KR20210055338A - Heat exchanger - Google Patents

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KR20210055338A
KR20210055338A KR1020190141659A KR20190141659A KR20210055338A KR 20210055338 A KR20210055338 A KR 20210055338A KR 1020190141659 A KR1020190141659 A KR 1020190141659A KR 20190141659 A KR20190141659 A KR 20190141659A KR 20210055338 A KR20210055338 A KR 20210055338A
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heat exchanger
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heat exchange
heat
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KR1020190141659A
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정승모
김홍성
박태균
이한춘
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엘지전자 주식회사
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Abstract

Disclosed is a heat exchanger, comprising: a first header in which an internal space is formed and a refrigerant is introduced; a second header having an inner space formed therein, a refrigerant flowing out, and being spaced apart from the first header by a predetermined distance to face each other; and a heat exchange unit connecting the first header and the second header to form a tube through which the refrigerant lows and a fin through which heat is transferred from the refrigerant flowing through the tube by combining a plurality of plate-shaped members processed in a specific shape, wherein a plurality of the heat exchange units are spaced apart from each other and arranged side by side, and positions of the tubes are shifted from each other. An object of the present invention is to provide a heat exchanger structure capable of minimizing thermal resistance.

Description

열교환기 {HEAT EXCHANGER}Heat Exchanger {HEAT EXCHANGER}

본 발명은 열교환기를 통과하는 공기의 토출 압력 손실을 최소화 할 수 있는 형태를 갖는 열교환기에 대한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger having a form capable of minimizing the discharge pressure loss of air passing through the heat exchanger.

일반적으로 열교환기란, 히트펌프 사이클과 같이 빠른 열교환이 필요한 곳에서 활용될 수 있으며, 응축기 또는 증발기 등으로 활용될 수 있다. 응축기 또는 증발기에는 팬을 활용하여 공기를 통과시키고, 그 과정에서 열교환이 되도록 함으로써 공기를 가열하거나 냉각시킬 수 있다. 열교환기에 의해 가열되거나 냉각된 공기는 냉방 또는 난방에 활용될 수 있으며, 이를 공기조화기라 칭할 수 있다.In general, the heat exchanger may be used in a place where fast heat exchange is required, such as a heat pump cycle, and may be used as a condenser or an evaporator. Air can be heated or cooled by passing air through a condenser or evaporator using a fan and performing heat exchange in the process. Air heated or cooled by a heat exchanger may be utilized for cooling or heating, and this may be referred to as an air conditioner.

최근에는 성능과 소비하는 에너지의 비율에 따라 등급을 나누어 표시하는 에너지소비효율 등급표시제가 시행되고 있으며, 보다 좋은 에너지소비등급을 갖는 전자기기를 개발하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중 한가지로 열교환기의 열교환 효율을 높여 공기를 공급하는 팬의 동력을 저감시키는 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Recently, an energy consumption efficiency rating system has been implemented in which a rating is divided according to a ratio of performance and energy consumed, and a lot of research is being conducted to develop an electronic device having a better energy consumption rating. As one of them, research on a technology for reducing the power of a fan supplying air by increasing the heat exchange efficiency of a heat exchanger is being actively conducted.

열교환기를 통과하며 공기와 열교환하는 튜브 내지 핀의 형상은 공기의 흐름에 영향을 미치게 될 수 있으며, 공기의 흐름을 방해하는 정도가 클수록 열교환기를 통화간 공기의 압력은 낮아져 공기압력의 손실은 커지고, 열교한 효율은 낮아질 수 있다. 따라서 열교환기를 통과하는 공기의 흐름에 미치는 영향을 줄이고, 효과적으로 열교환을 할 수 있는 다양한 형태의 튜브 및 핀의 형상이 연구되고 있다.The shape of the tube or fin that passes through the heat exchanger and exchanges heat with air may affect the flow of air, and the greater the degree of obstruction of the air flow, the lower the air pressure between the heat exchanger and the communication, resulting in a greater loss of air pressure. Thermal bridge efficiency can be lowered. Accordingly, various shapes of tubes and fins that can reduce the influence on the flow of air passing through the heat exchanger and effectively heat exchange have been studied.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 핀-튜브형 열교환기에 있어서 튜브의 직경을 축소하여 공기의 흐름에 미치는 영향을 최소화하는 열교환기를 제공함에 있다.The present invention has been proposed to solve this problem, and is to provide a heat exchanger that minimizes the effect on the flow of air by reducing the diameter of the tube in the fin-tube type heat exchanger.

또한, 튜브와 핀을 일체화하여 열저항을 최소화할 수 있는 열교환기 구조를 제공함에 있다.In addition, it is to provide a heat exchanger structure capable of minimizing thermal resistance by integrating a tube and a fin.

또한, 튜브와 핀을 일체화 함에 있어 제조가 쉽고 저렴한 비용으로 생산할 수 있는 구조를 제공함에 있다.In addition, by integrating the tube and the fin, it is to provide a structure that is easy to manufacture and can be produced at low cost.

본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기는 내부공간이 형성되고, 냉매가 유입되는 제1헤더, 내부공간이 형성되고, 냉매가 유출되며, 상기 제1헤더와 일정간격 이격되어 마주보도록 배치되는 제2헤더 및 특정 형상이 가공된 복수개의 판상 부재를 결합시킴으로써, 상기 제1헤더와 상기 제2헤더를 연결시켜 냉매가 유동하는 튜브와 상기 튜브를 유동하는 냉매로부터 열을 전달받는 핀을 형성하는 열교환부를 포함하고, 상기 열교환부는 소정간격 이격되어 복수개가 나란히 배치되되, 상기 튜브의 위치가 서로 어긋나도록 배치될 수 있다.In the heat exchanger according to an embodiment of the present invention, an internal space is formed, a first header into which a refrigerant flows in, an internal space is formed, a refrigerant flows out, and a second header disposed to face the first header at a predetermined interval. A heat exchanger that connects the first header and the second header to form a tube through which a refrigerant flows and a fin receiving heat from the refrigerant flowing through the tube by combining a header and a plurality of plate-like members processed with a specific shape. And a plurality of the heat exchange units are spaced apart from each other at a predetermined interval, and may be arranged so that the positions of the tubes are shifted from each other.

또한, 상기 열교환부 내에는, 복수개의 튜브와 핀이 일체형으로 형성될 수 있다.In addition, in the heat exchange part, a plurality of tubes and fins may be integrally formed.

또한, 상기 열교환부는, 특정 형상이 가공되어 오목해진 부분을 서로 마주보도록 결합시켜 튜브를 형성하고, 나머지 부분이 서로 접합되어 핀을 형성할 수 있다.In addition, the heat exchange part may form a tube by combining concave portions processed by a specific shape to face each other, and the remaining portions are bonded to each other to form a fin.

또한, 상기 열교환부의 튜브는 상기 제1헤더와 상기 제2헤더를 직선으로 연결하는 형상일 수 있다.In addition, the tube of the heat exchange part may have a shape connecting the first header and the second header in a straight line.

또한, 상기 열교환부의 튜브의 단면은 상기 판상 부재와 교차하는 가상의 평면을 기준으로 대칭 형상일 수 있다.In addition, a cross section of the tube of the heat exchange part may have a symmetrical shape with respect to a virtual plane crossing the plate-like member.

또한, 상기 열교환부의 튜브의 단면은 타원 형상일 수 있다.In addition, the cross section of the tube of the heat exchange part may have an oval shape.

또한, 상기 열교환부의 튜브의 단면은 유선형일 수 있다.In addition, the cross section of the tube of the heat exchange part may be streamlined.

또한, 상기 열교환부의 튜브의 단면은 상기 판상 부재와 교차하는 가상의 평면을 기준으로 비대칭 형상일 수 있다.In addition, a cross section of the tube of the heat exchange part may have an asymmetric shape based on an imaginary plane crossing the plate-like member.

또한, 상기 열교환부의 튜브의 단면은 에어포일 형상일 수 있다.In addition, the cross section of the tube of the heat exchange part may have an airfoil shape.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 열교환기는 튜브를 일체로 형성함으로써 핀과 튜브의 연결부위에 접촉 저항이 없어 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.In the heat exchanger according to various embodiments of the present disclosure, since the tube is integrally formed, there is no contact resistance at the connection portion between the fin and the tube, thereby improving heat exchange efficiency.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 열교환기는 특정 형상이 선가공된 판상 부재의 접합으로 튜브를 형성함으로써, 튜브의 직경을 매우 가늘게 제조할 수 있다.The heat exchanger according to various embodiments of the present invention can be manufactured to have a very thin diameter by forming a tube by joining a plate-like member having a specific shape pre-processed.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 열교환기는 튜브 단면의 형상을 타원, 유선형 또는 에어포일 형상 등 다양하게 변형하여 열교환기를 통과하는 공기의 흐름에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.The heat exchanger according to various embodiments of the present invention may minimize the influence on the flow of air through the heat exchanger by variously modifying the shape of the tube cross section, such as an ellipse, a streamline, or an airfoil shape.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 열교환기는 열교환기를 통과하는 공기의 압력손실이 적어 열교환기에 부가되는 팬의 동력 사용을 절감할 수 있다.In the heat exchanger according to various embodiments of the present disclosure, the pressure loss of air passing through the heat exchanger is small, and thus the use of power of a fan added to the heat exchanger can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 외형을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환부의 단면을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환부의 튜브와 핀이 형성되는 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환부의 단면을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환부의 공기의 흐름 형태를 다른 열교환부와 비교하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환부의 단면을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환부의 공기의 흐름 형태를 다른 열교환부와 비교하여 나타낸 도면이다.1 is a perspective view showing the outer shape of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram conceptually showing a cross section of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a structure in which a tube and a fin of a heat exchanger are formed according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a cross section of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a flow pattern of air in a heat exchange unit according to an embodiment of the present invention compared with other heat exchange units.
6 is a view showing a cross section of a heat exchanger according to another embodiment of the present invention.
7 is a view showing a flow pattern of air in a heat exchange unit according to another embodiment of the present invention compared with other heat exchange units.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar elements are denoted by the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for constituent elements used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of preparation of the specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(100)의 외형을 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing the outer shape of a heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(100)를 설명함에 있어 이해를 돕기 위하여 방향을 정의하여 사용할 수 있다. 예를 들어 전방이란, 열교환부(130)의 핀(137)의 표면에 수직인 방향으로서 도 1의 도시상태를 기준으로 좌측하방을 의미할 수 있다. 후방은 전방의 반대 방향을 의미할 수 있다. 좌측 방향이란, 열교환부(130)의 핀(137)과 튜브(135)를 순차적으로 관통하는 방향으로서 도 1의 도시상태를 기준으로 좌측상방을 의미할 수 있다. 우측 방향은 좌측 방향의 반대 방향을 의미할 수 있다. 상방이란 열교환부(130)의 튜브(135)의 길이방향으로서 도 1의 도시상태를 기준으로 상측방향을 의미할 수 있다. 하방은 상방의 반대 방향을 의미할 수 있다.In describing the heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention, a direction may be defined and used to aid understanding. For example, the front is a direction perpendicular to the surface of the fins 137 of the heat exchange unit 130 and may mean the lower left side based on the state shown in FIG. 1. The rear can mean the opposite direction to the front. The left direction refers to a direction in which the fins 137 and the tubes 135 of the heat exchange unit 130 are sequentially passed through, and may mean an upper left side based on the state shown in FIG. 1. The right direction may mean a direction opposite to the left direction. The upper direction refers to the longitudinal direction of the tube 135 of the heat exchange unit 130 and may mean an upward direction based on the illustrated state of FIG. 1. Downward can mean the opposite direction to the upside.

위와 같은 방향 정의는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 절대적인 것은 아니며, 어느 하나의 방향 기준이 변경되면 이에 대응하여 나머지 방향 기준도 변경될 수 있다.The direction definition as described above is for aiding understanding of the present invention and is not absolute, and when any one direction reference is changed, the other direction reference may be changed in response thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(100)는 제1헤더(110), 제2헤더(120) 및 열교환부(130)를 포함할 수 있다.The heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention may include a first header 110, a second header 120, and a heat exchange unit 130.

일 실시예에 따른 제1헤더(110)는 내부 공간을 형성하여 외부로부터 냉매를 공급받을 수 있으며, 공급받은 냉매는 제1헤더(110)의 내부공간을 유동할 수 있다.The first header 110 according to an embodiment may form an internal space to receive a refrigerant from the outside, and the supplied refrigerant may flow through the internal space of the first header 110.

일 실시예에 따른 제2헤더(120)는 제1헤더(110)와 일정 간격 이격되어 배치되고, 내부 공간을 형성하여 냉매를 유동시킬 수 있다.The second header 120 according to an embodiment is disposed to be spaced apart from the first header 110 by a predetermined distance, and forms an internal space to allow the refrigerant to flow.

일 실시예에 따른 열교환부(130)는 제1헤더(110)와 제2헤더(120)를 연결하고, 냉매가 제1헤더(110) 및 제2헤더(120)를 순환하도록 할 수 있다. 열교환부(130)는 특정 형상이 가공된 판상 부재가 서로 마주보며 결합됨으로써 형성될 수 있다. 열교환부(130)는 복수개가 배치될 수 있으며, 판상 부재의 면에 수직인 방향에 대하여 일정 간격 이격되어 나란히 배치될 수 있다. 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 전후 방향으로 일정 간격 이격되어 나란히 복수개가 배치되어 제1헤더(110)와 제2헤더(120)를 연결할 수 있다. 전후 방향으로 복수개가 배치된 열교환부(130) 사이 공간을 좌측에서 우측방향 또는 우측에서 좌측방향으로 공기가 통과하며 열교환부(130)와 열교환을 수행할 수 있다.The heat exchange unit 130 according to an embodiment may connect the first header 110 and the second header 120 and allow the refrigerant to circulate through the first header 110 and the second header 120. The heat exchange part 130 may be formed by combining plate-shaped members processed with a specific shape to face each other. A plurality of heat exchange units 130 may be disposed, and may be disposed side by side at predetermined intervals with respect to a direction perpendicular to the surface of the plate-like member. For example, as illustrated in FIG. 1, a plurality of the first headers 110 and the second headers 120 may be connected to each other by being spaced at a predetermined interval in the front-rear direction and arranged side by side. Air passes through the space between the plurality of heat exchange units 130 arranged in the front and rear direction from left to right or right to left, and heat exchange with the heat exchange unit 130 may be performed.

일 실시예에 따른 열교환부(130)는 튜브(135)와 핀(137)을 포함할 수 있다. 열교환부(130)는 복수개의 튜브(135)와 복수개의 핀(137)을 포함할 수 있으며 일체형으로 형성될 수 있다. 튜브(135)와 핀(137) 일체형으로 형성됨에 따라 튜브(135)와 핀(137)사이에 열저항이 없고, 보다 효과적으로 냉매의 열을 튜브(135) 및 핀(137)으로 전달할 수 있다.The heat exchange unit 130 according to an embodiment may include a tube 135 and a fin 137. The heat exchange unit 130 may include a plurality of tubes 135 and a plurality of fins 137 and may be formed integrally. As the tube 135 and the fin 137 are integrally formed, there is no thermal resistance between the tube 135 and the fin 137, and heat of the refrigerant can be more effectively transferred to the tube 135 and the fin 137.

일 실시예에 따른 튜브(135)는 제1헤더(110)와 제2헤더(120)를 연결하여 냉매가 유동하도록 경로를 제공할 수 있다. 튜브(135)의 양단은 핀(137)보다 길게 연장되어 핀(137)으로부터 돌출된 형태일 수 있다. 튜브(135)의 돌출된 부분은 제1헤더(110) 또는 제2헤더(120)와 결합하여 냉매의 유동 경로를 제공할 수 있다. 튜브(135)는 제1헤더(110)와 제2헤더(120)를 직선으로 연결할 수 있다.The tube 135 according to an embodiment may provide a path for the refrigerant to flow by connecting the first header 110 and the second header 120. Both ends of the tube 135 may extend longer than the fin 137 and protrude from the fin 137. The protruding portion of the tube 135 may be combined with the first header 110 or the second header 120 to provide a flow path of the refrigerant. The tube 135 may connect the first header 110 and the second header 120 in a straight line.

일 실시예에 따른 핀(137)은 튜브(135)의 내부를 유동하는 냉매의 열을 전달받아 통과하는 공기와 열을 교환할 수 있는 면적을 늘릴 수 있다. 뿐만 아니라 튜브(135)와 튜브(135) 사이의 공간을 연결시킬 수 있다. 튜브(135)와 튜브(135)를 연결함으로써 튜브(135) 내부를 유동하는 냉매 사이의 온도 불균형 또는 열교환기(100)로 유입되는 공기의 방향 등 다양한 원인으로 발생할 수 있는 온도 불균형을 조정할 수 있다.The fin 137 according to an exemplary embodiment may receive heat from a refrigerant flowing through the tube 135 and increase an area capable of exchanging heat with air passing therethrough. In addition, the space between the tube 135 and the tube 135 may be connected. By connecting the tube 135 and the tube 135, it is possible to adjust the temperature imbalance that may occur due to various causes, such as a temperature imbalance between the refrigerant flowing inside the tube 135 or the direction of air flowing into the heat exchanger 100. .

일 실시예에 따른 열교환기(100)는 제1헤더(110)의 일측 단부를 통해 냉매를 공급받아 튜브(135)를 통과하여 제2헤더(120)를 통해 냉매를 배출할 수 있다. 도 1에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(100)의 이해를 돕기위해 제1헤더(110)를 통해 유입되고 제2헤더(120)를 통해 유출되는 경우를 예로들어 설명하였으나, 제2헤더(120)를 통해 유입되고 제1헤더(110)를 통해 유출되도록 구성할 수도 있다.The heat exchanger 100 according to an embodiment may receive a refrigerant through one end of the first header 110, pass through the tube 135, and discharge the refrigerant through the second header 120. In FIG. 1, in order to help the understanding of the heat exchanger 100 according to an embodiment of the present invention, a case inflow through the first header 110 and outflow through the second header 120 has been described as an example. It may be configured to flow in through the header 120 and flow out through the first header 110.

일 실시예에 따른 제1헤더(110) 및 제2헤더(120)의 내부에는 복수개의 열교환부(130)에 대응하여 분배챔버(미도시)를 포함할 수 있다. 각 분배챔버는 열교환부(130)의 튜브(135)와 연통될 수 있다. 유입되는 냉매를 복수개의 열교환부(130)의 개수에 대응하여 분배함으로써 냉매와 공기의 열교환 효율을 상승시킬 수 있다.A distribution chamber (not shown) may be included in the first header 110 and the second header 120 according to an embodiment to correspond to the plurality of heat exchange units 130. Each distribution chamber may communicate with the tube 135 of the heat exchange unit 130. By distributing the incoming refrigerant corresponding to the number of the plurality of heat exchange units 130, the heat exchange efficiency between the refrigerant and air may be increased.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환부(130)의 단면을 개념적으로 나타낸 도면이다.2 is a diagram conceptually showing a cross section of a heat exchange unit 130 according to an embodiment of the present invention.

일 실시예에 따른 열교환부(130)는 판상 부재(131, 133, 도 3 참조)의 면에 수직인 방향에 대하여 복수개가 일정 간격 이격되어 나란히 배치되는 형태일 수 있다. 다만, 튜브(135)의 위치가 서로 어긋나도록 배치될 수 있다. 이를 통해 같은 공간 내에서도 열교환부(130)를 보다 촘촘하게 배치할 수 있다. 또한, 복수개의 열교환부(130) 사이를 통과하는 공기 유로의 폭이 급격하게 변하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어 공기는 도 2의 도시 상태를 기준으로 좌측에서 우측 또는 우측에서 좌측으로 통과하게 되는데, 튜브(135)의 위치를 서로 정렬하여 배치하게 되면 튜브(135)의 위치에서는 급격하게 공기의 유로가 좁아져 공기의 흐름에 큰 장해물로 작용할 수 있다. 즉 튜브(135)를 통과함에 따라 발생하는 공기압의 손실이 매우 클 수 있다. 따라서, 도 2와 같이 튜브(135)의 위치가 서로 어긋나도록 배치함으로써 급격한 공기 유로의 변경을 방지할 수 있고, 공기가 튜브(135)의 표면을 층류를 형성하며 타고 넘는 형태로 유도할 수 있어 공기 압력의 손실을 최소화할 수 있다. 아울러, 튜브(135)의 단면 형상에 따라서도 공기 압력의 손실에 변화가 발생할 수 있다. 이는 도 4 내지 도 7과 함께 후술한다.The heat exchange unit 130 according to an exemplary embodiment may have a shape in which a plurality of heat exchange units 130 are arranged side by side at predetermined intervals with respect to a direction perpendicular to the plane of the plate-like members 131 and 133 (see FIG. 3 ). However, the positions of the tubes 135 may be arranged so as to deviate from each other. Through this, the heat exchange unit 130 can be arranged more densely even within the same space. In addition, it is possible to prevent a sudden change in the width of the air flow path passing between the plurality of heat exchange units 130. For example, air passes from left to right or from right to left based on the state shown in FIG. 2. If the positions of the tubes 135 are arranged in alignment with each other, the air flow path rapidly at the position of the tube 135. The narrower can act as a major obstacle to the flow of air. That is, the loss of air pressure generated as it passes through the tube 135 may be very large. Accordingly, by arranging the tubes 135 so that the positions of the tubes 135 are shifted from each other as shown in FIG. 2, a sudden change of the air flow path can be prevented, and the air can induce a laminar flow through the surface of the tube 135 and in a form of riding over. Air pressure loss can be minimized. In addition, a change in air pressure loss may occur according to the cross-sectional shape of the tube 135. This will be described later together with FIGS. 4 to 7.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환부(130)의 튜브(135)와 핀(137)이 형성되는 구조를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a structure in which the tube 135 and the fin 137 of the heat exchange unit 130 are formed according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 열교환부(130)는 특정 형상이 가공된 한쌍의 판상 부재(131, 133)를 접합시켜 형성되도록 할 수 있다. 구체적으로 특정 형상이 가공되어 오목해진 부분을 서로 마주보도록 접합하여 튜브(135)를 형성하고, 나머지 평평한 부분이 접합되어 핀(137)을 형성할 수 있다. 이러한 열교환부(130)는 열전도성이 뛰어난 재질의 판상 부재(131, 133)로 제조할 수 있으며, 예를 들어 금속재질의 박판이 활용될 수 있다. 금속 박판에 프레스가공을 통해 특정 형상을 형성하고, 브레이징 방법을 통해 접합하여 튜브(135)의 기밀성을 확보할 수 있다.The heat exchange unit 130 according to an embodiment of the present invention may be formed by bonding a pair of plate-like members 131 and 133 processed in a specific shape. Specifically, the tube 135 may be formed by bonding the concave portions processed by a specific shape to face each other, and the remaining flat portions may be bonded to form the pins 137. The heat exchange unit 130 may be made of plate-like members 131 and 133 made of a material having excellent thermal conductivity, and for example, a thin plate made of a metal material may be used. A specific shape may be formed on the thin metal plate through press processing, and the tube 135 may be airtight by bonding through a brazing method.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환부(130)의 단면을 나타내는 도면이고, 도 5는 열교환부(130)의 단면 형태에 따른 공기의 흐름 형태를 비교한 도면이다.4 is a view showing a cross-section of the heat exchange unit 130 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view comparing air flow patterns according to the cross-sectional shape of the heat exchange unit 130.

도 4 및 도 5의 (b)를 참고하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환부(130)의 튜브(135)는 단면의 형상이 에어포일 형태로 형성될 수 있다. 도 4의 도시상태를 기준으로 좌측에서 우측으로 공기가 흐르는 경우, 공기가 튜브(135)의 표면을 최대한 부드럽게 타고 넘어가도록 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5B, the tube 135 of the heat exchange unit 130 according to an embodiment of the present invention may have a cross-sectional shape in an airfoil shape. When the air flows from the left to the right based on the illustrated state of FIG. 4, the air may be formed to smoothly ride over the surface of the tube 135 as possible.

공기가 튜브(135)의 표면을 지나가는 과정에서 난류(T)가 발생하면, 해당부분은 실질적으로 공기압에 낮게 형성되어 튜브(135) 또는 핀(137)과 열교환을 하지 못하는 영역이 될 수 있다.When turbulence T occurs while air passes through the surface of the tube 135, the corresponding portion may be formed to be a region that is substantially low in air pressure and does not heat exchange with the tube 135 or the fin 137.

도 5의 (a)는 원형 단면의 튜브(135)의 경우 공기의 흐름 형태를 나타낸 도면이고, 도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 에어포일 형태의 단면을 갖는 튜브(135)의 경우 공기의 흐름 형태를 나타낸 것이다. 도 5의 (a) 내지 도 5의 (b)를 참고하여 살펴보면, 튜브(135)를 기준으로 우측에 형성되는 꼬리 형태의 영역이 난류 영역(T)을 의미할 수 있다. 난류 영역(T)은 공기압이 낮게 형성되어 공기압의 손실을 발생시키고, 실질적으로 튜브(135) 또는 핀(137)과 열교환을 하지 못하는 영역일 수 있다.FIG. 5A is a view showing the flow of air in the case of the tube 135 having a circular cross section, and FIG. 5B is a tube 135 having a cross section in the form of an airfoil according to an embodiment of the present invention. ) Indicates the flow of air. Referring to FIGS. 5A to 5B, a tail-shaped area formed on the right side with respect to the tube 135 may mean a turbulence area T. The turbulent flow region T may be a region in which air pressure is formed to be low, thereby causing a loss of air pressure, and substantially not performing heat exchange with the tube 135 or the fin 137.

본 발명의 일 실시예에 따른 열 교환기는 튜브(135)의 단면 형태를 에어포일 형상으로 형성함으로써, 도 5의 (b)와 같이 공기가 튜브(135)를 통과하는 과정에서 난류(T)의 발생을 최소화하고 공기압의 손실을 최소화하여 열교환 효율을 증가시킬 수 있다.In the heat exchanger according to an embodiment of the present invention, by forming the cross-sectional shape of the tube 135 into an airfoil shape, turbulent flow (T) is generated in the process of passing air through the tube 135 as shown in FIG. 5B. It is possible to increase heat exchange efficiency by minimizing the occurrence and minimizing the loss of air pressure.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열교환부(530)의 단면을 나타내는 도면이고, 도 7은 열교환부(530)의 단면 형태에 따른 공기의 흐름 형태를 비교한 도면이다. 도 6 내지 도 7의 열교환부(530)를 설명함에 있어 도 4 내지 도 5의 열교환부(130)와 비교하여 차이점을 중심으로 설명한다. 도면 부호 역시 도 4 내지 도 5의 열교환부(130)와 비교하여 동일하거나 유사한 부품은 동일하거나 유사한 도면번호를 사용할 수 있다.6 is a view showing a cross-section of a heat exchange unit 530 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view comparing air flow patterns according to the cross-sectional shape of the heat exchange unit 530. In describing the heat exchange unit 530 of FIGS. 6 to 7, the difference will be mainly described compared to the heat exchange unit 130 of FIGS. 4 to 5. As compared with the heat exchange unit 130 of FIGS. 4 to 5, the same or similar parts may use the same or similar reference numbers.

도 6을 참고하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환부(530)의 튜브(535)는 단면의 형상이 타원 형태로 형성될 수 있다. 도 7의 (a)는 원형 단면의 튜브(535)의 경우 공기의 흐름 형태를 나타낸 도면이고, 도7의 (b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 타원 형태의 단면을 갖는 튜브(535)의 경우 공기의 흐름 형태를 나타낸 것이다.Referring to FIG. 6, the tube 535 of the heat exchange unit 530 according to an embodiment of the present invention may have an elliptical cross-sectional shape. FIG. 7A is a view showing the flow of air in the case of the tube 535 having a circular cross section, and FIG. 7B is a tube 535 having an elliptical cross section according to another embodiment of the present invention. ) Indicates the flow of air.

도 7의 (a) 내지 도 7의 (b)를 참고하여 살펴보면, 튜브(535)를 기준으로 우측에 형성되는 꼬리 형태의 영역이 난류 영역(T)을 의미할 수 있다. 도 5의 (b)와 비교하여 난류 영역(T)이 다소 넓을 수 있다. 다만, 열교환부(530)의 판상 부재와 교체하는 가상의 평면을 기준으로 대칭형상으로 형성되는 특징이 있을 수 있다. 다시 말해, 도 5의 (b)의 도시 상태를 기준으로 좌우 형상이 대칭이 되도록 형성될 수 있다. 이는 열교환부(530)의 설치방향 또는 열교환기(100)를 통과하는 공기의 방향 영향을 받지 않을 수 있다. 또한, 열교환부(130)를 형성하는 한쌍의 판상 부재(131, 133, 도 3참조)를 도 5의 (b)와 같이 별도(예: 상부 판상 부재(131), 하부 판상 부재(133))로 생산할 필요없이, 하나의 형상으로만 제조하여도 되므로, 생산단가가 낮아지고 조립이 용이해질 수 있다.Referring to FIGS. 7A to 7B, a tail-shaped area formed on the right side of the tube 535 may mean a turbulence area T. Compared to (b) of FIG. 5, the turbulence region T may be somewhat wider. However, there may be a characteristic of being formed in a symmetrical shape with respect to an imaginary plane that is replaced with a plate-like member of the heat exchange part 530. In other words, the left and right shapes may be formed to be symmetric based on the state shown in FIG. 5B. This may not be affected by the installation direction of the heat exchange unit 530 or the direction of air passing through the heat exchanger 100. In addition, a pair of plate-like members 131, 133 (refer to FIG. 3) forming the heat exchange part 130 are separated as shown in FIG. 5(b) (for example, the upper plate-like member 131, the lower plate-like member 133) Since it does not need to be produced with a single shape, the production cost can be lowered and assembly can be facilitated.

본 발명의 또 다른 실시예에 열교환부(530)의 튜브(535)는 단면의 형상이 유선형으로 형성되도록 할 수 있다. 특히 열교환부(530)의 판상 부재와 교체하는 가상의 평면을 기준으로 대칭되는 형태의 유선형 형상이 되도록 할 수 있다. 이 경우 도 5의 (b)와 같이 난류 영역(T)의 발생을 최소화 시키면서도 도 7의 (b)와 같이 열교환기(100)를 통과하는 공기의 방향에 영향을 받지 않도록 할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the tube 535 of the heat exchange unit 530 may have a cross-sectional shape formed in a streamlined shape. In particular, it may have a streamlined shape symmetrical with respect to a virtual plane that is replaced with the plate-shaped member of the heat exchange part 530. In this case, while minimizing the generation of the turbulent flow region T as shown in FIG. 5B, it is possible to avoid being affected by the direction of air passing through the heat exchanger 100 as shown in FIG. 7B.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명하다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

100 : 열교환기 110 : 제1헤더
120 : 제2헤더 130 : 열교환부
135 : 튜브 137 : 핀100: heat exchanger 110: first header
120: second header 130: heat exchange part
135: tube 137: fin

Claims (9)

내부공간이 형성되고, 냉매가 유입되는 제1헤더;
내부공간이 형성되고, 냉매가 유출되며, 상기 제1헤더와 일정간격 이격되어 마주보도록 배치되는 제2헤더; 및
특정 형상이 가공된 복수개의 판상 부재를 결합시킴으로써, 상기 제1헤더와 상기 제2헤더를 연결시켜 냉매가 유동하는 튜브와 상기 튜브를 유동하는 냉매로부터 열을 전달받는 핀을 형성하는 열교환부;를 포함하고,
상기 열교환부는 소정간격 이격되어 복수개가 나란히 배치되되, 상기 튜브의 위치가 서로 어긋나도록 배치되는 열교환기.A first header in which an internal space is formed and a refrigerant is introduced;
A second header having an internal space formed therein, a refrigerant flowing out, and disposed to face the first header and spaced apart from each other at a predetermined interval; And
A heat exchanger configured to form a tube through which a refrigerant flows and a fin receiving heat from the refrigerant flowing through the tube by connecting the plurality of plate-shaped members having a specific shape to be processed; Including,
A heat exchanger in which a plurality of the heat exchange units are spaced apart from each other at a predetermined interval, and are arranged side by side, and the positions of the tubes are shifted from each other. 제1항에 있어서,
상기 열교환부 내에는,
복수개의 튜브와 핀이 일체형으로 형성되는 열교환기.The method of claim 1,
In the heat exchange part,
A heat exchanger in which a plurality of tubes and fins are integrally formed. 제2항에 있어서,
상기 열교환부는,
특정 형상이 가공되어 오목해진 부분을 서로 마주보도록 결합시켜 튜브를 형성하고, 나머지 부분이 서로 접합되어 핀을 형성하는 열교환기.The method of claim 2,
The heat exchange part,
A heat exchanger in which a specific shape is processed and concave portions are joined to face each other to form a tube, and the remaining portions are joined to each other to form a fin. 제3항에 있어서,
상기 열교환부의 튜브는 상기 제1헤더와 상기 제2헤더를 직선으로 연결하는 형상인 열교환기.The method of claim 3,
The heat exchanger tube has a shape connecting the first header and the second header in a straight line. 제4항에 있어서,
상기 열교환부의 튜브의 단면은 상기 판상 부재와 교차하는 가상의 평면을 기준으로 대칭 형상인 열교환기.The method of claim 4,
A heat exchanger having a symmetrical cross-section of the tube of the heat exchanger with respect to an imaginary plane crossing the plate-like member. 제5항에 있어서,
상기 열교환부의 튜브의 단면은 타원 형상인 열교환기.The method of claim 5,
The cross section of the tube of the heat exchange part is an elliptical heat exchanger. 제5항 에 있어서,
상기 열교환부의 튜브의 단면은 유선형인 열교환기.The method of claim 5,
A heat exchanger having a streamlined cross section of the tube of the heat exchanger. 제4항에 있어서,
상기 열교환부의 튜브의 단면은 상기 판상 부재와 교차하는 가상의 평면을 기준으로 비대칭 형상인 열교환기.The method of claim 4,
A heat exchanger having an asymmetrical cross section of the tube of the heat exchanger with respect to an imaginary plane crossing the plate-like member. 제8항에 있어서,
상기 열교환부의 튜브의 단면은 에어포일 형상인 열교환기.The method of claim 8,
The cross section of the tube of the heat exchange part is a heat exchanger having an airfoil shape.
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