top of the spiral tube part, and a height between the outlet end and the lower cover is lower than a height between the inlet end and the lower cover so that an installation space for the heat exchanger is minimized, the heat exchanger may have a compact size, and the coolant can heat-exchange with the spiral tube part maximally.

Description

열교환기{Heat exchanger}Heat exchanger
본 발명은 쉘에 튜브가 설치된 열교환기에 관한 것으로서, 특히 튜브가 나선형으로 복수회 감긴 나선관부를 갖는 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger in which a tube is installed in a shell, and more particularly to a heat exchanger having a spiral tube portion in which a tube is wound spirally a plurality of times.
일반적으로 열교환기는 2개의 유체 사이에서 열을 이동시키는 장치로서, 냉방, 난방, 급탕(給湯)용 등으로 폭넓게 사용된다.Generally, a heat exchanger is a device for transferring heat between two fluids and is widely used for cooling, heating, hot water supply, and the like.
열교환기는 폐열을 회수하는 폐열 회수 열교환기로 기능하거나 고온측 유체를 냉각시키는 냉각기로 기능하거나 저온측 유체를 가열시키는 가열기로 기능하거나 증기를 응축시키는 응축기로 기능하거나 저온측 유체를 증발시키는 증발기로 기능할 수 있다.The heat exchanger functions as a waste heat recovering heat exchanger for recovering the waste heat or as a cooler for cooling the hot fluid or as a condenser for condensing the vapor or as an evaporator for evaporating the coolant fluid .
열교환기는 다양한 종류가 사용될 수 있고, 제 1 유체가 통과하는 튜브와, 튜브에 설치된 핀을 갖는 핀 튜브형 열교환기와, 제 1 유체가 통과하는 쉘과, 제 1 유체와 열교환되기 위한 제 2 유체가 통과하는 튜브를 포함하는 쉘 튜브형 공기조화기와, 제 1 유체가 통과하는 내측관과 제 1 유체와 열교환되는 제 2 유체가 통과하고 내측관을 둘러싸고 외측관을 갖는 이중관 열교환기와, 제 1 유체와 제 2 유체가 전열판을 사이에 두고 통과하는 판형 열교환기 등이 있다.Various types of heat exchangers may be used, including a tube through which the first fluid passes, a finned tube heat exchanger with the fin provided on the tube, a shell through which the first fluid passes, and a second fluid through which heat exchange with the first fluid passes A dual tube heat exchanger having an inner tube through which the first fluid passes and a second fluid that undergoes heat exchange with the first fluid and surrounds the inner tube and has an outer tube; And a plate heat exchanger in which the fluid passes through the heat transfer plate.
열교환기 중 쉘 튜브형 열교환기는 쉘이 수평 방향으로 길게 형성될 수 있고, 튜브의 복수개가 쉘 내부에 길이 방향으로 길게 배치될 수 있으며, 냉각수인 제 1 유체가 쉘로 유입된 후 쉘 외부로 유출될 수 있고, 냉매인 제 2 유체가 튜브를 통과하면서 냉각수에 의해 냉각될 수 있다. 쉘은 일측에 냉각수가 쉘 내부로 유입되는 냉각수 유입부가 외부로 돌출되게 형성될 수 있고, 냉각수 유입부에는 냉각수 유입부로 냉각수를 안내하는 냉각수 유입유로가 연결될 수 있다. 쉘은 타측에 냉각수가 쉘 외부로 배출되는 냉각수 배출부가 외부로 돌출되게 형성될 수 있고, 냉각수 배출부에는 냉각수 배출부에서 배출된 냉각수를 안내하는 냉각수 배출유로가 연결될 수 있다. Among the heat exchangers, the shell tube heat exchanger may have a long shell in the horizontal direction, a plurality of tubes may be disposed long in the shell in the longitudinal direction, and a first fluid, which is cooling water, may flow out of the shell and then flow out of the shell. And a second fluid, which is a refrigerant, may be cooled by the cooling water while passing through the tube. The shell may be formed such that the coolant inflow portion into which the coolant flows into the shell protrudes to the outside, and a coolant inflow passage guiding the coolant to the coolant inflow portion may be connected to the coolant inlet portion. The shell may be formed so that the coolant discharge portion for discharging the coolant discharged to the outside of the shell on the other side, the coolant discharge passage for guiding the coolant discharged from the coolant discharge portion to the coolant discharge portion.
KR 10-2011-0128709 A (2011.11.30)KR 10-2011-0128709 A (2011.11.30)
종래 기술에 따른 열교환기는 수평방향으로 길게 배치되어 설치 공간을 많이 차지하고, 직관 형상의 복수개 튜브가 설치되어 튜브 개수가 많을 뿐만 아니라 복수개 튜브를 고정하기 위한 별도의 튜브 시트가 필요하여 구조가 복잡하고 컴팩트화되지 못하는 문제점이 있다. The heat exchanger according to the prior art is disposed long in the horizontal direction and occupies a lot of installation space, and a plurality of tubes having a straight tube shape are installed, so that the number of tubes is large, and a separate tube sheet for fixing a plurality of tubes is complicated and compact. There is a problem that can not be made.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 열교환기는 내부에 공간이 형성된 케이스와; 상기 케이스의 상부에 결합되는 탑 커버와; 상기 케이스의 하부에 결합되는 로어 커버와; 상기 공간으로 유입되는 냉각수를 안내하고 냉각수가 나오는 출구단이 형성된 냉각수 유입관과; 상기 냉각수와 열교환되는 냉매가 통과하는 튜브와; 상기 공간에서 유출되는 냉각수를 안내하고 냉각수가 유입되는 입구단이 형성된 냉각수 배출관를 포함하고, 상기 튜브는 상기 공간에 위치되고 나선형으로 감긴 나선관부를 포함하며, 상기 입구단은 상기 탑 커버의 하측에 상기 탑 커버와 이격되게 위치되고, 상기 입구단의 높이는 상기 나선관부의 상단 높이 보다 높으며, 상기 출구단과 상기 로어 커버 사이의 높이는 상기 입구단과 상기 로어 커버 사이의 높이 보다 낮다.Heat exchanger of the present invention for solving the above problems and the case formed with a space therein; A top cover coupled to an upper portion of the case; A lower cover coupled to a lower portion of the case; A coolant inlet pipe configured to guide the coolant introduced into the space and to have an outlet end at which the coolant comes out; A tube through which the refrigerant that exchanges heat with the cooling water passes; And a cooling water discharge pipe which guides the cooling water flowing out of the space and has an inlet end through which the cooling water is introduced, wherein the tube includes a spiral tube portion located in the space and spirally wound, and the inlet end is located below the top cover. Positioned apart from the top cover, the height of the inlet end is higher than the top height of the spiral tube portion, the height between the outlet end and the lower cover is lower than the height between the inlet end and the lower cover.
상기 입구단과 상기 탑 커버 사이의 높이는 상기 케이스 높이의 0.1 내지 0.2 배일 수 있다.The height between the inlet end and the top cover may be 0.1 to 0.2 times the height of the case.
상기 입구단과 상기 탑 커버 사이의 높이는 상기 케이스 높이의 0.1 내지 0.15 배일 수 있다.The height between the inlet end and the top cover may be 0.1 to 0.15 times the height of the case.
상기 냉각수 유입관과 냉각수 유출관 및 튜브는 상기 로어 커버를 관통하여 상기 로어 커버의 하측으로 연장될 수 있다.The cooling water inlet tube, the cooling water outlet tube, and the tube may extend through the lower cover to the lower side of the lower cover.
상기 나선관부는 상기 냉각수 배출관과 상기 쉘 사이에 위치되고 수직 중심축을 갖을 수 있다. The spiral tube portion may be positioned between the cooling water discharge tube and the shell and have a vertical central axis.
상기 수직 중심축은 상기 냉각수 배출관 중 쉘 내부에 위치하는 부분에 위치될 수 있다.The vertical central axis may be located at a portion of the cooling water discharge pipe located inside the shell.
상기 튜브는 상기 쉘의 내부에 복수개 배치되고, 복수개의 튜브는 상기 수직 중심축으로부터 나선관부 까지의 거리가 상이할 수 있다.The plurality of tubes may be disposed inside the shell, and the plurality of tubes may have different distances from the vertical central axis to the spiral tube portion.
상기 복수개의 튜브 중 하나의 나선관부는 상기 냉각수 배출관과 접촉될 수 있다.The spiral tube portion of the plurality of tubes may be in contact with the cooling water discharge tube.
상기 출구단의 높이는 상기 나선관부의 하단 높이 보다 낮을 수 있다.The height of the outlet end may be lower than the bottom height of the spiral pipe portion.
상기 케이스는 상하 방향으로 길 수 있다.The case may be long in the vertical direction.
본 발명은 설치 공간을 최소화하면서 컴팩트화가 가능하고 냉각수가 튜브의 나선관부와 최대한 열교환될 수 있는 이점이 있다.The present invention has the advantage that it is possible to compact while minimizing the installation space and that the cooling water can be heat exchanged with the spiral tube portion of the tube as much as possible.
또한, 냉각수의 동결에 의한 동파를 최소화할 수 있고, 냉각수와 냉매의 열전달량을 높일 수 있는 이점이 있다.In addition, it is possible to minimize the freezing wave due to freezing of the cooling water, there is an advantage that can increase the heat transfer amount of the cooling water and the refrigerant.
또한, 탑 커버와 케이스를 분리한 후 튜브를 청소할 수 있고, 냉각수 유입관과 냉각수 배출관과 튜브를 분리하지 않고 튜브를 간편하게 청소할 수 있는 이점이 있다. In addition, the tube can be cleaned after removing the top cover and the case, there is an advantage that the tube can be easily cleaned without separating the cooling water inlet tube and the cooling water outlet tube.
도 1은 본 발명에 따른 열교환기 일실시예가 적용된 공기조화기의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 열교환기 일실시예의 외관이 도시된 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 열교환기 일실시예의 내부가 도시된 도,
도 4는 도 2에 도시된 쉘의 저면도,
도 5는 도 2에 도시된 받침대의 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 열교환기 일실시예의 내부가 도시된 평면도,
도 7은 도 3에 도시된 입구단과 탑 커버 사이의 높이와 케이스의 높이 비에 따른 열전달량을 도시한 그래프이다.
1 is a configuration diagram of an air conditioner to which an embodiment of a heat exchanger according to the present invention is applied;
2 is a side view showing the appearance of one embodiment of a heat exchanger according to the present invention;
3 is a view showing the inside of an embodiment of a heat exchanger according to the present invention;
4 is a bottom view of the shell shown in FIG. 2, FIG.
5 is a perspective view of the pedestal shown in FIG.
6 is a plan view showing the inside of an embodiment of a heat exchanger according to the present invention;
FIG. 7 is a graph showing a heat transfer amount according to a height ratio of a height and a case between an entrance end and a top cover illustrated in FIG. 3.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 열교환기 일실시예가 적용된 공기조화기의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an air conditioner to which an embodiment of a heat exchanger according to the present invention is applied.
도 1에 도시된 공기조화기는 압축기(2)와 제 1 열교환기(4)와 팽창기구(6)와 제 2 열교환기(8)를 포함할 수 있다. 제 1 열교환기(4)는 냉각수와 냉매를 열교환시킬 수 있다. 냉각수는 냉매의 열을 흡수하는 냉각 유체로 기능할 수 있다. 공기조화기는 냉매가 압축되는 압축기(2)와, 냉매가 냉각수와 열교환되는 제 1 열교환기(4)와, 냉매가 팽창되는 팽창기구(6)와, 냉매가 공기와 열교환되는 제 2 열교환기(8)를 포함할 수 있다. The air conditioner shown in Fig. 1 may include a compressor 2, a first heat exchanger 4, an expansion mechanism 6, and a second heat exchanger 8. [ The first heat exchanger 4 may heat exchange the cooling water and the refrigerant. The cooling water may function as a cooling fluid that absorbs heat of the refrigerant. The air conditioner includes a compressor (2) in which the refrigerant is compressed, a first heat exchanger (4) in which the refrigerant is heat-exchanged with the cooling water, an expansion mechanism (6) in which the refrigerant is expanded, and a second heat exchanger (in which the refrigerant is heat-exchanged with air) 8) may be included.
냉매는 압축기(2)와 제 1 열교환기(4)와 팽창기구(6)와 제 2 열교환기(8)의 순서로 통과하는 것이 가능하다. 즉, 압축기(2)에서 압축된 냉매는 제 1 열교환기(4)와, 팽창기구(6)와, 제 2 열교환기(8)를 순차적으로 통과한 후 압축기(2)로 회수되게 구성될 수 있다. 이 경우 제 1 열교환기(4)는 냉매를 응축시키는 응축기로 기능할 수 있고, 제 2 열교환기(8)는 냉매를 증발시키는 증발기로 기능할 수 있으며, 냉각수는 압축기(2)에서 압축된 냉매의 열을 흡열할 수 있다. The refrigerant can pass through the compressor (2), the first heat exchanger (4), the expansion mechanism (6), and the second heat exchanger (8) in this order. That is, the refrigerant compressed by the compressor 2 may be configured to pass through the first heat exchanger 4, the expansion mechanism 6, and the second heat exchanger 8 sequentially, and then be recovered to the compressor 2. have. In this case, the first heat exchanger 4 may function as a condenser to condense the refrigerant, the second heat exchanger 8 may function as an evaporator to evaporate the refrigerant, and the coolant may be a refrigerant compressed in the compressor 2. Can absorb the heat.
공기조화기는 압축기(2)에서 압축된 냉매를 제 1 열교환기(4) 또는 제 2 열교환기(8)로 보내는 유로 절환밸브(미도시)를 더 포함하는 것이 가능하다. 공기조화기는 압축기(2)에서 압축된 냉매가 유로 절환밸브와, 제 1 열교환기(4)와, 팽창기구(6)와, 제 2 열교환기(8)와 유로 절환밸브를 순차적으로 통과한 후 압축기(2)로 회수되는 제 1 순환 회로를 포함할 수 있다. 공기조화기는 압축기(2)에서 압축된 냉매가 유로 절환밸브(미도시)와, 제 2 열교환기(8)와, 팽창기구(6)와, 제 1 열교환기(4)와 유로 절환밸브를 순차적으로 통과한 후 압축기(2)로 회수되는 제 2 순환 회로를 모두 갖는 것이 가능하다. 제 1 순환 회로는 제 2 열교환기(8)에 의해 실내가 냉방되는 냉방 운전시의 회로가 될 수 있고, 제 1 열교환기(4)는 냉매를 응축시키는 응축기로 기능할 수 있으며, 제 2 열교환기(8)는 냉매를 증발시키는 증발기로 기능할 수 있다. 제 2 순환 회로는 제 2 열교환기(8)에 의해 실내가 난방되는 난방 운전시의 회로가 될 수 있고, 제 2 열교환기(8)는 냉매를 응축시키는 응축기로 기능할 수 있고, 제 1 열교환기(4)는 냉매를 증발시키는 증발기로 기능할 수 있다.The air conditioner may further include a flow path switching valve (not shown) for sending the refrigerant compressed by the compressor 2 to the first heat exchanger 4 or the second heat exchanger 8. The air conditioner is configured such that the refrigerant compressed in the compressor 2 sequentially passes through the flow path switching valve, the first heat exchanger 4, the expansion mechanism 6, the second heat exchanger 8 and the flow path switching valve And a first circulation circuit that is recovered to the compressor (2). The air conditioner is a system in which the refrigerant compressed in the compressor 2 is supplied to the first heat exchanger 4, the second heat exchanger 8, the expansion mechanism 6, the first heat exchanger 4, And the second circulation circuit which is recovered to the compressor 2 after passing through the second circulation circuit. The first circulation circuit can be a circuit in the cooling operation in which the room is cooled by the second heat exchanger 8. The first heat exchanger 4 can function as a condenser for condensing the refrigerant, The unit 8 can function as an evaporator for evaporating the refrigerant. The second circulation circuit can be a circuit in the heating operation in which the room is heated by the second heat exchanger 8 and the second heat exchanger 8 can function as a condenser for condensing the refrigerant, The unit (4) can function as an evaporator for evaporating the refrigerant.
냉각수는 물이나 부동액 등의 액상 유체로 구성되는 것이 가능하고, 냉매가 통상적으로 공기조화기에서 사용되는 프레온계 냉매나 이산화탄소 냉매 등의 각종 냉매로 구성되는 것이 가능하다.  The cooling water may be composed of a liquid fluid such as water or an antifreeze liquid, and the refrigerant may be composed of various refrigerants such as a freon-based refrigerant and a carbon dioxide refrigerant that are usually used in an air conditioner.
압축기(2)는 냉매를 압축하는 각종 압축기로 구성될 수 있고, 로터리 압축기, 스크롤 압축기, 스크류 압축기 등의 각종 압축기가 될 수 있다. 압축기(2)는 제 1 열교환기(4)와 압축기 출구 유로(3)로 연결될 수 있다.The compressor (2) may be composed of various compressors for compressing the refrigerant, and may be various compressors such as a rotary compressor, a scroll compressor, a screw compressor and the like. The compressor (2) may be connected to the first heat exchanger (4) and the compressor outlet flow path (3).
제 1 열교환기(4)는 쉘 튜브형 열교환기로 구성될 수 있다. 제 1 열교환기(4)는 물이나 부동액 등의 냉각수가 통과하는 쉘과, 냉매가 통과하는 튜브를 포함할 수 있다. 제 1 열교환기(4)는 팽창기구(6)와 제 1 열교환기 팽창기구 연결유로(5)로 연결될 수 있다. 제 1 열교환기(4)에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다. The first heat exchanger (4) may be constituted by a shell tubular heat exchanger. The first heat exchanger 4 may include a shell through which cooling water, such as water or antifreeze, passes, and a tube through which the refrigerant passes. The first heat exchanger (4) may be connected to the expansion mechanism (6) and the first heat exchanger expansion device connection flow path (5). The first heat exchanger 4 will be described later in detail.
팽창기구(6)는 냉매가 팽창되는 캐필러리 튜브나 전자 팽창밸브가 될 수 있다. 팽창기구(6)는 제 2 열교환기(8)와 팽창기구 제 2 열교환기 연결유로(7)로 연결될 수 있다.The expansion mechanism (6) may be a capillary tube or an electronic expansion valve in which the refrigerant expands. The expansion mechanism (6) may be connected to the second heat exchanger (8) and the expansion mechanism second heat exchanger connecting flow path (7).
제 2 열교환기(8)는 냉매가 통과하는 핀튜브형 열교환기나 코일형 열교환기로 구성될 수 있다. 제 2 열교환기(8)는 냉매가 통과하면서 실내 공기와 열교환되는 튜브를 포함할 수 있다. 제 2 열교환기(8)는 튜브와 결합된 전열부재인 핀을 더 포함할 수 있다. 제 2 열교환기(8)는 압축기(2)와 압축기 흡입유로(9)로 연결될 수 있다. The second heat exchanger 8 may be constituted by a fin tube type heat exchanger or a coil type heat exchanger through which the refrigerant passes. The second heat exchanger 8 may include a tube in which the refrigerant is heat-exchanged with the indoor air. The second heat exchanger 8 may further include a fin that is a heat transfer member coupled to the tube. The second heat exchanger (8) can be connected to the compressor (2) and the compressor suction passage (9).
공기조화기는 제 1 열교환기(4)와 연결된 열처리유닛(10)을 포함할 수 있다. 열처리유닛(10)은 제 1 열교환기(4)가 냉매를 응축시키는 응축기로 기능할 경우, 냉각수를 냉각시키는 냉각기로 구성될 수 있다. 열처리유닛(10)이 냉각기로 구성될 경우, 열처리 유닛(10)은 냉각수를 냉각시키는 냉각탑을 포함할 수 있다. 열처리 유닛(10)은 제 1 열교환기(4)와 수배관(12)(14)으로 연결될 수 있다. 제 1 열교환기(4)는 열처리 유닛(10)과 출수배관(12)으로 연결될 수 있고, 제 1 열교환기(4)의 냉각수는 출수배관(12)을 통해 열처리 유닛(10)으로 출수될 수 있다. 제 1 열교환기(4)는 열처리 유닛(10)과 입수배관(14)으로 연결될 수 있고, 열처리 유닛(10)의 냉각수는 입수배관(14)을 통해 제 1 열교환기(4)로 입수될 수 있다. 열처리유닛(10)과 출수배관(12)와 입수배관(14) 중 적어도 하나에는 냉각수를 열처리유닛(10)과 제 1 열교환기(4)로 순환시키는 펌프 등의 순환기구가 설치될 수 있다.The air conditioner may include a heat treatment unit (10) connected to the first heat exchanger (4). The heat treatment unit 10 may be configured as a cooler for cooling the coolant when the first heat exchanger 4 functions as a condenser for condensing the refrigerant. When the heat treatment unit 10 is configured as a cooler, the heat treatment unit 10 may include a cooling tower for cooling the cooling water. The heat treatment unit 10 can be connected to the first heat exchanger 4 and the water pipes 12 and 14. The first heat exchanger 4 may be connected to the heat treatment unit 10 and the water discharge pipe 12, and the cooling water of the first heat exchanger 4 may be discharged to the heat treatment unit 10 through the water discharge pipe 12. have. The first heat exchanger 4 may be connected to the heat treatment unit 10 and the inlet pipe 14, and the cooling water of the heat treatment unit 10 may be obtained to the first heat exchanger 4 through the inlet pipe 14. have. At least one of the heat treatment unit 10, the outlet pipe 12, and the inlet pipe 14 may be provided with a circulation mechanism such as a pump for circulating the cooling water to the heat treatment unit 10 and the first heat exchanger 4.
공기조화기는 실내의 공기를 제 2 열교환기(8)로 유동시킨 후 다시 실내로 토출하는 실내팬(16)을 더 포함할 수 있다. The air conditioner may further include an indoor fan (16) for circulating air in the room to the second heat exchanger (8) and then discharging the air to the room again.
압축기(2)와 제 1 열교환기(4)와 팽창기구(6)와 제 2 열교환기(8)와 실내팬(16)은 하나의 공조유닛에 설치되는 것이 가능하고, 실내의 공기가 덕트 등을 통해 제 2 열교환기(8)로 유동된 후 덕트 등을 통해 실내로 다시 토출되는 것이 가능하다. 열처리유닛(10)은 하나의 공조유닛 이외에 설치될 수 있고, 하나의 공조유닛과 수배관(12)(14)으로 연결될 수 있다. The compressor (2), the first heat exchanger (4), the expansion mechanism (6), the second heat exchanger (8), and the indoor fan (16) can be installed in one air conditioning unit. It is possible to flow through the second heat exchanger 8 through the discharge through the duct or the like back to the room. The heat treatment unit 10 may be installed in addition to one air conditioning unit and may be connected to one air conditioning unit by water pipes 12 and 14. [
압축기(2)와 제 1 열교환기(4)와 팽창기구(6)와 제 2 열교환기(8)와 실내팬(16)은 복수의 공조유닛(I)(O)에 분산되어 설치될 수 있다. 제 1 열교환기(4)와 실내팬(16)은 실내 유닛(I)에 함께 설치될 수 있고, 압축기(2)와 제 1 열교환기(4)는 압축 유닛(O, 또는 실외 유닛)에 함께 설치될 수 있다. 팽창기구(6)는 실내 유닛(I)과 압축 유닛(O) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다. 팽창기구(6)는 하나의 팽창기구가 실내 유닛(I) 또는 압축 유닛(O)에 설치되는 것이 가능하다. 팽창기구(6)는 복수개가 설치될 수 있고, 제 1 팽창기구가 실내 유닛(I)에 설치되고, 제 2 팽창기구가 압축 유닛(O)에 설치되는 것이 가능하다. 제 1 팽창기구는 제 1 열교환기(4)와 제 2 열교환기(8) 중 제 1 열교환기(4)에 더 가깝게 설치되는 실외팽창기구로 기능될 수 있다. 제 2 팽창기구는 제 1 열교환기(4)와 제 2 열교환기(8) 중 제 2 열교환기(8)에 더 가깝게 설치되는 실내팽창기구로 기능할 수 있다. 실내 유닛(I)은 실내에 설치될 수 있다. 압축 유닛(O)은 건물의 기계실이나 지하실 등이나 옥상 등에 설치될 수 있다. 압축 유닛(O)은 열처리유닛(10)은 수배관(12)(14)으로 연결될 수 있다.
The compressor 2, the first heat exchanger 4, the expansion mechanism 6, the second heat exchanger 8 and the indoor fan 16 may be installed in a distributed manner in a plurality of air conditioning units I . The first heat exchanger 4 and the indoor fan 16 can be installed together in the indoor unit I and the compressor 2 and the first heat exchanger 4 can be installed together in the compression unit O Can be installed. The expansion mechanism (6) may be installed in at least one of the indoor unit (I) and the compression unit (O). The expansion mechanism (6) can be provided with one expansion mechanism in the indoor unit (I) or the compression unit (O). It is possible that a plurality of expansion mechanisms 6 may be provided, the first expansion mechanism may be installed in the indoor unit I, and the second expansion mechanism may be installed in the compression unit O. The first expansion mechanism may function as an outdoor expansion mechanism which is installed closer to the first heat exchanger (4) of the first heat exchanger (4) and the second heat exchanger (8). The second expansion mechanism can function as an indoor expansion mechanism that is installed closer to the first heat exchanger (4) and the second heat exchanger (8) of the second heat exchanger (8). The indoor unit I may be installed indoors. The compression unit (O) may be installed in a machine room, a basement or the like of a building or on the roof. The compression unit (O) can be connected to the heat treatment unit (10) by the water pipes (12) and (14).
이하, 제 1 열교환기(4)를 열교환기로 칭하여 설명한다.  Hereinafter, the first heat exchanger 4 will be referred to as a heat exchanger.
도 2는 본 발명에 따른 열교환기 일실시예의 외관이 도시된 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열교환기 일실시예의 내부가 도시된 도이며, 도 4는 도 2에 도시된 쉘의 저면도이며, 도 5는 도 2에 도시된 받침대의 사시도이다.Figure 2 is a side view showing the appearance of one embodiment of the heat exchanger according to the present invention, Figure 3 is a view showing the inside of one embodiment of the heat exchanger according to the present invention, Figure 4 is a bottom view of the shell shown in Figure 2 5 is a perspective view of the pedestal shown in FIG. 2.
열교환기(4)는 쉘(20)과; 쉘(20) 내부로 냉각수(W)를 안내하는 냉각수 유입관(30)과; 쉘(20) 외부로 냉각수(W)가 안내되는 냉각수 배출관(40)과; 냉각수(W)와 열교환되는 냉매가 통과하는 튜브(70)를 포함할 수 있다. The heat exchanger (4) comprises a shell (20); Cooling water inlet pipe 30 for guiding the cooling water (W) into the shell 20; A coolant discharge pipe 40 through which the coolant W is guided to the outside of the shell 20; It may include a tube 70 through which the refrigerant that is heat exchanged with the cooling water (W).
쉘(20)은 내부에 공간(18)이 형성될 수 있다. 공간(18)에는 냉각수(W)는 차오를 수 있고, 튜브(70)가 수용될 수 있다. The shell 20 may have a space 18 formed therein. The cooling water W may be filled in the space 18, and the tube 70 may be accommodated.
쉘(20)은 내부에 공간(18)이 형성된 케이스(21)와; 케이스(21)의 상부에 결합되는 탑 커버(22)를 포함할 수 있다. 쉘(20)은 케이스(21)의 하부와 결합되는 로어 커버(23)를 포함할 수 있다.The shell 20 includes a case 21 having a space 18 formed therein; It may include a top cover 22 coupled to the upper portion of the case 21. The shell 20 may include a lower cover 23 coupled with the lower portion of the case 21.
케이스(21)는 상하 방향으로 길게 수직 배치될 수 있다. 케이스(21)는 탑 커버(22) 및 로어 커버(23) 중 적어도 하나와 일체로 형성되지 않고, 탑 커버(22) 및 로어 커버(23)와 별도로 제작된 후 탑 커버(22) 및 로어 커버(23)와 결합될 수 있다. 케이스(21)와 탑 커버(22) 및 로어 커버(23)는 별도로 구성된 후 결합되는 경우 케이스(21)의 내둘레면과 탑 커버(22)의 저면과 로어 커버(23)의 상면이 손쉽게 도장될 수 있다. 케이스(21)가 탑 커버(22)와 로어 커버(23) 중 하나와 일체로 형성될 경우, 도장용 유체는 케이스(21) 내벽 전체를 고루 유동되기 용이하지 않을 수 있다. 반면에, 케이스(21)가 탑 커버(22) 및 로어 커버(23)와 별도로 구성되는 경우, 도장용 유체는 케이스(21) 내벽 전체를 고르게 유동되면서 도장될 수 있다. 쉘(20)은 케이스(21)의 내둘레면과 탑 커버(22)의 저면 및 로어 커버(23)의 상면 각각이 도장된 후 케이스(21)와 탑 커버(22)와 로어 커버(23)가 결합될 수 있다.  The case 21 may be vertically disposed in the vertical direction. The case 21 is not integrally formed with at least one of the top cover 22 and the lower cover 23, and is manufactured separately from the top cover 22 and the lower cover 23, and then the top cover 22 and the lower cover. Can be combined with (23). When the case 21 and the top cover 22 and the lower cover 23 are separately configured and combined, the inner circumferential surface of the case 21 and the bottom surface of the top cover 22 and the upper surface of the lower cover 23 are easily painted. Can be. When the case 21 is integrally formed with one of the top cover 22 and the lower cover 23, the painting fluid may not easily flow evenly through the entire inner wall of the case 21. On the other hand, when the case 21 is configured separately from the top cover 22 and the lower cover 23, the painting fluid may be painted while flowing evenly the entire inner wall of the case 21. The shell 20 is coated on the inner circumferential surface of the case 21, the bottom surface of the top cover 22 and the top surface of the lower cover 23, respectively, and then the case 21, the top cover 22, and the lower cover 23. Can be combined.
케이스(21)는 내부에 공간(18)이 형성된 중공 통체(21a)와, 탑 커버(22)와 결합되는 제 1 결합부(21b)와, 로어 커버(23)와 결합되는 제 2 결합부(21c)를 포함할 수 있다. The case 21 includes a hollow cylinder 21a having a space 18 formed therein, a first coupling portion 21b coupled to the top cover 22, and a second coupling portion coupled to the lower cover 23 ( 21c).
중공 통체(21a)는 중공 원통 형상으로 형성될 수 있다. The hollow cylinder 21a may be formed in a hollow cylindrical shape.
제 1 결합부(21b)는 중공 통체(21a)의 상단에 플랜지 형상으로 돌출될 수 있고, 탑 커버(22)와 볼트 등의 체결부재(22a)로 체결되는 체결공이 형성될 수 있다. The first coupling portion 21b may protrude in a flange shape at the upper end of the hollow cylinder 21a, and a fastening hole may be formed to be fastened by the top cover 22 and the fastening member 22a such as a bolt.
제 2 결합부(21c)는 중공 통체(21a)의 하단에 플랜지 형상으로 돌출될 수 있고, 로어 커버(23)와 볼트 등의 체결부재(23a)로 체결되는 체결공이 형성될 수 있다. The second coupling portion 21c may protrude in a flange shape at the lower end of the hollow cylinder 21a, and a fastening hole may be formed to be fastened by a lower cover 23 and a fastening member 23a such as a bolt.
탑 커버(22)는 판체로 구성될 수 있고, 원판 형상으로 형성될 수 있다. 탑 커버(22)에는 제 1 결합부(21b)의 체결공과 대응되는 체결공이 형성되어, 볼트 등의 체결부재(22a)에 의해 제 1 결합부(21b)와 결합될 수 있다. 탑 커버(22)는 케이스(21)의 상측 개구면을 막을 수 있다.The top cover 22 may be formed of a plate body and may be formed in a disc shape. The top cover 22 has a fastening hole corresponding to the fastening hole of the first coupling part 21b, and may be coupled to the first coupling part 21b by a fastening member 22a such as a bolt. The top cover 22 may block the upper opening surface of the case 21.
로어 커버(23)는 판체로 구성될 수 있고, 원판 형상으로 형성될 수 있다. 로어 커버(23)에는 제 2 결합부(21c)의 체결공과 대응되는 체결공이 형성되어, 볼트 등의 체결부재(23a)에 의해 제 2 결합부(21c)와 결합될 수 있다. 로어 커버(22)는 케이스(21)의 하측 개구면을 막을 수 있다. The lower cover 23 may be formed of a plate body and may be formed in a disc shape. The lower cover 23 has a fastening hole corresponding to the fastening hole of the second coupling part 21c, and may be coupled to the second coupling part 21c by a fastening member 23a such as a bolt. The lower cover 22 may block the lower opening surface of the case 21.
쉘(20)은 케이스(21)와 탑 커버(22)와 로어 커버(23)의 사이에 공간(18)이 형성될 수 있고, 냉각수(W)는 냉각수 유입관(30)을 통해 공간(18)으로 유입될 수 있다. 냉각수(W)는 공간(18)에서 유동되면서 튜브(70)와 열교환될 수 있다. The shell 20 may have a space 18 formed between the case 21, the top cover 22, and the lower cover 23, and the coolant W may be spaced through the coolant inlet pipe 30. ) Can be introduced into. Cooling water (W) may be exchanged with the tube 70 while flowing in the space (18).
쉘(20)에는 냉각수 유입관(30)이 관통되는 냉각수 유입관 관통공(24)이 형성될 수 있다. 쉘(20)에는 냉각수 배출관(40)이 관통되는 냉각수 배출관 관통공(25)이 형성될 수 있다. 쉘(20)에는 튜브(70)가 관통되는 튜브 관통공(26)이 형성될 수 있다. 튜브 관통공(26)은 튜브(70)의 개수와 동일 개수가 형성될 수 있다. The shell 20 may have a cooling water inlet tube through-hole 24 through which the cooling water inlet tube 30 passes. The shell 20 may have a coolant discharge pipe through hole 25 through which the coolant discharge pipe 40 penetrates. The shell 20 may have a tube through hole 26 through which the tube 70 penetrates. The number of tube through holes 26 may be the same as the number of tubes 70.
냉각수 유입관(30)은 공간(18)으로 유입되는 냉각수(W)를 안내하는 것으로서, 공간(18)으로 냉각수(W)가 나오는 출구단(32)이 형성될 수 있다. 냉각수 유입관(30)은 출구단(32)이 쉘(20) 내부에 위치되게 쉘(20)을 관통할 수 있다. 냉각수 유입관(30)은 출구단(32)과 로어 커버(23) 사이의 높이(L1)가 냉각수 배출관(40)의 후술하는 입구단(42)과 로어 커버(23) 사이의 높이(L2) 보다 낮을 수 있다. 냉각수 유입관(30)을 통해 쉘(20)의 내부로 유입된 냉각수(W)는 쉘(20)의 내측 하부부터 차오를 수 있다. 냉각수 유입관(30)은 출구단(32)이 쉘(20)의 내측 하부에 위치되게 배치될 수 있다. 냉각수 유입관(30)은 쉘(20) 외부에 위치하는 부분이 도 1에 도시된 입수배관(14)에 연결될 수 있다.The cooling water inlet pipe 30 guides the cooling water W introduced into the space 18, and an outlet end 32 from which the cooling water W comes out may be formed in the space 18. The coolant inlet pipe 30 may penetrate the shell 20 such that the outlet end 32 is positioned inside the shell 20. The coolant inlet pipe 30 has a height L1 between the outlet end 32 and the lower cover 23 and a height L2 between the inlet end 42 and the lower cover 23, which will be described later, of the coolant discharge pipe 40. Can be lower. The cooling water W introduced into the shell 20 through the cooling water inlet pipe 30 may be filled from the inner lower portion of the shell 20. Cooling water inlet pipe 30 may be disposed such that the outlet end 32 is located inside the lower portion of the shell (20). Cooling water inlet pipe 30 may be connected to the inlet pipe 14 shown in Figure 1 is located outside the shell 20.
냉각수 배출관(40)은 공간(18)에서 유출되는 냉각수(W)가 안내되는 것으로서, 공간(18)의 냉각수(W)가 들어가는 입구단(42)이 형성될 수 있다.냉각수 배출관(40)은 입구단(42)이 쉘(20) 내부에 위치되게 쉘(20)을 관통할 수 있다. 냉각수 배출관(40)은 쉘(20)의 내측 하부에 위치하는 냉각수(W)가 냉각수 배출관(40)을 통해 배출되지 않고, 쉘(20)의 내측 상부에 위치하는 냉각수(W)가 냉각수 배출관(40)을 통해 배출되게 배치될 수 있다. 입구단(42)은 쉘(20)의 내측 상부에 위치될 수 있다. 냉각수 배출관(40)은 쉘(20) 외부에 위치하는 부분이 도 1에 도시된 출수배관(12)에 연결될 수 있다. 입구단(42)은 탑 커버(22)의 하측에 위치될 수 있다. 입구단(42)은 탑 커버(22)과 이격되게 위치될 수 있다. 입구단(42)은 탑 커버(22)와 상하 방향으로 이격될 수 있다. 냉각수(W)는 쉘(20) 내부의 수위가 입구단(42) 보다 높을 때, 입구단(42)을 통해 냉각수 배출관(40)으로 들어갈 수 있고, 입구단(42)과 탑 커버(22)의 사이에는 공기 수용공간인 공기층(A)이 형성될 수 있다. 열교환기(4)는 공기층(A)의 공기를 빼내기 위한 별도의 에어 밴트가 없고, 탑 커버(22)는 공간(18)의 상측 개구부 전체를 막을 수 있다. 열교환기(4)는 입구단(42)과 탑 커버(22) 사이의 높이(L3)가 높을수록 냉각수(W)와 쉘(20) 사이의 공기층(A) 높이가 높게 되고, 입구단(42)과 탑 커버(22) 사이의 높이(L3)가 낮을수록 냉각수(W)와 쉘(20) 사이의 공기층(A) 높이가 낮게 된다. 공기층(A) 높이가 적정 범위 보다 낮으면, 냉각수(W)의 결빙시 충분한 여유공간을 확보하기 어려울 뿐만 아니라 쉘(20) 내부의 내압이 상승될 수 있고, 동파 우려가 높을 수 있다. 한편, 공기층(A)의 높이가 적정 범위 보다 높으면, 쉘(20)의 높이 증대에 따른 재료비가 상승될 수 있다. 또한 열교환기(4)의 진동 등에 의해 케이스(21)와 탑 커버(22) 사이로 냉각수(W)가 누설될 우려가 있다. 열교환기(4)는 입구단(42)과 탑 커버(22) 사이의 높이(L3)가 공기층(A)의 높이가 될 수 있다. The cooling water discharge pipe 40 is guided by the cooling water W flowing out of the space 18, and an inlet end 42 into which the cooling water W of the space 18 enters may be formed. The inlet end 42 may pass through the shell 20 such that the inlet end 42 is positioned inside the shell 20. The coolant discharge pipe 40 is not discharged through the coolant discharge pipe 40 while the coolant water W disposed in the inner lower portion of the shell 20 is not discharged. 40) may be arranged to be discharged. The inlet end 42 may be located on the inner top of the shell 20. The cooling water discharge pipe 40 may be connected to the water discharge pipe 12 shown in FIG. 1 at a portion located outside the shell 20. The inlet end 42 may be located under the top cover 22. The inlet end 42 may be positioned to be spaced apart from the top cover 22. The inlet end 42 may be spaced apart from the top cover 22 in the vertical direction. When the water level inside the shell 20 is higher than the inlet end 42, the coolant W may enter the coolant discharge pipe 40 through the inlet end 42, and the inlet end 42 and the top cover 22. Between the air layer (A) is an air receiving space can be formed. The heat exchanger 4 does not have a separate air vent for extracting air from the air layer A, and the top cover 22 may block the entire upper opening of the space 18. In the heat exchanger 4, as the height L3 between the inlet end 42 and the top cover 22 is higher, the height of the air layer A between the coolant W and the shell 20 becomes higher, and the inlet end 42 ) And the lower the height (L3) between the top cover 22, the lower the height of the air layer (A) between the cooling water (W) and the shell (20). If the height of the air layer (A) is lower than the appropriate range, it is difficult to ensure a sufficient free space during the freezing of the cooling water (W), as well as the internal pressure inside the shell 20 can be increased, the risk of freezing can be high. On the other hand, if the height of the air layer (A) is higher than the appropriate range, the material cost according to the increase in the height of the shell 20 can be increased. In addition, the cooling water W may leak between the case 21 and the top cover 22 due to vibration of the heat exchanger 4 or the like. In the heat exchanger 4, the height L3 between the inlet end 42 and the top cover 22 may be the height of the air layer A.
냉각수 유입관(30)과 냉각수 배출관(40) 및 튜브(70)는 케이스(21)와 탑 커버(22)와 로어 커버(23) 중 하나에 관통되게 배치될 수 있다. 냉각수 유입관(30)과 냉각수 배출관(40) 및 튜브(70)는 로어 커버(23)에 관통되게 배치될 경우, 열교환기(4)의 청소 작업이 용이할 수 있다. 열교환기(4)는 냉각수 유입관(30)과 냉각수 배출관(40) 및 튜브(70)가 로어 커버(23)에 고정된 상태에서 탑 커버(22)가 케이스(21)에서 분리될 수 있고, 케이스(21)가 로어 커버(23)에서 분리될 수 있다. 탑 커버(2)와 케이스(21)가 분리되고, 냉각수 유입관(30)과 냉각수 배출관(40) 및 튜브(70)가 로어 커버(23)에 고정된 상태에서 작업자는 열교환기(4)를 용이하게 청소할 수 있다. 열교환기(4)의 청소성을 고려할 경우, 냉각수 유입관(30)과 냉각수 배출관(40) 및 튜브(70)는 로어 커버(23)에 관통되게 배치되는 것이 바람직하다. The coolant inlet pipe 30, the coolant discharge pipe 40, and the tube 70 may be disposed to penetrate through one of the case 21, the top cover 22, and the lower cover 23. When the cooling water inlet tube 30, the cooling water discharge tube 40, and the tube 70 are disposed to penetrate through the lower cover 23, cleaning of the heat exchanger 4 may be facilitated. In the heat exchanger 4, the top cover 22 may be separated from the case 21 while the coolant inlet pipe 30, the coolant discharge pipe 40, and the tube 70 are fixed to the lower cover 23. The case 21 may be separated from the lower cover 23. The operator covers the heat exchanger 4 while the top cover 2 and the case 21 are separated, and the cooling water inlet pipe 30, the cooling water discharge pipe 40, and the tube 70 are fixed to the lower cover 23. It can be cleaned easily. In consideration of the cleanability of the heat exchanger (4), the cooling water inlet pipe 30, the cooling water discharge pipe 40 and the tube 70 is preferably disposed to penetrate the lower cover (23).
열교환기(4)는 쉘(20)을 지지하는 받침대(50)를 포함할 수 있다. 받침대(50)는 쉘(20)이 체결되는 체결부(52)를 포함할 수 있다. 체결부(52)는 판체 형상으로 형성될 수 있고, 수평하게 배치될 수 있다. 쉘(20)은 체결부(52)에 올려질 수 있고, 체결부(52)와 결합될 수 있다. The heat exchanger 4 may comprise a pedestal 50 supporting the shell 20. The pedestal 50 may include a fastening portion 52 to which the shell 20 is fastened. The fastening part 52 may be formed in a plate shape and may be disposed horizontally. The shell 20 may be mounted on the fastening portion 52 and coupled to the fastening portion 52.
체결부(52)는 쉘(20)이 볼트 등의 체결부재(23a)로 체결되는 체결공(54)이 형성될 수 있다. 체결부(52)는 냉각수 유입관(30)과 냉각수 유입관(40) 중 적어도 하나가 관통되는 관통공(55)이 형성될 수 있다. 체결부(52)의 관통공(55)은 냉각수 유입관(30)이 관통되는 냉각수 유입관 관통공과, 냉각수 배출관(40)이 관통되는 냉각수 배출관 관통공으로 구성되는 것이 가능하다. 체결부(52)에는 하나의 관통공(55)이 형성되고, 냉각수 유입관(30)과 냉각수 배출관(40)은 하나의 관통공(55)에 함께 관통되는 것이 가능하다. 체결부(52)에 하나의 관통공(55)이 형성될 경우, 하나의 관통공(55)은 수평방향으로 길게 형성될 수 있다. 하나의 관통공(55)은 체결부(52)의 측단에 개방되게 형성될 수 있다. 하나의 관통공(55)은 쉘(20)의 냉각수 유입관 관통공(24)의 하측과 쉘(20)의 냉각수 배출관 관통공(25)의 하측이 개방되게 형성될 수 있다. 체결부(52)는 튜브(70)가 관통하는 튜브 관통공(56)이 형성될 수 있다. 받침대(50)는 체결부(52)를 지지하는 지지부를 포함할 수 있다. 지지부는 체결부(52)를 지지하는 복수개의 레그(57)(58)(59)(60)를 포함할 수 있다. 열교환기(4)가 체결부(52)에 올려졌을 때, 냉각수 유입관(30)의 일부와 냉각수 배출관(40)의 일부 및 튜브(70)의 일부는 체결판(52)의 하측에 위치될 수 있다. 열교환기(4)는 냉각수 배출관(30)과, 냉각수 배출관(40) 및 튜브(70) 모두가 쉘(20)의 하부로 연장될 수 있다. The fastening part 52 may have a fastening hole 54 in which the shell 20 is fastened by a fastening member 23a such as a bolt. The fastening part 52 may have a through hole 55 through which at least one of the cooling water inflow pipe 30 and the cooling water inflow pipe 40 passes. The through hole 55 of the fastening part 52 may be configured as a coolant inlet tube through hole through which the coolant inlet tube 30 passes, and a coolant discharge tube through hole through which the coolant discharge tube 40 penetrates. One fastening hole 55 is formed in the fastening part 52, and the cooling water inlet pipe 30 and the cooling water discharge pipe 40 may be penetrated together through the one through hole 55. When one through hole 55 is formed in the fastening part 52, one through hole 55 may be formed long in the horizontal direction. One through hole 55 may be formed to be open at the side end of the fastening portion (52). One through hole 55 may be formed such that the lower side of the cooling water inlet tube through hole 24 of the shell 20 and the lower side of the cooling water discharge tube through hole 25 of the shell 20 are open. The fastening part 52 may have a tube through hole 56 through which the tube 70 passes. The pedestal 50 may include a support for supporting the fastening part 52. The support portion may include a plurality of legs 57, 58, 59, 60 that support the fastening portion 52. When the heat exchanger 4 is mounted on the fastening portion 52, a part of the coolant inlet pipe 30, a part of the coolant discharge pipe 40, and a part of the tube 70 may be positioned below the fastening plate 52. Can be. In the heat exchanger 4, both the coolant discharge pipe 30, the coolant discharge pipe 40, and the tube 70 may extend below the shell 20.
튜브(70)는 공간(18)에 위치되고 나선형으로 감긴 나선관부(74)를 포함할 수 있다. 나선관부(74)는 턴(71)과 턴(72) 사이에 간극(73)이 형성될 수 있다. 나선관부(74)는 전체적인 형상이 코일 형상으로 형성될 수 있다. 나선관부(74)는 냉각수 배출관(40)과 쉘(20) 사이에 위치될 수 있고, 수직 중심축(VX)을 갖을 수 있다. 수직 중심축(VX)은 냉각수 배출관(40) 중 쉘(20) 내부에 위치하는 부분에 위치될 수 있다. 수직 중심축(VX)은 냉각수 배출관(40) 중 쉘(20) 내부에 위치하는 부분의 중심축과 일치할 수 있다. 복수개의 턴(71)(72)은 수직 중심축(VX)과의 거리(L5)가 동일하게 감길 수 있다. 나선관부(74)는 적어도 10회 이상의 턴을 갖을 수 있다. 나선관부(74)는 시계 방향으로 연속하여 감기거나 반시계 방향으로 연속하여 감길 수 있다. 복수개의 턴(71)(72)은 상하 방향으로 이격되게 감길 수 있고, 복수개의 턴(71)(72) 사이 각각에 간극(73)이 형성될 수 있다. 냉각수(W)는 쉘(20)과 나선관부(74)의 사이 공간에서 간극(73)을 통과하여 나선관부(74) 내측 공간으로 유동되거나, 나선관부(74) 내측 공간에서 간극(73)을 통과하여 쉘(20)과 나선관부(74) 사이 공간으로 유동될 수 있다.The tube 70 may include a spiral tube portion 74 located in the space 18 and spirally wound. The spiral tube portion 74 may have a gap 73 formed between the turn 71 and the turn 72. The spiral tube portion 74 may be formed in a coil shape as a whole. The spiral pipe portion 74 may be located between the coolant discharge pipe 40 and the shell 20 and may have a vertical central axis VX. The vertical center axis VX may be located at a portion of the coolant discharge pipe 40 positioned inside the shell 20. The vertical central axis VX may coincide with the central axis of a portion of the coolant discharge pipe 40 positioned inside the shell 20. The plurality of turns 71 and 72 may have the same distance L5 from the vertical central axis VX. The helix tube portion 74 may have at least 10 turns. The spiral tube portion 74 may be wound continuously in a clockwise direction or wound continuously in a counterclockwise direction. The plurality of turns 71 and 72 may be wound to be spaced apart in the vertical direction, and a gap 73 may be formed between each of the plurality of turns 71 and 72. The cooling water W flows through the gap 73 in the space between the shell 20 and the spiral pipe portion 74 and flows into the space inside the spiral pipe portion 74 or the space 73 in the space inside the spiral pipe portion 74. Passage may flow into the space between the shell 20 and the spiral tube portion 74.
나선관부(74)는 그 상단의 높이가 냉각수 배출관(40)의 입구단(42) 보다 낮을 경우, 나선관부(74)와 열교환되지 않고 입구단(42)으로 들어가는 냉각수(W)를 최소화할 수 있고, 나선관부(74)의 상단과 로어 커버(23) 사이의 높이(L5)는 입구단(42)과 로어 커버(23) 사이의 높이(L2) 보다 낮게 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 입구단(42)의 높이는 나선관부(74)의 상단 높이 보다 높을 수 있다. 나선관부(74)는 일부가 냉각수 유입관(30)의 출구단(32) 상측에 위치되게 설치될 수 있다. 출구단(32)은 나선관부(74)의 하측에 위치될 수 있다. 출구단(22)의 높이는 나선관부(74)의 하단 높이 보다 낮을 수 있다. When the height of the upper end of the spiral pipe portion 74 is lower than the inlet end 42 of the cooling water discharge pipe 40, the cooling water (W) entering the inlet end 42 without heat exchange with the spiral pipe portion 74 can be minimized. The height L5 between the upper end of the spiral pipe portion 74 and the lower cover 23 is preferably lower than the height L2 between the inlet end 42 and the lower cover 23. That is, the height of the inlet end 42 may be higher than the top height of the spiral tube portion 74. The spiral pipe portion 74 may be installed such that a portion thereof is positioned above the outlet end 32 of the cooling water inflow pipe 30. The outlet end 32 may be located below the spiral tube portion 74. The height of the outlet end 22 may be lower than the bottom height of the spiral pipe portion 74.
튜브(70)는 나선관부(74)에서 연장되고 직관 형상으로 형성된 직관부(75)를 포함할 수 잇다. 직관부(75)는 나선관부(74) 중 최하측에 위치하는 턴에서 구부러져 형성될 수 있다. 직관부(75)는 나선관부(74) 중 최상측에 위치하는 턴에서 구부러져 형성될 수 있다. 직관부(74)는 수직 중심축(VX)과 평행하게 배치될 수 있다. The tube 70 may include a straight pipe portion 75 extending from the spiral pipe portion 74 and formed in a straight pipe shape. The straight pipe portion 75 may be formed by bending at a turn located at the lowermost side of the spiral pipe portion 74. The straight pipe portion 75 may be formed by bending at a turn located at the uppermost side of the spiral pipe portion 74. The straight pipe portion 74 may be disposed parallel to the vertical central axis VX.
도 6은 본 발명에 따른 열교환기 일실시예의 내부가 도시된 평면도이다.6 is a plan view showing the inside of an embodiment of a heat exchanger according to the present invention.
튜브(70)는 쉘(20)의 내부에 복수개(70A)(70B) 배치될 수 있다. 복수개의 튜브(70A)(70B)는 수직 중심축(VX)으로부터 나선관부(74) 까지의 거리가 상이할 수 있다. 튜브(70)는 수직 중심축(VX)과 거리가 상이한 한 쌍의 튜브(70A)(70B)가 직렬로 연결되는 것이 가능하다. 튜브(70)는 수직 중심축(VX)과 거리가 상이한 한 쌍의 튜브(70A)(70B)가 연결 튜브(70C)로 연결될 수 있다. 연결 튜브(70C)는 U자 형상으로 형성될 수 있다. 연결 튜브(70c)는 적어도 일부가 냉각수(W)에 잠기는 높이로 설치될 수 있다. 한 쌍의 튜브(70A)(70B)와 연결 튜브(70C)는 하나의 전열 튜브(P)를 구성할 수 있다. 냉매는 한 쌍의 튜브(70A)(70B) 중 어느 하나(70A)의 직관부(75)와 나선관부(74)를 순차적으로 통과한 후 연결 튜브(70C)로 유동되고, 이후 한 쌍의 튜브(70A)(70B) 중 다른 하나(70B)의 나선관부(74)와 직관부(75)를 순차적으로 통과한 후 쉘(20) 외부로 유동될 수 있다. 냉매는 한 쌍의 튜브(70A)(70B) 중 어느 하나(70A)를 통과하면서 냉각수(W)와 열교환된 후 연결 튜브(70C)를 통과하면서 냉각수(W)와 열교환되고, 이후 한 쌍의 튜브(70A)(70B) 중 다른 하나(70B)를 통과하면서 냉각수(W)와 열교환되는 것이 가능하다. 튜브(70)는 수직 중심축(VX)과 거리가 상이하고 직렬로 연결되는 튜브(70A)(70B)가 복수 쌍 설치되는 것이 가능하다. The tube 70 may be disposed in a plurality of 70A, 70B inside the shell 20. The plurality of tubes 70A and 70B may have different distances from the vertical central axis VX to the spiral tube portion 74. The tube 70 may be connected in series with a pair of tubes 70A and 70B having different distances from the vertical central axis VX. The tube 70 may be connected to the connection tube 70C by a pair of tubes 70A and 70B having different distances from the vertical central axis VX. The connection tube 70C may be formed in a U shape. The connection tube 70c may be installed at a height at least partially submerged in the cooling water (W). The pair of tubes 70A, 70B and the connection tube 70C may constitute one heat transfer tube P. FIG. The coolant flows through the straight tube portion 75 and the spiral tube portion 74 of any one 70A or 70B of the pair of tubes 70A and 70B sequentially and then flows to the connecting tube 70C, and then the pair of tubes After passing through the spiral tube portion 74 and the straight tube portion 75 of the other 70B (70A) (70B) in order to flow out of the shell 20. The refrigerant is heat-exchanged with the cooling water (W) while passing through any one 70A of the pair of tubes (70A) (70B) and then with the cooling water (W) while passing through the connecting tube (70C), and then the pair of tubes It is possible to heat exchange with the cooling water W while passing through the other 70B of 70A and 70B. The tube 70 may be provided with a plurality of pairs of tubes 70A and 70B which are different in distance from the vertical central axis VX and connected in series.
복수개의 튜브(70A)(70B) 중 하나(70A)의 나선관부(74)는 냉각수 배출관(40)과 고정될 수 있다. 복수개의 튜브(70A)(70B)는 냉각수 배출관(40)과 가장 가까운 튜브가 냉각수 배출관(40)과 접촉됨과 아울러 냉각수 배출관(40)과 고정될 수 있다. 냉각수 배출관(40)과 가장 가까운 튜브는 냉각수 배출관(40)을 둘러싸듯이 배치될 수 있다. 복수개의 튜브(70A)(70B)는 쉘(20)과 가장 가까운 튜브가 쉘(20)의 내면과 비접촉될 수 있다.
The spiral pipe portion 74 of one 70A of the plurality of tubes 70A and 70B may be fixed to the cooling water discharge pipe 40. The plurality of tubes 70A and 70B may be fixed to the coolant discharge pipe 40 while the tube closest to the coolant discharge pipe 40 is in contact with the coolant discharge pipe 40. The tube closest to the coolant discharge pipe 40 may be disposed to surround the coolant discharge pipe 40. In the plurality of tubes 70A and 70B, the tube closest to the shell 20 may be in contact with the inner surface of the shell 20.
도 7은 도 3에 도시된 입구단과 탑 커버 사이의 높이와 케이스의 높이 비에 따른 열전달량을 도시한 그래프이다.FIG. 7 is a graph showing a heat transfer amount according to a height ratio of a height and a case between an entrance end and a top cover illustrated in FIG. 3.
도 7은 열교환기가 최적의 열전달 성능을 갖는 높이 비를 기준으로 높이 비 변화에 따른 열전달 성능을 무차원화하여 도시한 그래프이다.7 is a graph illustrating a dimensionless heat transfer performance according to a height ratio change based on a height ratio of a heat exchanger having an optimal heat transfer performance.
열교환기(4)는 냉각수 유입관(30)의 물 유속이 2.7m/sec이고, 물의 질량유량이 1.6kg/sec이며, 물의 부피유량이 96LPM인 조건에서, 높이 비(X)만을 달리하면서 냉각수와 냉매의 열전달량을 측정할 수 있고 이 경우, 높이 비(X)가 대략 0.13일 경우, 가장 높은 열전달 성능을 갖고, 높이 비(X)가 0.13일 때를 100% 기준으로 각 높이비(X)에 따른 열전달량을 무차원화하면, 도 7과 같이, 도시될 수 있다.The heat exchanger 4 has a cooling water flow rate of 2.7 m / sec, a mass flow rate of water of 1.6 kg / sec, and a volume flow rate of water of 96 LPM under varying the height ratio (X). And the heat transfer amount of the refrigerant, and in this case, when the height ratio (X) is approximately 0.13, it has the highest heat transfer performance, and each height ratio (X) based on 100% when the height ratio (X) is 0.13. By dimensioning the heat transfer according to), it can be shown, as shown in FIG.
열교환기(4)는 입구단(42)과 탑 커버(22) 사이의 높이(L3)가 케이스(21)의 높이(L4)의 0.1 내지 0.2 배일 수 있다. 즉, 입구단(42)과 탑 커버(22) 사이의 높이(L3)와 케이스(21)의 높이 비(X= L3/L4)는 0.1 내지 O.2가 될 수 있다.In the heat exchanger 4, the height L3 between the inlet end 42 and the top cover 22 may be 0.1 to 0.2 times the height L4 of the case 21. That is, the height ratio (X = L3 / L4) of the height L3 between the inlet end 42 and the top cover 22 and the case 21 may be 0.1 to 0.2.
입구단(42)과 탑 커버(22) 사이의 높이(L3)가 케이스(21) 높이(L4)의 0.1 배 미만인 경우, 그 높이 비가 낮아질수록 열전달량이 감소되고, 높이 비(X)가 0.8 이하인 영역은 공기층(A)의 높이가 너무 낮은 동파 영역(A)이 될 수 있다. 입구단(42)과 탑 커버(22) 사이의 높이(L3)가 케이스(21) 높이(L4)의 0.2 배 초과인 경우에는 열전달량이 최대 열전달량 대비 90% 이하로 저하될 수 있으며, 입구단(42)과 탑 커버(22) 사이의 높이(L3)는 케이스(21) 높이(L4)의 0.1 내지 0.2 배가 되는 것이 바람직하다. If the height L3 between the inlet end 42 and the top cover 22 is less than 0.1 times the height L4 of the case 21, the lower the height ratio, the lower the heat transfer amount, and the height ratio X is 0.8 or less. The region may be a freezing region A in which the height of the air layer A is too low. When the height L3 between the inlet end 42 and the top cover 22 is greater than 0.2 times the height L4 of the case 21, the heat transfer amount may be lowered to 90% or less than the maximum heat transfer amount. The height L3 between the 42 and the top cover 22 is preferably 0.1 to 0.2 times the height L4 of the case 21.
입구단(42)과 탑 커버(22) 사이의 높이(L3)는 케이스(21) 높이(L4)의 0.1 내지 0.15 배일 경우 열전달량이 최대 열전달량 대비 97% 이상을 유지할 수 있고, 입구단(42)과 탑 커버(22) 사이의 높이(L3)는 케이스(21) 높이(L4)의 0.1 내지 0.15 배 사이에서 설정되는 것이 가장 바람직하다.When the height L3 between the inlet end 42 and the top cover 22 is 0.1 to 0.15 times the height L4 of the case 21, the heat transfer amount can maintain 97% or more of the maximum heat transfer amount, and the inlet end 42 The height L3 between the top cover 22 and the top cover 22 is most preferably set between 0.1 and 0.15 times the height L4 of the case 21.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
먼저, 냉매는 튜브(70)를 통과할 수 있고, 튜브(70)를 통과하면서 냉각수와 열교환될 수 있다. 냉매는 복수개의 튜브(70A)(70B)를 순차적으로 통과한 후 열교환기(4) 외부로 배출될 수 있다.First, the refrigerant may pass through the tube 70, and may exchange heat with the cooling water while passing through the tube 70. The refrigerant may be discharged out of the heat exchanger 4 after sequentially passing through the plurality of tubes 70A and 70B.
냉각수는 냉각수 유입관(30)을 통해 쉘(20)의 내측 하부로 유입될 수 있고, 쉘(20)의 내부에서 상승되면서 유동될 수 있다. 냉각수 배출관(30)의 출구단(32)을 통해 공간(18)으로 유입된 냉각수는 쉘(20)의 내부에서 상승되면서 나선관부(74)의 턴(71)과 턴(72) 사이 간극(73)을 통과할 수 있고, 튜브(70)와 열교환될 수 있다. 냉각수는 나선관부(74)의 상단 이상의 수위로 상승되면서 나선관부(74) 전체와 열교환되고, 이후 나선관부(74) 보다 높은 위치에서 냉각수 배출관(40)의 입구단(42)으로 유입될 수 있고, 냉각수 배출관(40)을 통해 열교환기(4) 외부로 배출될 수 있다. 냉각수 배출관(40)을 통과하는 냉각수는 냉각수 배출관(40)과 접촉되는 튜브와 접촉되면서 냉각수 배출관(40)과 접촉되는 튜브를 열교환시킬 수 있다.Cooling water may flow into the inner lower portion of the shell 20 through the cooling water inlet pipe 30, and may flow while rising inside the shell 20. The coolant flowing into the space 18 through the outlet end 32 of the coolant discharge pipe 30 rises inside the shell 20, and a gap 73 between the turn 71 and the turn 72 of the spiral pipe portion 74. ) And heat exchange with the tube (70). The coolant is heat-exchanged with the entire spiral pipe portion 74 as it rises to the level above the upper end of the spiral pipe portion 74, and then may be introduced into the inlet end 42 of the coolant discharge pipe 40 at a position higher than the spiral pipe portion 74. In addition, the coolant may be discharged to the outside of the heat exchanger 4 through the discharge pipe 40. The coolant passing through the coolant discharge pipe 40 may exchange heat with the tube contacting the coolant discharge pipe 40 while being in contact with the tube contacting the coolant discharge pipe 40.
열교환기(4)는 최적의 열전달량을 유지하면서 냉각수와 냉매를 열교환시킬 수 있고, 기온이 낮아 냉각수의 동결이 발생되더라도 공기층(A)의 적정 높이에 의해 동파가 방지될 수 있다.The heat exchanger 4 may heat-exchange the cooling water and the refrigerant while maintaining an optimal heat transfer amount, and even if freezing of the cooling water occurs due to a low temperature, freezing of the air may be prevented by the proper height of the air layer A.
열교환기(4)는 튜브(70)의 청소 작업을 위해 케이스(21)가 로어 커버(23)에서 분리될 수 있다. 작업자는 냉각수 유입관(30) 및 냉각수 배출관(40) 및 튜브(70)를 로어 커버(23)에서 분리하지 않고 케이스(21)를 로어 커버(23)에서 분리한 상태에서 튜브(70)를 세척 솔 등의 세척기구로 청소할 수 있다.In the heat exchanger 4, the case 21 may be separated from the lower cover 23 for cleaning the tube 70. The operator washes the tube 70 in a state in which the case 21 is separated from the lower cover 23 without separating the coolant inlet pipe 30, the coolant discharge pipe 40, and the tube 70 from the lower cover 23. Can be cleaned with a brush or brush.
4: 열교환기 20: 쉘
21: 케이스 22: 탑 커버
23: 로어 커버 30: 냉각수 유입관
32: 출구단 40: 냉각수 배출관
42: 입구단 70: 튜브
74: 나선관부
4: Heat exchanger 20: Shell
21: case 22: top cover
23: Lower cover 30: Cooling water inlet pipe
32: outlet stage 40: cooling water discharge pipe
42: inlet 70: tube
74: spiral tube

Claims (10)

  1. 내부에 공간이 형성된 케이스와;
    상기 케이스의 상부에 결합되는 탑 커버와;
    상기 케이스의 하부에 결합되는 로어 커버와;
    상기 공간으로 냉각수가 나오는 출구단이 형성된 냉각수 유입관과;
    상기 냉각수와 열교환되는 냉매가 통과하는 튜브와;
    상기 공간에서 유출되는 냉각수가 유입되는 입구단이 형성된 냉각수 배출관를 포함하고,
    상기 튜브는 상기 공간에 위치되고 나선형으로 감긴 나선관부를 포함하며,
    상기 입구단은 상기 탑 커버의 하측에 상기 탑 커버와 이격되게 위치되고,
    상기 입구단의 높이는 상기 나선관부의 상단 높이 보다 높으며,
    상기 출구단과 상기 로어 커버 사이의 높이는 상기 입구단과 상기 로어 커버 사이의 높이 보다 낮은 열교환기.
    A case having a space formed therein;
    A top cover coupled to an upper portion of the case;
    A lower cover coupled to a lower portion of the case;
    A coolant inlet pipe having an outlet end at which coolant is discharged into the space;
    A tube through which the refrigerant that exchanges heat with the cooling water passes;
    And a cooling water discharge pipe having an inlet end through which the cooling water flowing out of the space is introduced.
    The tube includes a spiral tube portion located in the space and spirally wound;
    The inlet end is located below the top cover and spaced apart from the top cover,
    The height of the inlet end is higher than the top height of the spiral pipe portion,
    And a height between the outlet end and the lower cover is lower than a height between the inlet end and the lower cover.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입구단과 상기 탑 커버 사이의 높이는 상기 케이스 높이의 0.1 내지 0.2 배인 열교환기.
    The method of claim 1,
    And a height between the inlet end and the top cover is 0.1 to 0.2 times the height of the case.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 입구단과 상기 탑 커버 사이의 높이는 상기 케이스 높이의 0.1 내지 0.15 배인 열교환기.
    The method of claim 1,
    And a height between the inlet end and the top cover is 0.1 to 0.15 times the height of the case.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각수 유입관과 냉각수 유출관 및 튜브는 상기 로어 커버를 관통하여 상기 로어 커버의 하측으로 연장되는 열교환기.
    The method of claim 1,
    And the coolant inlet pipe, the coolant outlet pipe, and the tube extend through the lower cover and to the lower side of the lower cover.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 나선관부는 상기 냉각수 배출관과 상기 쉘 사이에 위치되고 수직 중심축을 갖는 열교환기.
    The method of claim 1,
    And the spiral tube portion is positioned between the cooling water discharge tube and the shell and has a vertical central axis.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 수직 중심축은 냉각수 배출관 중 쉘 내부에 위치하는 부분에 위치되는 열교환기.
    The method of claim 5, wherein
    The vertical center axis is a heat exchanger is located in a portion of the cooling water discharge pipe located inside the shell.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 튜브는 상기 쉘의 내부에 복수개 배치되고, 복수개의 튜브는 상기 수직 중심축으로부터 나선관부 까지의 거리가 상이한 열교환기.
    The method of claim 5, wherein
    And a plurality of tubes disposed inside the shell, the plurality of tubes having different distances from the vertical central axis to the spiral tube portion.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수개의 튜브 중 하나의 나선관부는 상기 냉각수 배출관과 접촉되는 열교환기.
    The method of claim 7, wherein
    And a spiral pipe portion of the plurality of tubes is in contact with the cooling water discharge pipe.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 출구단의 높이는 상기 나선관부의 하단 높이 보다 낮은 열교환기.
    The method of claim 1,
    And the height of the outlet end is lower than the bottom height of the spiral pipe portion.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는 상하 방향으로 긴 열교환기.
    The method of claim 1,
    The case is a heat exchanger long in the vertical direction.
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