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KR100562565B1 - flooded evaporator in chiller - Google Patents

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KR100562565B1
KR100562565B1 KR1020030013951A KR20030013951A KR100562565B1 KR 100562565 B1 KR100562565 B1 KR 100562565B1 KR 1020030013951 A KR1020030013951 A KR 1020030013951A KR 20030013951 A KR20030013951 A KR 20030013951A KR 100562565 B1 KR100562565 B1 KR 100562565B1
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cold water
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pipe
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Inventor
윤필현
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엘에스전선 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 만액식 증발기의 열전달 효율을 높일 수 있도록 쉘의 내부에 설치되는 하부 전열관과 직경을 달리한 확장 전열관을 혼합하여 설치하거나 또는 미가공 전열관과 내·외주면의 형상을 변형시킨 다른 전열관을 혼용하여 냉수와 액냉매 간의 총합열전달계수를 높이거나 또는 냉수 순환에 필요한 펌프 동력을 저감하거나 이들을 병용하는 냉동기의 만액식 증발기에 관한 것이다. The present invention is installed by mixing the lower heat exchanger tube installed inside the shell and the expansion heat exchanger having a different diameter so as to increase the heat transfer efficiency of the liquid-type evaporator, or by mixing the raw heat exchanger tube and the other heat exchanger modified the shape of the inner and outer peripheral surfaces The present invention relates to a fully-loaded evaporator of a refrigerator which increases the total heat transfer coefficient between cold water and liquid refrigerant, or reduces pump power required for cold water circulation or uses them in combination.

본 발명에 따른 냉동기의 만액식 증발기는 팽창관을 통해 그 하측이 응축기와 연결되며 상측은 압축기와 연결되는 실린더형의 쉘과, 쉘 내부의 액냉매를 증발시키기 위해 냉수를 일방향으로 유동시키며 쉘 내부의 하부에 구비되는 다수개의 하부 전열관과, 냉수를 타방향으로 유동시키며 하부 전열관의 상부에 구비되는 상부 전열관을 평행하게 설치한 냉동기의 만액식 증발기에 있어서, 상부 전열관을 하부 전열관과 직경을 달리하여 냉수 펌프의 소요동력을 저감하거나 또는 상부에 미가공 전열관을 적용하여 효율성을 증대시키는 것 중 어느 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The full-sized evaporator of the refrigerator according to the present invention is connected to the condenser by the lower side thereof through an expansion tube, and the upper side thereof is connected to the compressor by a cylindrical shell, and cold water flows in one direction to evaporate the liquid refrigerant inside the shell. In a fully-loaded evaporator of a refrigerator in which a plurality of lower heat transfer tubes provided at a lower portion of the refrigerator and a cold water flow in a different direction and an upper heat transfer tube provided at an upper portion of the lower heat transfer tube are installed in parallel, the upper heat transfer tubes have different diameters from the lower heat transfer tubes. It is characterized in that it is formed by any one or more of reducing the required power of the cold water pump or increase the efficiency by applying a raw heat pipe on the top.

냉동기, 전열관, 증발기, 만액식, 쉘 앤드 튜브   Refrigerator, Heat pipe, Evaporator, Full liquid type, Shell and tube

Description

냉동기의 만액식 증발기{flooded evaporator in chiller}     Float evaporator in chiller             

도 1은 일반적인 만액식 증발기를 포함한 냉동기의 개략적인 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a refrigerator including a general liquid evaporator.

도 2는 종래의 만액식 증발기를 개략적으로 보인 단면도.Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a conventional fully liquid evaporator.

도 3은 본 발명에 따른 냉동기의 일실시예를 보인 구성도.Figure 3 is a block diagram showing an embodiment of a refrigerator according to the present invention.

도 4는 도 3의 만액식 증발기를 개략적으로 보인 단면도.FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the fully liquid evaporator of FIG. 3. FIG.

도 5는 본 발명에 따른 냉동기의 다른 실시예를 보인 구성도.Figure 5 is a block diagram showing another embodiment of the refrigerator according to the present invention.

도 6은 도 5의 증발기를 개략적으로 보인 단면도.6 is a schematic cross-sectional view of the evaporator of FIG.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10: 냉동기 20: 압축기 10: freezer 20: compressor

30: 응축기 40: 증발기 30: condenser 40: evaporator

42: 쉘 44: 팽창관 42: shell 44: expansion tube

45: 오리피스 46: 액냉매 45: orifice 46: liquid refrigerant

70: 하부 전열관 71: 상부 전열관 70: lower heat pipe 71: upper heat pipe

100: 열전달부 110: 리지 100: heat transfer unit 110: ridge

120: 동공 122: 동공입구 120: pupil 122: pupil entrance

160a,160b: 상부 전열관160a, 160b: upper heat pipe

본 발명은 냉동기의 만액식 증발기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주로 냉동기에 사용되는 만액식 증발기의 열전달 효율을 높일 수 있도록 쉘의 내부에 설치되는 하부 전열관과 직경을 달리한 상부 전열관을 혼합하여 설치하거나 또는 미가공 전열관과 내·외주면의 형상을 변형시킨 또 다른 전열관을 혼용하여 냉수와 액냉매 간의 총합열전달계수를 높이거나 또는 냉수 순환에 필요한 펌프 동력을 저감하거나 이들을 병용하는 냉동기의 만액식 증발기에 관한 것이다. The present invention relates to a full-sized evaporator of a refrigerator, and more particularly, to install a mixture of the lower heat pipe and the upper heat pipe having a different diameter so as to increase the heat transfer efficiency of the full-body evaporator mainly used in the freezer. Or a combination of raw heat pipes with different shape of inner and outer peripheral surfaces to increase the total heat transfer coefficient between cold water and liquid refrigerant, or to reduce the pump power required for cold water circulation or to use them together. will be.

이하, 특별한 수식어가 없는 ‘전열관’은 미가공 전열관의 상대 개념으로 전열촉진관을 의미한다. Hereinafter, the term “heat transfer tube” without a special modifier refers to a heat transfer promotion tube as a relative concept of a raw heat transfer tube.

냉각사이클(cooling cycle)을 이용하는 냉동기는 압축된 냉매가스를 액화시킨 뒤, 액상냉매를 다시 기화시켜 흡수되는 기화열에 의해 냉각작용을 수행하는 공기조절장치로, 사회전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.A refrigerator using a cooling cycle is an air conditioner that liquefies a compressed refrigerant gas, and then vaporizes a liquid refrigerant to perform a cooling action by vaporization heat absorbed, and is widely used throughout society.

특히 대형 건물 등의 중앙냉방장치에는 대용량의 냉각시스템이 요구되는 바, 냉각탑을 이용하여 냉매를 응축시키는 이른바 터보냉동기가 사용되는 것이 일반적이다.In particular, since a large-capacity cooling system is required for a central cooling device such as a large building, a so-called turbo cooler for condensing a refrigerant using a cooling tower is generally used.

한편, 대형 냉동 설비의 증발기는 대개 외측에서 냉매의 비등이 일어나고 내측에서는 냉수가 순환하여 냉매와 열 교환이 이루어지는 쉘 앤드 튜브형 만액식 열교환기가 주로 사용된다.On the other hand, the evaporator of a large refrigeration plant is usually used a shell-and-tube full-sized heat exchanger in which the refrigerant is boiled on the outside and the cold water circulates inside the heat exchange with the refrigerant.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 냉동기(10)는 압축기(compressor,20)에서 고온 고압으로 압축된 냉매가스가 응축기(condenser,30) 내로 유입되어 순환하는 냉각수와의 열교환에 의해 액화된다. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the conventional refrigerator 10 has a refrigerant gas compressed at high temperature and high pressure in a compressor 20 by heat exchange with cooling water flowing into a condenser 30 and circulating. Liquefied

액화된 냉매(46)는 팽창관(44)의 오리피스(orifice,45)를 통해 저압으로 변한 뒤, 증발기(evaporator,40)의 쉘(shell,42) 내로 유입된다. The liquefied refrigerant 46 changes to low pressure through the orifice 45 of the expansion tube 44 and then flows into the shell 42 of the evaporator 40.

상기 증발기(40)의 쉘(42)로 유입된 저압의 액냉매(46)는 전열관(70,71) 내부로 유동되는 냉수(도시하지 않음)와 열교환한다.The low pressure liquid refrigerant 46 introduced into the shell 42 of the evaporator 40 exchanges heat with cold water (not shown) flowing into the heat transfer tubes 70 and 71.

즉, 상기 전열관(70)은 쉘(42) 내부에서 액냉매(46) 속에 잠겨서 설치되어 있는데, 전열관(70) 내부의 냉수와 열교환되면서 액냉매(46)는 기화되게 된다. That is, the heat transfer pipe 70 is installed in the shell 42 so as to be immersed in the liquid refrigerant 46, and the liquid refrigerant 46 is vaporized while being heat-exchanged with the cold water in the heat transfer tube 70.

이때, 상기 쉘(42) 내부에서 냉수를 다른 방향으로 유동되도록 다수개 설치되는 전열관(71)은 직경, 형상 등 여러 조건들을 동일하게 하는 것이 통상적이다.In this case, the plurality of heat transfer tubes 71 installed in a plurality of cold water to flow in different directions in the shell 42 generally have various conditions such as diameter and shape.

상기 증발된 냉매는 압축기(20)로 유입된다. The evaporated refrigerant is introduced into the compressor 20.

이에 따라 냉각된 냉수가 공기조절유닛(도시하지 않음)에서 공기를 냉각시키게 되고, 이때 냉각된 공기를 송풍기(blower:도시하지 않음)로 불어서 덕트(duct,도시하지 않음)를 통해 각 실내로 공급함으로써 건물을 냉방하게된다.Accordingly, the cooled cold water cools the air in an air conditioning unit (not shown). At this time, the cooled air is blown to a blower (not shown) and supplied to each room through a duct (not shown). Thereby cooling the building.

한편, 냉수에서 액냉매(46)로의 열전달량(Q)은 총합열전달계수(U), 단면적(A)과 온도차(ΔT )의 곱으로 표현할 수 있으며(Q=U×A×ΔT), 일반적으로 전열관(70,71)의 개수를 많이 하면 단면적( A)이 증가하여 열전달량(Q)은 증가하게 된다. On the other hand, the heat transfer amount (Q) from the cold water to the liquid refrigerant (46) can be expressed as the product of the total heat transfer coefficient (U), the cross-sectional area (A) and the temperature difference (ΔT) (Q = U × A × ΔT), generally If the number of heat transfer tubes 70 and 71 is large, the cross-sectional area A increases and the heat transfer amount Q increases.

그러나, 개수가 늘어나면 재료비도 많이 들고 전열관 내의 유속이 감소하여 총합열전달계수(U)를 감소시킨다. However, as the number increases, the material cost increases and the flow velocity in the heat pipe decreases, thereby reducing the total heat transfer coefficient (U).

일반적으로 전열관(70,71) 내측의 열전달 성능을 높이기 위하여 내부에 요철 등을 만들게 되는데 이는 압력 손실을 또한 증가시켜 냉수 순환에 필요한 소요동력을 증가시키게 된다. In general, to increase the heat transfer performance inside the heat transfer tubes (70, 71) is to make an uneven inside, which increases the pressure loss also increases the power required for cold water circulation.

그럼에도 불구하고, 냉수 출구 쪽의 전열관(71)들은 냉매와의 온도차이도 작고 간혹 냉매에 적셔지지 않는 부분이 생기기도 하며 또는 아래쪽에서 발생한 기포에 의한 방해로 성능을 충분히 발휘하지 못한다. Nevertheless, the heat transfer tubes 71 on the cold water outlet side have a small temperature difference with the refrigerant and sometimes do not wet the refrigerant, or do not sufficiently perform the performance due to the air bubbles generated from the bottom.

결과적으로, 출구 쪽 냉수라인의 경우 열전달 성능의 향상 효과를 크게 얻지 못한 상태에서 냉수 순환에 필요한 소요 동력만 크게 요구하여 소비전력을 낭비하는 문제점이 있었다.As a result, in the case of the cold water line on the outlet side, there is a problem of wasting power consumption by requiring only the required power for cold water circulation in a state in which the effect of improving the heat transfer performance is not largely obtained.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 쉘의 내부 하부에 구비되는 다수개의 하부 전열관과 상부에 구비되는 상부 전열관들을 다른 종류로 혼용 적용하여 단위 재료비당 효용성을 높이거나 냉수 순환에 필요한 소요동력을 절감하여 궁극적으로 전체 효율을 높이는 냉동기의 만액식 증발기를 제공함을 그 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, by mixing a plurality of lower heat pipes provided in the inner lower portion of the shell and the upper heat pipes provided in the upper in different types to increase the efficiency per unit material ratio or to cold water circulation It is an object of the present invention to provide a freezer evaporator of a refrigerator, which reduces the required power and ultimately increases the overall efficiency.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명에 따른 냉동기의 만액식 증발기는 팽창관을 통해 그 하측이 응축기와 연결되며 상측은 압축기와 연결되는 실린더형의 쉘과, 쉘 내부의 액냉매를 증발시키기 위해 냉수를 일방향으로 유동시키며 쉘 내부의 하부에 구비되는 다수개의 하부 전열관과, 냉수를 타방향으로 유동시키며 하부 전열관의 상부에 구비되는 상부 전열관을 평행하게 설치한 냉동기의 만액식 증발기에 있어서, 상부 전열관을 하부 전열관과 직경을 달리하여 냉수 펌프의 소요동력을 저감하거나 또는 상부에 미가공 전열관을 적용하여 효율성을 증대시키는 것 중 어느 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
In order to solve the above problems, the full-sized evaporator of the refrigerator according to the present invention is connected to a condenser and a lower side thereof through an expansion tube, and an upper side of the freezer evaporates liquid refrigerant inside the shell. In the liquid-type evaporator of a refrigerator, in which cold water flows in one direction and a plurality of lower heat pipes provided in the lower part of the shell and cold water flows in the other direction and an upper heat pipe provided in the upper part of the lower heat pipes are installed in parallel, The heat transfer pipe may be formed of any one or more of different diameters from the lower heat transfer pipe to reduce the required power of the cold water pump or increase efficiency by applying a raw heat transfer pipe to the upper portion.

이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration of the present invention will be described in more detail.

도 3은 본 발명에 따른 냉동기의 일실시예를 보인 구성도이고, 도 4는 도 3의 만액식 증발기를 개략적으로 보인 단면도이다.Figure 3 is a block diagram showing an embodiment of a refrigerator according to the present invention, Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing a fully-packed evaporator of FIG.

그리고, 도 5는 본 발명에 따른 냉동기의 다른 실시예를 보인 구성도이고, 도 6은 도 5의 증발기를 개략적으로 보인 단면도이다.And, Figure 5 is a block diagram showing another embodiment of the refrigerator according to the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view schematically showing the evaporator of FIG.

종래의 기술과 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 도면 부호나 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.The same or similar components as in the prior art will be denoted by the same reference numerals or the same reference numerals.

도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉동기의 만액식 증발기는 팽창관(44)을 통해 그 하측이 응축기(30)와 연결되며 상측은 압축기(20)와 연결되는 실린더형의 쉘(42)과, 쉘(42) 내부의 액냉매(46)를 증발시키기 위해 냉수(도시하지 않음)를 일방향으로 유동시키며 쉘(42) 내부의 하부에 구비되는 다수개의 하부 전열관(70)과, 냉수를 타방향으로 유동시키며 하부 전열관(70)의 상부에 구비 되는 상부 전열관(160a,160b)을 평행하게 설치한 냉동기(10)의 만액식 증발기(40)에 있어서, 상기 상부 전열관(160a,160b)은 하부 전열관(70)과 직경을 다르게 한 확장 전열관이거나, 가공 정도가 적거나 거의 없는 미가공 전열관을 사용함으로써 열전달 성능은 유지하며 요구되는 펌프 동력을 저감하거나 혹은 필요 전열관의 개수를 저감할 수 있는 것을 특징으로 한다.As shown in Figure 3 to 6, the fully-loaded evaporator of the refrigerator according to the present invention through the expansion pipe 44 of the lower side is connected to the condenser 30 and the upper side of the cylindrical type is connected to the compressor 20 In order to evaporate the shell 42 and the liquid refrigerant 46 inside the shell 42, a plurality of lower heat transfer tubes 70 provided in the lower portion inside the shell 42 and flowing cold water (not shown) in one direction; In the fully-loaded evaporator 40 of the refrigerator 10 in which cold water flows in the other direction and the upper heat transfer tubes 160a and 160b provided in the upper portion of the lower heat transfer tube 70 are installed in parallel, the upper heat transfer tubes 160a and 160b) is an expansion heat pipe having a different diameter from the lower heat pipe 70, or by using a raw heat pipe having little or no degree of processing, thereby maintaining heat transfer performance and reducing the required pump power or reducing the number of heat pipes required. It is characterized by being.

도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉동기(10)는, 공지된 바와 같이, 압축기(compressor,20)에서 고온 고압으로 압축된 냉매가스가 응축기(condenser,30) 내로 유입되어 순환하는 냉각수와의 열교환에 의해 액화되도록 형성된다. As shown in Figure 3 and 5, the refrigerator 10 according to the present invention, as is known, the refrigerant gas compressed at a high temperature and high pressure in the compressor (20) is introduced into the condenser (30) It is formed to liquefy by heat exchange with the circulating cooling water.

도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 액화된 냉매(46)가 증발기(evaporator,40)의 쉘(shell,42) 내로 유입되기 위해 쉘(42)의 하부에는 팽창관(44)이 연결 형성되고, 팽창관(44)의 내부에는 액냉매(46)를 저압으로 변환시키기 위해 오리피스(orifice,45)가 구비되어 있다. As shown in FIGS. 4 and 6, an expansion tube 44 is connected to the lower portion of the shell 42 so that the liquefied refrigerant 46 flows into the shell 42 of the evaporator 40. An orifice 45 is formed in the expansion tube 44 to convert the liquid refrigerant 46 to low pressure.

그리고, 상기 증발기(40)의 쉘(42)로 유입된 저압의 액냉매(46)가 쉘(42) 내부의 하부에 삽설된 전열관(70)의 냉수와 열교환을 하고 상부에 삽설된 다른 형태의 전열관(160a,160b)으로 냉수를 유동시켜 액냉매(46)와 열교환 되도록 형성한다.In addition, the low pressure liquid refrigerant 46 introduced into the shell 42 of the evaporator 40 exchanges heat with cold water of the heat transfer pipe 70 inserted into the lower portion of the shell 42 and is inserted into the upper portion of the other type. Cold water flows through the heat transfer tubes 160a and 160b to form heat exchange with the liquid refrigerant 46.

한편, 상기 쉘(42) 내부에서 냉수의 순환방식은 그 용도나 용량에 근거하여 패스(pass)수에 따라 2-패스 이상으로 다양하게 채택할 수 있다.On the other hand, the cold water circulation system in the shell 42 may be variously adopted in two or more passes depending on the number of passes (pass) based on the purpose or capacity.

또한, 상기 하부 전열관(70)과 상부 전열관(160a,160b)의 총합열전달계수는 내측열전달계수와 외측열전달계수로 구분할 수 있다. In addition, the total heat transfer coefficient of the lower heat transfer pipe 70 and the upper heat transfer pipes 160a and 160b may be classified into an inner heat transfer coefficient and an outer heat transfer coefficient.

상기 내측열전달계수는 주어진 관내측 형상에서 주로 유속에 비례한다. The median heat transfer coefficient is primarily proportional to the flow rate for a given tube-side configuration.

상술한 바와 같이, 열전달량(Q)은 총합열전달계수(U)와 단면적(A), 온도차(ΔT )의 곱으로 아래의 [계산식 1]로 표현할 수 있다.As described above, the heat transfer amount Q may be expressed by the following formula (1) as a product of the total heat transfer coefficient (U), the cross-sectional area (A), and the temperature difference (ΔT).

[계산식 1][Calculation 1]

Q=U×A×ΔTQ = U × A × ΔT

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention having the above configuration will be described in detail.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 쉘(42) 하부에는 오리피스(45)가 형성된 팽창관(44)이 연결되어 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, an expansion tube 44 having an orifice 45 is connected to the lower portion of the shell 42.

그리고, 상기 쉘(42) 내부 하부에는 다수개의 하부 전열관(70)이 설치되어 있고, 하부 전열관(70)의 상부에는 하부 전열관(70)과는 직경이 다른 상부 전열관(160a)인 확장 전열관이 구비된다.In addition, a plurality of lower heat transfer tubes 70 are installed in the lower portion of the shell 42, and an expansion heat transfer tube that is an upper heat transfer tube 160a having a different diameter from the lower heat transfer tube 70 is provided at an upper portion of the lower heat transfer tube 70. do.

이때, 상기 하부 전열관(70)과 다른 형태의 상부 전열관(160a)은 모두 액냉매(46)에 잠기도록 설치되어 있다.At this time, the lower heat transfer pipe 70 and the upper heat transfer pipe 160a of the other form are all installed to be immersed in the liquid refrigerant 46.

상기 하부 전열관(70)과 상부 전열관(160a)인 확장 전열관의 내부에는 냉수(冷水,도시하지 않음)가 유동되도록 형성한다.Cold water (冷 水, not shown) is formed in the interior of the expansion heat pipe, which is the lower heat pipe 70 and the upper heat pipe 160a.

한편, 상기 상부 전열관(160a)은 하부 전열관(70)의 직경보다 굵은 관을 사용한다.On the other hand, the upper heat pipe (160a) uses a tube thicker than the diameter of the lower heat pipe (70).

상기 상부 전열관(160a)의 직경을 하부 전열관(70)의 직경보다 굵게 하는 것은 전열 성능에 기여가 적은 상부 전열관에서 압력손실을 줄여서 필요한 펌프 동력 을 저감할 수 있거나 또는 같은 펌프 동력에서 전열 성능에 기여도가 큰 하부 전열관(70)의 전열 성능을 높여서 결과적으로 전체적인 전열 효율을 증가시키기 위함이다.Making the diameter of the upper heat pipe 160a larger than the diameter of the lower heat pipe 70 may reduce the pressure loss in the upper heat pipe with less contribution to the heat transfer performance, or may reduce the required pump power or contribute to the heat transfer performance at the same pump power. This is to increase the heat transfer performance of the lower heat transfer tube 70 to increase the overall heat transfer efficiency.

상기 상부 전열관(160a)의 직경은 상기 하부 전열관(70)의 직경의 1.1~10배로 하는 것이 바람직하다. It is preferable that the diameter of the upper heat exchanger tube 160a be 1.1 to 10 times the diameter of the lower heat exchanger tube 70.

상기 상부 전열관(160a)의 직경이 하부 전열관(70)의 직경의 1.1배 보다 적은 경우에는 본 발명이 얻고자 하는 압력손실저감이득의 효과가 거의 없으며, 10배 이상의 경우에는 그 상부 전열관(160a)의 개수가 많으면 유속이 지나치게 작게 되고 상부 전열관(160a)의 개수가 적으면 면적이 너무 작게 되어 열전달 성능이 큰 폭으로 감소하게 된다.When the diameter of the upper heat pipe 160a is less than 1.1 times the diameter of the lower heat pipe 70, the effect of reducing the pressure loss desired by the present invention is hardly obtained, and in the case of 10 times or more, the upper heat pipe 160a If the number of times is too small, the flow rate is too small, if the number of the upper heat pipe 160a is too small the area is too small, the heat transfer performance is greatly reduced.

이때, 상기 상부 전열관(160a)은 내부유속이 0.9 m/s에서 3.6 m/s가 되도록 그 개수를 결정하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the number of the upper heat pipe (160a) so that the internal flow rate is from 0.9 m / s to 3.6 m / s.

본 실시예에서 상부에 위치하는 다수개의 전열관이 모두 하부 전열관(70)보다 직경이 큰 상부 전열관(160a)일 필요는 없으며, 일부는 상부 전열관(160a)이고 일부는 하부 전열관(70)과 동일한 직경의 전열관을 사용할 수도 있다.        In the present exemplary embodiment, the plurality of heat transfer tubes positioned at the upper portion do not have to be the upper heat transfer tube 160a having a diameter larger than that of the lower heat transfer tube 70, some of which are the upper heat transfer tube 160a and some of the same diameter as the lower heat transfer tube 70. May be used.

또한, 다수개의 전열관의 크기는 모두 다양할 수 있다.In addition, the sizes of the plurality of heat pipes may all vary.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상부 전열관의 다른 실시예는 다음과 같다.5 and 6, another embodiment of the upper heat transfer tube according to the present invention is as follows.

도 5 및 도 6에 도시된 쉘(42)의 내부 하부에는 다수개의 전열을 촉진하기 위하여 가공된 하부 전열관(70)이 설치되어 있고, 하부 전열관(70)의 상부에는 다 수개의 상부 전열관(160b)인 미가공 전열관이 하부 전열관(70)과 평행하게 구비되며, 하부 전열관(70)과 상부 전열관(160b)를 액냉매(46)에 잠기도록 설치하는 것은 도 3 및 도 4에 도시한 쉘(42)과 동일하다.5 and 6 are provided with lower heat transfer tubes 70 processed to promote a plurality of heat transfers, and a plurality of upper heat transfer tubes 160b on top of the lower heat transfer tubes 70. The heat transfer pipe () is provided in parallel with the lower heat transfer pipe (70), and the lower heat transfer pipe (70) and the upper heat transfer pipe (160b) are installed so as to be immersed in the liquid refrigerant 46 in the shell 42 shown in FIGS. 3 and 4. Same as).

여기서 전열관의 가공이라 함은 크게 두가지로 내측과 외측으로 구분할 수 있다. Here, the processing of the heat transfer tube can be largely divided into the inside and the outside.

내측 가공은 벽면에 요철을 만들어 유동을 교란시켜 난류를 증대시키는 동시에 전열면적을 크게 하여 열전달 효과를 높이는 것이고, 외측 가공은 역시 전열면적을 크게 함과 동시에 비등이 잘 일어날 수 있는 최적의 형상을 만들어 열전달 효율은 높이는 것이다.Inner processing increases the heat transfer area by increasing the heat transfer area by increasing the turbulence by disturbing the flow by making irregularities on the wall, and outer processing also increases the heat transfer area and at the same time creates an optimum shape that can boil well. The heat transfer efficiency is to increase.

상기 상부 전열관은 가공 정도가 적거나 거의 없는 상부 전열관(160b)인 것이 바람직하다. The upper heat pipe is preferably an upper heat pipe 160b with little or no degree of processing.

또한, 상기 상부 전열관(160b)은 표면의 평균조도(平均粗度)가 0.1mm 이하 인 것이 바람직하다.In addition, the upper heat transfer tube 160b preferably has an average roughness of 0.1 mm or less on the surface.

여기서, 상술한 조도는 미가공 전열관(160b)의 표면 요철의 높이를 일컫는다.Here, the roughness described above refers to the height of the surface unevenness of the raw heat pipe 160b.

이때, 상기 상부 전열관(160b)의 가공 정도가 적거나 거의 없게 하는 것은 전열 성능에 기여가 적은 상부의 전열관에서 압력 손실을 줄여서 필요한 펌프 동력을 저감할 수 있거나 혹은 같은 펌프 동력에서 전열 성능에 기여도가 큰 하부 전열관(70)의 전열 성능을 높여서 결과적으로 전체적인 전열 효율을 증가시키기 위함인데, 상기 미가공 전열관(160b)의 표면의 평균조도가 0.1mm 이상이 되면 원하는 압 력 손실 저감효과를 얻을 수 없다.At this time, the processing degree of the upper heat pipe (160b) is less or little to reduce the pressure loss in the upper heat pipe with less contribution to the heat transfer performance can reduce the required pump power or contribute to the heat transfer performance at the same pump power In order to increase the heat transfer performance of the large lower heat transfer tube 70, and as a result, to increase the overall heat transfer efficiency, when the average roughness of the surface of the raw heat transfer tube (160b) is 0.1mm or more, the desired pressure loss reduction effect is not obtained.

상기 하부 전열관(70)은 내·외주면에 열전달부(100)를 구비하는 것이 바람직한데, 상기 열전달부(100)는 하부 전열관(70)의 내주면에 소정 높이 돌출 형성된 다수개의 리지(110)와, 상기 하부 전열관(70)의 외주면에서 저표면까지 상협하광의 타원 형상인 동공(120)이나 기타 비등촉진형상으로 구성된다.The lower heat transfer tube 70 is preferably provided with a heat transfer part 100 on the inner and outer circumferential surface, the heat transfer part 100 is a plurality of ridges 110 protruding a predetermined height on the inner circumferential surface of the lower heat transfer tube 70, The lower heat transfer pipe 70 is composed of a pupil 120 or other boiling acceleration shape that is an elliptical shape of upper and lower light from the outer circumferential surface to the low surface.

또다른 실시례로, 하부 전열관(70)의 직경보다 큰 상부 전열관(160a)이 쉘(42) 내부에 설치되거나 또는 직경이 동일하지만 가공의 정도가 적거나 미가공 전열관(160b)을 혼용하여 쉘(42)의 상부에 구비 할 수도 있다.In another embodiment, the upper heat pipe (160a) larger than the diameter of the lower heat pipe 70 is installed in the shell 42 or the same diameter but the degree of processing is less or mixed with the raw heat pipe (160b) shell ( 42) may be provided at the top.

본 발명에서 증발기(40) 내부에 설치되는 상부 전열관(160a, 160b)의 개수는 10 내지 2000개이고, 하부 전열관(70)과 상부 전열관(160a,160b) 내부 냉수의 유속은 3.6㎧ 이내로 하는 것이 바람직하다. In the present invention, the number of upper heat transfer tubes 160a and 160b installed in the evaporator 40 is 10 to 2000, and the flow rates of the cold water inside the lower heat transfer tubes 70 and the upper heat transfer tubes 160a and 160b are within 3.6 kPa. Do.

한편, 상기 쉘(42) 내부의 상부 전열관(160a,160b)과 하부 전열관(70)으로 냉수가 유입되어 쉘(42) 내부 일부에 채워진 액냉매(46)를 기화시키는 과정들은 공지된 바와 동일하여 설명을 생략한다.On the other hand, cold water flows into the upper heat pipes 160a and 160b and the lower heat pipes 70 in the shell 42 to vaporize the liquid refrigerant 46 filled in a portion of the shell 42 as is known. Omit the description.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 냉동기의 만액식 증발기에 의하면, 쉘 속에서 병용 구비된 상부 전열관의 직경을 하부 전열관보다 크게 하거나 또는 적게 가공된 혹은 미가공 전열관을 사용함으로써 전열관 내부의 냉수와 액냉매 사이의 전체 압력손실을 줄이고 전열에 기여가 큰 하부 전열관의 내측열전달계수를 높여 증발기의 열효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the fully-loaded evaporator of the freezer according to the present invention, the diameter of the upper heat pipe provided together with the shell in the shell is larger than the lower heat pipe, or the processed heat pipe between the cold water and the liquid refrigerant inside the heat pipe is used. It is possible to maximize the thermal efficiency of the evaporator by reducing the overall pressure loss and increasing the inner heat transfer coefficient of the lower heat pipe, which contributes to the heat transfer.

또한, 냉수를 순환하기 위한 펌프 동력은 적게 드는 반면 상기 전열관의 총합열전달계수가 커지기 때문에 설비비를 줄일 수 있는 효과도 있다.In addition, since the pump power for circulating cold water is low, the total heat transfer coefficient of the heat pipe is increased, thereby reducing the equipment cost.

Claims (6)

삭제delete 삭제delete 팽창관(44)을 통해 그 하측이 응축기(33)와 연결되며 상측은 압축기(20)와 연결되는 실린더형의 쉘(42)과, 상기 쉘(42) 내부의 액냉매(46)를 증발시키기 위해 냉수를 일방향으로 유동시키며 상기 쉘(42) 내부의 하부에 구비되는 다수개의 하부 전열관(70)과, 상기 냉수를 타방향으로 유동시키며 상기 하부 전열관(70)의 상부에 구비되는 상부 전열관을 평행하게 설치한 냉동기의 만액식 증발기에 있어서,The lower side is connected to the condenser 33 through the expansion pipe 44 and the upper side is connected to the compressor 20 and the cylindrical shell 42 and the liquid refrigerant 46 inside the shell 42 to evaporate In order to flow the cold water in one direction and a plurality of lower heat pipes 70 provided in the lower portion of the inside of the shell 42, the cold water flows in the other direction and the upper heat pipes provided in the upper portion of the lower heat pipes 70 in parallel In the fully-loaded evaporator of the refrigerator installed 상기 상부 전열관은 표면의 평균 조도를 0 내지 0.1mm로 한 미가공 전열관(160b)으로 구비하여 전열 성능에 기여도가 상대적으로 적은 상기 상부 전열관에서 압력 손실을 줄임에 따라 필요한 펌프 동력을 저감하는 것을 특징으로 하는 냉동기의 만액식 증발기.The upper heat pipe is characterized in that the raw heat pipe 160b having an average roughness of 0 to 0.1mm on the surface to reduce the pump power required by reducing the pressure loss in the upper heat pipe with less contribution to the heat transfer performance. Full evaporator of the freezer. 삭제delete 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 하부 전열관(70)은 내·외주면에 열전달부(100)를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동기의 만액식 증발기.The lower heat transfer tube (70) is a full-load evaporator of the refrigerator, characterized in that provided with a heat transfer part 100 on the inner, outer peripheral surface. 상기 제 5항에 있어서,       The method of claim 5, 상기 열전달부(100)는 상기 하부 전열관(70)의 내주면에 소정 높이 돌출 형성된 다수개의 리지(110)와;The heat transfer part 100 includes a plurality of ridges 110 protruding a predetermined height from an inner circumferential surface of the lower heat transfer pipe 70; 상기 하부 전열관(70)의 외주면에서 저표면까지 상협하광의 타원 형상인 동공(120)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉동기의 만액식 증발기.Full-load evaporator of the freezer, characterized in that consisting of the pupil 120 of the elliptical shape of the upper and lower light from the outer peripheral surface of the lower heat transfer pipe (70) to the lower surface.
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