CN109477661B - 一种空调机组 - Google Patents

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Abstract

一种空调机组，包括：一腔室；在该腔室中的一风扇，用于使进气进入腔室以及使出气离开腔室；以及在该腔室中的一蒸发装置，用于调节进气。其中，所述风扇与所述腔室的至少一部分一起形成压力区，而不直接向所述蒸发装置吹气或不直接从所述蒸发装置吸气，使得空气基本上通过压力效应而流过所述蒸发装置。

Description

一种空调机组
技术领域
本发明涉及一种吊顶式空调机组，其可安装在建筑物中或交通工具上。
背景技术
通常在诸如轿车、面包车、货车、卡车、公共汽车、房车(RV)、大篷车、船之类的交通工具中安装有空调机组，其目的是在需要时提供冷却或加热效果。空调机组通常包括压缩机、冷凝器、用于冷凝器的风扇、蒸发器(也称为蒸发装置)以及用于蒸发器的风扇(也称为蒸发器风扇)。空调机组工作的科学原理众所周知。对于吊顶式空调机组，其部分或全部安装在交通工具顶棚的顶上，例如冷凝器和压缩机可以位于远离顶棚的其他地方。这种吊顶式空调机组可以在建筑物内使用。有时，它也被称为箱式空调。
由这种机组或系统产生的噪声通常令人不悦，由此对交通工具或房间内的人造成影响或干扰。本文公开的实施方式对那些现有的吊顶式空调机组提供了替代方案。
发明内容
一方面，本公开内容提供了一种空调机组，该空调机组包括：一腔室；在该腔室中的一风扇，用于使进气进入腔室以及使出气离开腔室；以及在该腔室中的一蒸发装置，用于调节进气；其中，风扇与腔室的至少一部分一起形成压力区，而不直接向蒸发装置吹气或不直接从蒸发装置吸气，使得空气基本上通过压力效应而流过蒸发装置。另一方面，本公开内容提供了一种具有空调机组的交通工具，该空调机组包括：一腔室；在该腔室中的一风扇，用于使进气进入腔室以及使出气离开腔室；以及在该腔室中的一蒸发装置，用于调节进气；其中，风扇与腔室的至少一部分一起形成压力区，而不直接向蒸发装置吹气或不直接从蒸发装置吸气，使得空气基本上通过压力效应而流过蒸发装置。
在一种形式中，风扇是轴流式风扇。在一种形式中，该轴流式风扇向腔室的壁吹气，从而形成正压区。在一种形式中，该轴流式风扇向上吹气，然后空气被引导进行水平流动，之后再被引导向下流过蒸发装置。在一种形式中，该轴流式风扇从腔室的壁吸走空气，从而形成负压区。
在一种形式中，风扇是离心式风扇。在一种形式中，空调机组还包括用于收集冷凝在蒸发装置上的水的结构。在一种形式中，空调机组还包括一个或多个百叶窗，以调节出气。
附图说明
将结合附图讨论本发明的实施方式，其中：
图1示出了一实施方式，其中风扇形成压力区，而不直接向蒸发装置吹气或不直接从蒸发装置吸气，使得空气基本上通过正压效应而流过蒸发装置；
图2示出了图1中实施方式的一变型，其中图1的轴流式风扇由离心式风扇代替；
图3和4示出了图1和2中所示实施方式的相应替代方式，其中气流方向是相反的，并且产生负压效应而非正压效应；
在图5至8示出的实施方式中，蒸发装置位于顶棚开口的顶上，而非如图1至4中所示的实施方式那样邻近顶棚的开口；
图9示出了图1中实施方式的一半或缩小版本；
图10中的实施方式与图9中的基本相同，其中轴流式风扇、蒸发装置和空气通道的位置从左向右翻转；
图11示出了图3中实施方式的一半或缩小版本；
图12中的实施方式与图11中的基本相同，其中轴流式风扇、蒸发装置和空气通道的位置从左向右翻转；
图13至16示出了图9至12中的实施方式的变型，其中图9至12的轴流式风扇由离心式风扇代替；以及
图17至22示出了本发明的另一实施方式。
在以下描述中，在所有附图中，相同的附图标记标示相同或相应的部件。
具体实施方式
注意，在本说明书中，除非另有说明，否则当在顶棚上安装时，空调机组的方向始终参照直立方向。顶棚可以是房间的天花板或交通工具的顶板。例如，图1示出了安装在直立位置的顶棚上的空调机组。图中的“d”表示顶棚中的开口。
参见图1中的实施方式，其中所示的空调机组包括腔室1。在腔室1的内部安装有轴流式风扇3和蒸发装置5。轴流式风扇3位于进气口7的顶上。在该实施方式中，蒸发装置5至少位于轴流式风扇3的两侧。蒸发装置5还可以包围轴流式风扇3。蒸发装置5可包括一个或多个独立的蒸发器(在某种意义上，每个蒸发器都是单独供电的)。在一种形式中，蒸发装置被称为蒸发盘管。蒸发装置也可以呈U(或n)形、V形、两个U形、两个V形，或其组合。
如图1所示，从轴流式风扇3到蒸发盘管5没有直接气流。而是，在轴流式风扇3的顶上设置有空间9，并且有一个或多个气流路径11从空间9通向蒸发装置5。
在运行中，轴流式风扇3在通电后通过进气口7吸气。然后，空气将通过轴流式风扇3向上喷向腔室1的顶壁。由此，在空间9中形成高压区。然后，空间9中的高压区迫使空气行经一个或多个气流路径11到达蒸发装置5。在蒸发装置5前方的区域也是高压区，该高压区是由空气行经通向蒸发装置5的一个或多个气流路径11形成的。在蒸发盘管5前方的空间13中的高压区迫使空气流过蒸发装置5。
蒸发装置5可以有多种形式。在一种形式中，蒸发装置包括许多翅片。当翅片连接到压缩机并且在运行时，其能够对流过蒸发装置5的空气进行冷却或加热。如果轴流式风扇3直接将空气吹向蒸发装置5，则部分空气将被直接吹向某些障碍物，例如翅片的侧面。当空气不能平稳地流过翅片时，将产生噪声。在该实施方式中，如图中所示，轴流式风扇3不直接将空气吹送到蒸发装置5上。而是，腔室1和轴流式风扇3在空间9中形成高压区，迫使空气流经通向蒸发装置5的一个或多个气流路径11。由于在蒸发装置5前方的空间13中的区域也处于高压水平，因而空气受迫更均匀地通过翅片，从而降低了由流动的空气产生的噪声。与风扇将空气直接吹送到翅片上相比，上述方式还允许在翅片上分布有更多的空气。
在一种实施方式中(未示出)，轴流式风扇3可以由一个以上的轴流式风扇代替。在其他实施方式中，轴流式风扇3可以沿一定的角度倾斜(假设图1中轴流式风扇的取向角度是0度)。在一种实施方式中，只要不直接从轴流式风扇3向蒸发装置5吹气，该角度可以是90度，同时可以改变腔室的内部结构。
图1还示出了空调机组在顶棚15上的安装方式。顶棚15可以是交通工具、房间或走廊的顶板，或建筑物内的任何天花板。当安装时，空调机组的一部分位于顶棚下方，并且空调机组的一部分位于顶棚上方。在顶棚上方的空调机组部分和下方的空调机组部分被配置成允许空气从下方流到上方，并且调节后的空气从上方流到下方。在该实施方式中设有底面板17。面板17设有允许风扇3将空气从下方(例如房间)吸入空调机组的输入孔19，以及允许调节后的空气返回到下方(例如房间)的输出孔21。输入孔19可以是单孔、多孔、单槽、多槽等，只要它可以起到允许风扇3从下方吸气的作用。类似地，输出孔21可以是单孔、多孔、单槽、多槽、围绕输入孔19的开口等，只要它可以起到允许调节后的空气返回到下方的作用。存在空气通道23，例如管道，其将输入空气与输出空气隔开。还存在空气通道25，其引导空气穿过蒸发盘管5并继而通过输出孔21离开。
当外壳27安装在交通工具上时，其用于保护腔室1。虽然在室内建筑物中安装时并不严格要求，但也可包括外壳27。外壳可以仅保护腔室1。它还可以用于保护与该空调机组相关的任何其他部件。例如，外壳27还可以用于保护压缩机、冷凝器装置(盘管)以及用于冷凝器装置的风扇。
虽然未示出，但是百叶窗、过滤器和其他常见附件可以附接到面板17、输入孔19和/或输出孔21。例如，百叶窗可以位于输出孔处，以按照期望的方向、角度或风量来引导输出空气。百叶窗也可用于挡住输出孔的一部分。
虽然未示出，但是面板17可包括一个或多个传感器和远程接收器。一个或多个传感器可用于感测房间内的状况，例如温度或湿度，以调节空调机组的运行。远程接收器可用于接收遥控器的指令。遥控器可以通过任何被认为合适的已知协议(例如红外、WIFI、蓝牙等)无线地与远程接收器通信。
总之，图1中所示的实施方式：
a.使用轴流式风扇形成第一正压区(例如空间9)、正压通道(由一个或多个气流路径11表示)以及第二正压区(例如空间13)。空气流过这些正压空间并流过蒸发装置。由于通过压力作用(而非通过风扇直接吹送)迫使空气流过蒸发装置，因而使流过蒸发装置的空气更均匀，并且减少了与蒸发装置的空气碰撞，从而降低了产生的噪声。
b.显示在空气进入蒸发装置之前与在空气离开蒸发装置之后的区域之间的气压差。
c.包括位于腔室基底上的蒸发装置。基底可以是腔室壳体的一部分或外壳的一部分，或两者。基底可包括用于收集水(例如在蒸发装置上冷凝并从其上滴下的水)以及释放从空调机组收集的水的结构。
d.包括输入孔19和输出孔21，以在顶棚上共享相同的开口(即在顶棚上设置一个单独的开口就足够了)。例如，顶棚上开口的尺寸可以是360mm×360mm、400mm×400mm等。开口可以具有矩形形状或其他合适的形状。
由图1中的实施方式可看出，安装有轴流式风扇3和蒸发装置5的腔室1位于顶棚15的上方。不过，也可以设计成使轴流式风扇3和蒸发装置5或两者的一部分下移到顶棚15的内外边界内或顶棚15的下方。
下表是图1中实施方式的空调机组相比于类似尺寸和类型的已知产品的性能：
图1中的实施方式 一种已知的产品
调节风量(m<sup>3</sup>/h) 551 510
噪声(dB(A)) 59 63
冷却容量(W) 2730 2580
输入功率(W) 1380 1350
图2示出了另一实施方式。在该实施方式中，图1的轴流式风扇3已由离心式风扇33代替。离心式风扇通过输入孔19吸气并水平吹气。由于相邻的结构，吹送的空气将被向上推动，从而在空间9中形成高压区，就像图1中所示的实施方式一样。适用于图1中实施方式的其他修改和改变也可以应用于该实施方式。
图3示出了另一实施方式。参见图1中的实施方式，该实施方式与图1中实施方式的气流方向相反。特别地，轴流式风扇43现在通过出气口45向下吹送调节后的空气，然后调节后的空气通过输出孔47释放到顶棚下方，从而在空间49中形成负压区。该负压区将从一个或多个气流路径51的空间中吸气，进而在一个或多个气流路径51的空间中形成负压区，并且在空间53中在蒸发装置5的后方(相对于气流方向)形成负压区。该负压空间53将空气从输入孔55吸入通道57，并使空气流过蒸发装置5。
图4示出了另一实施方式。参见图2中的实施方式，该实施方式与图2中实施方式的气流方向相反。特别地，离心式风扇63与相邻结构一起通过出气口45向下吹送调节后的空气，然后调节后的空气通过输出孔47释放到顶棚下方，从而在空间49中形成负压区。该负压区将从一个或多个气流路径51的空间中吸气，进而在一个或多个气流路径51的空间中形成负压区，并且在空间65中在蒸发装置5的后方(相对于气流方向)形成负压区。该负压空间65将空气从输入孔55吸入通道67，并使空气流过蒸发装置5。
在图5至8示出的实施方式中，蒸发装置位于顶棚开口的顶上，而非如图1至4中所示的实施方式那样邻近顶棚的开口。
图9示出了图1中实施方式的一半或缩小版本。特别地，与图1相比，图9基本上包含了图1中蒸发装置5的一半或不到一半。在该实施方式中，在运行时，轴流式风扇101在通电后通过进气口100和通道102吸气。然后，空气将通过轴流式风扇101向上喷向腔室109的顶壁。由此，在空间111中形成高压区。然后，空间111中的高压区迫使空气行经气流路径113到达蒸发装置105。在蒸发装置105前方的区域也是高压区，该高压区是由空气行经通向蒸发装置105的一个或多个气流路径113形成的。在蒸发盘管105前方的空间115中的该高压区迫使空气流过蒸发装置105，然后使空气在结构116和空气通道117的引导下通过出气孔118排出。
图10中的实施方式与图9中的基本相同，其中轴流式风扇、蒸发装置和空气通道的位置从左向右翻转。
图11示出了图3中实施方式的一半或缩小版本。特别地，与图3相比，图11基本上包含了图3中蒸发装置5的一半或不到一半。在该实施方式中，在运行时，轴流式风扇121通过空气通道122向下吹送调节后的空气，然后调节后的空气通过输出孔123释放到顶棚下方，从而在空间125中形成负压区。该负压区将从气流路径127的空间中吸气，进而在气流路径127的空间中形成负压区，并且在空间129中在蒸发装置105的后方(相对于气流方向)形成负压区。该负压空间129将空气从输入孔131吸入引导结构133，并使空气流过蒸发装置105。
图12中的实施方式与图11中的基本相同，其中轴流式风扇、蒸发装置和空气通道的位置从左向右翻转。
图13至16分别类似于图9至12，但轴流式风扇由相应的离心式风扇代替。
在一种形式中，对于使用离心式风扇的实施方式，离心式风扇的风扇叶片是向后的，就此而言，叶片相对于离心式风扇的旋转方向成角度或倾斜。在某些实施方式中，叶片是向后弯曲的。
图17至22示出了本发明的一种实施方式。特别地，图17示出了安装在屋顶上的空调机组的顶部等轴视图。从图17中可看出，屋顶上(或房间外)的空调机组部分包括外部部件203，外部部件203包括顶盖210和底盖212。顶盖210装配在底盖212上。为了到达外部部件203的内部，可以移除顶盖210。外部部件203包括狭槽213，以允许空气流过外部部件的一部分(例如，当顶盖210被移除时如图19所示的压缩机/冷凝器部件)。外部部件203还包括冷凝器出气孔211，一旦从狭槽213抽出的空气流经冷凝器253(图19)，该冷凝器出气孔211即可允许从狭槽213抽出的空气通过冷凝器出气孔211排出。当然，压缩机/冷凝器部件可以采用许多其他形式，而不会影响空调机组的蒸发器部件的功能。顶盖和底盖也可以采用许多其他形式。实际上，在一种形式中，空调机组可以没有底盖，而顶盖直接固定在屋顶上。
图18是图17中空调机组的对应底部等轴视图。该视图呈现了屋顶下方(或房间内)的空调机组的一部分。在该实施方式中，屋顶下方的空调机组部分包括进气/出气界面205(有时称为面板)，其中进气口207位于进气/出气界面205的中间。有四个出气口(图18中所示的209a、209b，以及图21和22中所示的209c、209d)。进气口207允许空气进入空调机组以用于空调目的，而出气口(209a至209d)允许调节后的空气离开空调机组。当然，进气口/出气口界面可以采用许多其他形式。例如，取决于风扇类型和气流方向，入口和出口的位置可以交换。此外，可以有更少或更多的入口和/或出口。再者，入口和出口可以不构成单个的入口/出口界面(即它们分开一定的距离)。
图19示出了图17的空调机组，但顶盖210被移除。在内部，压缩机/冷凝器部件由223表示，其包括冷凝器风扇251、冷凝器253和压缩机255。注意，所示出的仅用于说明目的，并且压缩机/冷凝器部件可采用许多其他形式。238a和238b是用于控制空调机组功能的电子盒，并且可以改变它们的形式和位置。蒸发盘管(或蒸发装置或蒸发器)和蒸发风扇位于蒸发盘管盖221内。蒸发盘管盖221用作腔室，使得与蒸发风扇一起形成压力区，从而使空气基本上通过压力效应移动并流过蒸发装置，而蒸发风扇不直接向蒸发装置吹气，或者不直接从蒸发装置吸气。
图20示出了图19的空调机组，且移除了蒸发器风扇盖221。蒸发器风扇233位于进气口207的上方。蒸发器风扇233位于空气通道(或空气定向支架)236中。空气通道236位于蒸发器风扇233与蒸发器237之间。空气通道236用于防止蒸发风扇直接向蒸发装置吹气或直接从蒸发装置吸气。空气通道236将来自蒸发器风扇223的空气向上引导，并且与阻挡空气的蒸发盘管盖221一起形成压力区，使得空气基本上通过压力效应向蒸发装置移动并流过蒸发装置，且蒸发风扇不直接向蒸发装置吹气或不直接从蒸发装置吸气。该实施方式中的蒸发器风扇223是轴流式风扇。不过，通过使用略微改动的离心式风扇(例如如图2和4所示)，也可以使用相同的原理。
图21通过图17中空调机组的剖视图示出了主气流路径231。蒸发器风扇233通过进气口207吸气。空气通道236确保空气向上流动到蒸发器风扇盖221上，从而形成压力区。随着压力区中压力的增加，空气将通过开口235流动到低压区。开口235(如在图20和22中可以更清楚地看到)是指空气通道236的上部与蒸发器风扇盖221之间的空间。提供支撑件241，以防止蒸发器风扇盖221塌陷到空气通道236的上部上。当然，如果蒸发器风扇盖221由刚性很强的材料制成，或者如果所述结构被设计成使得蒸发器风扇盖221在正常使用下不会塌陷，则只需使用很少的支撑件241或甚至无需使用。蒸发器风扇233与出气口(例如209b)之间的结构被设计成使得空气从高压区流动成水平气流，然后再向下流过蒸发器237，从而使空气被蒸发器237调节。然后，在该实施方式中，调节后的空气例如被引导通过209b，以离开空调机组。其关键点在于蒸发器风扇不直接向蒸发器吹气，或者蒸发器风扇不直接从蒸发器吸气。这样做的好处是可以降低空调机组的噪声。
下表列出了图17中的空调机组相比于已知产品的性能：
Figure GDA0002688681620000111
Figure GDA0002688681620000121
可看出，图17中的空调机组在拥有相近(事实上更好)性能的情况下，噪声明显更低。
图22示出了图17中空调机组的另一剖视图。该横截面与图21的横截面正交。可见，蒸发器风扇233通过进气口207吸气。空气通道236确保空气向上流动到蒸发器风扇盖221上，从而形成压力区。随着压力区中压力的增加，空气将通过空气通道236的上部与蒸发器风扇盖221之间的开口流动到低压区。提供支撑件241，以防止蒸发器风扇盖221塌陷到空气通道236的上部上。蒸发器风扇233与出气口(例如209c)之间的结构被设计成使得空气从高压区流动成水平气流，然后再向下流过蒸发器237，从而使空气被蒸发器237调节。然后，在该实施方式中，调节后的空气例如被引导通过209c，以离开空调机组。同样，蒸发器风扇不直接向蒸发器吹气，或者蒸发器风扇不直接从蒸发器吸气，因此降低了空调机组的噪声。
在整篇说明书和随后的权利要求中，除非上下文另有说明，否则词语“包括”和“包含”及其类似用语将被理解为暗示包括或包含所述构件或构件组，但并不排除任何其他构件或构件组。
本说明书中对任何现有技术的引用并非(也不应被视为)承认这种现有技术构成了公知常识的一部分。
本领域技术人员将理解，本发明的用途不限于所描述的特定应用。而且，本发明也不限于在本文描述或描绘的优选实施方式中的特定元件和/或特征。应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是能够允许多种重新布置、修改和替换，且不脱离由所附权利要求阐述和限定的本发明的范围。
请注意，以下权利要求仅是临时权利要求，并且是作为可能的权利要求的示例而提供的，而并非旨在限制在基于本申请的任何未来专利申请中可能要求保护的范围。今后可以在示例权利要求中添加或省略项目，以便进一步限定或重新限定本发明。

Claims (16)

1.一种空调机组，包括
1)一腔室；
2)在该腔室中的一风扇，用于使进气进入所述腔室以及使出气离开所述腔室；
3)所述腔室内的一蒸发装置，用于调节所述进气；
4)其中，所述风扇与所述腔室的至少一部分一起形成压力区，而不直接向所述蒸发装置吹气或不直接从所述蒸发装置吸气，使得空气基本上通过压力效应而流过所述蒸发装置；以及
5)其中所述空调机组还包括一空气通道，其中所述空气通道的至少一个壁位于所述风扇与所述蒸发装置之间，使气流路径形成在壁的上方，并使来自所述风扇的空气在被重新引导至所述蒸发装置之前首先在所述蒸发装置的上方流动，或使所述风扇从所述蒸发装置吸入的空气被重新引导至所述蒸发装置上方流入所述空气通道。
2.如权利要求1所述的空调机组，其中所述风扇是轴流式风扇。
3.如权利要求2所述的空调机组，其中所述轴流式风扇向所述腔室的壁吹气，从而形成正压区。
4.如权利要求3所述的空调机组，其中所述轴流式风扇向上吹气，然后空气被引导进行水平流动，之后再被引导向下通过所述蒸发装置。
5.如权利要求2所述的空调机组，其中所述轴流式风扇将空气从所述腔室的壁吸走，从而形成负压区。
6.如权利要求1所述的空调机组，其中所述风扇是离心式风扇。
7.如权利要求1所述的空调机组，还包括用于收集冷凝在所述蒸发装置上的水的结构。
8.如权利要求1所述的空调机组，还包括一个或多个百叶窗，用于调节出气。
9.一种安装有一空调机组的交通工具，所述空调机组包括：
1)一腔室；
2)在该腔室中的一风扇，用于使进气进入所述腔室以及使出气离开所述腔室；
3)所述腔室内的一蒸发装置，用于调节所述进气；
4)其中，所述风扇与所述腔室的至少一部分一起形成压力区，而不直接向所述蒸发装置吹气或不直接从所述蒸发装置吸气，使得空气基本上通过压力效应而流过所述蒸发装置；以及
5)其中所述空调机组还包括一空气通道，其中所述空气通道的至少一个壁位于所述风扇与所述蒸发装置之间，使气流路径形成在壁的上方，并使来自所述风扇的空气在被重新引导至所述蒸发装置之前首先在所述蒸发装置的上方流动，或使所述风扇从所述蒸发装置吸入的空气被重新引导至所述蒸发装置上方流入所述空气通道。
10.如权利要求9所述的交通工具，其中所述风扇是轴流式风扇。
11.如权利要求10所述的交通工具，其中所述轴流式风扇向所述腔室的壁吹气，从而形成正压区。
12.如权利要求11所述的交通工具，其中所述轴流式风扇向上吹气，然后空气被引导进行水平流动，之后再被引导向下通过所述蒸发装置。
13.如权利要求10所述的交通工具，其中所述轴流式风扇将空气从所述腔室的壁吸走，从而形成负压区。
14.如权利要求9所述的交通工具，其中所述风扇是离心式风扇。
15.如权利要求9所述的交通工具，还包括用于收集冷凝在所述蒸发装置上的水的结构。
16.如权利要求9所述的交通工具，还包括一个或多个百叶窗，用于调节出气。
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