CN101046340A - 壁挂式空调室内机的连续圆弧形蒸发器 - Google Patents

Abstract

一种壁挂式空调室内机的连续圆弧形蒸发器，该蒸发器与横流风机组成一空调室内机的风道系统，蒸发器是由两段直接成型的圆弧形热交换器组合而成，其中一段圆弧形热交换器的长度大于另一段圆弧形热交换器的长度，并且连续圆弧形蒸发器两端点与横流风机圆心O的连线间的夹角θ大于或等于180°。本发明的蒸发器结构紧凑，增大了换热器面积，同时风量分布均匀，可降低噪音，提高换热效率，使蒸发器性能得到最大的发挥，还可减少室内机的体积。

Description

壁挂式空调室内机的连续圆弧形蒸发器

技术领域

本发明涉及一种壁挂式空调室内机的蒸发器。

背景技术

分体挂壁式空调器室内机蒸发器是室内机中的主要关键部件之一，空调器的性能很大程度上取决于蒸发器的技术经济性能优劣。如何设计其形状和结构尺寸使其与横流风机形成一个最佳的风道系统，对空内机的外形尺寸和整机的性能有较大的影响。

现有壁挂式空调室内机蒸发器多为一段直线形蒸发器或多段组合式直线形蒸发器。

一段直片式蒸发器与横流风轮组成的室内机见图1所示。

直片式蒸发器两端点a、b与横流风轮圆心O的连线夹角用θ表示，连线上的每点到横流风轮圆周的距离用Ln表示。夹角θ包含的区域用B表示，夹角θ没包含的区域用A表示。一段直片式热交换器受结构限制θ角度小，B区域面积也较小，而A区域面积较大。由于A区域不能进风，同样外形尺寸，有效进风区域小，且横流风扇的直径也小，进风量小，能容纳的换热器面积也较小。

横流风轮结构不同于离心式和轴流式风叶，风流是由横流风轮上部的叶片进入，从横流风轮下部的叶片流出，两次流经叶片，造成上气流在风轮内部形成一个流动旋涡，这种旋涡的大小和位置不同程度的影响风机通流能力和噪声。随着进气气流的变化，旋涡的中心则沿圆周方向移动，使涡心距αR值变化，旋涡的大小对噪声和风量有较大的影响，为了降低噪声并增加风量，理论上希望αR值趋近于R，这时旋涡为最小，内部的通流能力增强。

由于热交换器不同位置到贯流风轮的距离值不同，贯流风轮转动时，穿过热交换器散热片间隙吸入的进气气流，气流在流进贯流风轮前的方向主要受热交换器结构的约束，导致风轮进口的进气角变化大，形成一定的进口气流旋绕速度，影响贯流风机的性能。在Ln(如图1所示)为较小值区域处进气气流比较急速，其它区域处进气气流则比较缓慢，使室内机不同区域的进气气流存在一定的空气压差，风轮外圆周上各点的气流速度也不一样，在这种情况下，风轮内的旋涡加大，使风轮产生波动，增大噪声，风量减小。Ln值相差越大，对噪声和风量的影响也越大。

由于直片式热交换器不同位置的Ln值相差很大，使风轮经过热交换器的进气气流不恒定，空气压差较大，使叶轮外圆周上各点的流体速度也不一样，在这种情况下涡心距变小，旋涡增大，使叶轮产生波动，噪声增大，进风量降低。

另外，直片式热交换器迎风面积小，只能从一个方向进风，室内机空间利用低，造成室内机外形尺寸偏大。

直片组合式热交换器与横流风轮组成的室内机见图2、图3所示。

直片组合式热交换器是由二段直片式热交换器或多段直片式热交换器组装而成，其θ角明显加大。随着段数的增多，在相同室内机空间容积中可容纳的蒸发器散热面积增大，室内机送风风扇的直径也可以加大，室内机的换热能力也相应提高。

虽然组合式热交换器的Ln相差比一段直片式有较大改善，使α值比直片式热交换器有所增大，但由于每段都是直片式，Ln相差仍较大，而且段与段之间的组合处存在开口，风叶从热交换器各处吸入的风量不恒定，仍存在空气压差，叶轮外圆周上各点的流体速度也不一样，在这种情况下，对噪声参数来讲效果仍然不够好。

而且由于开口的存在，一方面使得相同室内机空间容积容纳的蒸发器散热面积不能达到最大化；另一方面开口的存在改变了蒸发器各处的空气流动阻力，使得蒸发器风量分布不均匀，开口处散热面积相对较小而风量却较大，使得制冷剂在管内蒸发不均匀，影响蒸发器的换热能力。

由于开口的存在，不利于制冷时产生的冷凝水的流动，对蒸发器的换热能力也有一定影响；生产制造时散热片开口处容易引起倒片，会影响进风量。

而且，随着段数增多，多段直片式热交换器组装零部件也增多多，装配工艺也相对复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供提供一种壁挂式空调室内机的蒸发器，能克服现有空调蒸发器的缺陷，提高换热效率，增加出风量，降低噪音，减少室内机的体积。

本发明的蒸发器是由两段直接成型的圆弧形热交换器组合而成，其中第一段圆弧形热交换器的一端和第二段圆弧形热交换器的一端相连接。该蒸发器与横流风机组成空调室内机的风道系统。

上述两段圆弧形热交换器中，第一段圆弧形热交换器的长度大于第二段圆弧形热交换器的长度。

上述长圆弧形热交换器两端连线和短圆弧形热交换器两端连线的夹角在30度到70度之间。

弧形热交换器两端点a、b与横流风轮圆心O的连线夹角θ大于180°。

上述长圆弧形热交换器的长度是短圆弧热交换器的1.5-3倍。

本发明的蒸发器采用直接成型的圆弧形热交换器，结构紧凑，装配工艺简单，避免了多段直线蒸发器拼装组合结合部的开口，增大了换热器面积，同时风量分布均匀，可降低噪音，提高换热效率，使换热器性能得到最大的发挥，还可减少室内机的体积。

附图说明

图1是直片式蒸发器的结构图

图2是两段组合式蒸发器的结构图

图3是多段式蒸发器的结构图

图4是本发明的连续弧形蒸发器的结构图

图5为采用普通蒸发器的室内机横流风机的气流示意图

图6为采用本发明的连续弧形蒸发器的室内机横流风机的气流示意图

图7是四种形式蒸发器的空调室内机出风口平均流速的比较图

具体实施方式

本发明的连续圆弧形蒸发器是由两段直接成型的圆弧形热交换器组合而成，其中第一段圆弧形热交换器1的一端和第二段圆弧形热交换器2的一端相连接。该蒸发器与横流风机3组成空调室内机的风道系统。

上述第一圆弧形热交换器1两端连线和第二圆弧形热交换器2两端连线的夹角α在30度到70度之间。

理想的情况下，热交换器的弧度与叶轮的弧度相同，使热交换器各处到叶轮的距离相等，即气流进入叶轮进口为径向，此时气流在进口流场没有折转，进气最为均匀，流动损失也最小。但由于空调外形尺寸的要求，往往难以实现叶轮同心圆的换热器布置方式。本发明采用两段直接成型的圆弧形热交换器组合而成，是为了使圆弧形蒸发器的弧度与叶轮的弧度尽量吻合。弧形蒸发器上各点至叶轮圆心O的距离Ln的最小值与最大值之比为1∶1-1∶1.5之间。

第一圆弧形热交换器1的弧度为80°-160°，第二圆弧形热交换器2的弧度为20°-40°，上述弧形蒸发器两端点a、b与横流风轮圆心O的连线夹角θ大于或等于180°。

由于本发明的弧形热交换器两端点a、b与横流风轮圆心O的连线夹角θ大于或等于180°，室内机没有A区域存在。由于圆弧形热交换器的圆弧基本与叶轮圆周吻合，从而使Ln相差较小，风叶从热交换器各处进入的风量基本恒定，空气压差较小，便叶轮外圆用上各点的流体速度基本保持一样，涡流基本不使叶轮运行时产生振动，风叶运行比较平稳，使室内机的噪声能控制在较理想状态。

圆弧形热交换器迎风面积大，风轮可以从多个方向进风，室内机风量大，室内机空间得到有效地利用，从而使室内机外形结构尺寸更加小型化。

室内机进风口区域，存在着一主要空气流入区域，气流在这一区域较为集中。如果采用传统的热交换器布置方式，不但气流的进口速度大小和方向极其不均匀，密集程度也有很大差别。本发明的两段圆弧形热交换器中，第一段圆弧形热交换器1的弧长大于第二段圆弧形热交换器2的弧长。使长圆弧形热交换器朝向主要空气流入区域，可优化进口流场，使进口速度场均匀。优选地，上述长圆弧形热交换器的弧长是短圆弧热交换器的弧长的1.5-3倍。

图5为采用普通蒸发器的室内机横流风机3的气流示意图。由该图可看出，风机内侧存在一个能控制整个气流流动的偏心涡流4，该涡流的旋向与风机的转向一致。这是由于贯流风机结构不同于离心风轮和轴流风轮，气流是两次流经叶片，由贯流风机上部的叶片进入，从贯流风机下部的叶片流出，造成上下气流在风机内部形成一个流动旋涡4。这种旋涡的大小和位置不同程度地影响室内机的通流能力和噪声。由于这种内涡流的存在，使已经排出的空气又倒流回风机内部，这种回流造成了很大的能量损失。贯流风机的效率就取决于这种回流流量在总流量中所占的比例，所以控制这种漩涡的大小和位置将对改善贯流风机的流场有很大作用。旋涡的大小对噪声也有较大的影响，为了降低噪声并增加风量，应使旋涡4最小，并远离贯流风轮3的中心O。

由于普通蒸发器不同位置到贯流风轮的距离值不同，贯流风轮转动时，穿过热交换器散热片间隙吸入的进气气流，气流在流进贯流风轮前的方向主要受热交换器结构的约束，导致风轮进口的进气角变化大，形成一定的进口气流旋绕速度，影响贯流风机的性能。在Ln(如图1所示)为较小值区域处进气气流比较急速，其它区域处进气气流则比较缓慢，使室内机不同区域的进气气流存在一定的空气压差，风轮外圆周上各点的气流速度也不一样，在这种情况下，风轮内的旋涡4加大，旋涡4距离贯流风轮3的中心O的距离αR较小，使风轮产生波动，增大噪声，而且对风量也有一定的影响。Ln值相差越大，对噪声和风量的影响也越大。

图6为采用本发明的连续弧形蒸发器的室内机横流风机3的气流示意图。由图6可以看出，具有连续弧形蒸发器的空调室内机内部漩涡4的涡心距离贯流风轮3的中心O的距离αR较大，且漩涡4较小，气流的回流减少，从而使得室内机内部的流通能力增强，增加了出口风量。另外，连续弧形蒸发器不同位置到贯流风轮的距离值L n相差不大，这样就改善贯流风轮各处的进气条件和进口处各点气流的进气方向，减少了流经风轮时形成不必要的气流分离，改善风轮的内流状态，从而减小风轮内气流的旋涡半径，降低气动涡流噪声。

图7为图1-图4中四种形式热交换器的空调室内机出口平均流速的比较。图中横坐标为风机转速，纵坐标为出口空气平均流速。由图7可以看出，采用连续弧形蒸发器的室内机出口平均流速相对其它类型的蒸发器要大，这表明采用本发明的连续弧形蒸发器能改善室内机的内流特性，增大出口风量，从而提高蒸发器的换热效率。

由上可以看出本发明的蒸发器采用连续圆弧形蒸发器，结构紧凑，装配工艺简单，避免了多段直线蒸发器拼装组合结合部的开口，增大了换热器面积，同时风量分布均匀，可降低噪音，提高换热效率，使换热器性能得到最大的发挥。

Claims (7)

1、一种壁挂式空调室内机的连续圆弧形蒸发器，该蒸发器与横流风机组成一空调室内机的风道系统，其特征在于：所述蒸发器是由两段直接成型的圆弧形热交换器组合而成，其中第一段圆弧形热交换器的一端和第二段圆弧形热交换器的一端相连接。

2、根据权利要求1所述的壁挂式空调室内机的连续圆弧形蒸发器，其特征在于：所述两段圆弧形热交换器中，第一段圆弧形热交换器的长度大于第二段圆弧形热交换器的长度。

3、根据权利要求2所述的壁挂式空调室内机的连续圆弧形蒸发器，其特征在于：第一圆弧形热交换器的长度是第二圆弧热交换器的长度的1.5-3倍。

4、根据权利要求1或2所述的壁挂式空调室内机的连续圆弧形蒸发器，其特征在于：第一圆弧形热交换器两端连线和第二圆弧形热交换器两端连线的夹角在30°到70°之间。

5、根据权利要求1或2所述的壁挂式空调室内机的连续圆弧形蒸发器，其特征在于：所述连续圆弧形蒸发器两端点与横流风机圆心O的连线间的夹角θ大于或等于180°。

6、根据权利要求2所述的壁挂式空调室内机的连续圆弧形蒸发器，其特征在于：其中第一圆弧形热交换器的弧度为80°-160°，第二圆弧形热交换器的弧度为20°-40°

7、根据权利要求1或2所述的壁挂式空调室内机的连续圆弧形蒸发器，其特征在于：弧形蒸发器上各点至叶轮圆心的距离的最小值与最大值之比为1∶1-1∶1.5之间。

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