KR20040082686A - heat-exchange plate comprising heat pipe and air cooling type condenser thereby - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 히트파이프형 방열판과 그를 이용한 공랭식 응축기에 관한 것이다The present invention relates to a heat pipe type heat sink and an air-cooled condenser using the same.
에어컨은 흔히 그 모양과 설치 방법에 따라 창문형, 벽걸이형, 패키지형으로 나누어지는데, 그 중 벽걸이형과 패키지형은 제품을 사면 실내기뿐만 아니라 실외기도 포함되어 있어서 분리형이라고도 한다. 실내기에는 차가운 바람을 만들어 주는 열교환기가 있는데 이는 증발에 의한 열교환을 수행하므로 증발기(蒸發器, evaporator)라고도 한다. 실외기에는 전술한 증발기의 반대 개념인 응축기(凝縮器, condenser) 역할의 실외 열교환기 뿐만 아니라, 에어컨의 심장이라고 할 수 있는 압축기(壓縮機, compressor)와 팽창 장치(膨脹裝置, expansion device)가 있다.Air conditioners are often divided into window type, wall type, and package type according to their shape and installation method. Among them, wall type and package type are called separate type because they include not only indoor unit but also outdoor unit. The indoor unit has a heat exchanger that produces cold wind, which is also called an evaporator because it performs heat exchange by evaporation. The outdoor unit includes not only an outdoor heat exchanger serving as a condenser, which is the opposite concept to the above-mentioned evaporator, but also a compressor and an expansion device, which can be regarded as the heart of an air conditioner. .
일단 에어컨이 운전되면 냉매는 상기 네 부분을 순환한다. 이 순환 상태를 냉동장치도로 도시하면 도 1 과 같다Once the air conditioner is running the refrigerant circulates the four parts. This circulation state is shown in FIG.
도 1 에 나타낸 각 구성품의 역할은 다음과 같다.The role of each component shown in FIG. 1 is as follows.
압축기는 증발기에서 증발한 냉매 증기가 응축되기 쉽도록 냉매증기를 압축하여 압력을 높이는 역할을 하며, 에어컨에 있어서 심장과 같은 역할을 한다. 이 압축기는 실외기에 있으며 에어컨 가격 결정의 70% 이상을 차지하는 부품이며, 절전, 성능이 대부분 이 부품에서 결정된다.The compressor serves to increase the pressure by compressing the refrigerant vapor so that the refrigerant vapor evaporated from the evaporator is easy to condense, and acts like a heart in the air conditioner. The compressor is an outdoor unit and accounts for over 70% of air-conditioning pricing. Power savings and performance are largely determined by this part.
그리고 응축기는 압축기를 통과한 고온고압의 냉매증기를 공기 또는 물과의 열교환을 통해 고온고압의 냉매액을 만들어주는 역할을 한다. 응축열량은 냉매가증발기에서 저온의 물체로부터 흡수한 열량과 저압의 냉매증기가 압축기에서 받은 압축일량을 합한 값이다. 응축기의 종류는 냉각시키는 매체에 따라서 수냉식, 공냉식, 물과 공기를 병용하는 증발식으로 나눌 수 있다.And the condenser plays a role of making the high temperature and high pressure refrigerant liquid through heat exchange with air or water through the high temperature and high pressure refrigerant vapor passed through the compressor. The heat of condensation is the sum of the amount of heat absorbed from the low temperature object in the evaporator and the amount of compression work received from the compressor by the low pressure refrigerant vapor. The type of condenser can be divided into water cooling, air cooling, and evaporation using water and air together depending on the medium to be cooled.
팽창밸브는 냉매액을 증발기에 공급하여 액체의 증발에 의한 열흡수 작용이 용이하도록 압력과 온도를 강하시키며, 동시에 냉동부하의 변동에 대응하여 적정한 냉매유량을 조절, 공급한다.The expansion valve supplies the refrigerant liquid to the evaporator to lower the pressure and temperature to facilitate heat absorption by the evaporation of the liquid, and at the same time, adjusts and supplies the appropriate refrigerant flow in response to fluctuations in the refrigeration load.
증발기는 냉매액이 피냉각체인 공기 혹은 액체(물, 브라인, 기름)등에서 증발잠열을 흡수하여 가스가 되는 곳으로서 냉동효과가 일어나는 곳으로서 저온, 저압의 냉매와 실내공기와의 열교환을 통해 실질적으로 시원한 바람을 생성하는 부분이다.The evaporator is a place where the refrigerant liquid absorbs latent heat of evaporation from the air or liquid (water, brine, oil), etc. to be cooled, and becomes a gas. The evaporation effect is generated. This is where the cool wind is generated.
일반적으로 압축기,응축기,팽창변은 실외기에 있고, 증발기는 실내기에 있다. 에어컨의 원리에서 가장 중요한 것은 역시 증발 과정인데 증발기 주변에서 열을 빼앗겨 차가워진 공기를 그냥 두면 안되므로 송풍기(fan, blower)를 통해 강제로 실내에 뿌려 주는 것이다. 실외측도 마찬가지로 송풍기로 뜨거워진 공기를 배출하여야 한다In general, compressors, condensers and expansion valves are in outdoor units, and evaporators are in indoor units. The most important thing in the principle of air conditioner is also the evaporation process, which is forced to spray the room through a fan or blower, because the cold air is taken away from the evaporator. The outdoor side must also exhaust the hot air through the blower.
기존의 에어컨에서는 대부분 압축기에서 나온 고온고압의 냉매증기를 냉각하여 액화시키는 방식으로서 대기를 이용하는 자연대류식과 전동팬에 의해 풍속 2∼3m/s로 강제 통풍시키는 강제대류 냉각하는 방식으로 나눌 수 있다. 여름의 대기온도는 일반적으로 높고, 공기측 표면의 열전달율이 작기 때문에 응축온도가 높게 된다. 그러나 공랭식은 수냉식에 비해 보수작업이 적고 구조가 간단하여 보수가 용이하기 때문에, 중소형 CFC계 냉매 등의 냉동장치에 널리 사용되고 있다. 그러나 공기측의 열전달율이 나쁘기 때문에 관의 외부에 핀을 부착하여 전열면적을 확대시켜 응축시키는 경우가 많다.In the existing air conditioners, most of the high-temperature, high-pressure refrigerant vapor from the compressor is cooled and liquefied. It can be divided into a natural convection type using air and forced convection cooling by forced ventilation at a wind speed of 2 to 3 m / s by an electric fan. Summer air temperatures are generally high and condensation temperatures are high due to the low heat transfer rate on the air side surface. However, the air-cooled type is less widely used in water refrigerating apparatuses such as small and medium-sized CFC refrigerants because of less repair work and simpler structure. However, due to the poor heat transfer rate on the air side, fins are often attached to the outside of the pipe to enlarge the heat transfer area to condense.
이러한 종래의 장치는 실외기 대부분이 아파트 베란다 등에 설치되어 있으므로 에어컨 작동시 실외기 팬에 의한 소음이 발생하므로 실내거주자에게 불쾌감을 야기시킨다. 또한 상가 건물 및 일반주택에 에어컨이 설치되는 경우는 대부분 실외기가 실외에 노출되어 실내에서 빼앗은 열을 그대로 실외로 방출하므로 인근 건물 및 행인들에게 불쾌감을 야기시킨다. 따라서, 최근에는 실외기 설치에 대한 기준을 법령으로 규정하고 있다.In the conventional apparatus, since most of the outdoor unit is installed in an apartment porch or the like, noise generated by the outdoor unit fan is generated when the air conditioner is operated, causing discomfort to the indoor residents. In addition, air conditioners are installed in shopping malls and general homes, and outdoor units are exposed to the outdoors, and heat emitted from the indoors is released to the outside, causing inconvenience to nearby buildings and pedestrians. Therefore, in recent years, the standard for installing outdoor units is prescribed by law.
그리고 위에서 설명 하였듯이 응축기 열량은 증발기의 열량에 압축기 일량을And as explained above, the heat of condenser is equal to the amount of compressor
더해야 하므로 항상 실내기에 비해 실외기 용량이 압축기 일량 만큼 증가하게 되므로 실외기 설치공간에 대한 제한을 받는다.In addition, since the outdoor unit capacity is always increased by the amount of compressors compared to the indoor unit, the outdoor unit installation space is limited.
현재 국내외적으로 에어컨 시장은 급격하게 증가하는 추세에 있으며, 연구개발 방향은 고효율, 에너지 절약 및 저소음화로 진행이 되고 있다고 할 수 있다.At present, the air conditioner market is increasing rapidly at home and abroad, and the direction of R & D is proceeding with high efficiency, energy saving and low noise.
먼저 고효율 분야에 대해서는 열교환기 분야로서, 즉 증발기 및 응축기에 대한 연구개발 분야로서 고성능 전열관 개발 또는 고성능 팬 개발이 주종을 이루고 있다고 할 수 있다. 이와같은 연구의 최종적인 목표는 에어컨 실내기 및 실외기의 컴펙트화에 있다고 할 수 있다. 따라서, 열교환기의 컴펙트화에 따라 실외기에 사용되는 팬을 소형화시켜 저소음화도 일부 가능하다고 생각된다.First, in the field of high efficiency, the development of high-performance heat pipes or high-performance fans is mainly used as a heat exchanger field, that is, a research and development field for an evaporator and a condenser. The final goal of this study is to make air conditioners indoor and outdoor units compact. Therefore, as the heat exchanger becomes more compact, it is considered that the fan used for the outdoor unit can be miniaturized and the noise can be reduced in part.
에너지 절약 부분에서는 에어컨에 사용되는 에너지의 약 70%가 압축기를 가동하는데 사용된다고 알려져 있다. 따라서 각 메이커에서는 고효율이면서도 저소음인 압축기(예로서 스크롤 압축기, 인버터 부착형 압축기) 개발에 심혈을 기울이고 있다고 할 수 있다.In the energy savings section, about 70% of the energy used in air conditioners is known to be used to power compressors. Therefore, each manufacturer is working hard to develop a high efficiency and low noise compressor (eg, a scroll compressor, an inverter mounted compressor).
저소음화 부분에 대해서는 실내기에서는 고성능 롱팬을 사용하며, 실외기쪽에서는 공기측 열전달률 향상에 따라 팬의 저속에 따른 소음효과를 얻고 있다고 할 수 있다.For the low noise part, the indoor unit uses a high-performance long fan, and the outdoor unit can obtain the noise effect due to the low speed of the fan as the heat transfer rate of the air side is improved.
본 발명은 상기한 종래의 상황를 감안하여, 진동세관형 히트파이프를 이용한 고성능 방열판을 개발하여 팬이 없는 자연대류식 공랭 응축기를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and provides a fanless natural convection air-cooled condenser by developing a high-performance heat sink using a vibrating tubular heat pipe.
도 1 은 냉동 사이클에 대한 일반적인 설명도1 is a general explanatory diagram of a refrigeration cycle
도 2 는 진동세관 히트파이프의 작동을 설명하기 위한 도면2 is a view for explaining the operation of the vibrating capillary heat pipe
도 3a 내지 도 3e 는 본 발명에 따른 플레이트의 구조에 대한 예시도3a to 3e is an illustration of the structure of the plate according to the invention
도 4 는 본 발명에 따라 플레이트와 히트파이프가 결합된 예시도4 is an exemplary view in which a plate and a heat pipe are coupled according to the present invention.
도 5 는 도 4 의 다른실시예5 is another embodiment of FIG.
도 6 은 도 4 의 또 다른 실시예6 is another embodiment of FIG.
도 7a 는 본 발명이 적용되는 응축기 본체(40)에 대한 예시도7A is an exemplary view of a condenser body 40 to which the present invention is applied.
도 7b 는 도 7a의 응축기 본체(40)를 측면에서 볼 때 배관(23)이 설치되는 상태를 보여 주기 위한 예시 도면7B is an exemplary view for showing a state in which the pipe 23 is installed when the condenser body 40 of FIG. 7A is viewed from the side.
도 8 은 본 발명에 따른 방열판을 상기한 응축기 본체와 함께 케이싱에 내장한 예시도8 is an exemplary view in which a heat sink according to the present invention is incorporated into a casing together with the condenser body described above.
도 9 은 본 발명에 따른 진동세관 히트파이프의 다른 구성예9 is another configuration example of a vibrating tubular heat pipe according to the present invention;
도 10 는 도 9 의 히트파이프를 수직축을 중심으로 감아서 플레이트 상에 설치한 예시도10 is an exemplary view in which the heat pipe of FIG. 9 is wound on a vertical axis and installed on a plate;
도 11 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환 시스템 구성도11 is a block diagram of a heat exchange system according to another embodiment of the present invention
이를 위한 본 발명의 주요 구성은, 플레이트(1) 상면 또는 플레이트(1)의 상면을 가공하여 형성한 홈(3) 중 어느 하나에 진동형 히트파이프(2)를 삽입하여 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기한 히트파이프형 방열판은, 냉매 배관(23)이 임의의 두께 알루미늄 플레이트에 삽입되는 구조로 이루어지는 열교환기와 조합되게 구성한 것을 특징으로 하며, 상기한 히트파이프(2)는 5mm이하의 진동세관형이며, 상기한 발명을 이용한 공냉식 응축기는 압축기와 응축기 사이에 응축수 탱크(22)를 더 설치하여, 증발기에서 발생하는 응축수가 수집되게 하여, 압축기(21)에서 나오는 고온고압의 냉매 증기가 그 응축수탱크(22)를 통과하여 1차적으로 열교환을 한 후 응축기로 유입되게 구성한 것을 특징으로 한다.The main configuration of the present invention for this purpose, characterized in that formed by inserting the vibration type heat pipe (2) in any one of the groove (3) formed by processing the upper surface of the plate (1) or the upper surface of the plate (1), The heat pipe type heat sink is characterized in that the refrigerant pipe 23 is configured in combination with a heat exchanger having a structure that is inserted into an aluminum plate of any thickness, the heat pipe (2) is a vibrating tubular type of 5mm or less. In the air-cooled condenser using the above-described invention, a condensate tank 22 is further installed between the compressor and the condenser to collect condensed water generated in the evaporator, so that the high-temperature, high-pressure refrigerant vapor from the compressor 21 is the condensed water tank ( It is characterized in that it is configured to flow into the condenser after the first heat exchange through 22).
이하, 본 발명의 다른 특징 및 구성에 대하여 상술한다Hereinafter, other features and configurations of the present invention will be described in detail.
먼저 진동세관형 히트파이프의 구조 및 작동원리에 대하여 이하, 설명한다.First, the structure and operation principle of the vibrating tubular heat pipe will be described below.
진동형 히트 파이프는 윅(wick)에 의한 증발부로의 작동액의 환원 없이, 작동 유체의 진동에 의해 열을 수송하는 열전달 소자로서 이의 작동 구조는 도 2 에 나타낸 것과 같이, 간단히 세관 동관을 사행(serpentine)시킨 밀폐 구조로서, 내부를 진공 상태로 만든 후 임의 비율의 작동 유체를 충진시켜 밀폐시킨 매우 간단한 구조이다.The vibrating heat pipe is a heat transfer element that transfers heat by vibration of the working fluid without reducing the working liquid to the evaporation part by the wick, and its working structure is simply serpentine as shown in FIG. 2. It is a very simple structure in which the inside is vacuumed and then filled with an arbitrary proportion of working fluid to be sealed.
이의 기본적인 작동은 작동 유체의 액과 증기포의 불규칙한 루프내 순환 또는 축방향의 진동에 의해 이루어진다. 가열부에 주어지는 열량 만큼의 핵비등이 일어나며, 이로 인해 발생되는 미소 증기포는 핵비등이 활발해짐에 따라 미소 기포들이 합쳐지며 기액 슬러그류 형태로 진행된다. 이 슬러그류는 압력파를 발생시킴과 동시에 축방향 진동을 동반하는 유동 현상으로 발전되며, 증기포가 대류 열전달과 잠열 수송을 행하게 된다.Its basic operation is achieved by circulating or axially oscillating the irregular loops of fluid and vapor of the working fluid. Nuclear boiling by the amount of heat given to the heating portion occurs, the resulting micro-bubbles are generated by gas bubbles slugs are combined with the micro-bubbles as the nuclear boiling is active. This slug generates a pressure wave and develops a flow phenomenon accompanied by axial vibration, and vapor bubbles conduct convective heat transfer and latent heat transport.
또한 본 발명에서는 5mm이하의 세관을 사용하여 일반적인 히트파이프에 들어 가는 윅이 필요 없는 구조로 하였다In addition, in the present invention, using a custom pipe of 5mm or less, the structure does not require a wick to enter a general heat pipe.
진동세관형 히트파이프는 기존의 윅(Wick) 구조를 갖는 히트파이프에 비해 높은 열전도율을 나타내고 있으며, 유연성을 가지고 있다는 것이 가장 큰 장점이라 할 수 있다. 그외 일반적인 장점으로 높은 열전도성, 저렴한 비용, 콤팩트성, 열다이오드 효과 등이 있다.The vibrating tubular heat pipe has a high thermal conductivity compared to the heat pipe having a conventional wick structure and has the greatest advantage of having flexibility. Other common advantages include high thermal conductivity, low cost, compactness, and thermal diode effect.
따라서 본 발명에서는 이와같은 진동세관형 히트파이프를 이용하여 새로운방열판 구조를 제작하여 공랭식 응축기에 적용하였다Therefore, in the present invention, a new heat sink structure was fabricated using the vibrating tubular heat pipe and applied to an air-cooled condenser.
본 발명에서 사용되는 진동세관형 히트파이프의 구조는 후술하는 예와 같이, 터널형과 수직형으로 만들어 낼 수 있다.The structure of the vibrating tubular heat pipe used in the present invention can be made into a tunnel type and a vertical type, as will be described later.
본 발명의 한 실시예로 히트파이프형 방열판은 크게 플레이트 부분과 히트파이프 부분으로 나누어진다. 먼저 플레이트 부분의 재질로서는 알루미늄 플레이트 또는 동판을 사용할 수가 있으나, 제조원가 및 방열판 중량에 대한 고려 차원에서는 일정한 두께의 알루미늄 플레이트를 사용하는 것이 더 바람직하다In one embodiment of the present invention, the heat pipe type heat sink is largely divided into a plate portion and a heat pipe portion. First, aluminum plate or copper plate may be used as the material of the plate part, but in consideration of manufacturing cost and heat sink weight, it is more preferable to use an aluminum plate having a constant thickness.
모세관력을 이용한 진동형 히트파이프 부분에서는 내경 5mm이하의 동관을 사용하며, 동관의 양끝을 연결시키는 루프형과 비루프형으로 만들 수 있다. 또한 동관에는 열을 수송할 수 있는 작동유체를 봉입할 수 있는 구조로서 제작한다.In the vibrating heat pipe part using capillary force, a copper tube with an inner diameter of 5 mm or less is used, and it can be made into a loop type and a non-loop type connecting both ends of the copper tube. In addition, the copper tube is manufactured as a structure capable of encapsulating a working fluid capable of transporting heat.
이와같이 제작된 알루미늄 플레이트와 히트파이프를 물리적 힘을 가해 접촉시켜 히트파이프형 방열판을 제작한다.The heat pipe type heat sink is manufactured by contacting the aluminum plate and the heat pipe fabricated as described above by applying a physical force.
특히, 본 발명에서는 플레이트와 히트파이프의 다양한 접촉이 가능하도록 여러 형태의 플레이트를 제작한다.Particularly, in the present invention, various types of plates are manufactured to enable various contacts between the plates and the heat pipes.
예들들어, 도 3a와 같이 평판형 알루미늄 플레이트 타입 방열판을 만들수 있다. 이것은 일반적인 임의의 두께의 알루미늄 플레이트(1)이다. 양면은 매끈한 구조로서 되어 있으며, 도 4 와 같이 히트파이프(2)를 단순하게 한면 위에 올려 놓고 부착한 구조이다.For example, a flat aluminum plate type heat sink can be made as shown in FIG. 3A. This is a general aluminum plate 1 of any thickness. Both surfaces have a smooth structure, and as shown in FIG. 4, the heat pipe 2 is simply mounted on one surface and attached.
도 3b, 3c, 3d, 3e 는 히트파이프(2) 동관과 알루미늄 플레이트와의 원활한 접촉을 위하여, 즉 열전도성을 좋게 하기 위하여 한면 또는 양면을 홈(3) 가공하여히트파이프(2)의 동관 삽입이 원활한 구조로 되어 있다. 본 구조에서는 히트파이프(2) 동관 외경의 1/3 내지 2/3를 삽입하는 구조이다. 특히 도 3d, 도 3e의 경우는 방열핀(31)이 형성되어 있는 종래의 알루미늄 히트싱크 상하면에 홈을 가공하여 그 홈(3)에 히트파이프(2)가 고정 설치될 수 있게 하였다. 다시 말해 방열핀(31) 사이사이에 홈(3)을 형성한 것을 보여 주는 도면이다3B, 3C, 3D, and 3E show the copper pipe insertion of the heat pipe 2 by processing the groove 3 on one or both surfaces for smooth contact between the heat pipe 2 copper pipe and the aluminum plate, that is, to improve thermal conductivity. This is a seamless structure. In this structure, 1/3 to 2/3 of the outer diameter of the heat pipe 2 is inserted. In particular, in the case of FIGS. 3D and 3E, the grooves are formed on the upper and lower surfaces of the conventional aluminum heat sink in which the heat dissipation fins 31 are formed so that the heat pipe 2 may be fixed to the grooves 3. In other words, the drawing shows that the grooves 3 are formed between the heat dissipation fins 31.
특히 용도에 따라 도 4 및 도 5 에서 보듯이 가로 또는 세로 방향으로 가공이 가능하며, 또한 양쪽면 모두 그러한 형태로 제작이 가능하다In particular, as shown in Figures 4 and 5 depending on the application can be processed in the horizontal or vertical direction, and both sides can be manufactured in such a form.
또한 도 6 과 같이, 플레이트(1)의 상하면에 걸쳐 히트파이프가 복수개 결합되게 할 수 있다In addition, as illustrated in FIG. 6, a plurality of heat pipes may be coupled to the upper and lower surfaces of the plate 1.
특히, 이와같은 플레이트에 삽입되는 진동형 히트파이프(2)의 턴수(감은수) 및 길이는 응축열량에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.In particular, the number of turns (winding number) and the length of the vibrating heat pipe 2 inserted into such a plate may vary depending on the amount of heat of condensation.
상기 히트파이프형 플레이트(1)는 열원부와의 원활한 접촉을 위해 접촉되는 면 부분을 가공하여 매끈한 구조로 제작하여야 한다. 이는 플레이트(1)와 히트파이프(2)의 접촉 상태에 따라 방열량이 크게 차이가 나기 때문이다. 그리고 히트파이프를 플레이트의 가공된 홈(3)에 끼워 넣은 후엔 그 끼운 파이프의 상면을 가압하여 열전도성을 좋게 한다.The heat pipe type plate 1 should be manufactured in a smooth structure by processing the surface portion in contact for smooth contact with the heat source portion. This is because the amount of heat dissipation greatly varies depending on the contact state between the plate 1 and the heat pipe 2. Then, the heat pipe is inserted into the machined groove 3 of the plate, and then the upper surface of the inserted pipe is pressed to improve thermal conductivity.
이렇게 조립된 히트파이프형 방열판을, 도 7 에 도시한 공랭식 응축기 본체(40) 표면에 응축열량에 따라 모듈식으로, 도 8 에 도시한 바와 같이 케이싱(4)에 세트 고정한다. 도 7 에 예를들어 나타낸 공랭식 응축기 본체(40)는, 임의의 두께를 갖는 알루미늄판(41)에 냉매가 흐르는 배관(23)을 고정시키기 위한홈(42)을 가공하여 냉매 배관(23)을 삽입한 후 매끈한 면가공을 수행한 것이다. 면을 가공한 이유는 이렇게 배관(23)이 조립된 조립체가 히트파이프형 방열기와의 효율적인 면접촉을 통해 열전달률을 좋게 하기 위한 것이다.The heat pipe type heat dissipation plate thus assembled is fixed to the casing 4 as shown in Fig. 8 in a modular manner according to the amount of heat of condensation on the surface of the air-cooled condenser main body 40 shown in Fig. 7. The air-cooled condenser main body 40 shown by way of example in FIG. 7 processes the groove | channel 42 for fixing the piping 23 through which a refrigerant flows to the aluminum plate 41 which has arbitrary thickness, and cools the refrigerant piping 23. After inserting, smooth face machining was performed. The reason why the surface is processed is to improve the heat transfer rate through the efficient surface contact with the heat pipe type radiator in which the assembly of the pipe 23 is assembled.
예들들어 도 8 에서, 압축기로부터 나온 고온고압의 냉매증기가 냉매 입구(5)에 유입되어 냉매가 공랭식 응축기를 돌아서 도면부호 6 의 냉매 출구로 나와 팽창밸브로 유입된다. 이 때 고온고압의 냉매증기는 응축기 본체(40)에 설치된 본 발명에 따른 히트파이프형 방열판에 의해 열이 제거되어 고온고압의 냉매액 상태로 나오게 되는 것이다.For example, in FIG. 8, the high temperature and high pressure refrigerant vapor from the compressor flows into the refrigerant inlet 5 so that the refrigerant turns around the air cooled condenser and exits the refrigerant outlet at 6 and enters the expansion valve. At this time, the high-temperature high-pressure refrigerant vapor is heat is removed by the heat pipe type heat sink according to the present invention installed in the condenser main body 40 is to come out of the high-temperature high-pressure refrigerant liquid state.
예들들어, 상기한 본 발명에 따라 히트파이프형 방열기를 이용한 공랭식 응축기를 채용한 에어컨 시스템의 구조는 기존 시스템과 동일하게 압축기, 응축기, 팽창밸브(모세관) 및 증발기로 구성된다.For example, according to the present invention, the structure of the air conditioner system employing the air-cooled condenser using the heat pipe type radiator is composed of a compressor, a condenser, an expansion valve (capillary tube) and an evaporator in the same manner as the existing system.
먼저 압축기를 나온 고온고압의 냉매증기는 히트파이프형 방열기를 가진 응축기로 유입되어 열교환기 표면에 설치된 히트파이프 방열기와의 잠열교환을 통해 고온고압의 냉매액으로 변한다. 또한 고온고압의 냉매액은 응축기를 빠져나와 팽창밸브(또는 모세관)을 통과하면서 저온저압의 냉매액으로 상변화를 행한다. 저온저압의 냉매액은 증발기로 유입되어 고온의 실내공기와의 열교환을 통해 저온저압의 냉매증기로 되어 액분리기를 거쳐 압축기로 유입된다. 압축기로 유입된 저온저압의 냉매증기는 압축에 따라 고온고압의 냉매증기가 되어 다시 응축기로 유입되는 사이클을 반복하게 된다.First, the high temperature and high pressure refrigerant vapor from the compressor flows into a condenser having a heat pipe radiator and is converted into a high temperature and high pressure refrigerant liquid through latent heat exchange with a heat pipe radiator installed on the heat exchanger surface. In addition, the high temperature and high pressure refrigerant liquid exits the condenser and passes through an expansion valve (or capillary tube) to change phase into a low temperature and low pressure refrigerant liquid. The low temperature low pressure refrigerant liquid flows into the evaporator and becomes a low temperature low pressure refrigerant vapor through heat exchange with high temperature indoor air and enters the compressor through the liquid separator. The refrigerant vapor of low temperature and low pressure introduced into the compressor becomes a refrigerant vapor of high temperature and high pressure according to the compression, and repeats the cycle of flowing into the condenser again.
특히, 본 발명에 따른 시스템에서는 히트파이프형 방열기를 가진 공랭식응축기의 용량이 작을 경우를 대비해, 압축기에서 행한 압축일량을 에어컨 실내기에서 나오는 응축수를 이용하여 먼저 제거할 수가 있다.In particular, in the system according to the present invention, in case the capacity of the air-cooled condenser having a heat pipe type radiator is small, the amount of compression work performed by the compressor can be removed first by using condensed water from the air conditioner indoor unit.
즉 도 11에 도시한 바와 같이, 압축기(21)를 나온 고온고압의 냉매증기 배관(23)이 응축수 탱크(22)를 통과하도록 구성하여, 약 10℃ 전후의 낮은 온도의 응축수와 고온고압의 냉매증기가 먼저 1차적으로 열교환을 행하게 한 것이다That is, as shown in FIG. 11, the high temperature and high pressure refrigerant vapor piping 23 exiting the compressor 21 is configured to pass through the condensate tank 22, so that the low temperature condensate and the high temperature and high pressure refrigerant are about 10 ° C. The steam first undergoes heat exchange.
응축수탱크(22)에 모이는 물은 증발기(26)에서 발생되는 응축수를 별도의 응축수 탱크(22)에 수집한 것이다The water collected in the condensate tank 22 collects condensate generated in the evaporator 26 in a separate condensate tank 22.
이렇게 일차적으로 열교환을 행한 냉매증기를 다시 히트파이프형 방열기를 가진 공랭식 응축기(24)로 유입시켜 잠열교환을 수행하도록 한다.Thus, the refrigerant vapor subjected to the heat exchange is introduced to the air-cooled condenser 24 having the heat pipe-type radiator to perform latent heat exchange.
미설명부호 25는 팽창밸브이고, 26 은 증발기이고, 27은 냉각수 배출 배관이다25 is an expansion valve, 26 is an evaporator and 27 is a cooling water discharge pipe
상기한 본 발명에 따른 실시예는 단지 예시적인 것으로 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 변형 실시예가 가능함은 물론이다The embodiments according to the present invention described above are merely exemplary, and various modifications are possible within the technical scope of the present invention.
예들들어, 도 9 와 같이, 동관을 사행턴 구조(serpentine구조)로 제작하여 이를 수직축을 중심으로 돌돌 말아 세워 한면을 동 및 알루미늄 플레이트 상부에 고정한 도 10과 같은 형태의 방열구조로도 만들 수 있음은 물론이다For example, as shown in FIG. 9, the copper tube may be manufactured in a serpentine structure and rolled around the vertical axis to form a heat dissipation structure as shown in FIG. 10 in which one surface is fixed to the upper portion of the copper and aluminum plate. Is of course
그 외 여러 변형 실시예도 본 발명의 기술 범위에 해당되는 것으로 해석되어야 한다.Various other modifications should be construed as falling within the technical scope of the present invention.
상기와 같은 본 발명에 의하면 방열팬이 불필요하면서도 팬을 사용하는 강제대류식과 같은 우수한 방열 효과를 발휘할 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to exert an excellent heat dissipation effect such as forced convection type using a fan without the need for a heat dissipation fan.
특히 기존의 팬을 사용하는 강제대류식 응축기 예들 들어, 에어컨 등에서는 소음이 발생하는 문제가 있지만 이를 본 발명의 기술로 대체하면 그러한 문제는 해소 될 수 있는 장점이 있어 에어컨 등에 있어서 무소음 응축기로 적용할 수 있다In particular, there is a problem that noise is generated in a forced convection condenser using an existing fan, for example, an air conditioner, but if it is replaced by the technology of the present invention, such a problem can be solved. Can
그 외 본 발명에 의하면, 전자장비 발열장치의 냉각장치, 컴퓨터 cpu 냉각장치, 난방용 방열기(온수 및 증기), 에어컨 시스템 공랭식 응축기, 각종 제어반 냉각장치 등에 널리 사용 가능한 장점이 있다In addition, according to the present invention, there is an advantage that can be widely used in the cooling device of the heating device of the electronic equipment, the computer cpu cooling device, the radiator for heating (hot water and steam), the air-conditioning system air-cooled condenser, various control panel cooling device, etc.
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