專利名稱：壁掛式空調(diào)室內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種空調(diào)室內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器，尤其是一種分體壁掛式空調(diào)室內(nèi)機(jī)的蒸發(fā)器。
背景技術(shù)：
分體掛壁式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)風(fēng)道系統(tǒng)一般由翅片管式蒸發(fā)器、貫流風(fēng)機(jī)(包括貫流風(fēng)輪、蝸殼、蝸舌)組成。翅片管式蒸發(fā)器是空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的重要組成部分。不同結(jié)構(gòu)的翅片管式蒸發(fā)器對室內(nèi)機(jī)的性能的影響有很大的差異。
目前，對翅片管式蒸發(fā)器的研究主要是集中在它的換熱特性上，即從換熱方面考慮如何優(yōu)化蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)。隨著人們對空調(diào)器性能要求的不斷提高，噪聲低、風(fēng)量大也逐漸成為空調(diào)器設(shè)計的重要因素。因此，有必要從降低噪聲、增大風(fēng)量方面考慮如何優(yōu)化翅片管式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，提高空調(diào)室內(nèi)機(jī)的性能。
作為空調(diào)器室內(nèi)機(jī)一個重要組成部分，蒸發(fā)器的翅片形式、布置方式等對室內(nèi)機(jī)內(nèi)部流場和聲場有著不可忽視的影響。氣流在流經(jīng)蒸發(fā)器時受到一定的阻礙和約束，產(chǎn)生不可避免的壓降，進(jìn)入風(fēng)機(jī)的氣流也呈現(xiàn)出相當(dāng)?shù)牟痪鶆蛐浴?br> 從換熱的角度來講，我們希望氣流在蒸發(fā)器中的流動呈紊流狀態(tài)，以加強(qiáng)換熱效果。因此，近年來各設(shè)計單位和廠家開發(fā)了許多新型的翅片管式表冷器，如波紋管式、沖縫式等；在這些設(shè)計中，特殊結(jié)構(gòu)的作用是盡量破壞流動邊界層，擾亂流動，這就使橫流風(fēng)機(jī)的進(jìn)口氣流具有一定的紊流強(qiáng)度。但從橫流風(fēng)機(jī)流場的角度分析，則要求進(jìn)口流場比較均勻，因為進(jìn)口流場的好壞，直接影響到橫流風(fēng)機(jī)的內(nèi)部流場(包括偏心渦流的大小和位置)及出口流場的均勻性。如何在保證熱交換效果的前提下，改善進(jìn)口流場、降低噪聲呢？尋求蒸發(fā)器的合理布置方式即是一種有效的解決方法。
傳統(tǒng)的蒸發(fā)器布置方式如圖1所示，這種布置方式的弊端是蒸發(fā)器出氣邊距離風(fēng)機(jī)進(jìn)口的距離變化較大。由圖中可以看出，在A處距離最小，此處的氣流最為急速，而B處的距離則最大，氣流的速度相對較??；氣流由于受蒸發(fā)器的約束，從A到B偏轉(zhuǎn)角度逐漸增大，進(jìn)口速度呈減小趨勢，從而葉輪進(jìn)口攻角的變化范圍也很大，造成一定的流動損失。只有當(dāng)氣流徑向進(jìn)入風(fēng)機(jī)時，葉輪進(jìn)氣才為理想情況，氣流分離區(qū)的范圍最小，流動的損失也最小。
另外，在空調(diào)進(jìn)口區(qū)域，存在著一主要流入?yún)^(qū)域，氣流在這一區(qū)域較為集中。如果采用傳統(tǒng)的蒸發(fā)器布置方式，不但氣流的進(jìn)口速度大小和方向極其不均勻，密集程度也有很大差別。因此，在布置蒸發(fā)器時應(yīng)考慮如何優(yōu)化進(jìn)口流場，使進(jìn)口速度場均勻。
另一個需要注意的問題是蒸發(fā)器距葉輪的最小距離Lmin。在A位置，由于蒸發(fā)器距離葉輪較近，除了進(jìn)氣比較急速外，進(jìn)口氣流受蒸發(fā)器銅管尾跡的影響也比較大，葉輪進(jìn)口速度的脈動很大。布置蒸發(fā)器時，應(yīng)該盡量增大葉輪至蒸發(fā)器的最小距離Lmin，以減小蒸發(fā)器銅管尾跡的影響?？偠灾?，如果進(jìn)口流場得到優(yōu)化，那么葉輪的整個流場也將得到優(yōu)化，聲場也將有所改善，由于進(jìn)口流場不均勻而引起的進(jìn)氣干涉噪聲也將降低。
理想的情況下，蒸發(fā)器到葉輪進(jìn)口的距離相等，即葉輪進(jìn)口方向為徑向，此時氣流在進(jìn)口流場沒有折轉(zhuǎn)，進(jìn)氣最為均勻，流動損失也最小。但由于空調(diào)外形尺寸的要求，往往難以實現(xiàn)葉輪同心圓的蒸發(fā)器布置方式。實際設(shè)計時，在主要流動區(qū)域內(nèi)，應(yīng)該采用多折式或圓弧形蒸發(fā)器，使氣流在進(jìn)入葉輪前的偏轉(zhuǎn)角變化差值減小，攻角i的變化范圍也減小。
圓弧形蒸發(fā)器迎風(fēng)面積大，風(fēng)輪可以從多個方向進(jìn)風(fēng)，室內(nèi)機(jī)風(fēng)量大，室內(nèi)機(jī)空間得到有效地利用，從而使室內(nèi)機(jī)外形結(jié)構(gòu)尺寸更加小型化。但由于蒸發(fā)器外形為圓弧形，需要專用的蒸發(fā)器生產(chǎn)設(shè)備及高沖模具才能生產(chǎn)制造，投資大，而且蒸發(fā)器的圓弧形狀及大小確定后幾乎不能改變，通用性極差，滿足不了新產(chǎn)品更新的需要。
比較實用的是多折式蒸發(fā)器。多折式蒸發(fā)器既具有圓弧形蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)緊湊、熱交換面積大、風(fēng)量大、噪聲低、外形結(jié)構(gòu)尺寸小等優(yōu)點，又具各直片式蒸發(fā)器制造工藝性等方面的優(yōu)越性，特別是蒸發(fā)器的通用性很好，可根據(jù)風(fēng)輪的直徑大小和風(fēng)道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計各段折彎的長度和角度，使其折彎后蒸發(fā)器外形接近風(fēng)輪的圓弧形狀，能滿足各種新產(chǎn)品的設(shè)計需要。
多折式蒸發(fā)器的折數(shù)太少(少于四折)，難以保證折彎后外形接近圓弧形狀；折數(shù)太多(多于六折)，由于多折式蒸發(fā)器在折彎處有開口，對制冷時冷凝水的流動有一定影響，而且生產(chǎn)制造時散熱片開口處容易引起倒片，而倒片容易產(chǎn)生紊流，導(dǎo)致進(jìn)氣不均勻，因此多折式蒸發(fā)器在保證折彎后外形接近圓弧形狀的同時應(yīng)盡量減少折彎段數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、熱交換面積大、風(fēng)量大、噪聲低、外形結(jié)構(gòu)尺寸小的蒸發(fā)器，其具有直片式蒸發(fā)器制造工藝性等方面的優(yōu)越性，特別是蒸發(fā)器的通用性好，可根據(jù)風(fēng)輪的直徑大小和風(fēng)道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計各段折彎的長度和角度，使其折彎后蒸發(fā)器外形接近風(fēng)輪的圓弧形狀，能滿足各種新產(chǎn)品的設(shè)計需要。
本實用新型的室內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器為五折。本實用新型的五折式蒸發(fā)器，由四段折彎式蒸發(fā)器和一段直片式蒸發(fā)器組裝而成，其形狀為與風(fēng)扇葉輪的弧度基本吻合的圓弧形。
其中的四段折彎式蒸發(fā)器中與直片式蒸發(fā)器相連的一段，其制冷劑盤管數(shù)量為8根，包含4根制冷劑盤管進(jìn)管和4根制冷劑出管；其余三段，每段包含兩根制冷劑盤管進(jìn)管和兩根出管。
其中的直片式蒸發(fā)器，制冷劑盤管的數(shù)量可任意調(diào)整。
本實用新型的五折式將蒸發(fā)器由于采用四段折彎式蒸發(fā)器和一段直片式蒸發(fā)器組裝而成，因而易于加工，通用性極好；其中的四段折彎式蒸發(fā)器中與直片式蒸發(fā)器相連的一段，其制冷劑盤管數(shù)量比其余三段多一倍，使該段不可能形成大的彎曲，有利于冷凝水順利向下流動；其余三段為組成蒸發(fā)器的最小單位，因而其外形可形成完整的弧形，基本與葉輪圓周吻合，室內(nèi)機(jī)沒有A區(qū)域存在，且Lmin相差較小。
由于其中的直片式蒸發(fā)器，制冷劑盤管的數(shù)量可任意調(diào)整，使本實用新型的蒸發(fā)器可以適應(yīng)不同尺寸的風(fēng)扇葉輪和室內(nèi)機(jī)體積的要求。
本實用新型提供的五折式蒸發(fā)器，結(jié)構(gòu)緊湊、熱交換面積大、風(fēng)量大，通用性很好，可根據(jù)風(fēng)輪的直徑大小和風(fēng)道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計各段折彎的長度和角度，使其折彎后蒸發(fā)器外形接近風(fēng)輪的圓弧形狀，能滿足各種新產(chǎn)品的設(shè)計需要。


圖1為傳統(tǒng)蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)圖圖2為采用不同蒸發(fā)器時的風(fēng)扇對應(yīng)的進(jìn)口速度圖圖3為不同蒸發(fā)器時的風(fēng)扇對應(yīng)的紊流強(qiáng)度圖圖4是具有四種形式蒸發(fā)器的空調(diào)室內(nèi)機(jī)出口平均流速的比較圖圖5五折式蒸發(fā)器安裝在室內(nèi)機(jī)的截面圖圖6是四段折彎式蒸發(fā)器形成前后的對照圖具體實施方式
圖1為傳統(tǒng)蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)圖，由圖中可以看出，蒸發(fā)器出氣邊距離風(fēng)機(jī)進(jìn)口的距離變化較大。在A處距離最小，此處的氣流最為急速，而B處的距離則最大，氣流的速度相對較??；氣流由于受蒸發(fā)器的約束，從A到B偏轉(zhuǎn)角度逐漸增大，進(jìn)口速度呈減小趨勢，從而葉輪進(jìn)口攻角的變化范圍也很大，造成一定的流動損失。
圖2-4是采用四折、五折、六折等三種不同蒸發(fā)器的實驗對比。實驗采用相同的貫流風(fēng)機(jī)，橫流風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的各結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示，葉輪轉(zhuǎn)速取為1000r/min。

表1橫流風(fēng)機(jī)參數(shù)表2是不同類型蒸發(fā)器在蒸發(fā)器區(qū)域的空氣最大全壓值和最小全壓值。蒸發(fā)器處的全壓是衡量蒸發(fā)器進(jìn)氣效率的重要指標(biāo)，最大全壓與最小全壓之差的大小又是衡量空氣通過蒸發(fā)器時紊流強(qiáng)度的重要指標(biāo)。可以看出，與四折式相比，五折式與六折式在蒸發(fā)器區(qū)域的壓降明顯降低，以五折式蒸發(fā)器的壓降為最低，全壓梯度最小，因此紊流程度最低。

表2蒸發(fā)器區(qū)域的最大和最小全壓值(Pa)
表3是對三種風(fēng)機(jī)系統(tǒng)模型進(jìn)出口進(jìn)行積分計算所得的全壓可以看出，以五折式的全壓為最高，由于計算所用的模型具有相同的轉(zhuǎn)速，葉輪參數(shù)也相同，也就是說三種模型具有相同的輸入功率，因此，五折式對應(yīng)的進(jìn)氣效率也最高。

表3不同橫流風(fēng)機(jī)系統(tǒng)全壓(Pa)圖2是對應(yīng)的進(jìn)口速度圖，數(shù)據(jù)取自葉輪進(jìn)口前的一段圓弧(半徑為58mm)，由圖可以看出，在進(jìn)口處由蝸舌到蝸殼，速度值變化較大，進(jìn)口處-20～80°的范圍速度值較大，為主要流入?yún)^(qū)域，；三種模型在靠近蝸舌處速度值都很大，但四折式與六折式、五折式相比有比較大的波動，這主要有兩個原因六折式、五折式蒸發(fā)器更接近圓弧，至葉輪的距離是均勻變化的，且差值不是很大；四折式蒸發(fā)器至葉輪的最小距離Lmin比較小，進(jìn)口氣流受蒸發(fā)器尾跡影響較大。
圖3是風(fēng)機(jī)出口的相對紊流強(qiáng)度圖，數(shù)據(jù)同樣取自半徑為58mm的圓弧。
由圖可知六折式相對的紊流強(qiáng)度最大，這主要是因為折數(shù)太多造成蒸發(fā)器翅片倒片，氣流在流經(jīng)蒸發(fā)器時受到一定的阻礙和約束，產(chǎn)生不可避免的壓降，進(jìn)入風(fēng)機(jī)的氣流也呈現(xiàn)出相當(dāng)?shù)牟痪鶆蛐?。而五折式布置方式的出口速度脈動最小，流場較其它兩種布置方式好，噪聲應(yīng)該是最低的。
圖4為具有四種形式蒸發(fā)器的空調(diào)室內(nèi)機(jī)出口平均流速的比較。圖中橫坐標(biāo)為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，縱坐標(biāo)為出口平均流速。圖中，a-五折，b-四折，c-六折。由圖4可以看出，五折蒸發(fā)器的室內(nèi)機(jī)出口平均流速相對其它類型的蒸發(fā)器要大，這表明五折蒸發(fā)器能改善室內(nèi)機(jī)的內(nèi)流特性，增大出口風(fēng)量。
五折式蒸發(fā)器1安裝在室內(nèi)機(jī)的截面圖如圖5所示，由四段折彎式蒸發(fā)器和一段直片式蒸發(fā)器組裝而成，其形狀為與風(fēng)扇葉輪的弧度基本吻合的圓弧形?？梢钥吹狡渲械乃亩握蹚澥秸舭l(fā)器中與直片式蒸發(fā)器相連的一段，其制冷劑盤管數(shù)量為8根，包含4根制冷劑盤管進(jìn)管和4根制冷劑出管；其余三段，每段包含兩根制冷劑盤管進(jìn)管和兩根出管。圖6所示為其中的四段折彎式蒸發(fā)器2形成前后的對比情況，該四段折彎式蒸發(fā)器2折彎前為直片式蒸發(fā)器3，將直片式蒸發(fā)器3上的翅片切口彎曲即形成折彎式，外形結(jié)構(gòu)及制造工藝簡單，通用性好。
權(quán)利要求1.一種壁掛式空調(diào)室內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器，其特征在于所述的蒸發(fā)器為五折，由四段折彎式蒸發(fā)器和一段直片式蒸發(fā)器組裝而成，其形狀為與風(fēng)扇葉輪的弧度基本吻合的圓弧形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁掛式空調(diào)室內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器，其特征在于其中的四段折彎式蒸發(fā)器中與直片式蒸發(fā)器相連的一段，其制冷劑管數(shù)量為8根，包含4根制冷劑盤管進(jìn)管和4根出管；其余三段，每段包含兩根制冷劑進(jìn)管和兩根出管。
專利摘要本實用新型涉及壁掛式空調(diào)室內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器，蒸發(fā)器為五折式，由四段折彎式蒸發(fā)器和一段直片式蒸發(fā)器組裝而成，形狀為與風(fēng)扇葉輪的弧度基本吻合的圓弧形，其中的四段折彎式蒸發(fā)器中與直片式蒸發(fā)器相連的一段，其制冷劑盤管數(shù)量是8根，其余三段，每段包含兩根制冷劑盤管進(jìn)管和兩根出管，其中的直片式蒸發(fā)器，制冷劑盤管的數(shù)量可任意調(diào)整。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、熱交換面積大、風(fēng)量大，通用性很好，可根據(jù)風(fēng)輪的直徑大小和風(fēng)道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計各段折彎的長度和角度，使其折彎后蒸發(fā)器外形接近風(fēng)輪的圓弧形狀，能滿足各種新產(chǎn)品的設(shè)計需要。
文檔編號F24F13/30GK2909086SQ20052001720
公開日2007年6月6日 申請日期2005年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月25日
發(fā)明者付裕, 王勇, 梁曉東, 王召興, 楚人震, 于兆志, 管麗萍 申請人:海爾集團(tuán)公司, 青島海爾空調(diào)器有限總公司