專利名稱：蒸發器和具有它的制冷系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及制冷技術領域，尤其是涉及一種蒸發器和具有該蒸發器的制冷系統。
背景技術：
制冷系統，例如空調的制冷系統，在冬季運行時，當環境溫度很低時，蒸發器的蒸 發溫度會低于零度，因此需要定時進行除霜。傳統的制冷系統采用全逆循環除霜，即將冷凝 器變為蒸發器，蒸發器用作冷凝器。傳統制冷系統在除霜時，室內環境溫度會下降，引起舒適度的降低。另一方面，除 霜會引起室內環境供熱的中斷，機組的能效降低。此外，由于蒸發器的入口和出口集流管中通常設有制冷劑導引管，在除霜過程中， 制冷劑的流動阻力很大，制冷劑不能快速大量地通過蒸發器，因此，除霜速度慢。在采用大 溫度滑移的制冷劑(例如R407C)的制冷系統中，結霜的位置通常鄰近換熱器的制冷劑入 口，因此從出口集流管的出口位置引入氣相制冷劑的逆循環除霜方式不能使除霜快速進 行，因此除霜時間長，機組運行效率低。
發明內容
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種除霜時間減少、除霜速度快、且運行效率提 高的蒸發器。本發明的另一目的在于提出一種可以減少室內環境的溫度波動的具有上述蒸發 器的制冷系統。根據本發明第一方面實施例的蒸發器包括第一集流管，所述第一集流管的一端設 有第一制冷劑口 ；第二集流管，所述第二集流管的一端設有第二制冷劑口 ；換熱管，所述換 熱管分別連接在第一和第二集流管之間以連通第一和第二集流管；翅片，所述翅片分別設 置相鄰的換熱管之間；和除霜管，所述除霜管的第一端連接到所述第一和第二集流管中的 一個集流管上以與所述一個集流管內部連通，其中所述除霜管的第一端與所述一個集流管 相連的位置偏離所述一個集流管的端部預定距離。根據本發明實施例的蒸發器，由于在第一集流管或第二集流管上連接了除霜管， 因此在需要對蒸發器進行除霜時，制冷劑從除霜管進入到第一集流管或第二集流管，從而 提高了除霜速度，降低了除霜時間，制冷系統的效能提高。另外，根據本發明上述實施例的蒸發器還可以具有如下附加技術特征所述除霜管連接到所述一個集流管的中間部位。所述除霜管的軸線與換熱管的軸線之間的夾角在45度-315度之間。所述預定距離大于100毫米。所述一個集流管內設有具有敞開端和封閉端的制冷劑導引管，所述第一制冷劑導 引管上形成有多個開口，其中所述制冷劑導引管的開口端從所述一個集流管的制冷劑口伸出。根據本發明第二方面實施例的制冷系統，包括壓縮機；四通閥，所述四通閥具有 第一至第四閥口，其中所述壓縮機與四通閥的第一和第三閥口相連；冷凝器，所述冷凝器的 入口與四通閥的第二閥口相連；節流機構，所述節流機構的入口與冷凝器的出口相連；蒸 發器，所述蒸發器連接在四通閥的第四閥口與節流機構的出口之間，其中所述蒸發器為根 據本發明第一方面實施例所述的蒸發器；和制冷劑切換單元，所述制冷切換單元與蒸發器 相連并且連接在四通閥的第四閥口與節流機構的出口之間，用于在制冷系統處于正常運行 模式時使制冷劑從四通閥通過節流機構進入第一集流管內且從第二集流管流出返回到四 通閥、且在制冷系統處于除霜運行模式時使制冷劑從四通閥通過除霜管進入所述一個集流 管內且從蒸發器的另一個集流管流出通過節流機構返回到四通閥。所述制冷劑切換單元包括第一至第四閥，其中所述第一閥連接在四通閥的第四閥 口與蒸發器的第二集流管的第二制冷劑口之間，第二閥的一側連接在第一閥與第二集流管 的制冷劑口之間而第二閥的另一側與節流機構相連，第三閥的一側連接在第二閥的另一側 與節流機構之間而第三閥的另一側與蒸發器的第一集流管的第一制冷劑口相連，以及第四 閥連接在四通閥的第四閥口與除霜管的第二端之間。所述除霜管的第一端與第一集流管或第二集流管相連。所述除霜管的第一端與第二集流管相連，且所述制冷劑切換單元包括第一閥和第 四閥，其中所述第一閥連接在四通閥的第四閥口與蒸發器的第二集流管的第二制冷劑口之 間，第四閥連接在四通閥的第四閥口與除霜管的第二端之間。所述除霜管的第一端與第二集流管相連，所述除霜管的第二端與四通閥的第四閥 口相連，其中所述制冷劑切換單元包括第一閥，所述第一閥連接在四通閥的第四閥口與蒸 發器的第二集流管的第二制冷劑口之間。本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1是根據本發明一個實施例的蒸發器的平面示意圖；圖2是圖1所示蒸發器的側視示意圖；圖3是根據本發明另一實施例的蒸發器的平面示意圖；圖4是圖3所示蒸發器的側視示意圖；圖5是根據本發明再一實施例的蒸發器的平面示意圖；圖6是圖5所示蒸發器的側視示意圖；圖7是根據本發明一個實施例的制冷系統的示意圖；圖8是根據本發明另一實施例的制冷系統的示意圖；圖9是根據本發明再一實施例的制冷系統的示意圖；和圖10是根據本發明又一實施例的制冷系統的示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。在本發明的描述中，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎 直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是 為了便于描述本發明而不是要求本發明必須以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對 本發明的限制。下面參考附圖描述根據本發明實施例的蒸發器500。根據本發明實施例的蒸發器500包括第一集流管501，第二集流管502，換熱管 503，翅片504，和除霜管505。第一集流管501的一端設有第一制冷劑口 5010，第二集流管502的一端設有第二 制冷劑口 5020。為了方便，在下面的描述中，第一集流管501作為入口集流管，第二集流管502作 為出口集流管，第一制冷劑口 5010為制冷劑入口，第二制冷劑口 5020為制冷劑出口，且第 一制冷劑口 5010和第二制冷劑口 5020為制冷劑入口管和制冷劑出口管的形式。換熱管503，例如扁管，分別連接在入口集流管501和出口集流管502之間以連通 入口集流管501和出口集流管502。翅片504分別設置相鄰的換熱管503之間。除霜管505的一端連接到入口集流管 501和出口集流管502中的一個集流管上以與所述一個集流管內部連通，其中除霜管505的 第一端與所述一個集流管相連的位置偏離所述一個集流管的端部預定距離，更具體而言， 偏離所述一個集流管的形成有制冷劑口的一端預定距離。下面參考圖1和圖2描述根據本發明一個實施例的蒸發器500。如圖1和2所示， 除霜管505與入口集流管501相連，更具體而言，連接在入口集流管501的大體中間部位。 除霜管505的軸線與換熱管503的軸線(即換熱管的長度方向)成大體90°角。圖3和圖4示出了根據本發明另一實施例的蒸發器500，其中除霜管505與入口集 流管501的大體中間部位相連。除霜管505的軸線與換熱管503的軸線之間的夾角α在 45-315°的范圍內。圖5和圖6示出了根據本發明再一實施例的蒸發器500，其中入口集流管501上連 接了兩個除霜管505，兩個除霜管505沿入口集流管501的長度方向間隔開，其中左側除霜 管505距離入口集流管501左端的距離以及右側除霜管505距離入口集流管501右端的距 離均大于100毫米，由此能夠進一步提高除霜的效果。需要理解的是，除霜管505的數量并 不限于此，可以根據具體應用設置任何合適數量的除霜管505。在圖5和圖6所示的實施例中，入口集流管501內插入有入口制冷劑導管506，入 口制冷劑導管506具有敞開端和封閉端且沿長度方向形成有多個開口，例如多個非圓形的 狹槽，制冷劑導引管506的開口端從入口集流管501的制冷劑入口伸出，更具體而言，制冷 劑導引管506的開口端與入口管5010相連。可選地，如圖6所示，出口集流管502內也可以插入有出口制冷劑導管507，出口 制冷劑導管507具有敞開端和封閉端且沿長度方向形成有多個開口，例如多個非圓形的狹槽，制冷劑導引管507的開口端從出口集流管502的制冷劑出口伸出，更具體而言，制冷劑 導引管507的開口端與出口管5020相連。在本發明的一些實施例中，除霜管505可以與出口集流管502相連。同理，除霜管 505與出口集流管502的連接位置偏離出口集流管502的端部，例如出口集流管502的大體 中間部位。根據本發明實施例的蒸發器500，由于在入口集流管501或出口集流管502上連接 了除霜管505，因此在需要對蒸發器500進行除霜時，制冷劑從除霜管505進入到入口集流 管501或出口集流管502，從而提高了除霜速度，降低了除霜時間，制冷系統的效能提高。下面參考圖7描述根據本發明一個實施例的制冷系統。根據本發明實施例的制冷劑系統(例如熱泵系統)包括壓縮機100，四通閥200， 冷凝器300，節流機構400，蒸發器500，和制冷劑切換單元。四通閥200具有第一至第四閥口(在圖7中，分別為左側閥口、右側閥口，上側閥 口和下側閥口)，其中壓縮機100與四通閥200的第一閥A 口和第三閥C 口相連。冷凝器 300的入口與四通閥200的第二閥B 口相連。節流機構400 (例如膨脹閥)的入口與冷凝器 300的出口相連。蒸發器500連接在四通閥200的第四閥口與節流機構400的出口之間。制冷切換單元與蒸發器500相連并且連接在四通閥200的第四閥口與節流機構 400的出口之間，用于在制冷系統處于正常運行模式時使制冷劑從四通閥200通過節流機 構400進入入口集流管501內且從出口集流管502流出返回到四通閥200、且在制冷系統處 于除霜運行模式時使制冷劑從四通閥200通過除霜管505進入所述一個集流管內且從蒸發 器500的另一個集流管流出通過節流機構400返回到四通閥200。例如，當制冷系統處于制熱模式時，室內單元用作冷凝器300，風扇F由電機M驅 動，從而將冷凝器300加熱的熱風吹送到室內進行制熱。如圖7所示，制冷劑切換單元包括第一閥A，第二閥B，第三閥C和第四閥D。第一 閥A連接在四通閥200的第四閥口與蒸發器500的出口集流管502的制冷劑出口 5020之 間，第二閥B的一側連接在第一閥A與出口集流管502的制冷劑出口 5020之間而第二閥B 的另一側與節流機構400相連，第三閥C的一側連接在第二閥B的另一側與節流機構400 之間而第三閥C的另一側與蒸發器500的入口集流管501的制冷劑入口 5010相連，除霜管 505的第一端與入口集流管501的大體中部相連，第四閥D連接在四通閥200的第四閥口與 除霜管505的第二端之間。下面參考圖7描述制冷系統的正常運行模式狀態和除霜運行模式狀態。如圖7所示，除霜管505的第一端與入口集流管501相連，在制冷系統處于正常運 行模式時，第一閥A和第三閥C打開且第二閥B和第四閥D關閉，從而制冷劑從壓縮機100 通過四通閥200的第二閥B 口進入四通閥200，然后通過四通閥200的第三閥C 口沿實線 箭頭A進入到冷凝器300內，接著，沿實線箭頭A進入節流機構400，由于第二閥B關閉，第 三閥C打開，因此制冷劑從節流機構400進入蒸發器500的入口集流管501的制冷劑入口 5010管5010進入到入口集流管501內，例如可以通過入口制冷劑導管506分配到入口集流 管501內，由此可以消除氣液分層。制冷劑從入口集流管501進入到各個換熱管503，與外 界換熱后進入蒸發器500的出口集流管502內。由于第二閥B和第四閥D關閉，且第一閥A 打開，因此從出口集流管502 (例如從制冷劑出口管5020)出來的制冷劑通過第一閥A和四通閥200的第四閥口返回到四通閥200，然后從四通閥200的第一閥A 口進入壓縮機100。 由此，實現了制冷劑的循環。當需要除霜時，制冷系統進行除霜運行模式。此時，第一閥A和第三閥C關閉，第 二和第四閥D打開，制冷劑從四通閥200的第四閥口沿虛線箭頭N通過第四閥D進入除霜 管505，制冷劑從除霜管505進入蒸發器500的入口集流管501，例如從入口集流管501的 大體中間位置進入入口集流管501內，從而對蒸發器500進行除霜，并且除霜速度加快。制冷劑沿著換熱管503流入到出口集流管502，然后從制冷劑出口 5020管出來。由 于第一閥A和第三閥C關閉，因此從出口集流管502出來的制冷劑只能通過節流機構400、 冷凝器300和四通閥200的第三閥C 口返回到四通閥200內。因此，根據本發明實施例的制冷劑系統，在需要除霜時，氣態制冷劑從除霜管505 進入到入口集流管501，避開了入口制冷劑導管506，流動阻力大大降低，加大了制冷劑流 量，提高了除霜速度。另一方面，對于霜在入口集流管501的制冷劑入口 5010附近積累較 多(如R407C)的制冷系統，高溫氣態制冷劑從入口集流管501流入，因此可直接加快霜的 融化，而且更有助于除霜的融水蒸發。因此，通過除霜管505，制冷系統的除霜過程可大大 加快，縮短了除霜時間，而且除霜效果也可加強，減少了室內溫度的波動，提高了舒適度。而 且，制冷劑無需在蒸發器500內逆循環。下面參考圖8描述根據本發明另一實施例的制冷系統。在圖8所示的實施例中，除霜管505的第一端與出口集流管502相連。在制冷系 統處于正常運行模式時，第一閥A和第三閥C打開且第二閥B和第四閥D關閉。在制冷系 統處于除霜運行模式時，第一閥A和第二閥B關閉且第三閥C和第四閥D打開。換言之，在 此情況下，第三閥C為常開，第二閥B常閉。在除霜運行模式下，制冷劑從除霜管505進入 出口集流管502，然后通過換熱管503進入入口集流管501，并通過節流機構400和冷凝器 300返回到四通閥200。制冷劑系統在正常運行模式和除霜模式下的其他操作這里不再詳 細描述。根據圖8所示的制冷劑系統，除霜管505與出口集流管502相連，因此對于結霜在 制熱運行時出口較多的情況(如R410A、R22系統)，除霜管505設置在出口集流管502上， 有助于上部結霜的快速融化。下面參考圖9描述根據本發明再一實施例的制冷系統。在圖9所示的實施例中，除霜管505的第一端與出口集流管502相連，且制冷劑切 換單元包括第一閥A和第四閥D，其中第一閥A連接在四通閥200的第四閥口與蒸發器500 的出口集流管502的制冷劑出口 5020之間，第四閥D連接在四通閥200的第四閥口與除霜 管505的第二端之間。制冷系統處于正常運行模式時第一閥A打開且第四閥D關閉，在制冷系統處于除 霜運行模式時第一閥A關閉且第四閥D打開。圖9所示的實施例與圖8所示的實施例的區 別在于省去了常閉的第二閥B和常開的第三閥C，并且第二閥B的位置斷開，第三閥C的位 置用管路替代，因此降低了成本和控制復雜程度。圖9所示制冷系統的運行與圖8所示的 制冷系統類似，這里不再詳細描述。下面參考圖10描述根據本發明又一實施例的制冷系統。在圖10所示的實施例中，除霜管505的第一端與出口集流管502相連，除霜管505的第二端與四通閥200的第四閥口相連，制冷劑切換單元包括第一閥A，第一閥A連接在四 通閥200的第四閥口與蒸發器500的出口集流管502的制冷劑出口 5020之間。當制冷系統處于正常運行模式時，第一閥A打開，制冷劑從出口集流管502通過第 一閥A返回到四通閥200，當然，一部分少量的制冷劑從除霜管505返回到四通閥200。當制冷系統處于除霜運行模式時，第一閥A關閉，制冷劑從除霜管505進入出口集 流管502，然后經過換熱管503、入口集流管501、節流機構400和冷凝器300返回到四通閥 200。根據圖10所示的制冷系統僅用了一個閥，因此結構更加簡單，成本更低，控制根
據容易。在上面描述的實施例中，制冷系統的蒸發器500僅具有一個除霜管505。但是，需 要說明的是，根據需要，可以設置任何合適數量的除霜管505，并且除霜管505可以同時與 入口集流管501和出口集流管502相連，當然，與入口集流管501和出口集流管502相連的 除霜管505可以具有各自的制冷劑切換單元。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示 例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特 點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不 一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何 的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解在不 脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本 發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種蒸發器，其特征在于，包括第一集流管，所述第一集流管的一端設有第一制冷劑口 ；第二集流管，所述第二集流管的一端設有第二制冷劑口 ；換熱管，所述換熱管分別連接在第一和第二集流管之間以連通第一和第二集流管；翅片，所述翅片分別設置相鄰的換熱管之間；和除霜管，所述除霜管的第一端連接到所述第一和第二集流管中的一個集流管上以與所 述一個集流管內部連通，其中所述除霜管的第一端與所述一個集流管相連的位置偏離所述 一個集流管的端部預定距離。
2.根據權利要求1所述的蒸發器，其特征在于，所述除霜管連接到所述一個集流管的 中間部位。
3.根據權利要求1所述的蒸發器，其特征在于，所述除霜管的軸線與換熱管的軸線之 間的夾角在45度-315度之間。
4.根據權利要求1所述的蒸發器，其特征在于，所述預定距離大于100毫米。
5.根據權利要求1所述的蒸發器，其特征在于，所述一個集流管內設有具有敞開端和 封閉端的制冷劑導引管，所述第一制冷劑導引管上形成有多個開口，其中所述制冷劑導引 管的開口端從所述一個集流管的制冷劑口伸出。
6.一種制冷系統，其特征在于，包括壓縮機；四通閥，所述四通閥具有第一至第四閥口，其中所述壓縮機與四通閥的第一和第三閥 口相連；冷凝器，所述冷凝器的入口與四通閥的第二閥口相連；節流機構，所述節流機構的入口與冷凝器的出口相連；蒸發器，所述蒸發器連接在四通閥的第四閥口與節流機構的出口之間，其中所述蒸發 器為根據權利要求1-5中任一項所述的蒸發器；和制冷劑切換單元，所述制冷切換單元與蒸發器相連并且連接在四通閥的第四閥口與節 流機構的出口之間，用于在制冷系統處于正常運行模式時使制冷劑從四通閥通過節流機構 進入第一集流管內且從第二集流管流出返回到四通閥、且在制冷系統處于除霜運行模式時 使制冷劑從四通閥通過除霜管進入所述一個集流管內且從蒸發器的另一個集流管流出通 過節流機構返回到四通閥。
7.根據權利要求6所述的制冷系統，其特征在于，所述制冷劑切換單元包括第一至第 四閥，其中所述第一閥連接在四通閥的第四閥口與蒸發器的第二集流管的第二制冷劑口之 間，第二閥的一側連接在第一閥與第二集流管的制冷劑口之間而第二閥的另一側與節流機 構相連，第三閥的一側連接在第二閥的另一側與節流機構之間而第三閥的另一側與蒸發器 的第一集流管的第一制冷劑口相連，以及第四閥連接在四通閥的第四閥口與除霜管的第二 端之間。
8.根據權利要求7所述的制冷系統，其特征在于，所述除霜管的第一端與第一集流管或第二集流管相連。
9.根據權利要求6所述的制冷系統，其特征在于，所述除霜管的第一端與第二集流管 相連，且所述制冷劑切換單元包括第一閥和第四閥，其中所述第一閥連接在四通閥的第四閥口與蒸發器的第二集流管的第二制冷劑口之間，第四閥連接在四通閥的第四閥口與除霜 管的第二端之間。
10.根據權利要求6所述的制冷系統，其特征在于，所述除霜管的第一端與第二集流管 相連，所述除霜管的第二端與四通閥的第四閥口相連，其中所述制冷劑切換單元包括第一 閥，所述第一閥連接在四通閥的第四閥口與蒸發器的第二集流管的第二制冷劑口之間。
全文摘要
本發明提出一種蒸發器，包括第一集流管，所述第一集流管的一端設有第一制冷劑口；第二集流管，所述第二集流管的一端設有第二制冷劑口；換熱管，所述換熱管分別連接在第一和第二集流管之間以連通第一和第二集流管；翅片，所述翅片分別設置相鄰的換熱管之間；和除霜管，所述除霜管的第一端連接到所述第一和第二集流管中的一個集流管上以與所述一個集流管內部連通，其中所述除霜管的第一端與所述一個集流管相連的位置偏離所述一個集流管的端部預定距離。本發明還提出一種具有上述蒸發器的制冷系統。根據本發明，由于設置了除霜管，因此系統除霜時間減少、除霜速度快、且運行效率提高。
文檔編號F25B39/02GK102003842SQ20101053820
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月4日 優先權日2010年11月4日
發明者李艷星, 高強 申請人:三花丹佛斯(杭州)微通道換熱器有限公司