CN101283228B - 用于蒸发器单元的凝结水排水盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适合于水平定向或垂直定向地安装的蒸发器单元，该蒸发器单元设有单个排水盘，该单个排水盘将适应任一种安装。该排水盘是内壳与外壳的复合结构且包括一对槽，其中的一个槽适合于以垂直定向收集凝结水，且另一个槽适合于以水平定向收集凝结水。排水器具设置于该排水盘的一端，用于接纳来自该排水盘的凝结水流并从那里排出该凝结水。该排水器具包括与每个槽相关联的出水管道和用于防止该凝结水经过该排水器具喷流的挡板。

Description

用于蒸发器单元的凝结水排水盘
技术领域
本发明大体而言涉及用于空调系统的蒸发器单元且更具体地说涉及凝结水排水盘(drain pan)设置和构造。
背景技术
在许多商业空调、加热和通风系统中，被调节的空气通过空气分配或调节单元排放到内部空间内。例如，常被称作分体系统的一个一般型的空调系统包括分开的室内单元与室外单元。该室外单元包括压缩机、热交换器和风机(fan)。该室内单元包括热交换器和风机且被称作蒸发器单元。在操作中，该室内风机通过蒸发器单元的进口汲取空气到该蒸发器单元内，且迫使空气在热交换器上传递且然后使之通过在蒸发器内打开的出口从该蒸发器单元出来。
室外风机将室外空气汲取到室外单元内并在室外热交换器上循环这些空气且然后使之出来返回到周围环境中。同时，压缩机使制冷流体通过室内/室外热交换器循环并且在室内/室外热交换器之间循环。在室内热交换器，制冷剂从在该热交换器上传递的空气吸收热来冷却空气。同时，在室外热交换器，在热交换器上传递的空气从通过热交换器传递的制冷剂吸收热。
这种类型的分体式空调单元通常被制造成具有广泛的冷却能力范围。在制造这些单元中，特别是随着这些单元变得更大，各种部件的生产和组装变得繁重而且棘手。一般而言，该单元越大，所需要的部件就越多且组装所有部件所需要的紧固件就越多。认为迫切地需要减少生产和组装过程中所需部件和紧固件的数目。
利用这种空调单元可进行的室内空气调节的另外的优点在于在空气经过室内热交换器传递时从空气中除去不需要的湿气。随着湿气在冷的室内热交换器盘管上凝结，这种除湿导致废水(waste)的累积。因此，需要收集所移除的水并且将它转移到适当的处置点。
通常，分体系统的室内单元靠着房间的墙壁安装在房间地板上。然而，在某些情形中，需要将室内单元置于另一位置，诸如在房间的天花板上。应了解，迫切地需要可安装在上述地板安装位置或天花板安装位置中的任一位置同时仍提供从室内单元收集凝结水的性能的室内单元。
在美国专利第6,321,556号中示出并介绍了一种用于空调系统的室内单元，它可作为地板、天花板或墙壁托架(mount)来安装。然而，这个专利所示的该单元包括两个不同的凝结水收集盘来适应各种安装可能性。
发明内容
一种用于空调系统的蒸发器单元包括限定了进气口和出气口的外罩，该外罩具有后面板和前部段。该外罩限定从进口延伸到出口的穿过该单元的气流路径。在外罩中和在该气流路径内支承蒸发器盘管。该单元包括蒸发器风机用于使空气沿着气流路径流动并且流经该蒸发器盘管，在此空气被冷却并从其中移除水，从而导致凝结。
提供单个排水盘来收集凝结水，其中该排水盘被建构和定向成使得无论该单元处于垂直定向还是水平定向都将在该排水盘中收集凝结水。该排水盘由核(core)和壳的结合形成，该核由聚氨酯材料形成，且该壳由ABC材料形成并且它被紧固到该核内部以形成向凝结水暴露的该排水盘的那部分。该核和该壳可能通过粘合剂紧固在一起，但优选地，这两个元件在模制过程中整体地形成。该壳在靠近它的一个边缘处具有一对槽，这对槽用于收集凝结水并引导凝结水从该盘流动。这些槽中的一个槽被建构和设置成在该单元处于垂直定向时启用且另一个槽被设置和建构成在该单元处于水平定向时启用。排水器具被附接到排水盘上，以便与这些槽流体连通，使得在该单元处于水平定向或者垂直定向时它总是处于比这些槽更低的高度。该排水器具包括用于这两个槽中的每一个槽的进水道和用于限制传递到该排水器具内的凝结水流的挡板。
该单元外罩具有底壁和后壁，且在底壁和后壁中各具有开口。管子附接到排水器具上且选择性地通过这些开口中的一个开口，以便提供从排水盘到外罩外面的位置的流体连通。对于只在重力的作用下不允许从管子排水的安装，提供凝结水泵。还提供集水槽和传感器来响应地启用该泵。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的垂直定向地安装的蒸发器单元的透视图。
图2为蒸发器单元的分解图。
图3是蒸发器单元的正视图。
图4是沿着图3的线4-4所截取的蒸发器单元的截面图。
图5是沿着图3的线5-5所截取的蒸发器单元的截面图。
图6是所指出的图5的一部分的放大图。
图7是水平布置地安装的蒸发器单元的正视图。
图8是沿着图7的线8-8所截取的蒸发器单元的截面图。
图9为沿着图7的线9-9所截取的蒸发器单元的截面图。
图10为如图9所示的它的一部分的放大图。
图11为排水盘的透视图。
图12为排水盘的排水器具部分的放大图。
图13为排水盘和它的排水器具的分解图。
图14至图17为排水器具的各种视图。
具体实施方式
本发明适用于蒸发器单元11，该蒸发器单元11在图1中被显示为整体上垂直定向地安装，其中它的后侧12靠着墙壁13安装且它的底侧14与地板16相邻安装。尽管如将在下文中所介绍的那样，该单元还被设计成备选地安装在整体上水平的位置，其中它的后侧12靠在天花板上且它的底侧14靠在侧壁13上，但是现在将在垂直定向的情形下(如图所示)进行介绍。因此，除了后侧12和底侧14之外，蒸发器单元11具有前侧17、顶侧18、左侧19和右侧20。
在蒸发器单元11的前侧17上设有前面板36，在前面板36的后面是蒸发器隔室，该蒸发器隔室包括蒸发器盘管。在前面板36的下方是格栅结构39，在格栅结构39的后方是进气口，该进气口与鼓风机流体连通，该鼓风机通过格栅结构39向内汲取空气且在蒸发器盘管上冷却空气。然后从顶侧18中的排放口25来排放被冷却的空气。
参看图2，蒸发器单元在分解图中被显示为包括组装前的所有各种部件。现将介绍组装的顺序和方式。
后面板21形成蒸发器单元的主要结构部件和外罩的一部分。通过首先在后面板21的上边缘上接合上部闭合组件22的上边缘且然后利用紧固件23将这两个部件紧固在一起而将上部闭合组件22紧固到后面板21上。利用紧固件将左内侧组件24和右内侧组件26附接到后面板21上。然后利用紧固件28将风机组件27紧固到后面板21的下部上。
组装过程中的下一步是通过将蒸发器盘管29的端部置于相应的左内侧组件24和右内侧组件26中而将蒸发器盘管29安装到外罩内。然后通过在蒸发器盘管29的每一端的单螺杆将蒸发器盘管29紧固到它的安装位置，该单螺杆穿过该内侧组件并进入到蒸发器盘管29的端部的管板内。在蒸发器隔室内这样设置蒸发器盘管29，该蒸发器隔室部分地被后面板21和左内侧组件24和右内侧组件26限定。然而，仍需要闭合该蒸发器隔室的端部来防止空气通过端部流动。这通过左闭合元件31和右闭合元件32来达成，左闭合元件31和右闭合元件32只是被放置于适当位置而不使用紧固件且然后通过与排水盘33接合而夹持在适当位置，排水盘33进一步限定该蒸发器隔室。排水盘33通过在每一端的紧固件而紧固在适当位置以将相应的左内侧组件24和右内侧组件26紧固到排水盘33上。排水软管34被附接到排水盘33的排水器具上。然后将前面板36置于排水盘33上。排水软管34被附接到排水盘33的排水器具上。然后将前面板36置于排水盘33上且通过紧固件而紧固到适当位置，从而将它附接到左内侧组件24和右内侧组件26以及后面板21的风机板面(fan deck)部分上。
返回到该单元的侧部，通过搭扣配合将控制箱37安装到左内侧组件24内且将步进电机38也紧固到侧部组件24上。
鼓风机隔室内具有进气口，该鼓风机隔室部分地由后面板21的下部和风机组件27形成。这个进气口部分地通过格栅39闭合，多个过滤元件41被置于格栅39内。
下一步是将步进电机38连接到上部闭合组件22上的水平导风板(louver)机构上且该水平导风板42在它的端部被紧固到左内侧组件24和右内侧组件26上且在它的中间部分被紧固到上闭合组件22上。然后将左端帽43和右端帽44分别紧固到相应的左内侧组件24和右内侧组件26上以完成组装过程。
在图3中示出处于它的垂直定向安装的蒸发器单元的正视图。在图4至图6的截面图中示出这些内部部件的细节。
在该单元设置于该垂直定向位置的情况下，该风机组件27通过格栅39水平向内汲取将要被冷却的空气且使之向上到蒸发器隔室46内，在此它在蒸发器盘管27上传递以被冷却。然后，它通过排放口25向上且向外排放。除了冷却通过蒸发器盘管29传递的空气之外，还可通过从空气中移除某些湿气并使它在蒸发器盘管29的表面上凝结而将该空气除湿。
如在图4至图6中可见，蒸发器盘管29的下端被截获(capture)于排水盘33的下端中使得在蒸发器盘管29上所形成的凝结水倾向于在排水盘33的下端的凹槽或槽47中收集。然后将凝结水排到槽47的一端，在此，如下文所介绍的那样安装排水器具48。凝结水从排水器具48通过排放管49、排水软管34排出且最终排到建筑物外面的位置。
如上文所介绍的那样，已经在该单元靠着墙壁垂直定向地安装时就排水盘33和凝结水排水系统的功能对排水盘33和凝结水排水系统进行了介绍。如图7至10所示，同一单元被显示在房间的天花板上以水平布置安装。在这种布置中，后侧12靠着天花板设置且被调节的空气基本上水平地从排放口25排放。如图可见，排水盘33现被设置成基本上水平定向，其中它的第二槽51处于较低的高度使得来自蒸发器盘管29的凝结水倾向于在第二槽51中收集且传递给排水器具48。然后凝结水倾向于从排水器具48流动、经过排放管49并从排水软管34流出。与垂直定向安装中从该单元的后侧12离开不同，如图所示，排水管34通过该单元的底侧14。从这里，它一般将通过管子向下传递通过墙壁并最终到达外面。
现考虑排水盘33和它的构造的细节，在图11和图13中示出排水盘33和它相关联的排水器具48。排水盘具有底部52、前直立壁53和后直立壁54以及直立侧壁56和57，它们一起形成用于凝结水的容器，凝结水将从其在蒸发器盘管29上的形成开始收集。如上文所述，它的第一槽47和第二槽51靠近它的后壁54形成且当如图7至11所示处于水平布置时，底部52略微向下地朝向槽51倾斜。在图8和图9中更好地显示这种倾斜布置。
如图13所示，排水盘33由两个元件(外壳58和内衬59)组成。该外壳58由轻质聚氨酯材料构成，且该内衬59由抗水ABS材料构成。壳59的厚度相对较薄且符合外衬(out liner)58的上表面的形状。外壳58和内衬59可能单独地形成且然后通过粘合剂等将这两个元件紧固在一起。或者，它们可能通过诸如模制等工艺而形成为整体形成的单元。
如在图11和图13中可见，靠近侧壁57且与第一槽47和第二槽51成直线地设有空腔61，该空腔61用于容纳排水器具48，该排水器具48可能通过粘合剂等紧固在空腔61内。排水器具48在图12中被显示处于它的安装位置且在图14至图17中被显示处于未安装位置。
排水器具48优选地由轻质塑料材料构成且包括主体62，该主体62具有后壁63、侧壁60和64、前壁65和底部66，全部这些形成储集器67。在后壁63中形成开口68且排放管49与该开口68流体连通，以如前面所介绍的那样排出凝结水。
一对桥状结构71和72引导到储集器67内，这对桥状结构71和72分别在不同的高度限定进水道73和74。(特别地参看图14和图15)。通道73与第一槽47对准且通道74与第二槽51对准。当该单元以垂直布置定向时，凝结水流从第一槽47流经进水道73且流入到储集器67内。当该单元被水平设置时，凝结水将从第二槽51流经进水道74且流入到储集器67内。
应认识到沿着这些槽的流动可是基本上同时的，应做出准备以防止流动流体经过储集器67的侧壁64喷流(blowing)。因此，与进水道73对准的是挡板76且与进水道74对准的是挡板77，用于打破流型且允许凝结水绕挡板流动并经过开口68。

Claims (15)

1.一种类型的空调蒸发器单元，其可靠着墙壁整体上垂直定向或在天花板下方整体上水平定向地安装，并且具有：外罩，所述外罩具有进气口和排气口；鼓风机隔室；以及热交换器隔室，其中具有热交换器盘管且当所述单元处于操作中时易于在其上形成凝结，所述空调蒸发器单元包括：
凝结水盘，所述凝结水盘设置于所述热交换器隔室内，且相对于所述热交换器盘管定位成使得当所述蒸发器单元以垂直定向或水平定向安装时，所述凝结水盘将具有直接位于所述热交换器盘管的一部分下方的部分，以便所述凝结水将在重力的作用下从所述热交换器盘管下降到所述凝结水盘中；以及
在所述凝结水盘中的排水器具，用于排出在所述盘中收集的凝结水；
其特征在于，所述凝结水盘包括两个槽，其中一个槽被建构和设置成使得当所述单元处于垂直定向时位于所述热交换器盘管的下方，且另一个槽被建构和设置成使得当所述单元处于水平定向时位于所述热交换器盘管的下方。
2.根据权利要求1所述的空调蒸发器单元，其特征在于，所述槽被设置成彼此平行。
3.根据权利要求1所述的空调蒸发器单元，其特征在于，所述凝结水盘由复合结构构成，所述复合结构的一个元件由聚氨酯材料构成且另一个元件由ABS材料构成。
4.根据权利要求3所述的空调蒸发器单元，其特征在于，所述聚氨酯元件和所述ABS元件整体地形成。
5.根据权利要求1所述的空调蒸发器单元，其特征在于，所述排水器具包括至少一个进水道，用于引导凝结水从所述凝结水盘到所述排水器具的流动。
6.根据权利要求1所述的空调蒸发器单元，其特征在于，所述排水器具包括两个进水道，分别用于引导凝结水从所述两个槽的流动。
7.根据权利要求1所述的空调蒸发器单元，其特征在于，所述排水器具包括至少一个挡板，所述至少一个挡板在从所述凝结水盘流动的所述凝结水的流动流内的大小和位置设置成使得能够防止所述凝结水经过所述排水器具喷流。
8.根据权利要求1所述的空调蒸发器单元，其特征在于，所述排水器具具有与所述槽中的每一个槽相关联的挡板，用于防止所述凝结水流经过所述排水器具喷流。
9.根据权利要求1所述的空调蒸发器单元，其特征在于，所述排水器具包括用于从所述排水器具中排出凝结水的排水管。
10.一种用于在一定空间中调节空气的蒸发器单元，包括：外罩，所述外罩具有进气口和出气口；热交换器，所述热交换器具有盘管，所述盘管用于通过所述盘管循环相对较冷的制冷剂且在所述盘管上循环相对较暖的空气以冷却所述空气，且在所述过程中，在所述盘管上造成凝结；风机，所述风机用于使空气从所述空间流动、经过所述热交换器且从所述出气口流出；以及凝结水排水盘，所述凝结水排水盘设置于所述盘管的下方，用于收集在所述盘管上形成的凝结水；其中，所述蒸发器单元的改进包括：
所述凝结水排水盘包括外部元件和内部元件，所述外部元件具有底壁和直立后壁和前壁以及两个侧壁，所述外部元件由聚氨酯材料构成，且所述内部元件具有底壁和直立后壁、前壁和端壁，所述内部元件由ABS材料构成且大小设置成略小于所述外部元件但符合所述外部元件的形状，以便紧密地装配于所述外部元件内；
其特征在于，所述单元适合于水平定向或垂直定向地安装，且另外，所述凝结水排水盘包括一对槽，其中一个槽被建构和设置成当所述单元处于垂直定向时在所述热交换器的下方，且另一个槽被建构和设置成当所述单元处于水盘布置时在所述热交换器的下方。
11.根据权利要求10所述的蒸发器单元，其特征在于，所述外部元件与所述内部元件整体地形成。
12.根据权利要求10所述的蒸发器单元，其特征在于，所述凝结水排水盘包括与所述槽中的每一个槽流体连通的排水器具。
13.根据权利要求12所述的蒸发器单元，其特征在于，所述排水器具包括至少一个进水道，所述至少一个进水道在所述槽中的一个槽与所述排水器具之间流体连通。
14.根据权利要求12所述的蒸发器单元，其特征在于，所述排水器具包括挡板，所述挡板在流到所述排水器具内的所述凝结水的流动流内的大小和位置设置成使得所述挡板防止所述凝结水经过所述排水器具喷流。
15.根据权利要求12所述的蒸发器单元，其特征在于，所述排水器具包括用于从所述排水器具排出凝结水的排放管。
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