KR20230035103A - 증발기, 이의 제어 방법 및 냉장 진열장 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 증발기, 이의 제어 방법 및 냉장 진열장에 관한 것이다. 증발기는 열교환체(1)를 포함한다. 열교환체(1)는 제 1 방향을 따라 순차적으로 배열된 제습 영역(A)과 결빙방지 냉각 영역(B)을 포함한다. 제습 영역(A)은 제 1 방향의 공기 유입측에 위치한다. 열교환체(1)는 냉매가 유동하는 열교환 채널을 포함한다, 열교환 채널은 복수의 제 1 채널 섹션과 복수의 제 2 채널 섹션을 포함한다. 복수의 제 1 채널 섹션은 제 1 방향을 따라 간격을 두고 배치되며, 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 연장된다. 열교환 채널에서 인접한 제 1 채널 섹션의 동일 측단부는 제 2 채널 섹션을 통해 서로 연통된다. 결빙방지 냉각 영역(B)에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도는 제습 영역(A)에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도보다 작다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 개시 내용은 2020년 10월 12일에 출원된 중국 출원 번호 202011084822.4에 기초하고, 이에 대한 우선권을 주장하며, 그 개시 내용은 전체적으로 참조로 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 냉동 기기의 기술분야에 관한 것으로, 특히 증발기, 이의 제어 방법 및 냉장 진열장(refrigeration display cabinet)에 관한 것이다.
냉장 진열장은 식품, 의약품 등을 진열하기 위한 냉장 진열장으로, 대형마트, 슈퍼마켓 등에서 널리 사용되고 있다.
에어 커튼식 냉장 진열장은 개방형 구조로, 외부의 뜨거운 공기가 캐비닛 내부로 쉽게 유입되고, 증발기에 결빙(frost)이 형성되어, 증발기 외면의 열저항과 유동저항이 증가됨으로써, 최종적으로는 빈번한 결빙 방지(defrosting)로 인한 전력 소비가 증가된다. 결빙을 줄이기 위해 업계에서 다양한 방법들이 모색되었지만, 증발기에 결빙이 형성되는 것을 잘 감소시킬 수 있는 방법은 존재하지 않았다.
본 발명의 실시예는 증발기에 결빙이 형성되는 것을 잘 완화시키는 증발기, 이의 제어 방법 및 냉장 진열장을 제공한다.
본 개시의 제 1 측면에 따르면, 제공된 증발기는 열교환체를 포함하며, 열교환체는 제 1 방향을 따라 순차적으로 배열된 제습 영역과 결빙방지 냉각 영역을 포함하며, 제습 영역은 제 1 방향의 공기 유입측에 위치하고;
열교환체는 냉매가 유동하는 열교환 채널을 포함하며, 열교환 채널은 복수의 제 1 채널 섹션과 복수의 제 2 채널 섹션을 포함하고, 복수의 제 1 채널 섹션은 제 1 방향을 따라 간격을 두고 배치되며, 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 연장되고, 열교환 채널에서 인접한 제 1 채널 섹션의 동일 측면 단부는 제 2 채널 섹션을 통해 서로 연통되며; 및
결빙방지 냉각 영역에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도(number density)는 제습 영역에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도보다 작다.
일부 실시예에서, 열교환체는 제 1 방향으로 결빙방지 냉각 영역의 하류에 위치하는 강화 냉각 영역을 추가로 포함하며; 및
결빙방지 냉각 영역에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도는 강화 냉각 영역에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도보다 작다.
일부 실시예에서, 열교환체는 제 1 방향으로 결빙방지 냉각 영역의 하류에 위치하는 강화 냉각 영역을 추가로 포함하며; 및
결빙방지 냉각 영역에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도는 강화 냉각 영역에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도보다 작다.
열교환체는 제 1 방향으로 결빙방지 냉각 영역의 하류에 위치하는 강화 냉각 영역을 추가로 포함하며; 및
결빙방지 냉각 영역에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도는 강화 냉각 영역에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도보다 작다.
일부 실시예에서, 결빙방지 냉각 영역에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제 1 방향으로의 거리는 제습 영역에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제 1 방향으로의 거리보다 크다.
일부 실시예에서, 열교환체는 제 1 방향으로 결빙방지 냉각 영역의 하류에 위치하는 강화 냉각 영역을 추가로 포함하며; 및
결빙방지 냉각 영역에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제 1 방향으로의 거리는 강화 냉각 영역에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제 1 방향으로의 거리보다 크다.
일부 실시예에서, 증발기는 열교환체를 포함하며, 열교환체는 기류 방향을 따라 순차적으로 배열된 제습 영역과 결빙방지 냉각 영역을 포함하며, 제습 영역은 공기 유입측에 위치하고;
열교환체는 냉매가 유동하는 열교환 채널을 포함하며, 열교환 채널은 복수의 제 1 채널 섹션과 복수의 제 2 채널 섹션을 포함하고, 복수의 제 1 채널 섹션은 기류 방향과 평행한 제 1 방향을 따라 간격을 두고 배치되며, 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 연장되고, 열교환 채널에서 인접한 제 1 채널 섹션의 동일 측면 단부는 제 2 채널 섹션을 통해 서로 연통되며; 및
결빙방지 냉각 영역에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제 1 방향으로의 거리는 제습 영역에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제1 방향으로의 거리보다 크다.
일부 실시예에서, 열교환체는 기류 방향으로 결빙방지 냉각 영역의 하류에 위치하는 강화 냉각 영역을 추가로 포함하며; 및
결빙방지 냉각 영역에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제 1 방향으로의 거리는 강화 냉각 영역에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제1 방향으로의 거리보다 크다.
일부 실시예에서, 동일한 열교환 채널에 대해, 결빙방지 냉각 영역에서의 제 1 채널 섹션의 수는 제습 영역에서의 제 1 채널 섹션의 수 보다 크며; 및/또는 제습 영역에서의 제 1 채널 섹션의 수는 강화 냉각 영역에서의 제 1 채널 섹션의 수보다 크다.
일부 실시예에서, 동일한 열교환 채널에 대해,
제습 영역에서의 제 1 채널 섹션의 수는 결빙이 없는 제 1 채널 섹션의 수이고;
결빙방지 냉각 영역에서의 제 1 채널 섹션의 수는 제습 영역과 결빙방지 냉각 영역이 함께 기류에서 사전 결정된 비율의 수분을 제거하고 사전 결정된 비율을 달성하도록 구성되며; 및/또는
강화 냉각 영역에서의 제 1 채널 섹션의 수는 열교환체의 전체 열교환량이 요구 사항을 충족하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 열교환체는:
베이스; 및
베이스에 장착된 열교환 튜브를 포함하고,
열교환 채널은 열교환 튜브 내부에 형성되며, 열교환 튜브는 복수의 제 1 튜브 섹션 및 복수의 제 2 튜브 섹션을 포함하고, 제 1 채널 섹션은 제 1 튜브 섹션 내부에 형성되며, 제 2 채널 섹션은 제 2 튜브 섹션 내부에 형성된다.
일부 실시예에서, 열교환 채널은 제 3 방향을 따라 배열된 복수의 열교환 채널을 포함하며, 복수의 열교환 채널 각각은 제 1 방향을 따라 배열된 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 제 1 단부는 냉매의 유입을 위해 구성되며, 제 2 단부는 냉매의 배출을 위해 구성되고, 제 3 방향은 제 1 방향 및 제 2 방향에 수직이며; 및
복수의 열교환 채널은 적어도 한 쌍의 인접하고 교차된 열교환 채널을 포함하고, 제 1 채널 섹션의 동일 측면 단부에서, 2개의 교차된 열교환 채널의 제 2 채널 섹션이 서로 교차된다.
일부 실시예에서, 열교환체의 제 3 방향을 따른 적어도 일 측면에는 2개의 교차된 열교환 채널이 마련된다.
일부 실시예에서, 열교환체의 역풍 표면(upwind surface)은 제 3 방향에 수직하고 공기유입을 마주하는 제습 영역)의 표면 및 제 1 방향에 수직인 제습 영역의 표면을 포함하고, 제 3 방향은 제 1 방향 및 제 2 방향에 수직이다.
일부 실시예에서, 열교환체의 표면은 소수성 코팅으로 코팅된다.
일부 실시예에서, 증발기는:
열교환 채널의 두 단부에서 유입구 및 배출구와 각각 연통하는 액체 공급 튜브 및 가스 배출 튜브를 추가로 포함하고, 액체 공급 튜브에는 조절 부재(throttling element)가 마련되며; 및
열교환체의 제습 영역에서 온도를 검출하도록 제 1 온도 검출 부재를 추가로 포함하며,
조절 부재의 개방도(opening degree)는 제 1 온도 검출 부재의 검출값이 기설정된 온도값을 초과하는 경우 증가하고, 제 1 온도 검출 부재의 검출값이 기설정된 온도값을 초과하지 않는 경우 감소하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 증발기는:
액체 공급 튜브의 온도를 검출하도록 구성된 제 2 온도 검출 부재; 및
가스 배출 튜브의 온도를 검출하도록 구성된 제 3 온도 검출 부재를 추가로 포함하고,
조절 부재의 개방도는 제 3 온도 검출 부재와 제 2 온도 검출 부재의 검출값의 차이에 따라 결정되도록 구성되며, 조절 부재의 개방도는 검출값의 차이와 양의 상관관계가 있다.
일부 실시예에서, 열교환 튜브는 6mm 내지 13mm 범위의 직경을 가진다.
본 개시의 제 2 측면에 따르면, 상기 실시예의 증발기를 포함하는 냉장 진열장이 제공된다.
일부 실시예에서, 냉장 진열장은:
제 1 공기 통로 및 제 2 공기 통로가 형성되되, 제 1 공기 통로는 캐비닛 본체의 전후 방향을 따라 연장되고 캐비닛 본체의 하부에 마련되며, 제 2 공기 통로는 캐비닛 본체의 상하 방향을 따라 연장되고 캐비닛 본체의 후방부에 마련되며, 제 2 공기 통로의 하부는 제 1 공기 통로의 후방부와 연통되는 캐비닛 본체; 및
제 1 공기 통로에 배치되고, 제 1 공기 통로에 냉기를 전달하도록 구성되되, 냉기가 제 1 공기 통로 및 제 2 공기 통로를 순차적으로 통과하여, 캐비닛 본체의 전면에 냉기 커튼을 형성하는 팬을 추가로 포함하고,
증발기는 제 2 공기 통로의 하부 영역에 배치되며, 제 1 방향은 상하 방향과 일치한다.
일부 실시예에서, 냉장 진열장은:
제 1 공기 통로와 제 2 공기 통로 사이에 배치되는 배플 플레이트(baffle plate)를 추가로 포함하고,
제습 영역은 배플 플레이트 아래에 위치하며, 결빙방지 냉각 영역 및 강화 냉각 영역은 배플 플레이트 위에 위치하고, 열교환체의 역풍 표면은 공기유입에 직접 마주하는 제습 영역의 표면 및 제습 영역의 바닥 표면을 포함한다.
본 개시의 제 3 측면에 따르면, 증발기에 기초한 제어 방법이 제공되며,
제 1 온도 검출 부재가 열교환체의 제습 영역에서 온도를 검출하는 단계; 및
제1 온도 검출 부재의 검출값이 기설정된 온도 값을 초과하는지 여부를 판단하고, 검출값이 기설정된 온도값을 초과하면 조절 부재의 개방도를 증가시키고, 검출값이 기설정된 온도값을 초과하지 않으면 조절 부재의 개방도를 감소시는 단계를 포함하고, 조절 부재는 증발기의 액체 공급 튜브에 마련되며 액체 공급 튜브는 열교환 채널의 유입구에 연통된다.
일부 실시예에서, 조절 부재의 개방도를 조절할 필요가 있는 경우, 상기 제어 방법은:
제 2 온도 검출 부재가 액체 공급 튜브의 온도를 검출하는 단계;
제 3 온도 검출 부재가 가스 배출 튜브의 온도를 검출하되, 상기 출구 튜브는 열교환 채널의 배출구와 연통하는 단계; 및
제 3 온도 검출 부재와 제 2 온도 검출 부재의 검출값의 차이에 따라 조절 부재의 개방도를 결정하되, 조절 부재(8)의 개방도는 검출값 사이의 차이와 양의 상관관계가 있는 단계를 추가로 포함한다.
본 개시의 실시예의 증발기에 따르면, 기류는 증발기를 따라 제 1 채널 섹션에 수직인 제 1 방향으로 유동하므로, 기류가 증발기를 통과할 때 서로 다른 영역에서 순차적으로 서로 다른 냉각 효과가 발생하게 된다. 공기 유입 측에 인접한 열교환체 영역에서, 외부로부터 유입되는 공기의 온도가 상대적으로 높기 때문에 결빙이 잘 형성되지 않는 반면, 공기의 습도는 높다. 제습 영역을 통해 제습 효과를 최적화할 수 있다. 기류가 열 교환을 위해 제습 영역을 통과한 후에는 약간의 수증기가 기류에 여전히 존재하며, 추가 냉각 중에 결빙이 쉽게 형성된다. 결빙방지 냉각 영역에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 거리를 증가시킴으로써 결빙의 양을 줄여, 결빙 형성을 완화할 수 있다.
본 명세서에 기재된 도면은 본 개시의 추가 이해를 제공하기 위해 사용되며, 본 출원의 일부를 구성한다. 본 발명의 실시예 및 이의 기재는 본 개시를 설명하기 위한 것일 뿐, 본 개시를 부적절하게 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 도면에서:
도 1은 본 개시의 일부 실시예에서 증발기의 X-Z 평면에 있는 2개의 단부 표면의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 개시의 일부 실시예에서 냉동 진열장의 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예에서 증발기의 기류를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 개시의 일부 실시예에서 증발기의 원리를 나타내는 개략도이다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예에서 증발기의 X-Z 평면에 있는 2개의 단부 표면의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 개시의 일부 실시예에서 냉동 진열장의 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예에서 증발기의 기류를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 개시의 일부 실시예에서 증발기의 원리를 나타내는 개략도이다.
이하에서 본 개시를 상세히 설명한다. 다음 단락에서, 실시예의 상이한 측면이 상세하게 정의된다. 정의된 측면은 다르게 구체적으로 언급되지 않는 한 하나 이상의 다른 측면과 결합될 수 있다. 특히, 바람직하거나 유리한 것으로 간주되는 임의의 특징은 바람직하거나 유리한 것으로 간주되는 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다.
본 개시에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 용어는 설명을 용이하게 하기 위해 동일한 명칭을 갖는 다른 구성요소를 구별하기 위해 사용된 것일 뿐, 서열 또는 1차 및 2차 관계를 나타내는 것은 아니다.
또한, 어떤 부재가 다른 부재 "위에" 있다고 할 때, 그 부재는 다른 부재 위에 직접 배치될 수도 있고, 그 사이에 삽입된 하나 이상의 중간 부재를 통해 다른 부재 위에 간접적으로 배치될 수도 있다. 또한, 어떤 부재가 다른 부재와 "연결되어 있다"고 할 때, 그 부재는 다른 부재와 직접 연결될 수도 있고, 그 사이에 삽입된 하나 이상의 중간 부재를 통해 간접적으로 연결될 수도 있다. 이하 설명에서, 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 개시는 "위", "아래", "상부", "하부", "앞", "뒤", "안", "바깥" 등과 같이 방향이나 위치 관계를 나타내는 용어를 포함한다. 이러한 용어는 본 개시의 설명을 용이하게 하기 위한 것일 뿐, 언급된 장치가 특정 방향을 갖거나 특정 방향으로 구성 및 작동되어야 함을 나타내거나 암시하는 것이 아니라 본 개시의 보호 범위에 대한 제한으로 해석될 수 없다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 개시는 냉장용 증발기(10)를 제공한다. 증발기(10)는 열교환체(1)를 포함한다. 열교환체(1)는 제 1 방향을 따라 순차적으로 배열된 제습 영역(A) 및 결빙방지 냉각 영역(B)를 포함한다. 제습 영역(A)는 제 1 방향의 공기 유입측에 위치한다. 열교환체(1)는 냉매가 유동하는 열교환 채널을 포함한다. 열교환 채널은 복수의 제 1 채널 섹션 및 복수의 제 2 채널 섹션을 포함한다. 복수의 제1 채널 섹션은 제 1 방향을 따라 간격을 두고 배열되고, 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 연장된다. 열교환 채널에서 인접한 제 1 채널 섹션의 동일 측면 단부는 제 2 채널 섹션을 통해 서로 연통한다. 결빙방지 냉각 영역(B)에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도는 제습 영역(A)에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도보다 작다.
일부 실시예에서, 열교환체(1)는 제 1 방향에서 결빙방지 냉각 영역(B)의 하류에 위치하는 강화 냉각 영역(C)를 추가로 포함한다. 결빙방지 냉각 영역(B)의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도는 강화 냉각 영역(C)의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도보다 작다.
일부 실시예에서, 증발기(10)는 열교환체(1)를 포함한다. 열교환체(1)는 기류 방향을 따라 순차적으로 배열된 제습 영역(A) 및 결빙방지 냉각 영역(B)을 포함한다. 제습 영역(A)는 공기 유입측에 위치하며, 결빙방지 냉각 영역(B)는 제습 영역(A)의 하류에 위치한다.
열교환체(1)는 냉매가 유동하는 열교환 채널을 포함한다. 열교환 채널은 유입구(23)와 배출구(24)를 포함한다. 유입구(23)는 액체 냉매의 유입을 위해 마련되고, 배출구(24)는 기체 냉매의 배출을 위해 마련된다. 열교환체(1)는 냉매가 유동하는 열교환 채널을 포함한다. 열교환 채널은 복수의 제 1 채널 섹션 및 복수의 제 2 채널 섹션을 포함한다. 복수의 제 1 채널 섹션은 제 1 방향(X)을 따라 간격을 두고 배열되며, 제 1 방향(X)과 직교하는 제 2 방향(Y)을 따라 연장된다. 제 1 방향(X)은 기류 방향과 평행하다. 열교환 채널에서 인접한 제 1 채널 섹션의 동일 측면 단부는 제 2 채널 섹션을 통해 서로 연통한다. 예를 들어, 제 1 채널 섹션은 직선 섹션일 수 있고, 제 2 채널 섹션은 U자형, 아크형 또는 다른 곡선형일 수 있다.
일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이. 열교환체(1)는 베이스(1')와 베이스(1')에 장착된 열교환 튜브(2)를 포함한다. 열교환 채널은 열교환 튜브(2) 내부에 형성된다. 열교환 튜브(2)는 복수의 제 1 튜브 섹션(21) 및 복수의 제 2 튜브 섹션(22)을 포함한다. 제 1 채널 섹션은 제 1 튜브 섹션(21) 내부에 형성되며, 제 2 채널 섹션은 제 2 튜브 섹션(22) 내부에 형성된다. 열교환 튜브(2)는 복수의 제 1 튜브 섹션(21) 및 복수의 제 2 튜브 섹션(22)을 포함한다. 복수의 제 1 튜브 섹션(21)은 기류 방향과 평행한 제 1 방향(X)을 따라 간격을 두고 배열되며, 제 1 방향(X)과 수직인 제 2 방향(Y)을 따라 연장된다. 동일한 열교환 채널에 대응하는 인접한 제 1 튜브 섹션(21)의 동일 측면 단부는 제 2 튜브 섹션(22)을 통해 서로 연통한다. 대안적으로, 열교환 채널은 열교환체(1)에 의해 직접 형성될 수 있다.
결빙방지 냉각 영역(B)에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제 1 방향(X)의 거리는 제습 영역(A)에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제 1 방향(X)의 거리보다 크다.
본 실시예에서는, 공기가 증발기(10)를 따라, 및 증발기(10)의 가장 큰 측면에 수직이 아닌 제 1 채널 섹션과 수직한 제 1 방향(X)으로 유동하기 때문에, 기류가 증발기(10)를 통과할 때 상이한 영역에서 상이한 냉각 효과가 발생한다.
공기 유입측에 인접한 열교환체(1)의 영역에서, 외부로부터 유입되는 공기의 온도가 상대적으로 높기 때문에 결빙되기 쉽지 않다. 반면에, 공기의 습도는 높다. 제습 영역(A)의 증발 효과로 인해 공기 중의 수증기가 응결될 수 있다. 제습 영역(A)에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 상대적으로 짧은 거리가 제습 효과를 향상시킬 수 있다.
기류가 증발 열교환을 위해 제습 영역(A)를 통과한 후, 약간의 수증기가 여전히 기류에 존재하고, 기류의 온도가 감소된다. 기류가 추가적인 냉각을 위해 결빙방지 냉각 영역(B)을 통과할 때, 기류 내의 수증기는 열교환체(1)의 표면에 응축되어 결빙을 형성하는 경향이 있다. 결빙방지 냉각 영역(B)에서 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 거리를 늘림으로써, 결빙의 양을 줄여 결빙 형성을 완화할 수 있다. 또한, 기류는 결빙방지 냉각 영역(B)를 통과하여 추가로 제습된다. 그 결과, 본 실시예는 증발기(10)의 결빙 형성을 완화시키면서, 열교환 및 제습 효과를 확보할 수 있어서, 증발기(10)의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이. 열교환체(1)는 기류 방향으로 결빙방지 냉각 영역(B)의 하류에 위치한 강화 냉각 영역(C)을 추가로 포함한다. 강화 냉각 영역(C)은 공기 배출 측에 위치한다. 결빙방지 냉각 영역(B)에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제 1 방향(X)의 거리는 강화 냉각 영역(C)에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제 1 방향(X)의 거리보다 크다.
이 실시예에서, 기류가 제습 영역(A) 및 결빙방지 냉각 영역(B)을 순차적으로 통과한 후, 기류 내의 수증기 함량이 크게 감소된다. 기류가 강화 냉각 영역(C)에 의해 추가로 냉각되는 과정에서 열교환체(1)에 결빙이 쉽게 형성되지 않는다. 따라서, 강화 냉각 영역(C)에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 거리를 줄임으로써, 증발기(10)의 전체 열교환량이 달성되도록 보장될 수 있다. 도 1에서, 결빙방지 냉각 영역(B)에서 제 1 채널 섹션의 배열은 기류 방향에서 상대적으로 성긴 반면, 제습 영역(A) 및 강화 냉각 영역(C)에서 제 1 채널 섹션의 배열은 기류 방향에서 상대적으로 조밀하다. 따라서, 증발기(10)의 결빙 형성이 완화되면서 열교환 및 제습의 효과가 확보되어, 증발기(10)의 전반적인 성능이 향상된다.
일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이. 동일한 열교환 채널에 대해, 결빙방지 냉각 영역(B)에서의 제 1 채널 섹션의 수는 제습 영역(A)에서의 제1 채널 섹션의 수보다 많다. 예를 들어, 제습 영역(A)에서의 제 1 채널 섹션의 수는 3 내지 5이고, 결빙방지 냉각 영역(B)에서의 제 1 채널 섹션의 수는 6 내지 8이다.
일부 실시예에서, 동일한 열교환 채널에 대해, 제습 영역(A)에서의 제 1 채널 섹션의 수는 강화 냉각 영역(C)에서의 제 1 채널 섹션의 수보다 많다. 예를 들어, 강화 냉각 영역(C)에서의 제 1 채널 섹션 수는 약 2이다.
일부 실시예에서, 동일한 열교환 채널에 대해, 제습 영역(A)에서의 제 1 채널 섹션의 수는 결빙이 없는 제 1 채널 섹션의 수이다. 기류의 높은 온도로 인해 열교환체(1)를 통과하는 기류의 초기에 주위온도가 상대적으로 높기 때문에, 기류의 습도가 최대가 되어도 결빙이 쉽게 형성되지 않는다. 그러나 기류가 서서히 냉각됨에 따라 기류의 온도가 낮아지기 때문에 결빙이 생기기 쉽다. 따라서, 제습 영역(A)에서 제 1 채널 섹션의 수는 열교환체(1)에서 결빙 영역과 무결빙 영역 사이의 임계 위치에 따라 결정될 수 있다. 이와 같이, 제 1 채널 섹션은 조밀하게 배열되어, 제습 효과를 보장하고 또한 제습 영역(A)의 결빙을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 결빙방지 냉각 영역(B)의 제 1 채널 섹션의 수는, 제습 영역 (A)과 결빙방지 냉각 영역(B)이 함께 기류에서 기설정된 비율의 수분을 제거하여 기설정된 열교환량을 달성하도록 구성된다. 결빙방지 냉각영역(B)은 열교환 주요영역으로, 기류가 강화 냉각 영역(C)을 통과할 때, 기류내의 대부분의 수증기를 제거하면서 주요한 증발 열교환을 실현할 수 있어서, 제습효과를 보장하고 결빙 형성을 방지한다.
일부 실시예에서, 열교환체(1)의 전체 열교환량이 요구사항을 충족하도록 강화 냉각 영역(C)의 제 1 채널 섹션의 수가 구성된다. 제 1 채널 섹션 사이의 거리가 결빙방지 냉각 영역(B)에서 상대적으로 크기 때문에, 결빙 형성이 감소할 수 있지만 열교환 성능은 저하될 것이다. 열교환 성능은 강화 냉각 영역(C)에서 조밀하게 배열된 제 1 채널 섹션에 의해 더욱 향상될 수 있으며, 이에 따라 열교환체(1)의 전체 열교환 요구사항을 충족한다.
일부 실시예에서, 복수의 열교환 채널은 제 3 방향(Z)(즉, 열교환체(1)의 두께 방향)을 따라 배열된다. 복수의 열교환 채널 각각은 제 1 방향(X)을 따라 배열된 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함한다. 제 1 단부는 냉매가 유입되도록 구성되고, 제 2 단부는 냉매가 배출되도록 구성된다. 제 3 방향(Z)은 제 1 방향(X) 및 제 2 방향(Y)에 수직이다. 복수의 열교환 채널은 적어도 한 쌍의 인접한 교차 열교환 채널을 포함한다. 제 1 채널 섹션의 동일 측면 단부에서, 2개의 교차 열교환 채널의 제 2 채널 섹션이 서로 교차되어 있다. 도 1의 좌측에 도시된 바와 같이. 제 1 채널 섹션의 일단에 위치하는 2개의 교차 열교환 채널의 제 2 채널 섹션은 서로 교차된다. 도 1의 우측에 도시된 바와 같이. 교차 열교환 채널의 제 1 채널 섹션의 타단에 위치한 제 2 채널 섹션은 서로 평행하다.
증발기(10)는 공기 통로에 배치된다. 공기 통로의 폭 방향(즉, 제 3 방향(Z))의 풍속이 일정하지 않아 열교환체(1)의 국부적인 위치의 온도가 지나치게 낮아 심각한 결빙 형성을 초래한다. 교차 열교환 채널을 사용하여 열교환의 균일성을 향상시키고 국부 저온으로 인한 국부 결빙을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이. 열교환체(1)의 제 3 방향(Z)을 따른 적어도 일측에는 2개의 교차 열교환 채널이 마련된다. 예를 들어, 제 3 방향을 따라 열교환체(1)의 양측 가장자리 영역에는 각각 한 쌍의 교차 열교환 채널이 마련된다. 선택적으로 두 쌍의 교차 열교환 채널 사이에 추가 교차 열교환 채널을 원하는 대로 추가할 수 있다.
증발기(10)는 공기 통로, 예를 들어, 냉장 진열장의 공기 통로에 배치된다. 기류의 코안다 효과(Coanda effect)로 인해 기류는 공기 통로의 벽을 고속으로 유동한다. 또한, 증발기(10)가 2개의 플레이트 사이에 끼워져 고정되고 플레이트와 열교환체(1) 사이에 간극이 형성되므로 유동 저항이 작고 기류의 속도가 빠르다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 3 방향(Z)을 따라 양측에 위치한 풍속(Q1, Q3)은 중앙의 풍속(Q2)보다 빠르므로, 열교환체(1)의 국부 온도가 지나치게 낮아져, 심각한 결빙을 초래한다. 교차 열교환 채널을 사용함으로써 열교환의 균일성을 향상시키고 국부 저온으로 인한 국부 결빙을 방지할 수 있다.
도 1의 우측에 도시된 바와 같이. 열교환체(1)는 왼쪽부터 오른쪽으로 제 1 열교환 튜브(2A), 제 2 열교환 튜브(2B), 제 3 열교환 튜브(2C), 및 제 4 열교환 튜브(2D)의 4개의 열교환 튜브(2)를 포함한다. 제 1 열교환 튜브(2A)와 제 2 열교환 튜브(2B)가 교차하고, 제 3 열교환 튜브(2C)와 제 4 열교환 튜브(2D)가 교차한다.
일부 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 열교환체(1)의 역풍 표면(S)은 제 3 방향(Z)에 수직하고 공기의 유입을 마주하는 제습 영역(A)의 표면과 제 1 방향(X)에 수직인 제습 영역(A)의 표면을 포함하고, 제 3 방향(Z)은 제 1 방향(X) 및 제 2 방향(Y)에 수직이다.
본 실시예에서는 열교환체(1)의 제습 영역(A)의 하부 표면과 측면이 모두 유입되는 공기에 노출되어 열교환체(1)의 역풍 표면의 면적이 증가할 수 있다. 주변 온도가 상대적으로 높기 때문에 역풍 표면은 결빙이 형성되기 쉽지 않다. 예를 들어, 증발기(10)가 진열장에 배치된 경우, 유입되는 공기의 온도는 10℃ 이상이므로, 역풍 표면은 결빙이 형성되기 쉽지 않다. 이와 같이, 제습 영역(A)에서의 제 1 채널 섹션은 조밀하게 배치되어 제습 효과를 최적화하면서 결빙 방지를 보장할 수 있다.
일부 실시예에서, 열교환체(1)의 표면은 소수성 코팅으로 코팅된다. 열교환 튜브(2)에 열교환 채널이 형성된 구조에서, 열교환 튜브(2)에 핀(fin)을 배치할 수 있고, 열교환 튜브(2)의 표면과 핀의 표면에 소수성 코팅을 적용할 수 있다. .
본 실시예에서는 거리를 달리하여 소수성 코팅을 적용함으로써 보다 효과적으로 결빙을 억제할 수 있다. 그 이유는 소수성 코팅이 응축된 수분과 열교환체(1)의 표면 사이의 접촉각을 증가시켜, 증발 및 냉장에 있어서 기류 내의 수증기가 핀 표면에서 구형으로 응축될 수 있기 때문이다. 수분 구형체는 열교환체(1)와의 접촉면적이 적어 동결이 용이하지 않다. 그 결과, 응축 수분이 동결될 때 핀이 기설정된 온도(예를 들어, -2℃)가 되도록 과냉각도를 달성할 수 있어서, 결빙의 과냉각도가 증가하고 걀빙 온도는 감소한다.
일부 실시예에서, 열교환 튜브(2)의 직경은 6mm 내지 13mm 범위, 예를 들어 6mm, 6.5mm, 7mm, 7.5mm, 8mm, 8.5mm, 9mm, 9.5mm, 10mm, 10.5mm, 11mm, 11.5mm, 12mm, 12.5mm 또는 13mm이다. 특정 실시예에서, 열교환 튜브(2)의 직경은 9.52mm이다. 종래의 증발기에서, 열교환 튜브는 등간격일 수 있고, 튜브의 직경이 작을 때 열교환 튜브(2)는 결빙되기 쉽다. 본 개시의 실시예에서, 다양한 거리를 갖는 열교환 튜브를 사용하고, 제습 영역(A)을 공기 유입에 노출시키고, 소수성 코팅을 적용함으로써 결빙 형성을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 열교환 튜브(2)의 직경을 감소시킬 수 있고, 증발기(10)의 두께를 감소시킬 수 있으며, 공기 통로의 점유 공간을 감소시킬 수 있다. 증발기(10)를 냉장 진열장에서 사용하는 경우, 이중층 이중온도 에어 커튼을 제공하여 주변 열과 수증기의 유입을 효과적으로 차단할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 개시의 증발기(10)는 액체 공급 튜브(4), 기체 배출 튜브(5) 및 제 1 온도 검출 부재(3)를 추가로 포함한다. 액체 공급 튜브(4) 및 가스 배출 튜브(5) 각각은 열교환 채널의 두 단부에서 유입구(23) 및 배출구(24)와 연통한다. 액체 공급 튜브(4)에는 전자 팽창 밸브(electronic expansion valve) 또는 모세관과 같은 조절 부재(8)가 마련된다. 제 1 온도 검출 부재(3)는 온도 센서가 될 수 있으며, 열교환체(1)의 제습 영역(A)에 배치되어 열교환체(1)의 제습 영역(A)의 온도를 검출하도록 구성된다.
조절 부재(8)의 개방도는 제 1 온도 검출 부재(3)의 검출값이 (제습 영역(A)의) 기설정된 온도값을 초과하는 조건에서 증가하고, 제 1 온도 검출 부재(3)의 검출값이 기설정된 온도값을 초과하지 않는 경우 감소한다. 조절 부재(8)의 개방도는 컨트롤러에 의해 자동으로 조정될 수 있다.
본 실시예에서, 제습 영역(A)의 온도를 검출할 수 있고 제습 영역(A)의 온도에 따라 조절 부재(8)의 개방도를 시간적으로 조절하여 과열도를 변화시킴으로써, 제습 영역(A)은 결빙이 형성되지 않고, 제습 영역과 제습 온도를 제어한다.
일부 실시예에서, 증발기(10)는 제2 온도 검출 부재(6) 및 제 3 온도 검출 부재(7)를 추가로 포함한다. 제 2 온도 검출 부재(6)는 액체 공급 튜브(4) 상에 배치되어 액체 공급 튜브(4)의 온도를 검출하도록 구성된다. 제 3 온도 검출 부재(7)는 가스배출 튜브(5) 상에 배치되어 가스 배출 튜브(5)의 온도를 검출하도록 구성된다. 조절 부재(8)의 개방도는 제 3 온도 검출 부재(7)와 제 2 온도 검출 부재(6)의 검출값의 차이에 따라 결정되며, 검출 부재(8)의 개방도는 검출값 사이의 차이와 양의 상관관계가 있다.
본 실시예에서, 제 1 온도 검출 부재(3)에 따라 조절 부재(8)의 조정 정도(adjustment tendency)가 결정된 후, 조절 부재(8)의 조정량은 제 3 온도 검출 부재(7)와 제 2 온도 검출 부재(6) 사이의 온도차에 기초하여 더 정량적으로 결정될 수 있어서, 우수한 결빙 억제 효과를 달성하면서 열교환 효과를 보장할 수 있다.
특정 실시예에서, 증발기(10)는 냉장 진열장에 사용된다. 액체 공급 튜브(4)에 온도 센서를 각각 배치하여 액체의 온도를 검출하고 가스 배출 튜브(5)에 온도 센서를 배치하여 기체의 온도를 검출함으로써, 튜브의 온도를 실시간으로 검출한다. 가스 배출 튜브(5)와 액체 공급 튜브(4) 사이의 온도차에 기초하여 전자 팽창 밸브가 취하는 단계수를 조절할 수 있어서, 증발기(10)의 과열도를 제어할 수 있다. 한편, 제습 영역(A)의 온도를 검출하고, 이 온도가 -2℃ 이상인 조건에서 컨트롤러는 전자 팽창 밸브의 개방도를 증가시켜 과열도를 낮추도록 제어하고; 이 온도가 -2℃ 미만인 조건에서 컨트롤러는 전자 팽창 밸브의 개방도를 감소시켜 과열도를 증가시키도록 제어한다. 따라서, 증발기의 과열도를 일정하게 유지할 수 있어서, 증발기 하단의 제습 영역(A) 튜브 온도가 -2℃ 이상이며, 따라서 이 영역은 결빙 형성 없이 제습 기능을 수행할 수 있다.
두 번째로, 본 개시는 또한 전술한 실시예의 증발기(10)를 포함하는 냉장 진열장을 제공한다. 예를 들어, 냉장 진열장은 수직 디스플레이 캐비닛(display cabinet)이 될 수 있다.
냉장 진열장의 개방형 구조로 인해 주변의 뜨거운 공기가 캐비닛으로 쉽게 유입되어 증발기(10)에 결빙이 형성될 수 있다. 본 개시의 증발기(10)를 사용함으로써 우수한 결빙 억제 효과를 얻을 수 있으며, 열교환체(1) 표면의 결빙이 형성되는 것을 크게 감소시킬 수 있어서, 열교환체(1) 표면의 열 저항 및 유동 저항 증가를 방지할 수 있어서, 열교환 효과를 향상시키고 디스플레이 캐비닛의 전력 소비를 줄이고 캐비닛 온도를 안정시킨다.
일부 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 냉장 진열장은 캐비닛 본체(20)와 팬(70)을 추가로 포함한다. 캐비닛 본체(20)에는 제 1 공기 통로(30)와 제 2 공기 통로(40)가 형성된다. 제 1 공기 통로(30)는 캐비닛 본체(20)의 전후 방향을 따라 연장되며 캐비닛 본체(20)의 하부에 마련된다. 제 2 공기 통로(40)는 캐비닛 본체(20)의 상하 방향을 따라 연장되며 캐비닛 본체(20)의 후방부에 마련된다. 제 2 공기 통로(40)의 하부는 제 1 공기 통로(30)의 후방부와 연통된다. 팬(70)은 제 1 공기 통로(30)에 배치되어 제 1 공기 통로(30)로 냉기를 전달하도록 구성된다. 냉기는 제 1 공기 통로(30)와 제 2 공기 통로(40)를 순차적으로 통과하여 캐비닛 본체(20) 전면에 냉기 커튼을 형성한다.
증발기(10)는 제 2 공기 통로(40)의 하부영역에 배치되며, 제 1 방향(X)은 상하방향과 일치한다. 따라서, 팬(70)에 의해 구동되는 공기는 제 2 공기 통로(40)를 따라 유동하며 증발기(10)의 가장 작은 측면에서 증발기(10)를 통과하게 되어 증발기(10)를 유동하는 기류 유동시 서로 다른 냉각 효과를 받게 된다.
또한, 캐비닛 본체(20)에도 제3공기통로(50)가 형성되며, 캐비닛 본체(20)의 전후 방향을 따라 연장되며, 캐비닛 본체(20)의 상부에 마련된다. 제 3 공기 통로(50)의 후방부는 제 2 공기통로(40)의 상부와 연통된다. 따라서, 팬(70)에 의해 구동되는 공기류는 제 1 공기 통로(30), 제 2 공기 통로(40), 및 제 3 공기 통로(50)를 따라 순차적으로 유동할 수 있으며, 최종적으로 디스플레이 캐비닛의 전면에서 상하로 제 1 에어 커튼을 형성한다.
또한, 캐비닛 본체(20)의 상부에는 유동 안내 기구(flow guide mechanism)가 위치한다. 유동 안내 기구에는 유동 안내 채널(60)이 형성된다. 유동 안내 채널(60)의 유동 안내 배출구는 냉기 배출구 전면에 위치한다. 외부 대기는 다른 팬에 의해 유동 안내 기구로 공급되고 유동 안내 배출구에서 분출되어 제 1 에어 커튼 전면에서 제 2 에어 커튼이 형성될 수 있다. 제 2 에어 커튼의 온도는 제 1 에어 커튼의 온도보다 높다. 따라서, 외부 환경과 캐비닛 본체(20)의 수납 공간 사이의 열교환을 줄일 수 있고, 디스플레이 캐비닛의 냉각 효과를 향상시킬 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이. 증발기(10)는 제 2 공기 통로(40)의 하부에 배치되며, 제 1 방향(X)은 상하방향과 일치하고, 제 3 방향(Z)은 전후방향과 일치한다. 하부측에 제습 영역(A)이 위치하고, 상부측에 강화 냉각 영역(C)이 위치하며, 제습 영역(A)과 강화 냉각 영역(C) 사이에 결빙방지 냉각 영역(B)이 위치한다. 본 실시예에서는 증발기(10)가 수직으로 배치되어 제 2 공기 통로(40)에서 기류가 아래에서 위로 유동할 때 순차적으로 상이한 냉각 효과를 얻을 수 있다.
일부 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이. 제습 영역 (A)의 열교환 튜브(2)는 쉽게 결빙되지 않기 때문에, 제 1 튜브 섹션(21)은 조밀하게, 예를 들어 25.4mm × 22mm의 거리로 배치되어 제습 효과를 최적화할 수 있다. 기류가 제습 영역(A)을 통과한 후에는 결빙방지 냉각 영역(B)의 기류의 온도와 습도는 제습 영역(A)의 기류보다 낮고, 강화 냉각 영역(C)의 기류보다 높다. 결빙방지 냉각 영역(B)의 열교환 튜브(2)가 쉽게 결빙되기 때문에, 제 1 튜브 섹션(21)은 성기게 예를 들어 50.8mm × 22mm의 거리로 배치되어 결빙 형성을 감소시킬 수 있다. 이와 같이 핀의 표면 온도가 상승하고 결빙이 형성된 표면적이 감소하여 이 영역에서 증발기의 결빙방지 능력이 향상됨으로써, 결빙 형성으로 인해 결빙이 차단되는 것을 방지한다. 겅화 냉각 영역(C)의 기류 온도 및 습도는 상대적으로 낮고, 결빙에 필요한 수증기 공급원이 없기 때문에, 제 1 튜브 섹션(21)은 조밀하게 배열되어 열교환을 향상시키고 증발기(10)의 전체 열교환 요구사항을 보장할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 개시의 냉장 진열장은 제 1 공기 통로(30)와 제 2 공기 통로(40) 사이에 배치된 배플 플레이트(80)를 추가로 포함한다. 배플 플레이트(80)는 증발기(10) 전면에 수평으로 배치될 수 있다. 제습 영역(A)는 배플 플레이트(80) 아래에 위치한다. 결빙방지 냉각 영역(B)과 강화 냉각 영역(C)d은 배플 플레이트(80) 위에 위치한다. 열교환체(1)의 역풍면(S)은 공기 유입과 직접 마주하는 제습 영역(A)의 표면과 제습 영역(A)의 바닥면을 포함한다.
본 실시예에서 열교환체(1)의 제습 영역(A)은 배플 플레이트(80)로부터 노출된다. 배플 플레이트 위에 열교환체(1) 전체를 배치한 종래 기술에 비하여 제습 영역(A)은 공기의 유입에 노출될 수 있으며, 즉 제습 영역(A)의 하부 표면과 전측면 모두에 노출될 수 있어서, 열교환체(1)의 역풍 표면의 면적을 증가시킬 수 있다. 디스플레이 캐비닛의 공기 유입 온도가 상대적으로 높기 때문에 역풍 표면에는 결빙이 쉽게 형성되지 않는다. 예를 들어, 증발기(10)가 디스플레이 캐비닛에 배치된 경우, 유입되는 공기의 온도가 10℃ 이상이므로, 역풍 표면에는 결빙이 쉽게 형성되지 않는다. 이와 같이, 제습 영역(A)에서의 제 1 채널 섹션은 조밀하게 배치될 수 있어서, 결빙을 형성하지 않으면서 제습 효과를 최적화한다
구체적인 실시예에서 등간격 열교환 튜브를 적용한 증발기와 본 개시의 가변 거리 열교환 튜브를 적용한 증발기를 비교하며, 냉장 진열장의 비교는 다음과 같다:
표 1: 등간격 열교환 튜브를 채택한 증발기와 다양한 간격의 열교환 튜브를 채택한 증발기의 비교
| 증발기 종류 | 종래의 증발기 | 본 개시의 증발기 |
| 캐비닛의 온도 불균형이 발생하기 전의 평균 캐비닛 온도 | 7.1℃ | 3.6℃ |
| 캐비닛 온도가 불균형하여 0.4℃ 상승할 때까지의 냉장 시간 | 45분 | 88분 |
최종적으로, 본 개시는 또한 상기 실시예의 증발기(10)에 기초한 제어 방법을 제공한다. 일부 실시예에서, 상기 방법은: 제 1 온도 검출 부재(3)가 열교환체(1)의 제습 영역(A)에서 온도를 검출하는 단계; 및
제1 온도 검출 부재(3)의 검출값이 기설정된 온도 값을 초과하는지 여부를 판단하고, 검출값이 기설정된 온도값을 초과하면 조절 부재(8)의 개방도를 증가시키고, 검출값이 기설정된 온도값을 초과하지 않으면 조절 부재(8)의 개방도를 감소시키는 단계를 포함하고, 조절 부재(8)는 증발기(10)의 액체 공급 튜브(4)에 마련되며 액체 공급 튜브(4)는 열교환 채널의 유입구(23)에 연통된다.
본 실시예에서는 제습 영역(A)의 온도를 검출함으로써 조절 부재(8)의 개방도를 제습 영역(A)의 온도에 따라 시간적으로 조절하여 과열도를 변화시킬 수 있어서 제습 영역(A)에는 결빙이 형성되지 않는 것을 보장하며, 제습 영역과 제습 온도를 제어한다.
일부 실시예에서, 조절 부재(8)의 개방도를 조절할 필요가 있는 경우, 제어 방법은:
제 2 온도 검출 부재(6)가 액체 공급 튜브(4)의 온도를 검출하는 단계;
제 3 온도 검출 부재(7)가 가스 배출 튜브(5)의 온도를 검출하는 단계; 및
제 3 온도 검출 부재(7)와 제 2 온도 검출 부재(6)의 검출값의 차이에 따라 조절 부재(8)의 개방도를 결정하되, 조절 부재(8)의 개방도는 검출값 사이의 차이와 양의 상관관계가 있는 단계를 추가로 포함한다.
본 실시예에서, 제 1 온도 검출 부재(3)에 따라 조절 부재(8)의 조정 정도가 결정된 후, 조절 부재(8)의 조정량은 제 3 온도 검출 부재(7)와 제 2 온도 검출 부재(6) 사이의 온도차에 기초하여 더 정량적으로 결정될 수 있어서, 우수한 결빙 억제 효과를 달성하면서 열교환 효과를 보장할 수 있다.
이상 본 개시에서 제공하는 증발기, 이의 제어방법 및 냉장 진열장에 대하여 상세히 설명하였다. 본 명세서의 특정 실시예를 참조하여 본 개시의 원리 및 구현을 설명히였다. 실시예의 설명은 단지 본 개시의 방법 및 그 핵심 아이디어를 이해하는 것을 돕기 위해 제공된다. 본 개시의 다양한 개선 및 수정은 본 개시의 청구범위의 보호 범위 내에 속하는 본 개시의 원리를 벗어나지 않는 한 당업자에 의해 이루어질 수 있음을 주목해야 한다.
1: 열교환체, 1': 베이스, 2: 열교환 튜브, 21: 제 1 튜브 섹션, 22: 제 2 튜브 섹션, 23: 유입구, 24: 배출구, 2A: 제 1 열교환 튜브, 2B: 제 2 열교환 튜브, 2C: 제 3 열교환 튜브, 2D: 제 4 열교환 튜브, 3: 제 1 온도 검출 부재, 4: 액체 공급 튜브, 5: 가스 배출 튜브, 6: 제 2 온도 검출 부재, 7: 제 3 온도 검출 부재, 8: 조절 부재, A: 제습 영역, B: 결빙방지 냉각 영역, C: 강화 냉각 영역, S: 역풍 표면, X: 제 1 방향, Y: 제 2 방향, Z: 제 3 방향
10: 증발기, 20: 캐비닛 본체, 30: 제 1 공기 통로, 40: 제 2 공기 통로, 50: 제 3 공기 통로, 60: 유동 안내 채널, 70: 팬, 및 80: 배플 플레이트
10: 증발기, 20: 캐비닛 본체, 30: 제 1 공기 통로, 40: 제 2 공기 통로, 50: 제 3 공기 통로, 60: 유동 안내 채널, 70: 팬, 및 80: 배플 플레이트
Claims (19)
- 열교환체(1)를 포함하는 증발기(10)에 있어서,
열교환체(1)는 제 1 방향을 따라 순차적으로 배열된 제습 영역(A)과 결빙방지 냉각 영역(B)을 포함하며, 제습 영역(A)은 제 1 방향의 공기 유입측에 위치하고;
열교환체(1)는 냉매가 유동하는 열교환 채널을 포함하며, 열교환 채널은 복수의 제 1 채널 섹션과 복수의 제 2 채널 섹션을 포함하고, 복수의 제 1 채널 섹션은 제 1 방향을 따라 간격을 두고 배치되며, 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 연장되고, 열교환 채널에서 인접한 제 1 채널 섹션의 동일 측면 단부는 제 2 채널 섹션을 통해 서로 연통되며; 및
결빙방지 냉각 영역(B)에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도는 제습 영역(A)에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도보다 작은 증발기(10). - 제 1 항에 있어서,
열교환체(1)는 제 1 방향으로 결빙방지 냉각 영역(B)의 하류에 위치하는 강화 냉각 영역(C)을 추가로 포함하며; 및
결빙방지 냉각 영역(B)에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도는 강화 냉각 영역(C)에서의 제 1 채널 섹션의 개수 밀도보다 작은 증발기(10). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
결빙방지 냉각 영역(B)에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제 1 방향으로의 거리는 제습 영역(A)에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제 1 방향으로의 거리보다 큰 증발기(10). - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
열교환체(1)는 제 1 방향으로 결빙방지 냉각 영역(B)의 하류에 위치하는 강화 냉각 영역(C)을 추가로 포함하며; 및
결빙방지 냉각 영역(B)에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제 1 방향으로의 거리는 강화 냉각 영역(C)에서의 인접한 제 1 채널 섹션 사이의 제1 방향으로의 거리보다 큰 증발기(10). - 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
동일한 열교환 채널에 대해,
결빙방지 냉각 영역(B)에서의 제 1 채널 섹션의 수는 제습 영역(A)에서의 제 1 채널 섹션의 수 보다 크며; 및/또는 제습 영역(A)에서의 제 1 채널 섹션의 수는 강화 냉각 영역(C)에서의 제 1 채널 섹션의 수보다 큰 증발기(10). - 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서,
동일한 열교환 채널에 대해, 제습 영역(A)에서의 제 1 채널 섹션의 수는 결빙이 없는 제 1 채널 섹션의 수이고;
결빙방지 냉각 영역(B)에서의 제 1 채널 섹션의 수는 제습 영역(A)과 결빙방지 냉각 영역(B)이 함께 기류에서 기설정된 비율의 수분을 제거하고 기설정된 비율을 달성하도록 구성되며; 및/또는
강화 냉각 영역(C)에서의 제 1 채널 섹션의 수는 열교환체(1)의 전체 열교환량이 요구 사항을 충족하도록 구성되는 증발기(1). - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
열교환체(1)는:
베이스(1'); 및
베이스(1')에 장착된 열교환 튜브(2)를 포함하고,
열교환 채널은 열교환 튜브(2) 내부에 형성되며, 열교환 튜브(2)는 복수의 제 1 튜브 섹션(21) 및 복수의 제 2 튜브 섹션(22)을 포함하고, 제 1 채널 섹션은 제 1 튜브 섹션(21) 내부에 형성되며, 제 2 채널 섹션은 제 2 튜브 섹션(22) 내부에 형성되는 증발기(1). - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
열교환 채널은 제 3 방향을 따라 배열된 복수의 열교환 채널을 포함하며, 복수의 열교환 채널 각각은 제 1 방향을 따라 배열된 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고, 제 1 단부는 냉매의 유입을 위해 구성되며, 제 2 단부는 냉매의 배출을 위해 구성되고, 제 3 방향은 제 1 방향 및 제 2 방향에 수직이며; 및
복수의 열교환 채널은 적어도 한 쌍의 인접한 교차 열교환 채널을 포함하고, 제 1 채널 섹션의 동일한 측면 단부에서, 2개의 교차 열교환 채널의 제 2 채널 섹션이 서로 교차되는 증발기(1). - 제 8 항에 있어서,
열교환체(1)의 제 3 방향을 따른 적어도 일 측면에는 2개의 교차 열교환 채널이 마련되는 증발기(10). - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
열교환체(1)의 역풍 표면(S)은 제 3 방향에 수직하고 공기유입을 마주하는 제습 영역(A)의 표면 및 제 1 방향에 수직인 제습 영역(A)의 표면을 포함하고, 제 3 방향은 제 1 방향 및 제 2 방향에 수직인 증발기(10). - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
열교환체(1)의 표면은 소수성 코팅으로 코팅된 증발기(10). - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
열교환 채널의 두 단부에서 유입구(23) 및 배출구(24)와 각각 연통하는 액체 공급 튜브(4) 및 가스 배출 튜브(5)를 추가로 포함하되, 액체 공급 튜브(4)에는 조절 부재(8)가 마련되고; 및
열교환체(1)의 제습 영역(A)에서 온도를 검출하도록 구성된 제 1 온도 검출 부재(3)를 추가로 포함하며,
조절 부재(8)의 개방도는 제 1 온도 검출 부재(3)의 검출값이 기설정된 온도값을 초과하는 경우 증가하고, 제 1 온도 검출 부재(3)의 검출값이 기설정된 온도값을 초과하지 않는 경우 감소하도록 구성된 증발기(10). - 제 12 항에 있어서,
액체 공급 튜브(4)의 온도를 검출하도록 구성된 제 2 온도 검출 부재(6); 및
가스 배출 튜브(5)의 온도를 검출하도록 구성된 제 3 온도 검출 부재(7)를 추가로 포함하고,
조절 부재(8)의 개방도는 제 3 온도 검출 부재(7)와 제 2 온도 검출 부재(6)의 검출값의 차이에 따라 결정되도록 구성되며, 조절 부재(8)의 개방도는 검출값의 차이와 양의 상관관계가 있는 증발기(10). - 제 7 항에 있어서,
열교환 튜브(2)는 6mm 내지 13mm 범위의 직경을 가지는 증발기(10). - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항의 증발기(10)를 포함하는 냉장 진열장.
- 제 15 항에 있어서,
제 1 공기 통로(30) 및 제 2 공기 통로(40)가 형성되되, 제 1 공기 통로(30)는 캐비닛 본체(20)의 전후 방향을 따라 연장되고 캐비닛 본체(20)의 하부에 마련되며, 제 2 공기 통로(40)는 캐비닛 본체(20)의 상하 방향을 따라 연장되고 캐비닛 본체(20)의 후방부에 마련되며, 제 2 공기 통로(40)의 하부는 제 1 공기 통로(30)의 후방부와 연통되는 캐비닛 본체(20); 및
제 1 공기 통로(30)에 배치되고, 제 1 공기 통로(30)에 냉기를 전달하도록 구성되되, 냉기가 제 1 공기 통로(30) 및 제 2 공기 통로(40)를 순차적으로 통과하여, 캐비닛 본체(20)의 전면에 냉기 커튼을 형성하는 팬(70)을 추가로 포함하고,
증발기(10)는 제 2 공기 통로(40)의 하부 영역에 배치되며, 제 1 방향은 상하 방향과 일치하는 냉장 진열장. - 제 16 항에 있어서,
제 1 공기 통로(30)와 제 2 공기 통로(40) 사이에 배치되는 배플 플레이트(80)를 추가로 포함하고,
제습 영역(A)은 배플 플레이트(80) 아래에 위치하며, 결빙방지 냉각 영역(B) 및 강화 냉각 영역(C)은 배플 플레이트(80) 위에 위치하고, 열교환체(1)의 역풍 표면은 공기 유입에 직접 마주하는 제습 영역(A)의 표면 및 제습 영역(A)의 바닥 표면을 포함하는 냉장 진열장. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항의 증발기(10)에 기초한 제어 방법으로서,
제 1 온도 검출 부재(3)가 열교환체(1)의 제습 영역(A)에서 온도를 검출하는 단계; 및
제 1 온도 검출 부재(3)의 검출값이 기설정된 온도 값을 초과하는지 여부를 판단하고, 검출값이 기설정된 온도값을 초과하면 조절 부재(8)의 개방도를 증가시키고, 검출값이 기설정된 온도값을 초과하지 않으면 조절 부재(8)의 개방도를 감소시키는 단계를 포함하고,
조절 부재(8)는 증발기(10)의 액체 공급 튜브(4)에 마련되며 액체 공급 튜브(4)는 열교환 채널의 유입구(23)와 연통되는 방법. - 제 18 항에 있어서,
조절 부재(8)의 개방도를 조절할 필요가 있는 경우, 상기 제어 방법은:
제 2 온도 검출 부재(6)가 액체 공급 튜브(4)의 온도를 검출하는 단계;
제 3 온도 검출 부재(7)가 가스 배출 튜브(5)의 온도를 검출하되, 상기 출구 튜브(5)는 열교환 채널의 배출구(24)와 연통하는 단계; 및
제 3 온도 검출 부재(7)와 제 2 온도 검출 부재(6)의 검출값의 차이에 따라 조절 부재(8)의 개방도를 결정하되, 조절 부재(8)의 개방도는 검출값 사이의 차이와 양의 상관관계가 있는 단계를 추가로 포함하는 방법.
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