WO2020052568A1

WO2020052568A1 - 柜式空调器及其控制方法

Info

Publication number: WO2020052568A1
Application number: PCT/CN2019/105196
Authority: WO
Inventors: 刘光朋; 史为品; 李英舒; 胡兰岐
Original assignee: 青岛海尔空调器有限总公司
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2020-03-19
Also published as: CN110906444A

Abstract

一种柜式空调器及其控制方法。柜式空调器包括机壳，机壳内设置有送风机和热交换器，柜式空调器还包括混风装置，混风装置包括引风单元和射流单元，引风单元包括管体，管体具有第一进风口和第一出风口，管体内设置有引风机；射流单元包括筒体，筒体具有第二进风口和第二出风口，第二进风口与第一出风口连接，第二进风口与第二出风口之间形成有射流通道。本发明能够改善空调器送风过冷/过热的现象，降低空调器的运行噪音。

Description

柜式空调器及其控制方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种柜式空调器及其控制方法。

背景技术

随着空调广泛服务于千家万户，用户对空调使用性能的要求也越来越高。以柜式空调器为例，通常在同等条件下，柜式空调器的性能取决于换热效率，而换热效率与送风量有直接关系，送风量越大，通常换热效率也越高。为了让室内环境温度能够快速上升或下降，用户通常都会将空调的风速调至很高，使空调以高转速、大风量运行。

虽然上述控制方式能够快速降低或升高室内环境温度，但是这种方式也不可避免地带来了如下问题：首先，采用大风量强劲吹风的方式将冷空气/热空气直接送回室内，使得空调吹出的空气存在过冷/过热的问题，过冷/过热都会引起人体的不适，进而引发空调病。尤其是对于老人、儿童、孕妇等一些特殊的用户群体来说尤为明显。其次，由于空调的性能和风噪是一对不可调和的矛盾，因此，通过加大送风量提升制冷/制热效果的方案，使得送风量增大的同时，噪音也随之变大；但是如果满足了降噪指标，那么空调的性能在一程度上又会受到限制，非常影响用户体验。也就是说，现有的空调在送风量大时存在送风过冷/过热和噪音大的问题。

相应地，本领域需要一种新的柜式空调器来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有空调器在送风量大时存在送风过冷/过热和噪音大的问题，本发明提供了一种柜式空调器，包括机壳，所述机壳内设置有送风机和热交换器，所述柜式空调器还包括混风装置，所述混风装置包括引风单元和射流单元，所述引风单元包括管体，所述管体具有第一进风口和第一出风口，所述管体内设置有引风机，所述引风单元设置成能够在所述引风机的带动下，将室内空气通过所述第一进风口引入所述管体，并通过所述第一出风口排出所述管体；所述射流单元包括筒体，所述筒体具有第二进风口和第二出风口，所述第二进风口与所述第一出风口连接，所述第二进风口与所述第二出风口之间形成有射流通道，所述射流单元设置成允许来自所述引风单元的空气流流过所述射流通道后，通过所述第二出风口喷射至所述热交换器的出风侧。

在上述柜式空调器的优选技术方案中，所述筒体的内腔横截面为环形，所述环形内腔的第一端封闭，第二端形成有所述第二出风口，所述环形筒体的外侧面开设有所述第二进风口。

在上述柜式空调器的优选技术方案中，所述筒体在所述第二出风口处还设置有导流面，以使所述第二出风口沿出风方向的横截面积逐渐减小。

在上述柜式空调器的优选技术方案中，所述管体内设置有安装架，所述引风机固定于所述安装架。

在上述柜式空调器的优选技术方案中，所述引风机为数码电机。

在上述柜式空调器的优选技术方案中，所述射流单元还包括设置于所述第二出风口处的开合机构，所述开合机构设置成能够调整所述第二出风口的出风面积。

在上述柜式空调器的优选技术方案中，所述开合机构包括窗式框架和叶片，所述窗式框架正对所述第二出风口设置，所述叶片能够在其所处的平面内沿设定的轨道往复移动。

在上述柜式空调器的优选技术方案中，所述开合机构还包括驱动电机，所述驱动电机与所述叶片连接，以驱动所述叶片移动；并且/或者所述窗式框架的外缘所围设的面积大于所述第二出风口的外缘所围设的面积。

在上述柜式空调器的优选技术方案中，所述混风装置包括两个所述引风单元和两个所述射流单元，两个所述射流单元的筒体通过连接板连接；并且/或者所述混风装置以可拆卸的方式设置于所述机壳的背面。

本发明还提供了一种上述优选技术方案中的柜式空调器的控制方法，所述控制方法包括：

获取所述柜式空调器的风速；

在所述风速大于风速阈值时，控制所述引风机运行；

在所述引风机运行的同时、之前或之后，控制所述开合机构工作，以调整所述第二出风口的出风面积。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，柜式空调器包括机壳，机壳内设置有送风机和热交换器，柜式空调器还包括混风装置，混风装置包括引风单元和射流单元，引风单元包括管体，管体具有第一进风口和第一出风口，管体内设置有引风机，引风单元设置成能够在引风机的带动下，将室内空气通过第一进风口引入管体，并通过第一出风口排出管体；射流单元包括筒体，筒体具有第二进风口和第二出风口，第二进风口与第一出风口连接，第二进风口与第二出风口之间形成有射流通道，射流单元设置成允许来自引风单元的空气流流过射流通道后，通过第二出风口喷射至热交换器的出风侧。

通过混风装置的设置，本发明能够明显改善柜式空调器在大风量时送风过冷/过热的现象，大幅降低柜式空调器在大风量运行时的噪音。具体而言，经发明人反复试验、观测、分析和比较发现，在同时启动柜式空调器中的送风机和混风装置中的引风机时，通过引风机和送风机同时中低速运转分担送风量，从而在提供相同送风量的前提下，大幅度降低柜式空调器中的送风机单独高速运行时产生的噪音，保证空调的运行性能不变甚至有所提高。通过射流单元射出的室内空气流与热交换器出风侧的风相混合，使得空调的出风更柔和，避免空调器的送风过冷/过热引起的空调病等诸多问题。也就是说，本发明解决了现有技术中空调在大风量运行时存在的送风过冷/过热和噪音大的问题，并且结构简单，效果显著，适宜大规模推广使用。

附图说明

下面参照附图并结合侧进风的柜式空调器来描述本发明的柜式空调器及其控制方法。附图中：

图1为本发明的柜式空调器的主视图；

图2为本发明的柜式空调器的后视图；

图3为本发明的柜式空调器的侧剖图；

图4为本发明的混风装置的结构示意图；

图5为本发明的数码电机的结构示意图；

图6为本发明的开合机构的结构示意图；

图7为本发明的混风装置的工作原理示意图；

图8为本发明的柜式空调器的工作原理示意图；

图9为本发明的柜式空调器的控制方法的流程图。

附图标记列表

1、柜式空调器；11、机壳；12、回风口；13、送风口；14、送风机； 15、热交换器；3、混风装置；31、引风单元；311、管体；3111、第一进风口；312、引风机；313、安装架；32、射流单元；321、筒体；3211、第二出风口；3212、导流斜面；322、开合机构；3221、窗式框架；3222、叶片；323、射流通道；324、空腔；5、连接板

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然本发明是结合侧进风的柜式空调器，但是这并不是限制性的，本发明的技术方案同样适用于其他类型的柜式空调器，例如正面进风的柜式空调器等，这种应用对象的改变并不偏离本发明的原理和范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

首先参照图1至图4，对本发明的柜式空调器进行描述。其中，图1为本发明的柜式空调器的主视图；图2为本发明的柜式空调器的后视图；图3为本发明的柜式空调器的侧剖图；图4为本发明的混风装置的结构示意图。

为解决现有柜式空调器在送风量大时存在的送风过冷/过热和噪音大的问题，本发明提供了一种侧进风的柜式空调器(以下或简称柜式空调器或空调器)，以便在降低空调器运行噪音的同时增加引风量，打破传统空调器的送风量和降噪不可兼得的僵局，提升用户使用体验。

如图1至图3所示，本发明的侧进风的柜式空调器1主要包括机壳11和安装在机壳11背面的混风装置3，机壳11上设置有回风口12和送风口13，机壳11中设置有送风机14和热交换器15，混风装置3主要包括引风单元31和射流单元32。参照图3和图4，引风单元31包括管体311，管体311具有第一进风口3111和第一出风口(图中未示出)，管体311内设置有引风机312，引风单元31设置成能够在引风机312的带动下，将室内空气通过第一进风口3111引入管体311，并通过第一出风口排出管体311。射流单元32包括筒体321，筒体321具有第二进风口(图中未示出)和第二出风口3211，第二进风口与第一出风口连接(即图4中管体311的上端与筒体321的侧面连接)，第二进风口与第二出风口3211之间形成有射流通道323，第二出风口3211处设置有能够调整第二出风口3211的出风面积开合机构322，射流单元32设置成允许来自引风单元31的空气流流过射流通道323后，通过第二出风口3211喷射至热交换器15的出风侧。

参照图7、图8并结合图1至图4，其中，图7为本发明的混风装置的工作原理示意图；图8为本发明的柜式空调器的工作原理示意图。空调器在需要大风量工作时，送风机14与引风机312同时以中低速工作，一部分室内空气在送风机14的带动下从侧面的回风口12进入机壳11并穿过热交换器15后，从送风口13送入室内；另一部分室内空气在引风机312的带动下从第一进风口3111进入管体311和射流通道323后，从第二出风口3211射出至热交换器15的出风侧，与经过热交换器15的室内空气混合后进入室内。空气从第二出风口3211射出的过程中，开合机构322调整第二出风口3211的出风面积，从而调整混风装置3的送风量和送风速度。

通过上述描述可以看出，本发明的柜式空调器1能够在运行时通过射流单元32射出的室内空气流与经过换热器换热的空气相混合，使得空调的出风更柔和，避免空调器的送风过冷/过热引起的空调病等诸多问题。通过同时启动引风机312和送风机14并以中低速运转，在保证送风量不变的前提下，能够大幅度降低空调器在送风机14单独地高速运行时的噪音。也就是说，本发明解决了现有技术中空调器在大风量运行时存在的送风过冷/过热和噪音大的问题，并且混风装置3结构简单，效果显著，能够在不影响空调器美观性的同时增加送风量，辅助空调进行制冷/制热，适宜大规模推广使用。进一步地，开合机构322的设置，则能够通过调整第二出风口3211的出风面积的方式调整混风装置3的风量和风速，使得混合风的风量、风速和温度均可控，提高了本装置的实用性和用户体验。

接下来参照图4，对本发明的混风装置3进行详细描述。如图4所示，在一种可能的实施方式中，管体311大致为圆管，其下端为第一进风口3111，上端为第一出风口。引风机312优选地为数码电机，管体311内设置有安装架313，数码电机固定安装于该安装架313上。筒体321的横截面呈环形设置，也即筒体321的内腔呈环状。若将筒体321沿径向由内至外依次称为内壁内侧面、内壁外侧面、外壁内侧面和外壁外侧面的话，那么上述环状内腔由内壁外侧面、外壁内侧面围设形成。环形内腔的一端(图4中的右端)由环形端面封闭，另一端(图4中的左端)形成环形的第二出风口3211，内壁内侧面所围设的部分形成两端连通的空腔324，外壁外侧面上开设有上述第二进风口，第二进风口与第一出风口连接，并且第二进风口与第二出风口3211之间形成上述的导流通道。此外，在第二出风口3211处，沿外壁外侧面的周向还设置有导流斜面3212，该导流斜面3212使得第二出风口3211沿出风方向的横截面积逐渐减小，也即第二出风口3211呈渐缩状。换句话说，第二出风口3211沿着出风方向的横截面积具有减小的趋势。

参照图5，图5为本发明的数码电机的结构示意图。需要说明的是，数码电机(或称数码马达)是一种具有转速高、可产生强劲吸力等特点的风机，其最高转速接近每分钟11万转，是普通风机电机转速的4-5倍。

下面参照图6，图6为本发明的开合机构的结构示意图。如图5所示，在一种可能的实施方式中，开合机构322类似于相机的快门结构，其包括窗式框架3221、多个叶片3222以及驱动多个叶片3222移动的驱动电机(图中未示出)，窗式框架3221形成出风孔，该出风孔正对第二出风口3211设置，多个叶片3222能够在其所处的平面内沿设定的轨道往复移动，从而调整第二出风口3211的出风面积。其中，较为优选地，窗式框架3221出风孔所围设的面积要大于第二出风口3211处的外壁外侧面的外缘所围设的面积。

返回参照图3，本发明的混风装置3包括两个引风单元31和两个射流单元32，两个引风单元31和两个射流单元32在空调器的背面对称设置，两个射流单元32的筒体321之间通过连接板5固定连接。

在控制方式上，混风装置3可以单独控制，例如混风装置3的管体311内部配置有电控组件(图中未示出)，通过遥控器或使用手机APP等方式对电控组件进行控制；或者也可以将混风装置3与空调器结合控制，例如在空调遥控器上事先预留用于控制混风装置3的按键，通过空调遥控器直接、或将电控组件连接至空调器预留接口的方式实现空对混风装置3的控制。

上述设置的优点在于：通过混风装置3的设置，使得空调器在运行时，引风机312和送风机14共同运转在中低转速代替送风机14的单独高速运转，从而能够在送风量不变甚至增大的情形下，大幅度减小噪音。经发明人反复试验、观测、分析和比较发现，对于送风机14来说，转速越高，噪音越大，当转速增大至最大转速附近时，由于空气流动加快、震动明显增大，噪音会呈几何级的增长。而使送风机14和引风机312同时运行在中低速时，引风机312能够为送风机14分担送风量，从而在提供相同送风量的前提下，大幅度降低空调器中的送风机14高速运行时产生的噪音，保证空调的运行性能不变甚至有所提高。通过射流单元32射出的室内空气流与送风口13送出的风相混合，使得空调器的出风更佳柔和，避免空调器的送风过冷/过热引起的空调病等诸多问题。开合机构322的设置，则能够通过调整第二出风口3211的出风面积的方式调整混风装置3的风量和风速，使得混合风的风量、风速和温度均可控，类似快门的结构设置方式，使得开合机构322的结构简单稳定，在混风装置3不工作时可以将“快门”关闭，还能够防止引空调器内部气流从第二出风口3211处回流泄露而影响空调器运行效果的情况出现。

进一步地，参照图7和图8，环形筒体321第二端的导流斜面3212与数码电机的有效结合，充分利用了文丘里效应，当数码电机吸入的强劲空气流从射流通道323射出时，第二出风口3211处由于导流斜面3212的作用，气流瞬间变大，气压变小，气流地快速流动会使第二出风口3211附近产生负压，此时空腔324中气流和筒体321外侧的气流产生流动，空腔324中的气流穿过空腔324和窗式框架3221，筒体321外侧的气流在叶片3222完全打开时从窗式框架3221与第二出风口3211之间的圆环形缝隙中穿过(参照图7和图8中的虚线箭头)，两股气流与射流通道323内的气流汇合后，气流量倍增，从而能够在保持数码电机和送风机14转速不变的前提下，进一步增大风量，或者在保证送风量不变的前提下，使得数码电机和送风机14的转速能够进一步降低，进一步降低噪音。

此外，由于混风装置3设置于机壳11背面，即设置于空调器的机壳11之外，这还使得本发明的混风装置3能够单独出售，用户无需花费更高的成本购买一台新的低噪音空调，而是只花费很小的购买成本和改造成本即可将混风装置3安装于空调器上，大大拓展了本发明的应用场景，适宜大规模推广使用。

需要说明的是，上述优选的实施方式仅仅用于阐述本发明的原理，并非旨在于限制本发明的保护范围，在不偏离本发明原理的前提下，本领域技术人员可以对上述设置方式进行调整，以便本发明能够适用于更加具体的应用场景。

例如，在一种可替换的实施方式中，管体311和筒体321的形状、引风单元31和射流单元32的数量都可以进行调整，只要该调整能够实现混风装置3的功能即可。如，管体311的截面还可以为矩形管或其他形状的管，筒体321还可以为外圆内方、外方内圆等环状的形式，甚至筒体321不设置为环状，只具有一个整体的腔体。再如，混风装置3还可以只设置一个引风单元31和射流单元32。

再如，在另一种可替换的实施方式中，第二出风口3211处的导流面也可以为其他设置形式，只要该设置形式能够使第二出风口3211沿出风方向的横截面积逐渐减小即可。如导流面还可以为曲面，或斜面与曲面的结合等，并且导流面可以围绕第二出风口3211周向设置，也可以沿第二出风口3211的周向间断设置。甚至，第二出风口3211处也可以不设置导流斜面3212，只通过数码电机带动空气流动依然可以实现射流的效果。

再如，在另一种可替换的实施方式中，开合机构322的形式、叶片3222的数量等都可以进行调整，只要该开合机构322能够调整第二出风口3211的出风面积即可。如，开合机构322还可以为合页式、帘式等，叶片3222的数量可以为1片-10片等。

再如，在另一种可替换的实施方式中，引风机312也可以不选用数码电机，而是选择普通的轴流风机或离心风机等进行代替，同样可以实现本发明的射流功能。

当然，上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用，从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。例如，可以在优选实施方式的基础上，引风单元31和射流单元32的数量降低为一个，同时将数码电机更换为轴流风机，从而组合出一种新的实施方式。

下面参照图9，对本发明的柜式空调器的控制方法进行阐述。其中，图9为本发明的柜式空调器的控制方法的流程图。

如图9所示，本发明的柜式空调器1的控制方法主要包括以下步骤：

S100、获取柜式空调器1的风速，如通过在用户选择空调的运行风速时从设定的参数中获取风速，或在空调器的风速设置为自动风速时，自动获取当前的运行风速；

S200、在风速大于风速阈值时，控制引风机312运行，如风速阈值为运行风速中的“高速”档位、或送风机14在单独运行时高转速对应的风速等，在风速大于风速阈值时，空调器的控制模块控制引风机312和送风机14同时以中低速启动运行，以降低空调器产生的噪音。

S300、在引风机312运行的同时，控制开合机构322工作，如在引风机312运行的同时，控制开合机构322的叶片3222打开至最大状态，以调整所述第二出风口3211的出风面积为最大。当然，开合机构322的控制时机除与引风机312同时控制外，还可以在引风机312开启之前或之后进行。

通过柜式空调器1的控制方法，本发明能够实现混风装置3的自动控制，方便用户选择适合的运行状态，降低空调器的运行噪音，提升用户体验。

下面参照图7至图8并结合图1至图4，对本发明的空调器的一种可能的工作流程进行说明。

如图7至图8所示，用户开启空调后，选择较小的送风量运行，此时送风机14单独工作，而开合机构322的叶片3222处于关闭状态，混风装置3不工作。当用户将送风量调整至大风量时，送风机14继续工作，混风装置3开始工作：数码电机启动，叶片3222打开至最大，数码电机的转速与送风机14均维持中低速运转，此时部分室内空气通过回风口12进入空调器，在穿过热交换器15后通过送风口13排出，另一部分室内空气通过第一进风口3111进入混风装置3，在依次经过管体311和射流通道323后，从第二出风口3211射出与穿过热交换器15的空气流汇合。第二出风口3211射出空气流的同时，空腔324中的空气和筒体321周围的空气在负压的吸附作用下与射流通道323射出的空气流汇合，共同从窗式框架3221中射出。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

一种柜式空调器，包括机壳，所述机壳内设置有送风机和热交换器，其中，所述柜式空调器还包括混风装置，所述混风装置包括引风单元和射流单元，

所述引风单元包括管体，所述管体具有第一进风口和第一出风口，所述管体内设置有引风机，所述引风单元设置成能够在所述引风机的带动下，将室内空气通过所述第一进风口引入所述管体，并通过所述第一出风口排出所述管体；

所述射流单元包括筒体，所述筒体具有第二进风口和第二出风口，所述第二进风口与所述第一出风口连接，所述第二进风口与所述第二出风口之间形成有射流通道，所述射流单元设置成允许来自所述引风单元的空气流流过所述射流通道后，通过所述第二出风口喷射至所述热交换器的出风侧。
根据权利要求1所述的柜式空调器，其中，所述筒体的内腔横截面为环形，所述环形内腔的第一端封闭，第二端形成有所述第二出风口，所述环形筒体的外侧面开设有所述第二进风口。
根据权利要求2所述的柜式空调器，其中，所述筒体在所述第二出风口处还设置有导流面，以使所述第二出风口沿出风方向的横截面积逐渐减小。
根据权利要求1所述的柜式空调器，其中，所述管体内设置有安装架，所述引风机固定于所述安装架。
根据权利要求1所述的柜式空调器，其中，所述引风机为数码电机。
根据权利要求1至5中任一项所述的柜式空调器，其中，所述射流单元还包括设置于所述第二出风口处的开合机构，所述开合机构设置成能够调整所述第二出风口的出风面积。
根据权利要求6所述的柜式空调器，其中，所述开合机构包括窗式框架和叶片，所述窗式框架正对所述第二出风口设置，所述叶片能够在其所处的平面内沿设定的轨道往复移动。
根据权利要求7所述的柜式空调器，其中，所述开合机构还包括驱动电机，所述驱动电机与所述叶片连接，以驱动所述叶片移动；并且/或者

所述窗式框架的外缘所围设的面积大于所述第二出风口的外缘所围设的面积。
根据权利要求6所述的柜式空调器，其中，所述混风装置包括两个所述引风单元和两个所述射流单元，两个所述射流单元的筒体通过连接板连接；并且/或者

所述混风装置以可拆卸的方式设置于所述机壳的背面。
一种权利要求6至9中任一项所述的柜式空调器的控制方法，其中，所述控制方法包括：

获取所述柜式空调器的风速；

在所述风速大于风速阈值时，控制所述引风机运行；

在所述引风机运行的同时、之前或之后，控制所述开合机构工作，以调整所述第二出风口的出风面积。