CN112393331B - 一种窗式空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窗式空调，可实现在制冷模式下，同时进行室内加湿及室外水冷功能。采用室内换热器和室外换热器上下错开布置的结构，形成中间出风风道。室内换热器底部设有集水槽用于收集凝结水，凝结水一部分通过第一凝结水支管，第一喷淋装置随窗式空调出风流向室内实现加湿作用；另一部分通过第二凝结水支管，第二喷淋装置在重力作用下输送到室外换热器顶部实现水冷作用。从而解决了夏季空调在制冷的同时进行除湿造成的室内空气干燥，引起人体舒适度体验感下降及呼吸道疾病的技术问题。以及高温恶劣工况下室外压缩机排气温度过高，冷凝压力高，制冷量下降，造成空调综合能效降低的技术问题。

Description

一种窗式空调

技术领域

本发明涉及空气调节装置技术领域，具体而言，涉及一种窗式空调，该空调在制冷的同时具有室内加湿及室外水冷功能。

背景技术

就目前较常用的空气调节装置而言，室内开启空调制冷或制热的同时也会给室内进行除湿，导致室内空气干燥。干燥的空气易夺走人体的水分，使人皮肤干裂，口腔、鼻腔黏膜受到刺激，出现口渴、干咳、声嘶、喉痛等症状，极易诱发咽炎、气管炎、肺炎等病症。空气干燥还会加速粉尘聚集，扩散；促进细菌和病菌的繁殖和传播。

常见改进方法通常使用加湿器，增加空气湿度，缓解由于室内干燥带来的上述影响，起到净化室内环境，改善人体舒适度的效果。但使用加湿器需要定期清洁，如长时间不清洁，其水箱中会滋生细菌，并虽水蒸气漂浮在室内空气中，人体吸入空气后，容易带来患呼吸系统疾病的隐患。同时额外增加设备，也会降低空调使用用户的体验感。

与此同时，夏季高温环境下风冷式空调由于室外侧换热条件恶劣，压缩机超负荷运转，排气压力高，降低空调机综合能效。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种窗式空调，已至少解决由于夏季空调在制冷的同时进行除湿造成的室内空气干燥，降低人体对室内空气舒适度体验感，同时严重影响人体健康，特别是上呼吸道健康。同时还可以解决高温恶劣工况下室外压缩机排气温度过高，冷凝压力高，制冷量下降，造成空调综合能效降低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种窗式空调，其中包括：室内侧换热器(制冷模式下的蒸发器)、室外侧换热器(制冷模式下的冷凝器)、可调转速风机(室内侧)、中间出风风道、集水槽、超声波雾化装置；第一凝结水支管，第一凝结水阀，第一喷淋装置用于室内加湿；第二凝结水支管，第二凝结水阀，第二喷淋装置用于室外水冷。通过上述窗式空调的结构布置，室内换热器产生的凝结水被收集并雾化喷淋进入中间出风风道，随室内送风实现室内加湿；同时，凝结水被收集后还可喷淋至室外换热器顶部实现室外水冷。

可选地，其室内换热器和室外换热器上下错开布置，其中室内换热器位于上方，室外换热器位于下方。室内换热器底部设有集水槽，用于收集室内换热器产生的凝结水，凝结水一部分可被控制在风道气流压差的作用下随窗式空调出风流向室内实现室内加湿作用，另一部分可被控制通过重力作用输送到室外换热器顶部，对室外换热器实现水冷作用。

可选地，室内换热器和室外换热器上下间隔有一距离，用于布置窗式空调的中间出风风道。室内换热器产生的凝结水雾化后，喷淋入上述风道中并获得压差动能，伴随风道送风实现加湿。

可选地，集水槽布置于室内蒸发器底部，用于收集制冷模式下蒸发器将室内空气降温凝结形成的凝结水。集水槽采用四周封闭，顶部设置密集圆孔的结构，圆孔直径要保证水流能顺利进入集水槽内，同时不能产生节流效果。由于蒸发器底部风量小，集水槽四周密封可以有效防止室内回风从蒸发器底部流入集水槽，保证蒸发器底部翅片盘管的进风量。

可选地，集水槽顶部四周设置有挡板，使蒸发器底部被挡板包裹。防止蒸发器产生的凝结水量较少时，凝结水堆积在集水槽顶部孔板的孔间连接处被风机抽进风道后送入室内。

可选地，集水槽的底部连接有第一凝结水支管、第二凝结水支管；第一凝结水支管上设有第一凝结水阀，第二凝结水支管上设有第二凝结水阀。其中，第一凝结水阀控制第一凝结水支管的凝结水随窗式空调出风流向室内实现室内加湿作用；第二凝结水阀控制第二凝结水支管的凝结水对室外换热器实现水冷作用。

可选的，第一凝结水支管设有第一喷淋装置，将凝结水喷到中间出风风道的气流中；第二凝结水支管设有第二喷淋装置，使通过其流出的凝结水喷到室外换热器上。

可选的，第一喷淋装置包括喷淋盘和喷淋管，喷淋盘底部设置有均匀分布的小孔使来自第一凝结水支管的凝结水均匀分布；喷淋管可使用微孔喷淋管使凝结水节流降压实现雾化。微孔喷淋管伸入至中间出风风道内，依靠出风气流动能，将雾化后的凝结水与冷风一同输送回室内，实现室内加湿。伴随室内环境湿度提高，人体体感舒适度提高，适当的湿度也可以保护人体呼吸道健康。

可选的，第二喷淋装置包括喷淋盘和喷淋管，喷淋盘底部设置有均匀分布的小孔使来自第二凝结水支管的凝结水均匀分布；喷淋管使用普通孔径喷淋管使凝结水分流喷淋。凝结水在普通孔径喷淋管中保持细小液柱状态，依靠其自身重力，喷淋在室外换热器的翅片盘管上，形成一层冷却水水幕，实现水冷。通过辅助水冷的方式，进一步提高室外换热器翅片盘管的换热能力，从而降低压缩机排气温度及冷凝压力，提高空调机制冷量及综合能效，保证空调处于室外环境高温恶劣工况时运行可靠性及稳定性。

可选地，为了给第一喷淋装置中的微孔喷淋管提供足够的压力差驱动，本发明采用一种风机，该风机可实现超高转速。当室内需要加湿时，上述风机在超高转速档运行，使出风侧空气流速提高。此时，进风侧风道迎风截面面积较出风侧风道截面面积大，随风机转速提高，风量提高。微孔喷淋管进出口压差增大，加之来自集水槽的凝结水自身重力，凝结水在微孔喷淋管内节流降压实现闪蒸雾化。

可选地，为了在第一喷淋装置中实现凝结水高效雾化，本发明还采用了一种超声波雾化装置，包括超声波雾化头、单浮球液位开关，并且在超声波雾化头与单浮球液位开关之间设置有锥形防溅水档板阻止凝结水未经雾化喷溅。该超声波雾化装置设置在第一凝结水阀与第一喷淋装置之间，用于对凝结水首先进行超声波雾化，之后雾化凝结水再进入到第一喷淋装置。此时，第一喷淋装置中的微孔喷淋管可使用与第二喷淋装置相同或相似的普通孔径喷淋管。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种针对加湿功能及水冷功能的控制方式。其中，控制过程通过电磁阀、电子膨胀阀、热力膨胀阀等控制实现；加湿、缺水停止加湿、冷凝器处于水冷、电磁阀故障等状态可以通过控制面板上对应的指示灯的不同状态体现，便于用户根据信号灯的状态判断空调机所处工作状态。

可选地，集水槽内设置有双液位浮球开关，用于确定是否开启运行加湿功能和/或水冷功能。同时，集水槽设定两种液位：第一液位和第二液位；其中第一液位为高液位，第二液位为最低保持液位。当集水槽内液位在第一液位时，液位开关给出信号开启第一凝结水阀进入加湿过程；当集水槽内液位在第二液位时，液位开关给出信号使处于开启状态的第一凝结水阀或第二凝结水阀关闭，保证集水槽有最低保持液位，起到液封作用，隔绝室内蒸发器风道进风侧和出风侧，进风侧和冷凝器顶部，防止出现风道进风侧的风从集水槽下的管道串入出风侧或冷凝器顶部。采用上述双液位浮球开关，可避免电磁阀频繁开闭，延长电磁阀使用寿命。

可选地，集水槽上部设置溢流管和泄流管。当集水槽内液位达到溢流管位置时，凝结水溢出排到第二喷淋装置中用于室外换热器辅助水冷。当集水槽内液位达到泄流管位置时，凝结水溢出排到空调机组外。

在本发明实施例中，采用一种窗式空调，室内换热器与室外换热器上下错开布置，通过集水槽，第一凝结水支管，第一凝结水阀，第一喷淋装置，中间出风风道，实现为室内提供冷风的同时进行加湿的功能。通过提高室内空气湿度，达到调节室内环境舒适度的目的，解决由于夏季空调在制冷的同时进行除湿造成的室内空气干燥，人体对室内空气舒适度体验感变差，严重影响人体健康，特别是上呼吸道健康的技术问题。

同时，通过集水槽，第二凝结水支管，第二凝结水阀，第二喷淋装置，实现为室外换热器提供辅助水冷的功能。通过水冷方式可以提高室外换热器换热效率，从而解决高温恶劣工况下室外压缩机排气温度过高，冷凝压力高，制冷量下降，造成空调综合能效降低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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：根据本发明的一种窗式空调实施例示意图；

图2：根据本发明的一种窗式空调实施例的安装示意图；

图3：集水槽实施例原理示意图；

图4：集水槽实施例结构示意图；

图5：第一喷淋装置实施例示意图(第二喷淋装置实施例与其区别仅为喷淋管孔径)；

图6：使用超声波雾化装置的凝结水雾化过程实施例示意图；

图7：超声波雾化装置实施例示意图；

图中：

1-室内侧；11-风机；12-风机离心风叶；13-毛细管；14-室内换热器；15-集水槽；16-双液位浮球开关；161-第一液位；162-第二液位；163-挡板；164-接水孔；17-泄流管；18-溢流管；

2-风道侧；21-中间出风风道；22-第一凝结水喷淋装置；221-喷淋盘；222-喷淋管；23-第一凝结水阀；231-第一凝结水支管

3-室外侧；31-压缩机；32-排气管；33-风机；34-室外换热器；35-吸气管；36-第二凝结水阀；361-第二凝结水支管；37-第二凝结水喷淋装置；

4-超声波雾化装置；41-超声波雾化头；42-通电装置；43-锥形防溅水档板；431-喷溅水回流孔；432-雾化出气大孔；433-雾化出气小孔；44-单液位浮球开关。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种窗式空调，如图1所示，其安装方式如图2所示。其中，室内换热器14与室外换热器34采用上下错开布置，室内换热器14位于上端位置，室外换热器34位于下端位置。中间出风风道21形成于室内换热器14与室外换热器34之间的位置。

优选地，本发明实施例提供的一种窗式空调可以采用风机11为喷淋雾化加湿过程提供动力。该风机可提供超高转速，如图1所示，可采用离心风叶12，离心风叶为速度型风叶，一般流速的空气经过离心风叶后会变成高流速的空气，流速越快对应的气流压力越低。室内换热器14底部设置有集水槽15，收集室内换热器14制冷模式下凝结室内空气产生的凝结水，集水槽15内凝结水液面上处为离心风叶12的进风侧；第一喷淋装置22的喷淋盘221、微孔喷淋管222的上部位于经离心风叶12加速后的中间出风风道21的上部；微孔喷淋管222的下部伸入中间出风风道21内部；因此集水槽15内液面压力高于微孔喷淋管管口处的空气压力，以此压差以及凝结水本身的重力作为凝结水的输送动力，凝结水再经微孔喷淋管节流降压雾化后进入中间出风风道21，随空调送风一起回到室内。通过上述步骤，可以实现收集蒸发器工作过程中产生的凝结水，并使凝结水雾化后，随空调送风至室内，提高室内环境湿度，实现室内加湿功能。

其中，采用上述方式实现加湿功能的具体控制方式如下：

如图3所示，集水槽15内设置有双液位浮球开关16，同时浮球对应液位分别设定为第一液位161和第二液位162。其中，第一液位161为高液位，第二液位162为最低保持液位。

当窗式空调机组接收到遥控器发出的加湿信号，且集水槽15内凝结水的液位到达如图3所示第一液位161时，第一凝结水阀23开启，室内风机11的超高速运行模式开启；如果此时第二凝结水阀36处于开启状态，那么接收到加湿信号时，第二凝结水阀36关闭。

如果此时集水槽15内凝结水的液位处于如图3所示的第二液位162时，第一凝结水阀23保持关闭状态；或者由于加湿功能启动，液位从高于第二液位的位置下降至第二液位时，双液位浮球开关16的低位浮球触动并发出信号，第一凝结水阀23也将保持关闭，空调机组处于集水状态，之后伴随室内水蒸气慢慢凝结，液位慢慢从第二液位上升至第一液位后，双液位浮球开关16的高位浮球触动并发出信号，第一凝结水阀23开启。

当窗式空调机组接收到遥控器的停止加湿信号时，第一凝结水阀23关闭，室内风机11恢复正常转速模式；如果此时集水槽15内的液位处于第二液位时，第二凝结水阀36保持关闭状态，当随着空调运行，集水槽15内的液位上升至高于第二液位时，第二凝结水阀36开启，进入室外水冷模式。当集水槽15内的液位逐渐降低至第二液位时，双液位浮球开关16的低位浮球触动并发出信号，第二凝结水阀36关闭，空调机组处于集水状态。等待液位恢复至高于第二液位后，可再次进入室外水冷模式。

当第一凝结水阀23或第二凝结水阀36的线圈发生短路烧毁，空调内的微型处理器接收到故障信号，处理器会通过用户遥控器提示用户相应的凝结水阀需要维修。

进一步优选地，集水槽15设置了溢流管18和泄流管17，以防止凝结水量过大导致集水槽15内的液位过高发生凝结水从集水槽15溢出流进风道21内的问题。当集水槽15内的液位到达溢流管18位置时，凝结水会通过该溢流管进入第二喷淋装置37，当集水槽15内的液位到达泄流管17位置时，凝结水会通过该泄流管排到空调机组外。

优选地，本发明实施例提供的一种窗式空调还可以采用超声波雾化装置4对凝结水进行雾化。如图6所示，室内换热器14底部设置有集水槽15，收集室内侧换热器14制冷模式下凝结室内空气产生的凝结水，集水槽15内的凝结水首先进入超声波雾化加湿装置4中。图7为该超声波雾化装置的一种实施例结构，包括超声波雾化头41，通电装置42，锥形防溅水档板43，单液位浮球开关44。通过超声波雾化头将凝结水雾化，雾化凝结水经过超声波装置顶部的雾化水出口再进入到第一喷淋装置22中，经过喷淋管进入中间出风风道21，随空调送风一起回到室内，实现室内加湿功能。

优选地，本发明实施例提供的一种窗式空调，当其采用超声波雾化装置对凝结水进行雾化时，超声波雾化头在工作过程中可能会产生液体喷溅，影响雾化效果。因此，如图7所示，在与雾化头一定距离的底部设置一个锥形防溅水档板43，档板上有雾化出气小孔433，设置在挡板高处位置，用于排出雾气；档板底部开有四个喷溅水回流孔431，让喷溅水回流到雾化装置底部；雾化装置顶部开有一个雾化出气大孔432，防止喷溅水进入中间出风风道21，随空调送风进入室内。采用超声波雾化装置时，不需要配备超高风档风机，即加湿档风机；喷淋管采用普通型喷淋管。

其中，采用上述方式实现加湿功能的具体控制方式如下：

当窗式空调机组接收到遥控器发出的加湿信号，且集水槽15内凝结水的液位到达双液位浮球开关16监控的第一液位161，且超声波雾化装置中的液位低于单液位浮球开关44的监测液位时，第一凝结水阀23开启，超声波雾化头41通电进行雾化；此时如果第二凝结水阀36处于开启状态，那么接收到加湿信号时，第二凝结水阀36会关闭；如果此时集水槽15内的液位处于第二液位162或者超声波雾化装置里的液位高于单液位浮球开关44的监测液位时，第一凝结水阀23保持关闭状态，超声波雾化头41保持断电状态，或者由于加湿功能启动，液位从高于第二液位的位置下降至第二液位时，双液位浮球开关16的低位浮球触动并发出信号，第一凝结水阀23关闭，同时超声波雾化头41断电，空调机组进入集水状态。伴随室内水蒸气慢慢凝结，集水槽15内的液位慢慢从第二液位上升至第一液位时，双液位浮球开关16的高位浮球触动并发出信号，第一凝结水阀23开启，同时超声波雾化头41通电进行雾化。

当机组接收到遥控器的停止加湿信号时，第一凝结水阀23关闭，超声波雾化头41断电。如果此时集水槽15内的液位处于第二液位162时，第二凝结水阀36保持关闭状态，超声波雾化41头保持断电状态，伴随空调运行，凝结水量增多，集水槽15内的液位上升至高于第一液位161时，且此时超声波雾化装置里的液位低于单液位浮球开关44的监测液位时，第二凝结水阀36开启，超声波雾化头41通电，当液位逐渐降低到达第二液位时，双液位浮球开关16的低位浮球触动并发出信号，第二凝结水阀36关闭，超声波雾化头41断电，空调机组进入集水状态。

当超声波雾化装置的超声波雾化头41、第一凝结水阀23和第二凝结水阀36发生短路烧毁时，空调内的微型处理器接收到故障信号，处理器会通过用户遥控器提示用户相应的凝结水阀需要维修。

优选地，本发明实施例提供的一种窗式空调，当室内不需要加湿时，第一凝结水阀23关闭，第二凝结水阀36开启；如图3中所示，凝结水经第二凝结水支管361进入位于室外换热器34上端的第二喷淋装置36中，经过第二喷淋装置36的普通孔径喷淋管，喷淋至室外换热器34表面，实现水冷功能。

优选地，本发明实施例提供的一种窗式空调，当室内不需要加湿时，只要集水槽15内的液位合适，室外换热器水冷功能会自动开启；当室内需要加湿时，水冷功能关闭。当集水槽15内的液位到达溢流管18的高度时，凝结水会通过溢流管18进入第二喷淋装置36，此时空调如果开启加湿功能，室外换热器水冷功能也可以同时实现。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种窗式空调，其特征在于：其室内换热器和室外换热器上下错开布置，其中室内换热器位于上方，室外换热器位于下方，所述室内换热器底部设有集水槽，用于收集室内换热器产生的凝结水，所述凝结水一部分可被控制在风道气流压差的作用下随窗式空调出风流向室内实现室内加湿作用，另一部分可被控制通过重力作用输送到室外换热器顶部，对所述室外换热器实现水冷作用；

所述集水槽的底部连接有第一凝结水支管、第二凝结水支管，所述第一凝结水支管上设有第一凝结水阀，第二凝结水支管上设有第二凝结水阀，所述第一凝结水阀控制第一凝结水支管的凝结水随所述窗式空调出风流向室内实现室内加湿作用；所述第二凝结水阀控制第二凝结水支管的凝结水对所述室外换热器实现水冷作用。

2.如权利要求1所述的窗式空调，其特征在于：所述室内换热器和室外换热器上下间隔有一距离，所述距离构成所述窗式空调的中间出风风道。

3.如权利要求2所述的窗式空调，其特征在于：在所述第一凝结水支管设有第一喷淋装置，所述第一喷淋装置将凝结水喷到所述中间出风风道的气流中，所述第二凝结水支管设有第二喷淋装置，所述第二喷淋装置将凝结水喷到所述室外换热器上。

4.如权利要求3所述的窗式空调，其特征在于：所述集水槽设置有双液位浮球开关使所述凝结水在不同水位条件下进入所述第一凝结水支管或/和第二凝结水支管。

5.如权利要求4所述的窗式空调，其特征在于：所述集水槽设置有溢流管和泄流管，当所述凝结水水量达到所述溢流管位置时，所述凝结水流入所述第二喷淋装置；当所述凝结水水量达到所述泄流管位置时，所述凝结水排出至所述窗式空调外。

6.如权利要求5所述的窗式空调，其特征在于：在室内侧利用风机控制所述凝结水在风道气流压差的作用下随所述窗式空调出风流向喷淋装置与第一凝结水阀之间设置有超声波雾化装置，所述超声波雾化装置将凝结水雾化后再通过第一喷淋装置喷到所述中间出风风道中。

7.如权利要求6所述的窗式空调，其特征在于：所述超声波雾化装置包括超声波雾化头、单浮球液位开关，所述超声波雾化头与所述单浮球液位开关之间设置有锥形防溅水档板阻止所述凝结水未经雾化喷溅。

8.如权利要求3所述的窗式空调，其特征在于：所述第一喷淋装置包括喷淋盘、喷淋管，所述喷淋盘底部设置有均匀分布的小孔使所述凝结水均匀分布；所述喷淋管为微孔喷淋管使所述凝结水节流降压实现雾化。

9.如权利要求8所述的窗式空调，其特征在于：所述喷淋管使所述凝结水经超声波雾化装置雾化后喷淋至中间出风风道。

10.如权利要求3所述的窗式空调，其特征在于：所述第二喷淋装置包括喷淋盘、喷淋管，所述喷淋盘底部设置有均匀分布的小孔使所述凝结水均匀分布；所述喷淋管使所述凝结水喷淋至所述室外换热器。

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