变管径复合扭曲椭圆强化管蒸发器的制作方法

本实用新型专利涉及一种制冷系统蒸发器技术，尤其是变管径复合扭曲椭圆强化管蒸发器技术。

背景技术：

制冷设备面临两大主要问题，一是如何提高制冷系统性能，二是如何采用环保制冷剂。其中，采用强化换热技术提高蒸发器换热效果是提高制冷系统性能的重要技术手段之一，而通过减小蒸发器管径从而减少制冷系统制冷剂充注量也是解决环保制冷剂应用的重要技术手段之一。目前在制冷空调领域中，采用扭曲椭圆强化管技术是蒸发器中一种常用技术，但多采用单一管径的扭曲椭圆强化管，采用此种技术，换热面积较大，制冷剂流动阻力较小，有利于提高蒸发器整体换热效果，但换热管材料消耗较大，制冷剂充注量也较大。

制冷剂在蒸发器中的换热过程是一个从低干度（接近饱和液体）到过热蒸汽的换热过程，在蒸发器前段即低干度段制冷剂中液体比例较大，制冷剂流动阻力相对较小，采用内螺纹强化管强化换热的主要措施是增加制冷剂旋转速度和截面流速形成较好的gregoring效应，而在蒸发器后段也即高干度段制冷剂气体比例较大，采用内螺纹强化管强化换热的主要措施是增加换热面积、减少制冷剂流动阻力。显然可以通过在蒸发器中的不同制冷剂干度阶段采用不同强化换热方式的技术方案更加有效的解决上述技术矛盾。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足而提供一种变管径复合扭曲椭圆强化管蒸发器，制冷剂在蒸发器的整个换热过程中，不同制冷剂干度范围采用不同扭曲椭圆的长、短轴和节距的强化换热管，使蒸发器的整体换热效果提高、消耗材料减少，并减少制冷剂充注量。

为了达到上述目的，本实用新型的第一种技术方案为，其是一种变管径复合扭曲椭圆强化管蒸发器，其特征在于包括：

两根以上的第一段管；每根第一段管是椭圆管，且第一段管呈扭曲状，第一段管扭曲的节距是s1；

两根以上的第二段管；每根第二段管是椭圆管，且第二段管呈扭曲状，第二段管扭曲的节距是s2，第二段管的长度与第一段管的长度相同，第二段管的椭圆的长轴和短轴与第一段管的椭圆的长轴和短轴均不相等，第二段管的节距s2与第一段管的节距s1也不相等；第二段管的椭圆的长轴与第一段管的椭圆的长轴比值范围为1.1-2.0，第二段管的椭圆的短轴与第一段管的椭圆的短轴比值范围为1.1-2.0；第二段管的节距s2与第一段管的节距s1比值范围为0.5-0.9；以及

三个以上的连接弯头；相邻两根第一段管通过连接弯头串联连通形成第一段管组，相邻两根第二段管通过连接弯头串联连通形成第二段管组，再用连接弯头将第一段管组与第二段管组串联连通形成蒸发器。

在本技术方案中，所述第一段管的根数占全部总根数的1/5-4/5，第二段管的根数占全部总根数的1/5-4/5。

为了达到上述目的，本实用新型的第二种技术方案为，其是一种变管径复合扭曲椭圆强化管蒸发器，其特征在于包括：

两根以上的第一段管；所述第一段管是椭圆管，且第一段管呈扭曲状，第一段管扭曲的节距是s1；

两根以上的第二段管；每根第二段管是椭圆管，且第二段管呈扭曲状，第二段管扭曲的节距是s2，第二段管的长度与第一段管的长度相同，第二段管的椭圆的长轴和短轴与第一段管的椭圆的长轴和短轴均不相等，第二段管的节距s2与第一段管的节距s1也不相等；第二段管的椭圆的长轴与第一段管的椭圆的长轴比值范围为1.1-2.0，第二段管的椭圆的短轴与第一段管的椭圆的短轴比值范围为1.1-2.0；第二段管的节距s2与第一段管的节距s1比值范围为0.5-0.9；

两根以上的第三段管；每根第三段管是椭圆管，且第三段管呈扭曲状，第三段管扭曲的节距是s3，第三段管的长度与第二段管的长度相同，第三段管的椭圆的长轴和短轴与第二段管的椭圆的长轴和短轴均不相等，第三段管的节距s3与第二段管的节距s2也不相等；第三段管的椭圆的长轴与第二段管的椭圆的长轴比值范围为1.1-1.5，第三段管的椭圆的短轴与第二段管的椭圆的短轴比值范围为1.1-1.5；第三段管的节距s3与第二段管的节距s1比值范围为0.5-0.9；以及

五个以上的连接弯头；相邻两根第一段管通过连接弯头串联连通形成第一段管组，相邻两根第二段管通过连接弯头串联连通形成第二段管组，相邻两根第三段管通过连接弯头串联连通形成第三段管组，再用连接弯头将第一段管组、第二段管组及第三段管组依次串联连通形成蒸发器。

在本技术方案中，所述第一段管的根数占全部管段总根数的1/10-2/3；第二段管的根数占全部管段总根数的1/10-2/3；第三段管的根数占全部管段总根数的1/10-2/3。

本实用新型与现有技术相比的优点为：在制冷剂流经换热器的不同干度阶段分别采用不同椭圆的长、短轴和节距的扭曲强化换热管；在制冷剂低干度阶段，换热管内制冷剂液体所占比例大，制冷剂管内流速相对较小，通过减小扭曲椭圆管的长、短轴和增加节距，提高制冷剂流速和减少制冷剂液体传热热阻，同时也实现了降低换热管材料消耗及减小制冷剂充注量；在制冷剂高干度阶段，换热管内制冷剂气体所占比例大，制冷剂管内流速大，通过增加扭曲椭圆管的长、短轴和减小节距，实现增大换热面积、减小流动阻力。总之，通过整个蒸发器换热过程中扭曲椭圆管的长、短轴和节距与制冷剂干度变化匹配，使得整个蒸发器达到最佳的换热效果，并起到降低换热管材料消耗及减小制冷剂充注量的效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的装配结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中的第一段管扭曲椭圆管的结构图；

图3是本实用新型实施例一中的第二段管扭曲椭圆管的结构图；

图4是本实用新型实施例二的装配结构示意图；

图5是本实用新型实施例二中的第段管扭曲椭圆管的结构图。

注：图2中第一段管的节距s1表示管道扭曲360º在x轴上的投影距离，图3中第二段管的节距s2表示管道扭曲360º在x轴上的投影距离，图5中第三段管的节距s3表示管道扭曲360º在x轴上的投影距离。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，图中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”及“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

如图1至图3所示，其是一种变管径复合扭曲椭圆强化管蒸发器，包括四根第一段管1、四根第二段管3、七个连接弯头2；第一段管1的根数及第二段管3的根数可以根据实施情况选择，但第一段管1的根数占总根数的1/5-4/5，第二段管3的根数占段总根数的1/5-4/5；

每根第一段管1及每根第二段管3均是椭圆管，且每根第一段管1及每根第二段管3均是扭曲的，每根第二段管3的长度与每根第一段管1的长度均相同，第二段管3的椭圆的长轴和短轴与第一段管1的椭圆的长轴和短轴不相等，第二段管3扭曲的节距s2与第一段管1扭曲的节距s1也不相等；第二段管3的椭圆的长轴与第一段管1的椭圆的长轴比值为1.5，其比值范围也可以在1.1-2.0范围内选择，比如选择1.1、1.3或2.0等；第二段管3的椭圆的短轴与第一段管1的椭圆的短轴比值为1.5，其比值范围也可以在1.1-2.0范围内选择，比如选择1.1、1.3或2.0等；第二段管3扭曲的的节距s2与第一段管1扭曲的的节距s1比值为0.7，其比值范围也可以在0.5-0.9范围内选择，比如选择0.5、0.6或0.9等。

四根第一段管1通过三个连接弯头2串联连通形成第一段管组，四根第二段管3通过三个连接弯头2串联连通形成第二段管组，第一段管组与第二段管组通过一个连接弯头2串联连通组成本实用新型的蒸发器，连接弯头2的数量应与第一段管1及第二段管3的数量相适应。

工作时，制冷剂从最初端的第一段管1的入口进入，从最末端的第二段管3的出口流出；制冷剂在第一段管1内进行蒸发，沿制冷剂流动方向制冷剂干度增加，然后进入第二段管3内继续蒸发，并全部变为制冷剂气体。

实施例二

如图2至图5所示，其是一种变管径复合扭曲椭圆强化管蒸发器，包括三根第一段管1、三根第二段管3、二根第三段管4、七个连接弯头2；所述第一段管1、第二段管3及第三段管4的每根管的长度都相等；可以根据实际情况选择第一段管1、第二段管3及第三段管4的数量，但第一段管1的根数需占全部总根数的1/10-2/3，第二段管3的根数需占全部总根数的1/10-2/3，第三段管4的根数需占全部总根数的1/10-2/3。

每根第一段管1、每根第二段管3及第三段管4均是椭圆管，且每根第一段管1、每根第二段管3及第三段管4均是扭曲的；第二段管3的椭圆的长轴和短轴与第一段管1的椭圆的长轴和短轴不相等，第二段管3的椭圆的长轴与第一段管1的椭圆的长轴比值为1.5，其比值也可在范围1.1-2.0范围内选择，比如选择1.1、1.3或2.0等；第二段管3的椭圆的短轴与第一段管1的椭圆的短轴比值为1.5，其比值也可在范围1.1-2.0范围内选择，比如选择1.1、1.3或2.0等；第二段管3扭曲的节距s2与第一段管1扭曲的节距s1也不相等，第二段管3扭曲的节距s2与第一段管1扭曲的节距s1的比值为0.7，其比值也可在范围0.5-0.9内选择，比如选择0.5、0.6或0.9等；所述第三段管4的椭圆的长轴和短轴与第二段管3的椭圆的长轴和短轴不相等，第三段管4的椭圆的长轴与第二段管3的椭圆的长轴比值为1.3，其比值范围也可在1.1-1.5范围内选择，比如选择1.1、1.2或1.5等；第三段管4的椭圆的短轴与第二段管3的椭圆的短轴比值为1.3，其比值范围也可在1.1-1.5范围内选择，比如选择1.1、1.2或1.5等；第三段管4的扭曲的节距s3与第二段管3的扭曲节距s2也不相等，第三段管4的扭曲的节距s3与第二段管3的扭曲的节距s2比值为0.7，其比值也可在范围0.5-0.9内选择，比如选择0.5、0.6或0.9等。

三根第一段管1通过二个连接弯头2串联连通形成第一段管组，三根第二段管3通过二个连接弯头2串联连通形成第二段管组，两根第三段管4通过一个连接弯头2串联连通形成第三段管组，第一段管组、第二段管组及第三段管组通过二个连接弯头2依次串联连通形成本实用新型的蒸发器，连接弯头2的数量与第一段管1、第二段管3及第三段管4的数量相适应。

工作时，制冷剂从最初端的第一段管1的入口进入，从最末端的第三段管4的出口流出；制冷剂在第一段管1内进行蒸发，沿制冷剂流动方向制冷剂干度增加，然后进入第二段管3内继续蒸发，沿制冷剂流动方向制冷剂干度继续增加，最后进入第三段管4内继续蒸发，并全部变为制冷剂气体。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换及变形，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。