KR20200027781A - 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내의 열량을 포함하면서 배기와 외부의 공기의 열량을 포함하는흡기가 열교환하면서 유입토록 복수의 흡기라인과 배기라인이 구분되어 서로 교차하도록 케이싱의 내측에 설치되고, 상기 흡기라인 또는 배기라인의 내측에 유입 또는 배출되는 공기의 열량을 용이하게 흡수토록 열전달판이 각각 설치되며, 상기 케이싱의 상부에서 열전달판에 수분을 공급토록 배수라인이 일체로 구비되는 열교환기 및 이를 이용한 공조시스템에 관한 것이다.

Description

열교환기 및 이를 이용한 공조시스템{Heat exchanger and Air conditioning system Using the heat exchanger}

본 발명은 실내의 열량을 포함하면서 배기와 외부의 공기의 열량을 포함하는흡기가 열교환하면서 유입토록 복수의 흡기라인과 배기라인이 구분되어 서로 교차하도록 케이싱의 내측에 설치되고, 상기 흡기라인 또는 배기라인의 내측에 유입 또는 배출되는 공기의 열량을 용이하게 흡수토록 열전달판이 각각 설치되며, 상기 케이싱의 상부에서 열전달판에 수분을 공급토록 배수라인이 일체로 구비되는 열교환기 및 이를 이용한 공조시스템에 관한 것이다.

열교환기는 온도가 높은 유체로부터 전열벽(傳熱壁)을 통해서 온도가 낮은 유체에 열을 전달하도록 하는 장치로서, 가열기, 냉각기, 증발기, 응축기 등에 사용된다.

그리고, 이와 같은 열교환기는, 전열매체(傳熱媒體)에 따라 열을 방출(열매, 熱媒)하거나 흡수(냉매, 冷媒)하므로 이를 이용하여 난방 및 냉방에 활용된다.

일반적으로 에어컨, 냉장고 등에 설치되는 냉각장치는 압축기, 응축기, 팽창밸브와 증발기로 구성되는데, 냉매를 이용하여 주위 공기로부터 열을 흡수하여 공기를 냉각시킨다 이중 가장 핵심적인 부분은 열을 흡수하는 증발기라고 할 수 있다.

또한, 증발기는 응축기에서 액체 상태의 냉매를 팽창밸브를 통하여 기체 상태로 공급받고, 기체 상태로 된 냉매는 저온 상태이므로 증발기는 냉매가 순환하는 냉매관 외주에 부설된 냉각핀에 의하여 주위의 공기 중에서 열을 흡수하여 공기를 냉각시키는 것이다.

이와 같이 공기를 냉각시키는 증발기의 성능은 냉각핀의 재질과 접열 면적에 따라 결정되므로, 냉각핀은 열전달계수가 높은 금속으로 제작하고 접열 면적을 최대로 형성하여 주위 공기로부터 최대한 많은 열을 흡수할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이와같은 기술과 관련되어 종래의 특허 제1390649호에 수랭식 증발기의 기술이 제시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 냉각핀(1)의 주위에 구비되는 냉각팬(30)을 더 포함할 수 있고, 상기 냉각팬(30)은 냉각핀(1)의 온도를 낮추고, 상기 냉각핀(1)과 물 미립자의 접촉효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 살수기(20)로 냉각수를 공급하기 위한 펌프(40) 및 배관이 설치되고, 상기 냉각핀(1)의 하단에 구비되는 냉각수 필터(50)를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 냉각핀(1)은 금속섬유 부직포(2)와, 금속섬유 부직포(2)를 지지하는 메쉬망(3)을 포함하며, 상기 냉각수 필터(50)는 상기 냉각핀(1)과 접촉되어 사용된 냉각수를 수집하는 저장소 상단에 위치하여, 상기 사용된 냉각수를 필터링 한 후 다시 사용한다.

그러나, 상기와 같은 수랭식 증발기는, 냉각판을 통하여 냉매코일(6)의 열을 외부에 전달하는 구성으로 유입되는 공기 자체의 습도를 조절하거나 열량을 전달하지 못하게 되는 단점이 있는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 사계절동안 효율적인 열교환이 가능하도록 하고, 냉방효과의 상승은 물론 열회복율을 높일 수 있도록 하고, 필터링 효과는 물론 사계절동안 통풍효과의 구현이 가능토록 하며, 주기적인 청소가 가능토록 하는 열교환기 및 이를 이용한 공조시스템을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 실내의 열량을 포함하면서 배기와 외부의 공기의 열량을 포함하는흡기가 열교환하면서 유입토록 복수의 흡기라인과 배기라인이 구분되어 서로 교차하도록 케이싱의 내측에 설치되고, 상기 흡기라인 또는 배기라인의 내측에 유입 또는 배출되는 공기의 열량을 용이하게 흡수토록 열전달판이 각각 설치되며, 상기 케이싱의 상부에서 열전달판에 수분을 공급토록 배수라인이 일체로 구비되는 열교환기를 제공한다.

그리고, 본 발명의 열교환기는, 배수라인이 중앙부에 설치되어 분기라인을 통하여 흡기라인 또는 배기라인에 각각 공급토록 설치되고, 상기 분기라인의 분할판이 설치되어 공급되는 물을 양측으로 분할 공급토록 설치되며, 상기 열전달판은 금속판에 서로 구분되는 다수의 절개라인을 통하여 방열판의 양측면에 돌출판을 형성하면서 플로킹천이 일체로 부착되는 열교환기를 제공한다.

또한, 본 발명의 열교환기는, 흡기라인과 배기라인을 갖는 복수의 케이싱이 측면에 연장되어 일체로 구비되고, 상기 케이싱에는 배수라인이 각각 구비되는 열교환기를 제공한다.

한편, 본 발명은 유입되는 외부의 공기를 냉각유닛 또는 히팅유닛으로 이루어진 히트펌프를 통하여 열교환 한후 환기팬 및 배기팬을 통하여 외부의 공기를 실내에 유입시키거나 내부의 공기를 외부에 배출하는 공조시스템이 설치되고, 상기 공조시스템에 하나 이상의 열교환기가 설치되며, 상기 열교환기의 흡기라인 또는 배기라인의 내측에 유입 또는 배출되는 공기의 열량을 용이하게 흡수토록 열전달판이 각각 설치되며, 상기 케이싱의 상부에서 열전달판에 수분을 공급토록 배수라인이 일체로 구비되는 열교환기를 이용한 공조시스템을 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 사계절동안 효율적인 열교환이 가능하고, 냉방효과의 상승은 물론 열회복율을 높이고, 필터링 효과는 물론 사계절동안 효율적인 냉방 및 열회복을 필요로 하는 통풍효과의 구현이 가능하며, 주기적인 청소와 신선한 공기의 공급이 가능한 효과가 있는 것이다.

도1은 종래의 증발기를 도시한 외관도이다.
도2는 본 발명에 따른 열교화기가 적용된 공조시스템을 도시한 개략도이다.
도3 내지 도5는 각각 본 발명에 따른 열교환기를 도시한 외관도 및 요부 단면도이다.
도6은 본 발명에 따른 열교환기의 동작상태도이다.
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기를 도시한 외관도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 열교환기가 적용된 공조시스템을 도시한 개략도이고, 도3 내지 도5는 각각 본 발명에 따른 열교환기를 도시한 외관도 및 요부 단면도이며, 도6은 본 발명에 따른 열교환기의 동작상태도이고, 도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기를 도시한 외관도이다.

본 발명의 열교환기(500)는, 실내의 열량을 포함하면서 배기(EA)와 외부의 공기의 열량을 포함하는 흡기(SA)가 열교환하면서 유입토록 복수의 흡기라인(510)과 배기라인(530)이 구분되어 서로 교차하도록 케이싱(550)의 내측에 설치된다.

이때, 상기 흡기라인(510) 또는 배기라인(530)의 일측에는 유입 또는 배출되는 공기의 열량을 용이하게 흡수토록 열전달판(570)이 각각 설치된다.

그리고, 상기 케이싱(550)의 상부에서 열전달판(570)에 수분을 공급토록 배수라인(590)이 일체로 구비된다.

이때, 상기 배수라인(590)은 공조시스템 자체의 쿨링유닛 또는 히팅유닛에 의해 냉각수 또는 가열되는 온수가 공급토록 설치되어도 좋다.

더하여, 상기 배수라인(590)은 케이싱(550)의 중앙부에 설치되어 분기라인(580)을 통하여 흡기라인 및 배기라인에 동시에 각각 공급토록 설치된다.

이때, 상기 분기라인(580)의 분할판(583)이 설치되어 공급되는 물을 양측으로 분할 공급토록 설치된다.

그리고, 상기 열전달판(570)은, 금속판(571)에 서로 구분되는 다수의 절개라인(572)을 통하여 방열판의 양측면에 돌출판(573)을 형성하면서 플로킹천(575)이 일체로 부착된다.

이때, 상기 열전달판은, 동 또는 알루미늄재로 이루어진다.

계속하여, 상기 열교환기(500)는, 흡기라인과 배기라인을 갖는 복수의 케이싱(550)이 측면에 연장되어 일체로 구비된다.

한편, 유입되는 외부의 공기를 냉각유닛(113) 또는 히팅유닛(115)으로 이루어진 히트펌프(110)를 통하여 열교환 한후 환기팬(130) 및 배기팬(150)을 통하여 외부의 공기를 실내에 유입시키거나 내부의 공기를 외부에 배출하는 공조시스템(100)이 설치된다.

이때, 상기 공조시스템(100)에 하나 이상의 열교환기(500)가 설치되며, 상기 열교환기는 히트펌프의 유입전에 열전달이 완료된 공기를 히트펌프에 공급토록 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도7에서 도시한 바와같이 본 발명의 열교환기(500)는, 실내의 열량을 포함하는 배기(EA)와 외부 공기의 열량을 포함하는 흡기(SA)가 열교환하면서 유입토록 복수의 흡기라인(510)과 배기라인(530)이 구분되어 서로 교차하도록 케이싱(550)의 내측에 설치되어 오염된 실내공기의 배출시 유입되는 외부의 신선한 공기에 열량을 전달하여 열량차에 의한 공조시스템(100)의 효율저하 문제점을 해소토록 한다.

이때, 상기 흡기라인(510) 또는 배기라인(530)의 일측에는 유입 또는 배출되는 공기의 열량을 용이하게 흡수토록 열전달판(570)이 각각 설치되어 열전달이 정확하게 이루어진다.

그리고, 상기 케이싱(550)의 상부에서 열전달판(570)에 수분을 공급토록 배수라인(590)이 일체로 구비되어 배수라인을 통한 물의 공급시 수분이 열전달판에 접촉하면서 증발에 의한 잠열로서 유입되는 공기의 냉각효과를 구현함은 물론 가습효과의 구현이 가능하게 된다.

이때, 상기 배수라인(590)은 그 일부가 공조시스템 자체의 쿨링유닛 또는 히팅유닛에 의해 이중관 형상으로 연결되어 냉각수 또는 가열되는 온수가 공급토록 설치되므로써 냉각효과를 열전달효과를 더욱높일 수 있게 된다.

더하여, 상기 배수라인(590)은 케이싱(550)의 상부 중앙부에 설치되어 중력에 의해 그 하부에 연결되는 복수의 분기라인(580)을 통하여 흡기라인 및 배기라인에 동시에 각각 공급토록 설치된다.

이때, 상기 분기라인(580)의 하단에는 분할판(583)이 설치되어 공급되는 물을 양측으로 정확하게 분할 공급토록 하여 양측에 위치한 흡기라인 및 배기라인의 열전달판에 각각 정량 공급토록 한다.

그리고, 상기 열전달판(570)은, 금속판(571)에 서로 구분되는 다수의 절개라인(572)을 통하여 방열판의 양측면에 돌출판(573)을 형성하여 공기가 그 사이를 통과하면서 열전달이 가능토록 하고, 상기 금속판 상부의 천연 또는 인조의 섬유로 이루어진 플로킹천(575)에 의해 수분을 용이하게 흡수하여 증발토록 한다.

이때, 상기 열전달판은, 동 또는 알루미늄재로 이루어져 열전달이 용이하게 된다.

그리고, 상기 플로킹천에 침투된 수분에 의해 증발에 의한 냉각으로 열전달이 효율적으로 수행됨은 물론 흡기에 일정량의 수분을 공급하여 습도조절이 가능토록 된다.

더하여, 상기 열전달판의 일측에 간격유지부재(578)가 일체로 더 구비되어 공기가 통과하는 일정한 간격을 유지하게 된다.

계속하여, 상기 열교환기(500)는, 흡기라인과 배기라인을 갖는 복수의 케이싱(550)이 측면에 연장되어 일체로 구비되어 용량에 따라 다양하게 적용할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 열교환기(500)는, 공조시스템(100)에 적용할 수 있다.

즉, 본 발명의 공조시스템(100)은, 유입되는 외부의 공기를 냉각유닛(113) 또는 히팅유닛(115)으로 이루어진 히트펌프(110)를 통하여 열교환 한후 환기팬(130) 및 배기팬(150)을 통하여 외부의 공기를 실내에 유입시키거나 내부의 공기를 외부에 배출한다.

이때, 상기 공조시스템(100)에 설치되는 하나 이상의 열교환기(500)를 통하여 유입되는 공기를 냉각하여 냉각유닛(113)에 공급함으로써 효율적인 활용이 가능토록 된다.

즉, 상기 열교환기는 히트펌프의 유입전에 열전달이 완료된 냉각 또는 가열된 공기를 히트펌프에 공급토록 하는 것이다.

100...공조시스템 110...히트펌프
130...환기팬 500...열교환기
550...케이싱 570...열전달판
590...배수라인

Claims (5)

1. 실내 공기의 열량을 포함하는 배기와 외부 공기의 열량을 포함하는 흡기가 열교환하면서 유입토록 복수의 흡기라인과 배기라인이 구분되어 서로 교차하도록 케이싱의 내측에 각각 설치되고,
   상기 흡기라인 또는 배기라인의 내측에 유입 또는 배출되는 공기의 열량을 용이하게 흡수토록 열전달판이 각각 설치되며,
   상기 케이싱의 상부에서 열전달판에 수분을 공급토록 배수라인이 일체로 구비되는 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 열교환기는, 배수라인이 케이싱의 상부 중앙에 설치되어 분기라인을 통하여 흡기라인 또는 배기라인에 각각 공급토록 설치되고,
   상기 분기라인의 하단에 분할판이 설치되어 공급되는 물을 양측으로 분할 공급토록 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 제1항에 있어서, 상기 열교환기는, 흡기라인과 배기라인을 갖는 복수의 케이싱이 측면에 연장되어 일체로 구비되고, 상기 케이싱에는 배수라인이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
4. 제1항에 있어서, 상기 열전달판은, 금속판에 서로 구분되는 다수의 절개라인을 통하여 방열판의 양측면에 돌출판을 형성하면서 플로킹천이 일체로 부착되고, 일측에 간격유지부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
5. 유입되는 외부의 신선한 공기를 냉각유닛 또는 히팅유닛으로 이루어진 히트펌프를 통하여 열교환 한후 환기팬 및 흡기팬을 통하여 외부의 공기를 실내에 유입시키거나 내부의 공기를 외부에 배출하는 공조시스템이 설치되고,
   상기 공조시스템에 제1항 내지 제4항중 선택되는 어느 한 항으로 이루어진 하나 이상의 열교환기가 설치되며,
   상기 열교환기의 흡기라인 또는 배기라인의 내측에 유입 또는 배출되는 공기의 열량을 용이하게 흡수토록 열전달판이 각각 설치되며,
   상기 케이싱의 상부에서 열전달판에 수분을 공급토록 배수라인이 일체로 구비되는 열교환기를 이용한 공조시스템.

Images