KR20190008260A - 열 교환기 및 열 교환 모듈 - Google Patents

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KR20190008260A
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Abstract

열 교환기(10)는, 제1 수집 튜브(110), 제2 수집 튜브(120), 및 적어도 두 개의 열 교환 튜브(130)를 갖는 제1 서브 열 교환기(100); 및 제3 수집 튜브(210), 제4 수집 튜브(220), 및 적어도 하나의 열 교환 튜브(230)를 갖는 제2 서브 열 교환기(200)를 포함하고, 제1 서브 열 교환기(100)의 열 교환 튜브들(130) 중 적어도 하나는 제2 서브 열 교환기(200)의 유로의 일부이다.

Description

열 교환기 및 열 교환 모듈
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은, 2016년 5월 16일자로 "HEAT EXCHANGER AND HEAT EXCHANGE MODULE"이라는 명칭으로 중국 특허청에 출원된 중국 특허출원번호 제201610323252.7호의 우선권을 주장하며, 그 내용의 전문은 본원에 참고로 원용된다.
본 발명은, 공기 조화 분야에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 상업용 공기 조화의 기술 분야에서의 열 교환기 및 열 교환 모듈에 관한 것이다.
종래 기술 문헌 제WO2011013672호는 열원 유닛을 개시한다. 구체적으로, 열원 유닛에는 공기 열 교환기들이 제공되고, 각 공기 열 교환기는, 특정된 간격으로 배치된 복수의 열 방산 시트, 열 방산 시트들을 통과하는 열 교환 튜브들, 양측에서 연장되며 동일한 방향으로 굴곡된 굴곡 시트 부분들, 및 열 교환 모듈들을 포함한다. 각 열 교환 모듈은 두 개의 공기 열 교환기를 포함하고, 각 공기 열 교환기는, 다른 공기 열 교환기의 굴곡 부분과는 반대되는 방식으로 배치된 굴곡 부분을 갖는다. 공기 열 교환기들은 기울어져서, 하부 에지들이 서로 가깝고 상부 에지들이 이격된다. 따라서, 열 교환 모듈은 측면에서 볼 때 대략 V 형상이다.
그러나, 전술한 열원 유닛의 좌우측 상의 열 교환기들의 에지들은 V 형상 구조의 상부에서 이격되어 있다. 따라서, 두 개의 열 교환기를 연결하기 위한 실드 판(또는 금속 판)이 여전히 필요하고, 그 결과, 두 개의 열 교환기 사이의 공간이 효과적으로 이용되지 않는다.
이러한 관점에서, 상술한 문제점을 적어도 부분적으로 해결할 수 있는 새로운 열 교환기 및 열 교환 모듈이 여전히 필요하다.
본 발명은 열 교환기를 제공하며, 열 교환기는, 제1 매니폴드, 제2 매니폴드, 및 제1 매니폴드와 제2 매니폴드 간에 연장되며 제1 매니폴드 및 제2 매니폴드와 유체 연통하는 적어도 두 개의 열 교환 튜브를 갖는 제1 서브 열 교환기; 및 제3 매니폴드, 제4 매니폴드, 및 제3 매니폴드와 제4 매니폴드 간에 연장되며 제3 매니폴드 및 제4 매니폴드와 유체 연통하는 적어도 하나의 열 교환 튜브를 갖는 제2 서브 열 교환기를 포함하고, 제1 서브 열 교환기의 열 교환 튜브들 중 적어도 하나는 제2 서브 열 교환기의 유로의 일부이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 서브 열 교환기는 제1 열 교환 영역과 제2 열 교환 영역을 포함하고, 제1 열 교환 영역과 제2 열 교환 영역은, 제1 매니폴드에 배치된 제1 파티션에 의해 이격되고, 매니폴드의 길이방향으로 분포되고, 제1 서브 열 교환기는, 제1 유입구, 제2 유입구, 및 제1 유출구를 포함하고, 제2 서브 열 교환기는 제3 유입구와 제2 유출구를 포함하고, 제1 유입구는 제1 열 교환 영역에 위치하고, 제2 유입구와 제1 유출구는 제2 열 교환 영역에 위치하고, 제2 유출구는 제2 유입구와 유체 연통한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 열 교환 영역과 제2 열 교환 영역은 제2 매니폴드에 의해 유체 연통한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 파티션이 제2 매니폴드에 배치되어, 제1 열 교환 영역과 제2 열 교환 영역이 유체 연통하지 않으며, 제3 유출구가 제1 열 교환 영역에 제공되어, 제1 유입구에 진입하는 냉매가 제1 열 교환 영역을 통과한 후 제3 유출구로부터 배출된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 서브 열 교환기는 제3 열 교환 영역을 더 포함하고, 제3 열 교환 영역은, 제1 매니폴드에 있는 제3 파티션 및 제2 매니폴드에 있는 제4 파티션에 의해 제1 열 교환 영역과 제2 열 교환 영역으로부터 이격되고, 제4 유입구와 제4 유출구가 제3 열 교환 영역에 제공되고, 제4 유출구가 제3 유입구와 유체 연통한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 매니폴드와 제3 매니폴드는 서로 인접하게 고정되고, 제4 유출구와 제2 유입구는 제2 매니폴드 상에 제공되고, 제3 유입구와 제2 유출구는 제3 매니폴드 상에 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제4 유출구와 제3 유입구는 제2 매니폴드와 제3 매니폴드의 동일한 일측 상의 단부들에 각각 제공되고, 제4 유출구는 U 형상 튜브에 의해 제3 유입구와 유체 연통하고, 제2 유입구와 제2 유출구는 제2 매니폴드와 제3 매니폴드의 타측 상의 단부들에 각각 제공되고, 제2 유입구는 다른 U 형상 튜브에 의해 제2 유출구와 유체 연통한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 매니폴드와 제3 매니폴드는 서로 인접하게 고정되고, 제1 유입구는 제1 매니폴드 상에 제공되고, 제3 유입구는 제3 매니폴드 상에 제공되고, 제3 유입구는, 제1 서브 열 교환기의 열 교환 튜브들의 방향으로 연장되는 외부 파이프라인에 연결되고, 제1 유입구와 외부 파이프라인의 유입구 단부는 열 교환기의 동일한 일측 상에 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 매니폴드와 제3 매니폴드는 서로 인접하게 고정되고, 제1 유입구와 제1 유출구는 제1 매니폴드 상에 제공되고, 제2 유입구는 제2 매니폴드 상에 제공되고, 제2 유출구와 제3 유입구는 제3 매니폴드 상에 제공되고, 제2 유입구는, 제1 서브 열 교환기의 열 교환 튜브들의 방향으로 연장되는 외부 파이프라인에 의해 제2 유출구와 유체 연통한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 열 교환기는 공냉식 물 냉각 유닛 또는 상업용 옥상 유닛 상의 열 교환 장치용 열 교환기이고, 제1 서브 열 교환기와 제2 서브 열 교환기 중 하나는, 열 교환 장치의 길이방향으로 배치되고 대략 사변형인 메인 열 교환기이고, 제1 서브 열 교환기와 제2 서브 열 교환기 중 나머지는, 제1 서브 열 교환기와 함께 0보다 큰 미리 정해진 협각을 형성하며 대략 사다리꼴인 측방향 열 교환기이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측방향 열 교환기는, 길이가 점진적으로 감소되는 핀들(fins)과 평평 튜브들로 구성되며, 제1 평평 튜브의 길이를 Lflat1, 핀의 길이를 Lfin1이라고 하는 경우, 측방향 열 교환기의 치수는 다음에 따르는 조건을 만족하며,
제n 평평 튜브의 길이 Lflatn = Lflat1-2(n-1)×H×tan(α/2),
제n 핀의 길이 Lfinn = Lfin1-2(n-1)×H×tan(α/2),
H1 = H×cos(α/2), 및
α1 = 180-(α/2),
여기서 H는 평평 튜브들의 중심간 이격 거리이고, α는 제3 매니폴드와 제4 매니폴드 사이의 협각이고, H1은 매니폴드들 상의 홈간 이격 거리이고, α1은 평평 튜브들의 굴곡 각도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 두 개의 열 교환 튜브가 제2 열 교환 영역에 배치되고, 제2 열 교환 영역에 있는 열 교환 튜브들을 두 개의 그룹으로 분리하도록 제2 매니폴드의 제2 열 교환 영역에 해당하는 구역 상에 제5 파티션이 배치되어, 제1 열 교환 영역을 통과하는 냉매가 제2 열 교환 영역의 열 교환 튜브들의 한 그룹을 통과하고, 제2 유입구에 진입하는 냉매가 제2 열 교환 영역의 열 교환 튜브들의 나머지 그룹을 통과하고, 제2 열 교환 영역의 열 교환 튜브들의 두 개 그룹을 통과하는 냉매들은 제1 매니폴드에서 혼합된 후 제1 유출구로부터 배출된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 서브 열 교환기는 제1 열 교환 영역과 제3 열 교환 영역을 포함하고, 제3 열 교환 영역은, 제1 매니폴드의 제3 파티션과 제2 매니폴드의 제4 파티션에 의해 제1 열 교환 영역으로부터 이격되고, 제1 서브 열 교환기는, 제1 열 교환 영역에 위치하는 제1 유입구와 제3 유출구, 및 제3 열 교환 영역에 위치하는 제4 유입구와 제4 유출구를 포함하고, 제2 서브 열 교환기는 제3 유입구와 제2 유출구를 포함하고, 제4 유출구는 제3 유입구와 유체 연통한다.
본 발명은, 또한, 공냉식 물 냉각 유닛 또는 상업용 옥상 유닛 상의 열 교환 장치용 열 교환 모듈을 제공하고, 이러한 열 교환 모듈은 전술한 적어도 하나의 열 교환기를 포함한다.
본 발명에 따른 열 교환기와 열 교환 모듈에서는, 공냉식 물 냉각 유닛 또는 상업용 옥상 유닛에 설치되는 열 교환 장치의 열 교환 모듈의 횡방향 공간을 충분히 활용하며, 공간 활용률이 높고, 굴곡 또는 더욱 복잡한 공정이 필요하지 않다. 본 발명에 따른 열 교환기와 열 교환 모듈은 열 교환 면적이 크며, 종래의 직사각형 열 교환기에 비해 열 교환 면적이 20% 이상 증가하였다. 본 발명에 따른 열 교환기와 열 교환 모듈과 관련하여, 열 교환기의 파이프라인 연결에 의해, 조립체 또는 두 개의 개별적인 시트의 운송에 관한 더욱 유연한 선택이 이루어질 수 있어서, 열 교환 모듈을 제조, 운송, 및 조립하는 것이 편리해지고 간단해지며, 비용을 절감하게 된다.
본 발명의 이들 양태와 이점 및/또는 다른 양태와 이점은 첨부 도면과 함께 다음에 따르는 바람직한 실시예의 설명으로부터 명백해지고 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 교환 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 열 교환 모듈의 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 열 교환기의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 열 교환기의 측면도 및 제1 열 교환기의 제1 서브 열 교환기와 제2 서브 열 교환기 간의 연결부의 부분 확대도이다.
도 4는 도 2에 도시된 제1 열 교환기의 제1 서브 열 교환기의 정면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 제1 열 교환기의 제2 서브 열 교환기의 정면도 및 제2 서브 열 교환기의 열 교환 튜브의 정면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 제1 열 교환기의 유로의 개략도이다.
도 7은 도 1에 도시된 열 교환 모듈의 제2 열 교환기의 유로의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 열 교환 모듈의 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 열 교환 모듈의 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 열 교환기의 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 제1 열 교환기의 분해도이다.
도 11은 도 8에 도시된 열 교환 모듈의 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제2 열 교환기의 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 제2 열 교환기의 분해도이다.
도 13은 도 9에 도시된 제1 열 교환기의 유로의 개략도이다.
도 14는 도 12에 도시된 제2 열 교환기의 유로의 개략도이다.
도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 열 교환기의 유로의 개략도이다.
본 발명의 기술적 해결책은 도 1 내지 도 15와 관련하여 실시예들에 의해 이하에서 더욱 구체적으로 설명한다. 설명에서, 동일하거나 유사한 참조 부호는 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다. 첨부 도면을 참조하는 다음에 따르는 본 발명의 실시예들에 대한 설명은, 본 발명의 일반적인 사상을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것으로서 해석해서는 안 된다.
설명에서 사용되는 제1, 제2, 제3, 및 제4와 같은 용어들은, 관련 요소들이 순차적으로 배열된다는 것을 의미하는 것이 아니라 관련 요소들을 구별하는 데 사용되므로 본 발명을 한정하지 않는다는 점을 이해할 것이다. 측방향 열 교환기 및 메인 열 교환기 또는 직사각형 열 교환기 및 사다리꼴 열 교환기의 예시적인 설명은 본 발명을 제한하지 않으며, 그 설명은 어떠한 충돌 없이도 교체될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공냉식 물 냉각 유닛 또는 상업용 옥상 유닛 상의 열 교환 장치용 열 교환 모듈(1)의 사시도이다. 열 교환 모듈(1)은, 열 교환기들에 의해 둘러싸인 대략 밀폐된 구조로 되어 있고, 서로 대향하는 두 개의 대략 사변형의 측방향 부분, 및 서로 대향하는 두 개의 대략 사다리꼴의 측방향 부분을 갖는다. 열 교환 모듈(1)은 제1 열 교환기(10)와 제2 열 교환기(20)를 포함하고, 제1 열 교환기(10)는 유입구(a)와 유출구(c)를 갖고, 제2 열 교환기(20)는 유입구(b)와 유출구(d)를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 열 교환기(10)를 도 2 내지 도 6을 관련하여 이하에서 상세히 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 열 교환 모듈(1)의 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 열 교환기(10)의 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 제1 열 교환기(10)의 측면도 및 제1 열 교환기(10)의 제1 서브 열 교환기(100)와 제2 서브 열 교환기(200) 간의 연결부의 부분 확대도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 열 교환기(10)는 제1 서브 열 교환기(100)와 제2 서브 열 교환기(200)를 포함한다. 제1 서브 열 교환기(100)와 제2 서브 열 교환기(200)는, 열 교환 모듈(1)에서 서로 인접하는 대략 사변형의 메인 열 교환기와 대략 사다리꼴의 측방향 열 교환기를 각각 구성한다. 제1 서브 열 교환기(100)와 제2 서브 열 교환기(200)는, 또한, 열 교환 모듈(1)에서 서로 인접하는 대략 사다리꼴의 측방향 열 교환기와 대략 사변형의 메인 열 교환기를 각각 구성할 수 있음을 이해할 것이다. 제1 서브 열 교환기(100)는 열 교환 장치의 길이방향으로 배치된다. 제2 서브 열 교환기(200)와 제1 서브 열 교환기(100)는 0보다 큰 소정의 협각을 형성하며, 바람직하게, 이러한 두 개의 서브 열 교환기는 대략 서로 수직이도록 배치된다.
도 4는 도 2에 도시된 제1 열 교환기(10)의 제1 서브 열 교환기(100)의 정면도이다. 도 5는 도 2에 도시된 제1 열 교환기(10)의 제2 서브 열 교환기(200) 및 제2 서브 열 교환기의 열 교환 튜브(230)의 정면도이다. 제1 서브 열 교환기(100)는, 제1 매니폴드(110), 제2 매니폴드(120), 및 제1 매니폴드(110)와 제2 매니폴드(120) 사이에서 연장되어 제1 매니폴드(110) 및 제2 매니폴드(120)와 유체 연통하는 적어도 두 개의 열 교환 튜브(130)를 갖는다. 핀들(140)은 열 교환 튜브들(130) 상에 배치된다. 제2 서브 열 교환기(200)는, 제3 매니폴드(210), 제4 매니폴드(220), 및 제3 매니폴드(210)와 제4 매니폴드(220) 사이에서 연장되어 제3 매니폴드(210) 및 제4 매니폴드(220)와 유체 연통하는 적어도 하나의 열 교환 튜브(230)를 갖는다. 핀들(240)은 열 교환 튜브(들)(230) 상에 배치된다.
제1 서브 열 교환기(100)는, 제1 매니폴드(110)의 제1 파티션(115)에 의해 이격된 제1 열 교환 영역(I)과 제2 열 교환 영역(II)을 포함한다. 제1 열 교환 영역(I)과 제2 열 교환 영역(II)은, 제1 매니폴드(110)의 길이방향 및 제2 매니폴드(120)의 길이 방향으로 분포된다. 도 4와 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 서브 열 교환기는 제1 유입구(112), 제2 유입구(122), 및 제1 유출구(114)를 포함한다. 제2 서브 열 교환기는 제3 유입구(211)와 제2 유출구(212)를 포함한다. 제1 유입구(112)는 제1 매니폴드(110)의 제1 열 교환 영역(I)에 대응하는 구역 상에 제공되고, 제1 유출구(114)는 제1 매니폴드(110)의 제2 열 교환 영역(II)에 대응하는 구역 상에 제공되고, 제2 유입구(122)는 제2 매니폴드(120) 상에 제공된다. 제2 유출구(212)는 제2 유입구(122)와 유체 연통한다.
본 발명의 일 실시예에서, 제2 파티션(123)은 제2 매니폴드(120)에 배치되어, 제1 열 교환 영역(I)과 제2 열 교환 영역(II)이 유체 연통하지 않는다. 이때, 제3 유출구(113)는 제1 열 교환 영역(I)에 제공된다. 제1 유입구(112)로부터 제1 열 교환 영역(I)에 진입하는 냉매는 제1 열 교환 영역(I)에서 열 교환된 후 제3 유출구(113)로부터 배출된다. 제2 유입구(122)로부터 제2 매니폴드(120)에 진입하는 냉매는 제2 열 교환 영역(II)을 통과한 후 제1 유출구(114)로부터 배출된다. 즉, 제1 열 교환 영역(I)과 제2 열 교환 영역(II)을 통과하는 냉매는 제1 서브 열 교환기에서 유체 연통하지 않는다. 제1 유입구(112)와 제3 유출구(113)는 제1 열 교환 영역(I)에 루프를 개별적으로 형성한다.
통상의 기술자는 제2 파티션(123)이 제2 매니폴드(120)로부터 생략될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 대응하여, 제3 유출구(113)가 제1 열 교환 영역(I)으로부터 생략된다. 이때, 제1 열 교환 영역(I)과 제2 열 교환 영역(II)은 제2 매니폴드(120)에 의해 유체 연통된다. 제1 유입구(112)로부터 제1 열 교환 영역(I)에 진입하는 냉매는, 제2 매니폴드(120)에 진입하고, 제2 유입구(122)로부터 제2 매니폴드(120)에 진입하는 냉매와 혼합되어, 혼합물이 제2 열 교환 영역(II)을 통과하게 된다. 이어서, 제2 열 교환 영역(II)을 통과하는 냉매는, 도 9와 도 10과 관련하여 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이 제1 유출구(114)로부터 배출된다.
통상의 기술자는, 제2 파티션(123)의 대안으로서, 제5 파티션을 제2 매니폴드(120)의 제2 열 교환 영역(II)에 대응하는 구역 상에 배치하여 제2 열 교환 영역(II)의 열 교환 튜브들을 두 개의 그룹으로 분할할 수 있어서, 제1 열 교환 영역(I)을 통과하는 냉매가 제2 열 교환 영역(II)에서의 열 교환 튜브들의 한 그룹을 통과하고, 제2 유입구(122)에 진입하는 냉매가 제2 열 교환 영역(II)에서의 열 교환 튜브들의 나머지 한 그룹을 통과한다는 점을 이해할 것이다. 제2 열 교환 영역(II)에서의 열 교환 튜브들의 두 개의 그룹을 통과하는 냉매들은, 도 15와 관련하여 상세히 후술하는 바와 같이 제1 매니폴드(110)에서 혼합된 후 제1 유출구(114)로부터 배출된다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 서브 열 교환기는 제3 열 교환 영역(III)을 더 포함한다. 제3 열 교환 영역(III)은, 제1 매니폴드(110)의 제3 파티션(116) 및 제2 매니폴드(120)의 제4 파티션(124)에 의해 제1 열 교환 영역(I) 및 제2 열 교환 영역(II)으로부터 이격된다. 제4 유입구(111)와 제4 유출구(121)는 제3 열 교환 영역(III)에 제공된다. 제4 유출구(121)는 제3 유입구(211)와 유체 연통한다. 제2 매니폴드(120)와 제3 매니폴드(210)는, 클램프 및 용접과 같이 당업계에 공지된 연결 방식으로 서로 인접하게 고정된다. 제4 유출구(121)와 제2 유입구(122)는 제2 매니폴드(120) 상에 제공되고, 제3 유입구(211)와 제2 유출구(212)는 제3 매니폴드(210) 상에 제공된다. 특히, 제4 유출구(121)는 제2 매니폴드(120)의 제3 열 교환 영역(III)에 대응하는 구역 상에 제공되고, 제2 유입구(122)는 제2 매니폴드(120)의 제2 열 교환 영역(II)에 대응하는 구역 상에 제공된다. 보다 구체적으로, 제4 유출구(121)와 제3 유입구(211)는 제2 매니폴드(120)와 제3 매니폴드(210)의 동일한 일측 상의 단부들에 각각 제공되고, 제4 유출구(121)는 도 3에 도시된 바와 같이 U 형상 튜브에 의해 제3 유입구(211)와 유체 연통한다. 유사하게, 제2 유입구(122)와 제2 유출구(212)는 제2 매니폴드(120)와 제3 매니폴드(210)의 타측 상의 단부들에 각각 제공되고, 제2 유입구(122)는 다른 U 형상 튜브에 의해 제2 유출구(212)와 유체 연통한다.
통상의 기술자는, 제3 유입구(211)가 제1 서브 열 교환기의 열 교환 튜브들의 방향으로 연장되는 외부 파이프라인에 또한 연결될 수 있음을 이해할 것이다. 외부 파이프라인의 유입구 단부 및 제1 유입구(112)는 도 9 및 도 10과 관련하여 상세히 후술하는 바와 같이 열 교환기(10)의 동일한 일측 상에 제공된다.
통상의 기술자는, 필요에 따라, 추가 열 교환 기능을 구현하기 위해 추가 서브 열 교환기와 연통하도록 제2 매니폴드(120) 상에 추가 유출구가 제공될 수 있음을 이해할 것이다. 제1 열 교환기(10)의 유입구(a)는 제4 유입구(111)와 제1 유입구(112)에 각각 연결되는 두 개의 파이프라인으로 분할되어 있다. 제1 매니폴드(110) 상의 제3 유출구(113)와 제1 유출구(114)는, 하나의 파이프 라인으로 수렴되어 제1 열 교환기(10)의 유출구(c)로서 기능한다.
여기서, 명료함을 위해, 첨부 도면에서의 서브 열 교환기가 메인 열 교환기 및 측방향 열 교환기를 포함한다는 점에 주목한다. 중간의 열 교환 튜브와 핀은 도시되어 있지 않은 대신, 경계부에 있는 열 교환 튜브와 핀만이 도시되어 있다.
제2 서브 열 교환기(200)의 유출구는 제4 매니폴드(220) 상에 배치될 수 있음을 이해할 수 있다. 이때, 제4 매니폴드(220) 상의 유출구와 제2 매니폴드 상의 제2 유입구(122)는 두 개의 서브 열 교환기의 외부에 위치하는 파이프라인에 의해 유체 연통한다.
도 6은 도 2에 도시된 제1 열 교환기(10)의 유로의 개략도이다. 사용 중에, 도 6에 도시된 바와 같이, 제4 유입구(111), 제3 열 교환 영역(III)의 열 교환 튜브들, 제4 유출구(121), 제3 유입구(211), 제2 서브 열 교환기(200), 제2 유출구(212), 제2 유입구(122), 제2 열 교환 영역(II), 및 제1 유출구(114)는 제1 루프를 형성한다. 제1 유입구(112), 제1 열 교환 영역(I)의 열 교환 튜브들의 한 그룹, 제2 매니폴드(120), 제1 열 교환 영역(I)의 열 교환 튜브들의 나머지 그룹, 및 제3 유출구(113)는 제2 열 교환 영역(II)에서 별도의 제2 루프를 형성한다.
본 발명의 열 교환기의 매니폴드에 있어서, 루프 요건에 따라 통상의 기술자에 의해 명백하게 배치될 필요가 있는 파티션의 설명은 생략된다는 점을 이해할 수 있다. 또한, 통상의 기술자는, 각 루프 내의 열 교환부에 대해, 복수의 파티션이 사형(serpentine) 루프를 형성하도록 매니폴드 내에 배치될 수 있고, 이에 따라 열 교환 효율을 개선할 수 있다는 점을 이해할 것이다.
바람직하게는, 제1 열 교환기(10)의 열 교환 튜브들은 모두 평평 튜브들이다. 제2 열 교환 영역(II)의 핀들은, 제1 열 교환 영역(I)과 제3 열 교환 영역(III)의 핀들과 형상 및 배열 구조에 있어서 상이할 수 있다.
통상의 기술자는, 변형 예로서, 제1 서브 열 교환기(100)가 또한 제1 열 교환 영역(I)과 제3 열 교환 영역(III)만을 포함하고 제2 열 교환 영역(II)은 포함하지 않을 수 있다는 점을 이해할 것이다. 이때, 제1 서브 열 교환기(100)는 제1 열 교환 영역(I)에 루프를 독립적으로 형성한다. 제3 열 교환 영역(III)에 진입하는 냉매는, 제2 서브 열 교환기(200) 내로 흐르지만, 제1 서브 열 교환기(100)를 통해 더는 역류하지 않는다. 대신, 제2 서브 열 교환기(200)의 제2 유출구(212)는, 예를 들어, 추가 파이프라인에 의해 유출구(c)와 연통할 수 있다. 제2 유출구(212)는 또한 제4 매니폴드(220) 상에 제공될 수 있다.
제2 서브 열 교환기(200)에서의 열 교환 튜브들(230)과 핀들(240)의 배열은 도 5와 관련하여 이하에서 상세히 설명한다.
제2 서브 열 교환기(200)는, 전체적으로 사다리꼴이며, 길이가 점진적으로 감소하는 핀들(240)과 평평 튜브들(230)에 의해 구성되는 측방향 열 교환기로서 사용된다. 각 평평 튜브의 적어도 하나의 단부는 매니폴드 내로의 삽입을 용이하게 하도록 굴곡될 수 있다. 바람직하게는, 평평 튜브의 굴곡 구역은 매니폴드 내로 수직으로 삽입된다. 상부의 제1 평평 튜브의 길이를 Lflat1, 제1 평평 튜브 상의 핀의 길이를 Lfin1이라고 할 때, 측방향 열 교환기의 치수는 다음에 따르는 조건을 만족한다.
위에서 아래로, 제n 평평 튜브의 길이 Lflatn = Lflat1-2(n-1)×H×tan(α/2),
위에서 아래로, 제n 평평 튜브 상의 핀의 횡방향 분포 길이 Lfinn = Lfin1-2(n-1)×H×tan(α/2),
H1 = H×cos(α/2), 및
α1 = 180-(α/2),
여기서, 도 5에 도시한 바와 같이, H는 평평 튜브들의 중심간 이격 거리이고, α는 제3 매니폴드(210)와 제4 매니폴드(220) 사이에 형성되는 협각이고, H1은 매니폴드들 상의 홈간 이격 거리, 즉, 삽입되는 평평 튜브들의 단부들을 연결하기 위한 개구들의 중심간 이격 거리이고, α1은 평평 튜브들의 굴곡 각도, 즉, 평평 튜브의 굴곡 구역과 평평 튜브의 본체 사이에 형성되는 각도이고, n은 자연수이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제2 열 교환기(20)는 제3 서브 열 교환기(300)와 제4 서브 열 교환기(400)를 포함한다. 제3 서브 열 교환기(300)는, 열 교환 모듈(1)의 다른 메인 열 교환기를 형성하도록 제1 서브 열 교환기(100)와 대략 동일한 사변형이다. 제4 서브 열 교환기(400)는, 열 교환 모듈(1)의 다른 측방향 열 교환기를 형성하도록 제2 서브 열 교환기(200)와 대략 동일한 대략 사다리꼴 형상을 갖는다. 제3 서브 열 교환기(300)는 대략 사다리꼴일 수 있으며 제4 서브 열 교환기(400)는 대략 사변형일 수 있음을 이해할 수 있다. 도 7은 도 1에 도시된 열 교환 모듈(1)의 제2 열 교환기(20)의 유로의 개략도이다. 제3 서브 열 교환기(300)의 유입구(311)와 제4 서브 열 교환기(400)의 유입구(411)는, 파이프라인을 통해 결합되어 제2 열 교환기(20)의 동일한 코너부에 위치하는 유입구(b)를 형성한다. 제3 서브 열 교환기(300)의 유출구(312)와 제4 서브 열 교환기(400)의 유출구(412)는, 파이프라인을 통해 결합되어 제2 열 교환기(20)의 동일한 코너부에 위치하는 유출구(d)를 형성한다. 제3 서브 열 교환기(300)와 제4 서브 열 교환기(400)는 그 자체로 독립적인 열 교환기들이다. 제3 서브 열 교환기(300)와 제4 서브 열 교환기(400)의 치수는 제1 서브 열 교환기(100)와 제2 서브 열 교환기(200)의 치수 각각과 대략 일치하므로, 여기서는 세부 사항을 설명하지 않는다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 열 교환 모듈(2)의 사시도이다. 도 9는 제1 열 교환기(30)의 사시도이다. 도 10은 도 9에 도시된 제1 열 교환기(30)의 분해도이다. 도 11은 도 8에 도시된 열 교환 모듈(2)의 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제2 열 교환기(40)의 사시도이다. 도 12는 도 11에 도시된 제2 열 교환기(40)의 분해도이다. 열 교환 모듈(2)은, 열 교환기들에 의해 둘러싸인 대략 밀폐된 구조로 되어 있고, 서로 대향하는 대략 사변형인 두 개의 측면부, 및 서로 대향하는 대략 사다리꼴인 두 개의 측면부를 갖는다. 열 교환 모듈(2)은, 도 9와 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 열 교환기(30)와 제2 열 교환기(40)를 포함한다.
도 9와 도 10에 도시한 바와 같이, 제1 열 교환기(30)는 제1 서브 열 교환기(500)와 제2 서브 열 교환기(600)를 포함한다. 제1 서브 열 교환기(500)와 제2 서브 열 교환기(600)는, 열 교환 모듈(2)에서 서로 인접하는 대략 사변형의 메인 열 교환기와 대략 사다리꼴의 측방향 열 교환기를 포함하는 세트를 각각 구성한다. 제1 서브 열 교환기(500)는 열 교환 장치의 길이방향으로 배치된다. 제2 서브 열 교환기(600)와 제1 서브 열 교환기(500)는 서로 대략 수직이도록 배치된다.
제1 서브 열 교환기(500)는, 제1 매니폴드(510), 제2 매니폴드(520), 및 제1 매니폴드(510)와 제2 매니폴드(520) 사이에서 연장되며 제1 매니폴드(510) 및 제2 매니폴드(520)와 유체 연통하는 적어도 두 개의 열 교환 튜브를 갖는다. 핀들은 열 교환 튜브들 상에 배치된다.
제2 서브 열 교환기(600)는, 제3 매니폴드(610), 제4 매니폴드(620), 및 제3 매니폴드(610)와 제4 매니폴드(620) 사이에서 연장되며 제3 매니폴드(610) 및 제4 매니폴드(620)와 유체 연통하는 적어도 하나의 열 교환 튜브를 갖는다. 핀들은 열 교환 튜브(들) 상에 배치된다.
도 4의 제1 서브 열 교환기(100)와는 달리, 도 10에 도시된 제1 서브 열 교환기(500)에서는, 제3 열 교환 영역(III)이 생략되어 있다. 즉, 제1 서브 열 교환기(500)의 외부에 위치하는 외부 파이프라인(540)은 제3 매니폴드의 제3 유입구(611)에 냉매를 제공하는 데 사용된다. 외부 파이프라인(540)은 제1 매니폴드(510)의 제1 유입구(512)와 정렬된 제4 유입구(511)를 가지며, 외부 파이프라인(540)은, 제1 서브 열 교환기(500)의 열 교환 튜브의 방향으로 배치되며, 제1 서브 열 교환기(500)에 가깝게 인접해 있다. 대응하여, 하나의 제1 유입구(512)만이 제1 매니폴드(510) 상에 제공된다. 제2 매니폴드(520) 상에는, 유출구가 생략되고, 하나의 제2 유입구(522)만이 제공된다. 또한, 도 10에 도시된 제1 서브 열 교환기(500)에서는, 도 4의 제1 서브 열 교환기(100)와 비교할 때, 제2 매니폴드(520)에서 제1 열 교환 영역(I)과 제2 열 교환 영역(II)을 분할하는 파티션이 추가로 생략되고, 하나의 유출구(514)만이 제1 매니폴드(510) 상에 제공된다. 즉, 도 4의 제1 서브 열 교환기(100)의 유출구들(113, 114)이 하나의 유출구(514)로 결합된다.
도 10의 제2 서브 열 교환기(600)는, 제2 서브 열 교환기(600)의 제3 유입구(611)와 제2 유출구(612)가 제3 매니폴드(610)에 수직이도록 배치되며, 즉, 제3 매니폴드(610)의 측부 상에 배치되며, 제3 유입구(611)와 제2 유출구(612)의 개방 방향이 제3 매니폴드(610)에 수직일 수 있다는 점을 제외하고는 제1 실시예의 도 5에 도시한 제2 서브 열 교환기(200)와 대략 동일하다. 제2 유출구(612)는, 제2 매니폴드(520) 상에 제2 매니폴드(520)에 수직으로 제공된 제2 유입구(522)에 굴곡된 튜브(530)에 의해 연결된다. 즉, 제2 유입구(522)는 제2 매니폴드(520)의 측부 상에 제공되며, 제2 유입구(522)의 개방 방향은 제2 매니폴드(520)에 수직일 수 있다. 도 13은 도 9에 도시된 제1 열 교환기(30)의 유로의 개략도이다. 사용 중에, 제4 유입구(511), 외부 파이프라인(540), 제3 유입구(611), 제2 서브 열 교환기(600), 제2 유출구(612), 제2 유입구(522), 제2 열 교환 영역(II), 및 제1 유출구(514)는 제1 루프를 형성한다. 제1 매니폴드(510) 상의 제1 유입구(512), 제1 열 교환 영역(I), 제2 매니폴드(520), 제2 열 교환 영역(II), 및 제1 유출구(514)는 제2 루프를 형성한다. 제2 열 교환 영역(II)은, 제1 루프의 역류 구역으로서 또한 제2 서브 열 교환기(600)의 후속 과냉각 구역으로서 사용된다. 제1 루프의 냉매와 제2 루프의 냉매는 제1 서브 열 교환기(500)의 제2 매니폴드(520)에서 수렴한다. 본 발명에 따른 열 교환기에서, 두 개의 루프의 유출구 온도와 유출구 압력은, 일정하게 유지될 수 있고, 이에 따라 두 개의 루프의 유출구 파라미터들이 불일치하게 되는 상황을 피할 수 있다. 과냉각 구역은, 두 개의 루프의 흐름을 조정하여 압력 강하와 두 개의 루프의 흐름 간의 균형(큰 면적에 대해서는 큰 흐름/작은 면적에 대해서는 작은 흐름)을 구현할 수 있어서, 전체적인 열 교환 효과가 최적 상태에 도달하게 된다.
도 9에 도시한 제1 열 교환기(30)에서 도 2에 도시한 열 교환 모듈(1)의 제1 열 교환기(10)와 동일한 부분에 대한 설명은 제공하지 않는다는 점에 주목한다.
도 11과 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 열 교환기(40)는 제3 서브 열 교환기(700)와 제4 서브 열 교환기(800)를 포함한다. 제3 서브 열 교환기(700) 및 제4 서브 열 교환기(800)는, 열 교환 모듈(2)에서 서로 인접하는 대략 사변형의 메인 열 교환기와 대략 사다리꼴의 측방향 열 교환기를 포함하는 다른 세트를 각각 구성한다. 제3 서브 열 교환기(700)는 열 교환 장치의 길이방향으로 배치되며, 제4 서브 열 교환기(800)와 제3 서브 열 교환기(700)는 대략 서로 수직이도록 배치된다.
제3 서브 열 교환기(700)는, 제1 매니폴드(710), 제2 매니폴드(720), 및 제1 매니폴드(710)와 제2 매니폴드(720) 사이에서 연장되며 제1 매니폴드(710) 및 제2 매니폴드(720)와 유체 연통하는 적어도 두 개의 열 교환 튜브를 갖는다. 핀들은 열 교환 튜브들 상에 배치된다. 제1 유입구(712)와 제1 유출구(714)는 제1 매니폴드(710) 상에 제공된다. 제2 유입구(722)는 제2 매니폴드(720) 상에 제공된다.
제4 서브 열 교환기(800)는, 제3 매니폴드(810), 제4 매니폴드(820), 및 제3 매니폴드(810)와 제4 매니폴드(820) 사이에서 연장되며 제3 매니폴드(810) 및 제4 매니폴드(820)와 유체 연통하는 적어도 하나의 열 교환 튜브를 갖는다. 핀들은 열 교환 튜브(들) 상에 배치된다. 제3 유입구(811)와 제2 유출구(812)는 제3 매니폴드(810) 상에 제공된다.
제2 열 교환기(40)는 도 9에 도시된 제1 열 교환기(30)와 유사하다. 제2 열 교환기(40)와 도 9에 도시된 제1 열 교환기(30) 간의 차이점은, 도 11의 제2 열 교환기(40)에서, 제3 서브 열 교환기(700)의 제1 매니폴드(710)와 제4 서브 열 교환기(800)의 제3 매니폴드(810)가 서로 인접하게 고정되고, 제3 매니폴드(810) 상의 제2 유출구(812)가 제3 서브 열 교환기(700)의 열 교환 튜브의 방향으로 연장되는 외부 파이프라인(730)에 의해 제2 매니폴드(720) 상의 제2 유입구(722)와 연통한다는 점에 있다. 제3 유입구(811)로부터 제4 서브 열 교환기(800)에 직접 진입하는 냉매는, 제2 매니폴드(720) 상의 제2 유입구(722)를 통해 제3 서브 열 교환기(700)의 제2 열 교환 영역(II)으로 흘러, 제3 서브 열 교환기(700)의 제2 열 교환 영역(II)이 제4 서브 열 교환기(800)의 과냉각 구역으로서 사용된다. 제3 서브 열 교환기(700)의 제1 매니폴드(710) 상의 제4 유입구(711)는 제4 서브 열 교환기(800)의 제3 유입구(811) 근처에 배치되어, 제3 서브 열 교환기(700)의 제1 유입구(712) 및 제4 서브 열 교환기(800)의 제3 유입구(811)가, 도 1에 도시한 열 교환 모듈(1)의 제1 서브 열 교환기(100)의 제4 유입구(111) 및 제1 유입구(112)와 동일한 방식으로 제2 열 교환기(40)의 공통 유입구(도면에서는 도시되어 있지 않음)와 연통할 수 있다.
도 14는 도 12에 도시된 제2 열 교환기(40)의 유로의 개략도이다. 사용 중에, 제1 유입구(712), 제1 열 교환 영역(I), 제2 매니폴드(720), 제2 열 교환 영역(II), 및 제1 유출구(714)는 제3 루프를 형성한다. 제3 유입구(811), 제4 서브 열 교환기(800), 제2 유출구(812), 외부 파이프라인(730), 제2 유입구(722), 제2 열 교환 영역(II), 및 제1 유출구(714)는 제4 루프를 형성한다. 제2 열 교환 영역(II)은, 제3 서브 열 교환기(700)의 역류 구역으로서 또한 제4 서브 열 교환기(800)의 과냉각 구역으로서 사용된다.
도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 열 교환기(50)의 유로의 개략도이다. 열 교환기(50)는, 제5 파티션이 제2 매니폴드의 제2 열 교환 영역(II)에 대응하는 영역에 배치되어, 서브 열 교환기(900)의 제1 열 교환 영역(I)을 통과하는 냉매 및 서브 열 교환기(1000)로부터의 냉매가 서브 열 교환기(900)의 제2 열 교환 영역의 열 교환 튜브들의 두 개의 그룹을 독립적으로 각각 통과하고, 제1 매니폴드에서 혼합된 후, 열 교환기(50)의 외부로 흐르는 점을 제외하고는, 전술한 열 교환기(30 또는 40)와 유사하다. 명료함을 위해, 열 교환기(30 또는 40)와 유사한 열 교환기(50)의 부분은 설명하지 않는다.
본 발명의 주된 설계 사상은, 하나의 열 교환기가 다른 열 교환기에서의 열 교환 튜브들 중 일부를 자신의 루프의 일부로서 사용한다는 점에 있다. 특히 공냉식 물 냉각 유닛 또는 상업용 옥상 유닛 상의 열 교환 장치와 관련하여, 상이한 열 교환기들이 파이프라인들에 의해 연결되고 이어져 열 교환 장치를 형성하며, 이러한 열 교환 장치의 주변은 대략 밀폐되고, 열 교환 장치의 측부에 위치하는 하나의 측방향 열 교환기는, 측방향 열 교환기에 인접하며 열 교환 장치의 배치 방향으로 배치된 메인 열 교환기의 열 교환 튜브들 중 일부를 사용한다는 점에 있다. 측방향 열 교환기와 메인 열 교환기는 동일한 공통 유입구 및/또는 유출구를 사용한다. 본 발명에 따른 열 교환 장치에서는, 열 교환 장치의 사다리꼴 형상 또는 V 형상의 공간을 충분히 활용할 수 있어서, 열 교환 효율을 개선할 수 있고, 열 교환 장치의 제조, 운송, 및 조립을 용이하게 할 수 있다. 따라서, 설계 사상과 일치하는 구현예들 모두는 본 발명의 보호 범위 내에 있다.
전술한 실시예들은 본 발명을 제한하지 않는다. 통상의 기술자는 본 발명에 기초하는 본 발명의 설계 사상의 범위 내에서 다른 변형예를 고려할 수 있다. 예를 들어, 매니폴드 내의 유입구와 유출구의 수는, 증가된 유입구와 유출구가 다른 파이프라인 및 열 교환기와 결합되어 사용되도록 기존 실시예에 기초하여 증가될 수 있다. 본원에서 설명한 열 교환 모듈의 네 개의 측면부는 모두 열 교환기에 의해 둘러싸여 있지만, 일부 측면부는, 전체 열 교환 모듈이 개방 구조로 되도록 열 교환기에 의해 둘러싸여 있지 않을 수 있다. 대안으로, 종래의 금속 판 또는 윈드 실드 판은, 열 교환기가 배치되지 않은 측면부를 밀폐하여 밀폐된 구조를 형성하도록 사용된다. 전술한 실시예들에서 복수의 기능부를 포함하는 다양한 기능부는, 임의의 방식으로 결합되어 새로운 실시예를 형성할 수 있지만, 이는 그 실시예들에 포함된 전술한 모든 기능부들로 동일하게 한정하려는 것은 아니다. 예를 들어, 열 교환 모듈은 본원에 개시된 두 개의 열 교환 모듈로 한정되지 않는다. 대신, 본 발명의 사상에 따른 열 교환기를 포함하는 모든 열 교환 모듈은, 본 발명의 사상에 따른 열 교환기가 다른 열 교환기와 어떻게 결합되는지에 관계없이 본 발명의 범위에 속한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 기재된 내용에 따른다. 대응하는 기능 영역을 분리하고 열 교환 경로를 연장하도록 필요에 따라 대응하는 파티션이 매니폴드 내에 배치될 수 있다는 점을 강조한다. 본 발명의 설명에서는, 본 발명의 설계 사상에 따라 통상의 기술자가 고려할 수 있는 파티션의 모든 구성을 설명한 것은 아니다.
1 열 교환 모듈
10 제1 열 교환기
A 유입구
c 유출구
100 제1 서브 열 교환기
110 제1 매니폴드
111 제4 유입구
112 제1 유입구
113 제3 유출구
114 제1 유출구
115 제1 파티션
116 제3 파티션
120 제2 매니폴드
121 제4 유출구
122 제2 유입구
123 제2 파티션
124 제4 파티션
130 열 교환 튜브
140 핀
I 제1 열 교환 영역
II 제2 열 교환 영역
III 제3 열 교환 영역
200 제2 서브 열 교환기
210 제3 매니폴드
211 제3 유입구
212 제2 유출구
220 제4 매니폴드
230 열 교환 튜브, 평평 튜브
240 핀
20 제2 열 교환기
b 유입구
d 유출구
300 제3 서브 열 교환기
311 유입구
312 유출구
400 제4 서브 열 교환기
411 유입구
412 유출구
2 열 교환 모듈
30 제1 열 교환기
500 제1 서브 열 교환기
510 제1 매니폴드
511 제4 유입구
512 제1 유입구
514 유출구
520 제2 매니폴드
522 제2 유입구
530 굴곡 튜브
540 외부 파이프라인
600 제2 서브 열 교환기
610 제3 매니폴드
611 제3 유입구
612 제2 유출구
620 제4 매니폴드
40 제2 열 교환기
700 제3 서브 열 교환기
710 제1 매니폴드
711 제4 유입구
712 제1 유입구
714 제1 유출구
720 제2 매니폴드
722 제2 유입구
730 외부 파이프라인
800 제4 서브 열 교환기
810 제3 매니폴드
811 제3 유입구
812 제2 유출구
820 제4 매니폴드
50 열 교환기
900 서브 열 교환기
1000 서브 열 교환기

Claims (14)

  1. 제1 매니폴드, 제2 매니폴드, 및 상기 제1 매니폴드와 상기 제2 매니폴드 간에 연장되며 상기 제1 매니폴드 및 상기 제2 매니폴드와 유체 연통하는 적어도 두 개의 열 교환 튜브를 갖는 제1 서브 열 교환기; 및
    제3 매니폴드, 제4 매니폴드, 및 상기 제3 매니폴드와 상기 제4 매니폴드 간에 연장되며 상기 제3 매니폴드 및 상기 제4 매니폴드와 유체 연통하는 적어도 하나의 열 교환 튜브를 갖는 제2 서브 열 교환기를 포함하는 열 교환기로서,
    상기 제1 서브 열 교환기의 열 교환 튜브들 중 적어도 하나가 상기 제2 서브 열 교환기의 유로의 일부인 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 서브 열 교환기는 제1 열 교환 영역과 제2 열 교환 영역을 포함하고, 상기 제1 열 교환 영역과 상기 제2 열 교환 영역은, 상기 제1 매니폴드에 배치된 제1 파티션에 의해 이격되고, 상기 매니폴드의 길이방향으로 분포되고,
    상기 제1 서브 열 교환기는, 제1 유입구, 제2 유입구, 및 제1 유출구를 포함하고, 상기 제2 서브 열 교환기는 제3 유입구와 제2 유출구를 포함하고, 상기 제1 유입구는 상기 제1 열 교환 영역에 위치하고, 상기 제2 유입구와 상기 제1 유출구는 상기 제2 열 교환 영역에 위치하고,
    상기 제2 유출구는 상기 제2 유입구와 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 열 교환 영역과 상기 제2 열 교환 영역은 상기 제2 매니폴드에 의해 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  4. 제2항에 있어서, 제2 파티션이 상기 제2 매니폴드에 배치되어, 상기 제1 열 교환 영역과 상기 제2 열 교환 영역이 유체 연통하지 않고,
    제3 유출구가 상기 제1 열 교환 영역에 제공되어, 상기 제1 유입구에 진입하는 냉매가 상기 제1 열 교환 영역을 통과한 후 상기 제3 유출구로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1 서브 열 교환기는 제3 열 교환 영역을 더 포함하고, 상기 제3 열 교환 영역은, 상기 제1 매니폴드에 있는 제3 파티션 및 상기 제2 매니폴드에 있는 제4 파티션에 의해 상기 제1 열 교환 영역과 상기 제2 열 교환 영역으로부터 이격되고, 제4 유입구와 제4 유출구가 상기 제3 열 교환 영역에 제공되고, 상기 제4 유출구가 상기 제3 유입구와 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 매니폴드와 상기 제3 매니폴드는 서로 인접하게 고정되고, 상기 제4 유출구와 상기 제2 유입구는 상기 제2 매니폴드 상에 제공되고, 상기 제3 유입구와 상기 제2 유출구는 상기 제3 매니폴드 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제4 유출구와 상기 제3 유입구는 상기 제2 매니폴드와 상기 제3 매니폴드의 동일한 일측 상의 단부들에 각각 제공되고, 상기 제4 유출구는 U 형상 튜브에 의해 상기 제3 유입구와 유체 연통하고, 상기 제2 유입구와 상기 제2 유출구는 상기 제2 매니폴드와 상기 제3 매니폴드의 타측 상의 단부들에 각각 제공되고, 상기 제2 유입구는 다른 U 형상 튜브에 의해 상기 제2 유출구와 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  8. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제2 매니폴드와 상기 제3 매니폴드는 서로 인접하게 고정되고, 상기 제1 유입구는 상기 제1 매니폴드 상에 제공되고, 상기 제3 유입구는 상기 제3 매니폴드 상에 제공되고, 상기 제3 유입구는, 상기 제1 서브 열 교환기의 열 교환 튜브들의 방향으로 연장되는 외부 파이프라인에 연결되고, 상기 제1 유입구와 상기 외부 파이프라인의 유입구 단부는 상기 열 교환기의 동일한 일측 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  9. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1 매니폴드와 상기 제3 매니폴드는 서로 인접하게 고정되고, 상기 제1 유입구와 상기 제1 유출구는 상기 제1 매니폴드 상에 제공되고, 상기 제2 유입구는 상기 제2 매니폴드 상에 제공되고, 상기 제2 유출구와 상기 제3 유입구는 상기 제3 매니폴드 상에 제공되고, 상기 제2 유입구는, 상기 제1 서브 열 교환기의 열 교환 튜브들의 방향으로 연장되는 외부 파이프라인에 의해 상기 제2 유출구와 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 열 교환기는 공냉식 물 냉각 유닛 또는 상업용 옥상 유닛 상의 열 교환 장치용 열 교환기이고, 상기 제1 서브 열 교환기와 상기 제2 서브 열 교환기 중 하나는, 상기 열 교환 장치의 길이방향으로 배치되고 대략 사변형인 메인 열 교환기이고, 상기 제1 서브 열 교환기와 상기 제2 서브 열 교환기 중 나머지는, 상기 제1 서브 열 교환기와 함께 0보다 큰 미리 정해진 협각을 형성하며 대략 사다리꼴인 측방향 열 교환기인 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 측방향 열 교환기는, 길이가 점진적으로 감소되는 핀들(fins)과 평평 튜브들로 구성되며, 제1 평평 튜브의 길이를 Lflat1, 핀의 길이를 Lfin1이라고 하는 경우, 상기 측방향 열 교환기의 치수는 다음에 따르는 조건을 만족하며,
    제n 평평 튜브의 길이 Lflatn = Lflat1-2(n-1)×H×tan(α/2),
    제n 핀의 길이 Lfinn = Lfin1- 2(n-1)×H×tan(α/2),
    H1 = H×cos(α/2), 및
    α1 = 180-(α/2),
    여기서 H는 상기 평평 튜브들의 중심간 이격 거리이고, α는 상기 제3 매니폴드와 상기 제4 매니폴드 사이의 협각이고, H1은 매니폴드들 상의 홈간 이격 거리이고, α1은 상기 평평 튜브들의 굴곡 각도인 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  12. 제3항에 있어서, 적어도 두 개의 열 교환 튜브가 상기 제2 열 교환 영역에 배치되고, 상기 제2 열 교환 영역에 있는 상기 열 교환 튜브들을 두 개의 그룹으로 분리하도록 상기 제2 매니폴드의 상기 제2 열 교환 영역에 해당하는 구역 상에 제5 파티션이 배치되어, 상기 제1 열 교환 영역을 통과하는 냉매가 상기 제2 열 교환 영역의 열 교환 튜브들의 한 그룹을 통과하고, 상기 제2 유입구에 진입하는 냉매가 상기 제2 열 교환 영역의 열 교환 튜브들의 나머지 그룹을 통과하고,
    상기 제2 열 교환 영역의 상기 열 교환 튜브들의 두 개의 그룹을 통과하는 냉매들은 상기 제1 매니폴드에서 혼합된 후 상기 제1 유출구로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 서브 열 교환기는 제1 열 교환 영역과 제3 열 교환 영역을 포함하고, 상기 제3 열 교환 영역은, 상기 제1 매니폴드의 제3 파티션과 상기 제2 매니폴드의 제4 파티션에 의해 상기 제1 열 교환 영역으로부터 이격되고,
    상기 제1 서브 열 교환기는, 상기 제1 열 교환 영역에 위치하는 제1 유입구와 제3 유출구, 및 상기 제3 열 교환 영역에 위치하는 제4 유입구와 제4 유출구를 포함하고, 상기 제2 서브 열 교환기는 제3 유입구와 제2 유출구를 포함하고, 상기 제4 유출구는 상기 제3 유입구와 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 열 교환기.
  14. 공냉식 물 냉각 유닛 또는 상업용 옥상 유닛 상의 열 교환 장치용 열 교환 모듈로서,
    제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 열 교환기를 적어도 하나 포함하는, 열 교환 모듈.
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