KR20220001742U - 외기조화기의 동파 방지용 수직형 코일 - Google Patents

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Abstract

외조기에 구비되어 열교환을 하는 수직형 코일에 있어서, 본 발명에 따른 수직형 코일은 물을 공급하는 급수라인; 수평 방향의 관 형상으로 형성되어 상기 급수라인으로부터 공급되는 물을 공급받아 길이 방향을 따라 상기 물을 분배하는 급수 헤더; 상기 급수 헤더로부터 하향 길이를 갖는 복수의 유로를 구비하고, 상기 급수 헤더로부터 분배되는 물을 이용하여 외기와 열교환하는 열교환 코일; 상기 열교환 코일의 하부에 수평 방향으로 길이를 갖도록 구비되고, 상기 열교환 코일로부터 열교환된 물을 환수되는 환수 헤더; 상기 환수 헤더에 연결되어 유로의 방향을 상방향으로 전환하는 환수 플랜지; 및 상기 환수 플랜지에 연결되어 환수된 물을 외부로 배출시키는 유로를 형성하는 환수 파이프;를 포함하고,
상기 급수 라인은, 수직 방향으로 공급되는 물이 이동하는 유로를 형성하는 급수 파이프; 상기 급수 파이프의 하단에 구비되어 상기 급수 파이프의 유로의 방향을 수평 방향으로 전환시키고, 상기 급수 헤더의 길이 방향과 직각 방향으로 연결되도록 유로를 형성하는 감압부;를 포함한다.

Description

외기조화기의 동파 방지용 수직형 코일{Vertical coil for preventing freeze in air conditioners}
본 고안은 수직형 열교환기를 구비한 외조기의 동파방지용 수직형 코일에 관한 것이다.
일반적으로 각 산업현장이나 전산실, 또는 업무용 사무실 등에는 냉방 및 난방을 목적으로 설치되는 공기조화기(Air Handling Unit; AHU, 공조기)는 공기를 정화, 냉각·감습, 가열·가습을 하는 장치로, 최근에 사용되고 있는 공조기들은 냉난방 겸용으로 사용하는바, 송풍기를 설치하여 여름철 냉방시에는 코일에 냉동기의 냉수를 보내고, 겨울철 난방시에는 보일러에서 증기나 온수를 보내 냉풍 또는 온풍을 만드는 방식에 의해 각 실내로 냉난방 바람을 이동하는 기능을 갖추고 있는 것이다.
공조기 또는 외조기에 이용되는 냉, 난방용 코일은 크게 냉수 코일, 온수 코일 및 증기코일 등으로 나뉘며, 이들은 코일 내부로 냉매(통상 물을 사용함)가 통과는 과정에서 열을 전달하거나 뺏으면서 주위의 온도나 습도를 변화시킨다. 이러한 코일은 대개 바닥과 수평하게 형성되므로 코일내부의 흐름이 용이하지 않고, 잔류된 수분을 완전히 배출하지 못하므로 겨울철에는 코일내에 수분이 얼게 되어 코일의 동파가 발생되는 문제점이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위한 종래의 기술의 일 예로 대한민국 등록특허 제10-0664684호 "동파 방지용 수직형 코일 유닛"를 들 수 있다.
다만, 이러한 종래의 기술의 경우에도 유체의 동압 성분에 따른 유량 분배가 균일하지 않은 문제 등이 발생하여 효율을 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.
본 고안은 유체의 동압성분을 저감시켜 유량 분배를 균일하게 할 수 있는 수직형 코일을 제공한다.
외조기에 구비되어 열교환을 하는 수직형 코일에 있어서, 본 발명에 따른 수직형 코일은 물을 공급하는 급수라인; 수평 방향의 관 형상으로 형성되어 상기 급수라인으로부터 공급되는 물을 공급받아 길이 방향을 따라 상기 물을 분배하는 급수 헤더; 상기 급수 헤더로부터 하향 길이를 갖는 복수의 유로를 구비하고, 상기 급수 헤더로부터 분배되는 물을 이용하여 외기와 열교환하는 열교환 코일; 상기 열교환 코일의 하부에 수평 방향으로 길이를 갖도록 구비되고, 상기 열교환 코일로부터 열교환된 물을 환수되는 환수 헤더; 상기 환수 헤더에 연결되어 유로의 방향을 상방향으로 전환하는 환수 플랜지; 및 상기 환수 플랜지에 연결되어 환수된 물을 외부로 배출시키는 유로를 형성하는 환수 파이프;를 포함하고,
상기 급수 라인은, 수직 방향으로 공급되는 물이 이동하는 유로를 형성하는 급수 파이프; 상기 급수 파이프의 하단에 구비되어 상기 급수 파이프의 유로의 방향을 수평 방향으로 전환시키고, 상기 급수 헤더의 길이 방향과 직각 방향으로 연결되도록 유로를 형성하는 감압부;를 포함한다.
또한 상기 감압부와 상기 급수 헤더 사이에는 수평 방향의 유로의 길이를 연장하는 연장부가 더 포함될 수 있다.
또한 상기 급수 파이프와 상기 환수 파이프는 상기 급수 헤더의 높이를 기준으로 상부 및 동일한 높이에서 물이 공급되고 환수되도록 유로를 형성할 수 있다.
또한 상기 급수 헤더 내에는 상기 급수 헤더의 내측 공간부를 상부 및 하부로 구획하는 복수의 타공이 형성된 격판을 구비할 수 있다.
또한 상기 복수의 타공은 상기 급수라인으로부터의 거리에 따라 직경을 다르게 형성할 수 있다.
또한 상기 복수의 타공은 사익 급수라인으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가하도록 직경의 크기가 형성될 수 있다.
고안에 따르면 유체의 동압을 감소시켜 유량이 불균일하게 분배되는 현상을 최소화시킬 수 있다.
또한 본 고안에 따르면 유체의 대기압에 따른 동압을 감소시켜 유체가 균일하게 급수 헤더를 통하여 공급될 수 있도록 한다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 수직형 코일을 나타내는 정면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 수직형 코일을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 히팅 코일과 급수파이프의 연결 구조를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4 및 도 5는 각각 감압부의 구성 및 작용을 설명하기 위한 개략적인 수직 단면도와 수평 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 급수 헤더의 모습을 나타내는 단면도이다.
도 7은 급수 헤더에 구비되는 다공성 격판을 나타내는 사진이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.
도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 외조기용 수직형 코일을 설명한다. 도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 수직형 코일을 나타내는 정면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 수직형 코일을 나타내는 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 코일은 물이 경유하는 순서에 따라 급수 라인(105), 급수헤더(110), 열교환코일(120), 환수헤더(130), 환수플랜지(135) 및 환수 파이프(140)를 구비한다.
급수라인(105)은 외부로부터 물을 공급받아 급수헤더(110)에 공급한다. 급수헤더(110)는 종래의 기술들과 같이 급수된 물을 복수의 열교환 코일(120)에 균일하게 분배하기 위하여 수평방향으로 일정한 길이의 유로를 갖도록 형성되며, 수평 방향으로 급수된 물을 균일하게 분배하는 기능을 한다.
열교환 코일(120)은 수직 방향으로 복수의 관 형상으로 구비된다. 열교환 코일(120)은 급수헤더(110)와 환수헤더(130) 사이에 구비되어 급수헤더(110)와 환수헤더(130) 사이의 수직 방향 유로를 형성하며, 열교환 코일(120)의 외주면에은 공기와의 접촉면적을 증가시키기 위하여 블레이드 등의 다양한 요철구조를 형성한다. 본 실시예에 있어서의 열교환 코일(120)은 한 쌍의 급수헤더(110)와 환수헤더(130) 사이에 1열로 형성된 것을 기준으로 설명하고 있으나, 이외에도 목적에 따라 복수의 열로 형성되는 것도 가능하며, 면적 증가를 위한 요철 구조도 다양한 방식으로 형성될 수 있다.
환수헤더(130)는 복수의 열교환 코일(120)의 하부에 연결되며, 수평 방향으로 일정한 길이를 갖는 유로를 형성하도록 관형상으로 형성된다. 환수헤더(130)는 열교환 코일(120)을 경유하는 물을 환수하여 외부로 배출하기 위한 집수 기능을 한다.
한편, 본 실시예에 따른 환수 파이프(140)는 환수된 물을 외부로 배출하기 위한 구성부로서 상향 길이를 갖는 것을 주요 기술적 특징으로 한다. 이러한 환수 파이프(140)와 환수헤더(130)를 연결하기 위하여 L자형의 환수 플랜지(135)를 구비할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 환수 파이프(140)는 수직방향으로 형성되어 물을 수직형 코일(100)의 상부로 배출시킨다. 이 때 급수 파이프(1051; 도 3 참조)와 환수 파이프(140)는 급수 헤더보다 높은 위치에서 수직 방향으로 물을 공급하거나 환수하도록 하며, 급수 파이프(1051)와 환수 파이프(140)는 동일한 높이에서 물이 외부로부터 공급되거나 환수되도록 함으로써 대기에 의한 압력이 양측이 동일하도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성을 통하여 대기압에 따른 압력 차이에 의한 유체의 동압(속도압)을 최소화할 수 있다.
또한 도 2에 도시된 바와 같이 급수 헤더(110)에 물이 공급되는 위치와 환수 헤더(130)로부터 물이 배출되는 위치, 즉 급수라인과 환수헤더(130)에 결합되는 환수 플랜지(135)의 위치가 서로 대각선 방향으로 위치하도록 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 구성을 통하여 각각의 히팅코일(120)을 통과하는 물의 이동경로의 길이가 동일하게 설정됨으로써 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 일 실시예에 따른 급수라인을 구체적으로 설명한다. 도 3은 도 2의 히팅 코일과 급수파이프의 연결 구조를 설명하기 위한 개략도이고, 도 4 및 도 5는 각각 감압부의 구성 및 작용을 설명하기 위한 개략적인 수직 단면도와 수평 단면도이다.
본 실시예에 따른 급수 라인은 급수 파이프(1051), 감압부(1052) 및 연장부(1053)를 포함한다. 급수파이프(1051)은 앞서 설명한 바와 같이 수직 방향으로 공급되는 물이 이동하는 유로를 형성한다. 감압부(1052)는 수직 방향 및 수평 방향의 L자형의 유로가 형성되도록 하며, 급수 헤더(105)에 연결되거나, 필요에 따라 연장부(1053)를 더 경유하여 급수 헤더(105)에 연결될 수 있다.
갑압부(1052)는 급수 파이프(1051)의 하단에 구비되어 급수 파이프(1051)의 유로의 방향(f1)을 수평 방향(f2)으로 전환시킨다. 감압부(1052)는 물이 공급되는 동압을 1차로 제한하여 정압으로 치환할 수 있도록 한다. 또한 감압부(1502) 또는 연장부(1053)를 통하여 물이 공급되는 방향(f2)과 급수 헤더(110)의 길이 방향(f3)은 직각 방향으로 형성되도록 연결된다. 이와 같은 구성을 통하여 수평 방향에서 유로가 다시 직각으로 형성됨으로써 유체의 동압을 2차로 제한하여 정압으로 치환될 수 있도록 한다.
앞서 설명한 선행기술의 경우 수평방향으로 유체가 급수 헤더로 인입되는 경우 급수 헤더 끝, 즉 급수되는 방향과는 반대측 방향으로 유체가 몰려 물의 공급량이 편중되는 문제가 발생할 수 있다. 이와는 달리 본 실시예에 따른 급수라인을 통하는 경우 물의 동압, 속도압을 제한하여 정압을 형성하도록 함으로써 보다 균일한 물의 공급이 이루어질 수 있도록 한다.
도 6 및 도 7을 참조하여 일 실시예에 따른 급수 헤더를 구체적으로 설명한다. 도 6은 일 실시예에 따른 급수 헤더의 모습을 나타내는 단면도이고, 도 7은 급수 헤더에 구비되는 다공성 격판을 나타내는 사진이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 급수 헤더(110)의 내측에는 상부 및 하부의 공간을 구획하는 격판(113)이 구비될 수 있다. 격판(113)은 도 7에 도시된 바와 같이 상하가 관통된 타공이 형성된다. 이 때 복수의 타공은 급수 파이프(1051) 측으로부터의 거리에 따라 직경을 다르게 형성할 수 있다. 동압에 따른 영향을 감쇄하기 위해서는 급수 파이프(1051)측으로부터의 거리에 반비례하는 경향을 갖도록 타공의 직경을 형성하고, 상대적으로 저압의 경우 물의 이동 거리에 따른 물의 공급량이 반비례하는 경향을 감쇄하기 위해서는 급수 파이프(1051)측으로부터의 거리에 비례하는 경향을 갖도록 타공의 직경을 형성할 수 있다.
이상 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 고안의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양하게 구현될 수 있다.
100: 수직형 코일
105: 급수라인
1051: 급수 파이프
1052: 감압부
1053: 수평 연결부
110: 급수헤더
120: 열교환 코일
130: 환수헤더
135: 환수플랜지
140: 환수 파이프

Claims (6)

  1. 외조기에 구비되어 열교환을 하는 수직형 코일에 있어서,
    물을 공급하는 급수라인;
    수평 방향의 관 형상으로 형성되어 상기 급수라인으로부터 공급되는 물을 공급받아 길이 방향을 따라 상기 물을 분배하는 급수 헤더;
    상기 급수 헤더로부터 하향 길이를 갖는 복수의 유로를 구비하고, 상기 급수 헤더로부터 분배되는 물을 이용하여 외기와 열교환하는 열교환 코일;
    상기 열교환 코일의 하부에 수평 방향으로 길이를 갖도록 구비되고, 상기 열교환 코일로부터 열교환된 물을 환수되는 환수 헤더;
    상기 환수 헤더에 연결되어 유로의 방향을 상방향으로 전환하는 환수 플랜지; 및
    상기 환수 플랜지에 연결되어 환수된 물을 외부로 배출시키는 유로를 형성하는 환수 파이프;를 포함하고,
    상기 급수 라인은,
    수직 방향으로 공급되는 물이 이동하는 유로를 형성하는 급수 파이프;
    상기 급수 파이프의 하단에 구비되어 상기 급수 파이프의 유로의 방향을 수평 방향으로 전환시키고, 상기 급수 헤더의 길이 방향과 직각 방향으로 연결되도록 유로를 형성하는 감압부;를 포함하는 외기조화기의 동파 방지용 수직형 코일.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감압부와 상기 급수 헤더 사이에는 수평 방향의 유로의 길이를 연장하는 연장부가 더 포함되는 외기조화기의 동파 방지용 수직형 코일.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 급수 파이프와 상기 환수 파이프는 상기 급수 헤더의 높이를 기준으로 상부 및 동일한 높이에서 물이 공급되고 환수되도록 유로를 형성하는 외기조화기의 동파 방지용 수직형 코일.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 급수 헤더 내에는 상기 급수 헤더의 내측 공간부를 상부 및 하부로 구획하는 복수의 타공이 형성된 격판을 구비하는 외기조화기의 동파 방지용 수직형 코일.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 타공은 상기 급수라인으로부터의 거리에 따라 직경을 다르게 형성하는 외기조화기의 동파 방지용 수직형 코일.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 타공은 사익 급수라인으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가하도록 직경의 크기가 형성되는 외기조화기의 동파 방지용 수직형 코일.
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