CN1297783C - 一体式空调器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一体式空调器。在设备室内侧正面设置空气吸入口、在其两侧设置空气吹出口的一体式空调器具有以下问题，即，当吹出口较窄时，由于吹风速度增加，致使压力增高，噪音加大；反之，如果将吹风口变宽的话，热交换器的宽度变窄，循环的能力降低。本发明对此的解决方案是：对于在设备室内侧正面设置空气吸入口、在其两侧设置空气吹出口的一体式空调器，使热交换器的宽度为整个设备宽度的0.6-0.75倍。

Description

一体式空调器

技术领域

本发明涉及一体式空调器。

背景技术

现有的一体式空调器的室内侧，在设备前面的中央部分配置有室内热交换器，在它的下游配置有多叶片或涡轮风扇等离心式风扇，在室内热交换器的两侧配置有吹出口。也就是，如日本专利实开昭53-157549号公报和特开平11-325505号公报所记载的那样，在一体式空调器的正面、对着室内热交换器的地方设有空气吸入口，从空气吸入口吸入的空气，经室内热交换器被吸到离心式风扇中，通过风道后，从设在空气吸入口两侧的空气吹出口吹出。

所述现有技术中的一体式空调器，其设备的宽度尽管很窄但也不能再加宽，在从室内侧正面看去的正面上设有正方形吸入口，在空气吸入口的左右设置纵长的长方形空气吹出口。这样，由于排出确保所要换热量规定风量，热交换器的压力损失较大，因此必须使用高压风扇(多叶片风扇)。结果，产生风扇噪音大的问题，进而产生风扇马达输入大、设备耗电量增加，COP(效率系数＝能力/电力输入)较差这样的问题。

这里，作为室内风扇，由于能产生高风量、高压的叶轮使用了向旋转方向大幅度倾斜且内径大的多翼风扇，所以使风扇出口的排气速度变高，排风口的损失增大，由于设在设备前面两侧的排出口不能变小，因此室内热交换器的宽度就不能增大。

另外，上所述问题还导致由于吹出口排风迟缓，使冷风不能及时到达整个室内，出现室内温度达到规定温度的时间变长等问题。

也就是说，为使室内热交换器的换热性能提高而使室内热交换器的宽度增大的话，空气排出口的宽度则减小，噪音增大；反之，为使噪音降低而使空气吹出口的宽度增加的话，室内热交换器的宽度则减少，从而降低了热交换器的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种一体式的空调器，它针对在设备正面具有空气吸入口，在空气吸入口左右具有空气吹出口的一体式空调器，使其呈现与现有技术相反的特点，即在噪音降低的同时还具有较好的换热性能。

所述目的是这样达到的：针对具有收纳在其设备内的压缩机，室外热交换器，室内热交换器，室外风扇，设置在所述设备正面的空气吸入口，设在空气吸入口左右的空气吹出口的一体式空调器，所述室内热交换器对着所述空气吸入口设置，两端具有U形弯管，被U形弯管夹住的部分有散热片，使散热片部分的宽度为所述设备宽度的0.6-0.75倍。

此外，所述目的也能这样达到：针对具有收纳在其设备内的压缩机，室外热交换器，室内热交换器，室外风扇，设置在所述设备正面的空气吸入口，设在空气吸入口左右的空气吹出口的一体式空调器，所述室内热交换器对着所述空气吸入口设置，两端具有U形弯管，被U形弯管夹住的部分有散热片，使所述室内热交换器的整体宽度为所述设备宽度的0.70-0.85倍。

采用本发明，对于在设备正面具有吸入口，在该吸入口左右具有空气吹出口的一体式空调器来说，能够提供一种降低噪音，而且具有较好换热性能的一体式空调器。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一体式空调器的俯视剖面图。

图2是图1所示一体式空调器的正视图。

图3是表示室内风扇宽度与COP关系的图形。

图4是表示一体式空调器的空气排出口的变型例的图。

图中：1-设备基座、2-箱体、3-室外用环形嘴、4-室外扇、5-室外热交换器、6-室外隔板、7-腔体、8-压缩机、9-内外隔板、10-风扇马达支承台、11-风扇马达、12-室内风扇、13-室内用环形嘴、14-吹风口、15-过滤器、16-横风向板、17-室内壳体、18-纵风向板、19-前面格栅、20-吸入壳、21-室内热交换器、22-凸缘、23-运转操作部、24-叶片、25-侧板、26-心板。

具体实施方式

图1展示了本发明的一个实施例，承载着一体式空调器主要结构的设备基座1和这些主要结构都由箱体2所覆盖。室外隔板6用来将排放空间和吸入空间隔开，室外用环形嘴3用作吸入口。排放空间是室外隔板6和室外热交换器5围起来的空间，来自设在室外用环形嘴3下游室外风扇4的空气被排放到排放空间。在室外风扇4的上游配置有压缩机8、吸入腔7，还有用于以两轴驱动室外风扇4和室内风扇12风扇马达11。风扇马达11由风扇马达支撑台10固定在设备基座1上。当室外风扇4旋转时，从压缩机8的空间吸入空气，通过设在室外风扇4下游的室外热交换器5，向室外散热。

此外，在内外隔板9的室内侧，设置有前面格栅19、过滤器15和室内热交换器21。有将来自室内热交换器21的空气导向室内风扇12、并兼作室内壳体17一部分的吸入壳20，还有从室内用环形嘴13吸入空气的室内扇12、用于将来自室内扇的空气分流到设备两侧的突起22，在它的下游安装有横向风向板16和纵向风向板18。

当室内扇旋转时，空气通过前面格栅19、过滤器15被吸入，在室内热交换器21中吸热后，通过位于风扇下游的、用来控制吹风流向的多个突起22和室内壳体17进行分流，冷气从位于室内热交换器22两侧的吹出口14向室内侧吹出。室内热交换器21由在其中央部具有主要进行热交换的散热片部分和流过制冷剂的管道构成，它两侧的管道由被弯曲的U形弯管部23构成。散热片部的宽度为Wexf，散热片部和U形弯管部整体的宽度为Wex。在一体式空调器中，从室内正面侧的空气吸入口吸入的空气，介由室内热交换器21整体宽度Wex中的所述散热片部分的宽度Wexf进行热交换，并吸入室内风扇12中。然后，调和后的空气从室内热交换器21两侧、设置在设备正面空气吸入口两侧的排出口14吹到室内。

此外，图中未示出，在室内热交换器21的下部，设有接收凝结水的露水接收器和使其中的水排到设备室外一侧下部的导水管。

如上所述，室内热交换器由散热片、与散热片密接的管子和在散热片两端为使管子来回折返的U形弯管构成。因此，使两端被U形弯管夹住的散热片部分是实际的换热部分，两端的U形弯管部分与散热片部分相比，基本上是无助于热交换的部分。大多数一体式空调器设备的宽度是470-660mm(根据制冷能力的不同)，室内热交换器散热片部分的宽度是，前者为270mm，后者为375mm，实际换热部分与设备宽度的比值约为0.57。

包括散热片两侧的U形弯管在内的室内热交换器的整体宽度，是在所述散热片部分宽度上加上两侧的U形弯管部分的长度，前者为330mm，后者为435mm左右。(与设备宽度的比值为0.7-0.66)

以上是考虑到以下问题而决定的尺寸，即，由于想要通过使室内热交换器的前面的实际面积增大来确保热交换量的要求，以及热交换器的前面面积在宽度方向上增加的话设备两侧的排放口就会变窄，由于出风速度急增，风扇的所需压力上升变大，结果，因风扇输入增加而导致的消耗电量增加。

但是，这种结构有下面问题。由于设备的宽度本来就比较小，因此室内热交换器散热片部的前面面积相对于设备宽度如果小于所述0.57，如果按照为保证换热量所需的风量输出的话，由于热交换器的压力损失大，就必须使用高压的风扇(多叶片风扇)。这样出现风扇噪音高的问题，进而出现风扇马达的输入大，设备耗电增加，COP较差这样的问题。

图2是本实施例设备的正视图，显示了与设备的宽度Wu相比，热交换器的宽度Wexf、Wex，吹出口宽度Bd和设备高度方向的关系。在本实施例中，使设备运转的电器部件24设在设备的下部，设备的宽度是Wu，高是Hu，热交换器宽度为Wexf、Wex，高度是Hex，吹出口是宽度为Bd、高度为Hd的矩形。

因此，需要考虑风扇的特性来决定热交换器的压力损失和吹出口压力损失(出风的动压)的平衡。也就是说，如果通过使室内热交换器22的宽度Wexf、Wex加大使换热量增加的话，从吹出口14吹出的气流速度增加，其动压激增，风扇的压力必需上升到较高的压力，否则空气不流动。

此外，为使吹出口的动压和风向板的损失降低，使吹出口14的出口宽度Bd增加的话，室内热交换器22的宽度则减少，热交换器的压力损失增加，同时，产生不能确保换热量的问题。

另外，为确保风量，必需提高风扇的转速，这导致噪音大幅度增加，而且风扇马达的输入激增，从而使耗电量增加，因此从节省电力方面来说没有优势。

也就是说，在一体式空调器中，室内热交换器的宽度Wexf、或Wex与吹风口的宽度之间，存在一个使风量最大同时换热量也最大的最佳值。

图3是表示本实施例效果的图，以设备噪音为现有值，在热交换器散热片部的宽度(Wex)相对于设备宽度Wu变化的场合，风量发生变化，该图显示了与设备能力相应的耗能效率(通常称之为COP)发生变化的情况(记载值是针对1.5HP型号以上的情况，使能力为定值)。具体地，是通过进行实验和模拟导出的数值。热交换器散热片部宽度现有的最大值是Wexf/Wu＝0.57左右，该点的COP显示为COP＝1.0。对于风扇来说，与多叶片风扇相比，使用叶轮出口的绝对速度小(叶轮出口角约为β2＝130以内)的离心风扇(涡轮风扇)。

该结果显示，当热交换器宽度比现有值大，为Wexf/Wu＝0.6以上时，能力增加，而到0.75以上时，能力急剧下降。Wexf/Wu为0.75以上时，能力急剧下降的原因是，当Wexf/Wu变大时，吹风口相对变窄，吹风的速度增加，由此动压和风向板的损失增加。对于Wexf/Wu＝1，理论上说来，由于吹风口的面积为零，风量为零，因此COP＝0。

此外，Wexf/Wu较小时，热交换器的传热面积小，热交换器的压力损失激增，能力降低，风扇马达的输入增加明显。当Wexf＝0时，风量为0，因此COP也为0。

由以上分析可知，确保现有的COP比值为1以上的条件，是热交换器散热片部宽度(Wexf)与设备宽度(Wu)的比值在Wexf/Wu＝0.60-0.75的范围内。

在空调器中，使COP提高1％以上是相当重要的，此外，仅仅是风扇的性能和热交换器的安装状态就能使COP提高，因此不让价格大幅上升的原因重要的是节省电力。这意味着，比现有COP提高1％的较佳Wexf/Wu是0.625-0.7，更好的是0.65-0.7。

以上的效果，由于以热交换器和风扇的传热面积及噪音衡定时的风扇的风量就能够获得，因此不会导致费用大幅度增加，此外，还可使开发期间缩短。

因此，在一体式空调器中，热交换器散热片部的宽度Wexf与设备宽度的比值在0.60-0.75范围或比所述更好的范围时，噪音面和设备循环效率面还有比现有吹风口的宽度(Bd)就能够缩小，风速增加，从而能够期待使吹风速度增加，冷风能吹到整个室内，获得有助于舒适性的效果。

如上所述，采用本实施例，在一体式空调器中，通过使吹风口与吹风口动压之间的关系达到最佳，能使被限定设备宽度内的热交换器的实际宽度比现有技术增大10％以上，能够实现同等噪音时的高风量化，使室内换热量增加，并且使用较少的电力。另外，按照所述结果，能使吹风口宽度变窄，吹风速度增加，冷风及时达到整个室内，能很快达到运行开始时室内温度的设定值，使整个室内温度均匀。

上面虽然提示的是热交换器散热片部宽度的最佳值(Wexf)，但对于实际的热交换器，如图1所示，在散热片部的两侧存在管道的U形弯管部23，在此部分，几乎没有换热效果，而实际上又是必要的部分。吹风口的宽度(Bd)还由满足散热片部宽度(Wexf)和U形弯管宽度(Bd)的尺寸来确定。从所述的实际数值上看，由于该U形弯管的宽度是散热片部宽度(Wexf)的22％-16％，是设备宽度的13％-9％，因此，热交换器整体宽度的最佳值(Wex)比所述最佳值略高，为Wex/Wu＝0.7-0.85。也就是说，将图3的横轴考虑成所述热交换器的整体宽度时，可以认为比现有技术范围能够提高换热量的宽度比为Wex/Wu＝0.70-0.85。

包含所述U形弯管时，热交换器整体宽度的最佳值也和热交换器散热片部宽度(Wexf)的最佳值一样，存在使能源消耗效率(COP)较高的最佳范围。

如上所述，如果将热交换器宽度与设备宽度的比作为最佳范围的话，能增加吹风口的风速，也能缩短达到室内温度均匀分布和预定温度的时间。本实施例就是能进一步提高这种效果的设备。

现有的吹风口位于设备的前面，是冷气从设备的前面吹出的结构，对此，图4所示的吹风口的变型例采用的结构是，它位于设备的侧面，并且吹风口14变大，随着风向板18的摆动，冷风从设备的两侧吹出。当使吹风口14在设备两侧变大时，吹风口14的风速变缓，能通过进一步的高风量而使能力提高。通常，由于使前面装饰框弯曲，最好使扩大的尺寸(Dd)为吹风口宽度(Bd)的20％以上。

这样，能使室内温度分布出现以下效果。也就是说，使位于设备侧面的吹风口扩大，利用风向板，冷气向两侧吹出时，由于吹风口比现有技术的大，因此减少了风向板的损失，使冷气能充满全体室内，或者说使壁面容易变冷，通常还能出现辐射制冷的效果。

下面利用图1来说明室内风扇12的形状。作为室内风扇12，其心板26(护罩)的外径比侧板25(轮毂)的内径小，而且使叶轮24(叶片)的外径从侧板25侧向心板26侧逐渐减小。与叶片24的直径在轴向为定值时相比，风扇马达输入能减少10％以上。如果采用所述热交换器的实际形状，还有吹风口的例子，图3所示的能量消耗效率(COP)可进一步提高。

另外，在所述实施例中，虽然是对在室内热交换器左右具有吹风口的一体式空调器进行说明的，不过在另外地方具有吹风口的也能达到此效果。

如果采用以上的实施例，在一定的设备的宽度中，由于能使热交换器的实际面积安装到最大限度，所以，在能力一定的情况下，能降低消耗的电力，达到高风量化，提高了制冷的效果。并且，由于减少了风扇马达的输入，所以具有能够实现资源最小化、降低费用、轻量化的效果。

Claims (4)

1.一种一体式空调器，具有收放在其设备内的压缩机，室外热交换器，室内热交换器，室外风扇，设置在所述设备正面的空气吸入口，设在空气吸入口左右的空气吹出口，其特征在于：所述室内热交换器对着所述空气吸入口设置，两端具有U形弯管，在被U形弯管夹住的部分有散热片，使散热片部分的宽度为所述设备宽度的0.60-0.75倍。

2.根据权利要求1所述的一体式空调器，其特征在于：在所述设备前侧面使吹出口扩大。

3.一种一体式空调器，具有收放在其设备内的压缩机，室外热交换器，室内热交换器，室外风扇，设置在所述设备正面的空气吸入口，设在空气吸入口左右的空气吹出口，其特征在于：所述室内热交换器对着所述空气吸入口设置，两端具有U形弯管，在被U形弯管夹住的部分有散热片，所述室内热交换器的整体宽度为所述设备宽度的0.70-0.85倍。

4.根据权利要求3所述的一体式空调器，其特征在于：在所述设备前侧面使吹出口扩大。

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