蒸发器的管路、蒸发器及空调器的制作方法

本发明涉及家用电器技术领域，具体而言，尤其涉及一种蒸发器的管路、蒸发器及空调器。

背景技术：

随着空调器技术的不断发展，空调能效等级要求越来越高，但是对室内机尺寸明显限制，除了压缩机之外，最有效的方式增加室内机换热器。如何在小空间内实现能效突破，换热器设计需要重大技术创新。相关技术中采用拼接方式不同管径组合，该方式制造效率低。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种蒸发器的管路，所述蒸发器的管路具有结构简单、换热效果好的优点。

本发明还提出一种蒸发器，所述蒸发器具有上述所述的蒸发器的管路。

本发明的另一个目的在于提出一种空调器，所述空调器具有上述所述的蒸发器。

根据本发明实施例的蒸发器的管路，管路具有进口和出口且包括：供液相冷媒流通的第一管段，所述进口位于所述第一管段的一端，所述第一管段位于所述管路的迎风侧且管径为D1；第二管段，所述第二管段的一端与所述第一管段的另一端连通且位于所述管路的背风侧，所述第二管段的管径为D2，其中D1＞D2；和供气相冷媒流通的第三管段，所述第三管段的一端与所述第二管段的另一端连通，所述出口位于所述第三管段的另一端。

根据本发明实施例的蒸发器的管路，通过设置不同管径的管路管段，可以通过管径的变化控制冷媒的流速和换热效率，并且在迎风侧和背风侧合理选择不同的管径管段，可以有效提高蒸发器的换热效率，从而在蒸发器有限占的空间内有效提高了蒸发器的换热性能，进而提高了产品的整体性能。

根据本发明的一个实施例，所述第一管段的管径范围为6mm≤D1≤7.5mm。

根据本发明的一个实施例，所述第二管段的管径范围为3mm≤D2≤6.5mm。

根据本发明的一个实施例，所述第三管段的管径为D3，其中，D3＝D1。

根据本发明的一个实施例，所述第一管段具有多段沿直线延伸的第一平直管段，彼此邻近的两个所述第一平直管段之间的垂直距离为P，所述第三管段具有多段沿直线延伸的第二平直管段，彼此邻近的两个所述第二平直管段之间的垂直距离为E，其中E＝P。

根据本发明的一个实施例，所述出口位于所述管路的背风侧。

根据本发明的一个实施例，所述管路包括多个依次连通U型管，每个所述U型管的两个直管段之间的距离均为M。

根据本发明实施例的蒸发器，包括：后蒸换热部；第一前蒸换热部，所述第一前蒸换热部与所述后蒸换热部连接；第二前蒸换热部，所述第二前蒸换热部与所述第一前蒸换热部连接；和上述所述的蒸发器的管路，所述管路的至少部分所述第一管段排布在所述后蒸换热部和所述第一前蒸换热部的迎风侧，所述管路的至少部分所述第二管段排布在所述后蒸换热部和所述第一前蒸换热部的背风侧，所述管路的至少部分所述第三管段排布在所述第二前蒸换热部上。

根据本发明实施例的蒸发器，根据冷媒不同相态在不同管径的换热特点，合理设计了一种不同管径相互配合的流路结构，在气液两相混合区，充分利用小管径内冷媒流速快和小管径流路较多的特点，提高了冷媒在气液两相混合区管段内的换热性能；在以气相冷媒为主的流动管段和以液相冷媒为主的流动管段，使用管径较大的单一管径，减少了流路并降低了冷媒流速，而且增大了空气与冷媒的换热面积，提高了在以气相冷媒为主的流动管段和以液相冷媒为主的流动管段内冷媒与空气的热交换效率，从而提高了蒸发器的整体热交换性能。

根据本发明的一个实施例，所述后蒸换热部、所述第一前蒸换热部和所述第二前蒸换热部的宽度相等。

根据本发明实施例的空调器，所述空调器具有上述所述的蒸发器。

根据本发明实施例的空调器，根据冷媒不同相态在不同管径的换热特点，合理设计了一种不同管径相互配合的流路结构，在气液两相混合区，充分利用小管径内冷媒流速快和小管径流路较多的特点，提高了冷媒在气液两相混合区管段内的换热性能；在以气相冷媒为主的流动管段和以液相冷媒为主的流动管段，使用管径较大的单一管径，减少了流路并降低了冷媒流速，而且增大了空气与冷媒的换热面积，提高了在以气相冷媒为主的流动管段和以液相冷媒为主的流动管段内冷媒与空气的热交换效率，从而提高了蒸发器的整体热交换性能。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的蒸发器的管路的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的蒸发器的管路的展开状态的结构示意图；

图3是根据本发明实施例蒸发器的管路的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的蒸发器的管路的展开状态的结构示意图。

附图标记：

管路100，

进口10，出口20，

第一管段30，第一平直管段310，

第二管段40，第三平直管段410，

第三管段50，第二平直管段510，

后蒸换热部210，

第一前蒸换热部220，

第二前蒸换热部230,

迎风侧X,背风侧Y，背风侧壁面Z，

第一管段管径D1，第二管段管径D2，第三管段管径D3，

第一平直管段之间的垂直距离P，

第二平直管段之间的垂直距离E，

第三平直管段之间的垂直距离F。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的蒸发器的管路100、蒸发器及空调器。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的蒸发器的管路100，管路100具有进口10和出口20且包括：第一管段30、第二管段40和第三管段50。其中，第一管段30供液相冷媒流通，管路100的进口10位于第一管段30的一端，第一管段30位于管路100的迎风侧X且第一管段30的管径为D1。第二管段40的一端与第一管段30的另一端连通且位于管路100的背风侧Y，第二管段40的管径为D2。第三管段50供气相冷媒流通，第三管段50的一端与第二管段40的另一端连通，管路100的出口20位于第三管段50的另一端。

需要说明的是，如图1所示，箭头所示方向为冷媒在管路100内的流动方向。冷媒从管路100的进口10流进管路100并依次流经第一管段30、第二管段40和第三管段50，液态的冷媒在管路100内的流动过程中逐渐蒸发吸热并转化成气态冷媒，最后从出口20流出，在第一管段30内，流动的冷媒以液态冷媒为主，在第二管段40内，流动的冷媒为气态冷媒和液态冷媒混合的冷媒，在第三管段50内，流动的冷媒以气态冷媒为主。冷媒在由液态转化成气态时，将从管路100周围吸收大量的热量，从而可以实现蒸发器的制冷功能。

根据本发明实施例的蒸发器的管路100，通过在不同冷媒相态段设置不同管径的管路100管段，可以通过管径的变化控制冷媒的流速和换热效率，并且在迎风侧X和背风侧Y合理选择不同的管径管段，可以有效提高蒸发器的换热效率，从而在蒸发器有限占的空间内有效提高了蒸发器的换热性能，进而提高了产品的整体性能。

根据本发明的一个实施例，如图2和图4所示，第一管段30的管径范围为6mm≤D1≤7.5mm。经过实验验证，当第一管段30的管径范围满足：6mm≤D1≤7.5mm时，可以有效提高蒸发器管路100的换热效率。需要说明的是，第一管段30位于在迎风端的位置，进入蒸发器的空气首先与第一管段30接触，第一管段30内流动的冷媒以液态冷媒为主，将第一管段30径设置较大，可以增加空气与冷媒的热交换面的有效面积，从而提高蒸发器的换热效率。

根据本发明的一个实施例，如图2和图4所示，第二管段40的管径范围为3mm≤D2≤6.5mm。经过实验验证，当第二管段40的管径范围满足：3mm≤D2≤6.5mm时，可以有效提高冷媒的流动速率和相变速率，从而可以进一步提高蒸发器管路100的换热效率。值得理解的是，冷媒从第一管段30流入第二管段40的过程中，将第二管段40的管径设计为小于第一管段30的管径，根据流体力学质量守恒方程，冷媒的流速会得到提高，冷媒在流速提高的同时，会相应加快冷媒与外界空气的热量交换速率，从而进一步提高了蒸发器管路100的热交换速率，而且加快了冷媒的相变速率，加快了冷媒从液态向气态的转化速率，从而提高了冷媒蒸发吸热的制冷效果。

根据本发明的一个实施例，如图2和图4所示，第三管段50的管径为D3，其中，D3＝D1。通过将第三管段50的管径设置为D3＝D1，使第三管段50的管径与第一管段30的管径相等，一方面可以便于蒸发器管路100的加工制造，以降低生产成本；另一方面，冷媒从第二管段40流向第三管段50时，气液两相混合冷媒大部分转化为气态冷媒，将第三管段50的管径相应采用较大设计，可以减少管路100的流路分支，优化管路100布局，而且，增大了气态冷媒与外界空气的有效换热面积，以提高蒸发器管路100的换热效率。

根据本发明的一个实施例，如图2和图4所示，第一管段30具有多段沿直线延伸的第一平直管段310，彼此邻近的两个第一平直管段310之间的垂直距离为P，第三管段50具有多段沿直线延伸的第二平直管段510，彼此邻近的两个第二平直管段510之间的垂直距离为E，其中E＝P。由此，将第一管段30设置为多段沿直线延伸的第一平直管段310、将第三管段50设置为具有多段沿直线延伸的第二平直管段510，有利于维持冷媒在管路100流动过程中的稳定性，从而使冷媒与外界空气具有稳的热交换速率，有利于保证蒸发器的换热性能。另外，令第一平直管段310之间的垂直距离P与第二平直管段510之间的垂直距离E相等，便于管路100的加工制造和布局优化，有利于降低生产成本。

根据本发明的一个实施例，如图1和图3所示，出口20位于管路100的背风侧Y。由此，可以使管路100内冷媒的冷量得到充分的传递利用，从而提高蒸发器的换热效率。可以理解的是，外界空气从蒸发器的迎风侧X流进蒸发器，与蒸发器管路100内流动的冷媒进行热交换后，经过热交换后的空气从背风侧Y流出至蒸发器，将管路100出口20设置在管路100的背风侧Y，可以使管路100内的冷媒与蒸发器内的空气在有限的空间内具有最长的接触时间，以保证空气与冷媒间进行充足的热交换，从而使冷媒的冷量的到充分的利用，提高了蒸发器的热交换性能。

根据本发明的一个实施例，如图2和图4所示，管路100包括多个依次连通U型管，每个U型管的两个直管段之间的距离均为M。由此，采用多个U型管连通的管路100，可以使冷媒在管路100内折回流动，有效延长了冷媒的流动距离，从而延长了冷媒与空气之间的热交换时间，提高了蒸发器的热交换效率。而且每个U型管的两个直管段之间的距离均为M，便于管路100的加工制造，以简化制造工艺，降低生产成本。

根据本发明实施例的蒸发器，如图1-图4所示，蒸发器可以包括：后蒸换热部210、第一前蒸换热部220、第二前蒸换热部230和上述的蒸发器的管路100。其中，第一前蒸换热部220与后蒸换热部210连接，第二前蒸换热部230与第一前蒸换热部220连接。管路100的至少部分第一管段30排布在后蒸换热部210和第一前蒸换热部220的迎风侧X，管路100的至少部分第二管段40排布在后蒸换热部210和第一前蒸换热部220的背风侧Y，管路100的至少部分第三管段50排布在第二前蒸换热部230上。

根据本发明实施例的蒸发器，根据冷媒不同相态在不同管径的换热特点，合理设计了一种不同管径相互配合的流路结构，在气液两相混合区，充分利用小管径内冷媒流速快和小管径流路较多的特点，提高了冷媒在气液两相混合区管段内的换热性能；在以气相冷媒为主的流动管段和以液相冷媒为主的流动管段，使用管径较大的单一管径，减少了流路并降低了冷媒流速，而且增大了空气与冷媒的换热面积，提高了在以气相冷媒为主的流动管段和以液相冷媒为主的流动管段内冷媒与空气的热交换效率，从而提高了蒸发器的整体热交换性能。

根据本发明的一个实施例，如图1-图4所示，后蒸换热部210、第一前蒸换热部220和第二前蒸换热部230的宽度相等。由此，便于蒸发器各部分之间的布局优化，也可以优化蒸发器的制造工艺，从而降低生产成本。

下面参照图1-图4以两个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的蒸发器。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不能理解为对本发明的具体限制。

实施例一：

如图1和图2所示，蒸发器包括：后蒸换热部210、第一前蒸换热部220、第二前蒸换热部230和蒸发器的管路100。

其中，如图1所示，管路100具有进口10和出口20，管路100包括：第一管段30、第二管段40和第三管段50。管路100的进口10位于第一管段30的一端，第一管段30内流动的冷媒以液态冷媒为主，第一管段30位于管路100的迎风侧X。第二管段40位于管路100的背风侧Y，第二管段40内流通气液两相混合冷媒，第二管段40的一端与第一管段30的另一端连通。第三管段50的一端与第二管段40的另一端连通，管路100的出口20位于管路100的另一端，第三管段50内流动的冷媒以气态冷媒为主。

如图2所示，第一管段30、第二管段40和第三管段50包括多个依次连通的U型管，第一管段30具有多段沿直线延伸的第一平直管段310，彼此邻近的两个第一平直管段310之间的垂直距离为P，第三管段50具有多段沿直线延伸的第二平直管段510，彼此邻近的两个第二平直管段510之间的垂直距离为E，其中E＝P，第二管段40具有多段沿直线延伸的第三平直管段410，彼此邻近的两个第三平直管段510之间的垂直距离为F。

如图2所示，第一管段30的管径为D1，满足：6mm≤D1≤7.5mm，第二管段40的管径为D2，满足：3mm≤D2≤6.5mm，第三管段50的管径为D3，满足：D3＝D1。

如图1所示，蒸发器的第一前蒸换热部220、第二前蒸换热部230和后蒸换热部210的横截面为多边形结构，蒸发器的第一前蒸换热部220的一端与后蒸换热部210的端部连接，第一前蒸换热部220的另一端与第二前蒸换热部230连接，第一前蒸换热部220与后蒸换热部210和第二前蒸换热部230的连接面优选面积相等设计，由此，便于固定连接，连接方式可以采用卡接、焊接或其他连接方式。如图1所示，管路100的至少部分第一管段30排布在后蒸换热部210和第一前蒸换热部220的迎风侧X，管路100的至少部分第二管段40排布在后蒸换热部210和第一前蒸换热部220的背风侧Y，管路100的至少部分第三管段50排布在第二前蒸换热部230上。

需要说明的是，如图1所示，外界的空气从迎风侧X流入到蒸发器内部，经过蒸发器管路100间的间隙与管路100内的冷媒进行热交换后，空气从背风侧Y流出。如图1所示，箭头所示方向为冷媒在管路100内的流动方向。冷媒从管路100的进口10流进管路100并依次流经第一管段30、第二管段40和第三管段50，液态的冷媒在管路100内的流动过程中逐渐蒸发吸热并转化成气态冷媒，最后从出口20流出，在第一管段30内，流动的冷媒以液态冷媒为主，在第二管段40内，流动的冷媒为气态冷媒和液态冷媒混合的冷媒，在第三管段50内，流动的冷媒以气态冷媒为主。冷媒在由液态转化成气态时，将从管路100周围吸收大量的热量，从而可以实现蒸发器的制冷功能。

管路100可以包括长U管和半圆管，其中，长U管包括：两根平直管段和弯管段，弯管段的两端分别与两根平直管段的端部连通，形成为U型管道结构，平直管段与弯管段相对的另一端为平直管段的自由端。相邻的两个长U管之间可以通过半圆管连通，其中半圆管的一端与其中一个长U管的一根平直管段的自由端连通，半圆管的另一端与另一个长U管的其中一根平直管段的自由端连通。从图1和图2中可以看出，冷媒从进口10流进第一前蒸换热部220和后蒸换热部210后，依次流经第一管段30和第二管段40，冷媒经过充分的换热后，分为四路流入到第二前蒸换热部230，第二前蒸换热部230内可以采用斜插长U管布局，冷媒在第二前蒸换热部230进一步进行热交换后最后分四路从管路100的出口20流出。采用该种冷媒流路管路100设计，可以使冷媒与空气间进行充足的热交换，从而进一步提高了蒸发器的制冷效果。

需要说明的是，这里的“正插长U管和斜插长U管”，是根据长U管相对于迎风侧X和背风侧Y的壁面位置关系而言的。以图1和图3中的示例为例，第二前蒸换热部230的背风侧壁面为Z，定义长U管两根直平管段所在平面为T，当平面T与背风侧壁面Z平行时，为正插长U管(如图3所示)；当平面T与背风侧壁面Z具有倾斜夹角时，为斜插长U管(如图1所示)。

由此，根据冷媒不同相态在不同管径的换热特点，合理设计了一种不同管径相互配合的流路结构，在气液两相混合区，充分利用小管径内冷媒流速快和小管径流路较多的特点，提高了冷媒在气液两相混合区管段内的换热性能；在以气相冷媒为主的流动管段和以液相冷媒为主的流动管段，使用管径较大的单一管径，减少了流路并降低了冷媒流速，而且增大了空气与冷媒的换热面积，提高了在以气相冷媒为主的流动管段和以液相冷媒为主的流动管段内冷媒与空气的热交换效率，从而提高了蒸发器的整体热交换性能。

实施例二：

如图3和图4所示，与实施例一不同的是，在该实施例中，如图3所示，第二前蒸换热部230内的换热管采用正插长U管布局，并且冷媒在管路内的流路不同，如图3中所示的箭头方向为冷媒在管路100内的流动方向，冷媒从管路进口10流入管路100，冷媒在第一前蒸换热部220和后蒸换热部210依次流经第一管段30和第二管段40进行充分换热后，汇总为两路从第二前蒸换热部230中间排换热管流进第二前蒸换热部230，最后从第二前蒸换热部230的出口20流出，由此，可以简化管路工艺，从而降低生产成本。

根据本发明实施例的空调器，空调器具有上述所述的蒸发器。

根据本发明实施例的空调器，根据冷媒不同相态在不同管径的换热特点，合理设计了一种不同管径相互配合的流路结构，在气液两相混合区，充分利用小管径内冷媒流速快和小管径流路较多的特点，提高了冷媒在气液两相混合区管段内的换热性能；在以气相冷媒为主的流动管段和以液相冷媒为主的流动管段，使用管径较大的单一管径，减少了流路并降低了冷媒流速，而且增大了空气与冷媒的换热面积，提高了在以气相冷媒为主的流动管段和以液相冷媒为主的流动管段内冷媒与空气的热交换效率，从而提高了蒸发器的整体热交换性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。