CN110285513A - 一种无线移动式空调机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线移动式空调机组，包括：可移动空调末端和充能站，可移动空调末端：包括蓄能模块、可移动空调末端壳体和第一风机，所述的蓄能模块用于蓄集热量或冷量，所述的第一风机可将壳体外部的空气吸入至蓄能模块上，与蓄能模块换热后排出至壳体外部；充能站：包括相互可拆卸连接的充能站内机和充能站外机，所述的充能站内机和充能站外机内部构成一个完整的制冷剂循环，所述的蓄能模块可移入充能站内机中进行充能，并重新装入可移动空调末端壳体中。与现有技术相比，本发明提出的技术方案采用高效的蒸气压缩式空气源热泵为蓄能材料充能，充能系统的换热器设计不受空调末端限制，系统能效较传统移动空调大幅提升。

Description

一种无线移动式空调机组

技术领域

本发明涉及一种移动空调系统，尤其是涉及一种无线移动式空调机组。

背景技术

移动空调是一种使用灵活方便的小型空调器，其特点在于体型小巧，制冷系统与送排风系统紧凑地安装在一个箱体内，同时底部装有万向轮，可以根据需要移动摆放(参见CN203364278U)。使用时，只需插上电源，接好外接风管外，就可以实现对局部空间的温湿度调节，满足了人们个性化的空调需求。

但是，在实际应用中，传统移动空调将制冷系统与送风装置一体化的结构设计，呈现出以下不足：1.压缩机安置于机体内，室内噪声污染大；2.需要连接电源线和外排风管，并将外排风管的出口安放到室外，导致可移动的范围受限，并不能随心所欲地安放设备；3.由于移动空调需要通过排风风管向外机强制排风，室内的换气频率较高，空调负荷大，制冷/制热效果不及分体式空调；4.设备结构紧凑，换热器空间受限，导致设备能效较低。上述问题是导致移动空调市场规模受限的主要原因。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无线移动式空调机组。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种无线移动式空调机组，包括：

可移动空调末端：包括蓄能模块、可移动空调末端壳体和第一风机，所述的蓄能模块用于蓄集热量或冷量，所述的第一风机可将壳体外部的空气吸入至蓄能模块上，与蓄能模块换热后排出至壳体外部；

充能站：包括相互可拆卸连接的充能站内机和充能站外机，所述的充能站内机和充能站外机内部构成一个完整的制冷剂循环，所述的蓄能模块可移入充能站内机中进行充能，并重新装入可移动空调末端壳体中。

进一步地，所述的可移动空调末端壳体内部贴设有保温材料，外壁上设有入风口和出风口，底部设有万向轮。

进一步地，所述的蓄能模块包括相变材料填充层、空气层和底板；

所述的相变材料填充层和空气层间隔平行排列，所述的相变材料填充层的一侧固定于底板上；

所述的空气层为相邻两块相变材料填充层与底板共同形成的两侧和顶部开口的半封闭空间。

吸入可移动空调末端壳体中的空气由空气层两侧的开口穿过空气层，并实现与相邻两块相变材料填充层换热。

进一步地，所述的底板上开设有通孔，所述的底板下方设有第一凝水盘，空气层中产生的冷凝水由通孔流入第一凝水盘。

进一步地，所述的可移动空调末端壳体上设有送风口和回风口，并在可移动空调末端壳体内部设有空气过滤器。

进一步地，所述的充能站外机包括充能站外机外壳和依次连接的外机节流装置、外机换热器和压缩机，所述的压缩机两端并联有四通换向阀，通过四通换向阀的阀路切换，实现充能站制冷模式和制热模式切换，在制冷模式下，压缩机排气口与外机换热器连通，压缩机的吸气口与内机换热器联通，在制热模式下，压缩机的排气口与内机换热器连通，压缩机的吸气口与外机换热模块联通。

所述的外机换热器的一侧设有外机风机，所述的外机风机用于将外部的空气鼓于外机换热器上。

进一步地，所述的内机包括内机壳体、蓄能模块搬运机械装置、内机换热器、内机风机；

所述的内机换热器与外机节流装置、外机换热器和压缩机和四通换向阀沟通构成制冷剂循环；

所述的内机壳体上设有第二电动卷帘门；

所述的可移动空调末端壳体上设有第一电动卷帘门；

所述的蓄能模块可通过蓄能模块搬运机械装置由第一电动卷帘门移出，并通过第二电动卷帘门移入内机壳体内部。

进一步地，所述的蓄能模块搬运机械装置为电动的托举机或磁吸搬运机。

进一步地，所述的内机换热器的一端通过第一内外机制冷剂连接管与外机节流装置连接，另一端通过第二内外机制冷剂连接管连接于四通换向阀上。

进一步地，所述的可移动空调末端壳体中还设有蓄电池，蓄电池与第一风机电连接；

所述的可移动空调末端壳体上设有与蓄电池电连接的充电口；

所述的内机壳体上设有与电源连接的供电口，所述的供电口可与充电口对接并实现向蓄电池充电。

本发明提出一种蓄能型移动空调系统，其采用可移动空调末端，继承了传统移动空调使用灵活的优点，但可移动空调末端不带制冷系统，采用蓄能材料供冷供热，只有风机会产生轻微声响，从而避免了噪声污染；空调末端采用蓄电池供电，不接电源线，不接排风管，真正实现了可以自由移动的移动空调，同时也避免了强制排风造成的冷热效果不佳。本发明提出的技术方案采用高效的蒸气压缩式空气源热泵为蓄能材料充能，充能系统的换热器设计不受空调末端限制，系统能效较传统移动空调大幅提升。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明继承了传统移动空调使用灵活的优点；

2.本发明中的可移动空调末端不带制冷系统，采用蓄能材料供冷供热，只有风机会产生轻微声响，从而避免了噪声污染；

3.可移动空调末端采用蓄电池供电，不接电源线，不接排风管，真正实现了可以自由移动的移动空调，同时也避免了强制排风造成的冷热效果不佳；

4.本发明提出的技术方案采用高效的蒸气压缩式空气源热泵为蓄能材料充能，充能系统的换热器设计不受空调末端限制，系统能效较传统移动空调大幅提升；

5.本发明可以作为一个可移动智能平台，集成例如智能控制中心、智能音响等功能，具有广阔的前景。

附图说明

图1为一种无线移动式空调机组的可移动空调末端结构示意图(正面)。

图2为一种无线移动式空调机组的可移动空调末端结构示意图(背面)。

图3为一种无线移动式空调机组的可移动空调末端结构示意图(无外壳)。

图4为一种无线移动式空调机组的蓄能模块结构示意图。

图5为一种无线移动式空调机组的充能站系统原理图。

图6为一种无线移动式空调机组的充能站内机结构示意图。

图7为一种无线移动式空调机组的充能站内机结构示意图(无内机机壳)。

图8为一种无线移动式空调机组的充能站内机结构示意图(搬运蓄能模块状态)。

图9为一种无线移动式空调机组的充能站外机结构示意图(无外机机壳)。

图中：0、可移动空调末端，1、可移动空调末端的顶板，2、可移动空调末端的正面板，3、可移动空调末端的背板，4、可移动空调末端的左面板，10、蓄能模块，11、可移动空调末端的蓄能模块进出通道，12、第一电动卷帘门，13、充电口，14、冷凝水出口，15、回风口，16、万向轮，17、送风口，18、控制屏，19、空气过滤器，20、第一风机，21、蓄电池，22、第一凝水盘，31、蓄能模块的相变材料填充层，32、蓄能模块的空气层，33、蓄能模块的底板，40、充能站内机，41、充能站内机的正面板，42、冷凝水接口，43供电口，44、蓄能模块搬运机械装置，45、蓄能模块进出通道，46、内机风机，47、内机风道隔板，48、内机换热器，49、内机节流装置，50、内机液管接口，51、内机气管接口，52、第一内外机制冷剂连接管，53、第二内外机制冷剂连接管，54、内机凝水盘，55、内机冷凝水排水口，56、回风通道，57、第二电动卷帘门，60、充能站外机，61、压缩机，62、外机换热器，63、外机风机，64、四通换向阀，65、外机液管接口，66、外机气管接口，67、外机节流装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种无线移动式空调机组包含可移动空调末端0和分体式充能站两部分构成。在一种无线移动式空调机组中，可移动空调末端0和分体式充能站的数量都是非限制的。

可移动空调末端0，主要结构包括外壳，蓄能模块10，蓄能模块进出通道11，充电口13，冷凝水出口14，回风口15，万向轮16，送风口17，控制屏18，空气过滤器19，风机20，蓄电池21，凝水盘22，参见图1与图2。

可移动空调末端的外壳，其内壁贴有保温材料。在可移动空调的外壳内，有足够的空间容纳蓄能模块。在实施1中，可移动空调末端为长方体造型，因故具备顶板1，正面板2，背板3，左面板4，右面板和底板。可移动空调末端的造型是非限制的，可根据产品需要设计为任意形状，参见图3与图4。

蓄能模块10结构为多层结构，间隔设置有多个相变材料填充层32与空气层31。相变材料填充层32完全封闭，内部填充有相变材料存蓄冷量或热量：相变材料融化对外吸热，材料凝固向外放热。空气层31用于空气流通。流过蓄能模块的空气通过相变材料填充层32和空气层31之间的间壁换热，空气被相变材料吸热降温除湿，或吸收相变材料释放的热能被加热。

具体实施时，蓄能模块10的结构材料为金属，并在换热间壁压花，提高蓄能模块10与空气换热时的换热系数。供冷季和供热季使用不同的相变材料，以获得更大的能量密度。蓄能模块10使用底板33连接各个相变材料的填充层，底板33在空气通道对应区域设置通孔，便于冷凝水流出蓄能模块掉入凝水盘，同时底板33在于空气层31垂直的方向上设有凹槽，用于避免在使用蓄能模块搬运机械装置44搬运蓄能模块10过程中发生滑动。

凝水盘22与冷凝水出口14联通，置于可移动空调末端外壳的底板上，参见图3，凝水盘22上方放置有蓄能模块10。凝水盘22用于盛接蓄能模块10表面产生的冷凝水。冷凝水出口22设置有电动阀门，在未连接充能站内机冷凝水接口42时电动阀门保持关闭，避免冷凝水外流；当冷凝水出口22与充能站内机冷凝水接口42对接后，电动阀门开启，释放可移动空调末端凝水盘22内蓄存的冷凝水。

蓄能模块进出通道11位于外壳背板3上，开口尺寸能够保证蓄能模块10从可移动空调末端内部被取出，或放入可移动空调末端内部。

所述蓄能模块进出通道11设置有第一电动卷帘门12，从而使蓄能模块进出通道11可以根据需要开启或关闭。第一电动卷帘门12关闭时与外壳具有良好的气密性，且门体具备保温性能。

送风口17位于外壳顶板1上，回风口15分别位于左侧板4和右侧板上。送风口17与风机20联通。回风口15设置有保护格栅，同时背面设置有空气过滤器19，一方面过滤空气，提高室内空气质量，保护蓄能模块免受污染，另一方面在回风口15施加一定的空气阻力，使空气均匀地通过蓄能模块，提高换热效率。回风口15设置有温湿度传感器和PM2.5传感器，用于感知可移动末端所处环境空气状态和空气质量。出风口设置有温湿度传感器。

实施时优选的，送风口17和回风口15设置有电动风门，在末端不使用时可以关闭风口，避免蓄能模块内能量损耗。送风口安装有导风装置17，可以向特定方向送风。万向轮16安装在外壳的底板下。万向轮16由电机驱动。

控制屏18安装在外壳上，用户通过控制屏18能够设定可移动末端的风量、室内温湿度等空调参数，同时控制屏18可以显示当前区域的温湿度状态和空气质量，并显示当前蓄能模块10的剩余蓄能量。

所述蓄能模块10的剩余蓄能量，通过对比当前回风口15和出风口17的空气温湿度状态，以及当前风机风量进行计算。

具体实施时，控制屏18可以连接无线网络，使用者可以通过手机或其他联网的设备对可移动末端进行远程控制。控制屏18周边可以设置麦克风和微型音响，使用者通过语音交互，对可移动末端进行控制。控制屏18周边可以设置摄像头，激光测距仪和红外传感器，感知周围障碍物和人的位置。如果可移动空调末端具备了对周围障碍物和人的感知能力，其可以自主移动或跟随使用者移动。

蓄电池21位于可移动末端的外壳内，为风机、控制屏和万向轮电机等可移动空调末端搭载的电气设备供电，并通过充电口14充电。

在风机20的作用下，可移动空调末端将引导空气依次经过回风口15，空气过滤器19，蓄能模块10的空气层31，风机20，送风口17。经过过滤和热湿处理后的空气送入空调区域，维持健康舒适的环境。

充能站为分体式结构，分为充能站外机60和充能站内机40，参见图5。

充能站外机60的主要结构包括，外机机壳，压缩机61，外机换热器62，外机风机63，四通换向阀64，外机节流装置67。

外机机壳上设置有液管接口65和气管接口66，压缩机61，外机换热器62，外机风机63，外机节流装置67，四通换向阀64均位于外机机壳包裹之内。

四通换向阀64用于制冷剂循环制冷模式和制热模式的切换。四通换向阀64的四个接口分别与压缩机61吸气口，压缩机61排气口，外机换热器62制冷剂通道和气管接口66联通，参见图9。

外机换热器62有制冷剂通道和空气通道，制冷剂通道口与四通换向阀62和外机节流装置67联通，空气通道与外机环境和外机风机联通。在制冷模式下，外机换热器作为冷凝器，向外机环境散热；在制热模式下，外机换热器作为蒸发器，从外机环境吸热。

液管接口65与外机节流装置67联通。

外机节流装置67为变截面节流装置，优选为电子膨胀阀，其在制热模式下进行节流并调节制冷剂循环流量，在制冷模式下打开至最大流通面积。

充能站内机40的主要结构包括，内机机壳，冷凝水接口42，供电口43，蓄能模块搬运机械装置44，蓄能模块进出通道45，内机风机46，内机换热器48，内机节流装置49，参见图6与图7。

内机机壳上设置有液管接口50和气管接口51，通过第一内外机制冷剂连接管52和第二内外机制冷剂连接管53分别与外机机壳上液管接口65和气管接口66联通，参见图5。

内机机壳上设置有冷凝水排水口54，通过水管与位于内机盘管下方的内机凝水盘55和冷凝水接口42联通，用于排出系统产生的冷凝水。

充能站内机40内设置有内机换热器48，内机节流装置49和内机风机46。内机换热器48有制冷剂通道和空气通道。所述液管接口50，内机节流装置49，内机换热器48的制冷通道和气管接口51依次顺序连接，构成充能站内机40的制冷剂流路。

内机节流装置49为变截面节流装置，优选为电子膨胀阀，其在制冷模式下进行节流并调节制冷剂循环流量，在制热模式下打开至最大流通面积。

内机风道隔板47架设在内机机壳内，用于分隔内机的内部空间，构建形成回风通道56。

当蓄能模块10被放入充能站时，蓄能模块的空气层应与充能站内部的空气流动方向平行，空气依次经过内机换热器48的空气通道，内机风机46，蓄能模块10的空气层，再通过回风通道56返回内机换热器的空气通道，形成空气循环。

内机机壳的正面设置有蓄能模块进出通道45，冷凝水接口42和供电口43，充能站内机在为蓄能模块充能的过程中，上述三个接口分别与可移动空调末端的蓄能模块进出通道11，冷凝水出口14和充电口13对接。

具体实施时可选的，充能站内机40蓄能模块进出通道45上设置有可以开启和关闭的电动卷帘门，门关闭时与外壳具有良好的气密性，且门体具备保温性能。

充能站内机内安装有蓄能模块搬运机械装置44，用于在可移动空调末端0与充能站内机40之间搬运蓄能模块，参见图8。

在本实施例中，蓄能模块搬运机械装置44可以采用底部托举的方式搬运蓄能模块，也可以设计为采用两侧夹抱、磁吸等方式搬运。

一种无线移动式空调机组，工作流程为：

首先为可移动空调末端0充能。只需将其移动至充能站内机(如果可移动空调安装有电机驱动的万向轮，并具备感知周边障碍物的能力，可让其自行移动至充能站内机)，系统将同时进行三项操作为可移动空调末端充能。

一、将可移动空调末端的蓄能模块进出通道11与充能站内机的蓄能模块进出通道45对正，第一电动卷帘门12和第二电动卷帘门57分别开启，机械装置44将蓄能模块10从可移动空调末端0内取出转移至充能站内机40内，将第一电动卷帘门12和第二电动卷帘门57分别关闭，启动充能站的压缩机61，为蓄能模块充冷/充热。制冷模式下，内机换热器48做蒸发器，外机换热器62做冷凝器，为蓄能模块充冷；制热模式下，内机换热器48做冷凝器，外机换热器62做蒸发器，为蓄能模块充热。二、将可移动空调末端的冷凝水出口14与充能站内机的冷凝水接口42对正，将可移动空调末端蓄存的冷凝水排出；三、将可移动空调末端的充电口13与充能站内机的供电口43对正，为可移动空调末端的蓄电池21充电。

充能完成后，第一电动卷帘门12和第二电动卷帘门57分别开启，机械装置将蓄能模块10从充能站内机40内取出转移至可移动空调末端0内，最后将第一电动卷帘门12和第二电动卷帘门57分别关闭。最后，可移动空调末端0与充能站内机40脱离，等待被使用。

完成充能的可移动空调末端0可以被移动至任何需要空调的区域。在蓄电池的驱动下，启动可移动空调末端的风机20，引导空气通过空气过滤器19过滤，再通过蓄能模块10被降温除湿或加热，最后送入空调房间，保持房间空气健康舒适。对于自动化程度较高的系统，当可移动空调末端0检测到蓄能模块蓄存的冷量或热量用尽时，将自动返回充能站内机40充能，并调用另一个已经完成充能的可移动空调末端，从而实现为特定区域提供可持续的空气调节能力。用户的设定将在替换过程中由待充能的可移动空调末端自动传输给提供服务的可移动空调末端。

在实施过程中，可以针对不同的应用场景，对可移动空调末端和充能站的数量配置，工作逻辑等进行优化。

例如，对于家庭用户，可以配置一台充能站和多台可移动空调末端。配置多台可移动空调末端的好处在于：首先，可以同时使用多台可移动空调末端满足多个房间的用冷/热需求；其次，当某台可移动空调末端需要充能时，可以使用已经完成充能的可移动空调末端替换需要充能的可移动空调末端，进而实现对特定区域的持续冷热供应；此外，如果需要对某个区域进行快速降温/或升温时，可以同时调集多台可移动空调末端来满足该需求。

再例如，对于商业用户，可以配置多台充能站和多台可移动空调末端。使用本发明所提出的一种无线移动式空调机组，可以开展可移动空调末端的出租业务。该业务要求系统具备短时间高强度快速充能的能力，除了配置足够的可移动空调末端，配置多台充能站可以翻倍提升系统的充能能力。

上述实施例中未完整展示制冷剂循环和风道的所有部件，实施过程中，在制冷剂回路设置高压储液器、气液分离器、油分离、过滤器、干燥器等常见制冷辅件，在可移动空调末端的风道设置消声器，加湿器，加热器，杀菌装置等空气处理附件，选用不同的送风喷口和回风格栅，改变风机位置，或不脱离本发明技术方案的精神增加热交换器，风机和风阀等，均不能视为对本发明进行了实质性改进，应属于本发明保护范围。

本文中使用“前”、“后”、“左”等词语来限定部件，本领域技术人员应该知晓：“前”、“后”、“左”等词语的使用仅仅是为了便于描述上对部件进行区别。如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线移动式空调机组，其特征在于，包括：

可移动空调末端(0)：包括蓄能模块(10)、可移动空调末端壳体和第一风机(46)，所述的蓄能模块(10)用于蓄集热量或冷量，所述的第一风机(46)可将壳体外部的空气吸入至蓄能模块(10)上，与蓄能模块(10)换热后排出至壳体外部；

充能站：包括相互可拆卸连接的充能站内机(40)和充能站外机(60)，所述的充能站内机(40)和充能站外机(60)内部构成一个完整的制冷剂循环，所述的蓄能模块(10)可移入充能站内机(40)中进行充能，并重新装入可移动空调末端壳体中。

2.根据权利要求1所述的一种无线移动式空调机组，其特征在于，所述的可移动空调末端壳体内部贴设有保温材料，外壁上设有入风口和出风口，底部设有万向轮(16)。

3.根据权利要求1所述的一种无线移动式空调机组，其特征在于，所述的蓄能模块(10)包括相变材料填充层(31)、空气层(32)和底板(33)；

所述的相变材料填充层(31)和空气层(32)间隔平行排列，所述的相变材料填充层(31)的一侧固定于底板(33)上；

所述的空气层(32)为相邻两块相变材料填充层(31)与底板(33)共同形成的两侧和顶部开口的半封闭空间。

吸入可移动空调末端壳体中的空气由空气层(32)两侧的开口穿过空气层(32)，并实现与相邻两块相变材料填充层(31)换热。

4.根据权利要求3所述的一种无线移动式空调机组，其特征在于，所述的底板(33)上开设有通孔，所述的底板(33)下方设有第一凝水盘(22)，空气层(32)中产生的冷凝水由通孔流入第一凝水盘(22)。

5.根据权利要求1所述的一种无线移动式空调机组，其特征在于，所述的可移动空调末端壳体上设有送风口(17)和回风口(15)，并在可移动空调末端壳体内部设有空气过滤器(19)。

6.根据权利要求1所述的一种无线移动式空调机组，其特征在于，所述的充能站外机(60)包括充能站外机外壳和依次连接的外机节流装置(67)、外机换热器(62)和压缩机(61)，所述的压缩机(61)两端并联有四通换向阀(64)，通过四通换向阀(64)的切换阀路可使得制冷模式和制热模式切换；

所述的外机换热器(62)的一侧设有外机风机(63)，所述的外机风机(63)用于将外部的空气鼓于外机换热器(62)上。

7.根据权利要求6所述的一种无线移动式空调机组，其特征在于，所述的内机(40)包括内机壳体、蓄能模块搬运机械装置(44)、内机换热器(48)、内机风机(46)；

所述的内机换热器(48)与外机节流装置(67)、外机换热器(62)和压缩机(61)和四通换向阀(64)沟通构成制冷剂循环；

所述的内机壳体上设有第二电动卷帘门(57)；

所述的可移动空调末端壳体上设有第一电动卷帘门(12)；

所述的蓄能模块(10)可通过蓄能模块搬运机械装置(44)由第一电动卷帘门(12)移出，并通过第二电动卷帘门(57)移入内机壳体内部。

8.根据权利要求7所述的一种无线移动式空调机组，其特征在于，所述的蓄能模块搬运机械装置(44)为电动的托举机或磁吸搬运机。

9.根据权利要求7所述的一种无线移动式空调机组，其特征在于，所述的内机换热器(48)的一端通过第一内外机制冷剂连接管(52)与外机节流装置(67)连接，另一端通过第二内外机制冷剂连接管(53)连接于四通换向阀(64)上。

10.根据权利要求7所述的一种无线移动式空调机组，其特征在于，所述的可移动空调末端壳体中还设有蓄电池(21)，蓄电池(21)与第一风机(20)电连接；

所述的可移动空调末端壳体上设有与蓄电池(21)电连接的充电口(13)；

所述的内机壳体上设有与电源连接的供电口(43)，所述的供电口(43)可与充电口(13)对接并实现向蓄电池(21)充电。