CN204187896U - 蒸发器及冷风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蒸发器及冷风机，该蒸发器用于低温制冷系统中。该蒸发器沿着空气的流动方向至少分为两段，各段内的蒸发器的翅片间距相等，各段间的蒸发器的翅片间距沿着空气的流动方向依次减小。本实用新型的冷风机包括该蒸发器。本实用新型的蒸发器及包括该蒸发器的冷风机，用于低温制冷系统中，通过采取沿着空气的流动方向分段减小的变翅片间距结构，从而实现了在结霜条件下保持较高的传热效率。其相对于传统的蒸发器及冷风机，传热性能大大提升，并有效延长了冲霜周期，节约了冲霜成本。

Description

蒸发器及冷风机

技术领域

本实用新型涉及低温制冷领域，特别是涉及一种蒸发器及冷风机。

背景技术

冷风机是低温制冷系统中常用的制冷设备，其工作温度通常都在零度以下。蒸发器是冷风机的核心部件，当冷空气表面温度低于水的凝固点时，从湿空气中析出的凝结水极易在蒸发器的表面凝固，形成霜层。由于霜的热导率比较小，即使霜层厚度不大，也会在蒸发器的翅片外表面附加一个较大的霜层热阻。传统的蒸发器的翅片间距前后一致，结霜后，翅片间的空气流通通道变窄。在风机功率一定的情况下，由于阻力增大，风量减小，会使空气与霜层表面间的对流换热减弱。所以，传统的冷风机在结霜后其传热性能会明显恶化。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术的缺陷和不足，提供一种能够提高冷风机在结霜工况下的传热性能的蒸发器以及包括该蒸发器的冷风机。

为实现本实用新型目的而提供的蒸发器，用于低温制冷系统中，所述蒸发器沿着空气的流动方向至少分为两段，各段内的所述蒸发器的翅片间距相等，各段间的所述蒸发器的翅片间距沿着所述空气的流动方向依次减小。

在其中一个实施例中，所述蒸发器的翅片间距为6mm-15mm。

在其中一个实施例中，所述蒸发器沿着所述空气的流动方向分为两段，分别为第一段和第二段；所述第一段的蒸发器的翅片间距大于所述第二段的蒸发器的翅片间距。

在其中一个实施例中，所述第一段以所述蒸发器的迎风面为起点，长度为200mm-300mm。

在其中一个实施例中，所述第一段的蒸发器的翅片间距为10mm-15mm，所述第二段的蒸发器的翅片间距为6mm-8mm。

在其中一个实施例中，所述第一段的蒸发器的翅片间距为8.5mm或12.7mm，所述第二段的蒸发器的翅片间距为6.4mm。

相应地，为实现本实用新型目的而提供的冷风机，包括上述任一实施例所述的蒸发器。

本实用新型的有益效果：本实用新型的蒸发器及包括该蒸发器的冷风机，用于低温制冷系统中，通过采取沿着空气的流动方向分段减小的变翅片间距结构，从而实现了在结霜条件下保持较高的传热效率。其相对于传统的蒸发器及冷风机，传热性能大大提升，并有效延长了冲霜周期，节约了冲霜成本。

附图说明

为了使本实用新型的蒸发器及冷风机的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本实用新型的蒸发器及冷风机进行进一步详细说明。

图1为本实用新型的蒸发器的翅片结构的一个实施例的示意图；

图2为图1所示的蒸发器的翅片结构的A-A示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

蒸发器表面结霜是一个随时间变化的非稳态过程。具体为，初始阶段时霜在蒸发器的翅片表面形成的霜层薄、热阻小，与翅片表面相比霜层表面的粗糙度更大，结霜使得蒸发器的翅片的表面温度趋于均匀，从而使得空气与霜层表面间的表面传热系数增强，故此时蒸发器的总体传热系数反而增大。但是这种状态维持的时间很短，只有几分钟。之后由于霜层变厚，热阻增大，蒸发器的翅片之间的风量会逐渐减小，蒸发器总传热系数减小。而且，更重要的是在结霜过程中，空气由于除湿作用相对湿度降低，沿着空气的流动方向翅片上的结霜量是递减的，即接近迎风面处的翅片结霜严重，而距离迎风面较远处的翅片结霜较少。所以，传统的等翅片间距的蒸发器是不经济的。

参见图1和图2，基于上述蒸发器表面结霜的过程，本实用新型根据蒸发器在结霜过程中沿着空气的流动方向翅片上的结霜量是递减的这一特征，提供一种变翅片间距的蒸发器，该蒸发器沿着空气的流动方向至少分为两段，各段内的蒸发器的翅片间距相等，各段间的蒸发器的翅片间距沿着空气的流动方向依次减小，即翅片间距沿着空气的流动方向分段减小，使得靠近蒸发器迎风面处的翅片间距大于远离蒸发器迎风面处的翅片间距。

参见图1和图2，本实用新型的蒸发器采用变翅片间距结构时，实际上已构成了翅片的错列分布，当空气横掠错列翅片时，翅片的交错分布使得上游翅片(靠近迎风面的翅片)对下游翅片(远离迎风面的翅片)有绕流作用，由于上流翅片的绕流，翅片的前半部分换热加强，下游翅片的分布又使得流道变窄，流速提高，翅片后半部分的换热也得到强化。

本实用新型提供的用于低温制冷系统中的蒸发器，通过采取沿着空气的流动方向分段减小的变翅片间距结构，从而实现了在结霜条件下保持较高的传热效率。其相对于传统的蒸发器，传热系数提高了30％，并有效延长了冲霜周期，节约了冲霜成本。

一般说来，蒸发器的传热系数会随着蒸发器的翅片间距的增大而增大，而阻力则会随着蒸发器的翅片间距的增加而减小。但是，当翅片间距变小时，单位体积的传热面积增加。因此，虽然传热系数变小了，但传热量却有可能是增加的。本实用新型中的蒸发器的翅片间距为6mm-15mm，使得换热量相同时空气的阻力最小，即蒸发的单位阻力换热量最大。

在实际工况中，蒸发器表面在接近其迎风面200-30Omm范围内结霜严重。鉴于此，作为一种可实施方式，本实用新型提供的蒸发器沿着空气的流动方向分为两段，参见图1和图2，分别为第一段100和第二段200，第一段100的蒸发器的翅片间距L大于第二段200的蒸发器的翅片间距M。

其中，第一段100以蒸发器的迎风面为起点，长度为200mm-300mm，第二段200从第一段100的终点开始，直至整个蒸发器的翅片末端。

第一段100的蒸发器的翅片与第二段200的蒸发器的翅片错列分布，当空气横掠错列翅片时，翅片的交错分布使得第一段100的蒸发器的翅片对第二段200的蒸发器的翅片产生绕流作用，翅片的前半部分换热加强，第二段200的蒸发器的翅片的分布又使得流道变窄，流速提高，翅片后半部分的换热也得到强化。

当然，本实用新型提供的蒸发器，其翅片间距沿着空气的流动方向还可以分为三段、四段及以上依次减小。随着分段数量的增加，冲霜周期会进一步延长，意味着能够进一步节约充霜成本。但是，蒸发器的整体尺寸是有限的，只有在保证了合理的翅片间距的基础上，增加分段数量才会对换热性能有一定的提升。

本实用新型提供的蒸发器的翅片间距沿着空气的流动方向分为两段依次减小，在提高传热性能的同时延长了冲霜周期，节约了冲霜成本，而且结构简单，便于实现。其翅片间距具体设置如下：

如图2所示，第一段100的蒸发器的翅片间距L为10mm-15mm，第二段200的蒸发器的翅片间距M为6mm-8mm。优选地，第一段100的蒸发器的翅片间距L为8.5mm或12.7mm，第二段200的蒸发器的翅片间距M为6.4mm。

通过以上翅片间距的设置，使得本实用新型的蒸发器相对于传统的等翅片间距结构的蒸发器，传热系数提高了30％，并有效延长了冲霜周期，节约了冲霜成本。

基于同一构思，本实用新型还提供了一种冷风机，包括上述实施例提供的蒸发器。本实用新型的冷风机在外形尺寸即高度、宽度和管总长度不变的前提下，在结霜工况下运行时仍可保持较高的传热系数，其传热系数在传统的等翅片间距结构的冷风机的基础上提高了30％，并有效延长了冲霜周期，节约了冲霜成本。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种蒸发器，用于低温制冷系统中，其特征在于，所述蒸发器沿着空气的流动方向至少分为两段，各段内的所述蒸发器的翅片间距相等，各段间的所述蒸发器的翅片间距沿着所述空气的流动方向依次减小。

2.根据权利要求1所述的蒸发器，其特征在于，所述蒸发器的翅片间距为6mm-15mm。

3.根据权利要求2所述的蒸发器，其特征在于，所述蒸发器沿着所述空气的流动方向分为两段，分别为第一段(100)和第二段(200)；所述第一段(100)的蒸发器的翅片间距(L)大于所述第二段(200)的蒸发器的翅片间距(M)。

4.根据权利要求3所述的蒸发器，其特征在于，所述第一段(100)以所述蒸发器的迎风面为起点，长度为200mm-300mm。

5.根据权利要求3或4所述的蒸发器，其特征在于，所述第一段(100)的蒸发器的翅片间距(L)为10mm-15mm，所述第二段(200)的蒸发器的翅片间距(M)为6mm-8mm。

6.根据权利要求5所述的蒸发器，其特征在于，所述第一段(100)的蒸发器的翅片间距(L)为8.5mm或12.7mm，所述第二段(200)的蒸发器的翅片间距(M)为6.4mm。

7.一种冷风机，其特征在于，包括上述权利要求1至6任一项所述的蒸发器。