CN2909086Y - 壁挂式空调室内机蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及壁挂式空调室内机蒸发器，蒸发器为五折式，由四段折弯式蒸发器和一段直片式蒸发器组装而成，形状为与风扇叶轮的弧度基本吻合的圆弧形，其中的四段折弯式蒸发器中与直片式蒸发器相连的一段，其制冷剂盘管数量是8根，其余三段，每段包含两根制冷剂盘管进管和两根出管，其中的直片式蒸发器，制冷剂盘管的数量可任意调整。本实用新型结构紧凑、热交换面积大、风量大，通用性很好，可根据风轮的直径大小和风道系统的结构，设计各段折弯的长度和角度，使其折弯后蒸发器外形接近风轮的圆弧形状，能满足各种新产品的设计需要。

Description

壁挂式空调室内机蒸发器

技术领域

本实用新型涉及一种空调室内机蒸发器，尤其是一种分体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风道系统一般由翅片管式蒸发器、贯流风机(包括贯流风轮、蜗壳、蜗舌)组成。翅片管式蒸发器是空调器室内机的重要组成部分。不同结构的翅片管式蒸发器对室内机的性能的影响有很大的差异。

目前，对翅片管式蒸发器的研究主要是集中在它的换热特性上，即从换热方面考虑如何优化蒸发器结构。随着人们对空调器性能要求的不断提高，噪声低、风量大也逐渐成为空调器设计的重要因素。因此，有必要从降低噪声、增大风量方面考虑如何优化翅片管式蒸发器结构，提高空调室内机的性能。

作为空调器室内机一个重要组成部分，蒸发器的翅片形式、布置方式等对室内机内部流场和声场有着不可忽视的影响。气流在流经蒸发器时受到一定的阻碍和约束，产生不可避免的压降，进入风机的气流也呈现出相当的不均匀性。

从换热的角度来讲，我们希望气流在蒸发器中的流动呈紊流状态，以加强换热效果。因此，近年来各设计单位和厂家开发了许多新型的翅片管式表冷器，如波纹管式、冲缝式等；在这些设计中，特殊结构的作用是尽量破坏流动边界层，扰乱流动，这就使横流风机的进口气流具有一定的紊流强度。但从横流风机流场的角度分析，则要求进口流场比较均匀，因为进口流场的好坏，直接影响到横流风机的内部流场(包括偏心涡流的大小和位置)及出口流场的均匀性。如何在保证热交换效果的前提下，改善进口流场、降低噪声呢？寻求蒸发器的合理布置方式即是一种有效的解决方法。

传统的蒸发器布置方式如图1所示，这种布置方式的弊端是：蒸发器出气边距离风机进口的距离变化较大。由图中可以看出，在A处距离最小，此处的气流最为急速，而B处的距离则最大，气流的速度相对较小；气流由于受蒸发器的约束，从A到B偏转角度逐渐增大，进口速度呈减小趋势，从而叶轮进口攻角的变化范围也很大，造成一定的流动损失。只有当气流径向进入风机时，叶轮进气才为理想情况，气流分离区的范围最小，流动的损失也最小。

另外，在空调进口区域，存在着一主要流入区域，气流在这一区域较为集中。如果采用传统的蒸发器布置方式，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。因此，在布置蒸发器时应考虑如何优化进口流场，使进口速度场均匀。

另一个需要注意的问题是蒸发器距叶轮的最小距离Lmin。在A位置，由于蒸发器距离叶轮较近，除了进气比较急速外，进口气流受蒸发器铜管尾迹的影响也比较大，叶轮进口速度的脉动很大。布置蒸发器时，应该尽量增大叶轮至蒸发器的最小距离Lmin，以减小蒸发器铜管尾迹的影响。总而言之，如果进口流场得到优化，那么叶轮的整个流场也将得到优化，声场也将有所改善，由于进口流场不均匀而引起的进气干涉噪声也将降低。

理想的情况下，蒸发器到叶轮进口的距离相等，即叶轮进口方向为径向，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蒸发器布置方式。实际设计时，在主要流动区域内，应该采用多折式或圆弧形蒸发器，使气流在进入叶轮前的偏转角变化差值减小，攻角i的变化范围也减小。

圆弧形蒸发器迎风面积大，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。但由于蒸发器外形为圆弧形，需要专用的蒸发器生产设备及高冲模具才能生产制造，投资大，而且蒸发器的圆弧形状及大小确定后几乎不能改变，通用性极差，满足不了新产品更新的需要。

比较实用的是多折式蒸发器。多折式蒸发器既具有圆弧形蒸发器结构紧凑、热交换面积大、风量大、噪声低、外形结构尺寸小等优点，又具各直片式蒸发器制造工艺性等方面的优越性，特别是蒸发器的通用性很好，可根据风轮的直径大小和风道系统的结构，设计各段折弯的长度和角度，使其折弯后蒸发器外形接近风轮的圆弧形状，能满足各种新产品的设计需要。

多折式蒸发器的折数太少(少于四折)，难以保证折弯后外形接近圆弧形状；折数太多(多于六折)，由于多折式蒸发器在折弯处有开口，对制冷时冷凝水的流动有一定影响，而且生产制造时散热片开口处容易引起倒片，而倒片容易产生紊流，导致进气不均匀，因此多折式蒸发器在保证折弯后外形接近圆弧形状的同时应尽量减少折弯段数。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、热交换面积大、风量大、噪声低、外形结构尺寸小的蒸发器，其具有直片式蒸发器制造工艺性等方面的优越性，特别是蒸发器的通用性好，可根据风轮的直径大小和风道系统的结构，设计各段折弯的长度和角度，使其折弯后蒸发器外形接近风轮的圆弧形状，能满足各种新产品的设计需要。

本实用新型的室内机蒸发器为五折。本实用新型的五折式蒸发器，由四段折弯式蒸发器和一段直片式蒸发器组装而成，其形状为与风扇叶轮的弧度基本吻合的圆弧形。

其中的四段折弯式蒸发器中与直片式蒸发器相连的一段，其制冷剂盘管数量为8根，包含4根制冷剂盘管进管和4根制冷剂出管；其余三段，每段包含两根制冷剂盘管进管和两根出管。

其中的直片式蒸发器，制冷剂盘管的数量可任意调整。

本实用新型的五折式将蒸发器由于采用四段折弯式蒸发器和一段直片式蒸发器组装而成，因而易于加工，通用性极好；

其中的四段折弯式蒸发器中与直片式蒸发器相连的一段，其制冷剂盘管数量比其余三段多一倍，使该段不可能形成大的弯曲，有利于冷凝水顺利向下流动；其余三段为组成蒸发器的最小单位，因而其外形可形成完整的弧形，基本与叶轮圆周吻合，室内机没有A区域存在，且Lmin相差较小。

由于其中的直片式蒸发器，制冷剂盘管的数量可任意调整，使本实用新型的蒸发器可以适应不同尺寸的风扇叶轮和室内机体积的要求。

本实用新型提供的五折式蒸发器，结构紧凑、热交换面积大、风量大，通用性很好，可根据风轮的直径大小和风道系统的结构，设计各段折弯的长度和角度，使其折弯后蒸发器外形接近风轮的圆弧形状，能满足各种新产品的设计需要。

附图说明

图1为传统蒸发器的结构图

图2为采用不同蒸发器时的风扇对应的进口速度图

图3为不同蒸发器时的风扇对应的紊流强度图

图4是具有四种形式蒸发器的空调室内机出口平均流速的比较图

图5五折式蒸发器安装在室内机的截面图

图6是四段折弯式蒸发器形成前后的对照图

具体实施方式

图1为传统蒸发器的结构图，由图中可以看出，蒸发器出气边距离风机进口的距离变化较大。在A处距离最小，此处的气流最为急速，而B处的距离则最大，气流的速度相对较小；气流由于受蒸发器的约束，从A到B偏转角度逐渐增大，进口速度呈减小趋势，从而叶轮进口攻角的变化范围也很大，造成一定的流动损失。

图2-4是采用四折、五折、六折等三种不同蒸发器的实验对比。实验采用相同的贯流风机，横流风机系统的各结构参数如表1所示，叶轮转速取为1000r/min。

叶轮外径(mm)	叶轮内径(mm)	叶片数	叶片倾角(°)	蜗壳半径(mm)
					95	71	35	24	78

                     表1横流风机参数

表2是不同类型蒸发器在蒸发器区域的空气最大全压值和最小全压值。蒸发器处的全压是衡量蒸发器进气效率的重要指标，最大全压与最小全压之差的大小又是衡量空气通过蒸发器时紊流强度的重要指标。可以看出，与四折式相比，五折式与六折式在蒸发器区域的压降明显降低，以五折式蒸发器的压降为最低，全压梯度最小，因此紊流程度最低。

蒸发器	四折式	六折式	五折式
				最大	1.8	1.9	1.6
最小	-20	-15	-16

     表2蒸发器区域的最大和最小全压值(Pa)

表3是对三种风机系统模型进出口进行积分计算所得的全压：可以看出，以五折式的全压为最高，由于计算所用的模型具有相同的转速，叶轮参数也相同，也就是说三种模型具有相同的输入功率，因此，五折式对应的进气效率也最高。

蒸发器	四折式	六折式	五折式
				全压	56	58	63

        表3不同横流风机系统全压(Pa)

图2是对应的进口速度图，数据取自叶轮进口前的一段圆弧(半径为58mm)，由图可以看出，在进口处由蜗舌到蜗壳，速度值变化较大，进口处-20～80°的范围速度值较大，为主要流入区域，；三种模型在靠近蜗舌处速度值都很大，但四折式与六折式、五折式相比有比较大的波动，这主要有两个原因：六折式、五折式蒸发器更接近圆弧，至叶轮的距离是均匀变化的，且差值不是很大；四折式蒸发器至叶轮的最小距离Lmin比较小，进口气流受蒸发器尾迹影响较大。

图3是风机出口的相对紊流强度图，数据同样取自半径为58mm的圆弧。

由图可知六折式相对的紊流强度最大，这主要是因为折数太多造成蒸发器翅片倒片，气流在流经蒸发器时受到一定的阻碍和约束，产生不可避免的压降，进入风机的气流也呈现出相当的不均匀性。而五折式布置方式的出口速度脉动最小，流场较其它两种布置方式好，噪声应该是最低的。

图4为具有四种形式蒸发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，纵坐标为出口平均流速。图中，a-五折，b-四折，c-六折。由图4可以看出，五折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，这表明五折蒸发器能改善室内机的内流特性，增大出口风量。

五折式蒸发器1安装在室内机的截面图如图5所示，由四段折弯式蒸发器和一段直片式蒸发器组装而成，其形状为与风扇叶轮的弧度基本吻合的圆弧形。可以看到其中的四段折弯式蒸发器中与直片式蒸发器相连的一段，其制冷剂盘管数量为8根，包含4根制冷剂盘管进管和4根制冷剂出管；其余三段，每段包含两根制冷剂盘管进管和两根出管。图6所示为其中的四段折弯式蒸发器2形成前后的对比情况，该四段折弯式蒸发器2折弯前为直片式蒸发器3，将直片式蒸发器3上的翅片切口弯曲即形成折弯式，外形结构及制造工艺简单，通用性好。

Claims (2)

1、一种壁挂式空调室内机蒸发器，其特征在于：所述的蒸发器为五折，由四段折弯式蒸发器和一段直片式蒸发器组装而成，其形状为与风扇叶轮的弧度基本吻合的圆弧形。

2、根据权利要求1所述的壁挂式空调室内机蒸发器，其特征在于：其中的四段折弯式蒸发器中与直片式蒸发器相连的一段，其制冷剂管数量为8根，包含4根制冷剂盘管进管和4根出管；其余三段，每段包含两根制冷剂进管和两根出管。

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