TWI434012B - 空調設備 - Google Patents

Description

空調設備

本發明係關於一種空調設備，特別是一種可提供冷氣、暖氣及除濕功能之空調設備。

請參照第1圖，係美國公告第6748757號「Air conditioner for automobile」專利案所揭示之空調設備9，該習知的空調設備9係包含一壓縮機91、一冷凝器92、一膨脹閥93、一蒸發器94及一四向閥95。

該壓縮機91、冷凝器92、膨脹閥93及蒸發器94串接成一迴路，該冷凝器92旁設有一外部風扇921，該蒸發器94旁設有一內部風扇941，該蒸發器94與壓縮機91之間另連接一循環除濕調節閥96及一內熱交換器97，該循環除濕調節閥96設於該蒸發器94與內熱交換器97之間，該循環除濕調節閥96維持開啟而不降壓；此外，該四向閥95之其中兩端連接於該壓縮機91之兩端，該四向閥95之另兩端連接該冷凝器92及內熱交換器97。

據此，該習知的空調設備9可藉由切換該四向閥95，以改變冷媒之流向；當冷媒由該壓縮機91出發，依序流經該冷凝器92、膨脹閥93、蒸發器94、循環除濕調節閥96及內熱交換器97，再回到該壓縮機91，該空調設備9可作為冷氣使用。當該四向閥95切換導通方向，使冷媒由該壓縮機91出發，依序流經該內熱交換器97、循環除濕調節閥96、蒸發器94、膨脹閥93及冷凝器92，再回到該壓縮機91，則該空調設備9可作為暖氣使用。同時，還可藉由該內熱交換器97及循環除濕調節閥96達到除濕效果。

然而，該習知的空調設備9除了一般空調系統所需之壓縮機91、冷凝器92、膨脹閥93及蒸發器94外，另需設置該四向閥95與內熱交換器97，不但重又佔用設置空間，使該空調設備9之輕量與小型化受到限制，同時也造成製造成本之負擔。此外，透過該四向閥95改變冷媒之流向，容易產生冷媒洩漏的問題。

本發明之主要目的係提供一種空調設備，係使用成本低廉之氣閥取代冷媒閥件，以減少冷媒洩漏的機會，並減少設置一個內熱交換器，以降低製造成本及該空調設備之重量與體積者。

本發明之次一目的係提供一種空調設備，係可透過數個氣閥控制空調管路之連通狀態，並配合風扇之導引，使該空調設備可完成數種不同的使用功能者。

為達到前述目的，本發明所運用之技術內容包含有：一種空調設備，係包含：一空調管路，具有數個對外通口及數個對內通口；數個氣閥，設於該空調管路中，用以控制各該對外通口及對內通口之連通狀態；及一空調系統組件，具有串接成迴路的一壓縮機、一冷凝器、一膨脹閥及一蒸發器，該冷凝器及蒸發器設於該空調管路中，並分別鄰設有一可正、反轉之風扇。

本發明之空調設備，其中，該空調管路包含一第一通氣管、一第二通氣管、一第三通氣管及一連通管，該第二通氣管設於該第一通氣管及第三通氣管之間，該連通管串接並連通該第一通氣管、第二通氣管及第三通氣管，且該第一通氣管、第二通氣管及第三通氣管分別具有一對外通口及一對內通口。

本發明之空調設備，其中，該數個氣閥有三個，且該三個氣閥分別設於該連通管與該第一通氣管、第二通氣管及第三通氣管相接處。

本發明之空調設備，其中，該三個氣閥可被樞轉，以分別控制該第一通氣管、第二通氣管、第三通氣管與該連通管相接處的氣流導通方向。

本發明之空調設備，其中，該蒸發器、冷凝器及該二風扇均設於該連通管中，該蒸發器位於該第一通氣管及第二通氣管之間，該冷凝器位於該第二通氣管及第三通氣管之間。

本發明之空調設備，其中，該蒸發器連接一集水盤。

本發明之空調設備，其中，該集水盤設於該第二通氣管中，並鄰近於該第二通氣管之對外通口。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第2圖，係為本發明較佳實施例之系統架構圖。在本實施例中，該空調設備可包含一空調管路1、數個氣閥2及一空調系統組件3。

該空調管路1具有朝向室外之數個對外通口及朝向室內之數個對內通口，氣流可在該空調管路1中流動，並由該數個對外通口及對內通口進出該空調管路1。在本實施例中，該空調管路1可包含一第一通氣管11、一第二通氣管12、一第三通氣管13及一連通管14，該第二通氣管12設於該第一通氣管11及第三通氣管13之間，該連通管14串接並連通該第一通氣管11、第二通氣管12及第三通氣管13，且該第一通氣管11具有一第一對外通口111及一第一對內通口112，該第二通氣管12具有一第二對外通口121及一第二對內通口122，該第三通氣管13具有一第三對外通口131及一第三對內通口132。

該數個氣閥2係設置於該空調管路1中，用以控制各該對外通口111、121、131及對內通口112、122、132之連通狀態。該數個氣閥2之數量可對應於通氣管之數量，故於本實施例中，該數個氣閥2之數量可以選擇為三個，分別為一第一氣閥2a、一第二氣閥2b及一第三氣閥2c，該第一氣閥2a設於該連通管14與第一通氣管11之相接處，該第二氣閥2b設於該連通管14與第二通氣管12之相接處，該第三氣閥2c則設於該連通管14與第三通氣管13之相接處。

該第一氣閥2a、第二氣閥2b及第三氣閥2c可受控制而樞轉預設角度，以分別控制該第一通氣管11、第二通氣管12、第三通氣管13與該連通管14相接處的氣流導通方向；例如，當該第一氣閥2a樞轉至第一位置時(如第3圖所示)，該第一對外通口111可連通至該連通管14，該第一對外通口111與第一對內通口112無法連通，且該第一對內通口112亦無法連通至該連通管14。又，當該第一氣閥2a樞轉至第二位置時(如第4圖所示)，該第一對外通口111變成無法連通至該連通管14，改成使該第一對內通口112能夠與該連通管14相連通，而該第一對外通口111與第一對內通口112仍維持無法連通。同理，該第二氣閥2b、第三氣閥2c與該連通管14相接處之氣流導通方向控制方法亦同，故不再贅述。

該空調系統組件3包含串接成迴路的一壓縮機31、一冷凝器32、一膨脹閥33及一蒸發器34，在該空調系統組件3中流動的流體主要為可吸熱或放熱之冷媒，該壓縮機31、冷凝器32、膨脹閥33及蒸發器34各自的作用，以及對冷媒之影響均為所屬技術領域中具有通常知識者可以理解，且非本發明之主要技術特徵，在此容不贅述。

在本實施例中，該冷凝器32及蒸發器34均設於該空調管路1之連通管14中，該冷凝器32位於該第二通氣管12及第三通氣管13之間，且該冷凝器32旁鄰設有一第一風扇321；該第一風扇321可由一正反轉驅動馬達(圖未繪示)控制正、反轉，以導引氣流由該第二通氣管12流向該第三通氣管13，或是由該第三通氣管13流向該第二通氣管12。該蒸發器34位於該第一通氣管11及第二通氣管12之間，且該蒸發器34旁鄰設有一第二風扇341；該第二風扇341可由另一正反轉驅動馬達控制正、反轉，以導引氣流由該第二通氣管12流向該第一通氣管11，或是由該第一通氣管11流向該第二通氣管12。

此外，該空調系統組件3之蒸發器34還可另連接一集水盤4，以收集水蒸氣通過該蒸發器34後所凝結出的水，該集水盤4可設置於該第二通氣管12中，並鄰近於該第二對外通口121，使得由該第二對外通口121進入至該第二通氣管12中的氣體可含有較高的濕度，而提升氣體和該冷凝器32的熱交換效率。

請參照第3圖，欲使該空調設備執行「換氣冷氣」之模式時，該第一氣閥2a及第二氣閥2b係樞轉至第一位置，該第三氣閥2c係樞轉至第二位置，使該第一對外通口111可與第二對內通口122相連通，該第二對外通口121可與第三對外通口131相連通。再者，該第二風扇341係可將氣流由第一通氣管11導向第二通氣管12，該第一風扇321係可將氣流由第二通氣管12導向第三通氣管13。

據此，室外的氣體可受該第二風扇341之導引，由該第一對外通口111進入該第一通氣管11，並流經該蒸發器34而降溫，再流向該第二通氣管12，最後由該第二對內通口122將低溫氣體吹入室內，以達到冷房效果。同時，室外的氣體亦可受該第一風扇321之導引，由該第二對外通口121進入該第二通氣管12，並流經該冷凝器32，以將該冷凝器32所排出的熱能帶走而流向該第三通氣管13，高溫氣體最後通過該第三對外通口131而被排回室外。

請參照第4圖，該空調設備執行「換氣冷氣」之模式時，若室內環境之濕度太低，則可以選擇使該第一氣閥2a、第二氣閥2b及第三氣閥2c均樞轉至第二位置，使該第二對外通口121可與第一對內通口112相連通，該第二對內通口122可與第三對外通口131相連通。再者，該第二風扇341係可將氣流由第二通氣管12導向第一通氣管11，該第一風扇321係可將氣流由第二通氣管12導向第三通氣管13。

據此，室外的氣體可受該第二風扇341之導引，由該第二對外通口121進入該第二通氣管12，並流經該集水盤4以提高氣體的濕度，以及流經該蒸發器34而降溫，再流向該第一通氣管11，最後由該第一對內通口112將低溫氣體吹入室內，以達到加濕及冷房的效果。同時，室內的氣體可受該第一風扇321之導引，由該第二對內通口122進入該第二通氣管12，並流經該冷凝器32，以將該冷凝器32所排出的熱能帶走而流向該第三通氣管13，高溫氣體最後通過該第三對外通口131而被排回室外。

請參照第5圖，欲使該空調設備執行「循環冷氣」之模式時，該第二氣閥2b係樞轉至第一位置，該第一氣閥2a及第三氣閥2c係樞轉至第二位置，使該第一對內通口112可與第二對內通口122相連通，該第二對外通口121可與第三對外通口131相連通。再者，該第一風扇321及第二風扇341之轉向不限，使該第一風扇321可將氣流由第二通氣管12導向第三通氣管13，或是將氣流由第三通氣管13導向第二通氣管12，該第二風扇341可將氣流由第二通氣管12導向第一通氣管11，或是將氣流由第一通氣管11導向第二通氣管12。

據此，室內的氣體可受該第二風扇341之導引，由該第一對內通口112進入該第一通氣管11，並流經該蒸發器34而降溫，再流向該第二通氣管12，最後由該第二對內通口122將低溫氣體再吹入室內，以達到冷房效果；或者反向循環亦可。同時，室外的氣體可受該第一風扇321之導引，由該第二對外通口121進入該第二通氣管12，並流經該冷凝器32，以將該冷凝器32所排出的熱能帶走而流向該第三通氣管13，高溫氣體最後通過該第三對外通口131而被排回室外；或者反向循環亦可。

請參照第6圖，欲使該空調設備執行「換氣暖氣」之模式時，該第一氣閥2a係樞轉至第一位置，該第二氣閥2b及第三氣閥2c係樞轉至第二位置，使該第一對外通口111可與第二對外通口121相連通，該第二對內通口122可與第三對外通口131相連通。再者，該第一風扇321係可將氣流由第三通氣管13導向第二通氣管12，該第二風扇341之轉向則不限。

據此，室外的氣體可受該第一風扇321之導引，由該第三對外通口131進入該第三通氣管13，並流經該冷凝器32而升溫，再流向該第二通氣管12，最後由該第二對內通口122將高溫氣體吹入室內，以達到暖房效果。同時，室外的氣體可受該第二風扇341之導引，由該第二對外通口121進入該第二通氣管12，並流經該蒸發器34而進入該第一通氣管11，低溫氣體最後通過該第一對外通口111而被排回室外；或者反向循環亦可。

請參照第7圖，該空調設備執行「換氣暖氣」之模式時，若室內環境之濕度太低，則可以選擇使該第一氣閥2a、第二氣閥2b及第三氣閥2c均樞轉至第一位置，使該第二對外通口121可與第三對內通口132相連通，該第二對內通口122可與第一對外通口111相連通。再者，該第二風扇341係可將氣流由第二通氣管12導向第一通氣管11，該第一風扇321係可將氣流由第二通氣管12導向第三通氣管13。

據此，室外的氣體可受該第一風扇321之導引，由該第二對外通口121進入該第二通氣管12，並流經該集水盤4以提高氣體的濕度，以及流經該冷凝器32而升溫，再流向該第三通氣管13，最後由該第三對內通口132將高溫氣體吹入室內，以達到加濕及暖房的效果。同時，室內的氣體可受該第二風扇341之導引，由該第二對內通口122進入該第二通氣管12，並流經該蒸發器34而流向該第一通氣管11，低溫氣體最後通過該第一對外通口111而被排回室外。

請參照第8圖，欲使該空調設備執行「循環暖氣」之模式時，該第一氣閥2a及第三氣閥2c係樞轉至第一位置，該第二氣閥2b係樞轉至第二位置，使該第一對外通口111可與第二對外通口121相連通，該第二對內通口122可與第三對內通口132相連通。再者，該第一風扇321及第二風扇341之轉向不限，使該第一風扇321可將氣流由第二通氣管12導向第三通氣管13，或是將氣流由第三通氣管13導向第二通氣管12，該第二風扇341可將氣流由第二通氣管12導向第一通氣管11，或是將氣流由第一通氣管11導向第二通氣管12。

據此，室內的氣體可受該第一風扇321之導引，由該第三對內通口132進入該第三通氣管13，並流經該冷凝器32而升溫，再流向該第二通氣管12，最後由該第二對內通口122將高溫氣體再吹入室內，以達到暖房效果；或者反向循環亦可。同時，室外的氣體可受該第二風扇341之導引，由該第一對外通口111進入該第一通氣管11，並流經該蒸發器34而流向該第二通氣管12，低溫氣體最後通過該第二對外通口121而被排回室外；或者反向循環亦可。

請參照第9圖，欲使該空調設備執行「換氣除濕」之模式時，該第一氣閥2a及第三氣閥2c可樞轉至第一位置，該第二氣閥2b則可樞轉至第三位置，使該第一對外通口111能夠同時連通於該第二對外通口121、第二對內通口122及第三對內通口132。再者，該第二風扇341係可將氣流由第一通氣管11導向第二通氣管12，該第一風扇321係可將氣流由第二通氣管12導向第三通氣管13。

據此，室外的氣體可受該第二風扇341之導引，由該第一對外通口111進入該第一通氣管11，並流經該蒸發器34而降溫，以凝結氣體中的部分水氣，該些凝結水可被引接至該集水盤4，去除部分水氣後的氣體則再受該第一風扇321之導引，流經該冷凝器32而升溫，成為常溫的乾燥氣體並流入該第三通氣管13，氣體最後通過該第三對內通口132而被吹入室內，以達除溼效果。

請參照第10圖，欲使該空調設備執行「循環除濕」之模式時，該第一氣閥2a可樞轉至第二位置，該第二氣閥2b可樞轉至第三位置，該第三氣閥2c則可向樞轉至第一位置，使該第一對內通口112能夠同時連通於該第二對外通口121、第二對內通口122及第三對內通口132。再者，該第二風扇341係可將氣流由第一通氣管11導向第二通氣管12，該第一風扇321係可將氣流由第二通氣管12導向第三通氣管13。

據此，室內的氣體可受該第二風扇341之導引，由該第一對內通口112進入該第一通氣管11，並流經該蒸發器34而降溫，以凝結氣體中的部分水氣，該些凝結水可被引接至該集水盤4，去除部分水氣後的氣體則再受該第一風扇321之導引，流經該冷凝器32而升溫，成為常溫的乾燥氣體並流入該第三通氣管13，氣體最後通過該第三對內通口132而被吹入室內，以達除溼效果。

綜上所述，由於氣閥之氣密性要求遠低於冷媒閥件之氣密性要求，使得氣閥之成本遠較冷媒閥件低廉，而本發明之空調設備，即係以氣閥取代習知空調設備中的四向閥(冷媒閥件)以降低製造成本及冷媒洩漏的可能；再且，本發明之空調設備更省略了一個內熱交換器及一個膨脹裝置，不僅能夠進一步地降低製造成本，同時亦大幅地縮減該空調設備之重量與體積，使本發明之空調設備具有輕量與小型化之優點。

可透過數個氣閥控制空調管路之連通狀態，並配合風扇之導引，使該空調設備可完成換氣冷氣、循環冷氣、換氣暖氣、循環暖氣、換氣除濕、循環除濕、換氣加濕等數種不同的使用功能，功能性十分完整。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

[本發明]

1．．．空調管路

11．．．第一通氣管

111．．．第一對外通口

112．．．第一對內通口

12．．．第二通氣管

121．．．第二對外通口

122．．．第二對內通口

13．．．第三通氣管

131．．．第三對外通口

132．．．第三對內通口

14．．．連通管

2．．．氣閥

2a．．．第一氣閥

2b．．．第二氣閥

2c．．．第三氣閥

3．．．空調系統組件

31．．．壓縮機

32．．．冷凝器

321．．．第一風扇

33．．．膨脹閥

34．．．蒸發器

341．．．第二風扇

4．．．集水盤

[習知]

9．．．空調設備

91．．．壓縮機

92．．．冷凝器

921．．．外部風扇

93．．．膨脹閥

94．．．蒸發器

941．．．內部風扇

95．．．四向閥

96．．．循環除濕調節閥

97．．．內熱交換器

第1圖：習知空調設備之系統架構圖。

第2圖：本發明較佳實施例之系統架構圖。

第3圖：本發明較佳實施例實施「換氣冷氣」模式之實施示意圖(一)。

第4圖：本發明較佳實施例實施「換氣冷氣」模式之實施示意圖(二)。

第5圖：本發明較佳實施例實施「循環冷氣」模式之實施示意圖。

第6圖：本發明較佳實施例實施「換氣暖氣」模式之實施示意圖(一)。

第7圖：本發明較佳實施例實施「換氣暖氣」模式之實施示意圖(二)。

第8圖：本發明較佳實施例實施「循環暖氣」模式之實施示意圖。

第9圖：本發明較佳實施例實施「換氣除濕」模式之實施示意圖。

第10圖：本發明較佳實施例實施「循環除濕」模式之實施示意圖。

1．．．空調管路

11．．．第一通氣管

111．．．第一對外通口

112．．．第一對內通口

12．．．第二通氣管

121．．．第二對外通口

122．．．第二對內通口

13．．．第三通氣管

131．．．第三對外通口

132．．．第三對內通口

14．．．連通管

2．．．氣閥

2a．．．第一氣閥

2b．．．第二氣閥

2c．．．第三氣閥

3．．．空調系統組件

31．．．壓縮機

32．．．冷凝器

321．．．第一風扇

33．．．膨脹閥

34．．．蒸發器

341．．．第二風扇

4．．．集水盤

Claims (7)

1. 一種空調設備，係包含：一空調管路，具有數個對外通口及數個對內通口；數個氣閥，設於該空調管路中，用以控制各該對外通口及對內通口之連通狀態；及一空調系統組件，具有串接成迴路的一壓縮機、一冷凝器、一膨脹閥及一蒸發器，該冷凝器及蒸發器設於該空調管路中，並分別鄰設有一可正、反轉之風扇；其中，該空調管路包含一第一通氣管、一第二通氣管、一第三通氣管及一連通管，該第二通氣管設於該第一通氣管及第三通氣管之間，該連通管串接並連通該第一通氣管、第二通氣管及第三通氣管，且該第一通氣管、第二通氣管及第三通氣管分別具有一對外通口及一對內通口。
2. 依申請專利範圍第1項所述之空調設備，其中，該數個氣閥有三個，且該三個氣閥分別設於該連通管與該第一通氣管、第二通氣管及第三通氣管相接處。
3. 依申請專利範圍第2項所述之空調設備，其中，該三個氣閥可被樞轉，以分別控制該第一通氣管、第二通氣管、第三通氣管與該連通管相接處的氣流導通方向。
4. 依申請專利範圍第3項所述之空調設備，其中，該蒸發器、冷凝器及該二風扇均設於該連通管中，該蒸發器位於該第一通氣管及第二通氣管之間，該冷凝器位於該第二通氣管及第三通氣管之間。
5. 依申請專利範圍第1項所述之空調設備，其中，該蒸發器連接一集水盤。
6. 依申請專利範圍第5項所述之空調設備，其中，該集水盤設於該第二通氣管中，並鄰近於該第二通氣管之對外通口。
7. 依申請專利範圍第1項所述之空調設備，其中，該風扇係由一正反轉驅動馬達控制正、反轉。