KR0130519B1 - 공기조화기의 소형응축기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제한된 공간내에 응축을 위한 전열면적을 극대화하고, 냉매와 저열면 사이의 열교환을 방해하는 저항으로서의 응축냉매의 영향을 최소화하여 응축기를 소형화하도록 발명한 공기조화기의 소형응축기에 관한 것으로, 2개의 서로 직경이 다른 1,2차전열관(10)(20)중 직경이 작은 1차전열관(10)은 다른 하나의 2차전열관(20)내부에 위치되게 설치하고, 1,2차전열관(10)(20)이 내부 중심부에 위치되게 응축관(30)을 설치하며, 1차전열관(10)의 최하단과 응축관(30)의 최하단을 다수의 작은 연결부(40)로 연결하여 1,2차전열관(10)(20)에 의하여 각각 1,2차에 걸쳐서 응축되게 하는 동시에 연결부(40)를 통해 응축관(30)으로 유동되는 냉매에 의하여 응축액막(b)(c)을 파괴하도록 구성한 것이다.

Description

공기조화기의 소형응축기

제1도는 종래 응축기의 구조를 나타낸 개략적인 종단면도.

제2도는 제1도의 측단면도.

제3도는 제1도의 유효 전열면적을 나타낸 그래프도.

제4도는 종래 다른 응축기의 구조를 나타낸 개략적인 종단면도.

제5도는 제4도의 측단면도.

제6도는 제4도의 유효 전열면적을 나타낸 그래프도.

제8도는 본 발명 응축기의 구조를 나타낸 개략적인 종단면도.

제9도는 제8도의 측단면도.

제10도는 본 발명 다른 응축기기의 구조를 나타낸 개략적인 종단면도.

제11도는 제10도의 측단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10,20 : 1,2차전열관 30 : 응축관

40 : 연결부 50 : 열교환핀

본 발명은 공기조화기에서 냉매을 응축시키는 응축기에 관한 것으로, 특히 제한된 공간내에 응축을 위한 전열면적을 극대화하고, 냉매와 저열면사이의 열교환을 방해하는 저항으로서의 응축냉매의 영향을 최소화하여 응축기를 소형화하도록 발명한 공기조화기의 소형 응축기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기의 냉동싸이클은, 냉매가스를 고온, 고압으로 압축시키는 압축기와, 압축기에서 이송된 고온, 고압의 냉매가스를 방열시켜 점차적으로 액체상태로 상변화시키는 응축기와, 응축기에서 액체상태로 상변화되어 이송된 냉매를 저온의 액체 및 기체상태로 감압하는 팽창변과 팽창변에서 이송된 저온의 액체 및 기체상태의 냉매를 통과시키면서 증발되어 주변열을 빼앗아 외부온도를 낮은 온도로 유지시키는 동시에 증발된 냉매가스를 다시 압축기로 이송토록 하는 증발기로 구성되어 있다.

이러한 응축관는 수평관형태로서 다음의 2가지의 형태로 구분되어 있다.

즉, 제1도의 응축기는 전열관의 외측 전열면에서 응축현상이 일어나는 형태로써, 상,하부에 상호 엇갈리게 냉매유입구(1a)와 냉매유출구(1b)를 각각 형성하여 냉매를 각각 유입 및 유출시키는 수평관형의 응축관(1)과, 응축관(1)의 대략 중심을 관통하여 냉각수의 급수시 열교환되도록 응축관(1)의 직경보다 현저하게 작은 전열관(2)으로 구성되어 있다.

이러한 응축기는, 응축관(1)의 냉매유입구(1a)로는 냉매를 유입시키고 전열관(2)으로는 냉각수입구(2a)에서 냉각수를 유입하면, 전열관(2)사이에서 냉매와 냉각수는 열교환하여 전열관(2)의 외측 표면에 응축액만(a)이 맺히게 된다.

상기 전열관(2)사이에서 열교환된 냉각수는 온도가 상승되어 냉각수출구(2b)로 배수되며, 열교환된 냉매는 냉매유출구(1b)를 통해 배출된다.

그런데 전열관(2)의 외측 표면에 맺혀 응축관(1)하부로 흘러 내리는 응축액먁(a)이 전열관(2)의 외측 표면에 맺혀 응축관(1)하부로 흘러 내리는 응축액막(a)이 전열관(2)의 외측 표면에 분포되는 양이 많을수록, 또한 분포의 형태가 얇은 막으로서 골고루 퍼져 있게 될수록 냉매와 냉각수사이의 열교환을 어렵게 하여 제3도와 같이 전열관(2)의 유효 전열면적(A)을 감소시키는 문제점이 있었다.

특히, 제2도와 같이 전열관(2)의 외측 하부에 응축액막(a)이 중력에 의해 모여서 그 액막의 두께(t)가 커지는 구역(b)에서 응축액막(a)으로 인한 열전달량 감소의 영향은 매우 크다. 이 영역이 전체 전열면적에서 차지하는 비율은 운전 상태 또는 응축될 냉매의 특성에 따라 다르나, 이로 인한 유효 전열면적의 감소는 응축기의 소형화에 가장 큰 걸림돌이 되는 문제점이 있었다.

또, 제4도의 응축기는 전열관의 내측 전열면에서 응축현상이 일어나는 형태로써, 상,하부에 상호 엇갈리게 냉각수입구(2a)와 냉각수축구(2b)를 각각 형성하여 냉각수를 각각 유입 및 유출시키는 수평관형의 응축관(2)과, 응축관(2)의 대략 중심을 관통하여 냉매의 공급시 열교환되도록 응축관(2)의 직경보다 현저하게 작은 전열관(1)으로 구성되어 있다.

이러한 응축기는, 응축관(2)의 냉각수입구(2a)로는 냉각수를 유입시키고 전열관(1)으로는 냉매유입구(1a)에서 냉매를 유입하면 전열관(1)사이 에서 냉매와 냉각수는 열교환하여 전열관(1)의 내측면에 응축액막(a)이 맺히게 된다.

상기 전열관(1)사이에서 열교환된 냉각수는 온도가 상승되어 냉각수출구(2b)로 배되며, 열교환된 냉매는 냉매유출구(1b)를 통해 배출된다.

따라서 제4도의 응축기는 응축액만(a)이 전열관(1)의 내측면에 맺히게 되므로, 이 또한 상술한 제2도 및 제3도와 같은 문제점이 제5도 및 제6도와 같이 발생하게 된다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하고자 창출한 것으로, 1,2차전열관을 이용하여 제한된 공간에서 전열면적을 극대화하므로서 응축기의 소형화를 도모하고, 증기냉매의 유동을 이용하여 열교환의 저항이 되는 응축액막을 파괴하므로서 1,2차전열관의 열전달계수를 향상시켜 응축기의 고효율화를 도모하고자 공기조화기의 소형응축기를 제공하고자 한는 데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 2개의 서로 직경이 다른 1,2차전열관중 직경이 작은 1차전열관은 다른 하나의 2차전열관내부에 위치되게 설치하고, 1,2차전열관이 내부 중심부에 위치되게 응축관을 설치하며, 1차전열관의 최하단과 응축관의 최하단을 다수의 작은 연결부로 연결하여 1,2차전열관에 의하여 각각 1,2차에 걸쳐서 응축되게 하는 동시에 연결부를 통해 응축관으로 유동되는 냉매에 의하여 응축액막을 파괴하도록 공기조화기의 소형응축기를 구성한 것이 본 발명의 기본적인 특징이다.

상기 1차전열관으로 유입되는 냉매를 다수의 연결부를 통해 응축관으로 흘러 내려 각각 열교환한 다음 배출되도록 하며, 2차전열관으로는 냉각수를 공급하여 열교환하도록 한다.

상기 1차전열관은 2차전열관내에 다수개 설치할 수도 있다.

상기 연결부는 튜브 또는 구멍으로 형성하여 상호 연통되게 한다.

상기 2차전열관의 하부에 길이 방향으로 열교환핀을 설치하여 냉매의 유동을 원활하게 하여 응축액막 파괴 효과를 높이도록 한다.

이하 본 발명을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면 제7도 및 제8도는 본 발명의 실시예로써, 2개의 서로 직경이 다른 1,2차전열관(10)(20)중 직경이 작은 1차전열관(10)은 다른 하나의 2차전열관(20)내부에 위치되게 설치하고, 1,2차전열관(10)(20)이 내부 중심부에 위치되게 응축관(30)을 설치하며, 1차전열관(10)의 최하단과 응축관(30)의 최하단을 다수의 작은 연결부(40)를 통해 응축관(30)으로 유동되는 냉매에 의하여 응축액막(b)(c)을 파괴하도록 공기조화기의 소형응축기를 구성한 것이 본 발명의 기본적인 특징이다.

상기 1차전열관(10)은 2차전열관(20)내에 다수개 설치할 수도 있다.

상기 1차전열관(10)은 2차전열관(20)의 외측으로 냉매유입구(11)를 돌출연장하여 냉매를 공급하도록 하며, 응축관(30)의 일측 하부에는 냉매를 배출하도록 냉매유출구(31)를 형성한다.

상기 1차전열관(10)으로 유입되는 냉매를 다수의 연결부(40)를 통해 응축관(30)으로 흘러 내려 각각 열교환한 다음 배출되도록 하며, 2차전열관(20)으로는 냉각수를 공급하여 열교환하도록 한다.

상기 연결부(40)는 튜브 또는 구멍으로 형성하여 상호 연통되게 한다.

상기 2차전열관(20)의 하부에 제 9 도 및 제 10 도와 같이 길이 방향으로 열교환핀(50)을 설치하여 냉매의 유동을 원활하게 하여 응축액막 파괴효과를 높이도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제7도 및 제8도와 같이, 냉매는 1차전열관(10)의 냉매유입구(11)로 유입되며, 2차전열관(20)으로는 냉각수입구(21)를 냉각수를 공급하도록 한다. 1차전열관(10)으로 공급된 냉매는 1차전열관(10)사이에서 2차전열관(20)으로 흐르는 냉각수와 1차 열교환하여 그 일부를 1차 응축하게 되며, 1차 응축된 응축액은 1차전열관(10)이 내면 하부에 응축액막(b)으로 형성되고, 일부 응축액과 나머지 응축되지 않은 냉매는 다수의 연결부(40)를 통해 응축관(30)으로 공급된다.

응축관(30)으로 공급된 냉매는 2차전열관(20)사이에서 2차전열관(20)으로 흐르는 냉각수와 2차 열교환하여 2차 응축하게 되어 2차전열관(20)의 외주면 하부에 응축액막(c)이 형성하게 된다.

응축관(30)내의 2차전열관(20)의 외주면 하부에 응축된 응축액은 중력에 의하여 2차전열관(20)의 하부로 흘러 내려 전열면적을 감소시키는 두꺼운 응축액막(c)이 된다.

따라서 1차전열관(10)의 하부 내면에 응축된 응축액막(b)은 1차전열관(10)에서 다수의 연결부(40)을 통해 응축관(30)으로 흘러 내리는 응축되지 않은 냉매와 일부 응축액이 연결부(40)을 통과할 때 그 응축액막(b)을 1차 파괴하는 동시에, 2차전열관(20)의 외주면 하부에 응축된 두꺼운 응축액막(c)을 2차 파괴하여 냉매와 냉각수의 열교환 저항을 최대한 감소시키게 된다.

그 후 응축되지 않은 냉매와 파괴된 응축액막은 응축관(30)의 냉매유출구(12)를 통하여 배출되며, 2차전열관(20)으로 흐르는 냉각수는 1,2차에 걸쳐서 열교환되어 온도가 상승한 상태에서 냉각수출구(22)를 통해 배수된다.

그리고, 1차전열관(10)을 2차전열관(20)내에 다수개 설치하여 응축관(30)에 다수의 연결부(40)으로 각각 연결하면 고효율화를 더욱 도모할 수가 있는 것이다.

또, 제9도 및 제10도와 같이 2차전열관(20)의 외주면 하부에 길이방향으로 열교환핀(50)을 설치하여 주므로서, 열결부(40)에 액냉매를 가깝게 유도할수록 냉매의 유출로 인한 응축액막 파괴효과가 크게 되는 것이다.

이와같이 본 발명은 1,2차전열관을 이용하여 제한된 공간에서 전열면적을 극대화하므로서 응축기의 소형화를 도모하고, 중기냉매의 유동을 이용하여 열교환의 저항이 되는 응축액막을 파되하므로서 1,2,차전열관의 열전달계수를 향상시켜 응축기의 고효율화를 도모할 수가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 2개의 서로 직경이 다른 1,2차전열관중 직경이 작은 1차전열관은 다른 하나의 2차전열관내부에 위치되게 설치하고, 1,2차전열관이 내부 중심부에 위치되게 응축관을 설치하며, 1차전열관의 최하단의 응축관의 최하단을 다수의 작은 연결부로 연결하여 1,2차젼열관에 의하여 각각 1,2차에 걸쳐서 응축되게 하는 동시에 연결부를 통해 응축관으로 유동되는 냉매에 의하여 응축액막을 파괴하도록 구성한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 소형응축기.
2. 제1항에 있어서, 상기 1차전열관은 2차전열관내에 다수개 설치한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 소형응축기.
3. 제1항에 있어서, 상기 연결부는 튜브인 것을 특징으로하는 공기조화기의 소형응축기.
4. 제1항에 있어서, 상기 연결부는 구멍인 것을 특징으로하는 공기조화기의 소형응축기.
5. 제1항에 있어서, 냉매의 유동을 원활하게 하여 응축액막 파괴효과를 높이도록 상기 2차전열관의 하부에 길이 방향으로 열교환핀을 설치한 것을 특징으로 한는 공기조화기의 소형응축기.