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蒸发器的设计

对于家用空调器的开发，只有少数新产品是需要重新开发新模具，设

计新的外形结构，而大多数产品开发只是在原有外形尺寸下进行换热

器重新设计，这样我们在设计时换热器的结构尺寸基本上没有调节的

可能了，当然，如果在给定的结构尺寸下，我们所选定的蒸器不能满

足规格的要求，最常用的方法在原有的基础上增加小块翅片，以增加

换热面积，若仍不能满足规格要求，我们只有尝试使用具有较大换热

面积的室内机。

下面谈谈对于蒸发器几何尺寸一定情况下回路设计的方法。首先我们

要确定蒸发器的流路数，然后再依据流路数来考虑每个流路制冷剂的

流向。

1．流路数确定。制冷剂在蒸发器的变化是从饱和的液体（实际上也

含有少量节流后闪发的气体）开始吸热后一部分液体气化后变成气体，

随着制冷剂的流动，铜管内气体量不断增多，制冷剂的流速随着体积

的增大而增大，此时的流动阻力也增大，当所有制冷剂全部变成气体

后，若仍继续换热，制冷剂的所进行的就是显热交热，其换热系数很

低，因此为了保证蒸发器的利用率较高，我们在系统调试时应尽量使

制冷剂在蒸发器内刚刚完全蒸发，当然这个问题与流路数的确定并不

相关，在这里就不再讨论。根据传热学的基本知识，我们知道较高的

制冷剂流速可以获得换热系数，从而提高制冷系统的制冷量，但由流

体力学的知识我们可以知道，制冷剂的流动阻力随着其流速增大而增

加，因此会导致蒸发器内制冷剂的压降增加，从而降低了压缩机的吸

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入压力，而压缩机的吸气压力对于压缩机的出力有着很明显的影响，

因此我们在确定流路数时应折衷考虑这两个方面的影响，从而使得蒸

发器的利用率最大。根据一般的经验，蒸发器内气体流速在6~8m/s

比较合适，这样我们根据制冷剂气态和液态时比容的比值推算出液体

流速：

对于R22和R407C液体流速为0.1~0.15m/s,这样我们可以大致估算

出每个流路的换热量约为:

ф9.53mm铜管每个流路换热量为1600~2100W

ф7.94mm铜管每个流路换热量为1000~1400W

ф7.0mm铜管每个流路换热量为800~1000W

对于R410A其液体流速为0.15~0.2m/s,这样我们可以大致估算出每

个流路的换热量约为:

ф9.53mm铜管每个流路换热量为2000~2500W

ф7.94mm铜管每个流路换热量为1300~1700W

ф7.0mm铜管每个流路换热量为900~1300W

依据以上的数据我们可以先确定换热器流路数，然后再进行流路设计。

2．流路设计。当我们根据制冷量定下来流路数后，我们就得考虑如

何分配这些铜管，以保证最充分的换热效果，在进行流路设计之前，

我们要先确定一个大的方向，即蒸发器是采用顺流还是逆流设计，通

常情况下，采用逆流会有利于提高传热温差，达到提高换热量的目的，

但如果是热泵型空调，若蒸发器采用逆流设计时在制热时就变成顺流

换热形式了，这样会导致制冷剂在后面的换热温差极少，严重影响换

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热器的利用率，综合考虑，对于热泵型空调我们在蒸发器中通常采用

顺流设计。另一个注意点就是在换热器流路设计时尽量保证液体在下，

气体在上。在确定了制冷剂的走向后，我们接下来就是要考虑如何分

配每个流路的管程数了，管程的分配一个主要的原则就是换热好的部

分分配少一点的管，换热差的多分配一些铜管。对于家用空调机来说，

因为受结构的限制，但为了追求较高的能效比或达到较高的能力，我

们对于换热器经常会采取多折叠的设计方式，但是通常我们换热器的

弯曲形状却并不能很好的迎合风机流场的分布，也就是说在换热器的

每个折叠块所经过的空气流速会相差较多，因此我们在一些风速较低

的地方在铜管分配时就可以适当多分配一些，尽量保证每个流路的制

冷剂都能够完全蒸发，当然我们还可能通过调节分配器上分液管的长

度来调节每个流路制冷剂的流量，从而使得每路的制冷剂能够完全蒸

发，但在流路设计时我们应尽量在假设每路流量是一样的情况下进行，

这样当实际上每个流路出现一定程度的不平衡时我们才可能通过调

节分液毛细管长度来解决，如果我们在设计流路未考虑蒸发器各个部

分的差异，当实测时各流路平衡差别太大时，通过调节分液毛细管长

度可能不能解决这个问题。还有一个问题在回路设计时也应注意，就

是我们尽量不要将制冷剂的出口集中在一起，这样会导致