本發(fā)明屬于制冷/能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型蒸發(fā)器，尤其涉及一種提高連續(xù)套片間氣流交互性的蒸發(fā)器。

背景技術(shù)：

蒸發(fā)器作為一種提供高溫空氣冷量的裝置，一直以來在食品、制藥、化工、醫(yī)療領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但對蒸發(fā)器本身結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面并沒有太大的突破，常規(guī)的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)一般有連續(xù)套片結(jié)構(gòu)、圓翅片結(jié)構(gòu)、方翅片結(jié)構(gòu)和正六邊形翅片結(jié)構(gòu)，連續(xù)套片式具有最為緊湊的結(jié)構(gòu)，但套片之間相互隔離，影響了空氣之間的交互性。卓傳敏(卓傳敏，大型速凍設(shè)備高效蒸發(fā)器傳熱技術(shù)的試驗研究，浙江大學(xué)，2006年)通過對圓翅片結(jié)構(gòu)、連續(xù)整體套片結(jié)構(gòu)進行傳熱計算比較，結(jié)果表明，圓翅片結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)比連續(xù)整體套片結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)大，但連續(xù)整體套片蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)更為緊湊，傳熱面積密度更大。目前，結(jié)構(gòu)最為緊湊的是連續(xù)套片式蒸發(fā)器，但套片之間的隔離影響了空氣之間的交互性使蒸發(fā)器整體的換熱性能不能得到有效地提高，因此，提高連續(xù)套片式蒸發(fā)器的換熱性能是目前連續(xù)套片式蒸發(fā)器應(yīng)用中需解決的問題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有連續(xù)套片式蒸發(fā)器的不足，提出一種蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，以改善蒸發(fā)器內(nèi)空氣流動，提高其換熱性能，并提高蒸發(fā)器空氣出口均有性。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括設(shè)計新型連續(xù)套片結(jié)構(gòu)、提高蒸發(fā)器流場交互性以及降低設(shè)備能耗等措施。具體的技術(shù)方案在于：

蒸發(fā)器包括連續(xù)套片、三角形開片、換熱管、循環(huán)空氣入口、循環(huán)空氣出口、制冷劑入口、制冷劑出口；蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)特征在于：換熱管以管間距50-70mm進行排列，換熱管直徑為15-25mm；換熱管外部高壓脹接連續(xù)套片；三角形開片以四根相鄰換熱管形成的正方形區(qū)域中心為重心，切割一個正三角形孔；三角形開片與連續(xù)套片之間夾角為10~30°；連續(xù)套片之間的節(jié)距為10~30mm；空氣從循環(huán)空氣入口豎直往下進風(fēng)，通過蒸發(fā)器下方的循環(huán)空氣出口出風(fēng)；制冷劑從制冷劑入口進入，從制冷劑出口流出。

循環(huán)空氣入口方向與三角形開片方向呈10~30°夾角，三角形開片頂點到與其相連套片之間的距離為套片節(jié)距的1/4-1/3。

連續(xù)套片節(jié)距為10-20mm時，循環(huán)空氣入口風(fēng)速為1-2m/s；連續(xù)套片節(jié)距為20-30mm時，循環(huán)空氣入口風(fēng)速為1-3m/s。采用合適的風(fēng)速能夠有效地降低蒸發(fā)器震動所帶來的噪音。當連續(xù)套片節(jié)距為20mm時，循環(huán)空氣入口風(fēng)速為2.6m/s。

三角形開片邊長l視換熱管中心距L及換熱管外徑d而定，三角形開片邊長l與換熱管中心距L及換熱管外徑d之間的關(guān)系式為：l=(L-d)/2。三角形開片過大，影響蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；過小將不利于氣流的交互運動。

換熱管直徑為20mm。蒸發(fā)器換熱管管間距為55-65mm。蒸發(fā)器換熱管管間距為60mm。蒸發(fā)器的連續(xù)套片之間的節(jié)距為20mm。換熱管管徑與換熱管管間距以及連續(xù)套片間節(jié)距是影響蒸發(fā)器換熱效果的重要性能參數(shù)。

三角形開片與連續(xù)套片之間的夾角為20°。合理選擇夾角角度對提高換熱器內(nèi)換熱效率起著重要作用。

蒸發(fā)器整體采用紫銅作為換熱材料。

蒸發(fā)器換熱管長度根據(jù)設(shè)計要求確定。蒸發(fā)器換熱管排數(shù)、列數(shù)根據(jù)設(shè)計冷負荷確定。

本發(fā)明所述的一種新型蒸發(fā)器；可以實現(xiàn)蒸發(fā)器緊湊性不變的前提下提高蒸發(fā)器空氣出口溫度均勻性，并有效地提高蒸發(fā)器內(nèi)流體的交互性，使相鄰連續(xù)套片之間空氣進行交替流動，很好地解決了傳統(tǒng)未開孔套片之間空氣交互性差，換熱性能低，蒸發(fā)器的空氣出口溫度分布不均勻的缺陷，為提高蒸發(fā)器空氣流動交互性提供了一種新思路。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種新型蒸發(fā)器三維正視圖；

圖2是本發(fā)明一種新型蒸發(fā)器三維左視圖；

圖3是本發(fā)明一種新型蒸發(fā)器三維右視圖；

圖1中，1、連續(xù)套片；2、三角形開片；3、換熱管；4、循環(huán)空氣入口；5、循環(huán)空氣出口；6、制冷劑入口；7、制冷劑出口。

具體實施方式

為使本發(fā)明實現(xiàn)的操作流程與創(chuàng)作特征易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡述本發(fā)明。

蒸發(fā)器包括連續(xù)套片（1）、三角形開片（2）、換熱管（3）、循環(huán)空氣入口（4）、循環(huán)空氣出口（5）、制冷劑入口（6）、制冷劑出口（7）；蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)特征在于：換熱管（3）以管間距60mm進行排列，換熱管（3）直徑為20mm；換熱管（3）外部高壓脹接連續(xù)套片（1）；三角形開片（2）以四根相鄰換熱管（3）形成的正方形區(qū)域中心為重心，切割一個正三角形孔；三角形開片（2）與連續(xù)套片（1）之間夾角為20°；連續(xù)套片（1）之間的節(jié)距為20mm；空氣從循環(huán)空氣入口（4）豎直往下進風(fēng)，通過蒸發(fā)器下方的循環(huán)空氣出口（5）出風(fēng)；制冷劑從制冷劑入口（6）進入，從制冷劑出口（7）流出。

三角形開片與連續(xù)套片之間夾角為20°夾角，既不影響空氣在套片間流動，同時加強了相鄰套片間氣流的交互性，能夠有利于空氣通過三角形開孔與相鄰套片之間流體進行熱交換，提高氣流溫度均勻性。

當連續(xù)套片節(jié)距為20mm時，空氣進口風(fēng)速為2-3 m/s。通過數(shù)值模擬，結(jié)果表明風(fēng)速取2.6m/s時，換熱器整體性能最優(yōu)。同時采用2.6m/s的風(fēng)速能夠有效地降低蒸發(fā)器震動所帶來的噪音。

三角形開片邊長l根據(jù)換熱管中心距L及換熱管外徑d而定，三者之間的關(guān)系式為：l=（L-d）/2； 三角形開片邊長l=（L-d）/2=（60-20）/2=20mm。三角形開片過大，影響蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；過小將不利于氣流的交互運動。

蒸發(fā)器整體采用紫銅作為換熱材料，有利于降低空氣與制冷劑的導(dǎo)熱熱阻。

空氣通過循環(huán)空氣入口進入蒸發(fā)器，循環(huán)空氣掠過蒸發(fā)器管束及套片，當空氣流經(jīng)三角形開片時，一部分空氣通過三角形開孔進入另一流域，并與另一流域內(nèi)的空氣混合，當流過下一開片區(qū)域時，空氣被進一步混合，直到通過循環(huán)空氣出口流出蒸發(fā)器。在此過程中，空氣經(jīng)過三角形開孔時不斷被混合，從而提高了循環(huán)空氣出口空氣溫度均勻性，同時增強了蒸發(fā)器的換熱，極大提高了蒸發(fā)器的換熱性能。

通過對蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)進行流體力學(xué)數(shù)值模擬，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在三角形孔處，氣流能夠很好的和相鄰近套片區(qū)域內(nèi)氣流進行熱交換，有效地提高了蒸發(fā)器出口氣流均勻性。

在連續(xù)套片上進行切割形成的三角形開片，提高了相鄰套片間的氣流交互性，有效地提高了蒸發(fā)器的換熱性能，同時增強了蒸發(fā)器空氣出口溫度均勻性，本發(fā)明為提高蒸發(fā)器空氣流動交互性提供了一種新思路。