KR20090096600A - 다른 멀티채널 튜브를 갖는 멀티채널 열 교환기 - Google Patents

다른 멀티채널 튜브를 갖는 멀티채널 열 교환기 Download PDF

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KR20090096600A
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무스타파 케이. 야닉
제프리 리 투커
마헤쉬 발리야-나두바스
댄 알. 버데트
찰스 비. 오보수
제프리 엔. 니콜스
윌리암 엘. 콥코
호세 루엘 야룽 데 라 그루즈
케빈 켈러
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존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니
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Abstract

본 발명은 다른 내부구성을 포함하는 가열, 환기, 에어컨, 및 냉동(HVAC&R)시스템 및 열교환기에 관한 것이다. 상기 열교환기는 유체가 서로 연통되게 하는 복수 셋트의 멀티채널튜브를 포함한다. 상기 멀티채널튜브 셋트 중 어느 하나는 하나의 형상 및 크기의 유동채널을 포함하나, 다른 하나는 다른 형상 및/또는 크기의 유동채널을 포함한다. 상기 멀티채널튜브 셋트 내에 있는 다른 유동채널은 각 셋트의 튜브가 튜브 내에서 냉매가 흐르도록 구성되게 한다.
HVAC&R, 멀티채널튜브, 냉매, 열교환기

Description

다른 멀티채널 튜브를 갖는 멀티채널 열 교환기{MULTICHANNEL HEAT EXCHANGER WITH DISSIMILAR MULTICHANNEL TUBES}
본 발명은 멀티채널 열 교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 멀티채널 열 교환기의 튜브 및 매니폴드의 구성에 관한 것이다.
열교환기는 가열, 환기, 에어컨, 냉동(HVAC&R)시스템에서 폭넓게 사용된다. 멀티채널 열교환기는 일반적으로 열교환기를 통해 냉매가 흐르도록 멀티채널튜브를 포함한다. 각각의 멀티채널튜브는 몇개의 개개의 유동채널을 포함할 수 있다. 핀은 상기 튜브에 위치하여 튜브 유동채널 내에 포함된 냉매와, 상기 튜브 위로 지나는 외부공기 사이의 열전달을 용이하게 한다. 또한, 멀티채널 열교환기는 주거용 시스템과 같은 작은 용량의 시스템, 산업용 냉각시스템과 같은 큰 용량의 시스템에 사용될 수 있다.
일반적으로, 멀티채널 열교환기는 증발과 응축 싸이클을 통해 냉매를 순환시킴으로써 열을 전달한다. 많은 시스템에서, 상기 냉매는 증발과 응축이 발생하는 열교환기를 통해 흐르는 동안에 상변화된다. 예를 들어, 상기 냉매는 증발기에 액 체로 들어간 후 증기로 배출된다. 유사하게, 상기 냉매는 응축기에서 증기로 들어간 후 액체로 배출된다. 이러한 상변화는 열교환기의 유동채널을 통해 흐를 때 액체와 증기 냉매에서 발생한다. 특히, 상기 열교환기의 일부는 과열을 방지하는 증기냉매를 포함할 수 있고, 상기 열교환기의 또 다른 일부는 과냉되는 액체 냉매를 포함할 수 있다.
상기 냉매의 상은 열교환기의 효율에 영향을 줄수있다. 왜냐하면 냉매의 다른 상은 다른 열전달 성질을 갖는다. 예를 들어, 증기 상의 냉매는 액상의 냉매보다 더 높은 속도로 유동채널을 통해 통과함에 따라, 증기상 냉매를 포함하는 튜브에서 더 낮은 열전달이 일어난다. 또 다른 예에서, 응축기로 기능하는 열교환기를 채용하는 증기냉매는 액체 냉매가 되도록 잠열 및 현열을 방출할 필요가 있고, 반면에 액체 냉매는 과냉이 되도록 현열만을 방출시킬 필요가 있다. 또한 예에서, 냉매의 상은 유동채널 내에서 발생하는 압력강하에 영향을 줄 수 있다. 어떤 시스템에서, 증가된 흐름면적을 사용함으로써 압력강하를 최소화하여 시스템 효율을 향상시키는 것이 바람직하다.
따라서, 열전달성질이 증기 및 액체 냉매 상에 맞춰지게 하는 열교환기를 설계할 필요가 있다. 어떤 시스템에서 과열방지공정 및 과냉공정을 독립적으로 하기 위해 열전달 성질을 다양화하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 더 많은 열전달이 상기 냉매의 각 상에 발생하도록 허용할 수 있다.
본 발명은 상기한 필요를 충족시키도록 설계된 내부튜브의 구성을 포함하는 열교환기 및 HVAC&R시스템을 제공한다. 또한, 본 발명은 상기한 필요를 충족시키도록 설계된 열교환방법을 제공한다. 상기 튜브의 구성 및 방법은 매우 다양한 열교환기에 적용할 수 있지만, 특히 주거용 에어컨 및 열펌프 시스템에 사용되는 응축기에 매우 적합하다. 일반적으로 상기 열교환기는 두셋트의 멀티채널튜브를 포함하고, 상기 각각의 멀티채널튜브는 상기 튜브를 통해 유체를 흐르게 하는 유동채널을 갖는다. 한셋트의 멀티채널튜브는 한 종류의 유동채널을 갖는 튜브를 포함하지만, 다른 셋트의 멀티채널튜브는 다른 종류의 유동채널을 갖는 튜브를 포함한다. 상기 유동채널은 또한 다른 모양 및 크기의 횡단면을 가짐으로써 상기 셋트의 튜브 사이에서 다양화될 수 있다.
특히, 이하 개시된 실시예에서, 열교환기에서 제1셋트의 멀티채널튜브는 증기 냉매의 과열을 방지하도록 구성된다. 상기 증기냉매는 제1셋트의 튜브를 통해 유입되고, 상기 증기는 액체로 응축된다. 상기 제1셋트의 튜브는 과열방지공정에 맞도록 작은 단면 및 원형의 유동채널을 포함한다. 상기 냉매가 액체로 응축되면, 상기 냉매는 액체 냉매의 과냉에 맞도록 구성된 제2셋트의 멀티채널튜브를 통해 유입된다. 상기 제2셋트의 튜브는 과냉공정에 맞도록 더 큰 횡단면을 갖는 유동채널을 포함한다. 따라서, 상기 각 셋트의 튜브를 위한 내부튜브의 구성은 튜브를 통해 흐르는 냉매의 상에 각 셋트의 튜브를 맞춤으로써 열교환기의 효율이 향상되게 한다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 특징, 양태 및 장점은 첨부한 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이고, 상기 도면에서 같은 부호는 같은 부분임을 나타낸다.
도 1은 본 기술에 일치하도록 만들어진 또는 구성된 열교환기를 채용하기 위해 예시적인 주거용 에어컨 또는 열펌프 시스템의 도면이다;
도 2는 도 1의 시스템의 외측 유닛의 부분 분해도로서, 열교환기를 포함한 상기 시스템의 일부 구성을 노출시키기 위해 올려진 상부 어셈블리를 갖는다;
도 3은 본 기술에 일치하는 열교환기를 채용할 수 있고, 빌딩을 냉각시키기 위해 냉각기 및 공기조절기를 채용하는 예시적인 상업용 또는 산업용 HVAC&R 시스템의 도면이다;
도 4는 본 발명의 양태에 일치하는 내부튜브 구성을 갖는 하나 또는 그 이상의 열교환기를 채용할 수 있는 예시적인 에어컨 시스템의 개략도이다;
도 5는 본 발명의 양태에 일치하는 내부튜브의 구성을 갖는 하나 또는 그 이상의 열교환기를 채용하는 예시적인 열펌프 시스템의 개략도이다;
도 6은 본 발명의 일 양태에 일치하는 내부튜브의 구성을 갖는 예시적인 열교환기의 사시도이다;
도 7은 도 6의 열교환기에서 제1튜브를 통해 단면처리된 상세한 사시도이다;
도 8은 도 7에 도시한 제1튜브 중 어느 하나의 단면도이다;
도 9는 도 6의 열교환기에서 제2튜브를 통해 단면처리된 상세사시도이다;
도 10은 도 9에 도시한 제2튜브 중 어느하나의 단면도이다;
도 11은 또 하나의 예시적인 멀티채널튜브의 단면도이다;
도 12는 또 하나의 예시적인 멀티채널튜브의 단면도이다;
도 13은 또 하나의 예시적인 멀티채널튜브의 단면도이다;
도 14는 도 6에서 매니폴드 부분이 제거된 열교환기의 상세 사시도이다;
도 15는 본 발명의 양태에 일치하는 예시적인 매니폴드의 사시도이다;
도 16은 도 15의 매니폴드의 평면도이다;
도 17은 본 발명의 양태에 따른 또하나의 예시적인 매니폴드의 사시도이다; 및
도 18은 본 발명의 양태에 따른 예시적인 컴팩트한 열교환기의 사시도이다.
이하, 도면에 의지하여 도 1 내지 도 3을 먼저 참조하면, 본 발명의 예시적인 적용예가 도시되어 있다. 본 발명은 일반적으로 폭넓은 범위의 환경, HVAC&R 분야의 안팎에 적용될 수 있다. 그러나 현재 계획된 적용예에서, 본 발명은 주택, 빌딩, 구조물 등과 같은 하나의 체적 또는 담(enclosure)을 가열 또는 냉각하기 위한 주거, 상업, 광산업, 산업 및 다른 어떤 적용에 사용될 수 있다. 더우기, 본 발명은 적절한 경우에 다양한 유체의 기본적인 냉각 및 가열을 위한 산업의 적용에 사용될 수 있다. 도 1에 도시한 특별한 적용은 주택의 냉난방을 위한 것이다. 일반적으로 문자 R에 의해 지시된 주택은 옥내 유닛과 효과적으로 짝을 이루는 옥외유닛 으로 장치된다. 상기 옥외유닛은 통상 주택의 일측에 인접하게 위치하고, 시스템의 구성을 보호하고 잎이나 다른 오염물질이 내부로 들어오는 것을 막기 위해 덮개(shroud)에 의해 커버된다. 상기 옥내유닛은 다용도실, 애틱(attic), 지하층 등에 위치할 수 있다. 상기 옥외유닛은 본래 일방향으로 액체 냉매를 전달하고 본래 반대방향으로 증기 냉매를 전달하는 냉매 도관(RC)에 의해 옥내 유닛과 연결되어 있다.
운전중, 도 1에 보여준 시스템이 에어컨으로 작동한다면, 옥외유닛에 있는 코일은 냉매 도관 중 하나를 통해 옥내유닛(IU)에서 옥외유닛(OU)으로 흘러온 증기 냉매를 재응축시키는 응축기로 작용한다. 이러한 적용에서, 참고 문자(IC)에 의해 지시된 옥내유닛의 코일은 증발기 코일로 작용한다. 상기 증발기 코일은 액체 냉매(후술할 팽창기에 의해 팽창될 수 있는)를 수용하고, 상기 냉매를 옥외유닛으로 리턴시키기 전에 냉매를 증발시킨다.
운전중, 상기 옥외유닛은 외부환경의 공기를 옥외유닛(OU)의 측면을 향하는 화살표에 의해 지시된 측면을 통해 흡입하고, 팬 수단(미도시)에 의해 외부유닛코일을 통해 공기에 힘을 가하여 옥외유닛의 위쪽의 화살표에 의해 지시된 방향으로 공기를 배출시킨다. 에어컨으로 작동할 때, 상기 공기는 옥외유닛 내부에 있는 응축기 코일에 의해 가열되고, 옥외유닛의 측면으로 유입될 때보다 더 높은 온도로 유닛의 상부에서 배출된다. 반대로, 도 1에 도시한 바와 같이 공기가 옥내 코일(IC) 위로 송풍되고, 덕트 장치(D)에 의해 주택을 순환한다. 상기 모든 시스템은 써모스탯(T)에 의해 설정된 원하는 온도로 유지하도록 작동한다. 상기 주택 내부에 서 감지된 온도가 써모스탯에서 설정온도보다 더 높다면(설정온도보다 조금 높다면), 상기 에어컨은 주택을 순환하는 공기를 추가적으로 냉각시키도록 작동될 것이다. 상기 온도가 설정온도에 도달하면(설정온도보다 조금 낮다면), 상기 유닛은 즉시 냉각사이클을 멈출 것이다.
도 1에서 상기 유닛이 열펌프로 작동하면, 상기 코일들의 역할은 반대가 된다. 즉, 옥외 유닛의 코일은 냉매를 증발시키는 증발기로 작용함으로써, 옥외유닛으로 유입된 공기를 냉각하여 상기 공기가 옥외유닛 위로 통과한다. 반대로, 옥내 코일(IC)은 유닛 위로 송풍된 공기를 받아 냉매를 응축함으로써 공기를 가열할 것이다.
도 2는 도 1에 보여준 유닛 중 하나인 옥외 유닛(OU)을 일부 분해한 분해도이다. 일반적으로 상기 유닛은 덮개, 팬 어셈블리, 팬구동모터 등으로 구성된 상부 어셈블리(UA)를 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 도 2에서 팬과 팬구동모터가 주변 덮개에 의해 가려져 있기 때문에 보이지 않는다. 옥외코일(OC)은 이 덮개 안에 수용되고, 일반적으로 주변 또는 적어도 부분적으로 압축기, 팽창기, 제어 도관 등 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 주변의 다른 구성으로 물러나게 된다(depose).
도 3은 본 발명에 따른 또 하나의 예시적인 적용을 도시하고, 이 경우 빌딩의 환경 관리를 위한 HVAC&R 시스템을 나타낸다. 도 3에 도시된 구현에서, 빌딩(BL)은 빌딩 위에 또는 근처에 또는 장비실 또는 지하실에 배치된 냉각기를 포함하는 시스템에 의해 냉각된다. 도 3에 도시한 구현예서, 상기 냉각기(CH)는 냉각사이클을 작동시켜 물을 냉각하는 공기냉각장치이다. 상기 물은 수도관(WC)을 통해 빌딩을 순환한다. 상기 수도관은 빌딩의 개별층 또는 색션에서 공기조절기(AH)에 의해 루트가 정해진다. 상기 공기조절기는 외측 흡입구(OI)로부터 공기를 흡입하도록 설치된 덕트장치(DU)와 또한 연결되어 있다.
운전중, 전술한 바와 같이 냉매를 증발시키거나 응축시키기 위해 열교환기를 포함하는 냉각장치는 공기조절기로 순환하는 물을 냉각시킨다. 공기조절기 안에서 물을 수용하는 추가 코일 위로 송풍된 공기는 물의 온도를 증가시키고 순환공기의 온도를 감소시킨다. 상기 냉각된 공기는 추가적인 덕트 장치를 통해 빌딩내에서 다양한 위치에 루트(ROUTE)가 정해진다. 궁극적으로 공기의 분배는 냉각된 공기를 빌딩 내의 사무실, 아파트, 복도 및 다른 어떤 내부공간에 전달하는 분산기(diffuser)에 루트가 정해진다. 많은 적용에서, 써모스탯 또는 다른 제어장치(도 3에 미도시됨)는 상기 구조물의 다양한 위치에서 원하는 온도로 유지하기 위해 개개의 공기조절기 및 덕트 장치를 통해 및 로부터 공기의 흐름을 제어하는 역할을 한다.
도 4는 에어컨 시스템(10)을 나타내고, 그것은 멀티채널 튜브를 사용한다. 냉매는 폐냉각루프(12) 내에서 상기 시스템을 통해 흐른다. 상기 냉매는 열을 흡수하고 배출하는 어떤 유체일 수 있다. 예를 들어 냉매는 R-410A, R-407, 또는 R-134a에 근거하는 하이드로플루오르카본(HFC), 그것은 카본 디옥사이드(R-744a) 또는 암모니아(R-717)일 수 있다. 상기 에어컨 시스템(10)은 상기 시스템(10)이 주위를 설정온도로 냉각하게 하는 제어장치(14)를 포함한다.
상기 시스템(10)은 응축기(16), 압축기(18), 팽창기(20) 및 증발기(22)를 통 해 폐냉각루프(12) 내에서 냉매를 순환시킴으로써 주위를 냉각시킨다. 상기 냉매는 고압 및 고온의 증기로 응축기(16)에 유입되고, 응축기(16)의 멀티채널을 통해 흐른다. 모터(26)에 의해 구동되는 팬(24)은 멀티채널 위로 공기를 끌어당긴다. 상기 팬(24)은 튜브를 통해 공기를 밀거나 당길 수 있다. 열은 냉매증기에서 공기로 전달되어 가열된 공기(28)를 발생시키고, 냉매증기가 액체로 응축되게 한다. 그 다음, 액체 냉매는 팽창기(20)로 유입되고, 팽창기에서 냉매가 팽창되어 저압 및 저온의 액체로 된다. 통상적으로 상기 팽창기(20)는 열 팽창밸브(TXV)일 것이다; 그러나 다른 구현예로서, 상기 팽창기는 오리피스 또는 모세관일 수 있다. 당해기술분야에서 숙련된 자에게 예상되는 바와 같이, 냉매가 팽창기에서 배출된 후, 어떤 증기냉매는 게다가 액체냉매로 제공될 수 있다.
상기 팽창기(20)로부터, 냉매는 증발기(22)로 유입되고, 증발기의 멀티채널을 통해 흐른다. 모터(32)에 의해 구동되는 팬(30)은 멀티채널 위로 공기를 끌어당긴다. 열은 공기에서 냉매 액체로 전달되어 냉각된 공기(34)를 발생시키고, 냉매 액체가 증기로 되게 한다.
그다음, 상기 냉매는저압 저온의 증기로 압축기(18)에 유입된다. 상기 압축기(18)는 냉매증기가 이용할 수 있는 체적을 감소시켜 증기냉매의 압력 및 온도를 상승시킨다. 상기 압축기는 나사식 압축기, 왕복식 압축기, 로터리 압축기, 스윙 링크식 압축기, 스크롤 압축기, 또는 터빈식 압축기와 같은 어떤 적당한 압축기일 수 있다. 상기 압축기(18)는 다양한 스피드 드라이브(VSD) 또는 직접 AC 또는 DC 전원으로부터 전력을 공급받는 모터(36)에 의해 구동된다. 어떤 적용예에서 상기 모터가 다양한 전압 또는 진동수 드라이브에 의해 구동될 수 있지만, 일구현예에서 상기 모터(36)는 AC 전원에서 고정된 전압 및 진동수를 받는다. 상기 모터는 스위치 릴럭턴스(SR) 모터, 유도전동기 또는 전자적으로 정류된 영구자석모터(ECM), 또는 어떤 다른 적당한 모터 종류가 될 수 있다. 상기 냉매는 압축기에서 고온 및 고압의 증기로 배출된 후, 응축기로 유입되어 냉각사이클을 다시 시작할 준비를 한다.
냉각싸이클의 작동은 제어장치(14)에 의해 제어되고, 상기 제어장치는 제어회로(38), 입력장치(40) 및 온도센서(42)를 포함한다. 상기 제어회로(38)는 모터(26,32,36)와 연결되고, 상기 모터는 응축기 팬(24), 증발기 팬(30), 압축기(18)에 각각 연결된다. 상기 제어회로는 입력장치(40) 및 센서(42)로부터 받은 정보를 사용하여 에어컨 시스템을 구동하는 모터(26,32,36)의 작동시점을 결정한다. 예를 들어, 주거용 에어컨 시스템에서, 상기 입력장치(40)는 온도설정지점을 제어회로(38)에 제공하는 프로그램가능한 전압 써모스탯일 수 있다. 상기 센서(42)는 주위공기온도를 결정하고 상기온도를 제어회로(38)에 제공한다. 상기 제어회로(38)는 그다음 상기 센서로부터 받은 온도와, 입력장치로부터 받은 설정온도를 비교한다. 상기 온도가 설정온도보다 높으면, 제어회로는 모터(26,32,36)를 온시켜 에어컨시스템(10)을 가동한다. 또한, 상기 제어회로가 하드웨어 또는 소프트웨어 제어알고리즘을 실행시켜 에어컨 시스템을 조절할 수 있다. 어떤 구현예에서, 상기 제어회로(38)는 아나로그 디지털(A/D) 컨버터, 마이크로프로세서, 비활성 메모리, 및 인터페이스 보드를 포함할 수 있다. 다른 장치는 물론 냉매, 열교환기, 입출구 공기 등의 온도 및 압력을 감지하는 추가 압력 및/또는 온도 트랜스듀서 또는 스위치와 같은 것이 시스템 내에 포함될 수 있다.
도 5는 멀티채널 튜브를 사용하는 열펌프시스템(44)을 도시하고 있다. 상기 열펌프는 가열 및 냉각을 위해 사용될 수 있기 때문에, 냉매가 역으로 할 수 있는 냉각/가열 루프(46)를 통해 흐른다. 상기 냉매는 열을 흡수하고 방출할 수 있는 어떤 유체일 수 있다. 또한, 상기 가열 및 냉각 운전은 제어장치(48)에 의해 조절된다.
상기 열펌프시스템(44)은 열교환기로 작동하는 외측 코일(50)과 내측코일(52)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 상기 코일은 열펌프의 작동모드에 따라 증발기 또는 응축기의 역할을 수행한다. 예를 들어, 상기 열펌프 시스템(44)이 냉각("AC")모드로 작동할 경우 외측코일(50)은 응축기로 기능하여, 외측공기에 열을 방출하고, 반면에 상기 내측코일(52)은 증발기로 기능하여, 내측공기의 열을 흡수한다. 반대로, 상기 열펌프시스템(44)이 가열모드로 작동할 경우, 외측코일(50)은 증발기로 기능하여 외부공기로부터 열을 흡수하고, 반면에 내측코일(52)은 응축기로 기능하여 내측공기에 열을 방출한다. 가역밸브(54)는 냉매의 흐름방향을 제어하기 위해 코일 사이에 가역 루프(46)에 위치함으로써 열펌프의 가열모드와 냉각모드를 바꿔준다.
상기 열펌프시스템(44)은 또한 냉매가 증발기로 유입되기 전에 냉매의 온도 및 압력을 감소시키기 위해 두개의 계량장치(56,58)를 포함한다. 당해기술분야에서 숙련된 자에게 예상되는 계량장치는 또한 증발기로 유입되는 냉매의 양이 증발기에 서 배출되는 냉매의 양과 동일하도록 증발기로 흐르는 냉매를 조절하는 작용을 한다. 상기 계량장치는 열펌프의 작동모드에 따라 사용된다. 예를 들어, 상기 열펌프시스템이 냉각모드로 작동하는 경우, 냉매는 계량장치(56)를 통과하고 내측코일(52)에 유입되기 전에 계량장치(58)를 통해 흐르고, 상기 내측코일은 증발기로 작용한다. 유사하게는, 상기 열펌프시스템이 가열모드로 작용할 때, 냉매가 계량장치(58)를 통과하고 외측코일(50)로 유입되기 전에 계량장치(56)를 통해 흐르고, 상기 외측코일은 증발기로 작용한다. 다른 구현예에서, 단일 계량장치는 가열모드와 냉각모드를 위해 사용될 수 있다. 상기 계량장치(56,58)는 통상적으로 열팽창 밸브(TXV)지만, 오리피스나 모세관일 수 있다.
상기 냉매는 저온 및 저압의 액체로 증발기에 유입되고, 상기 증발기는 가열모드에서 외측코일(50)이고 냉각모드에서 내측코일(52)이다. 당해기술분야에서 숙련된 자에게 예상되는 어떤 증기 냉매는 계량장치(56,58)에서 발생하는 팽창과정의 결과로서 또한 제공될 수 있다. 상기 냉매는 증발기 안의 멀티채널 튜브를 통해 흐르고, 공기로부터 열을 흡수하여 냉매가 증기로 변한다. 냉각모드에서, 상기 멀티채널 튜브를 통과하는 옥내공기는 탈습될 수 있다. 상기 공기로부터 발생되는 수분은 멀티채널튜브의 외표면에 응축되어 결과적으로 공기로부터 제거될 수 있다.
상기 증발기에서 배출된 냉매는 가역밸브(54)를 통과하여 압축기(60)로 공급된다. 상기 압축기(60)가 냉매 증기의 체적을 감소시킴으로써 증기의 온도 및 압력을 증가시킨다. 여기서, 다시 상기 압축기는 나사식 압축기, 왕복식 압축기, 회전식 압축기, 스윙 링크 압축기, 스크롤 압축기 또는 터빈식 압축기와 같은 어떤 적 당한 압축기가 될 수 있다.
상기 압축기로부터, 증가된 온도 및 압력의 증기냉매는 응축기로 유입되고, 응축기의 위치는 열펌프 모드에 의해 결정된다. 냉각모드에서, 상기 냉매는 외측코일(50)(응축기로 작용하는)로 유입된다. 팬(62)은 모터(64)에 의해 작동되고, 냉매증기를 포함하는 멀티채널튜브 위로 공기를 끌어당긴다. 당해기술분야에서 숙련된 자에게 예상되는 팬(FAN)은 멀티채널튜브를 통해 공기를 끌어당기는 펌프에 의해 대체될 수 있다. 상기 냉매로부터 발생되는 열은 외측공기에 전달되어 냉매가 액체로 응축되게 한다. 가열모드에서, 상기 냉매는 내측코일(52)(응축기로 작용하는)로 유입된다. 팬(66)은 모터(68)에 의해 구동되고, 냉매증기를 포함하는 멀티채널튜브 위로 공기를 끌어당긴다. 상기 냉매로부터 발생된 열은 내측공기에 전달되어 냉매가 액체로 응축되게 한다.
상기 응축기에서 배출된 후, 상기 냉매는 계량장치(가열모드에서 56 및 냉각모드에서 58))를 통해 흐르고, 증발기(가열모드에서는 외측코일(50) 및 냉각모드에서는 내측코일(52))로 리턴되고, 거기서 다시 공정이 시작된다.
가열 및 냉각모드에서, 모터(70)는 압축기(60)를 구동하고, 냉매를 가역 냉각/가열 루프(46)를 통해 순환시킨다. 상기 모터는 AC 또는 DC 전원 또는 다양한 스피드 드라이브(VSD)로부터 직접 동력을 공급받을 수 있다. 이전 예에서 처럼, 상기 모터는 스위치 릴럭턴스(SR) 모터, 유도전동기, 전자적으로 정류된 영구자석모터(ECM), 또는 어떤 다른 적당한 모터 종류도 될 수 있다.
상기 모터(70)의 작동은 제어회로(72)에 의해 제어된다. 상기 제어회로(72) 는 입력장치(74) 및 센서(76,78,80)로부터 정보를 받아 그 정보를 사용하여 냉각모드 및 가열모드에서 열펌프시스템의 작동을 제어한다. 예를 들어, 냉각모드에서 상기 입력장치는 제어회로(72)에 설정온도 포인트를 제공한다. 상기 센서(80)는 주변 옥내 공기온도를 측정하여 그것을 제어회로(72)에 제공한다. 상기 제어회로(72)는 그다음 공기온도와 설정온도를 비교하여, 상기 공기온도가 설정온도보다 높은 경우 압축기모터(70)와 팬모터(64,68)를 연결하여 냉각시스템을 가동한다. 반대로, 가열모드에서, 상기 제어회로(72)는 센서(80)로부터 받은 공기온도와 입력장치(74)로부터 받은 설정온도를 비교하여, 상기 공기온도가 설정온도보다 낮은 경우 상기 모터들(64,68,70)을 연결하여 가열시스템을 가동한다.
상기 제어회로(72)는 또한 입력장치(74)로부터 받은 정보를 사용하여 가열펌프시스템(44)을 가열모드와 냉각모드 사이에서 서로 바꾼다. 예를 들어, 상기 입력장치가 냉각모드로 설정되면, 상기 제어회로(72)가 솔레노이드(82)에 신호를 보내어 가역밸브(54)를 에어컨 위치(84)에 놓는다. 결과적으로, 상기 냉매는 가역 루프(46)를 통해 다음과 같이 흐를 것이다: 상기 냉매는 압축기(60)에서 배출되고, 외측코일(50)에서 응축되고, 계량장치(58)에 의해 팽창되고, 내측코일(52)에서 증발된다. 마찬가지로, 상기 입력장치가 가열모드로 설정되면, 제어회로(72)가 솔레노이드(82)에 신호를 보내어 가역밸브(54)를 가열펌프 위치(86)에 배치한다. 결국, 상기 냉매는 가역 루프(46)를 통해 다음과 같이 흐를 것이다: 상기 냉매는 압축기(60)에서 배출되고, 내측코일(52)에서 응축되고, 계량장치(56)에 의해 팽창되고, 외측코일(50)에 의해 증발된다.
상기 제어회로(72)는 하드웨어 또는 소프트웨어 제어알고리즘을 실행시켜 열펌프시스템(44)을 조절할 수 있다. 어떤 구현예에서, 상기 제어회로는 아나로그/디지털(A/D) 컨버터, 마이크로프로세서, 비활성 메모리, 인터페이스 보드를 포함할 수 있다.
상기 제어회로는 또한 상기 시스템(44)이 가열모드로 작동할 때 서리제거싸이클을 초기화할 수 있다. 상기 옥외온도가 어는온도에 접근할 때 외측코일(50) 위로 향하는 옥외공기의 수분이 응축되어 응결될 수 있다. 상기 센서(76)는 옥외 공기온도를 측정하고, 상기 센서(78)는 외측코일(50)의 온도를 측정한다. 이러한 센서들은 온도정보를 제어회로에 제공하여 서리제거싸이클을 언제 초기화할지를 결정한다. 예를 들어, 상기 센서(76,78) 중 어느 하나가 제어회로에 어는점 이하의 온도를 제공하면, 상기 시스템(44)은 서리제거모드에 배치된다. 서리제거모드에서 상기 솔레노이드(82)는 가역밸브(54)를 에어컨(84)에 위치하도록 작동되고, 상기 모터(64)는 셧오프되어 멀티채널 위의 공기흐름을 차단한다. 그다음, 상기 시스템(44)은 외측코일(50)을 통해 흐르는 증가된 온도 및 압력의 냉매가 코일의 서리를 제거할때까지 냉각모드에서 작동한다. 상기 센서(78)는 코일(50)에 서리가 제거되었다고 감지하면, 상기 제어회로(72)는 가열밸브(54)를 열펌프 위치(86)로 리턴시킨다. 당해기술분야에서 숙련된 자에게 예상되는 서리제거싸이클은 많은 다른 시간과 온도 조합에서 발생하도록 설정될 수 있다.
도 6은 에어컨시스템(10)과 열펌프시스템(44)에서 사용될 수 있는 예시적인 열교환기의 사시도이다. 상기 예시적인 열교환기는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 응축기(16), 증발기(22), 외측코일(50) 또는 내측코일(52) 일 수 있다. 또한, 유사한 또는 다른 시스템에서 상기 열교환기는 냉각장치의 일부 또는 어떤 다른 열교환 적용에 사용될 수 있음을 주목해야 한다. 상기 열교환기는 멀티튜브(92)에 의해 연결된 매니폴드(88,90)를 포함한다. 30개의 튜브가 도 6에 보여지고 있지만 튜브의 수는 변할 수 있다. 상기 매니폴드 및 튜브는 열전달이 우수한 알루미늄 또는 다른 어떤 재질로 구성될 수 있다. 냉매는 제1튜브들(94)을 통해 매니폴드(88)에서 매니폴드(90)로 흐른다. 그다음, 상기 냉매는 제2튜브(96)들을 통해 매니폴드(88)로 리턴된다. 어떤 구현예에서, 상기 열교환기는 멀티채널튜브가 상부 매니폴드와 하부 매니폴드 사이에 수직하게 형성되도록 대략 90도로 회전될 수 있다. 또한, 상기 열교환기는 수직선에 대해 일정각도로 경사질 수 있다. 또한, 상기 멀티채널튜브는 타원형을 갖는 것으로 도시되었지만, 상기 튜브는 직사각형, 정사각형, 원형, 타원형, 삼각형, 사다리꼴 또는 평행사변형 형상의 단면을 갖는 튜브와 같은 어떤 형태일 수 있다. 어떤 구현예에서, 상기 튜브는 0.5mm~3mm 범위의 직경을 가질 수 있다. 또한, 상기 열교환기는 단일 평면 또는 슬래브에 제공되거나, 벤드, 모서리, 컨투어(contour) 등을 포함할 수 있다.
냉매는 입구(98)를 통해 열교환기에 유입되고, 출구(100)를 통해 열교환기에서 배출될 수 있다. 도 6은 상부 매니폴드(88)에 입구와 하부매니폴드에 출구를 도시하고 있지만, 상기 입구 및 출구의 위치는 서로 바뀌어 유체가 하부로 들어가서 상부에서 배출될 수 있음을 주목해야 한다. 또한, 상기 유체는 매니폴드의 하부 또는 측면 또는 상부 표면에 위치한 다수의 입구 및 출구를 통해 매니폴드에 유입되 고 배출될 수 있다. 배플(102)은 매니폴드(88)의 입구(98)와 출구(100)부를 분리시킨다. 두개의 배플(102)이 도시되어 있지만, 하나 또는 그이상으로 배플의 수가 채택되어 입구(98)와 출구(100)의 분리를 생성할 수 있다.
통상적인 열교환기 적용에서, 냉매는 하나의 상(phase)으로 매니폴드(88)에 유입되고, 다른 상으로 매니폴드(88)에서 배출된다. 예를 들어, 열교환기가 응축기로 작동하는 경우, 냉매가 입구(98)에 증기로 유입될 수 있다. 상기 증기가 제1멀티채널튜브(94)를 통해 이동할 때, 상기 증기는 외부 환경에 열을 방출하여 증기가 과열되지 않게 하고 액체로 응축되게 한다. 그리고나서, 상기 액체냉매가 제2멀티채널튜브(96)를 통해 이동할 때, 상기 액체가 외부환경에 열을 방출하여 과냉시킨다. 이하에서 논의된 바와 같이, 제1튜브(94)는 제2튜브(96)과 다른 내부구성을 가짐에 따라 냉매가 기상일 때 그리고 액상일 때 냉매의 열전달 성질을 극대화할 수 있다.
핀(104)은 멀티채널튜브(92) 사이에 위치하여 튜브(92)와 주위에 열전달을 촉진한다. 일구현예에서, 상기 핀은 알루미늄으로 구성되고, 튜브에 납땜되거나 그렇지 않으면 결합되고, 냉매의 흐름에 일반적으로 수직하게 배치된다. 그러나, 다른 구현예에서 상기 핀은 열전달을 용이하게 하는 다른 물질로 만들어질 수 있고, 냉매의 흐름방향에 대해 다양한 각도 또는 평행하게 연장될 수 있다. 또한, 상기 핀은 루버핀(Louvered fin), 물결모양으로 주름진 핀, 또는 어떤 다른 적당한 종류의 핀이 될 수 있다.
도 7은 도 6에서 제1튜브를 통해 단면된 열교환기를 나타내어 제1튜브(94)의 내부구성을 도시하고 있다. 냉매는 튜브 내에 형성된 유동채널(106)을 통해 흐른다. 상기 유체의 흐름방향(108)은 도 6에 도시한 매니폴드(88)에서 매니폴드(90)로 향한다.상기 냉매가 매니폴드(90)로 향할 때, 냉매는 상이 변하기 시작하거나 계속해서 변한다. 예를 들어, 응축기에서 증기냉매는 외부공기에 열을 방출하여 과열을 방지하고, 증기에서 액체로 변한다. 마찬가지로, 증발기에서 액체냉매는 외부공기로부터 열을 흡수하여 액체에서 증기로 변하기 시작한다.
도 8은 도 7에 도시한 제1튜브(94) 중 하나의 단면도이다. 상기 도시한 구현예에서, 상기 유동채널(106)은 제1튜브(94)의 폭과 높이에 비해 작은 직경의 원형 단면을 갖는다. 일 구현예에서, 이 작은 직경의 유동채널은 응축기의 구성에 사용되어 열전달의 표면적을 증가시킨다. 다른 유로 모양이 사용될 수 있고, 이것이 곧고 연속적인 내부 벽에 의해 분리될 수 있고, 윤곽과 방해가 상기 벽에 제공될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 더우기, 다른 수가 제공될 수도 있지만, 현재 계획된 구현예에서 제1튜브에 형성된 평행한 유로의 수는 16~24의 범위에 있을 수 있다.
도 9에 도시된 것처럼, 상기 냉매가 매니폴드(90)에서 제2튜브(96)의 유동채널(114)을 통해 리턴된다. 상기 유체의 유동방향(116)은 도 6에 도시된 매니폴드(90)에서 매니폴드(88)이다. 어떤 구현예에서, 상기 제2튜브를 통해 흐르는 냉매는 이미 상이 변하였다. 예를 들어, 응축기에서 상기 냉매는 액상으로 될 수 있고(제2튜브에서 계속해서 과냉되고), 증발기에서 냉매가 증기 상으로 될 수 있다.
도 10은 도 9에 도시한 제2튜브(96) 중 하나의 단면도이다. 상기 유동채 널(114)은 상기 유동채널(106)의 단면보다 더 큰 사각형 단면을 갖는다. 일 구현예에서, 이 더 큰 직경의 유동채널은 응축기 구성에 사용되어 증기상의 냉매에 발생되는 압력강하를 최소화할 수 있다. 여기서, 다시 상기 제2튜브에서 유로의 직사각형의 모양, 크기 및 수는 다양화될 수 있다.
도 8,9 및 10은 유동채널이 갖는 다른 예시적인 단면 형상을 나타낸다. 그러나, 상기 도면에 도시한 형상이 제한하는 것으로 의도된 것이 아니고, 유로의 다른 최적화된 형상, 크기, 구성 및 수가 제공될 수 있다. 도 11은 직사각형의 유동채널(120)을 갖는 대안적인 튜브(118)를 도시하고 있다. 도 12는 기다란 직사각형의 유동채널(124)을 갖는 대안적인 튜브(122)를 도시하고 있다. 도 13은 하나의 커다란 유동채널(128)을 갖는 대안적인 튜브(126)를 도시하고 있다. 상기 대안적인 튜브(126)는 열교환기의 튜브 부분에 사용되거나, 또한, 열교환기의 하부 튜브에 위치되어 과도한 냉매를 수용하는 수용부로 작용하게 할 수 있다.
내부 튜브 구성의 어떤 조합도 본 기술과 일치되게 사용되어 열교환기의 성능을 최적화할 수 있다. 예를 들어, 제1튜브는 도 1에 도시된 것처럼 구성되어 있고, 제2튜브는 도 13에 도시된 바와 같이 구성되어 있다. 또한, 제1튜브세트에 제공된 유동채널의 수는 제2튜브세트에 제공된 유동채널의 수와 다를 수 있다. 일 구현예에서, 제1튜브의 내부구성은 증기상 냉매의 과열을 방지하기 위해 열전달 성질에 근거하여 선택될 수 있고, 제2튜브의 내부구성은 액상 냉매의 과냉을 위해 열전달 성질에 근거하여 선택될 수 있다.
또한, 상기 유동채널의 특별한 형상 및 단면적이 열교환기의 특별한 유동 및 열전달을 위해 변경될 수 있다. 예를 들어, 더 많은 수의 더 작은 유동채널이 일반적으로 더 작은 누적하는 단면적을 갖는 다음, 더 작은 수의 더 큰 유동채널을 가질 수 있을 것이다. 그 결과 유동율 및 유동속도 및 열전달율이 변하게 되고, 어떤 유동율 및 속도가 증기상 흐름, 액상 흐름 또는 혼상 흐름을 위해 선호될 수 있다.
도 14는 도 6의 열교환기에서 매니폴드(88)의 내부를 보여주기 위해 매니폴드(88)의 일부를 절단한 모습을 보여주는 사시도이다. 상기 핀들은 명확하게 하기 위해 제거되었음을 주목하라. 도시한 바와 같이, 상기 냉매는 제1튜브(94)를 통해 매니폴드(88)에서 배출되고 제2튜브(96)를 통해 매니폴드(88)로 리턴된다. 전술한 바와 같이, 상기 매니폴드의 제1튜브 부분 내부의 냉매는 제2튜브 부분 안의 냉매와 상이 다를 수 있다. 상기 배플(102)은 매니폴드의 두 부분 사이에 추가 절연을 제공하는 매니폴드의 내부에 일정한 체적(132)을 형성하기 위해 일정한 거리(C)로 이격 설치되고, 여분을 제공하기 위해 결국 상기 배플 중 어느 하나는 천공되거나 그렇지 않으면 새는 구멍을 개발한다. 또한, 고립된 튜브(132)는 배플(102) 사이에 위치하여 제1튜브(94)와 제2튜브(96) 사이에 분리를 제공한다.
도 15를 참조하면, 다른 구현예는 이중 매니폴드(136)를 포함할 수 있다. 상기 이중 매니폴드는 폭 제한을 갖는 열교환기에서 증가된 용량을 위해 허용하는 감소된 폭(D)을 갖는다. 상기 이중 매니폴드(136)는 냉매를 포함하기 위해 끝단 위로 배치될 수 있는 캡(140)을 갖는다. 또한, 상기 캡(140)은 매니폴드의 내부에 배치되어 배플로 작용할 수 있다.
도 16은 도 15의 매니폴드를 위에서 본 도면으로서, 상기 튜브(94)의 양단부 의 형상을 도시하고 있다. 상기 튜브(94)는 매니폴드(136)의 만곡을 따르는 끝단 형상(142)을 갖는다. 또한, 상기 튜브(94)는 전형적인 평평한 단부 형상(144)을 갖는다. 상기 열교환기에 사용된 튜브는 공지된 끝단 형상의 조합일 수 있다. 다른 구현예에서, 끝단 형상은 단일 매니폴드를 갖는 열교환기에 사용될 수 있다.
도 17은 또 다른 이중 매니폴드(146)의 사시도이다. 캡(148)이 단부 위헤 설치되어 냉매를 포함할 수 있다. 상기 튜브의 단부형상은 평평하거나 매니폴드의 만곡을 따를 수 있다.
작은 폭 내에 용량을 증가시킬 뿐만 아니라, 상기 이중 매니폴드(136,146)는 촘촘한 열교환기 내에서 코일에 지지력을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 도 18은 예시적이고 촘촘한 열교환기(150)의 사시도이다. 상기 핀이 명확성을 위해 제거되었음을 주의하라. 이중 매니폴드(136)는 휘어진 코일부(152)를 연결하여 열교환기가 원형으로 형성되게 한다. 배플(102)은 냉매 증기상과 냉매 액상을 분리시키기 위해 매니폴드(136) 내에 제공될 수 있다. 다른 구현예에서, 이중 매니폴드는 직사각형, 정사각형, 육각형, 또는 반원형과 같은 다른 형상으로 열교환기를 구성하기 위해 사용될 수 있다.
본 설명은 열전달 튜브가 튜브로부터 흐름을 분배하고 흐름을 모으는 매니폴드 사이에 복수의 유로를 포함된 장치를 언급하기 위해 "멀티채널"튜브 또는 "멀티채널 열교환기"라는 용어를 사용하였음을 유의하여야 한다. 수많은 다른 용어가 유사한 장치를 위해 당해기술분야에서 사용될 수 있다. 상기한 또 다른 용어는 "마이크로채널" 및 "마이크로포트"를 포함할 수 있다. 상기 "마이크로채널"이라는 용어 는 튜브의 의미를 내포하여 가끔 마이크로미터 및 더 작은 순으로 유체 통로를 갖는다. 그러나, 본 문맥상 상기한 용어는 어떤 특정한 더 높거나 더 낮은 치수 문턱값을 갖는 것으로 의도되어서는 안된다. 오히려, 여기서 일 구현예를 주장하거나 설명하는데 사용되는 상기 용어 "멀티채널"은 모든 상기한 크기를 커버하는 것으로 의도된다. 당해기술분야에서 사용된 다른 용어들이 가끔 "평행한 흐름" 및 "납땜된 알루미늄"을 포함한다. 그러나, 상기한 모든 장치 및 구조들은 상기 용어 "멀티채널"의 범위내에 포함된 것으로 의도된다. 본 발명이 첨부한 청구범위에서 특정되지 않는다면 어떤 특정한 지오메트리로 제한되는 것으로 다시 의도되지 않지만, 일반적으로 상기한 "멀티채널"튜브는 평평한 또는 평면의 튜브의 평면에서 또는 폭을 따라 배치된 유로를 포함할 것이다.
여기서, 본 발명의 어떤 특징만이 도시되거나 설명되었지만, 많은 변경 및 변화가 당해기술분야에서 숙련된 자에게 발생할 수 있다. 따라서, 상기 첨부된 청구범위가 본 발명의 진정한 정신 안에서 일어날 수 있는 상기한 모든 변경 및 변화를 커버하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다.

Claims (24)

  1. 제1매니폴드;
    제2매니폴드;
    상기 제1매니폴드와 제2매니폴드 사이에 유체가 연통되게 하고, 일반적으로 평행한 복수의 유로를 포함하고, 상기 유로를 통해 연장되어 제1구성을 갖는 제1멀티채널튜브; 및
    상기 제1매니폴드와 제2매니폴드 사이에 유체가 연통되게 일반적으로 평행한 복수의 유로를 포함하고, 상기 유로를 통해 연장되어 제1구성과 다른 제2구성을 갖는 제2멀티채널튜브;를 포함하는 열교환기.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1멀티채널튜브의 유로는 상기 제2멀티채널튜브의 유로보다 더 작은 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1멀티채널튜브의 유로는 상기 제2멀티채널튜브의 유로와 다른 횡단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1멀티채널튜브는 제2멀티채널튜브보다 더 많은 유로를 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1매니폴드와 제2매니폴드 사이에 유체가 연통되는 복수의 제1멀티채널튜브와, 상기 제1매니폴드와 제2매니폴드 사이에 유체가 연통되는 복수의 제2멀티채널튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 청구항 1에 있어서, 제1멀티채널튜브를 통해 제1매니폴드로 도입된 입구유로를 제2매니폴드로 연결하고, 상기 입구유로를 출구유로와 분리시켜 제2멀티채널튜브에서 배출되도록 제1매니폴드 안에 배플을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제1매니폴드;
    제2매니폴드;
    상기 제1매니폴드와 제2매니폴드 사이에 유체가 연통되게 하고, 각각은 일반적으로 평행한 복수의 유로를 포함하고, 상기 유로를 통해 연장되어 제1구성을 갖는 복수의 제1멀티채널튜브; 및
    상기 제1매니폴드와 제2매니폴드 사이에 유체가 연통되게 하고, 상기 제2멀티채널튜브 각각은 일반적으로 평행한 복수의 유로를 포함하고, 상기 유로를 통해 연장되어 제1구성과 다른 제2구성을 갖는 복수의 제2멀티채널튜브;를 포함하는 열교환기.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 복수의 제1멀티채널튜브는 서로 인접하게 배치되고, 상기 복수의 제2멀티채널튜브는 서로 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 제1멀티채널튜브의 유로는 상기 제2멀티채널튜브의 유로보다 더 작은 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 제1멀티채널튜브의 유로는 상기 제2멀티채널튜브의 유로와 다른 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 제1멀티채널튜브는 상기 제2멀티채널튜브보다 더 많은 유로를 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 청구항 7에 있어서, 상기 제1멀티채널튜브를 통해 제1매니폴드에 도입된 유로를 제2매니폴드에 연결하고, 상기 입구유로를 출구유로에서 분리시켜 상기 제2멀티채널튜브에서 제1매니폴드로 배출시키기 위해 제1매니폴드 안에 배플을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 복수의 제1멀티채널튜브와 복수의 제2멀티채널튜브 사이에 적어도 하나의 멀티채널튜브를 격리시키기 위해 한쌍의 배플을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  14. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 및 제2매니폴드 사이의 유로에 배치된 제3매니폴드를 포함하고, 상기 멀티채널튜브는 흐름을 제1매니폴드에서 제3매니폴드를 거쳐 제2매니폴드로 흐르게 하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  15. 제1매니폴드;
    제2매니폴드;
    상기 제1매니폴드와 제2매니폴드 사이에 유체가 연통되게 하고, 각각은 일반적으로 평행한 복수의 유로를 포함하고, 상기 유로를 통해 연장되어 제1구성을 갖는 복수의 제1멀티채널튜브; 및
    상기 제1매니폴드와 제2매니폴드 사이에 유체가 연통되게 하고, 각각은 일반적으로 평행한 복수의 유로를 포함하고, 상기 유로를 통해 연장되어 제1구성과 다른 제2구성을 갖는 복수의 제2멀티채널튜브; 및
    상기 제1매니폴드의 입구측에서 복수의 제1멀티채널튜브를 통해 제2매니폴드로, 상기 제2매니폴드의 입구측에서 복수의 제2멀티채널튜브를 통해 제1매니폴드측으로 배출되도록 상기 복수의 제1멀티채널튜브와 복수의 제2멀티채널튜브 사이의 제1매니폴드 안에 배플;을 포함하는 열교환기.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 복수의 제1멀티채널튜브는 서로 인접하게 배치되고, 상기 제2멀티채널튜브는 서로 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  17. 청구항 15에 있어서, 상기 제1멀티채널튜브의 유로는 상기 제2멀티채널튜브의 유로보다 더 작은 것을 특징으로 하는 열교환기.
  18. 청구항 15에 있어서, 상기 제1멀티채널튜브의 유로는 상기 제2멀티채널튜브의 유로ㅘ 다른 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  19. 청구항 15에 있어서, 상기 제1멀티채널튜브는 상기 제2멀티채널튜브모다 더 많은 유로를 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  20. 청구항 15에 있어서, 상기 복수의 제1멀티채널튜브와 복수의 제2멀티채널튜브 사이에 적어도 하나의 멀티채널튜브를 격리시키기 위해 한쌍의 배플을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  21. 열교환기의 제1매니폴드의 입구측으로 유체를 공급하는 단계;
    일반적으로 평행한 복수의 유로를 포함하고 상기 유로를 통해 연장되어 제1구성을 갖는 복수의 제1멀티채널튜브를 통해 유체를 흐르게 하는 단계;
    상기 유체를 제2매니폴드에 모으는 단계; 및
    일반적으로 평행한 복수의 유로를 포함하고, 상기 유로를 통해 연장되어 상 기 제1구성과 다른 제2구성을 갖는 복수의 멀티채널튜브를 통해 제2매니폴드에서 제1매니폴드의 출구측으로 흐르게 하는 단계;를 포함하여 이루어지는 유체에서 또는 유체로 열교환을 촉진하는 방법.
  22. 가스상의 냉매를 압축하도록 구성된 압축기;
    상기 압축된 냉매를 받아 응축하도록 구성된 응축기;
    상기 응축된 냉매의 압력을 떨어뜨리도록 구성된 팽창기;
    상기 냉매를 압축기로 리턴시키기 전에 냉매를 증발시키도록 구성된 증발기;를 포함하고,
    상기 응축기 및 증발기 중 적어도 하나는 제1매니폴드, 제2매니폴드, 상기 제1매니폴드와 제2매니폴드 사이에 유체가 연통되게 하고, 각각이 일반적으로 평행한 유로를 포함하고, 상기 유로를 통해 연장되어 제1구성을 갖는 복수의 제1멀티채널튜브, 상기 제1매니폴드와 제2매니폴드 사이에 유체가 연통되게 하고, 각각이 일반적으로 평행한 유로를 포함하고, 상기 유로를 통해 연장되어 상기 제1구성과 다른 제2구성을 갖는 복수의 제2멀티채널튜브를 갖는 열교환기를 포함하는 가열, 환기, 에어컨, 냉장고 시스템.
  23. 청구항 22에 있어서, 상기 복수의 제1멀티채널튜브는 증발된 냉매의 과열을 방지하도록 구성되고, 상기 복수의 제2멀티채널튜브는 액체 냉매를 과냉시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 가열, 환기, 에어컨, 냉장고 시스템.
  24. 청구항 22에 있어서, 가역밸브를 더 포함하고, 상기 열교환기는 열펌프 모드로 작동시 증발기 역할을 하고, 에어컨 모드로 작동시 응축기 역할을 하는 것을 특징으로 하는 가열, 환기, 에어컨, 냉장고 시스템.
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