CN114294711B - 风机盘管 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种风机盘管，包括：风机和导风结构，导风结构包括：环形的外壳体和至少一个环形的内壳体，连接风道和至少一个汇流风道以及至少一个连通口，连通口将连接风道和相应的内壳体形成的汇流风道连通，并且被配置为引导连接风道中的气流朝向汇流风道的出口端流动；其中，所述内壳体包括主体部，所述主体部包括依次连接的渐缩段、腰部和渐扩段。本申请的风机盘管除了能够避免离心风机的尺寸限制，从而更加轻薄以外，还能通过从引风管引入外部空气并且设置内壳体的形状，以在汇流风道中形成两个低压甚至真空区，诱导大量的外部空气从入口端流入汇流风道中，经过换热装置换热后排出。

Description

风机盘管

技术领域

本申请涉及空调系统末端设备，特别涉及一种风机盘管。

背景技术

风机盘管属于空调系统的末端设备，一般包括风机装置和换热装置。风机装置驱动外部空气流动经过换热装置，与换热装置进行热交换后排至室内，以达到调节室内空气温度的作用。现有的风机装置一般包括离心风机，但是离心风机的尺寸较大，受到离心风机尺寸的限制，风机盘管的体积也较大。此外，受到离心风机结构的限制，离心风机的出风速度不均匀，从而可能影响换热装置的换热效果。

发明内容

本申请的至少一个目的是提供一种风机盘管，其特征在于包括：风机；和导风结构，所述导风结构包括：环形的外壳体和至少一个环形的内壳体，每个内壳体容纳在所述外壳体中，并且与所述外壳体连接，所述外壳体和内壳体之间具有空腔，连接风道和至少一个汇流风道，每个所述环形的内壳体环绕形成一个所述汇流风道，所述连接风道由所述空腔形成，所述连接风道接收所述风机输送的气流，每个所述汇流风道包括相对设置的入口端和出口端，所述入口端与外部空气连通；以及至少一个连通口，每个所述连通口设置在相应的所述内壳体上，并靠近所述汇流风道的入口端，所述连通口将所述连接风道和相应的所述内壳体形成的所述汇流风道连通，并且被配置为引导所述连接风道中的气流朝向所述汇流风道的出口端流动；其中，所述内壳体包括位于所述连通口和相应的所述出口端之间的环形的主体部，所述主体部包括在从所述入口端到所述出口端的方向上依次连接的渐缩段、腰部和渐扩段，并且其中，在从所述入口端到所述出口端的方向上，所述渐缩段的横截面积逐渐减小，所述渐扩段的横截面积逐渐增加，所述汇流风道在所述腰部的横截面积最小。

根据上述内容，所述内壳体还包括位于所述连通口和相应的所述入口端之间的边缘部，所述边缘部的近端与所述外壳体连接，所述边缘部的远端为自由端，所述主体部的近端与所述外壳体连接；其中，所述主体部的远端与所述边缘部的远端被配置为在垂直于所述内壳体的轴向的方向上间隔开以形成所述连通口，并且在所述内壳体的轴向方向上，所述边缘部的远端与所述主体部的远端重叠并位于其内侧，以引导所述连接风道中的气流朝向所述汇流风道的出口端流动。

根据上述内容，在所述内壳体的轴向方向上，所述渐缩段与所述渐扩段的长度比为0.7～1.3。

根据上述内容，在所述内壳体的轴向方向上，所述渐缩段的长度为所述主体部的长度的35％～55％。

根据上述内容，所述渐缩段在轴向截面上的曲线为Y_ab＝A_abX²+B_abX+C_ab，其中系数A_ab，B_ab，C_ab分别满足以下关系：5.5<A_ab<6.5；-0.7<B_ab<-0.5；0.01<C_ab<0.07。

根据上述内容，所述渐扩段在轴向截面上的曲线为Y_bc＝A_bcX²+B_bcX+C_bc，其中系数A_bc，B_bc，C_bc分别满足以下关系：4<A_bc<5；-0.5<B_bc<-0.3；0.02<C_bc<0.06。

根据上述内容，所述连通口为环形狭缝，所述环形狭缝的宽度为1.4mm～1.8mm。

根据上述内容，所述风机盘管还包括引风管，所述引风管的一端连接至所述外壳体并与所述连接风道流体连通，所述引风管的另一端接收外部气体，其中所述风机设置在所述引风管中，以将所述外部气体输送至所述连接风道。

根据上述内容，所述风机为混流风机，所述混流风机被配置为使进入所述引风管的气流被加速为流速100m³/h。

根据上述内容，所述风机盘管还包括换热装置，所述换热装置具有热交换入口和热交换出口，所述热交换入口和所述汇流风道的出口端流体连通。

根据上述内容，至少一个所述内壳体包括至少两个所述内壳体，至少两个所述内壳体之间也形成所述空腔。

通过考虑下面的具体实施方式、附图和权利要求，本申请的其它的特征、优点和实施例可以被阐述或变得显而易见。此外，应当理解，上述发明内容和下面的具体实施方式均为示例性的，并且旨在提供进一步的解释，而不限制要求保护的本申请的范围。然而，具体实施方式和具体实例仅指示本申请的优选实施例。对于本领域的技术人员来说，在本申请的精神和范围内的各种变化和修改将通过该具体实施方式变得显而易见。

附图说明

图1A为根据本申请的一个实施例的风机盘管的立体结构图；

图1B为图1A所示风机盘管的分解图；

图2A为图1A所示风机盘管中导风结构从正面看的立体结构图；

图2B为图1A所示风机盘管中导风结构从背面看的立体结构图；

图3A为图2A所示导风结构沿A-A线的剖视图；

图3B为图3A的局部放大图；

图4为图1A所示风机盘管沿B-B线的剖视图；

图5A为图1A所示风机盘管的风速效果图；

图5B为图1A所示风机盘管的压力效果图。

具体实施方式

下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本申请中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等描述本申请的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。

图1A和图1B为本申请的风机盘管100的一个实施例的结构图，用于示出风机盘管100的大致结构，其中图1A为风机盘管100的立体结构图，图1B为风机盘管100的分解图。如图1A和图1B所示，风机盘管100包括风机108、导风结构120和换热装置110。在风机108和导风结构120的驱动下，外部空气能够流经换热装置110，与换热装置110进行热交换后再流出换热装置。

导风结构120包括环形的外壳体121和至少一个环形的内壳体122，每个内壳体122容纳在外壳体121中，并且与外壳体121相连接。每个环形的内壳体122环绕形成一个汇流风道111，每个汇流风道111具有入口端134和出口端235(参见图2B所示)。外壳体121与内壳体122之间具有空腔356，空腔356用于形成连接风道312(参见图3A和图3B)。连接风道312与每个汇流风道111流体连通。在本实施例中，导风结构120包括三个环形的内壳体122，环形的外壳体121环绕这三个内壳体122设置。在其他实施例中，导风结构也可以包括更多或者更少的内壳体122以形成更多或者更少的汇流风道111，仅需要将外壳体121设置为环绕所有内壳体122即可。

导风结构120还包括引风管105，引风管105连接在外壳体121的一端，并与连接风道312流体连通。引风管105的另一端接收外部气体。风机108设置在引风管105中，以驱动外部气体经过引风管105输送至连接风道312中。作为一个示例，风机108为能够驱动外部气体向连接风道312方向流动的风机，例如轴流风机或混流风机。在一些实施例中，风机108为混流风机。

风机盘管100还包括安装板101，导风结构120和换热装置110通过安装板101连接，并且分别设置在安装板101的两侧。换热装置110具有热交换入口102和热交换出口104，热交换入口102和汇流风道111的出口端235流体连通，以使得从汇流风道111的出口端235流出的气流能够从热交换入口102进入换热装置110，与换热装置进行热交换后再从热交换出口104流出。

可以理解的是，外部空气既能够从引风管105进入连接风道312中，然后再进入汇流风道111中，也能够直接从汇流风道111的入口端134进入汇流风道111中。根据不同的应用场景需要，本领域技术人员可以将流经换热装置110的外部空气配置为不同来源，例如将汇流风道111的入口端134配置为接收室外空气，并且将引风管105配置为接收室内空气，或者将引风管105配置为接收室外空气，并且将汇流风道111的入口端134配置为接收室内空气。

图2A和图2B示出了导风结构120的具体结构，其中图2A示出导风结构120从正面看的立体图，图2B示出导风结构120从背面看的立体图。如图2A和图2B所示，内壳体122大致为沿着轴向延伸的环形，其内部形成汇流风道111，汇流风道111与内壳体122具有相同的轴线x(参见图3A)。汇流风道111的入口端134和出口端235分别设置在其轴向方向上的正面和背面。每个内壳体122上设有一个连通口218，连接风道312与每个汇流风道111通过连通口218连通。在本实施例中，连通口218为环形狭缝，设置在内壳体122靠近入口端134的一侧。

图3A和图3B示出连接风道312和汇流风道111的具体结构，其中图3A为图2A中导风结构120沿A-A线的剖视图，图3B为图3A的局部放大图。如图3A和图3B所示，导风结构120的外壳体121和内壳体122之间具有用于形成连接风道312的空腔356。连接风道312与引风管105内部流体连通，从而能够接收风机108输送的气流。

导风结构120的三个内壳体122的结构大致相同，因此以下以A-A线剖切的一个内壳体122进行详细说明。具体来说，在从汇流风道111的入口端134到出口端235的方向上，内壳体122包括边缘部341和主体部336，连通口218设置在边缘部341和主体部336之间。也就是说，边缘部341位于连通口218和入口端134之间，主体部336位于连通口218和出口端235之间。边缘部341的近端342连接至外壳体121的靠近入口端134的端部，边缘部341的远端343形成自由端。主体部336的近端344连接至外壳体121的靠近出口端235的端部，主体部336的远端345形成自由端。边缘部341的远端343和主体部336的远端345间隔并错开设置，以形成环形狭缝形状的连通口218。连通口218能够连通内壳体122的内外两侧，也就是连通内壳体122和外壳体121之间的连接风道312与内壳体122环绕形成的汇流风道111。在本实施例中，内壳体122的边缘部341是由外壳体121的边缘向内翻折形成。边缘部341的远端343和主体部336的远端345在沿着轴线x的方向上重叠，在垂直于内壳体122的轴线x的方向上间隔开，并且边缘部341的远端343相较于主体部336的远端345更靠近汇流风道111的内侧。由此，连通口218不仅能够连通连接风道312与汇流风道111，还能引导连接风道312中的气流的流动方向，也就是引导气流朝向汇流风道111的出口端235方向流动。

内壳体122的主体部336大致呈马鞍形状，在沿着轴线x从汇流风道111的入口端134到出口端235的方向上，主体部336包括依次连接的渐缩段337、腰部338和渐扩段339，渐缩段337和渐扩段339分别为图3A中的AB段和BC段。换句话说，渐缩段337和渐扩段339分别连接在腰部338靠近入口端134的一侧和靠近出口端235的一侧。并且，在入口端134到出口端235的方向上，渐缩段337的横截面积逐渐减小，渐扩段339的横截面积逐渐增加，在腰部338处形成最小的横截面积。也就是说，汇流风道111的横截面积先减小再增大，在腰部338的横截面积最小。因为汇流风道111沿轴线x对称，因此横截面积的减小或增大使得空气流过的流通面积相应减小或增大。

当连接风道312接收风机108输送的气流后，气流经过狭缝形状的连通口218而被加速，然后被输送至汇流风道111，并朝向出口端235方向流动。受到连通口218的狭缝形状限制，气流的流通面积减小，因而在连通口218处的速度被加大，以在连通口218处形成第一个低压甚至真空区(参见图5A和图5B)。当气体从连通口218处流出到汇流风道111内后，由于流体的附壁效应，气体沿着内壳体122的主体部336流动，并且汇流风道111的流通面积要大于连通口218处的流通面积，使得气体的速度降低，压力增加。当汇流风道111中的气流进一步向出口端235流动时，需要经过渐缩段337后到达腰部338，在此过程中，由于汇流风道111的横截面积逐渐减小，因此气流速度再次逐渐增大，压力逐渐降低，以在腰部338处形成第二个低压甚至真空区(参见图5A和图5B)。由于在连通口218处和在腰部338处形成了两个低压甚至真空区，外部空气的压力远大于汇流风道111内部的压力，从而诱导外部空气从汇流风道111的入口端134进入汇流风道111内，与从连接风道312进入汇流风道111中的气流一起向出口端235流动。当外部空气越过腰部338到达渐扩段339后，汇流风道111的横截面积逐渐增大，因此气流速度逐渐减小，压力逐渐增加，直至气流到达汇流风道111的出口端235。也就是说，从汇流风道111的出口端235排出的气流具有一定的压力，这将使得气流能够从换热装置110的热交换入口102进入换热装置110，与换热装置110进入热交换后再从热交换出口104排出至室内。并且由于低压甚至真空区形成在渐扩段339的前部(也就是靠近入口端134方向)，从出口端235排出的气流速度更加均匀。

在本申请的风机盘管中，通过从引风管105引入外部空气并且设置内壳体122的形状，能够在汇流风道111中形成两个低压甚至真空区，诱导大量的外部空气从入口端134流入汇流风道111中。在一些实施例中，从热交换出口104排出至室内的气流量是从引风管105中进入连接风道312的气流量的9～15倍。通过进一步设置汇流风道111的数量，从热交换出口104排出至室内的气流量将会更高。此外，从汇流风道111的出口端235排出的空气的风速均匀且具有一定压力，因此能够使从热交换出口104排出至室内的气流速度均匀。

在本实施例中，渐缩段337的形状主要影响连通口218处和腰部338处形成的低压甚至真空区的效果。渐扩段339的形状主要影响从出口端235排出的气流的速度和压力。

在一些实施例中，在沿着内壳体122的轴线x的方向上，渐缩段337与渐扩段339的长度比为0.7～1.3。

在一些实施例中，在沿着内壳体122的轴线x的方向上，渐缩段337的长度为主体部336的长度的35％～55％。

在一些实施例中，渐缩段337在轴向截面(也就是如图3A所示的截面)上的曲线(即AB段的曲线)为Y_ab＝A_abX²+B_abX+C_ab，其中系数A_ab，B_ab，c_ab分别满足以下关系：

5.5＜A_ab＜6.5；

-0.7＜B_ab＜-0.5；

0.01＜C_ab＜0.07。

在一些实施例中，渐扩段339在轴向截面(也就是如图3A所示的截面)上的曲线(即BC段的曲线)为Y_bc＝A_bcX²+B_bcX+C_bc，其中系数A_bc，B_bc，C_bc分别满足以下关系：

4＜A_bc＜5；

-0.5＜B_bc＜-0.3；

0.02＜C_bc＜0.06。

作为一个实施例，连通口218的尺寸为1.4mm～1.8mm，从连通口218流出至汇流风道111中的气流速度为20m/s～35m/s。作为一个更具体的实施例，从连通口218流出至汇流风道111中的气流速度为31m/s，在沿着内壳体122的轴线x的方向上，渐缩段337与渐扩段339的长度比为0.78，从每个汇流风道111的出口端235排出的气流量是从引风管105中进入连接风道312的气流量的3倍。

在一些其他的实施例中，本领域技术人员也可以通过调整风机的功率或尺寸以影响从引风管105流入连接风道312的气体流量。或者将连通口218设置为不同尺寸的环形狭缝，以影响从连通口218流出至汇流风道111中的气流速度，从而使得连通口218处形成气压更低或更高的低压甚至真空区。

图4为图1A所示风机盘管沿B-B线的剖视图，以说明风机盘管的工作过程。如图4所示，风机盘管100用于通过安装板101安装在例如吊顶458上，导风结构120安装在吊顶458上方(也就是图4中的左侧)，换热装置110安装在吊顶458的下方(也就是图4中的右侧)，热交换出口104的一侧朝向室内方向。根据不同的安装要求，其汇流风道111的入口端134一侧朝向室外方向，或者引风管105的端部(也就是图4中的下方的一端)朝向室外方向，以将外部空气引入室内。

在风机108的驱动下，外部空气从引风管105进入连接风道312中，然后通过连通口218处被加速为高速气流后进入汇流风道111内，这部分高速气流在汇流风道111中形成两个低压甚至真空区，诱导大量空气从汇流风道111的入口端134进入汇流风道111中，大量空气与高速气流一起从左向右流动，直至从汇流风道111的出口端235排出。排出的空气再从热交换入口102进入换热装置110，从左至右流动进行热交换后，最后从热交换出口104流出。

在本实施例中，风机盘管100由于避免了使用离心风机，安装在吊顶458上方(也就是图4中的左侧)的高度无需受到离心风机高度的限制，根据所需的汇流风道111的长度设计即可，从而可以减小风机盘管100的高度，使得风机盘管100更加轻薄。

图5A为图1A所示风机盘管的风速效果图，图5B为图1A所示风机盘管的压力效果图。如图5A所示，连接风道312中的气体经过连通口218时风速增大，在进入汇流风道111后风速虽然降低，但是仍然比从入口端134进入汇流风道111的风速大。空气在经过腰部338后，风速逐渐降低，以均匀地从出口端235排出汇流风道111。如图5B所示，汇流风道111中的气体在连通口218处和腰部338处形成两个低压甚至真空区，以诱导外部空气从入口端134进入汇流风道111中。在经过腰部338后，汇流风道111中的气体压力再均匀地逐渐增大，直至从出口端235排出汇流风道111。

由此可见，本申请的风机盘管除了能够避免离心风机的尺寸限制，从而更加轻薄以外，还能通过从引风管引入外部空气并且设置内壳体的形状，以在汇流风道中形成两个低压甚至真空区，诱导大量的外部空气从入口端流入汇流风道中，经过换热装置换热后排出。在一些实施例中，通过将引风管或汇流风道的入口端连通至室外，还能起到向室内引入新鲜空气的作用。

尽管已经结合以上概述的实施例的实例描述了本公开，但是对于本领域中至少具有普通技术的人员而言，各种替代方案、修改、变化、改进和/或基本等同方案，无论是已知的或是现在或可以不久预见的，都可能是显而易见的。因此，如上陈述的本公开的实施例的实例旨在是说明性而不是限制性的。在不背离本公开的精神或范围的情况下，可以进行各种改变。因此，本公开旨在包括所有已知或较早开发的替代方案、修改、变化、改进和/或基本等同方案。本说明书中的技术效果和技术问题是示例性而不是限制性的。应当注意，本说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。

Claims (11)

1.一种风机盘管，其特征在于包括：

风机(108)；和

导风结构(120)，所述导风结构(120)包括：

环形的外壳体(121)和至少一个环形的内壳体(122)，每个内壳体(122)容纳在所述外壳体(121)中，并且与所述外壳体(121)连接，所述外壳体(121)和内壳体(122)之间具有空腔(322)，

连接风道(312)和至少一个汇流风道(111)，每个所述环形的内壳体(122)环绕形成一个所述汇流风道(111)，所述连接风道(312)由所述空腔(322)形成，所述连接风道(312)接收所述风机(108)输送的气流，每个所述汇流风道(111)包括相对设置的入口端(234)和出口端(235)，所述入口端(234)与外部空气连通；以及

至少一个连通口(218)，每个所述连通口(218)设置在相应的所述内壳体(122)上，并靠近所述汇流风道(111)的入口端(234)，所述连通口(218)将所述连接风道(312)和相应的所述内壳体(122)形成的所述汇流风道(111)连通，并且被配置为引导所述连接风道(312)中的气流朝向所述汇流风道(111)的出口端(235)流动；

其中，所述内壳体(122)包括位于所述连通口(218)和相应的所述出口端(235)之间的环形的主体部(236)，所述主体部(236)包括在从所述入口端(234)到所述出口端(235)的方向上依次连接的渐缩段(237)、腰部(238)和渐扩段(239)，并且其中，在从所述入口端(234)到所述出口端(235)的方向上，所述渐缩段(237)的横截面积逐渐减小，所述渐扩段(239)的横截面积逐渐增加，所述汇流风道(111)在所述腰部(238)的横截面积最小。

2.根据权利要求1所述的风机盘管，其特征在于：

所述内壳体(122)还包括位于所述连通口(218)和相应的所述入口端(234)之间的边缘部(241)，所述边缘部(241)的近端(242)与所述外壳体(121)连接，所述边缘部(241)的远端(243)为自由端，所述主体部(236)的近端(244)与所述外壳体(121)连接；

其中，所述主体部(236)的远端(245)与所述边缘部(241)的远端(243)被配置为在垂直于所述内壳体(122)的轴向的方向上间隔开以形成所述连通口(218)，并且在所述内壳体(122)的轴向方向上，所述边缘部(241)的远端(243)与所述主体部(236)的远端(245)重叠并位于其内侧，以引导所述连接风道(312)中的气流朝向所述汇流风道(111)的出口端(235)流动。

3.根据权利要求2所述的风机盘管，其特征在于：

在所述内壳体(122)的轴向方向上，所述渐缩段(237)与所述渐扩段(239)的长度比为0.7～1.3。

4.根据权利要求2所述的风机盘管，其特征在于：

在所述内壳体(122)的轴向方向上，所述渐缩段(237)的长度为所述主体部(236)的长度的35％～55％。

5.根据权利要求2所述的风机盘管，其特征在于：

所述渐缩段(237)在轴向截面上的曲线为Y_ab＝A_abX²+B_abX+C_ab，其中系数A_ab，B_ab，C_ab分别满足以下关系：

5.5<A_ab<6.5；

-0.7<B_ab<-0.5；

0.01<C_ab<0.07。

6.根据权利要求2所述的风机盘管，其特征在于：

所述渐扩段(239)在轴向截面上的曲线为Y_bc＝A_bcX²+B_bcX+C_bc，其中系数A_bc，B_bc，C_bc分别满足以下关系：

4<A_bc<5；

-0.5<B_bc<-0.3；

0.02<C_bc<0.06。

7.根据权利要求2所述的风机盘管，其特征在于：

所述连通口(218)为环形狭缝，所述环形狭缝的宽度为1.4mm～1.8mm。

8.根据权利要求1所述的风机盘管，其特征在于：

所述风机盘管(100)还包括引风管(105)，所述引风管(105)的一端连接至所述外壳体(121)并与所述连接风道(312)流体连通，所述引风管(105)的另一端接收外部气体，其中所述风机(108)设置在所述引风管(105)中，以将所述外部气体输送至所述连接风道(312)。

9.根据权利要求8所述的风机盘管，其特征在于：

所述风机(108)为混流风机，所述混流风机被配置为使进入所述引风管(105)的气流被加速为流速100m³/h。

10.根据权利要求1所述的风机盘管，其特征在于：

所述风机盘管(100)还包括换热装置(110)，所述换热装置(110)具有热交换入口(102)和热交换出口(104)，所述热交换入口(102)和所述汇流风道(111)的出口端(235)流体连通。

11.根据权利要求1所述的风机盘管，其特征在于：

至少一个所述内壳体(122)包括至少两个所述内壳体(122)，至少两个所述内壳体(122)之间也形成所述空腔(322)。

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