KR20220095842A - 터뷸레이터를 갖는 조립식 전열 열교환 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전열 열교환 모듈에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 터뷸레이터를 갖는 조립식 전열 열교환 모듈은, 실외공기의 흡기유로와 실내공기의 배기유로의 교차점에 설치되는 열교환기에 배치되는 열교환 모듈에 있어서, 서로 직교하는 방향으로 채널이 형성되도록 적층되는 복수의 유니트 모듈을 포함하고, 상기 복수의 유니트 모듈 각각은 바닥부와 상기 바닥부에 세워 설치되고 복수의 채널을 형성하는 복수의 채널 벽을 구비하여, 바닥부와 채널 벽을 가지는 유니트 모듈을 필요에 따라 복수 층으로 적층하여 제조할 수 있으므로 간단한 구조로서 제조 및 조립이 용이한 열교환 모듈을 제공할 수 있고, 유니트 모듈의 삽입돌기와 삽입홈, 터뷸레이터의 구성에 의해, 간단한 구조만으로도 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

터뷸레이터를 갖는 조립식 전열 열교환 모듈{High Efficient Assemblable Heat Exchanger Module with Turbulator}

본 발명은 전열 열교환 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조 및 조립이 용이하고, 간단한 구조로도 열전달 효율이 좋은 조립식 전열 열교환 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 산업용 환기장치로 사용되는 전열열교환기는 미세먼지로 인한 주거 및 상업시설의 실내공기질 관리에 핵심장비로 인식되고 있으며, 2000년대 초반부터 관련 연구가 활발하게 진행되어 왔다.

환기장치는 실내 공기를 실외로 배출하고 실외 공기를 실내로 흡입하여 실내 공간을 환기할 수 있는 장치인데, 실내 공간을 환기함에 있어서 실내의 열기 또는 냉기는 외부로 배출될 수 밖에 없고, 또 실외의 냉기 또는 열기는 실내로 유입될 수 밖에 없다. 그러므로 아무런 여과 과정 없이 환기를 하게 되면 실내의 열손실이 심해 실내를 냉난방하는데 많은 전력이 소모되게 된다. 이러한 문제점을 감안하여 환기장치에는 실외로 배출되는 공기와 실내로 흡입되는 공기를 서로 열교환시켜 실외로 버려지는 열을 재활용할 수 있도록 하는 열교환기가 설치된다.

종래의 열교환기는 열교환 시트와 스페이서를 교대로 적층하여 형성되는 열교환기 본체와, 열교환기 본체의 양단에 배치되는 금속판과, 열교환기 본체 및 금속판의 모서리부에 각각 결합되는 4개의 모서리부재를 포함하여 구성된다. 모서리부재는 열교환기 본체의 모서리부에 감합되도록 그 단면 형상이 L자형을 가지며, 모서리부재와 열교환 시트와의 틈새를 통해 공기가 누설되지 않도록 실리콘을 통해 열교환기 본체에 접착된다.

에너지 절약형 냉각/재가열 장치에서 열교환기는 냉각/제습과정의 일부와 재가열의 상당부분을 담당하며 에너지를 절감시켜 주거나 효율적으로 사용할 수 있게 해주는 핵심요소인데, 종래의 플라스틱 열교환기는 산업용으로 많이 사용하는 알루미늄 열교환기에 비해서 가공성이 뛰어나고 부식의 염려가 없다는 장점을 지니고 있지만, 알루미늄에 비해 현저하게 낮은 열전도도를 보이는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 환기용 판형열교환기는 제작 비용이 저렴한 사출로 제작되는 특성상 형상을 복잡하게 설계할 수가 없어 성능 역시 굉장히 제한적이다는 문제점이 있었다.

일본공개특허 평06-313694호(열교환기 및 공조환풍기)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구조로서 제조 및 조립이 용이하고, 간단한 구조만으로도 열전달 효율을 향상시킬 수 있는 조립식 전열 열교환 모듈을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 터뷸레이터를 갖는 조립식 전열 열교환 모듈은, 실외공기의 흡기유로와 실내공기의 배기유로의 교차점에 설치되는 열교환기에 배치되는 열교환 모듈에 있어서, 서로 직교하는 방향으로 채널이 형성되도록 적층되는 복수의 유니트 모듈을 포함하고, 상기 복수의 유니트 모듈 각각은 바닥부와 상기 바닥부에 세워 설치되고 복수의 채널을 형성하는 복수의 채널 벽을 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 채널 벽의 상부끝단에는 상기 채널벽의 폭보다 큰 폭을 가지는 삽입돌기가 형성되고, 상기 바닥부의 저면에는 상기 삽입돌기가 형성되는 방향과 직교하는 방향으로 삽입홈이 형성되어 하부에 배치된 유니트 모듈의 채널벽에 형성된 삽입돌기가 삽입되어 체결되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 삽입홈이 형성된 위치의 상기 바닥부의 상부면은 상부측으로 돌출되는 터뷸레이터가 형성되고, 상기 터뷸레이터는 상기 채널에 대하여 직각 방향으로 형성되어 상기 채널을 통과하는 공기에 난류를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성을 가지는 본 발명의 전열 열교환 모듈에 의하면, 바닥부와 채널 벽을 가지는 유니트 모듈을 필요에 따라 복수 층으로 적층하여 제조할 수 있으므로 간단한 구조로서 제조 및 조립이 용이한 열교환 모듈을 제공할 수 있다.

또한, 유니트 모듈의 삽입돌기와 삽입홈, 터뷸레이터의 구성에 의해, 간단한 구조만으로도 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 열교환 모듈이 설치되는 열교환기를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 의한 열교환 모듈의 일예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 열교환 모듈의 유니트 모듈을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 열교환 모듈의 삽입돌기, 삽입홈, 터뷸레이터를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 터뷸레이터를 갖는 조립식 전열 열교환 모듈에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 열교환 모듈이 설치되는 열교환기를 나타내는 개념도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 조립식 전열 열교환 모듈(10)은 환기장치(1)에 설치되는 것을 예로 한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 조립식 전열 열교환 모듈(10)이 설치되는 환기장치(1)는 실외 공기가 흡입되는 흡기유로와, 실내 공기가 배출되는 배기유로가 서로 구획되도록 본체가 마련된다. 흡기유로와 배기유로는 서로 대각선 방향으로 교차하도록 형성되며, 그 교차점에는 흡입되는 실외 공기와 배기되는 실내 공기 사이에서 열교환이 행해질 수 있도록 상기 조립식 전열 열교환 모듈(10)이 배치된다.

상기 환기장치의 본체에는 상기 조립식 전열 열교환 모듈의 설치 위치를 안내하는 가이드레일과, 코너가이드가 설치된다. 또한, 상기 환기장치에는 실외 공기가 내부로 유입되는 실외측 흡기구와, 열교환 모듈을 통과한 실외 공기가 실내 쪽으로 공급되는 실내측 배기구가 마련되고, 배기유로의 일측에는 실내 공기가 유입되는 실내측 흡기구와, 실내 공기가 실외 쪽으로 배출되는 실외측 배기구가 마련된다.

실외공기의 흡기유로와 실내공기의 배기유로의 교차점에는 상기 조립식 전열 열교환 모듈(10)이 설치된다.

상기 조립식 전열 열교환 모듈(10)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 유니트 모듈(11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18)이 복수층으로 적층되어 형성된다.

적층되는 상기 복수의 유니트 모듈은 인접하는 상하층이 서로 직교하는 방향으로 배치되어 상기 유니트 모듈의 채널이 서로 직교하도록 형성된다.

즉, 상기 유니트 모듈 중 제 1 층, 제 3 층, 제 5 층, 제 7 층(11, 13, 15, 17)과, 제 2 층, 제 4 층, 제 6 층, 제 8 층(12, 14, 16, 18)은 서로 직교하는 방향으로 배치된다.

도 3은 본 발명에 의한 열교환 모듈의 유니트 모듈을 나타내는 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 복수의 유니트 모듈 각각은 바닥부(100)와, 상기 바닥부(100)에 세워 설치되는 채널 벽(110)을 포함한다. 상기 채널 벽(110)은 일정 간격 이격되어 설치되어 복수의 채널 벽에 의해 복수의 채널을 형성한다.

상기 채널 벽(110)의 상부끝단에는 삽입돌기(111)가 형성된다. 상기 삽입돌기(111)는 상기 채널 벽(110)의 폭보다 큰 폭을 가지도록 형성된다. 본 실시예에서 상기 삽입돌기(111)는 예를 들면 단면이 반원 형상이 되도록 형성되어 상기 채널 벽의 폭방향 끝단으로부터 외측으로 돌출되도록 형성된다.

상기 바닥부(100)의 저면에는 삽입홈(101a)이 형성된다. 상기 삽입홈(101a)은 상기 삽입돌기(111)에 상응하는 형상으로 형성된다.

상기 삽입홈(101a)은 상기 바닥부(100)의 길이방향을 따라 형성되며 상기 삽입돌기가 형성되는 방향에 대하여 직각 방향으로 형성된다. 상기 복수의 유니트 모듈은 상하층이 서로 직교하는 방향으로 배치되기 때문에, 예를 들면 제 1 층의 삽입돌기는 제 2 층의 삽입홈에 삽입되어 체결되어 제 1 층의 유니트 모듈과 제 2 층의 유니트 모듈이 채널이 서로 직교하도록 적층되어 체결된다.

이로써, 바닥부와 채널 벽을 가지는 유니트 모듈을 필요에 따라 복수 층으로 적층하여 제조할 수 있으므로 간단한 구조로서 제조 및 조립이 용이하게 할 수 있다.

한편, 상기 바닥부(100)에는 터뷸레이터(101)가 형성된다. 상기 터뷸레이터(101)는 상기 삽입홈(101a)이 형성된 위치의 상기 바닥부의 상부면에 형성된다. 상기 터뷸레이터(101)는 상기 바닥부의 상부면으로부터 상부측으로 돌출되어 형성되며, 상기 채널 벽에 의해 형성되는 채널에 대하여 직각 방향으로 형성된다.

본 실시예에서 상기 터뷸레이터(101)는 단면이 대략 다각형 형상으로 형성된 것을 예로 하였으나, 반드시 이에 한정되지 않고 반원형 형상, 딤플 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 바닥부(100)의 상부면으로부터 돌출된 상기 터뷸레이터를 형성함으로써, 상기 채널을 통과하는 공기가 상기 터뷸레이터에 부딪히거나 타고 넘어가면서 유동하는 공기에 난류를 형성하게 되고, 상기 난류의 형성에 의해 열교환 모듈의 열전달 효과가 증가하게 된다.

상술한 바와 같이, 서로 직교하도록 적층 배치되는 복수의 유니트 모듈을 삽입돌기와 삽입홈, 터뷸레이터를 구비하도록 구성함으로써, 간단한 구조로서 제조 및 조립이 용이하도록 함과 동시에 간단한 구조만으로도 난류를 발생시켜 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

본 실시예는 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서에 포함된 기술적 사상의 범위내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것은 자명하다.

1 : 환기장치
10 : 조립식 전열 열교환 모듈
100 : 바닥부
101 : 터뷸레이터 101a : 삽입홈
110 : 채널 벽 110 : 삽입돌기

Claims (3)

1. 실외공기의 흡기유로와 실내공기의 배기유로의 교차점에 설치되는 열교환기에 배치되는 열교환 모듈에 있어서,
   서로 직교하는 방향으로 채널이 형성되도록 적층되는 복수의 유니트 모듈을 포함하고,
   상기 복수의 유니트 모듈 각각은, 바닥부와, 상기 바닥부에 세워 설치되고 복수의 채널을 형성하는 복수의 채널 벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 터뷸레이터를 갖는 조립식 전열 열교환 모듈.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 채널 벽의 상부끝단에는 상기 채널벽의 폭보다 큰 폭을 가지는 삽입돌기가 형성되고,
   상기 바닥부의 저면에는 상기 삽입돌기가 형성되는 방향과 직교하는 방향으로 삽입홈이 형성되어,
   상기 삽입홈은 상기 복수의 유니트 모듈 중 하부에 배치된 유니트 모듈의 채널벽에 형성된 삽입돌기가 삽입되어 체결되는 것을 특징으로 하는 터뷸레이터를 갖는 조립식 전열 열교환 모듈.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 삽입홈이 형성된 위치의 상기 바닥부의 상부면은 상부측으로 돌출되는 터뷸레이터가 형성되고,
   상기 터뷸레이터는 상기 채널에 대하여 직각 방향으로 형성되어 상기 채널을 통과하는 공기에 난류를 형성하는 것을 특징으로 하는 터뷸레이터를 갖는 조립식 전열 열교환 모듈.
   
   

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