CN103486712A - 室内机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种室内机，包括壳体，壳体内部固定设置风机，风机的进风侧设置有换热器，壳体上设置有分别位于换热器两侧的回风口和出风口，回风口设置在壳体的后侧面上、或者上侧面上或者同时设置在壳体的后侧面和上侧面上，风机的扩压部朝向下方设置，并在壳体的下侧面上形成出风口；换热器包括至少两折的多折换热器，多折换热器中任意相邻的两折之间具有夹角θ，其中，20°≤θ≤150°。本发明通过将风机的扩压部向下设置，从而可以将出风口设置在壳体的下侧面上，使室内机的出风方向直接向下，解决了需要安装风管才能使出风方向向下的问题，提高出风效率和制热的舒适性。

Description

室内机
技术领域
本发明涉及空调领域，具体而言，涉及一种室内机。
背景技术
目前市面上的家用小型室内机(以风管室内机为例)从机组结构而言，如图1至图4所示，主要包括壳体10，壳体10内部固定设置有换热器20，换热器20的下方设置有接水盘30，换热器20的一侧设置有风机40，壳体10上设置有位于换热器20两侧的回风口11和出风口12。从气流组织的方式来说，主要有如下几种形式：
侧送下回，如图1和图2所示，室内机的回风口11设计在室内机机组下部，室内机的出风口12设计在室内机机组侧面，回风、出风均能接风管或软连接，形成侧送下回的气流组织回路。
侧送后回，或者侧送下回，如图3和图4所示，室内机的回风口11设计在室内机机组后部，室内机的出风口12设计在室内机机组侧面，回风通过风管连接到机组后部、出风可接风管或软连接，形成侧送后回的气流组织回路，或者出风可接风管或软连接向下拐，形成侧送下回的形式。
从以上的室内机结构、气流组织方式可以看出，目前业界的家用小型室内机结构虽然形式多样，但是对于实际的安装使用来说，形式是单一的，机组的出风口12都设置在壳体的侧面，而实际使用过程中，一般都需要出风方向向下，这样就需要安装风管，造成安装麻烦，而且，由于风管的存在，造成制热舒适性差。而且普通的小型室内机由于换热器等结构的限制，而造成整体结构尺寸相对还是较大，达不到较理想的状态。
发明内容
本发明旨在提供一种向下出风的且整体尺寸更小的室内机，以解决室内机侧面出风制热舒适性差和普通小型室内机尺寸相对还是较大的问题。
本发明提供了一种室内机，包括壳体，包括壳体，壳体内部固定设置风机，风机的进风侧设置有换热器，壳体上设置有分别位于换热器两侧的回风口和出风口，回风口设置在壳体的后侧面上、或者上侧面上或者同时设置在壳体的后侧面和上侧面上，风机的扩压部朝向下方设置，并在壳体的下侧面上形成出风口；换热器包括至少两折的多折换热器，多折换热器中任意相邻的两折之间具有夹角θ，其中，20°≤θ≤150°。
进一步地，35°≤θ≤100°。
进一步地，风机为贯流风机，包括相互配合设置的贯流风轮和蜗壳；蜗壳配合设置在壳体内部，包括前蜗壳和后蜗壳，前蜗壳形成贯流风机的扩压部的第一侧面，后蜗壳形成扩压部的与第一侧面相对的第二侧面。
进一步地，前蜗壳与后蜗壳之间的夹角向出风侧张开，形成扩压部的扩压角γ，其中，10°≤γ≤40°。
进一步地，18°≤γ≤28°。
进一步地，贯流风轮的边缘距离前蜗壳的最小间隙为δ1，其中3mm≤δ1≤13mm；贯流风轮的边缘距离后蜗壳的最小间隙为δ2，其中3mm≤δ2≤15mm。
进一步地，5mm≤δ1≤8mm；4mm≤δ2≤9mm。
进一步地，贯流风机的进气角为α，其中，120°≤α≤250°；贯流风机的出气角为β，其中，110°≤β≤240°，且α+β≤360°。
进一步地，160°≤α≤190°；170°≤β≤200°。
进一步地，换热器的下方设置有接水盘，接水盘与壳体之间设置有隔热填充物；蜗壳与壳体之间设置有隔热填充物。
进一步地，扩压部的外轮廓线与壳体的下侧面之间呈夹角φ，其中，30°≤φ≤170°。
进一步地，50°≤φ≤150°。
进一步地，后蜗壳离贯流风轮的最近点与贯流风轮的圆心的连线与水平线的夹角为ω，其中，40°≤ω≤120°。
进一步地，60°≤ω≤100°。
进一步地，贯流风轮的圆心到壳体的下侧面上的出风口竖直距离为L，其中，60mm≤L≤180mm。
进一步地，98mm≤L≤140mm。
进一步地，回风口包括设置在壳体后侧面上的后回风口和设置在壳体的上侧面的上回风口；室内机还包括设置在壳体上的回风盖板，回风盖板具有盖住上回风口使得室内机从后回风口回风的第一位置；和盖住后回风口使得室内机从上回风口回风的第二位置；以及打开使室内机从上回风口和后回风口同时回风的第三位置。
进一步地，多折换热器一体弯折成型，或者由多个独立换热器拼接成型。
进一步地，室内机为风管室内机。
根据本发明的室内机，通过将风机的扩压部向下设置，从而可以将出风口设置在壳体的下侧面上，使室内机的出风方向直接向下，有效地解决了普通室内机需要安装风管才能使出风方向向下的问题，而且提高了出风效率和制热的舒适性；通过将换热器设置为至少两折的多折换热器，并对多折中任意相邻的两折之间的夹角θ优化，从而有效地减小室内机的整体尺寸，使室内机更满足小型化的需求。而且回风口具有多种设置方式，从而满足不同情况下的回风需求。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据现有技术的室内机的第一种结构示意图；
图2是根据现有技术的室内机的第二种结构示意图；
图3是根据现有技术的室内机的第三种结构示意图；
图4是根据现有技术的室内机的第四种结构示意图；
图5是根据本发明的室内机的立体结构示意图；
图6是根据本发明的室内机的剖视结构示意图；
图7是根据本发明的室内机的各部件之间的相互关系示意图；
图8是根据本发明的室内机的换热器为单折换热器的结构示意图；
图9是根据本发明的室内机的换热器为多折换热器的第一结构示意图；
图10是根据本发明的室内机的换热器为多折换热器的第二结构示意图；
图11是根据本发明的室内机的ω、L、φ位置关系示意图；以及
图12是根据本发明的室内机的回风盖板位置第三位置的示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图5至7所示，根据本发明的室内机(以风管室内机为例)，包括壳体10，壳体10内部固定设置风机40，风机40的进风侧设置有换热器20，壳体10上设置有分别位于换热器20两侧的回风口11和出风口12，回风口11设置在壳体10的后侧面上、或者上侧面上或者同时设置在壳体10的后侧面和上侧面上，风机40的扩压部43向下设置，出风口12设置在壳体10的下侧面上；换热器包括为至少两折的多折换热器，多折换热器中任意相邻的两折之间具有夹角θ，其中，20°≤θ≤150°。本发明的室内机，通过将风机40的扩压部43向下设置，从而可以将出风口12设置在壳体10的下侧面上，使室内机的出风方向直接向下，有效地解决了普通室内机需要安装风管才能使出风方向向下的问题，而且提高了出风效率和制热的舒适性；通过将换热器20设置为至少两折的多折换热器，并对多折中任意相邻的两折之间的夹角θ优化，从而有效地减小室内机的整体尺寸，使室内机更满足小型化的需求。而且回风口具有多种设置方式，从而满足不同情况下的回风需求。
换热器20的下方设置有接水盘30，接水盘30与壳体10之间设置有隔热填充物60，蜗壳42与壳体10之间设置有隔热填充物60。优选地，隔热填充物60为海绵或者泡沫，用于填充固定接水盘或者蜗壳，同时可以起保温作用，防止产生凝露。
如图5至7所示，换热器20可以为两折，根据目前普遍的吊顶高度、深度，选用两折的换热器可以有效地减小机组三维尺寸，上下两折换热器之间夹角为θ，20°≤θ≤150°。出于提高加工效率和换热器结构强度考虑，换热器可以不采用两折拼接的形式，而采用一体折弯的形式，同时可以减小室内机体积。
以一款额定制冷量为3.5kw的空调器作为试验机，选用风叶直径108mm，扩压部夹角24度，贯流风轮41与前蜗壳间隙δ1＝6mm，贯流风轮41与后蜗壳间隙δ2＝5mm，采用双折换热器，风别是6个直径5mm换热U管及10个直径5mm换热U管，调整两折换热器之间的角度，得到如下表一所示的实验数据：
表一：不同θ角度下的实验数据
Figure BDA00002141027000041
从表一的可以看出，当θ角度过小时，会导致换热器排水不畅，回风口太小，机组风量小等一系列问题，较优选地θ的取值范围为35～100°。
如图8所示，换热器20也可以为单折换热器，单折换热器与水平面倾斜设置。如图9和10所示，换热器20也可以设置为大于两折的多折换热器，多折换热器的任意相邻的两折之间具有夹角θ，从而对风机形成半包围结构，使换热器更均匀受风，提高换热效率。当换热器大于两折设置时，出于最大效率和利用空间的考虑，结合目前现有工艺，换热器最多可设计成6折。在以上各种换热器设置形式中，为了保证机组的换热能力，换热器截面U管数之和为12～24个，优选为13～18个。
如图6所示，换热器20设置在风机40的进风侧，且风机40的扩压部43向下设置，这样从风机40吹出的风直接向下从室内机的出风口12向下吹出，不用改变风向，提高风机的效率。
优选地，风机40为贯流风机，包括相互配合设置的贯流风轮41和蜗壳42，蜗壳42配合设置在壳体10内部，且蜗壳42的开口向下设置，即贯流风机的扩压部向下设置。蜗壳42包括前蜗壳42a和后蜗壳42b，前蜗壳42a和后蜗壳42b之间形成向下设置扩压部43，从而使从出风口吹出的气流直接向下。更优选地，扩压部43的扩压角γ(即前蜗壳42a和后蜗壳42b之间的开口的夹角)为10°≤γ≤40°。就空调室内机的出风扩压角γ而言，扩压角γ设计过小时，机组风量太小，风速较大，造成空调室内机噪音过大，扩压角γ设计太大时，即机组的出风口太大时，出风速度太低，机组的风量也在一定程度上降低，合理的扩压角设置，有助于增大空气流量，提高出风效果，降低噪音。
通过一系列的试验发现，当扩压角γ在10°～40°的范围时，空调室内机的出风量和噪音较为满意，有较好的风量噪音比。以一款额定制冷量为3.5kw的空调器作为试验机，其风叶直径108mm，贯流风轮41与前蜗壳间隙δ1＝6mm，贯流风轮41与后蜗壳间隙δ2＝5mm，进气角α＝184°，出气角β＝176°，采用双折换热器，分别是6个直径为5mm的换热U管及10个直径5mm换热U管，采用不同的γ角，在空调器运行在最高档时，风量和噪音测试数据如下表二所示：
表二：不同γ角度下，风量和噪音的测试数据
  γ(度)   风量(立方米每小时)   噪音(分贝)
  10   607   41.8
  18   628   41.6
  24   633   41.5
  28   641   42.1
  40   616   41.9
从以上的数据中可以清楚的看出，当扩压角γ不断增大的过程中，风量和噪音均呈现先增大后减小的趋势，也可以得出，当扩压角γ选用更优选的范围18°～28°时，空调室内机的风量有较大的提升，而且其风量噪音比也较高。
如图7所示，贯流风轮41的边缘距离前蜗壳42a的最小间隙δ1，其中3mm≤δ1≤13mm；贯流风轮41的边缘距离后蜗壳42b的最小间隙δ2，其中3mm≤δ2≤15mm。这样设置不仅可以减小室内机的尺寸，同时增大机组出风风量降低机组噪音。
以一款额定制冷量为3.5kw的空调器作为试验机，选用风叶直径108mm，扩压部夹角24度，进气角α＝184°，出气角β＝176°，采用三折换热器，分别是4、5、6个直径5mm换热U管，调节δ1及δ2高度，在空调器运行在最高档时，风量和噪音测试数据如下表三所示：(尺寸单位毫米，风量单位立方米每小时，噪音单位分贝)：
表三：不同δ1和δ2下，风量和噪音的测试数据
  δ1   δ2   机组截面尺寸(风叶径向)   风量   噪音   风量噪音比
  3   3   303*195   651   43.2   15.1
  5   4   304*198   648   41.3   15.7
  6   5   305*200   641   40.2   15.9
  8   9   309*211   574   39.4   14.6
  13   15   315*217   482   37.2   13.0
从以上的数据可以看出，当δ1和δ2过小时，虽然风量噪音比，但是其噪音也较大，不是最优选的方案，对比以上数据，可以看出，当5mm≤δ1≤8mm，4mm≤δ2≤9mm，风量和噪音都能在较优选的范围中，风量噪音比也取得较优选地值。
贯流风机40的进气角(贯流风轮41的圆心与后蜗壳上最短距点到贯流风轮的圆心与前蜗壳最短距点的夹角)为α，贯流风机40的出气角(贯流风轮41的圆心与底壳最短距点到贯流风轮的圆心与前蜗壳最短据点的夹角)为β，进气角α和出气角β，一般地，120°≤α≤250°；110°≤β≤240°。进气角α和出气角β两者之和小于或者等于360度，当进气角α和出气角β的分界处为一点时，可以认为α+β＝360°，一般地，分界处为一小线段，故α+β＜360°。
当进气角α过小时，机组风量小，且出风风量不稳定，有喘息声，当机组进气角过大时，由于出气角过小，机组风量低。以一款额定制冷量为3.5kw的空调器作为试验机，选用风叶直径108mm，扩压部夹角24度，贯流风轮41与前蜗壳间隙δ1＝6mm，贯流风轮41与后蜗壳间隙δ2＝5mm，采用双折换热器，风别是6个直径5mm换热U管及10个直径5mm换热U管，采用不同的α、β角，在空调器运行在最高档时，风量和噪音测试数据如下表四所示：(尺寸单位毫米，风量单位立方米每小时)
表四：不同α和β下，风量和噪音的测试数据
  α   β   风量   其他问题
  120   240   522   出风风量不稳定，有喘息声
  160   200   587
  185   175   634
  190   170   628
  250   110   541
从表四的数据可以看出，当α角度过小时，导致风量小，而且出风不稳定，而β过小时，也导致风量小，对比分析以上数据，可以得出，进气角α和出气角β较优选的范围为，160°≤α≤190°，170°≤β≤200°。
如图11所示，为了使空气循环更合理且满足不同的送风区域要求，扩压部43两侧的前蜗壳42a和后蜗壳42b可设置为曲面，二者切面的夹角为γ，同时为了增大送风面积，后蜗壳42b或者其切面与壳体的下侧面可以垂直设置或者倾斜设置。如图11所示，后蜗壳42b或者其切面与壳体的下侧面为φ。一般地，当机组设计出风区域与回风区域处于同一区域时，φ为锐角，当机组回风区域与送风区域在不同区域时，φ为钝角。较优选地取值范围为30～170度。以上述的试验机，当吊装高度2.5米，在最高档风量为634立方米每小时，调整角度φ，得到如下表五所示的实验结果。
从下表五的实验结果中可以得出，当角度φ过小时，存在回流现象，影响空调性能。而且当φ过小或者过渡时，即上表中φ＜30°或者φ＞170°时，使最低送风高度升高，即风能够达到的最低点距离地面的高度不断增大，影响吹风效果。以最低送风高度小于0.2mm为指标，角度φ最优选的范围为50°到150°。
表五：不同φ角度下的送风情况
Figure BDA00002141027000071
如图11所示，后蜗壳42b离贯流风轮41的最近点是进风与出风的一个分界点，当φ一定时，后蜗壳42b上离贯流风轮41最近点与贯流风轮41圆心的连线与水平线成的角度ω控制着进风区域与出风区域的比例，当ω偏大时，进风区偏小，机组风量小，且出风不稳定，当ω偏小时，出风区域过小导致机组风量小，一般ω的取值范围为40°～120°
以一款额定制冷量为3.5kw的空调器作为试验机，其风叶直径108mm，扩压部夹角24°贯流风轮41与前蜗壳间隙δ1＝6mm，贯流风轮41与后蜗壳间隙δ2＝5mm，采用双折换热器，分别是6个直径5mm换热U管及10个直径5mm换热U管，采用不同的ω角，在空调器运行在最高档时，风量的测试数据如下表六所示：(角度单位度，风量单位立方米每小时)
表六：不同ω角度下的风量的实验数据
  ω   机组最高档风量
  40   546
  60   582
  80   628
  100   623
  120   575
从上表六的数据可以得出，当ω从40°不断增大到120°的过程中，机组最高档风量先增大后减小，当ω在60°～100°时，风量取得较优值。
如图11所示，贯流风轮41圆心到出风口12的最下端的距离L直接控制着机组的扩压长度，当扩压长度太短时，不能形成稳定的出风，且出风风量低，且容易进入贯流风轮41的失速区，当扩压长度太长时，扩压压力损失过大，机组风量低，一般L的取值范围为：60mm≤L≤180mm。
以一款额定制冷量为3.5kw的空调器作为试验机，选用风叶直径98mm，扩压部夹角24度，进气角α＝184度，出气角β＝176度，贯流风轮41与前蜗壳间隙δ1＝6mm，贯流风轮41与后蜗壳间隙δ2＝5mm，采用双折换热器，风别是6个直径5mm换热U管及10个直径5mm换热U管，采用不同的L，在空调器运行在最高档时，风量的测试数据如下表七所示：(长度单位为毫米，风量单位立方米每小时)
表七：不同L下的风量的实验数据
  L   风量   备注
  60   410   出风风量不稳定
  98   594
  120   617
  140   573
  180   445
从上表七的数据可以得出，当L从60mm不断增大到180mm的过程中，机组最高档风量先增大后减小，而且当L过小时，会导致出风风量不稳定的问题。综合考虑，当L在98mm～140mm的范围时，风量取得较优值。
优选地，如图12所示，室内机的回风口11包括设置在壳体10后侧面上的后回风口11a和设置在壳体10的上侧面的上回风口11b；室内机还包括设置在壳体10上的回风盖板13，回风盖板13具有盖住上回风口11b使得室内机从后回风口11a回风的第一位置；和盖住后回风口11a使得室内机从上回风口11b回风的第二位置；以及打开使室内机从上回风口11b和后回风口11a同时回风的第三位置。通过回风盖板13的设置，从而实现多种回风形式。盖住后回风口11a和盖住上回风口11b的回风盖板可以为两个独立的零件，从提高零件的通用性和节约成本的角度考虑，将盖住后回风口11a和盖住上回风口11b的回风盖板设计为一个通用的零件，即回风盖板13既可以盖住后回风口11a，也可以盖住上回风口11b。
优选地，如图6所示，换热器20与风机40之间设置有电加热装置50，当换热器20不能满足制热需求时，可以启动电加热装置50弥补换热器20的功率不足的问题。
优选地，前述室内机为风管室内机，在风管室内机领域上采用前述的设计，能够更有效地提高风管室内机效率和舒适性。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
根据本发明的室内机，通过将风机的扩压部向下设置，从而可以将出风口设置在壳体的下侧面上，使室内机的出风方向直接向下，有效地解决了普通室内机需要安装风管才能使出风方向向下的问题，而且提高了出风效率和制热的舒适性；通过将换热器设置为至少两折的多折换热器，并对多折中任意相邻的两折之间的夹角θ优化，从而有效地减小室内机的整体尺寸，使室内机更满足小型化的需求。而且回风口具有多种设置方式，从而满足不同情况下的回风需求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种室内机，包括壳体(10)，所述壳体(10)内部固定设置风机(40)，所述风机(40)的进风侧设置有换热器(20)，所述壳体(10)上设置有分别位于所述换热器(20)两侧的回风口(11)和出风口(12)，其特征在于，
所述回风口(11)设置在所述壳体(10)的后侧面上、或者上侧面上或者同时设置在所述壳体(10)的后侧面和上侧面上；
所述风机(40)的扩压部(43)朝向下方设置，并在所述壳体(10)的下侧面上形成所述出风口(12)；
所述换热器包括至少两折的多折换热器，所述多折换热器中任意相邻的两折之间具有夹角θ，其中，20°≤θ≤150°。
2.根据权利要求1所述的室内机，其特征在于，35°θ≤100°。
3.根据权利要求1所述的室内机，其特征在于，
所述风机(40)为贯流风机，包括相互配合设置的贯流风轮(41)和蜗壳(42)；
所述蜗壳(42)配合设置在所述壳体(10)内部，包括前蜗壳(42a)和后蜗壳(42b)，所述前蜗壳(42a)形成所述贯流风机的扩压部(43)的第一侧面，所述后蜗壳(42b)形成所述扩压部(43)的与所述第一侧面相对的第二侧面。
4.根据权利要求3所述的室内机，其特征在于，
所述前蜗壳(42a)与所述后蜗壳(42b)之间的夹角向出风侧张开，形成所述扩压部(43)的扩压角γ，其中，10°≤γ≤40°。
5.根据权利要求4所述的室内机，其特征在于，18°≤γ≤28°。
6.根据权利要求3所述的室内机，其特征在于，
所述贯流风轮(41)的边缘距离所述前蜗壳(42a)的最小间隙为δ1，其中3mm≤δ1≤13mm；
所述贯流风轮(41)的边缘距离所述后蜗壳(42b)的最小间隙为δ2，其中3mm≤δ2≤15mm。
7.根据权利要求6所述的室内机，其特征在于，
5mm≤δ1≤8mm；
4mm≤δ2≤9mm。
8.根据权利要求3所述的室内机，其特征在于，
所述贯流风机的进气角为α，其中，120°α≤250°；
所述贯流风机的出气角为β，其中，110°β≤240°，且α+β≤360°。
9.根据权利要求8所述的室内机，其特征在于，
160°≤α≤190°；
170°≤β≤200°。
10.根据权利要求3所述的室内机，其特征在于，
所述换热器(20)的下方设置有接水盘(30)，所述接水盘(30)与所述壳体(10)之间设置有隔热填充物(60)；
所述蜗壳(42)与所述壳体(10)之间设置有隔热填充物(60)。
11.根据权利要求3所述的室内机，其特征在于，所述扩压部(43)的外轮廓线与所述壳体的下侧面之间呈夹角φ，其中，30°≤φ≤170°。
12.根据权利要求11所述的室内机，其特征在于，50°≤φ≤150°。
13.根据权利要求3所述的室内机，其特征在于，所述后蜗壳(42b)离所述贯流风轮(41)的最近点与所述贯流风轮(41)的圆心的连线与水平线的夹角为ω，其中，40°≤ω≤120°。
14.根据权利要求13所述的室内机，其特征在于，60°≤ω≤100°。
15.根据权利要求3所述的室内机，其特征在于，
所述贯流风轮(41)的圆心到所述壳体(10)的下侧面上的所述出风口(12)竖直距离为L，其中，60mm≤L≤180mm。
16.根据权利要求15所述的室内机，其特征在于，98mm≤L≤140mm。
17.根据权利要求1所述的室内机，其特征在于，
所述回风口(11)包括设置在所述壳体(10)后侧面上的后回风口(11a)和设置在所述壳体(10)的上侧面的上回风口(11b)；
所述室内机还包括设置在所述壳体(10)上的回风盖板(13)，所述回风盖板(13)具有盖住所述上回风口(11b)使得所述室内机从所述后回风口(11a)回风的第一位置；和盖住所述后回风口(11a)使得所述室内机从所述上回风口(11b)回风的第二位置；以及打开使所述室内机从所述上回风口(11b)和所述后回风口(11a)同时回风的第三位置。
18.根据权利要求1所述的室内机，其特征在于，所述多折换热器一体弯折成型，或者由多个独立换热器拼接成型。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的室内机，其特征在于，所述室内机为风管室内机。
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