一、蒸发器的型式

　　蒸发是液态转化为气态的物理过程。汽车空调蒸发器包含在HVAC单元内部，通过鼓风机促进液态制冷剂气化。

　　（1）蒸发器的主要结构型式：管片式、管带式、层叠式、平行流式

　　（2）各种型式蒸发器特点

　　管片式蒸发器 由铝质或铜质圆管套上铝翅片组成，经胀管工艺使铝翅片与圆管紧密相接触。管片式蒸发器管片式蒸发器

　　这种管片式蒸发器，结构简单，加工方便，但是换热效率比较差。因为制作方便、成本低，所以比较低端、旧的车型还在应用。

　　管带式蒸发器 这类蒸发器由多孔扁管与蛇形散热铝带焊接而成，工艺比管片式复杂，需采用双面复合铝材及多孔扁管材料。管带式蒸发器管带式蒸发器

　　优点是换热效率有所提高，不足是由于厚度较大，内孔数目多，容易导致制冷剂在内孔流通不均匀，不可逆损失增加。

　　层叠式蒸发器 目前应用*广泛的结构型式，由两片冲成复杂形状的铝板叠焊在一起组成制冷剂通道，每两个组合通道之间夹着波浪形散热翅片。双储液室蒸发器（左） 单储液室蒸发器（右）

　　优点是换热效率较高，结构紧凑，但是加工难度*大，通道狭窄，容易堵塞。

　　平行流式蒸发器 是现在常用的一种蒸发器，由管带式蒸发器结构基础上发展起来的，是一种紧凑式换热器，由双排多孔扁管和百叶窗翅片组成。平行流式蒸发器

　　优点是换热系数高（相比管带式换热器能力提高30%以上），质量轻、结构紧凑、制冷剂充注量少等。不足是各个扁管间的气液两相制冷剂难实现分配均匀，影响换热量及温度场分布。

　　二、蒸发器工作原理

　　蒸发器芯体是实现制冷的热交换器，它利用冷媒在芯体管路内部的流动和空气在翅片间隙中的流动，通过铝扁管和翅片的热传递的作用将外界空气中的热量传递给由膨胀阀小孔喷入的雾状高压制冷剂，迅速吸热气化成气态制冷剂，由于吸热气化，使蒸发器表面温度下降，从鼓风机吹来的空气，不断流过蒸发器芯体，被冷却后从出风口吹出，使车厢内降温。制冷剂流动图

　　下面我们主要介绍两种常用的蒸发器结构和设计要点。

　　三、层叠式蒸发器结构

　　层叠式蒸发器是目前应用*广泛的结构型式，芯体宽度一般为47/58/60/65/70/75mm。层叠式蒸发器主要由主片、翅片、边板、管路等组成。主片分为两种结构型式： ①异形表面（交叉纹、点状纹、条形纹）②平面成型板（两片成型板中有内翅片）蒸发器结构型式蒸发器选材

　　2. 流程布置 层叠式蒸发器由几十的流道组成, 为了充分发挥蒸发器的作用, 通常将其隔成不同的流程。目前较为盛行的做法是将其分成两个或三个流程。流程数增加了以后, 每个流程中流道数减少,流道内制冷剂的质量流速增加, 相应的换热系数增加, 但流动阻力同时也有所增加。由于蒸发后期制冷剂的比容较大,流速较快,为减小流阻, 后**程流道数应略多些。三流程（左） 两流程（右）

　　四、平行流式蒸发器

　　平行流式蒸发器是新型蒸发器，具有重量轻、成本低、大小可控、换热性能高等优点，将逐步替代现有品种。一般芯体厚度38/40/48/50/56mm。主要由水室、扁管、翅片、边板、管路等组成。

　　1.水室结构

　　2.扁管结构

　　目前对平行流微通道扁管截面形状的研究，主要以增大换热面积和对流换热系数，或增强其耐压能力和抗变形能力为主要目标。目前微通道扁管截面形状主要有矩形、三角形、圆形三种形式。

　　三角形扁管压力损失大于矩形的，换热性能低于矩形扁管，但耐压性高于矩形扁管。带内翅的多孔扁管截面形状，增大了扁管内微通道的换热面积，并有效地破坏了管内制冷剂的流动边界层，从而增强了扁管的换热能力。这三种形式的多孔扁管通道的*外侧的两个微通道的截面均为圆形，目的是增强多孔扁管的抗变形能力。

　　3.扁管的选用

　　扁管内通道尺寸的大小对蒸发器性能有非常重要的影响。在相同质量流量的情况下，管径越小，流速越快，增强了对流换热。但随着尺寸的减小，这种变化是呈变缓的趋势，这是由于尺寸减小，换热面积也减小。流速增大压降也随之上升，这种趋势是逐渐变大的，因此，管径不易过小，管径也不易过大，否则会恶化对流换热。扁管的宽度H一般选1.2～1.8，扁管的长度根据芯体厚度确定，如38mm的芯体，长度一般为16或17。

　　扁管水力直径为0.01～0.2mm的通道称为微通道，水力直径为0.2 ～3mm的通道称为细通道，水力直径大于3mm的通道称为传统通道。

　　（1）制冷剂的通路数N与扁管的宽度W的关系 A=N/W，0.558 ≤A≤ 1.235

　　（2）制冷剂通路的水力直径Dh应满足，0.35 ≤Dh≤ 1.0 水力直径Dh=4*B/L，

　　B：制冷剂通路截面面积 L：制冷剂通路流体接触湿周

　　目的：在空调系统压缩机开启和关闭时，能够降低吹出到车厢内的空气的温差。

　　如果A＜0.558，或Dh＞1.0，则由毛细管效果引起的扁管的通路内的饱液性能不足（流速过快），在设置了使用方向朝向上下方向的扁管的蒸发器的制冷循环中，在压缩机关闭时，制冷剂在短时间内从扁管的通路内流出，通过蒸发器的空气的温度急剧升高。 如果A＞1.235，或Dh＜0.35，虽然提高了由毛细管效果引起的扁管的通路内的饱液性能不足（流速过快），在设置了使用方向朝向上下方向的扁管的蒸发器的制冷循环中，在压缩机关闭时，能够防止制冷剂在短时间内从扁管的通路内流出，但是在压缩机开启时，制冷性能下降。

　　4.翅片的选用

　　目前蒸发器空气侧换热采用波纹型百叶窗翅片。作用是使空气流动方向沿百叶窗平面方向扭转, 与引流部分的层流边界层一起, 构成“多层平板”流动, 增大换热系数并减小压损。流动与百叶窗平面的夹角和流动Re 数有关。当Re 数较小时, 层流边界层很厚, 把百叶窗沉浸在内, 而使翅片之间的流通间隙减小, 影响换热效果。蒸发器湿工况时也可能由于凝露而阻塞百叶窗, 导致换热系数迅速下降。 同样的翅片结构, 用于蒸发器时,空气侧的换热系数远小于作为冷凝时的换热系数。U形翅片矩形翅片

　　矩形翅片比U形翅片开窗长度长，增强了空气在翅片高度方向的流动, 有利于破坏流动边界层，空气流保持形成“多层平板”式流动，避免空气在低Re数流动时出现换热恶化；矩形翅片比U形翅片焊接面积大，提高了传热效率。试验表明，蒸发器采用矩形翅片比U形翅片，性能可提高20%，风阻减小5%。

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