CN101033870A - 标准空调器 - Google Patents
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Abstract
标准空调器是一种通过蒸气压缩制冷循环来制冷和制热的整体式空调器，其制冷系统不设四通阀，通过直接把机组旋转180度使用来实现热泵制热，机组正反两面都设有电源插口，电源线采用插拔式，同时机组正反两面都设有操作按钮和显示装置，遥控器采用没有方向敏感性的遥控技术。本发明在提高房间空调器综合性能的同时降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种房间空调器，尤其是一种整体式空调器。
背景技术
现有的房间空调器基本上分为单冷型、电热型、冷暖型和冷暖辅电型四类，其中能实现热泵制热的冷暖型和冷暖辅电型无论产品具体形式如何，无一例外都需要增加一个四通阀来改变制冷剂流向，四通阀不仅成本高，而且制热时需要经常性的换向进行化霜，故障率高，所以同规格的冷暖型产品成本大大高于单冷型产品，而可靠性却远不如单冷型。
中国专利ZL02118219.1公开了一种不需要四通阀也能实现热泵制热的冷暖型空调，不过要实现热泵制热该发明最少需要一台主机和一台子机，对很多面积较小的房间来说成本明显偏高，比如说10平方米的一个房间一台主机的制冷量或许就够了，但如果需要使用热泵制热的功能就必须再配一台子机，从而造成设备配置的浪费。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种不设四通阀也能实现热泵制热的低成本、高可靠性的整体式空调器。
本发明的其它目的和优点将部分地在下述说明中予以说明，部分体现在从说明书显而易见或者从本发明的实施可以获知的范围中。
和普通房间空调器一样，本发明同样采用蒸气压缩制冷循环，即通过制冷剂的压缩、冷凝、膨胀和蒸发这一循环来实现制冷和制热的目的，图1显示了本发明所提供标准空调器的制冷系统构成原理，制冷时制冷剂流向为：压缩机→冷凝器→制冷毛细管→蒸发器→压缩机，制热时制冷剂流向为：压缩机→冷凝器→制热毛细管→蒸发器→压缩机，当然，制冷毛细管和制热毛细管之前的管路系统中各有一只电磁阀控制它们的通断。普通房间空调器通过四通阀把位于室内单元的蒸发器转换为冷凝器来实现热泵制热目的，本发明则是直接把机组旋转180度使用来实现热泵制热，所以本发明只能采用整体式空调器的形式，并且不宜采用普通整体式空调器那样的固定安装方式，而是采用方便换向的抽屉式安装方式，即本发明随机配置一个与之配套的安装筒，安装筒固定在空调房间外墙或窗户上，本发明则插入安装筒中。当然，单是把空调器交换个方向使用并不能让空调器制冷制热功能都得到很好的发挥，为了更好地实现本发明的目的，本发明还采用了如下所述的一系列技术方案。
机组正反两面都设有电源插口，电源线采用插拔式，两面的电源插口电气连接上为并联关系，即无论哪一面的电源插口接上电源线都能为机组供电；为了便于使用，机组正反两面都设有操作按钮和显示装置，同时遥控器不能采用通常使用的红外线遥控技术，而应采用没有方向敏感性的遥控技术，另外机组的正反两面都设有隐蔽拉手，以方便从安装筒中抽出机组。
本发明所提供的标准空调器外形类似于立窗式空调器，即高度方向大于宽度方向，机组内部分成四个独立的空间，分别是冷风吸风静压箱、冷风送风静压箱、热风吸风静压箱和热风送风静压箱，冷凝器和蒸发器均采用平板型结构，各自垂直安装在热风吸风静压箱和冷风吸风静压箱内靠外侧，蒸发器风机与冷凝器风机平行安装，都采用离心风机，分别位于冷风吸风静压箱和热风吸风静压箱内靠内侧；冷风吸风静压箱和冷风送风静压箱之间通过冷风送风管连通，热风吸风静压箱和热风送风静压箱之间通过热风送风管连通；温差较大以及有隔音要求的两个内部空间之间均采用保温隔板分隔，比如说冷风吸风静压箱和冷风送风静压箱之间、热风吸风静压箱和热风送风静压箱之间、冷风吸风静压箱和热风吸风静压箱之间以及冷风送风静压箱和热风送风静压箱之间都要采用保温隔板分隔，另外为了减少热损失，冷风送风静压箱以及热风送风静压箱与底盘、外壳之间同样需要设置保温隔板。
由于换热温差的限制，无论是夏季制冷运行还是冬季制热运行，室外单元要求的通风量都远大于室内单元要求的通风量，所以本发明冷凝器风机和蒸发器风机各设一台电机，并且都采用变速电机，在高低转速情况下各自的风量差别均在一倍以上，制冷时冷风吸风静压箱和冷风送风静压箱靠室内，热风吸风静压箱和热风送风静压箱靠室外，蒸发器风机低速运转，冷凝器风机高速运转；停机状态下拔下电源线，把机组从安装筒中抽出来旋转180度重新装上，再插上电源线，机组就可转入制热运行，制热时热风吸风静压箱和热风送风静压箱靠室内，冷风吸风静压箱和冷风送风静压箱靠室外，蒸发器风机高速运转，冷凝器风机低速运转。
为了方便普通消费者使用，本发明比较适合于小规格的机型，机组重量不宜超过40Kg，否则换向会比较困难，按照现有的技术水平，这种重量的整体式空调器一般可以满足15平方米房间的空调要求，相对于我国绝大多数住宅房间来说是非常合适的；为了减少机组体积，机组采用下送风方案，冷风送风静压箱和热风送风静压箱都处于机组的下部，相应的冷风吸风静压箱和热风吸风静压箱则分别位于它们的上面，压缩机安装在热风送风静压箱内，一方面节约了压缩机需要的安装空间，另一方面，因为压缩机本身的发热直接用来加热送风，从而大大提高了空调的制热性能，再加上下面叙述的一些技术优势，本发明比现有整体式空调器具有更高的制冷制热能效比，也就是说，同样的房间本发明可以用更小的机型、更低的能耗来满足其空调要求。
因为夏季制冷运行蒸发器产生冷凝水时位于室内侧，冬季制热运行蒸发器产生化霜水时位于室外侧，所以空调器要翻转使用还必须解决冷凝水和化霜水的排放，为此本发明特别设计了一种滴水技术来解决这个问题，即通过一根导水管把夏天制冷时产生的冷凝水滴到压缩机顶部，一方面冷凝水被压缩机的高温表面加热后蒸发散到室外大气中，从而解决了冷凝水的排放，另一方面冷凝水蒸发吸热会大大改善压缩机的工作条件，相当于压缩机在半水冷的方式下运行，制冷能效比会有相当程度的提高；冬季制热时产生的化霜水用同一根导水管滴到压缩机顶部，这时压缩机位于室内侧，化霜水被压缩机高温表面加热蒸发后直接用于增加室内湿度，同样达到一举两得的作用；当然，机组底部还设有连通的排水管，该排水管在机组正反两面都设有排水口，室内侧排水口用塞子封堵，多余的冷凝水或化霜水通过室外侧排水口排出。
很显然，本发明的综合性能相比现有技术有了明显提高，另外因为没有四通阀，产品成本会降低很多。参照附图通过对本发明的一个优选实施例的详细描述，本发明的其它目的和优点将变得更加明显并得到更加清晰的理解。
附图说明
图1为本发明制冷系统原理图
图2为本发明实施例侧剖面图(A-A剖面)
图3为本发明实施例局部侧剖面图(D-D剖面)
图4为本发明实施例平剖面图(B-B剖面)
图5为本发明实施例平剖面图(C-C剖面)
图6为本发明实施例室内侧正视图
图7为本发明实施例室外侧正视图
图8为本发明实施例侧视图
图9为本发明安装筒室内侧正视图
图10为本发明安装筒侧剖面图
图中部件清单表
| 1 | 压缩机 | 4 | 制冷毛细管 | 7 | 制热电磁阀 | 10 | 热风吸风静压箱 |
| 2 | 冷凝器 | 5 | 制冷电磁阀 | 8 | 化霜分支管 | 11 | 热风送风静压箱 |
| 3 | 蒸发器 | 6 | 制热毛细管 | 9 | 化霜电磁阀 | 12 | 冷风吸风静压箱 |
| 14 | 保温隔板 | 15 | 外壳 | 16 | 底盘 | 13 | 冷风送风静压箱 |
| 17 | 室内面板 | 18 | 过滤网 | 19 | 冷风送风口面板 | 20 | 冷风送风口 |
| 23 | 电源插口 | 28 | 连接螺丝 | 21 | 热风送风口面板 | 22 | 热风送风口 |
| 29 | 蒸发器风机 | 30 | 冷凝器风机 | 24 | 制冷开关机按钮 | 25 | 制冷指示灯 |
| 31 | 冷风送风管 | 32 | 热风送风管 | 26 | 制热开关机按钮 | 27 | 制热指示灯 |
| 33 | 隐蔽拉手 | 34 | 集水槽 | 35 | 接水盘 | 36 | 导水管 |
| 37 | 水过滤器 | 38 | 滴水孔 | 39 | 匀风挡板 | 40 | 匀风挡板支撑杆 |
| 41 | 排水管 | 42 | 排水口 | 43 | 带塞子的排水口 | 44 | 电气盒 |
| 45 | 安装筒 | 46 | 密封环 |
具体实施方式
图1显示了本发明所提供标准空调器的制冷系统原理，因为制冷制热时运行工况有比较大的差异，所以用了两根毛细管分别节流，制冷时制冷剂流向为：压缩机1→冷凝器2→制冷电磁阀5→制冷毛细管4→蒸发器3→压缩机1，制热时制冷剂流向为：压缩机1→冷凝器2→制热电磁阀7→制热毛细管6→蒸发器3→压缩机1；考虑到冬季制热时化霜的需要，在压缩机1的排气管上并联了一根化霜分支管8，该化霜分支管8接到蒸发器3的底部，化霜分支管8上串联有一只常闭的化霜电磁阀9，空调控制单元检测到蒸发器3积霜达到化霜启动条件时，就按事先设定的化霜程序打开化霜电磁阀9，让压缩机1的高温排气直接进入蒸发器3化霜。
本发明不象普通房间空调器那样通过四通阀把位于室内单元的蒸发器3转换为冷凝器2来实现热泵制热目的，而是直接把机组旋转180度使用来实现热泵制热，所以本发明只能采用整体式空调器的形式，外形类似于立窗式空调器，即高度方向大于宽度方向，机组正反两面都设有电源插口23，电源线采用插拔式，两面的电源插口23电气连接上为并联关系，即无论哪一面的电源插口23接上电源线都能为机组供电；同时机组没有采用普通整体式空调器那样的固定安装方式，而是采用方便换向的抽屉式安装方式，因此需要随机配置一个安装筒45，安装筒45固定在空调房间外墙或窗户上，如图10所示，机组插入安装筒45中，机组的正反两面都设有隐蔽拉手33，以方便从安装筒45中抽出机组；需要换向、检修或清洁时首先关机，接着拔掉电源线，然后再拉住隐蔽拉手33把机组慢慢从安装筒45中取出来；安装筒45内空尺寸与机组外形尺寸匹配，如图6、图7、图8、图9、图10所示，安装筒45内空净宽度W3、净高度H3分别比机组宽度W1、高度H1大1~3mm的配合间隙，安装筒45进深D2则与机组厚度D1相当，同时安装筒45外侧向内翻边成直角状，以阻挡机组安装时向外坠落，翻边后外侧净空尺寸W2×H2分别比机组外形尺寸W1×H1小20~40mm，安装筒45内侧向外翻边成直角状，以盖住墙洞缝隙，内侧向外翻边后的外边尺寸W4×H4则分别比机组外形尺寸W1×H1大30~60mm；为了减轻机组震动和隔绝室外噪音，机组外壳设有一条形成封闭环路的密封环46。
为了两面都能接收遥控信号，遥控器不能采用通常使用的红外线遥控技术，而应采用没有方向敏感性的遥控技术，比如说蓝牙技术，机组开关机也可以直接由遥控器控制，这时冷风送风口面板19和热风送风口面板21上可以不设开关机按钮。
机组内部分成四个独立的空间，分别是冷风吸风静压箱12、冷风送风静压箱13、热风吸风静压箱10和热风送风静压箱11，冷凝器2和蒸发器3均采用平板型结构，各自垂直安装在热风吸风静压箱10和冷风吸风静压箱12内靠外侧，蒸发器风机29与冷凝器风机30平行安装，都采用离心风机，分别位于冷风吸风静压箱12和热风吸风静压箱10内靠内侧；机组采用下送风方案，冷风送风静压箱13和热风送风静压箱11都处于机组的下部，相应的冷风吸风静压箱12和热风吸风静压箱10则分别位于它们的上面，冷风吸风静压箱12和冷风送风静压箱13之间通过冷风送风管31连通，热风吸风静压箱10和热风送风静压箱11之间通过热风送风管32连通；压缩机1采用卧式压缩机1，安装在热风送风静压箱11内靠内侧，这样一方面充分利用了热风送风静压箱11空间，减少机组体积，另一方面，因为压缩机1本身的发热直接用来加热送风，从而大大提高了空调的制热性能，当然还可以增加辅助电热进一步提高本发明低温环境下的制热量；温差较大以及有隔音要求的两个内部空间之间均采用保温隔板14分隔，比如说冷风吸风静压箱12和冷风送风静压箱13之间、热风吸风静压箱10和热风送风静压箱11之间、冷风吸风静压箱12和热风吸风静压箱10之间以及冷风送风静压箱13和热风送风静压箱11之间都采用保温隔板14分隔，另外为了减少热损失，冷风送风静压箱13以及热风送风静压箱11与底盘16、外壳15之间同样需要设置保温隔板14。
冷风送风静压箱13出风口固定安装有一块塑料的长方形冷风送风口面板19，冷风送风口面板19上靠左边的位置从下到上分别设置一个电源插口23、一组二极管制冷指示灯25和一个制冷开关机按钮24，其余大部分面积开口形成冷风送风口20，冷风送风口20顶部面板形成一个斜角使送风方向向下，以免送回风短路；热风送风静压箱11出风口同样固定安装一块塑料的长方形热风送风口面板21，热风送风口面板21上靠左边的位置从下到上设置有一个电源插口23、一组二极管制热指示灯27和一个制热开关机按钮26，其余大部分面积开口形成热风送风口22，热风送风口22顶部面板同样形成一个斜角使送风方向向下，以免送回风短路。
冷风吸风静压箱12和热风吸风静压箱10共用一块室内面板17，室内面板17是一块长方形的带若干通风缝的塑料面板，过滤网18就插放在室内面板17的本体凹槽内，室内面板17总是安装在机组室内侧，即夏天制冷运行时室内面板17用连接螺丝28固定在冷风吸风静压箱12口部，此时热风吸风静压箱10口部敞开在室外；需要转入制热工况运行时用户自行把机组从安装筒45中取出来，然后把室内面板17从冷风吸风静压箱12口部取下来安装到热风吸风静压箱10口部即可，制热运行时冷风吸风静压箱12口部敞开在室外；冷风送风静压箱13和热风送风静压箱11中都设有隐蔽拉手33，隐蔽拉手33固定在底盘16上，从冷风送风口20和热风送风口22都可以伸手进去抓住隐蔽拉手33把机组从安装筒45中取出来，当然操作时首先必须关机并拔掉电源线。
为了满足不同的风量要求，本发明冷凝器风机30和蒸发器风机29各设一台电机，并且都采用双速电机，在高低转速情况下各自的风量差别均在一倍以上，制冷时冷风吸风静压箱12和冷风送风静压箱13靠室内，热风吸风静压箱10和热风送风静压箱11靠室外，蒸发器风机29低速运转，冷凝器风机30高速运转；停机状态下拔下电源线，把机组从安装筒中抽出来旋转180度重新装上，再插上电源线，机组就可转入制热运行，制热时热风吸风静压箱10和热风送风静压箱11靠室内，冷风吸风静压箱12和冷风送风静压箱13靠室外，蒸发器风机29高速运转，冷凝器风机30低速运转。
为了流过冷凝器2和蒸发器3进行热交换的气流在整个换热面上都有比较均匀的流速，特别在冷凝器风机30和蒸发器风机29的吸风口侧各加了一块圆形的匀风挡板39，匀风挡板39与风机吸风口之间留用一定间距，沿匀风挡板39圆周上均匀布置有几根匀风挡板支撑杆40，匀风挡板支撑杆40就固定在风机外壳上，另外在匀风挡板39上开设有若干个通风孔，进入风机的气流一部分是通过这些通风孔、一部分是从匀风挡板39与风机吸风口周围的间隙吸入的，从而改善了冷凝器2和蒸发器3内侧面负压不均匀的现象。
蒸发器3的下面设置有一条集水槽34用来收集夏季制冷运行时产生的冷凝水和冬季制热运行时产生的化霜水，集水槽34底部连接一根导水管36，该导水管36引伸到压缩机1顶部，并与卧式压缩机1中心线平行布置，导水管36底部正对卧式压缩机1中心线的管段上均匀钻了多个微小的圆形滴水孔38，夏天制冷时产生的冷凝水通过这些滴水孔38滴到压缩机1顶部，一方面冷凝水被压缩机1的高温表面加热后蒸发散到室外大气中，从而解决了冷凝水的排放，另一方面冷凝水蒸发吸热会大大改善压缩机1的工作条件，相当于压缩机在半水冷的方式下运行，制冷能效比会有相当程度的提高；冬季制热时产生的化霜水同样通过这些滴水孔38滴到压缩机1顶部，这时压缩机1位于室内侧，化霜水被压缩机1高温表面加热蒸发后直接用于增加室内湿度，同样达到一举两得的作用；为了防止污水堵塞滴水孔38，最好在导水管36水平起始段安装一只水过滤器，另外压缩机1底部也应设一块接水盘35用来承接未来得及蒸发的滴水，该接水盘35底部两侧中心都接有排水管41，两侧排水管41分别接到冷风送风口面板19和热风送风口面板21底部正中，室内侧排水口43用塞子封堵，室外侧排水口42敞开或者再连接到另设的下水管上，多余的冷凝水或化霜水就通过室外侧排水口42排出。
虽然本发明通过一个优选实施例进行了公开和说明，但是本领域的熟练技术人员可能在此基础上做出各种变更而不会脱离由权利要求所限定的发明保护范围和主题精神，本发明的保护范围由权利要求及其等同物的范围所限定。
Claims (12)
1.一种标准空调器，它是一种通过蒸气压缩制冷循环来制冷和制热的整体式空调器，其特征是：制冷系统不设四通阀，通过直接把机组旋转180度使用来实现热泵制热，机组制冷管路并联设置有一条制冷毛细管(4)和一条制热毛细管(6)以及分别控制它们的制冷电磁阀(5)和制热电磁阀(7)，制冷时制冷剂流向为：压缩机(1)→冷凝器(2)→制冷电磁阀(5)→制冷毛细管(4)→蒸发器(3)→压缩机(1)，制热时制冷剂流向为：压缩机(1)→冷凝器(2)→制热电磁阀(7)→制热毛细管(6)→蒸发器(3)→压缩机(1)。
2.根据权利要求1所述的标准空调器，其特征是：机组正反两面都设有电源插口(23)，电源线采用插拔式，同时机组正反两面都设有操作按钮和显示装置，遥控器采用没有方向敏感性的遥控技术。
3.根据权利要求1所述的标准空调器，其特征是：在压缩机(1)的排气管上并联有一根化霜分支管(8)，该化霜分支管(8)连接到蒸发器(3)的底部，化霜分支管(8)上串联有一只常闭的化霜电磁阀(9)。
4.根据权利要求1所述的标准空调器，其特征是：机组高度方向大于宽度方向，机组内部分成冷风吸风静压箱(12)、冷风送风静压箱(13)、热风吸风静压箱(10)和热风送风静压箱(11)四个独立的空间，冷凝器(2)和蒸发器(3)均采用平板型结构，各自垂直安装在热风吸风静压箱(10)和冷风吸风静压箱(12)内靠外侧，蒸发器风机(29)与冷凝器风机(30)平行安装，都采用离心风机，分别位于冷风吸风静压箱(12)和热风吸风静压箱(10)内靠内侧；冷风送风静压箱(13)和热风送风静压箱(11)处于机组的下部，相应的冷风吸风静压箱(12)和热风吸风静压箱(10)则分别位于它们的上面，冷风吸风静压箱(12)和冷风送风静压箱(13)之间通过冷风送风管(31)连通，热风吸风静压箱(10)和热风送风静压箱(11)之间通过热风送风管(32)连通；压缩机(1)安装在热风送风静压箱(11)内靠内侧。
5.根据权利要求4所述的标准空调器，其特征是：冷凝器风机(30)和蒸发器风机(29)各用一台双速电机，在高低转速情况下各自的风量差别均在一倍以上。
6.根据权利要求4所述的标准空调器，其特征是：冷风送风静压箱(13)出风口固定安装有一块塑料的长方形冷风送风口面板(19)，冷风送风口面板(19)上靠一边分别设置有一个电源插口(23)、一组二极管制冷指示灯(25)和一个制冷开关机按钮(24)，其余大部分面积开口形成冷风送风口(20)，冷风送风口(20)顶部面板形成一个斜角；热风送风静压箱(11)出风口同样固定安装一块塑料的长方形热风送风口面板(21)，热风送风口面板(21)上靠一边分别设置有一个电源插口(23)、一组二极管制热指示灯(27)和一个制热开关机按钮(26)，其余大部分面积开口形成热风送风口(22)，热风送风口(22)顶部面板同样形成一个斜角。
7.根据权利要求4所述的标准空调器，其特征是：冷风吸风静压箱(12)和热风吸风静压箱(10)共用一块室内面板(17)，室内面板(17)是一块长方形的带若干通风缝的塑料面板，过滤网(18)就插放在室内面板(17)的本体凹槽内，室内面板(17)用连接螺丝(28)固定在冷风吸风静压箱(12)或热风吸风静压箱(10)口部。
8.根据权利要求4所述的标准空调器，其特征是：蒸发器(3)的下面设置有一条集水槽(34)，集水槽(34)底部连接一根导水管(36)，该导水管(36)引伸到压缩机(1)顶部，并与压缩机(1)中心线平行布置，导水管(36)底部正对压缩机(1)中心线的管段上均匀钻了多个微小的圆形滴水孔38；压缩机(1)底部另设有一块接水盘(35)，该接水盘(35)底部两侧中心都接有排水管(41)，两侧排水管(41)分别接到冷风送风口面板(19)和热风送风口面板(21)底部正中。
9.根据权利要求4所述的标准空调器，其特征是：冷风送风静压箱(13)和热风送风静压箱(11)中都设有隐蔽拉手(33)，隐蔽拉手(33)固定在底盘(16)上。
10.根据权利要求4所述的标准空调器，其特征是：在冷凝器风机(30)和蒸发器风机(29)的吸风口侧各加了一块圆形的匀风挡板(39)，匀风挡板(39)与风机吸风口之间留用一定间距，沿匀风挡板(39)圆周上均匀布置有几根匀风挡板支撑杆(40)，匀风挡板支撑杆(40)就固定在风机外壳上，另外在匀风挡板(39)上开设有若干个通风孔。
11.根据权利要求4所述的标准空调器，其特征是：冷风吸风静压箱(12)和冷风送风静压箱(13)之间、热风吸风静压箱(10)和热风送风静压箱(11)之间、冷风吸风静压箱(12)和热风吸风静压箱(10)之间以及冷风送风静压箱(13)和热风送风静压箱(11)之间都采用保温隔板(14)分隔，冷风送风静压箱(13)以及热风送风静压箱(11)与底盘(16)、外壳(15)之间同样设置有保温隔板(14)。
12.根据权利要求4所述的标准空调器，其特征是：随机配置有一个与机组外形尺寸匹配的安装筒(45)，安装筒(45)内空净宽度W3、净高度H3分别比机组宽度W1、高度H1大1~3mm的配合间隙，安装筒(45)进深D2则与机组厚度D1相当，同时安装筒(45)外侧向内翻边成直角状，翻边后外侧净空尺寸W2×H2分别比机组外形尺寸W1×H1小20~40mm，安装筒(45)内侧向外翻边成直角状，内侧向外翻边后的外边尺寸W4×H4则分别比机组外形尺寸W1×H1大30~60mm。
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- 2006-03-10 CN CNB2006100548990A patent/CN100498085C/zh not_active Expired - Fee Related
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