冷凝蒸发装置及空气制水机的制作方法

本实用新型适用于空气制水技术领域，更具体地说，是涉及一种冷凝蒸发装置及使用该冷凝蒸发系统的空气制水机。

背景技术：

水是人类生活必备的物质之一。随着世界人口的急剧增长，大自然的水资源日益匮乏，水资源缺乏的问题已然成为当前人类社会亟须解决的重大难题。

目前，空气制水机成为广泛使用的制水工具。空气制水机一般都具有冷凝蒸发设备，该冷凝蒸发设备往往包括压缩机、冷凝器、蒸发器、风扇、连接管路、过滤装置等。空气制水机的制水原理是：当具有一定湿度的空气碰到相对温度较低的冷体时，空气中的水蒸汽会发生冷凝现象，并在冷体表面凝结成露后汇聚成水。冷凝器将气态制冷剂冷凝为液态制冷剂，经过节流降压后进入蒸发器蒸发，蒸发器换热表面温度降低，周围环境中具有一定湿度的空气在风机的作用下流经蒸发器，空气中的水蒸汽在蒸发器的换热表面遇冷凝结成露，在重力的作用下沿着竖直方向积聚流下，再由过滤装置过滤后储存在储水箱中以供人们使用。

然而，现有的空气制水机的冷凝器和蒸发器内用于扩散热量的管道布局结构单一，冷凝效果和蒸发效果均较差，使得空气转化成水的转化率较低，严重影响空气制水机的产水量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种冷凝蒸发装置及空气制水机，以解决现有技术中存在的空气制水机产水量不高的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种冷凝蒸发装置，包括蒸发器、冷凝器、压缩机、风机和用于盛装外部空气经所述蒸发器冷凝后形成的水滴的储水箱，所述压缩机的入口通过第一连通管与所述蒸发器的出口连通，所述压缩机的出口通过第二连通管与所述冷凝器的入口连通，所述蒸发器的入口与所述冷凝器的入口通过第三连通管连通，所述压缩机中设有制冷剂，所述蒸发器包括第一翘片和设于所述第一翘片中的蒸发管路，所述冷凝器包括第二翘片和设于所述第二翘片中的冷凝管路，所述蒸发管路的一端通过所述第三连通管与所述冷凝管路的一端连通，所述蒸发管路的另一端通过所述第一连通管与所述压缩机的入口连通，所述冷凝管路的另一端通过所述第二连通管与所述压缩机的出口连通。

进一步地，所述蒸发管路包括用于供所述制冷剂进入的进液管、用于与所述外部空气进行热交换的散热管路和用于供所述制冷剂流出的出气管，所述进液管通过所述第三连通管与所述冷凝管路连通，所述出气管通过所述第一连通管与所述压缩机的入口连通。

进一步地，所述散热管路包括用于对所述进液管进行分流处理的第一分流管、用于连通所述第一分流管的各支路的多根第一支流管和用于将多根所述第一支流管汇集成一路的第一汇流管，所述第一分流管与所述进液管连通，所述第一汇流管与所述出气管连通。

进一步地，所述进液管和所述出气管沿所述制冷剂行进的方向上依次设置，所述进液管设于所述出气管的上方。

进一步地，所述冷凝管路包括用于供所述制冷剂进入的进气管、用于与所述外部空气进行热交换的制冷管路和用于供所述制冷剂流出的出液管，所述进气管通过所述第二连通管与所述压缩机的出口连通，所述出液管通过所述第三连通管与所述蒸发管路连通。

进一步地，所述制冷管路包括用于对所述进气管进行分流处理的第二分流管、用于连通所述第二分流管的各支路的多根第二支流管和用于将多根所述第二支流管汇集成一路的第二汇流管，所述第二分流管与所述进气管连通，所述第二汇流管与所述出液管连通。

进一步地，所述进气管和所述出液管沿所述制冷剂行进的方向上依次设置，所述进气管和所述出液管均设于所述第二翘片的同一侧。

进一步地，所述蒸发管路的内侧壁均设有内螺纹，所述冷凝管路的内侧壁均设有内螺纹。

进一步地，所述第一翘片和所述第二翘片均呈波浪状设置。

本实用新型的另一目的在于提供一种空气制水机，包括上述的冷凝蒸发装置。

本实用新型提供的冷凝蒸发装置及空气制水机的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型将蒸发器、冷凝器和压缩机连通，制冷剂在蒸发器和冷凝器中进行气-液-气的循环转换，并在风机的作用下，将空气冷凝成水滴存储至储水箱中，空气的冷凝效果好，制冷剂可以循环使用，冷凝蒸发装置的能源利用高；蒸发器包括第一翘片和蒸发管路，冷凝器包括第二翘片和冷凝管路，在风机和制冷剂的作用下，使得空气流经蒸发器和冷凝器时，可大大提高空气与蒸发器和冷凝器的热交换效率，提高空气转化为水滴的转化率，空气制水机的产水量高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的冷凝蒸发装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的蒸发器迎风面的平面示意图；

图3为本实用新型实施例提供的蒸发管内部蒸发管路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的冷凝器迎风面的平面示意图；

图5为本实用新型实施例提供的冷凝器内部冷凝管路的结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：

1-压缩机；2-风机；3-储水箱；

4-蒸发器；41-第一翘片；42-蒸发管路；43-进液管；44-散热管路；45-出气管；46-第一分流管；47-第一支流管；48-第一汇流管；

5-冷凝器；51-第二翘片；52-冷凝管路；53-进气管；54-制冷管路；55-出液管；56-第二分流管；57-第二支流管；58-第二汇流管；

6-第一连通管；7-第二连通管；8-第三连通管；9-毛细管。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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实用新型中的具体含义。

需要说明的是：图1、图3和图5中的大箭头为外部空气的流动方向，图3和图5中的小箭头为制冷剂的流动方向。

请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的冷凝蒸发装置进行说明。该冷凝蒸发装置包括蒸发器4、冷凝器5、压缩机1、风机2和用于盛装外部空气经蒸发器4冷凝后形成的水滴的储水箱3，压缩机1的入口通过第一连通管6与蒸发器4的出口连通，压缩机1的出口通过第二连通管7与冷凝器5的入口连通，蒸发器4的入口通过第三连通管8与冷凝器5的出口连通，冷凝器5设于蒸发器4和风机2之间的位置，储水箱3与蒸发器4连通，压缩机1中设置有用于对空气进行制冷处理的制冷剂。蒸发器4包括第一翘片41和设于第一翘片41中的蒸发管路42，冷凝器5包括第二翘片51和设于第二翘片51中的冷凝管路52，蒸发管路42的一端通过第三连通管8与冷凝管路52的一端连通，蒸发管路42的另一端通过第一连通管6与压缩机1的入口连通，冷凝管路52的另一端通过第二连通管7与压缩机1的出口连通。

上述第一翘片41优选由喷涂防腐处理制成的亲水铝箔翘片。亲水铝箔翘片表面产生的冷凝水扩散快，不容易产生水桥，从而增大热阻、堵塞气流或造成飞水。通过对蒸发管路42进行胀管处理，让蒸发管路42与第一翘片41的结合更加紧密，以减小热阻。在其它实施例中，第一翘片41也可以由其它工艺、材质制成，在此不作唯一限定。

上述第二翘片51优选由喷涂防腐处理制成的铝箔翘片。通过对冷凝管路52进行胀管处理，让冷凝管路52与第二翘片51的结合更加紧密，以减小热阻。在其它实施例中，第二翘片51也可以由其它工艺、材质制成，在此不作唯一限定。

与现有技术相比，本实用新型提供的冷凝蒸发装置将蒸发器4、冷凝器5和压缩机1连通，制冷剂在蒸发器4和冷凝器5中进行气-液-气的循环转换，并在风机2的作用下，将空气冷凝成水滴存储至储水箱3中，空气的冷凝效果好，制冷剂可以循环使用，冷凝蒸发装置的能源利用高；蒸发器4包括第一翘片41和蒸发管路42，冷凝器5包括第二翘片51和冷凝管路52，在风机2和制冷剂的作用下，使得空气流经蒸发器4和冷凝器5时，可大大提高空气与蒸发器4和冷凝器5的热交换效率，提高空气转化为水滴的转化率，进而提高产水量。

进一步地，请一并参阅图2和图3，作为本实用新型提供的冷凝蒸发装置的一种具体实施方式，蒸发管路42包括用于供制冷剂进入的进液管43、用于与外部空气进行热交换的散热管路44和用于供制冷剂流出的出气管45，进液管43通过第三连通管8与冷凝管路52连通，出气管45通过第一连通管6与压缩机1的入口连通。具体地，蒸发管路42优选由铜材料制成的紫铜管。此结构，高压的液态制冷剂经第三连通管8从进液管43进入蒸发器4中，沿着散热管路44一路下行吸热蒸发，液态制冷剂吸热后蒸发形成气态制冷剂，气态制冷剂从出气管45中流出。在蒸发器4中，蒸发管路42与外部流经的外部空气进行热交换，并沿着进液管43、散热管路44和出气管45逐级蒸发，吸收空气的大量热能，蒸发管路42外部及第一翘片41的温度大大降低，空气在风机2的作用下，流经蒸发管路42外的第一翘片41通道，空气中的水分开始在低温第一翘片41的表面凝聚，在重力的作用下向下流入储水箱3中。在其它实施例中，蒸发管路42也可以由其它材料制成，在此不作唯一限定。

进一步地，请一并参阅图1和图3，作为本实用新型提供的冷凝蒸发装置的一种具体实施方式，散热管路44包括用于对进液管43进行分流处理的第一分流管46、用于连通第一分流管46的各支路的多根第一支流管47和用于将多根第一支流管47汇集成一路的第一汇流管48，第一分流管46与进液管43连通，第一汇流管48与出气管45连通。此结构，通过第一分流管46将进液管43中的液态制冷剂进行分流处理，一方面可增大液态制冷剂通过的管道截面，使得液态制冷剂能够充分吸热蒸发转变为气态制冷剂，提高蒸发管路42与外部空气的热交换，从而可提高空气冷凝转换为水滴的转换率，冷凝蒸发装置的产水量高；另一方面可减小液态制冷剂的流动阻力，有助于液态制冷剂携带的冷冻润滑油沿管路回至冷凝器5，避免蒸发管路42的内表面因积油导致传热热阻增加。

进一步地，请一并参阅图2和图3，作为本实用新型提供的冷凝蒸发装置的一种具体实施方式，进液管43和出气管45沿制冷剂行进的方向上依次设置，进液管43设于出气管45的上方。优选地，第一翘片41上开设有供蒸发管路42插入的多个通孔，该冷凝蒸发装置的蒸发管路42设置呈两排，并错位形成正三角形排列，进液管43设置在第一翘片41的最上端位置，出气管45设置在第一翘片41的最下端。此结构，液态制冷剂从蒸发器4上端处的进液管43流进，液态制冷剂在吸热蒸发后形成气态制冷剂，由于液态制冷剂本身存在自重，在重力的作用下将气态制冷剂从蒸发器4下端处的出气管45排出，进而提高液态制冷剂转化为气态制冷剂的转换率，增加空气与蒸发管路42的热交换。蒸发管路42采用双排正三角形的排列方式，相邻的两排管对气流的阻挡较小，并在第一翘片41的作用下，第一翘片41表面产生的冷凝水扩散快，不容易形成水桥，避免增大热阻、堵塞气流或造成飞水。在其它实施例中，蒸发管路42的数量和排列方式也可以根据实际需要进行调节，在此不作唯一限定。

进一步地，请一并参阅图4和图5，作为本实用新型提供的冷凝蒸发装置的一种具体实施方式，冷凝管路52包括用于供制冷剂进入的进气管53、用于与外部空气进行热交换的制冷管路54和用于供制冷剂流出的出液管55，进气管53通过第二连通管7与压缩机1的出口连通，出液管55通过第三连通管8与蒸发管路42连通。具体地，冷凝管路52优选由铜材料制成的紫铜管；出液管55通过第三连通管8与蒸发管路42中的进液管43连通。此结构，由蒸发器4的出气管45出来的低温低压气态制冷剂经过压缩机1吸入做功压缩成高温高压的气态制冷剂，通过进气管53进入冷凝器5中，在制冷管路54内与管外流过的空气进行热交换，放热后冷凝成低温高压的液态制冷剂，并从出液管55排出，流入蒸发器4中。通过压缩机1和冷凝器5，可将气态制冷剂转变为液态制冷剂，并输送至蒸发器4中，蒸发器4又将液态制冷剂转变为气态制冷剂，因此制冷剂得到重复利用，冷凝蒸发装置的能源利用高。在其它实施例中，冷凝管路52也可以由其它材料制成，在此不作唯一限定。

进一步地，请一并参阅图5，作为本实用新型提供的冷凝蒸发装置的一种具体实施方式，多根制冷管路54包括用于对进气管53进行分流处理的第二分流管56、用于连通第二分流管56的各支路的多根第二支流管57和用于将多根第二支流管57汇集成一路的第二汇流管58，第二分流管56与进气管53连通，第二汇流管58与出液管55连通。此结构，通过第二分流管56将进气管53中的气态制冷剂进行分流处理，可增大气态制冷剂通过的管道截面，提高冷凝管路52与外部空气的热交换，使得气态制冷剂能够充分冷却转变为液态制冷剂。

进一步地，请一并参阅图4和图5，作为本实用新型提供的冷凝蒸发装置的一种具体实施方式，进气管53和出液管55沿制冷剂行进的方向上依次设置，进气管53和出液管55均设于第二翘片51的同一侧。优选地，第二翘片51上开设有供冷凝管路52插入的多个通孔，该冷凝蒸发装置的冷凝管路52设置呈三排并错位设置，两两相邻的成排冷凝管路52均形成正三角形排列，进气管53和出液管55均设置在第二翘片51的最下端。此结构，高温高压的气态制冷剂从位于背风面低位的进气管53进入冷凝器5中，在管外空气的冷却作用下，一路冷却上行，到达冷凝器5的顶部时，已经接近其露点温度，然后沿着第二分流管56分别进入对应的第二支流管57冷却下行，形成气液两相流，在重力的作用下，气液制冷剂逐步分离，下部形成的液态制冷剂逐渐充满整个冷凝管路52，并在第二汇流管58的作用下汇聚成一路，经出液管55排出。在其它实施例中，冷凝管路52的数量和排列方式也可以根据实际需要进行调节，在此不作唯一限定。

在冷凝管路52内的热交换过程中，背风面上行的是其它制冷剂，重力的影响很小；迎风面下行的是气液制冷剂的混合物，通过第二分流管56将进气管53分成多个支路，可增大气液制冷剂混合物通过的管道截面，在重力的作用下，液态制冷剂的流动阻力减小，制冷剂的流路和外部空气的流路形成逆流，更强化了冷凝器5的换热效果。

在冷凝管路52外的热交换过程中，由于冷凝管路52采用正三角形排列，相邻两排管对气流的阻挡较小，加之第二翘片51的作用，增大了第二翘片51与空气的换热面积，空气流经第二翘片51间的通道时，扰流度增加，更利于产生紊流，而且流程更长，强化了空气与第二翘片51表面的传热效果。

进一步地，作为本实用新型提供的冷凝蒸发装置的一种具体实施方式，蒸发管路42的内侧壁均设有内螺纹。此结构，蒸发管路42采用内壁设置内螺纹的设计，既增加了蒸发管路42内的换热面积，同时，内螺纹的沟槽又使制冷剂在蒸发管路42内沸腾过程中增加气体核心数量，使波状流型提前变为半环状和环状流，从而增加润湿表面的面积，增加液膜的紊流、扰流度，增加气液两相流的换热，从而有效提高热交换效率，导热性能比光管可提高30％-40％，进而提高空气转化为水滴的转化率，增加产水量。在其它实施例中，蒸发管路42也可以为其它构型，在此不作唯一限定。

同理，冷凝管路52的内侧壁均设有内螺纹。此结构，冷凝管路52采用内壁设置内螺纹的设计，既增加了冷凝管路52内的换热面积，同时，内螺纹的沟槽又使制冷剂在冷凝管路52内沸腾过程中增加气体核心数量，使波状流型提前变为半环状和环状流，从而增加润湿表面的面积，增加液膜的紊流、扰流度，增加气液两相流的换热，从而有效提高热交换效率，导热性能比光管可提高30％-40％，进而提高空气转化为水滴的转化率，增加产水量。在其它实施例中，冷凝管路52也可以为其它构型，在此不作唯一限定。

进一步地，请一并参阅图2和图4，作为本实用新型提供的冷凝蒸发装置的一种具体实施方式，第一翘片41和第二翘片51均呈波浪状设置。此结构，第一翘片41和第二翘片51设计成波浪形，增加了气体的流道长度，增加了气流的紊流、扰流度，强化传热，提高了与空气的换热效果，进而提高空气转化为水滴的转化率，增加产水量。在其它实施例中，第一翘片41和第二翘片51也可以为其它构型，在此不作唯一限定。

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