[發明專利]一種翅片蒸發器及其制冷方法

有效

• 申請號: 201710991441.6
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107796144B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 張信榮;劉勇;王冠邦;鄭秋云
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: F25B39/02
• 分類號: F25B39/02;F25C3/04
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 王巖

1.一種翅片蒸發器，其特征在于，所述翅片蒸發器包括：換熱單元、冷凝水管、風機和殼體；其中，兩個換熱單元相對設置，并具有夾角，由殼體固定兩個換熱單元的位置并共同圍成封閉的腔體；所述殼體的頂壁分別垂直于兩個換熱單元的側面；在殼體的頂壁的中心具有總出風口；在總出風口處沿長度方向布置有風機；每一個換熱單元包括內側格柵、外側格柵、擋風罩、冷媒管、翅片和隔板；所述內側格柵和外側格柵的結構相同，二者平行并分別面向腔體的內部和外部放置，殼體的頂壁與各自連接的內側格柵和外側格柵相垂直；內側格柵和外側格柵從上至下均勻開設有2n+1個沿水平方向平行布置的風口，形成2n+1組相對的風口；位于內側格柵最上面的第一個風口為出風口，內側格柵的第2i個風口的上沿與第2i+1個風口的下沿由一個擋風罩連接；位于外側格柵最下面的第2n+1個風口為進風口，外側格柵的第2i-1個風口的上沿與第2i個風口的下沿由一個擋風罩連接，i＝1,…,n，n為自然數；每一個擋風罩為向外凸起的曲面，曲面凸起的高度與風口的尺寸相同；內側格柵和外側格柵中每組相對的風口的中心的連線上平行于內側格柵和外側格柵均勻水平布置一組冷媒管支路，冷媒管支路的兩個端口分別通過U形彎管與相鄰的位于上面的一組冷媒管支路和位于下面的一組冷媒管支路的相鄰端口連接，從而將所有冷媒管支路連接成一條連通的冷媒管，第一組冷媒管支路的空閑端口作為制冷劑進口，最后一組即第2n+1組冷媒管支路的空閑端口作為制冷劑出口，從而制冷劑從制冷劑進口從上至下依次流經各組冷媒管支路后從制冷劑出口流出；在內側格柵和外側格柵之間設置多個互相平行的翅片，翅片與內側格柵和外側格柵以及冷媒管支路垂直，每一個翅片在與冷媒管支路相交的位置均設置有通孔，從而每組冷媒管支路從通孔依次穿過多個翅片；在相鄰的各組冷媒管支路之間設置隔板，所述隔板與冷媒管支路平行并與翅片以及內側格柵和外側格柵垂直，隔板與外側格柵之間有空隙，所述內側格柵、外側格柵、擋風罩和隔板圍成風道；在外側格柵上的每一個擋風罩的最低點處開孔，以及在外側格柵的最低點處開孔，通過每一個開孔連接冷凝水管，n+1條冷凝水管匯聚至冷凝水總管并連接至外界環境中；外界的熱空氣通過位于外側格柵最下面的進風口流入內側格柵、外側格柵和隔板圍成的風道；經由第2n+1組冷媒管支路，與在其中流動的制冷劑換熱，同時翅片強化傳熱，經與進風口相對的內側格柵的第2n+1個風口流入由內側格柵及其上的第n個擋風罩圍成的風道，并向上流動，經內側格柵下面的第2n個風口流入內側格柵、外側格柵和隔板圍成的風道；經由第2n組冷媒管支路，與在其中流動的制冷劑換熱，同時翅片強化傳熱，經外側格柵第2n個風口流入外側格柵及其上的第n個擋風罩圍成的風道，并向上流動，經外側格柵的第2n-1個風口流入內側格柵、外側格柵和隔板圍成的風道；經由第2n-1組冷支媒管，與在其中流動的制冷劑換熱，同時翅片強化傳熱，經內側格柵的第2n-1個風口流入由內側格柵及其上的第n-1個擋風罩圍成的風道，并向上流動，經內側格柵的第2(n-1)個風口流入內側格柵、外側格柵和隔板圍成的風道；依次類推，直到經外側格柵第2個風口流入外側格柵上及其上的第1個擋風罩圍成的風道，并向上流動，經外側格柵的第1個風口流入內側格柵、外側格柵和隔板圍成的風道，經由第一組冷媒管支路，與在其中流動的制冷劑換熱，同時翅片強化傳熱，充分降溫的空氣經位于內側格柵最上面的出風口流出，降低溫度后的空氣經由殼體頂端的風機流出翅片蒸發器；以上過程中，空氣中的水蒸氣受冷形成的冷凝水經外側格柵上的各個風口向下流動至外側格柵上的擋風罩的最低處，或經外側格柵與隔板之間的空隙向下流至外側格柵的最低處，最終由冷凝水管匯聚至冷凝水總管排出至外界環境中。

2.如權利要求1所述的翅片蒸發器，其特征在于，所述兩個相對的換熱單元之間的夾角在0～180°之間。

3.如權利要求1所述的翅片蒸發器，其特征在于，所述殼體包括側壁和頂壁；所述側壁用來連接兩個相對的換熱單元的側邊緣；所述頂壁包括三個依次連接的平面，兩側的兩個平面分別與兩個換熱單元的頂部相連接，并分別垂直于各自連接的換熱單元；如果兩個換熱單元的底部不互相連接，則殼體還包括底壁，用來連接兩個換熱單元的底部。

4.如權利要求3所述的翅片蒸發器，其特征在于，在頂壁的中間的平面上設置總出風口；所述總出風口的大小由具體設計風量確定；在總出風口沿長度方向布置的風機的個數由風機的型號和總出風口的大小確定。