CN207050304U - 用于制冷设备的通风单元 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于制冷设备的通风单元(1)，其设计用于安装和布置在制冷设备处并具有风扇和与风扇串联布置的热交换器(3)，其中风扇设计和相对于热交换器(3)布置为，在运行中输送空气流量穿过热交换器(3)并且离开通风单元，其特征在于，风扇设计为斜流式风扇(2)并且在运行中将空气流量沿轴向吸入并且以相对于其旋转轴线(RA)的角度沿斜向排出。根据本实用新型的通风单元能够更高效地以及以更小的除霜频率来运行。

Description

用于制冷设备的通风单元
技术领域
本实用新型涉及一种用于制冷设备的通风单元，其设计用于安装和布置在制冷设备处。
背景技术
在制冷设备上安装具有风扇和通常也称为换热器的热交换器的通风单元存在问题，热交换器在运行期间持续结冰、越来越多，且其流动阻力因此增加。下游的风扇必须抵抗增加的流动阻力而工作，由此改变了其运行状态。通常在这种通风单元中安装轴流式风扇或者轴流式通风机，其专为不结冰的换热器的流动阻力而设计。由此导致风扇只能在最佳效率的范围中短暂地运行，然而伴随着热交换器结冰的增加及其流动阻力的增加，风扇的运行状态离开效率最佳的范围。此外由于提高的流动阻力，流出方向从轴向改变为越来越径向的方向。
在此除了从经济观点看设备效率变差之外，从流体技术的观点看也存在缺点，因为风扇的抛物距离严重减少，由此导致在与风扇相邻的冷却室中温度分布不均。此外，径向排出的空气部分地直接包围结冰越来越多的热交换器、返回其流入区域并且再次穿过热交换器，由此导致热短路。
通常地，护栅位于风扇的排风侧。在这个区域中，在轴流式风扇的径向流出增加的情况下，非常冷的空气与相邻的冷却室的空气混合(轮毂区域中的回流)。在高空气湿度环境的应用中，在风扇叶片或者护栅处会附着有冰或者类似雪的物质，由此同样会使效率和流动特性变差。此外，在热交换器除霜和风扇静止时，冰会掉落到风扇的壁环上并且通过结冰阻止风扇的重新运转。
在实际操作中，必要的除霜一般是不利的、复杂的和尽可能要避免的故障处理。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的在于提供一种通风单元，其能够克服前述缺点并且能够更高效地以及以更小的除霜频率来运行。
通过以下特征组合达到这一目的。
根据本实用新型建议一种用于制冷设备的通风单元，其设计用于安装和布置在制冷设备处，通风单元具有风扇和与风扇串联布置的热交换器，其中风扇设计和相对于热交换器布置为，在运行中输送空气流量穿过热交换器并且离开通风单元。根据本实用新型，风扇设计为斜流式风扇。在斜流式风扇中，在运行中将空气流量沿轴向吸入并且以相对于斜流式风扇的旋转轴线的角度沿斜向排出。
有利的是，斜流通风机的特征在于在较高反压力下也具有高的空气输出。在此确保了，斜流通风机的排风方向在运行中产生的最大反压力的情况下也始终是斜向的而非径向的。其抛物距离在热交换器连续增加结冰的情况下也保持大小基本不变，从而防止了由于外侧回流到热交换器的吸入区域而造成的热短路。此外，避免了热交换器由此产生更严重的结冰。延长了热交换器的除霜周期。
在有利的实施变形中，斜流式风扇设计为，将空气流量沿轴向吸入并且以相对于其旋转轴线的10°～80°的角度、进一步优选25°～60°的角度沿斜向排出。相比于轴流式风扇的0°排风角度和径流式风扇的90°排风角度，斜流式风扇的排风角度从开始就提供了能够在运行中保持的中间值。
在通风单元的有利实施方案中设置为，斜流式风扇设计为并且在通风单元中布置为，将空气流量通过热交换器吸入并且从通风单元向外排出到外界环境、例如排出到冷却室。因此在流体技术上斜流式风扇位于热交换器的下游。
热交换器在运行中由于持续的结冰对斜流式风扇产生了从以第一阻力特性曲线(A)表示的起始流动阻力上升到以第二阻力特性曲线(B)表示的结冰阻力的穿流阻力。通风单元的有利实施方式的特征在于，这样设计斜流式风扇，即其最高的效率范围在热交换器的第三阻力特性曲线(C)的范围中，其中第三阻力特性曲线位于第一和第二阻力特性曲线(A、B)之间。第一至第三阻力特性曲线(A、B、C)在此由随着输送的空气量qv[m3/h]上升的反压力psf[Pa]表示。在最大反压力的条件下在此也保持沿斜向流出且不改变成例如是轴流式风扇情况下的沿径向方向流出。
在实施方式中将热交换器设计为，将空气流量冷却到小于或等于15℃、特别是小于或等于5℃的输送介质温度，以产生能够直接从斜流式风扇吸入并且排出的冷空气流量。在热交换器和斜流式风扇之间不设置在热工学上影响冷空气流量的部件，吸气过程通过直接连在热交换器下游的斜流式风扇而发生。
在扩展方案中通风单元的特征在于，斜流式风扇和热交换器通过外壳互相连接，其中外壳构成了用于空气流量或者冷空气流量的封闭的流动通道。
此外还有利的是，通风单元设计为用于整体布置和固定在制冷设备处的完整的构造单元。完整的构造单元可以作为整体预安装和供应。此外仅须进行到冷却室的电连接。由此降低在安装中出现故障的可能。
在有利的实施方式变形中，热交换器设计为蒸发器。
此外在扩展方案中，通风单元包括(流体)导引装置，其布置在斜流式风扇的排风区段中并且设计为将由斜流式风扇在斜向方向排出的空气流量转换到轴向方向。由此可以将斜流式风扇的斜向的排风方向转换到轴向的排出流动方向并且因此增大了斜流式风扇的抛物距离。导引装置可以通过外壳的部分或者通过能够额外固定在斜流式风扇处的导引体、如导向板或类似部件实现。在实施方式变形中，导引装置在斜流式风扇处设计成一件式，从而使部件数量最小。
在斜流式风扇的排风侧上能够额外地布置护栅或者接触保护。
此外在通风单元中可以设置为，导引装置将由斜流式风扇产生的空气流量的涡旋部分地转化为静压力并且由此提高了斜流式风扇的升压、效率和抛物距离。
此外在实施方式变体中，斜流式风扇设计为具有共同旋转的、遮盖风扇叶片的盖板。
此外外壳构成了用于由斜流式风扇产生的空气流量的空气导向部。
此外在实施例中还可以这样设计通风单元，即在固定的外壳中进行气流引导并且斜流式风扇具有与轴流式风扇类似的翼端。那么在叶轮和风扇叶片之间设置有缝隙。
根据本实用新型的通风单元能够更高效地以及以更小的除霜频率来运行。
附图说明
接下来将展示本实用新型的其他有利扩展方案或根据图示和本实用新型的有利实施方式进一步说明。其中：
图1示出了不属于本实用新型的具有根据现有技术的轴流式风扇的通风单元，用于显示结冰状态下的流动情况；
图2示出了不结冰状态下的图1中的通风单元；
图3示出了结冰状态下的根据本实用新型的通风单元；
图4示出了用于展示根据本实用新型的通风单元的设计的图表。
具体实施方式
图1示意性地示出了通风单元的根据本实用新型的原理性构造，然而是为了显示连接到热交换器10的轴流式风扇11在流体技术上的问题。所示的是热交换器10的结冰状态和由此导致的轴流式风扇11大致沿径向流出。在用箭头表示的流动路径8上发生热短路，其中轴流式风扇11的排出的空气再次回到热交换器的吸入区域。此外，在轴流式风扇11的轮毂区域中发生排出侧的流入9，其与流出重叠。在热交换器结冰的状态下，没有或者几乎没有例如图2所示的、本来在未结冰状态下存在的纯粹沿轴向的流出。
图3示意性地示出了在结冰状态下的根据本实用新型的通风单元1，其具有斜流式风扇2和与此串联布置的并设计为蒸发器的热交换器3。热交换器3和斜流式风扇通过构成流动通道的外壳5互相连接。斜流式风扇2和热交换器3都安装和固定到外壳5中，因此通风单元是完整的构造单元。在斜流通风机2的排风区段处布置有护栅19。图中示意性示出形状的通风单元1设计成用于安装和布置在制冷设备处。
在运行中，斜流式风扇2将空气流量从轴向方向穿过热交换器3吸入并且由于结冰随后将其从通风单元1以相对斜流式风扇2的旋转轴线RA呈α＝30°的角度沿斜向向外排出到外界环境中，例如排出到冷却室。斜向的流出路径7用箭头表示。
热交换器3将空气流量冷却到小于或等于15℃、特别是小于或等于5℃的输送介质温度，用于产生直接由斜流式风扇2吸入的冷空气流量。
相对于图1所示的具有轴流式风扇10的实施方式，根据本实用新型、根据图3的具有斜流式风扇2的通风单元1可以设计成如在图4中借助输送的空气量qv[m3/h]相对于压力psf[Pa]的图表所示。其中标出了图1的轴流式风扇11和图3的斜流式风扇2的风扇特性曲线11’、2’以及基于热交换器3的不同结冰状态产生的三个阻力特性曲线A、B、C。
随着运行中持续结冰，热交换器3的穿流阻力从以第一阻力特性曲线A表示的对于斜流式风扇的起始流动阻力上升到以第二阻力特性曲线B表示的结冰阻力。在第二阻力特性曲线的状态下开始热交换器3的除霜处理。相反的是，通过斜向的排风方向将斜流式风扇2设计成在热交换器3的第三阻力特性曲线C的范围中具有其最高的效率范围，其中第三阻力特性曲线C在第一和第二阻力特性曲线A、B之间。阻力特性曲线A、B、C由随着输送的空气量qv[m3/h]上升的反压力psf[Pa]表示。
相比于按照设计只在阻力特性曲线A的范围中工作的轴流式风扇11的构造，根据本实用新型的具有斜流式风扇2的通风单元1能够在输送量大小相同的情况下在阻力特性曲线C的范围中运行地更久且效率更高。绝对差值通过图表中的轴流式风扇11的风扇特性曲线11’和斜流式风扇2的风扇特性曲线2’表示。

Claims (13)

1.一种用于制冷设备的通风单元(1)，其设计用于安装和布置在制冷设备处，所述通风单元具有风扇和与所述风扇串联布置的热交换器(3)，其中所述风扇设计和相对于所述热交换器(3)布置为，在运行中输送空气流量穿过所述热交换器(3)并且离开所述通风单元，其特征在于，所述风扇设计为斜流式风扇(2)并且在运行中将所述空气流量沿轴向吸入并且以相对于其旋转轴线(RA)的角度沿斜向排出。
2.根据权利要求1所述的通风单元，其特征在于，所述斜流式风扇(2)设计为，将所述空气流量沿轴向吸入并且以相对于其旋转轴线(RA)的10°～80°的角度沿斜向排出。
3.根据权利要求1或2所述的通风单元，其特征在于，所述斜流式风扇(2)设计并且在所述通风单元(1)中布置为，将所述空气流量通过所述热交换器(3)吸入并且从所述通风单元(1)向外排出到外界环境。
4.根据权利要求1或2所述的通风单元，其特征在于，随着运行中的持续结冰，所述热交换器(3)对所述斜流式风扇(2)产生了从以第一阻力特性曲线(A)表示的起始流动阻力上升到以第二阻力特性曲线(B)表示的结冰阻力的穿流阻力，并且所述斜流式风扇(2)设计为在所述热交换器(3)的第三阻力特性曲线(C)的范围中具有其最高的效率范围，其中所述第三阻力特性曲线(C)位于第一和第二阻力特性曲线(A、B)之间，并且其中所述第一阻力特性曲线至所述第三阻力特性曲线(A、B、C)由随着输送的空气量qv上升的反压力psf表示，其中所述空气量qv的单位是m3/h，所述反压力psf的单位是Pa。
5.根据权利要求1或2所述的通风单元，其特征在于，所述热交换器(3)设计为将所述空气流量冷却到≤15℃的输送介质温度，以产生能够直接从所述斜流式风扇(2)吸入并且排出的冷空气流量。
6.根据权利要求1或2所述的通风单元，其特征在于，所述斜流式风扇(2)和所述热交换器(3)通过外壳(5)互相连接，所述外壳构成了用于所述空气流量的封闭的流动通道。
7.根据权利要求1或2所述的通风单元，其特征在于，所述通风单元设计为用于整体布置和固定在制冷设备处的完整的构造单元。
8.根据权利要求1或2所述的通风单元，其特征在于，所述热交换器(3)设计为蒸发器。
9.根据权利要求1或2所述的通风单元，其特征在于，所述通风单元还包括导引装置，所述导引装置布置在所述斜流式风扇(2)的排风区段中并且设计为将由所述斜流式风扇(2)在斜向方向排出的空气流量转换到轴向方向。
10.根据权利要求9所述的通风单元，其特征在于，所述导引装置在所述斜流式风扇(2)处设计成一件式。
11.根据权利要求9所述的通风单元，其特征在于，所述导引装置将由所述斜流式风扇(2)产生的空气流量的涡旋部分地转化为静压力。
12.根据权利要求1或2所述的通风单元，其特征在于，所述斜流式风扇(2)具有共同旋转的盖板。
13.根据权利要求6所述的通风单元，其特征在于，所述外壳(5)构成了用于由所述斜流式风扇(2)产生的空气流量的空气导向部。
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