KR20190097721A - Heat exchanger having inclination fin for reduced installation area - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다수의 냉매관과 냉매관의 외주면 상에 결합되는 다수의 슬릿을 구비한 열교환핀을 포함하는 공기조화기용 열교환기에 있어서 냉매관과 슬릿을 타원형으로 구성하고, 슬릿의 장축과 열교환핀의 수평단부에 동시에 경사각을 주어 설치면적을 감소시켜 공간 효율성을 증진시키고, 냉각능력은 유지하면서 정압손실을 감소시키는 설치면적 감소를 위해 경사각이 적용된 열교환기에 관한 것이다. The present invention is a heat exchanger for an air conditioner including a plurality of refrigerant pipes and heat exchange fins having a plurality of slits coupled on an outer circumferential surface of the refrigerant pipe, and the refrigerant tube and the slits are formed in an oval shape, The present invention relates to a heat exchanger to which an inclination angle is applied to reduce an installation area to reduce space pressure by maintaining an inclination angle at the same time to reduce an installation area and to maintain a cooling capacity.
일반적으로 열교환기라 함은 가열기, 냉각기, 증발기, 응축기 등에 이용되는 기기로서, 전열관 내부를 순환하는 유체와 이러한 전열관의 외부를 유동하는 기체간의 열교환을 이루도록 하기 위한 기기이다. 이러한 열교환기는 주수식, 이중관식, 핀튜브식, 투관형식 등이 있다.Generally, a heat exchanger is a device used for a heater, a cooler, an evaporator, a condenser, etc., and is a device for achieving heat exchange between a fluid circulating inside a heat pipe and a gas flowing outside of the heat pipe. Such heat exchangers include main type, double tube type, fin tube type and bushing type.
이 중에서, 핀튜브식 열교환기는 각 단부가 상호 연결된 냉매관과, 이러한 냉매관의 길이방향으로 소정 간격 이격되어 적층된 다수의 열교환핀으로 이루어지며, 이러한 각 열교환핀 사이로 유입되는 외부공기와 냉매관의 내부를 순환하는 유체가 상호 열교환을 수행한다.Among these, the fin tube type heat exchanger is composed of a plurality of heat exchange fins which are spaced apart at predetermined intervals in the longitudinal direction of each of the refrigerant pipes connected to each end, and the plurality of heat exchange fins. Fluid circulating inside performs mutual heat exchange.
도 1은 다수의 냉매관이 끼워져 결합되는 다수의 슬릿 단면이 원형의 형태를 가지며, 열교환핀의 수직단부는 수평으로 유입되는 공기와의 관계에서 90도의 각도를 가지는 종래의 열교환핀을 보여주는 도면이다. 1 is a view illustrating a conventional heat exchange fin having a plurality of slit cross sections in which a plurality of refrigerant pipes are inserted and coupled, and a vertical end of the heat exchange fin having an angle of 90 degrees with respect to the air flowing in horizontally. .
이러한 종래의 열교환핀은 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 냉매관이 끼워져 결합되는 다수의 슬릿을 구비하고, 이러한 다수의 냉매관이나 다수의 슬릿 단면은 원형의 형태를 가지며 열교환핀의 수직단부는 수평으로 유입되는 공기와의 관계에서 90도의 각도를 가지는 것이 단면적이 커서 열교환 효율의 측면에서 바람직한 측면이 있다. 그러나 열교환핀의 수직단부가 수평으로 유입되는 공기와의 관계에서 90도의 각도를 가지는 종래의 열교환기의 경우에는 단면적이 크므로 열교환기의 설치면적이 커지고 협소한 장소에 열교환기를 설치하는 것이 어려운 문제가 있었다.Such a conventional heat exchange fin has a plurality of slits into which a plurality of refrigerant tubes are fitted and coupled, as shown in FIG. 1, and the plurality of refrigerant tubes or the plurality of slit cross sections have a circular shape and a vertical end of the heat exchange fins. Since the cross section is larger than 90 degrees in relation to the air flowing horizontally, there is a preferable aspect in terms of heat exchange efficiency. However, in the case of the conventional heat exchanger having an angle of 90 degrees in relation to the air flowing horizontally in the vertical end of the heat exchange fin, the cross-sectional area is large and the installation area of the heat exchanger becomes large and it is difficult to install the heat exchanger in a narrow place. There was.
또한 종래에는 다수의 냉매관은 그 단면이 원형인 것이 일반적이었다. 그러나 다수의 냉매관은 그 단면형상이 원형으로 이루어져, 공기의 흐름방향을 기준으로, 후방에서 공기가 난류를 일으키면서 박리되므로, 공기의 저항이 증가될 뿐 아니라, 원형 냉매관의 후측면에는 공기가 냉매관에 직접 접촉되지 않는다. 원형 단면의 냉매관을 이용한 열교환기는 유체저항에 의해 공기가 잘 통과할 수 없어서, 열교환기 내부에 정체될 뿐 아니라, 공기가 냉매관에 직접 접촉되는 면적이 작아서, 열교환 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. In addition, in the past, many refrigerant pipes were generally circular in cross section. However, many refrigerant pipes have a circular cross-sectional shape, and the air is peeled off while causing turbulence from the rear, based on the air flow direction, so that the resistance of the air is increased and air is provided on the rear side of the circular refrigerant pipe. Is not in direct contact with the refrigerant pipe. The heat exchanger using a refrigerant pipe having a circular cross section has a problem in that air cannot pass well due to fluid resistance, not only stagnates inside the heat exchanger, but also has a small area in which air directly contacts the refrigerant pipe, resulting in a poor heat exchange efficiency.
이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 공개특허공보 (공개번호: 10-2011-0043744) “타원형 열교환기 제조방법”에서 파이프의 형상을 타원형으로 변형하여 원형단면의 파이프에 비해 압력손실이 적도록 하였으나, 상기 "타원형 열교환기 제조방법"의 경우에도 교환핀의 수직단부가 수평으로 유입되는 공기와의 관계에서 90도의 각도를 가지는 종래의 열교환기와 차이가 없어 열교환기의 설치면적이 커지고 협소한 장소에 열교환기를 설치하는 것이 어려운 문제가 잔존한다. 또한 종래의 “타원형 열교환기 제조방법”은 타원형 파이프의 장축이 외부 공기유입방향과 언제나 0° 각도를 갖도록 고정되므로 다양한 조건의 열교환 운전에 활용되기 어려운 문제가 있었다. In order to solve this problem, the Republic of Korea Patent Publication (Publication No .: 10-2011-0043744) "Elliptical heat exchanger manufacturing method" in the shape of the pipe is deformed to oval to reduce the pressure loss compared to the pipe of the circular cross section, In the case of "Elliptical Heat Exchanger Manufacturing Method", the heat exchanger is installed in a narrow place because the installation area of the heat exchanger is large because there is no difference from the conventional heat exchanger having an angle of 90 degrees in relation to the air flowing vertically at the vertical end of the exchange pin. The problem remains that it is difficult to install. In addition, the conventional "elliptic heat exchanger manufacturing method" has a problem that it is difficult to be utilized in heat exchange operation of various conditions because the long axis of the elliptical pipe is fixed to always have a 0 ° angle with the external air inflow direction.
이상과 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열교환핀의 수평단부가 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 가지도록 하여 열교환기의 설치면적을 줄이고 협소한 장소에도 열교환기 설치가 가능한 설치면적 감소를 위해 경사각이 적용된 열교환기를 제공하는 데에 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to reduce the installation area of the heat exchanger so that the horizontal end of the heat exchange fin has an inclination angle of θ ~ θ + 30 ° with the external air inflow direction It is to provide a heat exchanger with an inclination angle to reduce the installation area that can be installed even in a narrow place.
본 발명의 또 다른 목적은 슬릿의 장축이 열교환핀의 수평단부와 θ의 경사각을 가질 때, 열교환핀의 수평단부가 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 갖도록 조정하여 냉매관의 장축이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 각도를 이루게 함으로서 다양한 조건의 열교환 운전에 모두 활용할 수 있는 설치면적 감소를 위해 경사각이 적용된 열교환기를 제공하는 데에 있다.Still another object of the present invention is to adjust the horizontal end of the heat exchange fin to have an inclination angle of θ to θ + 30 ° with the external air inflow direction when the long axis of the slit has the horizontal end of the heat exchange fin and the angle of inclination θ. It is to provide a heat exchanger with an inclination angle to reduce the installation area that can be used for all of the heat exchange operation under various conditions by making the long axis to the angle of 0 ° ~ 30 ° with the external air inflow direction.
본 발명의 또 다른 목적은 슬릿의 장축이 열교환핀의 수평단부와 θ의 경사각을 갖도록 고정된 이후에도, 열교환핀의 수평단부가 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 가지도록 조정하는 간단한 과정을 통해 열교환기의 냉매관 장축이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 다양한 각도를 가질 수 있으므로, 단일 규격의 열교환핀을 이용하여 다양한 열교환기 제조가 가능하여 열교환기의 제조단가가 절감하는 설치면적 감소를 위해 경사각이 적용된 열교환기를 제공하는 데에 있다.Still another object of the present invention is to adjust the horizontal end of the heat exchange fin to have an inclination angle of θ to θ + 30 ° even after the long axis of the slit is fixed to have an inclination angle of θ with the horizontal end of the heat exchange fin. Through a simple process, the long axis of the refrigerant pipe of the heat exchanger can have various angles from 0 ° to 30 ° with the external air inflow direction, so that various heat exchangers can be manufactured by using a single heat exchange fin. It is to provide a heat exchanger with an inclination angle in order to reduce the footprint.
본 발명의 또 다른 목적은 슬릿의 장축이 열교환핀의 수평단부와 θ의 경사각을 갖도록 고정된 이후에도, 열교환핀의 수평단부가 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 가지도록 조정하는 간단한 과정을 통해 열교환기의 냉매관 장축이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 다양한 각도를 가질 수 있으므로, 단일 규격의 열교환핀을 이용하여 다양한 열교환기 제조가 가능하여 열교환기의 제조과정을 간이화하는 설치면적 감소를 위해 경사각이 적용된 열교환기를 제공하는 데에 있다.Still another object of the present invention is to adjust the horizontal end of the heat exchange fin to have an inclination angle of θ to θ + 30 ° even after the long axis of the slit is fixed to have an inclination angle of θ with the horizontal end of the heat exchange fin. Since the long axis of the refrigerant pipe of the heat exchanger can have various angles from 0 ° to 30 ° with the external air inflow through a simple process, it is possible to manufacture a variety of heat exchangers by using a single heat exchange fin. An object of the present invention is to provide a heat exchanger having an inclination angle for simplifying the installation area.
본 발명의 또 다른 목적은 슬릿의 장축이 열교환핀의 수평단부와 θ의 경사각을 가질 때, 열교환핀의 수평단부가 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 갖도록 조정하여 냉매관의 장축이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 각도를 이루게 함으로써 다양한 조건의 열교환 운전에 모두 활용할 수 있고, 동시에 설치면적도 줄이는 경사각이 적용된 열교환기를 제공하는 데에 있다.Still another object of the present invention is to adjust the horizontal end of the heat exchange fin to have an inclination angle of θ to θ + 30 ° with the external air inflow direction when the long axis of the slit has the horizontal end of the heat exchange fin and the angle of inclination θ. It is to provide a heat exchanger with an inclination angle that can be utilized for all of the heat exchange operation under various conditions and at the same time reducing the installation area by making the long axis at an angle of 0 ° to 30 ° with the external air inflow direction.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기는 다수의 냉매관(10)과 상기 냉매관(10)의 외주면 상에 결합되는 다수의 슬릿(21)을 구비한 열교환핀(20)을 포함하는 공기조화기용 열교환기에 있어서, 상기 냉매관(10) 및 상기 슬릿(21)은 장축(10a, 21a)과 단축(10b, 21b)을 가지는 타원형이며, 상기 슬릿(21)의 장축(21a)은 상기 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 θ의 경사각을 가지며, 상기 수평단부(22)는 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 가지며, 상기 냉매관(10)은 상기 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 각도를 이룰 수 있도록 상기 슬릿(21)에 결합되는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the heat exchanger having the inclined angle of the heat exchange fin according to the present invention having an inclined angle reduced in number of
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명인 열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기는 열교환핀의 수평단부가 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 가지도록 하여 열교환기의 설치면적을 줄이고 협소한 장소에도 열교환기 설치가 가능한 효과를 가진다.First, the heat exchanger in which the heat exchange fin of the present invention has an inclination angle and the installation area is reduced, so that the horizontal end of the heat exchange fin has an inclination angle of θ to θ + 30 ° with the external air inflow direction, thereby reducing the installation area of the heat exchanger and making it a narrow place. Even heat exchanger can be installed.
둘째, 본 발명인 열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기는 슬릿의 장축이 열교환핀의 수평단부와 θ의 경사각을 가질 때, 열교환핀의 수평단부가 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 갖도록 조정하여 냉매관의 장축이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 각도를 이루게 함으로서 다양한 조건의 열교환 운전에 모두 활용할 수 있는 효과를 가진다.Second, the heat exchanger of the present invention, the heat exchange fin having an inclination angle, the installation area is reduced, when the long axis of the slit has the inclination angle of the horizontal end of the heat exchange fin and the angle of θ, the horizontal end of the heat exchange fin and the outside air inlet direction and θ ~ θ +30 By adjusting the angle of inclination of °, the long axis of the refrigerant pipe forms an angle of 0 ° to 30 ° with the direction of external air inflow, thereby having an effect that can be utilized for both heat exchange operation under various conditions.
셋째, 본 발명인 열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기는 슬릿의 장축이 열교환핀의 수평단부와 θ의 경사각을 갖도록 고정된 이후에도, 열교환핀의 수평단부가 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 가지도록 조정하는 간단한 과정을 통해 열교환기의 냉매관 장축이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 다양한 각도를 가질 수 있으므로, 단일 규격의 열교환핀을 이용하여 다양한 열교환기 제조가 가능하여 열교환기의 제조단가가 절감하는 효과를 가진다.Third, in the heat exchanger in which the heat exchange fin of the present invention has an inclination angle and the installation area is reduced, even after the long axis of the slit is fixed so that the horizontal end of the heat exchange fin has an inclination angle of θ, the heat exchange fin has a horizontal end portion θ to θ. Through the simple process of adjusting the inclination angle to + 30 °, the long axis of the refrigerant pipe of the heat exchanger can have various angles from 0 ° to 30 ° with the external air inflow direction. Since it is possible to manufacture, the manufacturing cost of the heat exchanger is reduced.
넷째, 본 발명인 열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기는 슬릿의 장축이 열교환핀의 수평단부와 θ의 경사각을 갖도록 고정된 이후에도, 열교환핀의 수평단부가 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 가지도록 조정하는 간단한 과정을 통해 열교환기의 냉매관 장축이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 다양한 각도를 가질 수 있으므로, 단일 규격의 열교환핀을 이용하여 다양한 열교환기 제조가 가능하여 열교환기의 제조과정을 간이화하는 효과를 가진다.Fourth, in the heat exchanger of which the heat exchange fin of the present invention has an inclination angle and the installation area is reduced, even after the long axis of the slit is fixed so that the horizontal end of the heat exchange fin has an inclination angle of θ, the heat exchange fin has a horizontal end portion θ to θ. Through the simple process of adjusting the inclination angle to + 30 °, the long axis of the refrigerant pipe of the heat exchanger can have various angles from 0 ° to 30 ° with the external air inflow direction. It is possible to manufacture the effect of simplifying the manufacturing process of the heat exchanger.
도 1은 다수의 냉매관이 끼워져 결합되는 다수의 슬릿 단면이 원형의 형태를 가지며, 열교환핀의 수직단부는 수평으로 유입되는 공기와의 관계에서 90도의 각도를 가지는 종래의 열교환핀을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명인 열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기에 있어서 냉매관(10) 및 슬릿(21)은 장축(10a, 21a)과 단축(10b, 21b)을 가지는 타원형이며, 슬릿(21)의 장축(21a)이 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 θ의 경사각을 가지는 것을 보여주는 도면이다.
도 3은 슬릿(21)의 장축(21a)이 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 θ를 가질때, 수평단부(22)는 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 가져 냉매관(10) 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 0°∼ 30°의 각도를 이루도록 슬릿(21)에 냉매관(10)이 결합되는 것을 보여주는 도면이다.
도 4는 60°∼ 120°각도를 갖는 브이자 형태(V)로 배치된 복수개의 열교환핀(20) 배치구조를 보여주는 도면이다.1 is a view illustrating a conventional heat exchange fin having a plurality of slit cross sections in which a plurality of refrigerant pipes are inserted and coupled, and a vertical end of the heat exchange fin having an angle of 90 degrees with respect to the air flowing in horizontally. .
2 is a heat exchanger in which the heat exchange fin of the present invention has an inclined angle and the installation area is reduced, and the
3 shows that when the
4 is a view showing the arrangement of a plurality of
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않으며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아닌바, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary sense, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. On the basis of this, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described in the specification of the present invention is only the most preferred embodiment of the present invention and does not represent all of the technical idea of the present invention, it is replaced at the time of filing the present invention It will be appreciated that various equivalents and variations are possible or possible.
본 발명은 핀코일 열교환기를 설치하는 공조기나 크린룸의 냉수코일에 공간효율을 높이기 위하여 열교환핀(20)의 수평단부(22)에 θ ∼ θ+30°의 경사각을 주어 설치함에 있어, 정압손실의 최소화와 팬동력 절감을 통한 냉각효율까지 고려하여 슬릿(21) 장축(21a)에 수평단부(22)의 경사각에 대응한 θ의 경사각을 주어 완성된 것이다.The present invention provides a tilt angle of θ to θ + 30 ° to the
핀코일 열교환기는 냉매관(10)의 형상에 따라 공기의 유동과 열교환 능력에 많은 변화가 있으며, 일반적으로 핀코일 열교환기는 열교환핀(20)이 수직형으로 설치되며, 타원형 냉매관(10)이 압력손실이 적은 장점이 있어 많이 사용된다. 그러나 열교환기의 설치면적 경감을 위해 열교환핀(20)에 경사각을 주어 설치하는 경우에는 냉매관(10)의 형상에 따른 공기의 유동이 달라져서 타원형 냉매관(10) 열교환기의 정압손실이 변화된다. 따라서 열교환핀(20)의 수평단부(22)에 경사각을 주어 설치되는 타원형 냉매관(10)의 열교환기는 냉매관(10)이 결합되는 슬릿(21)의 각도를 조정할 필요가 있다. 이에 본 발명자는 타원형 냉매관(10)이 결합되는 슬릿(21)의 각도를 먼저 고정하고, 고정된 슬릿(21)의 각도에 따라 대응되게 또는 고정된 슬릿(21)의 각도보다 큰 경사각을 열교환핀(20)의 수평단부(22)에 주어 열교환 다양한 운전이 가능하도록 하였다. 즉, 타원형 냉매관(10)이 결합되는 슬릿(21)의 각도를 먼저 θ로 고정한 후에, 고정된 슬릿(21)의 각도에 대응하는 θ의 각도만을 열교환핀(20)의 수평단부(22)에 준 경우에는 압력손실이 가장 작은 상태에 열교환이 이루어지게 된다. 나아가 타원형 냉매관(10)이 결합되는 슬릿(21)의 각도를 먼저 θ로 고정한 후에, 고정된 슬릿(21)의 θ 각도 보다 큰 경사각을 열교환핀(20)의 수평단부(22)에 준 경우에, 냉매관(10)의 장축(10a)은 외부 공기유입방향과 0°를 초과하고 30°이하의 각도를 가질 수 있으며, 이 경우 압력손실이 커지지만, 외부 공기의 유입속도는 감소한 상태에서 열교환이 이루어져 다양한 열교환 운전이 가능하게 된다. Fincoil heat exchanger has a lot of changes in the flow and heat exchange capacity of the air according to the shape of the
본 발명은 다수의 냉매관(10)과 상기 냉매관(10)의 외주면 상에 결합되는 다수의 슬릿(21)을 구비한 열교환핀(20)을 포함하는 공기조화기용 열교환기에 있어서, 냉매관(10) 및 슬릿(21)은 장축(10a, 21a)과 단축(10b, 21b)을 가지는 타원형이며, 슬릿(21)의 장축(21a)은 상기 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 θ의 경사각을 가지며, 수평단부(22)는 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 가지므로, 상기 냉매관(10)은 상기 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 각도를 이룰 수 있도록 상기 슬릿(21)에 결합되는 것을 특징으로 한다.In the heat exchanger for an air conditioner including a plurality of refrigerant pipes (10) and heat exchange fins (20) having a plurality of slits (21) coupled on the outer circumferential surface of the refrigerant pipe (10), 10) and the
도 2는 본 발명인 열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기에 있어서 냉매관(10) 및 슬릿(21)은 장축(10a, 21a)과 단축(10b, 21b)을 가지는 타원형이며, 슬릿(21)의 장축(21a)이 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 θ의 경사각을 가지는 것을 보여주는 도면이다. 슬릿(21)의 장축(21a)이 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 θ의 경사각을 가질때, 수평단부(22)는 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 가질 수 있으며, 이때 냉매관(10)은 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 각도를 이룰 수 있도록 슬릿(21)에 결합된다. 도 3은 슬릿(21)의 장축(21a)이 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 θ를 가질때, 수평단부(22)는 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 가져 냉매관(10) 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 0°∼ 30°의 각도를 이루도록 슬릿(21)에 냉매관(10)이 결합되는 것을 보여주는 도면이다.2 is a heat exchanger in which the heat exchange fin of the present invention has an inclined angle and the installation area is reduced, and the
슬릿(21)의 장축(21a)이 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 30°의 경사각을 가질 때에는 수평단부(22)는 외부 공기유입방향과 30° ∼ 60°의 경사각을 가질 수 있으며, 이때 냉매관(10)은 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 각도를 이룰 수 있도록 슬릿(21)에 결합된다. 다만 이 경우 수평단부(22)가 외부 공기유입방향과 30°를 초과하는 경사각을 가질 때에는 정압손실이 발생되는 문제가 있다.When the
슬릿(21)의 장축(21a)이 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 45°의 경사각을 가질 때에는 수평단부(22)는 외부 공기유입방향과 45 ∼ 75°의 경사각을 가질 수 있으며, 이때 냉매관(10)은 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 각도를 이룰 수 있도록 슬릿(21)에 결합된다. 다만 이 경우 수평단부(22)가 외부 공기유입방향과 60°를 초과하는 경사각을 가질 수 있으므로 공간의 효율이 떨어지고 정압손실이 커지는 문제가 발생할 수 있다.When the
슬릿(21)의 장축(21a)이 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 60°의 경사각을 가질 때에는 수평단부(22)는 외부 공기유입방향과 60 ∼ 90°의 경사각을 가질 수 있으며, 이때 냉매관(10)은 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 각도를 이룰 수 있도록 슬릿(21)에 결합된다. 다만 이 경우 수평단부(22)가 외부 공기유입방향과 60°를 초과하는 경사각을 가지므로 공간의 효율이 떨어지고 정압손실이 커지는 문제가 발생할 수 있다.When the
다수의 슬릿(21)은 3개의 슬릿중심(21c)이 삼각형을 이루도록 배치되어야 하며, 정삼각형을 이루는 것이 열교환 효율의 측면에서 바람직하다.The plurality of
열교환핀(20)이 복수개일 때에는 수직단부(23)가 브이자 형태(V)로 배치되는 것이 바람직하다. 도 4는 60°∼ 120°각도를 갖는 브이자 형태(V)로 배치된 복수개의 열교환핀(20) 배치구조를 보여주는 도면이다. 도 4에 의하면 두 개의 열교환핀(20)의 수평단부(22)가 외부 공기유입방향과 30°∼ 60°의 경사각을 가질 때, 두 개의 열교환핀(20)의 수직단부(23)는 60°∼ 120°를 갖는 브이자 형태(V)로 배치되는 것을 알 수 있다. 일반적으로 두 개의 열교환핀(20)의 수평단부(22)가 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 가질 때, 두 개의 열교환핀(20)의 수직단부(23)는 2θ ∼ 2θ+60°를 갖는 브이자 형태(V)로 배치되는 것을 알 수 있다.When there are a plurality of
나아가 슬릿(21)의 장축(21a)이 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 30°의 경사각을 가질 때에 수평단부(22)가 외부 공기유입방향과 30°의 경사각을 가져, 냉매관(10)의 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 0°의 각도를 이룰 수 있도록 냉매관(10)이 슬릿(21)에 결합될 수 있다. 또한 슬릿(21)의 장축(21a)이 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 30°의 경사각을 가질 때에 수평단부(22)가 외부 공기유입방향과 45°의 경사각을 가져 냉매관(10)의 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 15°의 각도를 이룰 수 있도록 냉매관(10)이 슬릿(21)에 결합될 수 있다. 나아가 슬릿(21)의 장축(21a)이 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 30°의 경사각을 가질 때에 수평단부(22)가 외부 공기유입방향과 60°의 경사각을 가져 냉매관(10)의 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 30°의 각도를 이룰 수 있도록 냉매관(10)이 슬릿(21)에 결합될 수 있다,Furthermore, when the
[비교예 1]Comparative Example 1
열교환핀(20)의 수평단부(22)는 지면에 수평이고 수직단부(23)가 지면에 수직으로 설치한 원형코일과 타원형 냉매관(10) 비교The
핀코일 열교환기는 냉매관(10)의 형상에 따라 공기의 유동과 열교환 능력에 많은 변화가 있으며, 일반적으로 설치되는 수직형 핀코일 열교환기는 원형 냉매관보다는 타원형 냉매관(10)가 압력손실이 적은 장점이 있다.Fincoil heat exchanger has a lot of changes in the flow and heat exchange capacity of the air according to the shape of the
시료 - Coil Spec : 1/2“ X 2R X 10S X 340.8mm (AHRI Standard 410-2001)Sample-Coil Spec: 1/2 “X 2R X 10S X 340.8mm (AHRI Standard 410-2001)
공기유입 : 열교환기 수평Air inflow: heat exchanger horizontal
[표 1]의 정압손실을 비교하면 풍량 변화에 따라 타원형 냉매관(10)이 원형 냉매관에 비해, 23CMM : 81%, 29CMM :77%, 35CMM :64%의 비율의 정압손실만 가지며, 냉각능력은 23CMM과 29CMM에서는 대등하며, 풍량이 증가된 35CMM에서는 타원형 냉매관(10)의 냉각능력이 약간 우수하다. 타원형 냉매관(10)은 현재 에너지 절약 아이템으로 다수의 현장에 적용되고 있으며, 공기의 흐름이 냉매관(10) 표면을 따라서 유연하게 흘러 열교환 효율이 높고, 공기저항이 작기 때문에 [표 1]의 결과가 도출된 것으로 판단된다. 타원형 냉매관(10)의 적은 정압손실은 송풍동력을 많이 사용하는 분야(반도체공장)에서는 송풍동력을 감소시키기 위해 정압손실이 적은 타원형 냉매관(10)을 적용하며, 현재 에너지 소비가 저감되는 공조 아이템으로 각광받고 있다.Comparing the static pressure loss shown in [Table 1], the
바닥설치 면적 최소화를 요구하는 현장여건에 따른 열교환기 설치의 필요성은 커지고 있다. 최근의 공조시스템에서도 에너지절약과 설치공간의 최소화를 추구하는 경향이 강하게 대두되고, 빙축열시스템등 저온시스템을 적용하여 덕트 크기를 줄여 건물의 유효 층고를 낮추어 건축 층수를 높이는 방법, 바닥의 유효 공간을 늘이기 위한 바닥공조시스템을 적용하는 방법 등,현장 여건에 따라 맞춤형 시스템으로 적용하고 있다. 크린룸 설비에서도 에너지절감과 공조설비의 설치 면적 최소화를 요구받고 있다. 설치면적 최소화와 별도로 열교환기의 냉각능력은 충분하게 유지되여야 하므로, 설치 현장에서는 열교환기에 경사각을 주어 전열면적을 확보해야 하는 필요성이 있다. The necessity of heat exchanger installation is increasing according to the site conditions requiring the floor installation area to be minimized. In recent air-conditioning systems, there is a strong tendency to save energy and minimize installation space, and by applying low-temperature systems such as ice heat storage systems to reduce the duct size to increase the effective floor height of buildings and increase the effective floor space. It is applied as a customized system according to the site conditions, such as how to apply the floor air conditioning system to increase. Clean room facilities are also required to save energy and minimize the installation area of air conditioning facilities. Apart from minimizing the installation area, the cooling capacity of the heat exchanger should be maintained sufficiently, so it is necessary to secure the heat transfer area by giving the heat exchanger an inclination angle at the installation site.
원형 냉매관은 설치 현장의 경사각에 큰 영향을 받지 않지만 타원형 냉매관(10)은 고유한 타원형상 때문에 설치현장의 경사각에 많은 영향을 받는다. 에너지절감에 탁월한 타원형 냉매관(10)을 경사각에 적용하기 위해서는 설치현장에 맞는 별도의 기술이 필요하며, 본 발명이 이루고자 하는 과제이다.The circular refrigerant pipe is not significantly affected by the inclination angle of the installation site, but the
[실시예 1]Example 1
[실시예 2]Example 2
[실시예 3]Example 3
설치현장에 열교환기의 설치를 경사각을 주어 설치한 데이터를 [표 1]의 수직 설치한 원형 냉매관과 타원형 냉매관(10)을 기준으로 비교해 보면 다음과 같다. Comparing the data installed on the installation site with the inclination angle of the heat exchanger based on the vertically installed circular refrigerant tube and the elliptical
첫번째로 냉각능력은 원형 냉매관은 설치 경사각도 60도에서는 냉각능력이 거의 동등하게 유지되고, 45도에서는 97~98%, 30도에서는 95%가 유지된다. 타원형 냉매관(10)은 60도에서는 냉각능력이 97~98%, 45도에서는 95~97%, 30도에서는 88%~95%,가 발휘되어 원형 냉매관 대비 타원형 냉매관(10)의 냉각능력 감소폭이 설치 경사각에 따라 크게 줄어듬을 알 수 있다. First, the cooling capacity of the circular refrigerant tube is maintained almost equal at the installation inclination angle of 60 degrees, 97-98% at 45 degrees, 95% at 30 degrees. The elliptical
두번째로 정압손실은 원형 냉매관은 설치 경사각이 수직에서 멀어질수록 정압손실이 증가하여 111% ~167%의 분포를 가진다. 타원형 냉매관(10)은 원형 냉매관보다 정압손실의 증가폭이 훨씬 커서 110% ~ 203%의 분포를 나타내고 있다. Secondly, the static pressure loss has a distribution of 111% to 167% in the circular refrigerant pipe as the static pressure loss increases as the installation inclination angle moves away from the vertical. The
설치각도에 경사각을 주어 설치하는 원형 냉매관과 타원형 냉매관(10)의 [표 2], [표 3], [표 4]의 데이터는 타원형 냉매관(10)의 냉각능력이 원형 냉매관과 비교해서 원형 냉매관의 냉각능력이 약간 우수하고 정압손실은 경사각을 주어 설치함에도 불구하고 타원형 냉매관(10)이 원형 냉매관에 비해 작음을 알 수 있다. 수직 설치하는 경우와 비교해서 타원형 냉매관(10)은 냉각능력과 정압손실의 데이터가 장점이 많이 소멸됨을 알 수 있다. The data of [Table 2], [Table 3] and [Table 4] of the circular refrigerant tube and the elliptical
기존 타원형 냉매관(10)은 설치현장 여건에 따른 경사각을 주어 설치하는 경우에는 냉각능력과 정압손실에 불리한 점이 있으므로, 수직 설치 한 경우의 데이터 [표 1]의 장점을 유지하기 위해서는 설치 각도에 따른 타원형 냉매관(10)의 방향을 맞추어 주는 것이 원형 냉매관 대비 타원형 냉매관(10)의 장점을 보존하고, 에너지 절감 아이템의 위상을 유지할 수 있도록 하는 기술적 구성에 해당한다.Existing oval
동일한 냉각능력 발휘를 위해 좁은 공간에 원형 냉매관과 타원형 냉매관(10)을 설치하는 경우에 정압손실은 원형 냉매관이 클 수 밖에 없으므로, 별도의 타원형 냉매관(10)을 개발하여 냉각능력과 정압손실을 개선할 수 있는 방법이 필요하다.In the case of installing the circular refrigerant tube and the elliptical
공기 조화기를 설치할 때 설치 공간의 제약으로 원하는 대로 설치가 힘든 상황이 있으며 설치 공간에 따라 경사통로를 통해 공기 유입될 때 좁은 공간에서 양쪽으로 흡입할 때 하부에서 공기 유입할 때 등 설치 공간에 따라 설치하고자 하는 공조기의 열교환기가 Single로 사선으로 설치 될 때나, Double로 V자 또는 A자 형태로 경사져야 할 때, 경사통로에서 경사각으로 공기가 유입되고 열교환된 차가운 공기가 냉방을 필요로 하는 장소로 이송되는 구조로, 이 과정에서 경사각을 주므로써 공기가 닿는 전열면적이 줄어들게 되므로 냉각능력을 보완하기 위해 전열면적을 더 넣어 주어야 하며, 풍속은 더 빠르게 유동치므로서 정압은 더 걸리게 된다.When installing the air conditioner, there is a situation that it is difficult to install as desired due to the limitation of the installation space, depending on the installation space, depending on the installation space. When the heat exchanger of the air conditioner to be installed is inclined in a single diagonal line or inclined in a V or A shape with a double, air is introduced at an inclined angle from the inclined passage and the heat exchanged cold air is transferred to a place requiring cooling. In this process, the heat transfer area to reach the air is reduced by giving an inclination angle in this process, so that the heat transfer area must be added to compensate for the cooling capacity, and the wind speed flows faster, and thus the static pressure is increased.
이것을 해결하고자 경사를 주어야 하는 열교환기에서 냉매관(10)이 결합하는 슬릿(21)에 경사각을 주어 외부 공기와의 접촉효율을 높여 열교환기를 콤팩트화 하는 특징과 경사각에 의해 열교환핀(20)과 타원형 냉매관(10) 사이의 공간이 적어지게 되므로 열교환기 내부에서 공기 유속이 빠르게 되며 그와 더불어 정압 손실도 상당히 높아지게 된다. 따라서 슬릿의 각도 조절을 통해 이러한 비효율적인 부분이 개선될 수 있다.In order to solve this problem, in the heat exchanger to be inclined, the inclined angle is given to the
수평단부(22)가 지면과 0°이고 수직단부(23)는 지면과 90°로 설치된 타원형 냉매관(10)으로 된 열교환기와 수평단부(22)가 지면과 30°이고 수직단부(23)는 지면과 60°로 설치된 타원형 냉매관(10)으로 된 열교환기의 자료를 검토하면, 먼저 냉각능력은 수평단부(22)가 지면과 0°이고 수직단부(23)는 지면과 90°로 설치된 타원형 냉매관(10) 대비 수평단부(22)가 지면과 30°이고 수직단부(23)는 지면과 60°로 설치된 타원형 냉매관(10) 열교환기가 101~102%로 동등이상이고, 정압손실은 104~107%로 증가했다. 이는 수평단부(22)가 지면과 0°이고 수직단부(23)는 지면과 90°로 설치된 일반 타원형 냉매관(10)보다 수평단부(22)가 지면과 30°이고 수직단부(23)는 지면과 60°로 설치된 타원형 냉매관(10)이 접촉 면적이 증가하여 By pass factor가 감소함을 알 수 있다. The
수평단부(22)가 지면과 60°이고 수직단부(23)는 지면과 30°로 설치한 경우와 수평단부(22)가 지면과 30°이고 수직단부(23)는 지면과 60°로 설치한 경우를 비교하면, 수평단부(22)가 지면과 30°이고 수직단부(23)는 지면과 60°인 경우의 냉각능력은 103~104%로 동등 이상이고, 정압손실은 78~95%로 정압손실이 감소하여 송풍동력이 절감됨을 알 수 있다.The
원형 냉매관이 결합하는 슬릿을 가지는 열교환핀(20)의 수평단부(22)가 지면과 30°이고 수직단부(23)는 지면과 60°로 설치한 경우와 냉매관(10)이 결합하는 슬릿(21)의 장축(21a)에 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 30°의 경사각을 가질 때 수평단부(22)가 지면과 30°이고 수직단부(23)는 지면과 60°로 설치한 경우를 비교하면, 원형 냉매관과 비교하여 타원형 냉매관(10)의 냉각능력은 101~103%로 동등 이상이고, 정압손실은 60~75%로 원형 냉매관과 비교하여 정압손실이 크게 감소하여 송풍동력이 절감됨을 알 수 있다.The
10: 냉매관
10a: 장축 10b: 단축
20: 열교환핀
21: 슬릿
21a: 장축 21b: 단축 21c: 슬릿중심
22: 수평단부 23: 수직단부10: refrigerant tube
10a:
20: heat exchanger fin
21: slit
21a:
22: horizontal end 23: vertical end
Claims (8)
상기 냉매관(10) 및 상기 슬릿(21)은 장축(10a, 21a)과 단축(10b, 21b)을 가지는 타원형이며,
상기 슬릿(21)의 장축(21a)은 상기 열교환핀(20)의 수평단부(22)와 θ의 경사각을 가지며,
상기 수평단부(22)는 외부 공기유입방향과 θ ∼ θ+30°의 경사각을 가지며,
상기 냉매관(10)은 상기 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 0° ∼ 30°의 각도를 이룰 수 있도록 상기 슬릿(21)에 결합되는 것을 특징으로 하는
열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기.
In a heat exchanger for an air conditioner comprising a plurality of refrigerant pipes 10 and heat exchange fins 20 having a plurality of slits 21 coupled on an outer circumferential surface of the refrigerant pipe 10,
The refrigerant pipe 10 and the slit 21 are elliptical having the long axis (10a, 21a) and the short axis (10b, 21b),
The major axis 21a of the slit 21 has an inclination angle of θ with the horizontal end 22 of the heat exchange fin 20,
The horizontal end portion 22 has an inclination angle of θ to θ + 30 ° with an external air inflow direction,
The refrigerant pipe 10 is characterized in that the long axis (10a) is coupled to the slit 21 so as to form an angle of 0 ° ~ 30 ° with the external air inlet direction
A heat exchanger in which the heat exchange fins have an inclination angle, which reduces the installation area.
상기 다수의 슬릿(21)은 3개의 슬릿중심(21c)이 삼각형을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는
열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기.
The method of claim 1,
The plurality of slits 21 is characterized in that the three slit centers 21c are arranged to form a triangle
A heat exchanger in which the heat exchange fins have an inclination angle, which reduces the installation area.
상기 열교환핀(20)의 수직단부(23)가 브이자 형태(V)로 배치되는 것을 특징으로 하는
열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기.
The method according to claim 1 or 2,
The vertical end 23 of the heat exchange fin 20 is characterized in that it is arranged in a V-shape (V)
A heat exchanger in which the heat exchange fins have an inclination angle, which reduces the installation area.
상기 열교환핀(20)의 수직단부(23)가 60°~ 120°의 각도를 갖는 브이자 형태(V)로 배치되는 것을 특징으로 하는
열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기.
The method of claim 3,
The vertical end 23 of the heat exchange fin 20 is characterized in that it is arranged in a V-shape (V) having an angle of 60 ° ~ 120 °
A heat exchanger in which the heat exchange fins have an inclination angle, which reduces the installation area.
상기 경사각 θ는 30°인 것을 특징으로 하는
열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기.
The method of claim 4, wherein
The inclination angle θ is characterized in that 30 °
A heat exchanger in which the heat exchange fins have an inclination angle, which reduces the installation area.
상기 수평단부(22)는 외부 공기유입방향과 30°의 경사각을 가지며,
상기 냉매관(10)은 상기 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 0°의 각도를 이룰 수 있도록 상기 슬릿(21)에 결합되는 것을 특징으로 하는
열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기.
The method of claim 5,
The horizontal end portion 22 has an inclination angle of 30 ° with the external air inflow direction,
The refrigerant pipe 10 is characterized in that the long axis 10a is coupled to the slit 21 to form an angle of 0 ° with the external air inlet direction
A heat exchanger in which the heat exchange fins have an inclination angle, which reduces the installation area.
상기 수평단부(22)는 외부 공기유입방향과 45°의 경사각을 가지며,
상기 냉매관(10)은 상기 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 15°의 각도를 이룰 수 있도록 상기 슬릿(21)에 결합되는 것을 특징으로 하는
열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기.
The method of claim 5,
The horizontal end portion 22 has an inclination angle of 45 ° with the external air inflow direction,
The refrigerant pipe 10 is coupled to the slit 21 so that the long axis (10a) can form an angle of 15 ° with the external air inlet direction
A heat exchanger in which the heat exchange fins have an inclination angle, which reduces the installation area.
상기 수평단부(22)는 외부 공기유입방향과 60°의 경사각을 가지며,
상기 냉매관(10)은 상기 장축(10a)이 외부 공기유입방향과 30°의 각도를 이룰 수 있도록 상기 슬릿(21)에 결합되는 것을 특징으로 하는
열교환핀이 경사각을 가져 설치면적이 감소되는 열교환기.
The method of claim 5,
The horizontal end portion 22 has an inclination angle of 60 ° with the external air inflow direction,
The refrigerant pipe 10 is coupled to the slit 21 so that the long axis (10a) can form an angle of 30 ° with the external air inlet direction
A heat exchanger in which the heat exchange fins have an inclination angle, which reduces the installation area.
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KR20110043744A (en) | 2008-08-13 | 2011-04-27 | 우베 고산 가부시키가이샤 | Organic sulfur compound, process for production of the same, and organic electroluminescence element utilizing the same |
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