CN103528127A - 机械设备及其空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调系统，该空调系统包括固定设于所述工作室的外壁上的空调壳体、及固定设于该空调壳体中的压缩机（11）、冷凝器（12）、蒸发器（13）和节流元件（14）；所述空调系统还包括第一导风通道和第二导风通道；所述空调系统还包括固定于所述空调壳体内的加热器（15），以便制热时，所述第一导风通道吸取工作室内的冷风，该冷风经过该加热器（15）换热形成热风，该热风再经过第二导风通道进入工作室内制热。该空调系统的结构设计在外界环境温度较低时也具有极佳的制热性能，从而保证制热效果的发挥。此外，本发明还公开了一种包括上述空调系统的机械设备。

Description

机械设备及其空调系统

技术领域

本发明涉及制冷制热技术领域，特别涉及一种空调系统。此外，本发明还涉及一种包括该空调系统的机械设备。

背景技术

塔吊起重机是工程建筑上的重要机械设备，其关键部位是控制室。因需高空作业的原因，操作人员对塔机控制室的立体视野要求很高，故塔机控制室的体积很小，一般其空间只允许容纳一个操作人员，同时操作者前方和左右两侧都嵌装玻璃，以最大限度的提高操作者的视野，这样使得控制室的隔热和保温性能较差，操作者在夏季和冬季对温度的感受比较强烈，所以急需提供一种能够既不影响控制室的视野又能够给操作人员舒适空间的空调。

而且当所在建筑竣工塔机移除时，塔机和控制室会分拆移动，到下一个场所再重新安装。所以提供的空调需安装简单，无需专业人员进行安装。

目前制造商在塔机控制室配置了家用分体壁挂式空调。该家用分体壁挂式空调分为室内机和室外机，需要分开安装，室外机安装在控制室外的塔吊机架上，室内机安装在控制室内的左侧或右侧上方，两者之间通过空调管路连接，连接管路时需要在舱壁上打孔。具体地，请参考图1，图1为现有技术中分体壁挂式空调的原理示意图。

如图1所示，室外机组包括管片式冷凝器、散热风扇、压缩机、四通阀、融霜电磁阀、毛细管、气液分离器和单向阀，室内机组包括管片式蒸发器和鼓风机。空调器通电后，制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时散热风扇吸入的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过节流机构后喷入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围的热量。同时鼓风机使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动，达到降低温度的目的。制热时，通过改变四通阀的通路，改变制冷剂的流动方向，使空调冷凝器和蒸发器功能互换，制冷系统在室外吸热，向室内放热，实现制热的目的。

然而，上述安装于塔机控制室上的分体壁挂式空调具有如下缺陷：

第一，室内机安装在控制室侧壁上，影响操作人员的空间和视野。

第二，塔机分拆移动时，需拆除空调室内机组和室外机组之间的连接管路。这样就需要将系统中的制冷剂回收或排放到大气中，下次安装时又需重新加注制冷剂。空调的拆除和安装以及制冷剂充注需要专业设备和专业人员按照一定的规范操作才能完成。普通技术人员无法完成空调的拆除和安装，如果操作不规范，可能造成空调的损坏；而且如果在拆装过程中直接将制冷剂排放到大气中会造成一定的污染。

第三，回收或排放制冷剂时会带走压缩机中的润滑油，不仅影响压缩机的寿命，还会影响空调系统的制冷或制热效果。

第四，当外界气温低于零摄氏度时，热泵型制热的效率会大大降低，甚至空调系统不能启动而无法制热，所以分体壁挂式空调的制热效果不佳。

在现有技术中，公开号为“CN1847041A”中国专利公开了一种一体式机车空调，该种一体式机车空调包括固定设于车厢顶壁的外壁上的空调壳体、及固定设于该空调壳体内的室内机组和室外机组；此外，该空调壳体上设有进风口和出风口，相对应地，车厢的底壁上也开设有通过管道与上述进风口和出风口分别连通的两个风口，以便分别形成第一导风通道和第二导风通道；制冷时，所述第一导风通道吸取车厢内的热风，该热风经过蒸发器换热形成冷风，该冷风再经过第二导风通道进入车厢内制冷；制热时，四通阀换向，蒸发器和冷凝器功能互换，所述第一导风通道吸取车厢内的冷风，该冷风经过蒸发器换热形成热风，该热风再经过第二导风通道进入车厢内制热。

上述一体式机车空调当用于塔机控制室时，显然能够比较容易地解决上述第一、第二和第三点缺陷，但是仍然无法解决上述第四点缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种空调系统，该空调系统的结构设计在外界环境温度较低时也具有极佳的制热性能，从而保证制热效果的发挥。此外，本发明另一个要解决的技术问题为提供一种包括上述空调系统的机械设备。

为解决上述技术问题，本发明提供一种空调系统，用于给工作室制冷和制热，该空调系统包括固定设于所述工作室的外壁上的空调壳体、及固定设于该空调壳体中的依次通过管道连通并形成封闭回路的压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器；所述空调系统还包括设置在所述空调壳体上的第一导风通道和第二导风通道，以便制冷时，所述第一导风通道吸取工作室内的空气，该气流经过蒸发器换热温度降低，经过降温的气流再经过第二导风通道进入工作室内制冷；

所述空调系统还包括固定于所述空调壳体内的加热器，以便制热时，所述第一导风通道吸取工作室内的空气，该气流经过该加热器换热温度升高，经过加热的气流再经过第二导风通道进入工作室内制热。

优选地，所述空调壳体包括上壳体和下壳体，所述空调壳体以其下壳体固定于所述工作室的外壁上。

优选地，所述上壳体的形状为倒U型，所述下壳体的形状为与所述上壳体配合形成封闭壳体的U型；所述上壳体包括壳体顶壁、前侧壁和后侧壁，所述下壳体包括壳体底壁、左侧壁和右侧壁；

所述下壳体还包括连接左侧壁和右侧壁的第一隔板，该第一隔板将下壳体的腔室分割为放置冷凝器的第一腔室、及另一侧腔室；所述下壳体还包括连接于第一隔板上的第二隔板，该第二隔板将所述另一侧腔室分割为第二腔室和第三腔室；

所述蒸发器和加热器设于所述第二腔室中，所述压缩机和所述节流元件设于所述第三腔室中。

优选地，在所述第二腔室内的壳体底壁上设有空调进风口和空调出风口，在所述工作室的外壁上设有工作室出风口和工作室进风口；

所述空调进风口与所述工作室出风口位置对应并连通形成所述第一导风通道，所述空调出风口与所述工作室进风口位置对应并连通形成所述第二导风通道；

所述蒸发器和加热器并排设于所述空调进风口和所述空调出风口之间。

优选地，所述空调系统还包括位于第二腔室内的第一U型板和第二U型板，所述第一U型板以其底壁固定于第二隔板上，所述第二U型板以其底壁固定于所述右侧壁上；

所述蒸发器和加热器的一端分别与第一U型板的两个侧壁固定连接，所述蒸发器和加热器的另一端分别与第二U型板的两个侧壁固定连接；

所述第二腔室内还设有鼓风机，该鼓风机以其鼓风出口连接于所述空调出风口上，该鼓风机的一侧设有鼓风进口，该鼓风进口正对并排设置的蒸发器和加热器。

优选地，所述压缩机为立式压缩机，所述壳体顶壁与所述第三腔室对应的部分设有容纳该立式压缩机的上端部的凸起容纳腔。

优选地，所述加热器为电加热器。

优选地，所述空调系统以其空调壳体固定于所述工作室的顶壁上。

此外，为解决上述技术问题，本发明还提供一种机械设备，包括工作室；所述机械设备还包括上述任一项空调系统，该空调系统以其空调壳体固定于所述工作室的外壁上。

优选地，所述机械设备为塔吊起重机，所述工作室为塔吊起重机的控制室；

所述工作室的内壁上进一步设有导风栅，该导风栅包括与所述工作室进风口对应的导风进口、及与所述工作室出风口对应的导风出口。

优选地，所述导风栅上进一步设有便于对空调系统进行控制的控制面板。

在现有技术的基础上，本发明所提供的空调系统还包括固定于所述空调壳体内的加热器，以便制热时，所述第一导风通道吸取工作室内的空气，该气流经过该加热器换热温度升高，经过加热的气流再经过第二导风通道进入工作室内制热。当进行制热时，通过外部动力比如电动力使得加热器加热，这样空气便可通过该加热器换热温度性高，进而吹入工作室内制热。相对于现有技术中的结构设计，该种结构设计加热器通电便可加热，不受外部环境影响，因而外部环境的温度低于零摄氏度时，也能够正常制热。

综上所述，本发明所提供的空调系统在外界环境温度较低时也具有极佳的制热性能，从而保证制热效果的发挥。

此外，本发明所提供的空调系统具有如下技术效果：

第一，该空调系统整体安装于塔吊起重机的控制室外的顶部，此时上述工作室亦即为塔吊起重机的控制室，并且具体地，该空调系统可以安装于控制室的顶壁上。在该种结构中，空调系统不使控制室的重心水平移动，而且接触面积较大，不会对控制室的整体平衡产生影响。此外，空调系统安装在控制室外侧顶部，还避免了侵占操作人员的空间和对视野的干扰。

第二，当塔吊起重机分拆移动时，该空调系统可随控制室整体移动，无需重新拆装，因而避免了现有技术中重新拆装空调系统所带来的回收制冷剂和重新加注制冷剂导致的麻烦，同时也避免了将制冷剂直接排到空气中所带来的污染。此外，由于不需分拆移动，因而也就无需专业人员操作便可完成。

第三，此外，由于不用回收或排放制冷剂，因而也就不会带走压缩机中的润滑油，保证了压缩机的使用寿命和空调系统的制冷制热效果。

此外，本发明所提供的包括上述空调系统的机械设备，其技术效果与上文相同，因而在此不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中分体壁挂式空调的原理示意图；

图2为本发明一种实施例中空调系统的原理示意图；

图3为图2中空调系统的结构爆炸图；

图4为图3中空调系统去除上壳体后的俯视图；

图5为图3中空调系统的空调壳体的下壳体的俯视图；

图6为工作室内的导风栅的结构示意图。

图3至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

11压缩机；12冷凝器；13蒸发器；14节流元件；15加热器；16鼓风机；17散热风扇；18固定板；

21上壳体；211壳体顶壁；211a凸起容纳腔；212前侧壁；213后侧壁；

22下壳体；221壳体底壁；222左侧壁；223右侧壁；224第一隔板；225第二隔板；

31第一腔室；32第二腔室；321空调进风口；322空调出风口；33第三腔室；

41第一U型板；42第二U型板；

5导风栅；51导风进口；52导风出口；53控制面板。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种空调系统，该空调系统的结构设计在外界环境温度较低时也具有极佳的制热性能，从而保证制热效果的发挥。此外，本发明另一个核心为提供一种包括上述空调系统的机械设备。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2、图3和图4，图2为本发明一种实施例中空调系统的原理示意图；图3为图2中空调系统的结构爆炸图；图4为图3中空调系统去除上壳体后的俯视图。

在一种实施例中，如图2所示，本发明所提供的空调系统包括固定设于所述工作室的外壁上的空调壳体、及固定设于该空调壳体中的依次通过管道连通并形成封闭回路的压缩机11、冷凝器12、节流元件14和蒸发器13；所述空调系统还包括设置在所述空调壳体上的第一导风通道和第二导风通道，以便制冷时，所述第一导风通道吸取工作室内的空气，该气流经过蒸发器13换热温度降低，经过降温的气流再经过第二导风通道进入工作室内制冷。此外，如图2所示，空调系统还包括对制冷剂进行气液分离的气液分离器。

如图2和图3所示，在上述结构的基础上，空调系统还包括固定于空调壳体内的加热器15，以便制热时，第一导风通道吸取工作室内的空气，该气流经过该加热器15换热温度升高，该温度升高后的气流再经过第二导风通道进入工作室内制热。当进行制热时，通过外部动力比如电动力使得加热器15加热，这样空气便可通过该加热器15换热温度升高，进而吹入工作室内制热。相对于现有技术中的结构设计，该种结构设计加热器15的加热不受外部环境影响，因而外部环境的温度低于零摄氏度时，也能够正常制热。

综上，本发明所提供的空调系统在外界环境温度较低时也具有极佳的制热性能，从而保证制热效果的发挥。

需要说明是，该加热器15可以为电加热器，当然也可以为其他动力的加热器，本发明对此不作限制；此外，空调系统以其空调壳体固定于工作室的顶壁上，该种结构设计可以保证工作室受力均匀，同时也不会影响工作室四周的视野。进一步地，如图3所示，空调壳体可以通过左右两个固定板18固定于工作室的顶壁上。

在上述技术方案中，可以作出进一步具体设计。比如，如图3所示，空调壳体包括上壳体21和下壳体22，空调壳体以其下壳体22固定于工作室的外壁上。具体地，上壳体21的形状为倒U型，下壳体22的形状为与上壳体21配合形成封闭壳体的U型；上壳体21包括壳体顶壁211、前侧壁212和后侧壁213，下壳体22包括壳体底壁221、左侧壁222和右侧壁223。

相对于现有技术中公开号为“CN1847041A”中国专利中的壳体通过六块板拼接的结构，上述结构设计能够简化装配工艺和装配成本。

进一步地，请同时参考图3、图4和图5，图5为图3中空调系统的空调壳体的下壳体的俯视图。

在上述结构中，如图3至图5所示，下壳体22还包括连接左侧壁222和右侧壁223的第一隔板224，该第一隔板224将下壳体22的腔室分割为放置冷凝器12的第一腔室31、及另一侧腔室；下壳体22还包括连接于第一隔板224上的第二隔板225，该第二隔板225将另一侧腔室分割为第二腔室32和第三腔室33；蒸发器13和加热器15设于第二腔室32中，压缩机11和节流元件14设于第三腔室33中。

在上述结构中，通过第一隔板224和第二隔板225，对空调壳体的空间进行了合理分配，使得处于第一腔室31内的室外机组、处于第二腔室32中的室内机组和处于第三腔室33中的压缩机11和节流元件14互不影响，从而保证各自性能的发挥。

此外，如图5所示，在第二腔室32内的壳体底壁221上设有空调进风口321和空调出风口322；相对应地，在工作室的外壁上设有工作室出风口和工作室进风口；空调进风口321与工作室出风口位置对应并连通形成第一导风通道，空调出风口322与工作室进风口位置对应并连通形成第二导风通道。需要说明的是，本发明对于工作室出风口和工作室进风口的形成方式不作限制，比如可以采用如下两种方式：

第一，直接在工作室的外壁上开设两个开口，从而直接形成工作室出风口和工作室进风口。

第二，在工作室的外壁上开设一个较大的安装孔，然后在一个板件上开设进风口和出风口，然后再将该板件安装于工作室外壁上的安装孔上，从而形成工作室进风口和工作室出风口。

需要说明的是，当空调进风口321与工作室出风口之间紧密无间隙配合时，二者贴合便可；当空调进风口321与工作室出风口之间的间隙较大时，二者可以通过通风管连通。空调出风口322与工作室进风口之间的结构设计同理。

在上述结构的基础上，如图4和图5所示，蒸发器13和加热器15并排设于空调进风口321和空调出风口322之间。并且，第二腔室32内还设有鼓风机16，该鼓风机16以其鼓风出口连接于空调出风口322上，该鼓风机16的一侧设有鼓风进口，该鼓风进口正对并排设置的蒸发器13和加热器15。

在上述结构设计中，当进行制冷时，加热器15不工作，工作室内的热风通过工作室出风口和空调进风口321组成的第一导风通道进入第二腔室32中，经过蒸发器13换热形成冷风，然后在通过鼓风机16，并通过空调出风口322与工作室进风口形成的第二导风通道吹入工作室内制冷。

当进行制热时，空调制冷系统不工作，加热器15加热，工作室内的冷风通过工作室出风口和空调进风口321组成的第一导风通道进入第二腔室32中，经过加热器15换热形成热风，然后在通过鼓风机16，并通过空调出风口322与工作室进风口形成的第二导风通道吹入工作室内制热。

在上述技术方案中，可以对蒸发器13和加热器15的固定结构作出具体设计。

具体地，如图3所示，空调系统还包括位于第二腔室32内的第一U型板41和第二U型板42，第一U型板41以其底壁固定于第二隔板225上，第二U型板42以其底壁固定于右侧壁223上；蒸发器13和加热器15的一端分别与第一U型板41的两个侧壁固定连接，蒸发器13和加热器15的另一端分别与第二U型板42的两个侧壁固定连接。

在上述结构设计中，通过两个U型板便可实现蒸发器13和加热器15的两端固定，在固定可靠的前提下实现了固定结构的简化。

在上述技术方案中，如图3所示，压缩机11为立式压缩机，壳体顶壁211与第三腔室33对应的部分设有容纳该立式压缩机的上端部的凸起容纳腔。当然，压缩机11也可以为卧式压缩机，本发明对此不作限制。此外，如图3所示，壳体顶壁211上还安装有散热风扇17，以便对冷凝器12进行散热。

此外，本发明还提供一种机械设备，包括工作室；机械设备还包括上述任一种技术方案中的空调系统，该空调系统以其空调壳体固定于工作室的外壁上。具体地，该机械设备可以为塔吊起重机，相对应地，该工作室亦即为塔吊起重机的控制室。当然，该种机械设备也可以为火车机车或地铁机车，在此基础上，机车的车厢亦即为上述工作室，本发明所提供的空调系统可以安装于机车的车厢上。

进一步地，请参考图6，图6为工作室内的导风栅的结构示意图。

如图6所示，工作室的内壁上进一步设有导风栅5，该导风栅5包括与工作室进风口对应的导风进口51、及与工作室出风口对应的导风出口52。该种导风栅5的结构设计能够对进出的风进行导向作用，从而更便于风的进出。此外，如图6所示，导风栅5上进一步设有便于对空调系统进行控制的控制面板53，从而方便工作人员对空调系统进行控制。

此外，在本发明中，还需要说明的是：

第一，本发明所用压缩机11为立式压缩机，可用卧式压缩机11替代；

第二，本发明所用膨胀阀可用毛细管替代；

第三，本发明外壳为玻璃钢壳体可用塑料壳体或钣金壳体提替代；

第四，本发明鼓风机为离心风机，可用贯流风机或双轴离心风机替代；

第五，本发明蒸发器为全铝平行流式，可用全铝层叠式蒸发器或管片式蒸发器替代；

第六，本发明冷凝器为全铝平行流式，可用管片式冷凝器替代；

第七，本发明连接管路为铝管，可用铜管替代；

第八，本发明制冷器具和管件采用焊接方式连接，对接方式可用螺纹或压板连接方式替代。

以上对本发明所提供机械设备及其空调系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种空调系统，用于给工作室制冷和制热，其特征在于，

该空调系统包括固定设于所述工作室的外壁上的空调壳体、及固定设于该空调壳体中的依次通过管道连通并形成封闭回路的压缩机（11）、冷凝器（12）、节流元件（14）和蒸发器（13）；所述空调系统还包括设置在所述空调壳体上的第一导风通道和第二导风通道，以便制冷时，所述第一导风通道吸取工作室内的空气，该气流经过蒸发器（13）换热温度降低，经过降温的气流再经过第二导风通道进入工作室内制冷；

所述空调系统还包括固定于所述空调壳体内的加热器（15），以便制热时，所述第一导风通道吸取工作室内的空气，该气流经过该加热器（15）换热温度升高，经过加热的气流再经过第二导风通道进入工作室内制热。

2.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述空调壳体包括上壳体（21）和下壳体（22），所述空调壳体以其下壳体（22）固定于所述工作室的外壁上。

3.如权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述上壳体（21）的形状为倒U型，所述下壳体（22）的形状为与所述上壳体配合形成封闭壳体的U型；所述上壳体（21）包括壳体顶壁（211）、前侧壁（212）和后侧壁（213），所述下壳体（22）包括壳体底壁（221）、左侧壁（222）和右侧壁（223）；

所述下壳体（22）还包括连接左侧壁（222）和右侧壁（223）的第一隔板（224），该第一隔板（224）将下壳体（22）的腔室分割为放置冷凝器（12）的第一腔室（31）、及另一侧腔室；所述下壳体（21）还包括连接于第一隔板（224）上的第二隔板（225），该第二隔板（225）将所述另一侧腔室分割为第二腔室（32）和第三腔室（33）；

所述蒸发器（13）和加热器（15）设于所述第二腔室（32）中，所述压缩机（11）和所述节流元件（14）设于所述第三腔室（33）中。

4.如权利要求2或3所述的空调系统，其特征在于，在所述第二腔室（32）内的壳体底壁（221）上设有空调进风口（321）和空调出风口（322），在所述工作室的外壁上设有工作室出风口和工作室进风口；

所述空调进风口（321）与所述工作室出风口位置对应并连通形成所述第一导风通道，所述空调出风口（322）与所述工作室进风口位置对应并连通形成所述第二导风通道；

所述蒸发器（13）和加热器（15）并排设于所述空调进风口（321）和所述空调出风口（322）之间。

5.如权利要求4所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括位于第二腔室（32）内的第一U型板（41）和第二U型板（42），所述第一U型板（41）以其底壁固定于第二隔板（224）上，所述第二U型板（42）以其底壁固定于所述右侧壁（223）上；

所述蒸发器（13）和加热器（15）的一端分别与第一U型板（41）的两个侧壁固定连接，所述蒸发器（13）和加热器（15）的另一端分别与第二U型板（42）的两个侧壁固定连接；

所述第二腔室（32）内还设有鼓风机（16），该鼓风机（16）以其鼓风出口连接于所述空调出风口（322）上，该鼓风机（16）的一侧设有鼓风进口，该鼓风进口正对并排设置的蒸发器（13）和加热器（15）。

6.如权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述压缩机（11）为立式压缩机，所述壳体顶壁（211）与所述第三腔室（33）对应的部分设有容纳该立式压缩机的上端部的凸起容纳腔（211a）。

7.如权利要求1至6任一项所述的空调系统，其特征在于，所述加热器（15）为电加热器。

8.如权利要求1至6任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调系统以其空调壳体固定于所述工作室的顶壁上。

9.一种机械设备，包括工作室；其特征在于，所述机械设备还包括如权利要求1至8任一项空调系统，该空调系统以其空调壳体固定于所述工作室的外壁上。

10.如权利要求9所述的机械设备，其特征在于，所述机械设备为塔吊起重机，所述工作室为塔吊起重机的控制室；

所述工作室的内壁上进一步设有导风栅（5），该导风栅（5）包括与所述工作室进风口对应的导风进口（51）、及与所述工作室出风口对应的导风出口（52）。

11.如权利要求10所述的空调系统，其特征在于，所述导风栅（5）上进一步设有便于对空调系统进行控制的控制面板（53）。

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