KR20040038328A

KR20040038328A - Coupling device for regenerator

Info

Publication number: KR20040038328A
Application number: KR1020020067225A
Authority: KR
Inventors: 사용철; 장동연; 오세기; 고철수; 오세윤
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-08

Abstract

PURPOSE: A connecting apparatus for a heat exchanger is provided to prevent liquid and gas refrigerant form being lack of uniformity because refrigerant is distributed from a header to a flat tube by connecting the flat tube of front and rear rows independently with a return band. CONSTITUTION: A header(110,120) has rows by being formed to distribute refrigerant. Flat tubes(130,140) are connected to each header with refrigerant passages communicating with each header. A connecting member connects each flat tube in the front row with each flat tube in the rear row. Thereby, lack of uniformity of gas and liquid refrigerant is prevented by distributing refrigerant from the header to the flat tube.

Description

열교환기의 연결 장치{COUPLING DEVICE FOR REGENERATOR}Connecting device of heat exchanger {COUPLING DEVICE FOR REGENERATOR}

본 발명은 열교환기의 연결 장치에 관한 것으로, 특히 수 개의 작은 냉매유로를 가지는 마이크로 채널 열교환기를 복수 개 배치할 때 각 열교환기의 유로를 연결하는 열교환기의 연결 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a connection device for heat exchangers, and more particularly to a connection device for heat exchangers for connecting flow paths of respective heat exchangers when a plurality of micro channel heat exchangers having several small refrigerant flow paths are arranged.

일반적으로 열교환기는 압축기와 응축기와 팽창기구 그리고 증발기로 이루어지는 냉동사이클장치에서 응축기와 증발기를 포괄적으로 이르는 것으로, 주위의 온도와 열을 서로 교환하면서 전열매체인 냉매를 액상에서 기상으로 또는 기상에서 액상으로 전환시키고 이 과정에서 생기는 흡수열 또는 방출열을 이용하여 냉방이나 난방 또는 냉장이나 온장으로 활용하도록 하는 것이다.In general, a heat exchanger is a comprehensive condenser and an evaporator in a refrigeration cycle system consisting of a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator. It is converted and used as cooling or heating or refrigerating or warming by using absorbed heat or emitted heat generated in this process.

이러한 열교환기는 그 형상에 따라 구분할 수 있는데, 그 중 가장 널리 알려진 열교환기로는 냉매관에 다수 개의 냉각핀을 삽입하는 이른 바 '핀 앤 튜브' 타입이 있다. 이는 주로 냉장고와 같은 가전제품에서 증발기로 활용하는 것으로 냉매는 냉매관을 순환하면서 그 냉매관의 벽면을 통해 외부와 열교환을 수행하되 냉매관의 외주면에 얇은 다수 개의 냉각핀을 밀착 결합함으로써 공기와의 접촉면적을 넓혀 열교환 효율을 극대화하는 것이다.Such heat exchangers can be classified according to their shape, and the most widely known heat exchangers include a so-called 'fin and tube' type in which a plurality of cooling fins are inserted into a refrigerant pipe. This is mainly used as an evaporator in home appliances such as refrigerators. The refrigerant circulates through the refrigerant pipe and performs heat exchange with the outside through the wall of the refrigerant pipe, but combines a plurality of thin cooling fins on the outer circumferential surface of the refrigerant pipe to closely contact with the air. The contact area is enlarged to maximize the heat exchange efficiency.

평판형 열교환기는 패널 모양의 튜브 안에 소정의 냉매유로를 형성하는 것으로 이는 냉매가 열교환기 몸체의 냉매유로를 순환하면서 외부와 열교환을 수행하는 것이다.The plate heat exchanger forms a predetermined refrigerant flow path in the panel-shaped tube in which the refrigerant exchanges heat with the outside while circulating the refrigerant flow path of the heat exchanger body.

마이크로 채널 타입은 냉매가 들어오는 입구측과 빠져나가는 출구측을 긴 관체로 형성하고 그 양쪽 긴 관체의 사이를 복수 개의 냉매유로(채널)를 내설한 플랫튜브들로 중간중간을 연결하여 입구측 관체로 유입하는 냉매가 상기한 각각의 플랫튜브로 적절하게 배분되어 통과한 후 출구측 관체에서 합쳐 유출되는 것이다.The micro-channel type is formed by a long tube formed at the inlet side and a outlet side at which the refrigerant enters, and is connected to the inlet tube by connecting intermediates with flat tubes having a plurality of coolant channels (channels) between the long tube. The incoming refrigerant is properly distributed and passed through each of the flat tubes described above, and then flows out from the outlet tube.

도 1은 종래 마이크로 채널 타입의 열교환기를 보인 사시도이다.1 is a perspective view showing a conventional micro-channel type heat exchanger.

이에 도시한 바와 같이 종래 마이크로 채널 열교환기는, 입구를 압축기의 토출구와 연결하거나 또는 팽창기구에 연결하여 냉매를 후술할 각 플랫튜브의 채널로 분산하였다가 모으는 복수 개의 헤더(1)(2)와, 헤더(1)(2) 사이에 직각 방향으로 연결하여 헤더(1)(2)로 유입한 냉매를 분산하면서 외부와 열교환시키는 플랫튜브(3)들과, 플랫튜브(3)들 사이에 접촉 결합하여 공기와의 접촉면적을 확대하는 냉각핀(4)으로 구성하고 있다.As shown in the drawing, a conventional micro channel heat exchanger includes a plurality of headers (1) (2) which connect an inlet to an outlet of a compressor or an expansion device to distribute and collect refrigerant into channels of each flat tube to be described later. Contact coupling between the flat tubes (3) and the flat tubes (3) for heat exchange with the outside while dispersing the refrigerant flowing into the header (1) (2) by connecting at right angles between the header (1) (2) And a cooling fin 4 for enlarging the contact area with air.

헤더는 입구측 헤더(1)와 출구측 헤더(2)로 구분하고, 각 헤더(1)(2)는 시작단에서 끝단까지 동일한 형상과 동일한 단면적으로 형성하고 있다.The header is divided into the inlet header 1 and the outlet header 2, and each header 1, 2 is formed in the same shape and the same cross-sectional area from the beginning to the end.

플랫튜브(3)는 그 내부에 냉매유로인 복수 개의 채널(미도시)을 일렬로 관통 형성하는 사각 단면 형상으로 형성하고, 그 양단은 헤더(1)(2)의 튜브장착구(미도시)에 삽입하여 용접으로 고정하고 있다.The flat tube 3 is formed in a rectangular cross-sectional shape through which a plurality of channels (not shown), which are refrigerant flow passages, are formed in a line, and both ends thereof are tube mounting holes (not shown) of the headers 1 and 2. It is inserted into and fixed by welding.

냉각핀(4)은 긴 직사각형 모양의 얇은 알루미늄판을 파형 모양으로 다수 회 굽혀 그 변곡점 부위를 상기한 플랫튜브(3)의 양측 대응면에 접합 결합하고 있다.The cooling fin 4 bends a long rectangular thin aluminum plate in a wave shape, and couples its inflection point to the corresponding surfaces on both sides of the flat tube 3 described above.

상기와 같은 종래 마이크로 채널 열교환기를 증발기로 활용하는 경우는 다음과 같다.In the case of using the conventional micro-channel heat exchanger as an evaporator as follows.

즉, 압축기와 응축기 그리고 팽창기구를 지나면서 기상의 냉매는 액상과 기상이 혼합한 형태로 증발기의 입구측 헤더(1)로 유입하고, 이 혼합 냉매는 입구측 헤더(1)의 시작단에서 끝단까지 압력에 의해 밀려나면서 그 중간중간에 연통한 플랫튜브(3)의 채널을 통해 출구측 헤더(2)로 이동한다.That is, the refrigerant of the gaseous phase passes through the compressor, the condenser and the expansion mechanism, and flows into the inlet header 1 of the evaporator in the form of a mixture of the liquid phase and the gaseous phase, and the mixed refrigerant is at the end of the inlet header 1 at the end. It is pushed by the pressure to and moves to the outlet side header 2 through the channel of the flat tube 3 communicating in the middle.

이 과정에서 냉매는 플랫튜브(3)의 벽면과 열교환하는 동시에 플랫튜브(3)의벽면은 공기와 접촉하는 냉각핀(4)을 통해 공기에서 열을 흡수하면서 기화하여 대부분이 가스로 전환되어 압축기의 흡입구로 재공급되는 일련의 과정을 반복하는 것이었다.In this process, the refrigerant exchanges heat with the wall of the flat tube (3) while the wall of the flat tube (3) absorbs heat from the air through the cooling fins (4) in contact with the air, and converts most of the gas into gas. It was to repeat a series of procedures to resupply to the inlet of the.

그러나, 상기와 같은 종래의 열교환기를 복수 개 배치하는 경우에는 도 2에서와 같이 최초 열교환기(10)의 출구측 헤더(12)를 다음 열교환기(20)의 입구측 헤더(21)와 연결하기 위한 별도의 냉매배관(30)을 구비하여야 하나, 이는 최초 열교환기(10)의 입구측 헤더(11)에서 액체냉매와 기체냉매를 어느 정도 균등하게 분배하였다고 하더라도 이어지는 다음 헤더(12)(21)에서 분리한 냉매를 다시 모았다가 재분배하여야 하므로 이 과정에서 액체냉매와 기체냉매를 균일하게 분배하지 못하면서 헤더의 숫자가 많을수록 열교환기의 성능이 저하하는 문제점이 있었다. 도면중 13과 23은 플랫튜브, 14와 24는 냉각핀이다.However, when a plurality of such conventional heat exchangers are arranged, as shown in FIG. 2, the outlet header 12 of the first heat exchanger 10 is connected to the inlet header 21 of the next heat exchanger 20. A separate refrigerant pipe (30) should be provided for the first heat exchanger (10). Since the refrigerant separated in the present invention must be collected and redistributed again, the number of headers increases while the liquid and gas refrigerants are not evenly distributed. 13 and 23 are flat tubes and 14 and 24 are cooling fins.

본 발명은 상기와 같은 종래 열교환기가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 열교환기의 개수에 관계없이 액체냉매와 기체냉매를 골고루 분배하여 열교환기의 성능을 높일 수 있는 열교환기의 연결 장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.The present invention has been made in view of the problems of the conventional heat exchanger, and to provide a connection device of the heat exchanger that can improve the performance of the heat exchanger by evenly distributing the liquid refrigerant and gas refrigerant regardless of the number of heat exchangers. There is an object of the present invention.

도 1 및 도 2는 종래 마이크로 채널 타입의 열교환기를 보인 사시도.1 and 2 are a perspective view showing a conventional micro channel type heat exchanger.

도 3은 본 발명 마이크로 채널 타입의 열교환기를 보인 사시도.Figure 3 is a perspective view of a heat exchanger of the present invention micro-channel type.

도 4는 본 발명 마이크로 채널 타입의 열교환기를 보인 측면도.Figure 4 is a side view showing a heat exchanger of the present invention micro-channel type.

도 5는 본 발명 마이크로 채널 타입의 열교환기에 대한 변형예를 보인 사시도.5 is a perspective view showing a modification to the heat exchanger of the present invention micro-channel type.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **

110 : 전열헤더 120 : 후열헤더110: heat header 120: heat header

130 : 전열플랫튜브 140 : 후열플랫튜브130: heat transfer flat tube 140: heat transfer flat tube

150 : 전열냉각핀 160 : 후열냉각핀150: electrothermal cooling fin 160: post-heat cooling fin

170 : 리턴밴드 171 : 통체170: return band 171: cylinder

172 : 격판체172: Plate

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 냉매를 분산하도록 통체로 형성하여 적어도 2개 이상의 복수 열을 가지도록 배치하는 헤더와, 각 헤더에 연통하는 냉매유로를 구비하여 각각 결합하는 적어도 한 개이상의 플랫튜브와, 전열(前列)에 위치한각 플랫튜브과 후열(後列)에 위치한 각 플랫튜브를 직접 연결하는 연결부재를 포함한 열교환기의 연결 장치를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, at least one flat tube which is formed by a tubular body so as to disperse the refrigerant and arranged to have at least two or more rows and a refrigerant passage communicating with each header And, it provides a connection device of the heat exchanger including a connecting member for directly connecting each flat tube located in the front heat transfer and each flat tube located in the after heat (後列).

이하, 본 발명에 의한 열교환기의 연결 장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the connection device of the heat exchanger according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in the accompanying drawings.

도 3은 본 발명 마이크로 채널 타입의 열교환기를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명 마이크로 채널 타입의 열교환기를 보인 측면도이다.Figure 3 is a perspective view showing a heat exchanger of the present invention micro-channel type, Figure 4 is a side view showing a heat exchanger of the present invention micro-channel type.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 마이크로 채널 열교환기는, 입구를 압축기의 토출구와 연결하거나 또는 팽창기구에 연결하여 냉매를 각 플랫튜브의 채널로 분산하였다가 모으도록 전열(前列)과 후열(後列)로 배치하는 복수 개의 헤더(110)(120)와, 전열헤더(110)와 후열헤더(120)에 서로 평행하게 각각 직각 방향으로 연결하여 냉매를 외부와 열교환시키는 전열플랫튜브(130) 및 후열플랫튜브(140)와, 전열플랫튜브(130)와 후열플랫튜브(140)들 사이에 각각 접촉 결합하여 공기와의 접촉면적을 확대하는 복수 개의 전열냉각핀(150) 및 후열냉각핀(160)과, 전열플랫튜브(130)와 후열플랫튜브(140)를 각각 연결하는 연결부재인 리턴밴드(170)로 구성한다.As shown in the drawing, the microchannel heat exchanger according to the present invention is connected to the outlet of the compressor or to the expansion mechanism so as to disperse and collect the refrigerant into the channels of each flat tube. The heat transfer flat tube 130 and the after heat flat that connect heat exchangers to the outside by connecting the plurality of headers 110 and 120 and the heat transfer header 110 and the post heat header 120 in parallel to each other at right angles. A plurality of electrothermal cooling fins 150 and post-heat cooling fins 160 which are in contact with each other between the tube 140, the heat transfer flat tube 130 and the heat transfer flat tube 140, thereby expanding the contact area with air. , And the return band 170 is a connection member connecting the heat transfer flat tube 130 and the heat transfer flat tube 140, respectively.

전열플랫튜브(130)와 후열플랫튜브(140)는 모두 그 내부에 냉매유로인 복수 개의 채널(미도시)을 일렬로 관통 형성하는 사각 단면 형상으로 형성하고, 각 플랫튜브(130)(140)의 일 단은 전열헤더(110)와 후열헤더(120)의 각 튜브장착구(미도시)에 삽입하여 용접으로 고정한다.The heat transfer flat tube 130 and the after heat flat tube 140 are both formed in a rectangular cross-sectional shape through which a plurality of channels (not shown), which are refrigerant passages, are formed in a line, and each flat tube 130 or 140 is formed therein. One end of the heat transfer header 110 and the rear heat header 120 is inserted into each tube mounting hole (not shown) to be fixed by welding.

또, 전열플랫튜브(130)와 후열플랫튜브(140)는 동일한 개수로 구비하는 것이바람직하다.In addition, the heat transfer flat tube 130 and the post heat flat tube 140 is preferably provided in the same number.

전열냉각핀(150)과 후열냉각핀(160)은 모두 긴 직사각형 모양의 얇은 알루미늄판을 파형 모양으로 다수 회 굽혀 그 변곡점 부위를 상기한 각 플랫튜브(130)(140)의 양측 대응면에 접합 결합한다.Both the heat-cooling fins 150 and the heat-heat-cooling fins 160 are bent a plurality of long rectangular thin aluminum plates in a wave shape, and the inflection points are joined to both sides of the flat tubes 130 and 140 described above. To combine.

리턴밴드(170)는 측면 투영시 "U"자형으로 된 관체로 형성하여 그 일단은 전열플랫튜브(130)의 출구단(입구측 헤더의 맞은 편)에 연결하는 반면 타단은 후열플랫튜브(140)의 입구단(출구측 헤더의 맞은 편)에 연결한다.The return band 170 is formed in a tube having a "U" shape in the side projection, and one end thereof is connected to the outlet end (opposite to the inlet header) of the heat transfer flat tube 130, while the other end is the after heat flat tube 140. ) To the inlet end (opposite the outlet side header).

리턴밴드(170)는 도 3 및 도 4에서와 같이 각각의 전열플랫튜브(130)와 후열플랫튜브(140)를 독립적으로 연결할 수도 있으나, 경우에 따라서는 도 5에서와 같이 모든 전열플랫튜브(130)와 후열플랫튜브(140)를 함께 일괄적으로 연결하는 통체와, 이 통체(171)의 중간중간을 독립적으로 구획하여 각 전열플랫튜브(130)와 후열플랫튜브(140)를 독립적으로 연결하는 격판체(172)로 형성할 수도 있다.The return band 170 may independently connect each of the heat transfer flat tubes 130 and the heat transfer flat tubes 140 as shown in FIGS. 3 and 4, but in some cases, as shown in FIG. 5, all the heat transfer flat tubes ( 130 and the tubular body that collectively connects the after heat flat tube 140 together with the intermediate middle of the tube 171 independently connect each heat transfer flat tube 130 and the after heat flat tube 140 independently. It is also possible to form a plate 172 to be.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.

상기와 같은 종래 마이크로 채널 열교환기를 증발기로 사용하는 경우그 작용 효과는 다음과 같다.When the conventional micro-channel heat exchanger as described above is used as an evaporator, the effects are as follows.

즉, 압축기와 응축기 그리고 팽창기구를 지나면서 기상의 냉매는 액상과 기상이 혼합한 형태로 전열에 위치한 증발기의 입구측 헤더(전열헤더)(110)로 유입하고, 이 혼합 냉매는 입구측 헤더(110)의 시작단에서 끝단까지 압력에 의해 밀려나면서 그 중간중간에 연통한 전열플랫튜브(130)의 채널을 통과한 후 리턴밴드(170)를 통해 후열플랫튜브(120)의 채널을 통과하며, 이 과정에서 냉매는전열냉각핀(150)과 후열냉각핀(160)에 의해 공기와 열교환하면서 기화하여 대부분이 가스로 전환되어 출구측 헤더(후열헤더)(120)로 이동한 후 압축기의 흡입구로 흡입한다.That is, through the compressor, the condenser and the expansion mechanism, the gaseous refrigerant flows into the inlet header (heat transfer header) 110 of the evaporator located in the heat transfer in the form of a mixture of the liquid phase and the gaseous phase, and the mixed refrigerant is the inlet header ( After passing through the channel of the heat transfer flat tube 130 while being pushed by the pressure from the start end to the end of 110, and passes through the channel of the after heat flat tube 120 through the return band 170, In this process, the refrigerant is evaporated while heat-exchanging with air by the heat transfer cooling fins 150 and the after heat cooling fins 160, and most of the refrigerant is converted to gas and moved to the outlet header (after heat header) 120, and then to the suction port of the compressor. Inhale.

이때, 전열플랫튜브(130)와 후열플랫튜브(140)는 각각 단독형 또는 일괄형 리턴밴드(170)에 의해 직접 연결됨에 따라 전열플랫튜브(130)를 거치는 냉매가 후열플랫튜브(140)로 전달되기 전에 재분배되는 과정없이 그대로 전달되고, 이를 통해 전열플랫튜브(130)의 입구측에 마련한 입구측 헤더(110)에서 액체냉매와 기체냉매가 균일하게 분배되는 경우 출구측 헤더(120)까지 냉매가 균일하게 전달되어 열교환기의 성능이 저하하는 것을 미연에 방지할 수 있다.At this time, the heat transfer flat tube 130 and the after heat flat tube 140 are directly connected by the single or batch return band 170, respectively, the refrigerant passing through the heat transfer flat tube 130 to the after heat flat tube 140. It is delivered as it is without redistribution before delivery, and when the liquid refrigerant and the gas refrigerant are uniformly distributed in the inlet header 110 provided at the inlet side of the heat transfer flat tube 130, the refrigerant to the outlet header 120 is uniformly distributed. Is uniformly delivered to prevent the deterioration of the performance of the heat exchanger.

이렇게 하여 열교환기를 복수 열로 배치하는 경우 냉매가 헤더에서 튜브로 균일하게 분배됨에 따라 열교환기의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.In this way, when the heat exchanger is arranged in a plurality of rows, as the refrigerant is uniformly distributed from the header to the tube, the performance of the heat exchanger can be greatly improved.

본 발명에 의한 열교환기의 연결 장치는, 전열의 플랫튜브와 후열의 플랫튜브를 리턴밴드를 이용하여 서로 독립적으로 연결함으로써, 냉매가 헤더에서 플랫튜브로 분배되면서 액체냉매와 기체냉매가 불균일하게 되는 것을 미연에 방지하여 열교환기의 성능을 높일 수 있다.In the heat exchanger connection device according to the present invention, by connecting the flat tube of the front heat transfer and the flat tube of the post heat transfer independently from each other, the refrigerant is distributed from the header to the flat tube, the liquid refrigerant and gas refrigerant is non-uniform It is possible to increase the performance of the heat exchanger by preventing it in advance.

Claims

냉매를 분산하도록 통체로 형성하여 적어도 2개 이상의 복수 열을 가지도록 배치하는 헤더와,A header formed of a cylinder to disperse the refrigerant and arranged to have at least two or more rows;

각 헤더에 연통하는 냉매유로를 구비하여 각각 결합하는 적어도 한 개이상의 플랫튜브와,At least one flat tube having a refrigerant passage communicating with each header, and coupled to each other;

전열(前列)에 위치한 각 플랫튜브과 후열(後列)에 위치한 각 플랫튜브를 직접 연결하는 연결부재를 포함한 열교환기의 연결 장치.Connection device for heat exchangers including a connecting member for directly connecting each flat tube located in the front row and each flat tube located in the rear row.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

연결부재는 각각의 플랫튜브를 낱개씩 연결하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 연결 장치.Connection member is a connection device of the heat exchanger, characterized in that for connecting each flat tube one by one.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

연결부재는 각각의 플랫튜브를 일괄적으로 연결하는 통체와, 통체의 내부를 각 플랫튜브와 대응하도록 구획하는 격판체로 된 것을 특징으로 하는 열교환기의 연결 장치.The connecting member is a connecting device of the heat exchanger, characterized in that the cylinder body for connecting each flat tube collectively, and the plate body for partitioning the inside of the cylinder to correspond to each flat tube.