CN204084957U - 一种高效低阻型管翅式蒸发器 - Google Patents

Abstract

一种高效低阻型管翅式蒸发器，包括固定端板、蒸发器翅片、蒸发管、蒸发管小弯头连接件、蒸发管三通连接件、蒸发器冷媒进口支管、分液器、蒸发器冷媒进口总管、蒸发器冷媒出口支管以及蒸发器冷媒出口总管；所述蒸发器的气液混合饱和制冷剂从蒸发器冷媒进口总管进入，经分液器分液后依次经过蒸发器冷媒进口支管、蒸发管、蒸发管小弯头连接件、蒸发管三通连接件、蒸发器冷媒出口支管，最后在蒸发器冷媒出口总管汇集。本实用新型有效地降低了蒸发管外空气侧流动阻力和蒸发管内制冷剂流动阻力，减少换热管背风面换热死角，提升了蒸发器换热效果，从而提升了制冷系统能效比，与现有技术相比，换热效果更好，空气流动阻力和制冷剂流动阻力更低，实用性强。

Description

一种高效低阻型管翅式蒸发器

技术领域

本实用新型涉及一种管翅式蒸发器，具体是一种高效低阻型管翅式蒸发器。

背景技术

目前在空调制冷设备中，经常会应用到管翅式蒸发器，高压制冷剂液体经过节流装置降压后形成低压气液混合物，进入管翅式蒸发器进行蒸发气化，吸收空气的热量，从而达到制冷的目的。

但传统的管翅式蒸发器采用圆盘管和套设于盘管上的翅片，将管内介质的热量与外界空气交换，以达到吸热的目的，其主要是靠空气在翅片吹过时将热量吸收的。其中圆盘管的径向截面为圆形，翅片的穿孔也为圆形，但是由于传统换热器采用圆管，在管外空气换热侧，由于从迎风面过来的空气，通过各圆管，圆管的迎风面面积大，空气阻力较大，需要耗费更多的通风机功耗，同时，由于圆管的迎风面面积大，在圆管的背风面存在涡流，使得圆盘管的背风部有风吹不到的死角，因此严重影响了盘管管外空气侧的换热效果，换热效率较低；并且在管内制冷剂换热侧，一方面，传统蒸发器一般采用孔板压降型分液器，孔板压降型分液器内部有一个节流孔，制冷剂流过时产生很大压降，流速增大引起紊流，提高分液均匀性，但它孔板的阻力很大，另一方面，由于传统单进单出蒸发器蒸发过程中产生汽化相变，体积增大，流速逐渐上升，制冷剂的流动阻力逐步上升，两方面产生的流动阻力上升影响制冷系统效率的提升。

从以上分析可以看出，从整体上，传统蒸发器采用圆管管外侧出现空气阻力大，采用单进单出制冷剂管路设计，管内侧制冷剂流动阻力大，换热效率低，降低空调器整体能效的问题，不利于空调机整体上提升能效。因此，有必要进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种结构紧凑、换热效率高、运行能效高、空气阻力低、耗材少的高效低阻型管翅式蒸发器，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种高效低阻型管翅式蒸发器，其特征在于：包括固定端板、蒸发器翅片、蒸发管、蒸发管小弯头连接件、蒸发管三通连接件、蒸发器冷媒进口支管、分液器、蒸发器冷媒进口总管、蒸发器冷媒出口支管以及蒸发器冷媒出口总管；所述蒸发器的气液混合饱和制冷剂从蒸发器冷媒进口总管进入，经分液器分液后依次经过蒸发器冷媒进口支管、蒸发管、蒸发管小弯头连接件、蒸发管三通连接件、蒸发器冷媒出口支管，最后在蒸发器冷媒出口总管汇集。

所述固定端板上纵向设置有2～8排的呈椭圆形或近似椭圆形的翻边孔或通孔，每纵排上的翻边孔或通孔呈均匀分布。

所述固定端板设置有两片，蒸发器翅片安装于两片固定端板之中、且对应固定端板上的纵排翻边孔或通孔设置有形状及数量相当的穿孔，每纵排相邻的穿孔之间开设有百叶窗或波纹片。

所述蒸发管包括三通前蒸发管和三通后蒸发管，三通前蒸发管和三通后蒸发管分别设置于蒸发器翅片的纵排穿孔上；所述的三通前蒸发管和三通后蒸发管为径向截面呈椭圆形或近似椭圆形的光管或内螺纹管。

所述蒸发管小弯头连接件共有两个椭圆形或近似椭圆形的管口，且通过该两管口分别连接三通前蒸发管和三通后蒸发管；蒸发管三通连接件共有三个椭圆形或近似椭圆形的连接管口，其中一连接管口与三通前蒸发管连接，其余的两连接管口与三通后蒸发管，使三通前蒸发管的流路分为两路连接到三通后蒸发管上。

所述分液器为文丘里型分液器，该分液器的进口与分配口之间设有一段文丘里管，文丘里管由一段渐缩管和一段渐扩管组成，渐缩管和渐扩管的最小直径处连接在一起；节流后的气液混合饱和制冷剂从分液器的进口进入后，经过最小直径处收缩，速度增加，压力降低，到达最小直径处时到达最大值，之后直径渐扩，减速增压，扩散喷射，消耗较小的压降，实现气液混合饱和制冷剂的均匀分液。

所述蒸发器的盘管迎风面排列成顺排或交叉排安装。

所述蒸发器冷媒进口总管与分液器的进口连通，分液器的分配口与蒸发器冷媒进口支管的一端连通，蒸发器冷媒进口支管的另一端与蒸发管的三通前蒸发管连通，每两根三通前蒸发管采用蒸发管小弯头连接件连通，每路三通前蒸发管与两路三通后蒸发管采用蒸发管三通连接件连通，每两根三通后蒸发管采用蒸发管小弯头连接件连通，三通后蒸发管与蒸发器冷媒出口支管的一端连通，蒸发器冷媒出口支管的另一端与蒸发器冷媒出口总管连通。

本结构与现有技术相比，具有如下优点：

1、采用椭圆或近似椭圆蒸发管，在蒸发管外空气换热侧，由于从迎风面过来的空气，通过各椭圆或近似椭圆管，椭圆或近似椭圆蒸发管的迎风相面积对圆管大幅缩小，空气阻力小，节省了大量通风机功耗，高效节能。

2、椭圆或近似椭圆蒸发管背风面的涡流减少，使蒸发管的背风部有风吹不到的死角大幅度减少，解决了由于传统圆形换热管迎风面大，背风面换热死角大的问题，大幅度提升蒸发换热器的换热效率，在相同换热性能情况下，大幅度减少了换热器耗材。

3、分液器为文丘里型分液器，相对于孔板压降型分液器，能消耗较小的压降而实现均匀分液，制冷剂流动阻力低；另一方面，虽然蒸发过程会使制冷剂体积增大，逐步增大制冷剂流动阻力，但本结构在三通前蒸发管之后增加蒸发管三通连接件，将制冷剂分为两路并进入蒸发管三通连接件后蒸发管蒸发，由于一路分为两路，制冷剂的流速下降，阻力降低，较传统单进单出蒸发器的管内制冷剂流动阻力更低。

本实用新型通过上述结构的改良，蒸发管采用径向截面为椭圆形或近似椭圆形的光管或内螺纹管，空气阻力低，从而提高换热管背风面换热效率，进液均分的分液器采用文丘里型分液器，分液低阻均匀，效率高，同时，每个换热分路在三通前蒸发管为单流路，进入蒸发管三通连接件后分为两路再进入三通后蒸发管，有效地降低了蒸发管外空气侧流动阻力和蒸发管内制冷剂流动阻力，减少换热管背风面换热死角，提升了蒸发器换热效果，从而提升了制冷系统能效比，有效地解决了现有技术的单进单出蒸发器空气侧阻力大、制冷剂侧阻力大、换热效果差、整机能效低、换热器耗材多、成本高等技术不足；与现有技术相比，换热效果更好，空气流动阻力和制冷剂流动阻力更低，节省换热器材料的同时，提升空调机的能效比。其具有结构紧凑、换热效率高、运行能效高、空气阻力低、耗材少等特点，符合国家的节能减排的政策，具有较高的经济和社会效益，值得大力推广。

附图说明

图1为本实用新型一实施例结构示意图。

图2为本实用新型一实施例的蒸发器翅片结构示意图。

图3、图4为本实用新型一实施例的蒸发管多个应用例结构示意图。

图5为本实用新型一实施例的分液器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

参见图1-图5，本高效低阻型管翅式蒸发器，包括固定端板1、蒸发器翅片2、蒸发管、蒸发管小弯头连接件5、蒸发管三通连接件6、蒸发器冷媒进口支管7、分液器8、蒸发器冷媒进口总管9、蒸发器冷媒出口支管10以及蒸发器冷媒出口总管11；所述蒸发器的气液混合饱和制冷剂从蒸发器冷媒进口总管9进入，经分液器8分液后依次经过蒸发器冷媒进口支管7、蒸发管、蒸发管小弯头连接件5、蒸发管三通连接件6、蒸发器冷媒出口支管10，最后在蒸发器冷媒出口总管11汇集。

具体地讲，参见图1，固定端板1上纵向设置有2～8排的呈椭圆形或近似椭圆形的翻边孔或通孔，每纵排上的翻边孔或通孔呈均匀分布。

参见图1、图2，蒸发器翅片2设置于固定端板1上、且对应固定端板1上的纵排翻边孔或通孔设置有形状及数量相当的穿孔，每纵排相邻的穿孔之间开设有百叶窗或波纹片。

参见图1、图3、图4，蒸发管包括三通前蒸发管3和三通后蒸发管4，三通前蒸发管3和三通后蒸发管4分别设置于蒸发器翅片2的纵排穿孔上。所述的三通前蒸发管3和三通后蒸发管4为径向截面呈椭圆形或近似椭圆形的光管，如图3所示；或者，三通前蒸发管3和三通后蒸发管4为径向截面呈椭圆形或近似椭圆形的内螺纹管，如图4所示。

参见图1，蒸发管小弯头连接件5共有两个椭圆形或近似椭圆形的管口，且通过该两管口分别连接三通前蒸发管3和三通后蒸发管4；蒸发管三通连接件6共有三个椭圆形或近似椭圆形的连接管口，其中一连接管口与三通前蒸发管3连接，其余的两连接管口与三通后蒸发管4，使三通前蒸发管3的流路分为两路连接到三通后蒸发管4上。

参见图1，分液器8为文丘里型分液器，该分液器8的进口与分配口之间设有一段文丘里管，文丘里管由一段渐缩管和一段渐扩管组成，渐缩管和渐扩管的最小直径处连接在一起；节流后的气液混合饱和制冷剂从分液器8的进口进入后，经过最小直径处收缩，速度增加，压力降低，到达最小直径处时到达最大值，之后直径渐扩，减速增压，扩散喷射，消耗较小的压降，实现气液混合饱和制冷剂的均匀分液。

上述结构中，参见图1，蒸发器的盘管迎风面排列成顺排或交叉排安装。蒸发器冷媒进口总管9与分液器8的进口连通，分液器8的分配口与蒸发器冷媒进口支管7的一端连通，蒸发器冷媒进口支管7的另一端与蒸发管的三通前蒸发管3连通，蒸发管的三通后蒸发管4与蒸发器冷媒出口支管10的一端连通，蒸发器冷媒出口支管10的另一端与蒸发器冷媒出口总管11连通。

本高效低阻型蒸发器的冷媒流程是：

参见图1，节流后的气液混合饱和制冷剂，通过蒸发器冷媒进口总管9，进入分液器8，并将气液混合的饱和制冷剂均匀分配到各路的蒸发器冷媒进口支管7，然后进入三通前蒸发管3蒸发相变，原来的气液混合饱和制冷剂中液态制冷剂比例逐渐减少，气态制冷剂比例逐渐增加，制冷剂整体的体积膨胀，流速增加，阻力增大，随后进入蒸发管三通连接件6、且通过蒸发管三通连接件6分为两路并进入三通后蒸发管4蒸发，由于分为两路，制冷剂的流速下降，阻力降低，并在三通后蒸发管4中完成进一步蒸发，将液态制冷剂全部蒸发为气态的过热制冷剂蒸气，然后通过蒸发器冷媒出口支管10汇集到蒸发器冷媒出口总管11处排出蒸发器。

如果想得到更好的换热效率，在上述三通后蒸发管4后再增加蒸发管，使气液混合饱和制冷剂再一次的蒸发，其中三通后蒸发管4与再增加的蒸发管之间通过蒸发管小弯头连接件5连通。

本结构与现有技术相比，具有如下优点：

1、降低空气阻力方面：

传统的蒸发器采用圆盘管(径向截面为圆形)和套设于盘管上的翅片(穿孔也为圆形)，由于传统蒸发器采用圆管，在管外空气换热侧，由于从迎风面过来的空气，通过各圆管，圆管的迎风面面积大，空气阻力较大，需要耗费更多的通风机功耗。

本结构采用椭圆或近似椭圆蒸发管，在蒸发管外空气换热侧，由于从迎风面过来的空气，通过各椭圆或近似椭圆管，椭圆或近似椭圆蒸发管的迎风相面积对圆管大幅缩小，空气阻力小，节省了大量通风机功耗，高效节能。

2、换热效果提升方面：

传统的蒸发器采用圆盘管(径向截面为圆形)和套设于盘管上的翅片(穿孔也为圆形)，由于传统换热器采用圆管，在管外空气换热侧，由于圆管的迎风面面积大，在圆管的背风面存在涡流，使得圆盘管的背风部有风吹不到的死角，因此严重影响了盘管管外空气侧的换热效果，换热效率较低。

本结构采用椭圆或近似椭圆蒸发管，在蒸发管外空气换热侧，由于从迎风面过来的空气，通过各椭圆或近似椭圆管，椭圆或近似椭圆管的迎风相面积对圆管大幅缩小，椭圆或近似椭圆蒸发管背风面的涡流减少，使蒸发管的背风部有风吹不到的死角大幅度减少，解决了由于传统圆形换热管迎风面大，背风面换热死角大的问题，大幅度提升蒸发换热器的换热效率，在相同换热性能情况下，大幅度减少了换热器耗材。

3、降低制冷剂阻力方面：

一方面，传统蒸发器一般采用孔板压降型分液器，孔板压降型分液器内部有一个节流孔，制冷剂流过时产生很大压降，流速增大引起紊流，提高分液均匀性，但它孔板的阻力很大；另一方面，由于传统单进单出蒸发器蒸发过程中产生汽化相变，体积增大，流速逐渐上升，制冷剂的流动阻力逐步上升，两方面产生的流动阻力上升影响制冷系统效率的提升。

本结构的分液器为文丘里型分液器，相对于孔板压降型分液器，能消耗较小的压降而实现均匀分液，制冷剂流动阻力低；另一方面，虽然蒸发过程会使制冷剂体积增大，逐步增大制冷剂流动阻力，但本结构在三通前蒸发管之后增加蒸发管三通连接件，将制冷剂分为两路并进入三通后蒸发管蒸发，由于一路分为两路，制冷剂的流速下降，阻力降低，较传统单进单出蒸发器的管内制冷剂流动阻力更低。

综合上述，本结构有效地解决了现有技术的单进单出蒸发器空气侧阻力大、制冷剂侧阻力大、换热效果差、整机能效低、换热器耗材多、成本高等技术不足，它采用椭圆形或近似椭圆形截面的换热管，采用高效低阻分液装置，制作一种高效低阻型管翅式蒸发器，有效地降低了蒸发管外空气侧流动阻力和蒸发管内制冷剂流动阻力，提升了换热效果，提升了制冷系统能效比，与现有技术相比，换热效果更好，空气流动阻力和制冷剂流动阻力更低，节省换热器材料的同时，提升空调机的能效比。其具有结构紧凑、换热效率高、运行能效高、空气阻力低、耗材少等特点，符合国家的节能减排的政策，具有较高的经济和社会效益，值得大力推广。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任务限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高效低阻型管翅式蒸发器，其特征在于：包括固定端板(1)、蒸发器翅片(2)、蒸发管、蒸发管小弯头连接件(5)、蒸发管三通连接件(6)、蒸发器冷媒进口支管(7)、分液器(8)、蒸发器冷媒进口总管(9)、蒸发器冷媒出口支管(10)以及蒸发器冷媒出口总管(11)；所述蒸发器的气液混合饱和制冷剂从蒸发器冷媒进口总管(9)进入，经分液器(8)分液后依次经过蒸发器冷媒进口支管(7)、蒸发管、蒸发管小弯头连接件(5)、蒸发管三通连接件(6)、蒸发器冷媒出口支管(10)，最后在蒸发器冷媒出口总管(11)汇集。 

2.根据权利要求1所述的高效低阻型管翅式蒸发器，其特征在于所述固定端板(1)上纵向设置有2～8排的呈椭圆形或近似椭圆形的翻边孔或通孔，每纵排上的翻边孔或通孔呈均匀分布。 

3.根据权利要求2所述的高效低阻型管翅式蒸发器，其特征在于所述固定端板(1)设置有两片，蒸发器翅片(2)安装于两片固定端板(1)之中、且对应固定端板(1)上的纵排翻边孔或通孔设置有形状及数量相当的穿孔，每纵排相邻的穿孔之间开设有百叶窗或波纹片。 

4.据权利要求3所述的高效低阻型管翅式蒸发器，其特征在于所述蒸发管包括三通前蒸发管(3)和三通后蒸发管(4)，三通前蒸发管(3)和三通后蒸发管(4)分别设置于蒸发器翅片(2)的纵排穿孔上；所述的三通前蒸发管(3)和三通后蒸发管(4)为径向截面呈椭圆形或近似椭圆形的光管或内螺纹管。 

5.据权利要求4所述的高效低阻型管翅式蒸发器，其特征在于所述蒸发管小弯头连接件(5)共有两个椭圆形或近似椭圆形的管口，且通过该两管口分别连接三通前蒸发管(3)和三通后蒸发管(4)；蒸发管三通连接件(6)共有三个椭圆形或近似椭圆形的连接管口，其中一连接管口与三通前蒸发管(3)连接，其余的两连接管口与三通后蒸发管(4)，使三通前蒸发管(3)的流路分为两路连接到三通后蒸发管(4)上。 

6.据权利要求5所述的高效低阻型管翅式蒸发器，其特征在于所述分液器(8)为文丘里型分液器，该分液器(8)的进口与分配口之间设有一段文丘里管，文丘里管由一段渐缩管和一段渐扩管组成，渐缩管和渐扩 管的最小直径处连接在一起。 

7.据权利要求1-6任一项所述的高效低阻型管翅式蒸发器，其特征在于所述蒸发器的盘管迎风面排列成顺排或交叉排安装。 

8.据权利要求7所述的高效低阻型管翅式蒸发器，其特征在于所述蒸发器冷媒进口总管(9)与分液器(8)的进口连通，分液器(8)的分配口与蒸发器冷媒进口支管(7)的一端连通，蒸发器冷媒进口支管(7)的另一端与蒸发管的三通前蒸发管(3)连通，每两根三通前蒸发管(3)采用蒸发管小弯头连接件(5)连通，每路三通前蒸发管(3)与两路三通后蒸发管(4)采用蒸发管三通连接件(6)连通，每两根三通后蒸发管(4)采用蒸发管小弯头连接件(5)连通，三通后蒸发管(4)与蒸发器冷媒出口支管(10)的一端连通，蒸发器冷媒出口支管(10)的另一端与蒸发器冷媒出口总管(11)连通。