KR102391069B1 - 수직 수평 하이브리드 모듈형 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수직형의 장점을 극대화하고, 수평형의 문제점을 최소화할 수 있는 수직 수평 하이브리드 열교환기 모듈 및 모듈형 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부로 유체가 유입되어 유동되면서 외부로 공급되는 열원에 의해 열교환되는 열교환기 모듈에 있어서, 수직형으로 구성되는 모듈 하우징; 및 상기 하우징 내에 설치되며, 하우징 일측 내면에 연결되어 타측 내면과 이격되도록 길이방향을 따라 구비되고 서로가 수직방향으로 특정간격 이격되게 배치되는 복수의 제1유동가이드격벽과, 상기 제1유동가이드격벽 사이에 설치되며 하우징 타측 내면에 연결되어 일측 내면과 이격되도록 길이방향을 따라 구비되는 제2유동가이드격벽;을 포함하여 유체유입부를 통해 유입되는 유체는 상기 제1유동가이드 격벽과 상기 제2유동가이드격벽에 의해 길이방향을 따라 지그재그로 상부측으로 유동되어 유체배출부로 토출되는 것을 특징으로 하는 수직 수평 하이브리드 열교환기 모듈.에 관한 것이다.

Description

수직 수평 하이브리드 모듈형 열교환기{Vertical Horizontal Hybrid Heat exchanger Module type Heat exchanger}
본 발명은 수직 수평 하이브리드 열교환기 모듈 및 모듈형 열교환기에 대한 것이다.
일반적으로 열교환기(heat exchanger)는 온도가 높은 유체로부터 전열벽을 통해서 온도가 낮은 유체에 열을 전달하는 장치를 말하며, 이러한 열교환기는 유체의 냉각, 응축, 가열 등의 목적으로 널리 이용되며, 열교환에 이용되는 유체는, 전열관내를 유동하는 냉각수 또는 냉매 등의 액체 유체와, 전열관 외표면을 유동하는 냉각수 등의 액체 유체, 촉매 등의 고체 유체와, 공기 등의 기체유체로 분류될 수 있다.
그리고 열교환기의 열 전달방법에 따른 분류는, 전열벽에 의해 분리된 공간에 온도가 다른 유체가 흐르고 전열벽을 통한 열전도 및 전열벽 표면에서의 유체 대류에 의해 전열시키는 형식의 열교환기로서 다관식 열교환기, 이중관식열교환기 및 여러 구조의 표면식 열교환기(surface heat exchanger), 고체의 축열제(열을 저장하는 매체)를 고온의 유체에 접촉시켜 고온 유체의 열을 흡수한 다음 저온 유체와 접촉하여 저온 유체에 열을 전달하는 열교환기로서 회전형 축열식 열교환기, 밸브식 환형축열식열교환기(regenerator), 두 개의 표면식 열교환기에 열매체를 순환시키는 방식의 액체연결 간접식 열교환기(liquid-coupled indirect-type exchanger),
2가지 유체를 직접 접촉시켜 열교환 시키는 직접 접촉식 열교환기 (direct-contact heat exchanger) 등이 있다.
또한, 열교환기의 사용상의 분류는, 증발냉각식 냉각탑(evaporative cooling tower), 공냉식 냉각기(air cooled cooler), 냉매 응축기(condenser), 가열기(heater), 증발기(evaporator), 예열기(preheater) 등이 있다.
그리고 관상체(tube)의 전열관 구조는, 유체유입헤더와 유체유출헤더 사이에 곡관부("U"자형)와 직관부를 연속되게 굴곡(bending)하여 구성하는 사행(serpentine)형 전열관과, 유체유입헤더와 유체유출헤더 사이에 직관부와 직관부의 단부에 만곡관 (U-bend)을 용접하여 구성하는 사행(serpentine)형 전열관과, 유체유입헤더와 유체유출헤더 사이에 직관를 구성하는 직행(straight)형 전열관 등이 있다.
또한, 냉각수와 같은 액체의 유체가 전열관의 외부로 유동하며 열교환하는 열교환기는 나관(bare tube)의 전열관을 구성하는 것이 일반적이고, 공기의 유체가 전열관의 외부로 유동하며 열교환하는 열교환기는 전열관에 전열핀(heat transfer fin)을 구성하는 것이 일반적이다.
그리고 전열관은 동관(copper tube)으로 구성되는 일반적이나, 스테인레스관 (stainless tube) 또는 아연도금철관(hot-dip galvanized steel tube)으로도 구성될 수도 있다.
또한 전열관의 배치 형태에 따라 수직형 열교환기와 수평형 열교환기로 분류될 수 있다.
도 1은 종래 수직형 열교환기(1)의 사시도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기체와 고체가 혼합된 열원이 하우징의 하부측에서 유입되어 상부측으로 배출되면서 열원이 전열관 내부의 유체에 전달되며, 유체는 좌측 하단의 유체 유입부(3)를 통해 전열관 내부로 공급되며 전열관은 수직으로 배열된 수직관(6)과, 수직관(6)의 하부와 상부를 연결하도록 절곡된 연결관(U-bend)(5)으로 구성됨을 알 수 있다. 그리고 전체적으로 전열관을 지지하기 위한 지지대(7)가 일정간격 마다 설치된다.
이러한 수직형 열교환기는 유속이 높고, 마모, 반응기에서 열교환기의 고정이 어려우며, 열교환기 고정을 위한 지지대를 일정 간격으로 설치해야하는 단점이 존재한다. 또한, 지지대와 연결관의 마모와 입자의 원활한 움직임이 방해(고착 시작점)될 수 있으며, 상부에서 열교환된 고온의 냉각수(유체)가 하부로 유동되므로 열전달 효과가 감소되고, 냉각수의 흐름에 하행방향이 존재(기포, 운전 정지시 냉각수를 완전히 빼낼 수 없음)하며, 유지보수가 어렵고 단면에서의 온도구배가 심하여 편류가 생길 수 있고 유체의 압력부하가 심해 에너지 소비가 많다는 단점이 존재한다.
반면 수평형 열교환기의 경우, 열전달이 수직형보다 좋고 전열관 하나하나 당 유지보수가 가능하며 내부에 용접에 의한 핀홀 발생이 없다는 장점이 존재하나, 유체의 압력강하가 높고, 고체입자에 의한 마모가 수직형보다 높으며, 전열관 상부에 입자가 쌓일 가능성이 있고, 높이별 가스유속(Ug)을 일정하게 하기 위해서는 경사를 두어 설치해야하여 제작이 어려운 단점이 존재한다.
또한 현재, 복수개의 열교환 모듈을 연결하여 설치되는 모듈형 열교환기가 적용되고 있다.
도 2는 종래 수직형 모듈형 열교환기(2)의 사시도를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 수직형 열교환 모듈 각각은 하단에 유체유입헤더(110)와 상단에 유체유출헤더(120)를 갖고, 유체유입헤더(110)와 유체유출헤더(120) 사이에 다수의 수직형 전열관(8)이 연결되어 구성되며 유체유입헤더(110)로 유입된 유체(냉각수)는 각각 분기되어 수직형 전열관(8)을 따라 모두 하부에서 상부로 유동된 후, 유체유출헤더(120)에서 합류되어 배출되도록 구성됨을 알 수 있다.
이러한 모듈형의 경우 5 ~ 10개씩 모듈로 제작하여 설치할 수 있으나, 전열 튜브 내에 유체의 유속이 작으며, 상-하부에 수평형 구간(유체유입헤더, 유체유출헤더)에서 유체의 유속이 높아 압력강하가 높으며, 모듈과 모듈에 간격을 유지하기 위한 바(bar)가 필요하고 내부 T 부분에 용접이 필요한 단점이 존재한다.
따라서 모듈형이면서, 수직형의 장점을 극대화하고, 수평형ㄴ의 문제점을 최소화할 수 있는 수직, 수평 하이브리드 모듈형 열교환기의 개발이 요구되었다.
대한민국 공개특허 10-2011-0035201 대한민국 공개특허 10-2016-0144965 대한민국 등록특허 10-1493103 대한민국 등록특허 10-1305991
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 수직형의 장점을 극대화하고, 수평형의 문제점을 최소화할 수 있는 수직, 수평 하이브리드 모듈형 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 열전달 효율이 높고, 유지보수가 용이하며, 용접에 의한 핀홀 발생이 없으며, 유체의 압력강하가 낮고, 설치를 위한 지지대가 필요없으며, 대형화가 용이하게 확장가능하고, 본체 내부의 입자 흐름에 방해를 받지 않는 수직, 수평 하이브리드 모듈형 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1목적은, 내부로 유체가 유입되어 유동되면서 외부로 공급되는 열원에 의해 열교환되는 열교환기 모듈에 있어서, 수직형으로 구성되는 모듈 하우징; 및 상기 하우징 내에 설치되며, 하우징 일측 내면에 연결되어 타측 내면과 이격되도록 길이방향을 따라 구비되고 서로가 수직방향으로 특정간격 이격되게 배치되는 복수의 제1유동가이드격벽과, 상기 제1유동가이드격벽 사이에 설치되며 하우징 타측 내면에 연결되어 일측 내면과 이격되도록 길이방향을 따라 구비되는 제2유동가이드격벽;을 포함하여 유체유입부를 통해 유입되는 유체는 상기 제1유동가이드 격벽과 상기 제2유동가이드격벽에 의해 길이방향을 따라 지그재그로 상부측으로 유동되어 유체배출부로 토출되는 것을 특징으로 하는 수직 수평 하이브리드 열교환기 모듈로서 달성될 수 있다.
그리고 상기 유체유입부는 상기 하우징의 하단 일측에 구비되고, 상기 유체배출부는 상기 하우징의 상단 타측에 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 하우징 외면에는 전열핀이 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 하우징은 폭보다 높이가 크고, 폭보다 길이가 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은, 모듈형 열교환기에 있어서, 일측에 열원이 공급되는 열원공급부와 타측에 열원이 배출되는 열원배출부를 갖는 본체; 및 복수의 앞서 언급한 제1목적에 따른 열교환기 모듈이 상기 본체 내에 수평방향으로 서로 특정간격 이격되어 배치되는 열교환 모듈 어레이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 수평 하이브리드 모듈형 열교환기로서 달성될 수 있다.
그리고 상기 열교환 모듈 어레이는 복수로 수직방향으로 연결되어 상기 본체 내에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 열교환기 모듈은 연결관을 통해 수직방향으로 연결되어 상기 본체 내에서 복수로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다. .
그리고 상기 연결관은 하부측 열교환기 모듈의 유체배출부와 상부측 열교환기 모듈의 유체유입부 사이를 연결하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 하부측 열교환 모듈 어레이를 구성하는 열교환기 모듈과, 상부측 열교환 모듈 어레이를 구성하는 열교환기 모듈은 수직방향으로 서로 교차되는 위치에 배열되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 최하단 열교환 모듈 어레이를 구성하는 열교환기 모듈의 유체유입부 각각에 연결되어 유체를 공급하는 유체유입헤더와, 최상단 열교환 모듈 어레이를 구성하는 열교환기 모듈의 유체배출부 각각에 연결되어 유체를 배출하는 유체유출헤더를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 유체유입헤더에 연결되어 유체를 공급하는 유체공급수단과, 상기 열원공급부 측으로 열원을 공급하는 열원공급수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 유체유입헤더를 통해 공급되는 유체의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 유체유출헤더를 통해 배출되는 유체의 온도를 측정하는 제2온도센서와, 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 유체공급수단과 열원공급수단을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수직, 수평 하이브리드 모듈형 열교환기에 따르면, 수직형의 장점을 극대화하고, 수평형의 문제점을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 수직, 수평 하이브리드 모듈형 열교환기에 따르면, 열전달 효율이 높고, 유지보수가 용이하며, 용접에 의한 핀홀 발생이 없으며, 유체의 압력강하가 낮고, 설치를 위한 지지대가 필요 ㄴ없으며, 대형화가 용이하게 확장가능하고, 본체 내부의 입자 흐름에 방해를 받지 않는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 수직형 열교환기의 사시도,
도 2는 종래 수직형 모듈형 열교환기의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수직 수평 하이브리드 열교환기 모듈의 측단면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열교환 모듈 어레이
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수직 수평 하이브리드 열교환기 모듈이 수직으로 연결된 상태의 측단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 열교환기의 부분 사시도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 열교환기의 정단면도를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 수직 수평 하이브리드 모듈형 열교환기의 구성, 기능에 대해 설명하도록 한다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 열교환기(100)는 하부측에 열원이 공급되는 열원공급부(12)와, 상부측으로 열원이 배출되는 열원배출부(13)를 갖는 본체(11)를 포함하여 구성되며, 열원은 기체와 고체입자가 포함된 연소가스일 수 있다. 그리고 이러한 본체(11) 내 복수의 수직 수평 하이브리드 열교환기 모듈(10)이 서로 특정간격 이격되어 배치되게 된다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 수직 수평 하이브리드 열교환기 모듈(10)의 구성에 대해 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수직 수평 하이브리드 열교환기 모듈(10)의 측단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열교환 모듈 어레이(30)를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기 모듈(10)은 내부로 유체가 유입되어 유동되면서 외부로 공급되는 열원에 의해 열교환되도록 구성된다.
모듈 하우징(20)은 수직형으로 구성된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 폭보다 길이가 크고, 폭보다 높이가 큰 직육면체 형태로 구성될 수 있음을 알 수 있다.
그리고 유입된 유체가 지그재그로 유동하면서 하부에서 상부측으로 이동되도록 하우징(20)의 내부에는 수직방향으로 서로 특정간격 이격되어 배치되는 복수의 유동가이드 격벽(21,22)이 설치된다.
또한 유체유입부(3)는 하우징(20)의 하단 일측에 구비되고, 유체배출부(4)는 하우징(20)의 상단 타측에 구비된다.
유동가이드 격벽(21,22)은 보다 구체적으로 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(20) 내에 설치되며, 하우징(20) 일측 내면에 연결되어 타측 내면과 이격되도록 길이방향을 따라 구비되고 서로가 수직방향으로 특정간격 이격되게 배치되는 복수의 제1유동가이드격벽(21)을 포함한다.
또한 제2유동가이드격벽(22)은 제1유동가이드격벽(21) 사이에 설치되며 하우징(20) 타측 내면에 연결되어 일측 내면과 이격되도록 길이방향을 따라 구비된다.
따라서 유체유입부(3)를 통해 유입되는 유체는 제1유동가이드 격벽(21)과 제2유동가이드격벽(22)에 의해 길이방향을 따라 지그재그로 상부측으로 유동되어 유체배출부(4)로 토출되게 된다.
하우징(20) 내에서 제1유동가이드 격벽(21)과 제2유동가이드격벽(22)에 의해 지그재그로 유동하면서, 외부의 열원과 열교환되게 된다.
또한 열교환 효율을 높이기 위해, 하우징(20)의 외면에는 다수의 전열핀이 구비될 수 있다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 앞서 언급한 열교환기 모듈(10)이 본체(11) 내에 수평방향으로 서로 특정간격 이격되어 배치되는 열교환 모듈 어레이(30)를 구성하게 됨을 알 수 있다.
그리고 열교환 모듈 어레이(30)는 복수로 수직방향으로 연결되어 본체(11) 내에 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 수직 수평 하이브리드 열교환기 모듈(10)이 수직으로 연결된 상태의 측단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 열교환기(100)의 부분 사시도를 도시한 것이다. 또한 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 열교환기(100)의 정단면도를 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 열교환기 모듈(10)은 연결관을 통해 수직방향으로 연결되어 상기 본체(11) 내에서 복수로 배치되게 됨을 알 수 있다. 즉, 연결관은 하부측 열교환기 모듈(10)의 유체배출부(4)와 상부측 열교환기 모듈(10)의 유체유입부(3) 사이를 연결하게 된다. 따라서 하부측 열교환 모듈 어레이(30) 각각의 열교환기 모듈(10)을 통과한 유체는 상부측 열교환 모듈 어레이(30) 각각의 열교환기 모듈(10)로 유입되어 유동되며 열원과 열교환되게 된다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 하부측 열교환 모듈 어레이(30)를 구성하는 열교환기 모듈(10)과, 상부측 열교환 모듈 어레이(30)를 구성하는 열교환기 모듈(10)은 수직방향으로 서로 교차되는 위치에 배열됨을 알 수 있다.
따라서 수직방향으로 열교환 모듈 어레이(30)가 열교환기 모듈(10)이 서로 교차되는 방향으로 설치됨에 따라 열원과의 열교환 효율을 증대시킬 수 있게 된다.
또한 최하단 열교환 모듈 어레이(30)를 구성하는 열교환기 모듈(10)의 유체유입부(3) 각각에 연결되어 유체를 공급하는 유체유입헤더를 포함할 수 있다. 따라서 유에유입헤더를 통해 공급된 유체는 최하단 최하단 열교환 모듈 어레이(30)를 구성하는 열교환기 모듈(10)의 유체유입부(3)로 공급되게 된다.
그리고 도 7에 도시된 예시처럼 각각이 6개의 열교환기 모듈(10)을 갖는 열교환 모듈 어레이(30)가 수직방향으로 4열이 구성(하부측부터 제1열, 제2열, 제3열, 제4열)되는 경우, 유체는 제1열 열교환 모듈 어레이(30)를 구성하는 열교환기 모듈(10)로 유입되어 통과된 후, 연결관으로 통해 제2열 열교환 모듈 어레이(30)를 구성하는 열교환기 모듈(10)로 각각 유입되어 통과되고, 연결관으로 통해 제3열 열교환 모듈 어레이(30)를 구성하는 열교환기 모듈(10)로 각각 유입되어 통과된 후, 연결관으로 통해 제4열 열교환 모듈 어레이(30)를 구성하는 열교환기 모듈(10)로 각각 유입되어 통과되게 된다.
그리고 제4열 열교환 모듈 어레이(30)를 구성하는 열교환기 모듈(10)의 유체배출부(4) 각각에 연결된 유체유출헤더로 합류되어 유체가 배출하게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 열교환기(100)는 유체유입헤더(110)에 연결되어 유체를 공급하는 유체공급수단을 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 열원공급부 측으로 열원을 공급하는 열원공급수단을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 제1온도센서를 구비하여, 유체유입헤더를 통해 공급되는 유체의 온도를 측정할 수 있고, 제2온도센서를 통해 유체유출헤더를 통해 배출되는 유체의 온도를 측정하도록 구성될 수 있다.
따라서 제어부는 이러한 제1온도센서와 제2온도센서에서 측정된 값(온도차)을 기반으로 유체공급수단을 제어하여 유동되는 유체의 유량을 조절할 수 있으며, 열원공급수단을 제어하는 열원의 공급량과 온도를 조절할 수 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:종래 수직형 열교환기
2:수직형 모듈형 열교환기
3:유체유입부
4:유체배출부
5:연결관
6:수직관
7:지지대
8:수직형 전열관
10:수직 수평 하이브리드 열교환기 모듈
11:본체
12:열원공급부
13:열원배출부
20:하우징
21:제1유동가이드격벽
22:제2유동가이드격벽
30:열교환 모듈 어레이
100:수직 수평 하이브리드 모듈형 열교환기
110:유체유입헤더
120:유체유출헤더

Claims (12)

  1. 모듈형 열교환기에 있어서,
    일측에 열원이 공급되는 열원공급부와 타측에 열원이 배출되는 열원배출부를 갖는 본체; 및
    내부로 유체가 유입되어 유동되면서 외부로 공급되는 열원에 의해 열교환되는 열교환기 모듈이 상기 본체 내에 수평방향으로 서로 특정간격 이격되어 배치되는 열교환 모듈 어레이;를 포함하고,
    상기 열교환기 모듈은 수직형으로 구성되는 모듈 하우징; 및 상기 하우징 내에 설치되며, 하우징 일측 내면에 연결되어 타측 내면과 이격되도록 길이방향을 따라 구비되고 서로가 수직방향으로 특정간격 이격되게 배치되는 복수의 제1유동가이드격벽과, 상기 제1유동가이드격벽 사이에 설치되며 하우징 타측 내면에 연결되어 일측 내면과 이격되도록 길이방향을 따라 구비되는 제2유동가이드격벽;을 포함하여 유체유입부를 통해 유입되는 유체는 상기 제1유동가이드 격벽과 상기 제2유동가이드격벽에 의해 길이방향을 따라 지그재그로 상부측으로 유동되어 유체배출부로 토출되며,
    상기 열교환 모듈 어레이는 복수로 수직방향으로 연결되어 상기 본체 내에 배치되고,
    상기 열교환기 모듈은 연결관을 통해 수직방향으로 연결되어 상기 본체 내에서 복수로 배치되며,
    하부측 열교환 모듈 어레이를 구성하는 열교환기 모듈과, 상부측 열교환 모듈 어레이를 구성하는 열교환기 모듈은 수직방향으로 서로 교차되는 위치에 배열되고,
    최하단 열교환 모듈 어레이를 구성하는 열교환기 모듈의 유체유입부 각각에 연결되어 유체를 공급하는 유체유입헤더와, 최상단 열교환 모듈 어레이를 구성하는 열교환기 모듈의 유체배출부 각각에 연결되어 유체를 배출하는 유체유출헤더를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 수평 하이브리드 모듈형 열교환기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유체유입부는 상기 하우징의 하단 일측에 구비되고, 상기 유체배출부는 상기 하우징의 상단 타측에 구비되는 것을 특징으로 하는 수직 수평 하이브리드 모듈형 열교환기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징 외면에는 전열핀이 구비되는 것을 특징으로 하는 수직 수평 하이브리드 모듈형 열교환기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은 폭보다 높이가 크고, 폭보다 길이가 큰 것을 특징으로 하는 수직 수평 하이브리드 모듈형 열교환기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 연결관은 하부측 열교환기 모듈의 유체배출부와 상부측 열교환기 모듈의 유체유입부 사이를 연결하는 것을 특징으로 하는 수직 수평 하이브리드 모듈형 열교환기.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 유체유입헤더에 연결되어 유체를 공급하는 유체공급수단과, 상기 열원공급부 측으로 열원을 공급하는 열원공급수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 수평 하이브리드 모듈형 열교환기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 유체유입헤더를 통해 공급되는 유체의 온도를 측정하는 제1온도센서와, 상기 유체유출헤더를 통해 배출되는 유체의 온도를 측정하는 제2온도센서와, 상기 제1온도센서와 상기 제2온도센서에서 측정된 값을 기반으로 상기 유체공급수단과 열원공급수단을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 수평 하이브리드 모듈형 열교환기.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3106763B2 (ja) * 1993-03-09 2000-11-06 富士電機株式会社 プレート形熱交換器
JP4373272B2 (ja) * 2004-05-14 2009-11-25 株式会社ティラド 樹脂製熱交換器
JP6091641B2 (ja) * 2013-10-29 2017-03-08 三菱電機株式会社 熱交換器、及び、空気調和装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101493103B1 (ko) 2009-03-16 2015-02-12 한라비스테온공조 주식회사 하이브리드 자동차용 쿨링모듈
KR101102182B1 (ko) 2009-09-30 2012-01-02 주식회사 성지공조기술 모듈형 열교환기
KR101750393B1 (ko) * 2011-11-01 2017-06-26 김우태 화장로의 열교환기
KR101305991B1 (ko) 2013-05-20 2013-09-12 주식회사 세원기연 완전 퇴수형 고효율 열교환기
CN103925742B (zh) 2014-04-18 2016-06-29 丹佛斯微通道换热器（嘉兴）有限公司 换热器及其制造方法、换热模块、换热装置和热源单元

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3106763B2 (ja) * 1993-03-09 2000-11-06 富士電機株式会社 プレート形熱交換器
JP4373272B2 (ja) * 2004-05-14 2009-11-25 株式会社ティラド 樹脂製熱交換器
JP6091641B2 (ja) * 2013-10-29 2017-03-08 三菱電機株式会社 熱交換器、及び、空気調和装置

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