CN214581935U - 一种具有蒸发外管的蒸发器及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有蒸发外管的蒸发器，包括蒸发内管，蒸发内管具有进管口和出管口；在蒸发内管的外部穿设有蒸发外管，蒸发外管的内壁与蒸发内管的外壁之间设置有支撑件，以使蒸发外管与蒸发内管之间形成有容纳腔；当容纳腔为密封状态时，在容纳腔内设有换热介质，且在蒸发内管内流通制冷介质，以使蒸发外管通过换热介质和蒸发内管而与制冷介质进行热交换。本实用新型提出一种蒸发器，通过把该蒸发器应用在制冷设备中，具有制冷效果好、制冷速度快，便于制冷设备选用更小功率(匹数)的压缩机的优点。

Description

一种具有蒸发外管的蒸发器及制冷设备

技术领域

本实用新型涉及制冷设备领域，尤其是一种具有蒸发外管的蒸发器及制冷设备。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本申请相关的背景信息以方便本领域的技术人员能够更透彻、准确的理解本申请，其并不必然是现有技术。

蒸发是液态或固态转化为气态的物理过程。一般而言，蒸发器用于把液态物质转化为气态的装置。工业上有大量的蒸发器，其中应用于制冷设备的蒸发器是其中一种。例如制冷设备为空调，空调利用液态低温制冷剂(俗称雪种)在蒸发器内流通，利用制冷剂汽化吸热并通过蒸发管，与蒸发管外的空气进行换热而达到制冷的目的。

公知现有的蒸发器都是通过单条铜管弯折而成，这种蒸发器的使用存在以下问题：1、蒸发器的管径较小，导致蒸发器的表面积较小，因此制冷速度较慢，制冷效果较差；2、如果为了提高蒸发器的蒸发面积而增大蒸发器的管径，则需要提高流通蒸发器内的制冷剂流量，这需要更大匹数的空调主机才能完成，而增大空调主机的匹数，则生产成本增加，同时导致空调的用电量增大，能耗增加；3、当流经蒸发器内的制冷剂温度低于零度时，会导致蒸发器的表面结霜或结冰，进而影响蒸发器的制冷效果。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种蒸发器，通过把该蒸发器应用在制冷设备中，具有制冷效果好、制冷速度快，便于制冷设备选用更小功率(匹数)的压缩机的优点。

本实用新型采用如下技术方案实现：一种具有蒸发外管的蒸发器，包括蒸发内管，蒸发内管具有进管口和出管口；在蒸发内管的外部穿设有蒸发外管，蒸发外管的内壁与蒸发内管的外壁之间设置有支撑件，以使蒸发外管与蒸发内管之间形成有容纳腔；当容纳腔为密封状态时，在容纳腔内设有换热介质，且在蒸发内管内流通制冷介质，以使蒸发外管通过换热介质和蒸发内管而与制冷介质进行热交换。

在一个实施例中，蒸发外管的两末端与蒸发内管的两末端平齐设置。

在一个实施例中，蒸发外管的两末端与蒸发内管的外壁连接。

在一个实施例中，蒸发外管的两末端与蒸发内管两末端的外壁连接。

在一个实施例中，支撑件设在蒸发内管上，或者设在蒸发外管上。

在一个实施例中，支撑件呈条状或网状。

在一个实施例中，蒸发外管包括第一外管和第二外管，通过第一外管和第二外管互相围合以形成蒸发外管。

在一个实施例中，蒸发外管和蒸发内管同轴设置且具有间距，蒸发外管与蒸发内管之间形成有容纳腔。

在一个实施例中，换热介质为冷冻液、液化氮或水，且当容纳腔为密封状态时，冷冻液、液化氮或水充满容纳腔设置。

本实用新型还公开一种制冷设备，包括制冷设备本体，在制冷设备本体上设有如上述具有蒸发外管的蒸发器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型在应用时，不仅通过在蒸发内管的外部穿设蒸发外管，以增大蒸发器的蒸发表面积，实现更好的制冷效果和更快的制冷速度；同时通过在容纳腔内设置换热介质，利用换热介质临时储存制冷介质的冷量，以此缩短制冷设备中的压缩机的运行时长，保障制冷设备在原有制冷效果的情况下可采用更小功率(匹数)的压缩机实现。

附图说明

图1是本实用新型蒸发器在直线段外部穿设蒸发外管的内部结构示意图。

图2是本实用新型蒸发器在圆弧段外部穿设蒸发外管的内部结构示意图。

图3是本实用新型蒸发器在蒸发内管外部穿设蒸发外管的内部结构示意图。

图4是本实用新型蒸发器中蒸发外管的两末端与蒸发内管的外壁连接的内部结构示意图。

图5是本实用新型蒸发器中加设有支撑件的横截面的内部结构示意图。

图6是本实用新型蒸发器中加设有支撑件的横截面的不同实施例的内部结构示意图。

图7是本实用新型蒸发器的横截面的内部结构示意图。

图8是本实用新型蒸发器在直线段外部穿设蒸发外管和导流管的结构示意图。

图9是本实用新型蒸发器上设置有导流管和管路的结构示意图。

图10是本实用新型蒸发器上设置有导流管和管路的不同实施例结构示意图。

图11是本实用新型蒸发器采用横向设置的内部结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本申请为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1-4所示，本实用新型公开一种蒸发器，包括蒸发内管100，蒸发内管100具有进管口11和出管口12，以便于制冷介质从进管口11流入蒸发内管100内，并从出管口12流出蒸发内管100外。

本实用新型在蒸发内管100的外部穿设有蒸发外管3，通过设置的蒸发外管3可增大蒸发器的管径，从而增大蒸发表面积；蒸发外管3的内壁与蒸发内管100的外壁之间设置有支撑件7，支撑件7的一端连接蒸发内管100，支撑件7的另一端连接蒸发外管3，通过设置的支撑件7，把蒸发外管3支撑固定在蒸发内管100上，以使蒸发外管3与蒸发内管100之间形成有容纳腔。容纳腔4可为具有开口的腔体或者密封的腔体，即，作为产品单独销售时，容纳腔4可为具有开口的腔体或者密封的腔体，而且容纳腔4内一般情况下不设置换热介质；但本实用新型的蒸发器在安装使用时，往容纳腔4内设置换热介质后，需确保容纳腔4为密封状态，换热介质不会外流；其中使容纳腔4为密封状态可采用蒸发外管3与蒸发内管100的外壁密封连接实现(如图4所示)，也可通过蒸发外管3与制冷设备密封连接实现(图中未视出)。

如此，把本实用新型应用在制冷设备中，当容纳腔为密封状态时，在容纳腔4内设置换热介质，且制冷设备中的制冷介质在蒸发内管100内流通时，以使蒸发外管3通过换热介质和蒸发内管100而与制冷介质进行热交换。具体来说，当用于制冷的制冷介质流通蒸发内管100时，制冷介质通过蒸发内管100而与换热介质进行第一次换热，随后换热介质通过蒸发外管3而与蒸发外管3周边的空气进行第二次换热，从而降低蒸发外管3周边空气温度，实现制冷设备的制冷效果，再由风机把冷风吹出以降低使用空间内的温度。另外，由于蒸发外管3增大了蒸发表面积，因此制冷效果更好，制冷速度更快。

需要说明的是，制冷介质和换热介质的应用具有多种情况，例如，制冷介质流通蒸发内管100时的温度可能高于零度，也可能低于零度；换热介质的沸点可能高于零度，也可能低于零度。一般情况下，当制冷介质不足时，由于制冷装置的压缩功率不变，会导致压缩后的制冷介质的温度低于设定的温度，当制冷介质严重不足时，甚至会低于零度。

如此，在一个实施例中，当制冷介质流通蒸发内管100的温度低于零度，且换热介质的沸点低于零度时，即制冷介质的温度为-3℃，换热介质的沸点为-10℃，蒸发外管3通过换热介质和蒸发内管100而与制冷介质进行热交换；其中，由于制冷介质的温度低于零度，现有技术的蒸发器的表面会出现结霜或结冰，霜或冰的融化过程缓慢，因而导致制冷效果变差，同时对蒸发器内继续流通的制冷介质的冷量的利用效率下降，能耗遭到浪费，而本实用新型设置的换热介质和蒸发外管3则能发挥如下作用：其一，换热介质可持续吸收和储存制冷介质的冷量，并持续通过蒸发外管3与蒸发外管3周边的空气进行换热制冷，避免制冷介质冷量的浪费，有效提高利用率；其二，由于换热介质储备一定冷量后可持续的换热制冷，因此在室温高于用户设定的温度前，制冷设备中的压缩机可保持较长时间的停机状态，如此缩短了压缩机的运行时长，不仅有利于降低压缩机的能耗，而且还降低了压缩机需要长时间工作的压力，随之带来的是保障相同制冷的情况下能缩小压缩机功率(匹数)的好处，便于制冷设备选用更小功率(匹数)的压缩机，例如，原有需要3匹的压缩机，采用本实用新型只需1.5匹的压缩机即可达到原有的制冷效果。

为了详述实用新型的效果之一，进一步举例说明，如蒸发内管100内流通的制冷介质的温度为-3℃时，由于蒸发内管100的表面会出现结霜或结冰，造成换热效率变差，因此由蒸发内管100制出的冷风温度不可能接近-3℃，而制冷介质继续流通蒸发内管100内时，制冷介质的冷量不能很好的被利用，冷量被浪费掉，而本实用新型则可通过设置的换热介质，临时把制冷介质的冷量储存起来，并持续通过蒸发外管3与蒸发外管3周边的空气进行换热制冷，避免制冷介质冷量的浪费，有效提高利用率，节约了能耗。

在一个实施例中，制冷介质流通蒸发内管100时的温度低于零度，且换热介质的沸点高于零度时，即制冷介质的温度为-3℃，换热介质的沸点为100℃，蒸发外管3通过换热介质和蒸发内管100而与制冷介质进行热交换；其中，由于制冷介质的温度低于零度，现有技术的蒸发器的表面会出现结霜或结冰，霜或冰的融化过程缓慢，因而导致制冷效果变差，同时对蒸发器内继续流通的制冷介质的冷量的利用效率下降，能耗遭到浪费，而本实用新型设置的换热介质和蒸发外管3则能发挥如下作用：其一，换热介质可持续吸收和储存制冷介质的冷量，并持续通过蒸发外管3与蒸发外管3周边的空气进行换热制冷，避免制冷介质冷量的浪费，有效提高利用率；其二，由于换热介质储备一定冷量后可持续的换热制冷，因此在室温高于用户设定的温度前，制冷设备中的压缩机可保持较长时间的停机状态，如此缩短了压缩机的运行时长，不仅有利于降低压缩机的能耗，而且还降低了压缩机需要长时间工作的压力，随之带来的是保障相同制冷的情况下能缩小压缩机功率(匹数)的好处，便于制冷设备选用更小功率(匹数)的压缩机，例如，原有需要3匹的压缩机，采用本实用新型只需1.5匹的压缩机即可达到原有的制冷效果。

在一个实施例中，制冷介质流通蒸发内管100时的温度高于零度，且换热介质的沸点高于零度时，即制冷介质的温度为5℃，换热介质的沸点为100℃，蒸发外管3通过换热介质和蒸发内管100而与制冷介质进行热交换；其中，设置换热介质和蒸发外管3能发挥如下作用：其一，换热介质可持续吸收和储存制冷介质的冷量，并持续通过蒸发外管3与蒸发外管3周边的空气进行换热制冷，避免制冷介质冷量的浪费，有效提高利用率；其二，由于换热介质储备一定冷量后可持续的换热制冷，因此在室温高于用户设定的温度前，制冷设备中的压缩机可保持较长时间的停机状态，如此缩短了压缩机的运行时长，不仅有利于降低压缩机的能耗，而且还降低了压缩机需要长时间工作的压力，随之带来的是保障相同制冷的情况下能缩小压缩机功率(匹数)的好处，便于制冷设备选用更小功率(匹数)的压缩机，例如，原有需要3匹的压缩机，采用本实用新型只需1.5匹的压缩机即可达到原有的制冷效果。

在一个实施例中，制冷介质流通蒸发内管100时的温度高于零度，且换热介质的沸点低于零度时，即制冷介质的温度为5℃，换热介质的沸点为-10℃，蒸发外管3通过换热介质和蒸发内管100而与制冷介质进行热交换；其中，设置换热介质和蒸发外管3能发挥如下作用：其一，换热介质可持续吸收和储存制冷介质的冷量，并持续通过蒸发外管3与蒸发外管3周边的空气进行换热制冷，避免制冷介质冷量的浪费，有效提高利用率；其二，由于换热介质储备一定冷量后可持续的换热制冷，因此在室温高于用户设定的温度前，制冷设备中的压缩机可保持较长时间的停机状态，如此缩短了压缩机的运行时长，不仅有利于降低压缩机的能耗，而且还降低了压缩机需要长时间工作的压力，随之带来的是保障相同制冷的情况下能缩小压缩机功率(匹数)的好处，便于制冷设备选用更小功率(匹数)的压缩机，例如，原有需要3匹的压缩机，采用本实用新型只需1.5匹的压缩机即可达到原有的制冷效果。

由此可见，本实用新型在应用时，不仅通过在蒸发内管100的外部穿设蒸发外管3，以增大蒸发器的蒸发表面积，实现更好的制冷效果和更快的制冷速度；同时通过在容纳腔4内设置换热介质，利用换热介质临时储存制冷介质的冷量，以此缩短制冷设备中的压缩机的运行时长，保障制冷设备在原有制冷效果的情况下可采用更小功率(匹数)的压缩机实现。

其中，在蒸发内管100的外部穿设有蒸发外管3，具有多种实施方式，可在蒸发内管100的外部穿设蒸发外管3，以把蒸发内管100的外部全部包围。例如：如图3所示，蒸发外管3的两末端与蒸发内管100的两末端平齐设置，以使蒸发外管3与蒸发内管100之间形成容纳腔。需要说明的是，蒸发外管3的两末端与蒸发内管100的两末端是没有连接在一起的。

其中，在蒸发内管100的外部穿设有蒸发外管3，蒸发外管3的两末端与蒸发内管100的外壁连接，具有多种实施方式，可只在蒸发内管100的一部分穿设蒸发外管3，即蒸发外管3的两末端与蒸发内管100外壁的任意处连接。例如：蒸发内管100具有直线段1和圆弧段2，在直线段1或圆弧段2的外部穿设有蒸发外管3，蒸发外管3的两末端与直线段1或圆弧段2的外壁连接，以使蒸发外管3与直线段1或圆弧段2之间形成容纳腔。一般情况下，蒸发内管100具有直线段1和圆弧段2，以使蒸发内管100呈迂回曲折延伸设置的形状。在一个实施例中，如图1所示，蒸发内管100具有直线段1和圆弧段2，在直线段1的外部穿设有蒸发外管3，蒸发外管3的两末端与直线段1的外壁连接，以使蒸发外管3与直线段1之间形成容纳腔。在另一个实施例中，如图2所示，蒸发内管100具有直线段1和圆弧段2，在圆弧段2的外部穿设有蒸发外管3，蒸发外管3的两末端与圆弧段2的外壁连接，以使蒸发外管3与圆弧段2之间形成容纳腔。一般情况下，由于蒸发表面积的原因，在圆弧段2外部穿设有蒸发外管3的效果会比在直线段1外部穿设有蒸发外管3的效果要差。

其中，在蒸发内管100的外部穿设有蒸发外管3，蒸发外管3的两末端与蒸发内管100的外壁连接，具有多种实施方式，也可是把蒸发内管100的外部全部包围，即蒸发外管3的两末端与蒸发内管100两末端的外壁连接。

需要说明的是，为了蒸发器的安装方便，一般情况下，如图8所示，进管口11和出管口12均凸出蒸发外管3设置，以方便蒸发内管100的安装。

其中，支撑件7设在蒸发内管100上，或者设在蒸发外管3上。在安装支撑件7时，可以把支撑件7固定在蒸发内管100上，也可把支撑件7固定在蒸发外管3上。

其中，如图5-6所示，支撑件7呈条状或网状，支撑件7的形状可以设置为多种形式，在一个实施例中，支撑件7呈条状，在另一个实施例中，支撑件7呈网状。

其中，为了方便把蒸发外管3穿设在蒸发内管100的外部，蒸发外管3包括第一外管和第二外管，通过第一外管和第二外管互相围合以形成蒸发外管3。在生产加工中，可先分别生产第一外管和第二外管，然后通过第一外管和第二外管围合在蒸发内管100外，并通过焊接的方式进行固定，以形成蒸发外管3，进一步的，为了方便生产，第一外管和第二外管互相对称，如此设置，便于蒸发外管3的生产加工和安装。

其中，为了提升换热的均匀性，如图5所示，蒸发外管3和蒸发内管100同轴设置且具有间距，以使蒸发外管3与蒸发内管100之间形成有容纳腔4。如此设置则使容纳腔4的横截面呈环状，有效的提升制冷介质、蒸发内管100、换热介质和蒸发外管3相互间换热的均匀性。

其中，制冷介质可为氟里昂、氨或烃类。

其中，换热介质为冷冻液、液化氮或水，且当容纳腔4为密封状态时，冷冻液、液化氮或水充满容纳腔4设置。在一个实施例中，换热介质选用水，易于获取，且具有成本低的优点。但是当制冷介质的温度低于零度时，水会慢慢结冰，水结冰的过程相对较为缓慢，结冰后的融化过程也相对较为缓慢，与蒸发外管3外的空气换热的速度较慢。因此，在另一个实施例中，换热介质选用液化氮，液化氮的固化温度低，一般情况下低于制冷介质的固化温度，因而采用液化氮解决了换热介质容易固化而导致制冷效果变差的问题，效果更优。但是，把液化氮作为换热介质灌装至容纳腔4内的操作不容易，而且采用人工操作时还可能被液化氮冻伤，同时，液化氮对于容纳腔4腔壁强度的要求较高。如此，在一个优选的实施例中，换热介质选用冷冻液，冷冻液的冷冻速度快且耐低温，又可根据需求设置不同的温度，以解决换热介质容易固化而导致制冷效果变差的问题，同时冷冻液在医药行业应用广泛，具有无味、无毒、无菌、不易燃等优点，易于灌装、安全性好，且对腔壁强度的要求不高。需要说明的是，为了提高使用安全性，无论换热介质为冷冻液、液化氮或水时，在灌装至容纳腔4内时，均需灌充满容纳腔4设置，以避免容纳腔4内因为具有空气容易热胀冷缩引起容纳腔4爆炸。

其中，如图1或4所示，蒸发外管3至少有两条；相邻两条蒸发外管3之间的间距为5mm-70mm。设置合适的间距能够确保设置的蒸发外管3的数量较大化的同时实现蒸发外管3对周边空气较优的制冷效果。在一个实施例中，相邻两条蒸发外管3之间的间距为5mm。在另一个实施例中，相邻两条蒸发外管3之间的间距为70mm。

为了方便往多个容纳腔4内灌装换热介质，如图8-11所示，还包括导流管5，导流管5上设有第二进管口51和至少两个第二出管口，每个第二出管口通过管路6与蒸发外管3连接，以使每个第二出管口与容纳腔4连通。如此设置，以方便往容纳腔4内灌装换热介质，操作时，往导流管5的第二进管口51灌入换热介质，换热介质从每个第二出管流出且通过管路6流入至容纳腔4内，当换热介质灌满至第二进管口51后，对第二进管口51封装即可完成换热介质的灌装，因而只需要一次灌装操作和一次封装操作即可完成两个或以上容纳腔4的灌装，操作方便简单。另外，当把导流管5与每段蒸发外管3的外壁固定连接时，导流管5还能起到加强蒸发器整体结构强度的作用，同时，安装蒸发器时，只需把导流管5固定在制冷装置上即可实现蒸发器的固定，便于蒸发器的固定安装。

其中，蒸发外管3与蒸发内管100之间的间距为2mm-50mm。通过设置合适的间距以设置合适的容纳腔4容量，保障制冷效果。在一个实施例中，蒸发内管100的直径为8mm，蒸发外管3的直径为18mm，蒸发外管3与蒸发内管100之间的间距为10mm，在另一个实施例中，蒸发内管100的直径为10mm，蒸发外管3的直径为25mm，蒸发外管3与蒸发内管100之间的间距为15mm。

其中，蒸发内管100和蒸发外管3可采用紫铜、红铜、铝纤维合金等材料制成。

其中，由于本实用新型蒸发器具有制冷效果好、制冷速度快的优点，因此，本实用新型蒸发器在应用时可只设置一层，改变了传统蒸发器需要设置两层蒸发器或多层蒸发器以增强制冷效果的做法。

其中，还包括若干块翅片，若干块翅片穿设在蒸发外管3的外壁上。若干块的数量可以根据需求设置，在一个实施例中可以为一块，在另一个实施例中也可以为三十块。翅片的周缘的延伸方向垂直于蒸发外管3的轴向，或者不垂直于蒸发外管3的轴向均可，在一个实施例中，翅片周缘的延伸方向与蒸发外管3的轴向相垂直。本实用新型蒸发器搭配翅片一起使用，有利于提高制冷效果。

其中，本实用新型蒸发器具有多种安装方式，例如，图1-4所示，蒸发内管100和蒸发外管3纵向设置，又如，图11所示，蒸发内管100和蒸发外管3横向设置，一般来说，蒸发内管100和蒸发外管3纵向设置便于在排风口内排布更多的蒸发内管100，制冷效果更佳。

本实用新型还公开一种制冷设备，包括制冷设备本体，在制冷设备本体上设有如上述蒸发器。具有制冷效果好，制冷速度快，保障制冷设备在原有制冷效果的情况下可采用更小功率(匹数)的压缩机实现。在一个实施例中，制冷设备为空调，包括空调本体，在空调本体上设有如上述蒸发器。在一个实施例中，制冷设备为冰箱，包括冰箱本体，在冰箱本体上设有如上述蒸发器。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有蒸发外管的蒸发器，其特征在于，包括蒸发内管，蒸发内管具有进管口和出管口；在蒸发内管的外部穿设有蒸发外管，蒸发外管的内壁与蒸发内管的外壁之间设置有支撑件，以使蒸发外管与蒸发内管之间形成有容纳腔；

当容纳腔为密封状态时，在容纳腔内设有换热介质，且在蒸发内管内流通制冷介质，以使蒸发外管通过换热介质和蒸发内管而与制冷介质进行热交换。

2.根据权利要求1所述具有蒸发外管的蒸发器，其特征在于，蒸发外管的两末端与蒸发内管的两末端平齐设置。

3.根据权利要求1所述具有蒸发外管的蒸发器，其特征在于，蒸发外管的两末端与蒸发内管的外壁连接。

4.根据权利要求3所述具有蒸发外管的蒸发器，其特征在于，蒸发外管的两末端与蒸发内管两末端的外壁连接。

5.根据权利要求1所述具有蒸发外管的蒸发器，其特征在于，支撑件设在蒸发内管上，或者设在蒸发外管上。

6.根据权利要求1所述具有蒸发外管的蒸发器，其特征在于，支撑件呈条状或网状。

7.根据权利要求1所述具有蒸发外管的蒸发器，其特征在于，蒸发外管包括第一外管和第二外管，通过第一外管和第二外管互相围合以形成蒸发外管。

8.根据权利要求1所述具有蒸发外管的蒸发器，其特征在于，蒸发外管和蒸发内管同轴设置且具有间距，蒸发外管与蒸发内管之间形成有容纳腔。

9.根据权利要求1所述具有蒸发外管的蒸发器，其特征在于，换热介质为冷冻液、液化氮或水，且当容纳腔为密封状态时，冷冻液、液化氮或水充满容纳腔设置。

10.一种制冷设备，包括制冷设备本体，其特征在于，在制冷设备本体上设有如权利要求1-9任何一项所述具有蒸发外管的蒸发器。

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