CN107525310B - 一种蒸发器、空调室内机和空调器 - Google Patents

一种蒸发器、空调室内机和空调器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种蒸发器、空调室内机和空调器，沿着蒸发器的横截面方向、所述蒸发器被截成：所述蒸发器包括第一直段(1)、第二直段(2)和连接于所述第一直段(1)和所述第二直段(2)之间的弧形段(3)，其中所述第一直段(1)包括长边和短边、且其长边长度为L1，所述第二直段(2)也包括长边和短边、且其长边方向的长度为L2，所述弧形段(3)的圆心到弧形段的中心线之间的距离为半径r，且所述中心线的直径D＝2*r；且有所述L1、L2和D之间满足下列关系：D＝a1*L1+b1*L2+c1，其中‑0.9≤a1≤‑0.6，0.5≤b1≤1.8，125.0≤c1≤127.5。通过本发明能够使得蒸发器的迎风面积(或称换热面积)得到有效的提高，从而提高蒸发器的换热效率。

Description

一种蒸发器、空调室内机和空调器
技术领域
本发明属于空调技术领域，具体涉及一种蒸发器、空调室内机和空调器。
背景技术
目前现有的空调使用的多为传统直排或U形蒸发器，这种蒸发器体积较大、占用较大空间，导致室内机结构尺寸偏大，但是若将蒸发器的体积做小又会导致蒸发器的换热面积降低的问题而影响换热效率。由于现有技术中的空调室内机存在蒸发换热面积有限等缺陷，为此，在现有蒸发器的基础上，本发明对蒸发器的结构进行研究，使得蒸发器的蒸发面积达到最大，提高空调性能。
由于现有技术中的空调器存在蒸发器的换热面积较低等技术问题，因此本发明研究设计出一种换热面积大的蒸发器、空调室内机和空调器。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空调器存在蒸发器换热面积不足、导致换热效率低的缺陷，从而提供一种蒸发器、空调室内机和空调器。
本发明提供一种蒸发器，沿着蒸发器的横截面方向、所述蒸发器被截成：第一直段、第二直段和连接于所述第一直段和所述第二直段之间的弧形段，
其中所述第一直段包括长边和短边、且第一直段的长边长度为L1，所述第二直段也包括长边和短边、且第一直段的长边长度为L2，所述弧形段的圆心到弧形段的中心线之间的距离为中心线的半径r，且所述中心线的直径D＝2*r，且有所述L1、L2和D之间满足下列关系：D＝a1*L1+b1*L2+c1，其中-0.9≤a1≤-0.6，0.5≤b1≤1.8，125.0≤c1≤127.5。
优选地，所述弧形段包括在其中心线上、位于周向一端的第一端和位于周向另一端的第二端，经过所述第一端的切线和经过所述第二端的切线相交而形成角度φ，且φ与D之间存在下述关系：D＝a2*φ^b2+c2，其中12.5≤a2≤14.5，0.5≤b2≤0.8，-1.0≤c2≤1.0。
优选地，所述角度φ与所述第一直段长边长度L1和所述第二直段长边长度L2满足关系：φ＝a3*L1+b3*L2+c3，其中-0.5≤a3≤-0.2，0.4≤b3≤0.8，33.0≤c3≤38.0。
优选地，所述第一直段包括与其长边平行的第一中线，所述第一中线与所述中心线在所述第一端处相切，所述第二直段也包括与其长边平行的第二中线，所述第二中线与所述中心线在所述第二端处相切。
优选地，所述角度φ为所述第一直段的所述第一中线的延长线与所述第二直段的所述第二中线的延长线相交形成的锐角夹角。
优选地，所述角度φ的角度范围为35.40°-39.40°。
优选地，所述第一直段的长边长度L1范围为115～135mm；和/或，所述第二直段的长边长度L2范围为80～100mm。
优选地，所述弧形段的中心线直径D的范围为139-149mm。
本发明还提供一种空调室内机，其包括前述的蒸发器。
本发明还提供一种空调器：其包括前述的蒸发器。
本发明提供的一种蒸发器、空调室内机和空调器具有如下有益效果：
1.本发明的蒸发器、空调室内机和空调器，通过将蒸发器设置成两段直段、和位于其间的弧形段的三段式结构，且将两段直段长边长度L1、L2与弧形段的中心线直径D设置为满足关系式D＝a1*L1+b1*L2+c1，其中-0.9≤a1≤-0.6，0.5≤b1≤1.8，125.0≤c1≤127.5，能够使得该三段长度的换热表面积(即与气流接触的面积)达到相对较高的值，这是因为如果单纯地一味将弧形段的半径做大的话，由于室内机机壳的空间限制其第一不能做的无限大、第二会使得两段直段的直线长度减小，而导致直段的迎风面积减小，因此弧形段的半径与两段直段的长度存在一个优选的取值范围，本发明将上述弧形段直径D与两段直段长度L1和L2之间的关系设置为满足上述关系式，能够使其恰好处在上述的优选取值范围内，即能够使得蒸发器的迎风面积(或称换热面积)得到有效的提高，从而提高蒸发器的换热效率；
2.本发明的蒸发器、空调室内机和空调器，通过将弧形段形成角度φ与D之间设置为满足下述关系：D＝a2*φ^b2+c2，其中12.5≤a2≤14.5，0.5≤b2≤0.8，-1.0≤c2≤1.0，能够使得蒸发器弧形段本身的换热面积或称迎风面积得到增加，这是因为如果单纯地一味将弧形段的半径做大的话，由于室内机机壳的空间限制其第一不能做的无限大、第二由于角度是弧形段两端的切线所成夹角则该夹角通常也会相应的增大，弧线段的直径大小与所述角度φ有一定的关系，通常在圆心一定的情况下，角度φ越大，直径越大，弧形段的半径与两段直段的长度存在一个优选的取值范围，本发明将上述弧形段直径D与角度φ之间的关系设置为满足上述关系式，能够使其处在上述的优选取值范围内，即能够使得蒸发器的弧形段的迎风面积(或称换热面积)得到有效的提高，从而提高蒸发器的换热效率；
3.本发明的蒸发器、空调室内机和空调器，通过将弧形段形成的角度φ与两条直段长边长度L1和L2之间设置为满足下述关系：φ＝a3*L1+b3*L2+c3，其中-0.5≤a3≤-0.2，0.4≤b3≤0.8，33.0≤c3≤38.0，能够使得该三段长度的换热表面积(即与气流接触的面积)达到相对较高的值，这是因为如果单纯地一味将弧形段的角度φ做大的话，由于室内机机壳的空间限制其第一不能做的无限大、第二会使得两段直段的直线长度减小，而导致直段的迎风面积减小，因此弧形段的角度φ与两段直段的长度存在一个优选的取值范围，本发明将上述弧形段角度φ与两段直段长边长度L1和L2之间的关系设置为满足上述关系式，能够使其恰好处在上述的优选取值范围内，即能够使得蒸发器的迎风面积(或称换热面积)得到有效的提高，从而提高蒸发器的换热效率。
附图说明
图1是本发明的空调器的蒸发器的主视结构示意图；
图2是图1的后视结构示意图；
图3是图1中A方向的结构示意图；
图4是图3的蒸发器的放大结构且尺寸示意图。
图中附图标记表示为：
1、第一直段；10、第一中线；2、第二直段；20、第二中线；3、弧形段；30、中心线；31、第一端；32、第二端；4、蒸发器边板；5、U型管；6、翅片。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明提供一种蒸发器，所述蒸发器为具有沿空调室内机长度方向延伸的结构，沿着蒸发器的横截面方向(横截面方向与延伸方向相垂直)、所述蒸发器被截成：第一直段1、第二直段2和连接于所述第一直段1和所述第二直段2之间的弧形段3；
设第一直段1包括长边和短边、且第一直段的长边长度为L1，所述第二直段2也包括长边和短边、且第二直段的长边长度为L2，所述弧形段3的圆心O到弧形段的中心线30之间的距离为中心线的半径r，且所述中心线30的直径D＝2*r(中心线为弧形段上、与弧形段的径向内侧边和径向外侧边均同心的弧线，且中心线的半径＝(弧形段径向外侧边的半径+弧形段径向内侧边的半径)/2，沿径向方向、中心线上的点到弧形段径向外侧边的距离与到弧形段径向内侧边的距离均相等)；
且有所述L1、L2和D之间满足下列关系：D＝a1*L1+b1*L2+c1，其中-0.9≤a1≤-0.6(a1进一步优选为-0.76)，0.5≤b1≤1.8(b1进一步优选为1.26)，125.0≤c1≤127.5(c1进一步优选为126.14)。
本发明的目的在于设计一种蒸发器，包括蒸发器边板4、U型管5、翅片6，如图2所示，易于成型，增大蒸发器的蒸发面积，提高空调性能。通过设计一种蒸发器，蒸发器包含两段直段和一段圆弧，通过设计蒸发器直段的长度、圆弧、直线夹角三者之间的关系，增大蒸发器的换热面积，提高空调性能。
通过将蒸发器设置成两段直段、和位于其间的弧形段的三段式结构，且将两段直段长度L1、L2与弧形段的直径D设置为满足关系式D＝a1*L1+b1*L2+c1，其中-0.9≤a1≤-0.6(a1进一步优选为-0.76)，0.5≤b1≤1.8(b1进一步优选为1.26)，125.0≤c1≤127.5(c1进一步优选为126.14)，能够使得该三段长度的换热表面积(即与气流接触的面积)达到相对较高的值，这是因为如果单纯地一味将弧形段的半径做大的话，由于室内机机壳的空间限制其第一不能做的无限大、第二会使得两段直段的长边长度减小，而导致直段的迎风面积减小，因此弧形段的直径与两段直段的长边长度存在一个优选的取值范围，本发明将上述弧形段直径D与两段直段长边长度L1和L2之间的关系设置为满足上述关系式，能够使其恰好处在上述的优选取值范围内，即能够使得蒸发器的迎风面积(或称换热面积)得到有效的提高，从而提高蒸发器的换热效率。
优选地，所述弧形段3包括在其中心线30上、位于周向一端的第一端31和位于周向另一端的第二端32，经过所述第一端31的切线和经过所述第二端32的切线相交而形成角度φ，且φ与D之间存在下述关系：D＝a2*φ^b2+c2，其中12.5≤a2≤14.5(a2进一步优选为13.709)，0.5≤b2≤0.8(b2进一步优选为0.649)，-1.0≤c2≤1.0(c2进一步优选为0)。
通过将弧形段形成角度φ与D之间设置为满足下述关系：D＝a2*φ^b2+c2，其中12.5≤a2≤14.5(a2进一步优选为13.709)，0.5≤b2≤0.8(b2进一步优选为0.649)，-1.0≤c2≤1.0(c2进一步优选为0)，能够使得蒸发器弧形段本身的换热面积或称迎风面积得到增加，这是因为如果单纯地一味将弧形段的直径做大的话，由于室内机机壳的空间限制其第一不能做的无限大、第二由于角度φ是弧形段两端的切线所成夹角则该夹角通常也会相应的增大，弧线段的直径大小与所述角度φ有一定的关系，通常在圆心一定的情况下，角度φ越大，直径越大，弧形段的直径与两段直段的长边长度存在一个优选的取值范围，本发明将上述弧形段直径D与角度φ之间的关系设置为满足上述关系式，能够使其处在上述的优选取值范围内，即能够使得蒸发器的弧形段的迎风面积(或称换热面积)得到有效的提高，从而提高蒸发器的换热效率。
优选地，所述角度φ与所述第一直段长边长度L1和所述第二直段长边长度L2满足关系：φ＝a3*L1+b3*L2+c3，其中-0.5≤a3≤-0.2(a3进一步优选为-0.46)，0.4≤b3≤0.8(b3进一步优选为0.66)，33.0≤c3≤38.0(c3进一步优选为35.21)。通过将弧形段形成的角度φ与两条直段长度L1和L2之间设置为满足下述关系：φ＝a3*L1+b3*L2+c3，其中-0.5≤a3≤-0.2(a3进一步优选为-0.46)，0.4≤b3≤0.8(b3进一步优选为0.66)，33.0≤c3≤38.0(c3进一步优选为35.21)，能够使得该三段长度的换热表面积(即与气流接触的面积)达到相对较高的值，这是因为如果单纯地一味将弧形段的角度φ做大的话，由于室内机机壳的空间限制其第一不能做的无限大、第二会使得两段直段的直线长度减小，而导致直段的迎风面积减小，因此弧形段的角度φ与两段直段的长度存在一个优选的取值范围，本发明将上述弧形段角度φ与两段直段长度L1和L2之间的关系设置为满足上述关系式，能够使其恰好处在上述的优选取值范围内，即能够使得蒸发器的迎风面积(或称换热面积)得到有效的提高，从而提高蒸发器的换热效率。
优选地，所述第一直段1包括与其长边平行的第一中线10，所述第一中线10与所述中心线30在所述第一端31处相切、且形成二者之间的相交部位(第一中线10指第一直段1的两条长边之间的中线，即该中线与两条长边之间的间距均相等，如图4)，所述第二直段2也包括与其长边平行的第二中线20，所述第二中线20与所述中心线30在所述第二端32处相切、且形成二者之间的相交部位(第二中线20指第二直段2的两条长边之间的中线，即该中线与两条长边之间的间距均相等，如图4)。这是本发明的三段式结构(包括一段弧形段和分别与其相连的两段直段)的优选且具体的结构形式，将第一直段与弧形段相接，且相接部位刚好在第一端处、且在该第一端处第一直段与弧形段相切，能够有效地防止直段与弧形段之间形成拐点、而使得气流流过时产生阻力，从而减小气流流经蒸发器时产生的阻力，减小能量损失，提高换热效率；同样的，将第二直段与弧形段相接，且相接部位刚好在第二端处、且在该第二端处第一直段与弧形段相切，能够有效地防止直段与弧形段之间形成拐点、而使得气流流过时产生阻力，从而减小气流流经蒸发器时产生的阻力，减小能量损失，提高换热效率。
优选地，所述角度φ为所述第一直段的第一中线10延长线与所述第二直段的第二中线20延长线相交形成的锐角夹角。这是本发明的角度φ的优选形成方式和位置关系，角度φ为两相切点(第一端31和第二端32)的切线延长线的夹角，前第一直段长边位于该切线延长线上且与之重合、第二直段长边位于另一切线延长线且与之重合，这样能够保证该三段式结构在弧线段和直段之间光滑地过渡、形成流线型，减小气流流动阻力，减小能量损失，提高蒸发器换热效率。
优选地，所述角度φ的角度范围为35.40°-39.40°。这是本发明的三段式结构的蒸发器中角度φ的优选范围，在蒸发器长度(长度是指蒸发器的如图2和3的垂直于纸面方向的长度)一定的情况下，在上述范围选择蒸发器的尺寸，实验得出这样选择，易于成型，且蒸发面积较大，空调性能相比更好。对空调噪音大幅改善，保证空调音质质量提高，但是又不减小出风量。
优选地，所述第一直段1的长边长度L1范围为115～135mm；和/或，所述第二直段2长边长度L2范围为80～100mm。这是本发明的三段式结构的蒸发器中两段直段长边长度L1L2的优选取值范围，在蒸发器长度(长度是指蒸发器的如图2和3的垂直于纸面方向的长度、即蒸发器的延伸方向的长度)一定的情况下，在上述范围选择蒸发器的尺寸，实验得出这样选择，易于成型，且蒸发面积较大，空调性能相比更好。对空调噪音大幅改善，保证空调音质质量提高，但是又不减小出风量。
优选地，所述弧形段3的中心线直径D的范围139-149mm。这是本发明的三段式结构的蒸发器中弧形段中心线直径D的优选范围，在蒸发器长度(长度是指蒸发器的如图2和3的垂直于纸面方向的长度、即蒸发器的延伸方向的长度)一定的情况下，在上述范围选择蒸发器的尺寸，实验得出这样选择，易于成型，且蒸发面积较大，空调性能相比更好。对空调噪音大幅改善，保证空调音质质量提高，但是又不减小出风量。中心线的弧形直径为D，通常情况下弧线段的直径大小与蒸发器的角度φ有关，在圆心一定的情况下，角度φ越大，直径越大，优选范围为139～149mm。
本发明还提供一种空调室内机，其包括前述的蒸发器。通过包括前述的蒸发器，将蒸发器设置成两段直段、和位于其间的弧形段的三段式结构，且将两段直段长边长度L1、L2与弧形段的直径D设置为满足关系式D＝a1*L1+b1*L2+c1，其中-0.9≤a1≤-0.6，0.5≤b1≤1.8，125.0≤c1≤127.5，能够使得该三段长度的换热表面积(即与气流接触的面积)达到相对较高的值，这是因为如果单纯地一味将弧形段的直径做大的话，由于室内机机壳的空间限制其第一不能做的无限大、第二会使得两段直段的长边长度减小，而导致直段的迎风面积减小，因此弧形段的直径与两段直段长边的长度存在一个优选的取值范围，本发明将上述弧形段直径D与两段直段长边长度L1和L2之间的关系设置为满足上述关系式，能够使其恰好处在上述的优选取值范围内，即能够使得蒸发器的迎风面积(或称换热面积)得到有效的提高，从而提高蒸发器的换热效率。
本发明还提供一种空调器：其包括前述的蒸发器。通过包括前述的蒸发器，将蒸发器设置成两段直段、和位于其间的弧形段的三段式结构，且将两段直段长边长度L1、L2与弧形段的直径D设置为满足关系式D＝a1*L1+b1*L2+c1，其中-0.9≤a1≤-0.6，0.5≤b1≤1.8，125.0≤c1≤127.5，能够使得该三段长度的换热表面积(即与气流接触的面积)达到相对较高的值，这是因为如果单纯地一味将弧形段的直径做大的话，由于室内机机壳的空间限制其第一不能做的无限大、第二会使得两段直段的长边长度减小，而导致直段的迎风面积减小，因此弧形段的直径与两段直段的长边长度存在一个优选的取值范围，本发明将上述弧形段直径D与两段直段长边长度L1和L2之间的关系设置为满足上述关系式，能够使其恰好处在上述的优选取值范围内，即能够使得蒸发器的迎风面积(或称换热面积)得到有效的提高，从而提高蒸发器的换热效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种蒸发器，其特征在于：包括蒸发器边板（4）、Ｕ型管（5）和翅片（6），沿着蒸发器的横截面方向、所述蒸发器被截成：第一直段（1）、第二直段（2）和连接于所述第一直段（1）和所述第二直段（2）之间的弧形段（3）；
其中所述第一直段（1）包括长边和短边、且第一直段的长边长度为L1，所述第二直段（2）也包括长边和短边、且第二直段的长边长度为L2，所述弧形段（3）的圆心到弧形段的中心线（30）之间的距离为中心线的半径r，且所述中心线的直径D=2*r；
且有所述L1、L2和D之间满足下列关系：D= a1*L1+b1*L2+c1，其中-0.9≤a1≤-0.6，0.5≤b1≤1.8，125.0≤c1≤127.5；所述第一直段（1）的长边长度L1范围为115~135mm；所述第二直段（2）的长边长度L2范围为80~100mm。
2.根据权利要求1所述的蒸发器，其特征在于：所述弧形段（3）包括在其中心线（30）上、位于周向一端的第一端（31）和位于周向另一端的第二端（32），经过所述第一端（31）的切线和经过所述第二端（32）的切线相交而形成角度φ，且φ与D之间存在下述关系：D=a2*φ^b2+c2，其中12.5≤a2≤14.5，0.5≤b2≤0.8，-1.0≤c2≤1.0，所述角度φ的角度范围为35.40°-39.40°。
3.根据权利要求2所述的蒸发器，其特征在于：所述角度φ与所述第一直段长边长度L1和所述第二直段长边长度L2满足关系：φ= a3*L1+b3*L2+c3，其中-0.46≤a3≤-0.2，0.4≤b3≤0.8，33.0≤c3≤38.0。
4.根据权利要求2-3中任一项所述的蒸发器，其特征在于：所述第一直段（1）包括与其长边平行的第一中线（10），所述第一中线（10）与所述中心线（30）在所述第一端（31）处相切；所述第二直段（2）也包括与其长边平行的第二中线（20），所述第二中线（20）与所述中心线（30）在所述第二端（32）处相切。
5.根据权利要求4所述的蒸发器，其特征在于：所述角度φ为所述第一直段的所述第一中线（10）的延长线与所述第二直段的所述第二中线（20）的延长线相交形成的锐角夹角。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的蒸发器，其特征在于：所述弧形段（3）的中心线直径D的范围为139-149mm。
7.一种空调室内机，其特征在于：包括权利要求1-6中任一项所述的蒸发器。
8.一种空调器：其特征在于：包括权利要求1-6中任一项所述的蒸发器。
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