专利名称：分体式空调器室外机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种分体式空调器室外机。
分体式空调器室外机通常包括壳体、压缩机、冷凝器组件和风机(风叶组件和电机)等。在制冷过程中，高温高压的制冷剂气体由压缩机排出，流进冷凝器组件的冷媒管中，与冷凝器组件周围的空气进行热交换，将热量释放出去，逐渐液化，变成高温高压液体，从而完成在冷凝器组件中的排热过程。为了提高空调器的换热效率，应尽量使空气均匀有效地流经冷凝器。如名称为《具有高热交换能力的空调机的紧凑式室外装置》，公开号为CN1165553A的中国发明专利申请就公开了一种换热效率提高的空调器室外机，它包括一个压缩机，一个热交换器和一个风机，其中热交换器安装在风机的周围，大体上弯成U字形或J字形，以便它能把风机的特定部分围在其中。实验表明，冷凝器组件的换热效率与所选风机的类型，以及风机与冷凝器之间的相对位置紧密相关。在上述的发明专利申请中，采用的是贯流式风机，且需要安装一涡壳，该涡壳从风机延伸到出口，用来形成空气的排放通道。在进风量、换热面积和风阻相等的情况下，由于贯流式风机会使经冷凝器的空气流转向，采用贯流式风机所消耗的电能比采用轴流式风机所需消耗的电能至少多20％以上。而且，对于贯流式风机，如果采用该发明申请附图4所示的方案，使贯流式风叶的回转轴心与电机转轴同轴，在垂直于电机转轴的截面上，使换热器上各点到风机转轴的距离大致相等，那么，由于风机周围的风场等强度线并不是圆点在电机转轴上的圆弧，那么，换热器上各点的风速将很不均匀，换热器某些部分的换热效果很差，某些部分几乎不换热，无法达到提高换热效率的目的。在现有技术的室外机中，还经常采用轴流式风机，但其冷凝器组件一般采用L形的直角折弯换热器，为平面板块状设计。根据从冷凝器组件外侧测量到的风速表明，采用这种L形的冷凝器组件，在冷凝器组件中段测量到的风速较大，端部风速降低。由于其风速分布不均匀，冷凝器组件的换热效率也难以得到进一步的提高。
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，通过对冷凝器组件和风叶组件的合理选择和布置，从而提供一种换热效率提高的分体式空调器室外机。
本实用新型的目的是通过以下方式来实现的一种分体式空调器室外机，包括壳体、压缩机、冷凝器组件、风叶组件和电机，所述冷凝器组件呈开口的柱面形状，所述风叶组件设置在所述冷凝器组件的内侧，在所述冷凝器组件外侧的壳体上设置有空气进口，在所述风叶组件侧的壳体上设置有空气出口，其特征在于所述风叶组件的叶片为轴流式风叶；以远离冷凝器组件方向垂直于风叶组件转轴且距风叶组件的质心距离为0.17D(D为风叶组件的直径)的平面为基准面，所述冷凝器组件的截面中心线位于基准面一侧且其母线平行于基准面的柱体范围内，所述柱体由基准面、第一圆柱面和第二圆柱面相交而形成，在过风叶组件转轴的水平截面上，第一圆柱面的截线段为一个半圆线，所述半圆线的圆心为所述风叶组件的转轴与基准面的交点，所述半圆线的直径为1.33D，第二圆柱面的截线段为一段圆弧线，所述圆弧线的圆心位于所述基准面的另一侧的风叶组件转轴上且距基准面0.4D，所述圆弧线的直径为1.42D。
实验表明，在上述柱体内，轴流式风机的风场强度大致相等，因此，如果冷凝器组件设置在该范围内，空气可以均匀有效地流过冷凝器组件，冷凝器换热效率大大提高。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的描述。
图1(a)是对L形直角折弯式冷凝器组件外侧的风速测量示意图；
图1(b)是对圆弧形冷凝器组件外侧的风速测量示意图；图2是本实用新型分体式空调器室外机中冷凝器组件和风叶组件的相对位置示意图；图3是图2所示的分体式空调器室外机的实施例一的结构示意图；图4是对三种采用不同布置方式的室外机的风速测量对比图；图5(a)是图2所示的分体式空调器室外机的实施例二的结构示意图5(b)是图5(a)所示的分体式空调器室外机的A2向示意图；图6(a)是图2所示的分体式空调器室外机的实施例三的结构示意图；图6(b)是图6(a)所示的分体式空调器室外机的A3向示意图。
分体式空调器室外机包括压缩机、冷凝器组件、风叶组件、电机、底盘和壳体。本实用新型的室外机中，为了获得较高的换热效率，风叶组件的叶片采用轴流式风叶，在风叶组件外圈设置有导流圈，风叶组件的回转轴心与电机转轴同轴。
图1(a)和
图1(b)为轴流式风机周围的空气流速(V)测量图，在测量中，电机的转速为900rpm。如
图1(a)所示，对于采用L形直角折弯式冷凝器组件的室外机，冷凝器中段V值较大，最大为2.31m/s，而两端V值却很低，分别为1.03m/s、0.66m/s。如
图1(b)所示，当冷凝器组件的过风叶组件转轴的截面呈圆弧状时，沿着冷凝器的长度，各处V值差别较小，最大2.05m/s，最小值为1.71m/s，风速分布均匀。可以由实验得出，对于轴流式风叶组件，在过风叶组件转轴的水平截面上，风场等强度线近似为一系列同心的圆弧线，其圆心位于远离冷凝器组件方向风叶组件转轴上，且距风叶组件叶片的质心距离为0.17D(D为风叶组件的直径)。因此，为了提高换热效率，使空气均匀有效地流经冷凝器，应尽量使冷凝器各点位于风场等强度线附近。
如图2所示，本实用新型采用以下技术方案以远离冷凝器组件一侧的垂直于风叶组件转轴且距风叶组件的质心P1距离为0.17D(D为风叶组件的直径)的平面为基准面C，使所述冷凝器组件的截面中心线位于基准面一侧且其母线平行于基准面的柱体范围内，所述柱体由基准面、第一圆柱面和第二圆柱面相交而形成，在过风叶组件转轴的水平截面上，第一圆柱面的截线段为一个半圆线，所述半圆线的圆心P2为所述风叶组件的转轴与基准面的交点，所述半圆线的直径为1.33D，第二圆柱面的截线段为一段圆弧线，所述圆弧线的圆心P3位于所述基准面的另一侧的风叶组件转轴上且距基准面0.4D，所述圆弧线的直径为1.42D。
实验结果表明，在上述柱体范围内时，各点的风场强度为1.7-2.1m/s，因此，当冷凝器组件的中心线位于所述柱体范围内时，冷凝器上各点的风速大致均匀。为了运转的需要，冷凝器组件的外部轮廓与所述风叶组件的叶片之间的最小距离必须大于10mm。
所述冷凝器组件的截面形状为曲线环状，所述曲线环的中心线为连续光滑的曲线，该曲线的曲率半径中心在该曲线的一侧。
所述的曲线两端的距离大于与该距离平行的直线在曲线上的交点之间的距离。
所述的曲线可为圆弧曲线201。
所述的曲线可为二次曲线。
所述的曲线可为三角函数曲线。
所述的曲线可包括若干不同的曲线。
所述冷凝器组件呈开口的柱面形状的端部可延伸出平面，其截面中心线为从所述曲线延伸出的直线段，使所述的曲线的长度大于该线段长度。
所述冷凝器组件呈开口的柱面形状的两个端部均可延伸出平面，其截面中心线为从所述曲线两端延伸出的直线段，使所述的曲线的长度大于该两条线段长度之和。
所述冷凝器组件的截面中心线为依次相连接的多段折线202。
所述多段折线长度相等，该相连接的折线段的两端的距离大于与该距离平行的直线与换热器中心线交点之间的距离。
由于风叶组件与导流圈的相对位置关系也会影响冷凝器组件的换热效率，风叶组件与导流圈之间的间隙应该在8-15mm之间。
如图3所示，在本实用新型的实施例一中，冷凝器组件呈开口的圆柱面形状的两个端部均延伸出平面，其截面中心线包括以风叶组件轴心为对称轴的圆弧线，以及从所述圆弧线两端延伸出的直线段。在本实施例中，所述圆弧线的圆心P2到风叶组件的质心P1的距离为60mm，半径R为210mm，圆心角α为141°，从所述圆弧线两端延伸出的直线段长度分别为80mm、25mm。风叶组件的直径为360mm，厚度为72mm，导流圈的直径为380mm。
风叶组件3设置在冷凝器组件2的内侧，风叶组件3的回转轴心与电机6的转轴同轴。所述压缩机1设置在冷凝器组件2的端部外侧。
所述冷凝器组件2可以采用现有技术的方案，由圆形金属管制成的冷媒管，其上安装翅片而构成。所述的翅片基本上沿所述冷凝器中心线的曲率半径方向设置。所述的翅片的延长线基本上交于一点。
图4是对三种具有不同形状的冷凝器组件的室外机的风速测量对比图，其中，曲线1为L形直角折弯式换热器的风速测量曲线，曲线2为日本某品牌空调器室外机的冷凝器组件风速测量曲线，其冷凝器长度较短，为平面板块式结构，曲线3为本实用新型的开口圆弧柱面状冷凝器的风速测量曲线。结果表明，对于常规的L形直角折弯式换热器，在冷凝器组件中段测量到的风速较大，端部风速急剧降低。由此可看出冷凝器两端换热效果很差，冷凝器没有被充分利用，冷凝器组件的换热效率难以得到进一步的提高。对于本实用新型的开口柱面状冷凝器，其风速曲线为一条平稳的曲线，冷凝器组件各部分的风速相仿，风速较高且分布基本均匀，这有利于进一步提高冷凝器组件的换热效率。至于日本某品牌空调器室外机的冷凝器组件，设计时将L形冷凝器两端切掉，冷凝器整长度较短，避开了风速很低的冷凝器端，不但无法提高冷凝器组件的换热效率，还带来了冷凝器组件的换热效率的略微下降。
通过在GB/T7725-1996标准工况下(即制冷运行室内侧空气干球温度27℃、湿球温度19℃，室外侧空气干球温度35℃、湿球温度24℃；制热运行室内侧空气干球温度20℃、湿球温度15℃，室外侧空气干球温度7℃、湿球温度6℃)测试，采用本实用新型的室外机的空调器，整机制冷量可达3200w。
壳体5及底盘4的一侧端为方形，以便于将压缩机1设置在该侧的壳体5和冷凝器组件2的端部外侧之间，壳体5的另一端依冷凝器组件2的柱面形状，设计成相适应的柱面形状，底盘4为圆边，使得整个室外机结构紧凑，款式新颖，体积进一步减小，材料消耗降低。实施本实用新型的分体式空调器室外机，与制冷量为2500W空调器室外机相比，体积可以减小25％。
进风口分布在冷凝器组件2外侧的后壳体上，出风口分布在风叶组件侧的前壳体上。为了尽量加大外壳上的换风面积，在本实施例中，进风口和出风口呈紧密排列的栅格状，分布在壳体的全方位角范围内。相比现有的后壳体为直线型的室外机，本实用新型的室外机的后壳体为曲线型，到外墙的最小安装距离可以更小，因此，换风效果更好，适用的场合更广泛。
如图5(a)和图5(b)所示，在本实用新型的实施例二中，冷凝器的截面中心线为以风叶组件转轴为对称轴的圆弧线。
在本实施例中，冷凝器组件是由横向排列的三维内、外肋强化传热管制成的冷媒管构成。所谓三维内、外肋强化传热管由珠海格力热工科技有限公司出产，包括三维外肋管、三维内肋管或兼具内肋和外肋的三维内外肋管，管形可以是圆管或扁管。关于该三维内、外肋强化传热管的结构特点及制作方法，可以参考名称为《三维内肋管及其加工工艺》的中国专利ZL88102575.5和名称为《三维外肋强化传热扁管》的中国专利ZL98228594.9，在此不做详细说明。由于该三维外肋强化传热管具有增强的换热效率，冷凝器不再需再使用翅片，体积大大减小，原材料成本大为降低。在使用三维外肋管和三维内外肋管弯制冷凝器时，应使相邻的冷媒管之间紧密相接，即，相邻的冷媒管的外肋之间基本上无空隙，从而使流经蒸发器的空气均参与换热。由于三维内肋管和三维内外肋管的内部阻尼较大，其走管应采用并联的方式，即，将若干横向冷媒管的同侧端部分成一组或多组，同组之间以通管相连通，冷媒从一侧进入，由另一侧流出。
当高温高压的制冷剂气体由压缩机排出，由一侧流入冷媒管，再由冷媒管的另一侧流出，变成高温高压液体，完成在冷凝器组件中的排热过程。
如图6(a)和图6(b)所示，在本实用新型的实施例三中，冷凝器的截面中心线为以风叶组件转轴为对称轴的圆弧线。
在本实施例中，冷媒管是采用三维内、外肋强化传热管制成。其冷媒管呈竖直排列，同样，对于三维外肋管和三维内外肋管制成的冷凝器，应使相邻的冷媒管之间紧密相接。对于三维内肋管和三维内外肋管制成的冷凝器，其走管应采用并联的方式。
当高温高压的制冷剂气体由压缩机排出，由一侧流入冷媒管，再由冷媒管的另一侧流出，变成高温高压液体，完成在冷凝器组件中的排热过程。
权利要求1.一种分体式空调器室外机，包括壳体、压缩机、冷凝器组件、风叶组件和电机，所述冷凝器组件呈开口的柱面形状，所述风叶组件设置在所述冷凝器组件的内侧，在所述冷凝器组件外侧的壳体上设置有空气进口，在所述风叶组件侧的壳体上设置有空气出口，其特征在于所述风叶组件的叶片为轴流式风叶；以远离冷凝器组件方向垂直于风叶组件转轴且距风叶组件的质心距离为0.17D的平面为基准面，其中D为风叶组件的直径，所述冷凝器组件的截面中心线位于基准面一侧且其母线平行于基准面的柱体范围内，所述柱体由基准面、第一圆柱面和第二圆柱面相交而形成，在过风叶组件转轴的水平截面上，第一圆柱面的截线段为一个半圆线，所述半圆线的圆心为所述风叶组件的转轴与基准面的交点，所述半圆线的直径为1.33D，第二圆柱面的截线段为一段圆弧线，所述圆弧线的圆心位于所述基准面的另一侧的风叶组件转轴上且距基准面0.4D，所述圆弧线的直径为1.42D。
2.根据权利要求1所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件的截面形状为曲线环状，所述曲线环的中心线为连续光滑的曲线，该曲线的曲率半径中心在该曲线的一侧。
3.根据权利要求2所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件的中心线两端的距离大于与该距离平行的直线在所述中心线上的交点之间的距离。
4.根据权利要求2所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件的中心线可为圆弧曲线。
5.根据权利要求2所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件的中心线可为二次曲线。
6.根据权利要求2所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件的中心线可为三角函数曲线。
7.根据权利要求2所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件的中心线可包括若干不同的曲线。
8.根据权利要求2所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件呈开口的柱面形状的端部可延伸出平面，其截面中心线为从所述冷凝器组件的中心线延伸出的直线段，使所述的曲线的长度大于该线段长度。
9.根据权利要求2所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件呈开口的柱面形状的两个端部均可延伸出平面，其截面中心线为从所述冷凝器组件的中心线两端延伸出的直线段，使所述中心线的长度大于该两条线段长度之和。
10.根据权利要求2所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件的中心线为依次相连接的多段折线。
11.根据权利要求10所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述多段折线长度相等，该相连接的折线段的两端的距离大于与该距离平行的直线与蒸发器中心线交点之间的距离。
12.根据权利要求1所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件由圆形金属管制成的冷媒管，其上安装翅片而构成，所述的翅片基本上沿所述冷凝器中心线的曲率半径方向设置。
1 3、根据权利要求1或12所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件由圆形金属管制成的冷媒管，其上安装翅片而构成，所述的翅片的延长线基本上交于一点。
14.根据权利要求1所述的分体式空调器室外机，其特征在于其特征在于所述压缩机设置在冷凝器组件的端部外侧。
15.根据权利要求14所述的分体式空调器室外机，其特征在于其特征在于所述壳体的一侧端为方形，所述压缩机设置在该侧的壳体和冷凝器组件的端部外侧之间，壳体的另一端依冷凝器组件的柱面形状，设计成相适应的柱面形状。
16.根据权利要求1所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述进风口和出风口分布在壳体的全方位角范围内。
17.根据权利要求1或16所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述进风口和出风口呈紧密排列的栅格状。
18.根据权利要求1或14所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述风机叶片与其导流圈之间的间隙在8-15mm之间。
19.根据权利要求1所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件由三维内肋强化传热管制成的冷媒管构成。
20.根据权利要求1所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件由三维外肋强化传热管制成的冷媒管构成。
21.根据权利要求1所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器组件由三维内外肋强化传热管制成的冷媒管构成。
22.根据权利要求19或20所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷凝器中，相邻的冷媒管之间紧密相接。
23.根据权利要求18或20所述的分体式空调器室外机，其特征在于所述冷媒管的走管采用并联的方式。
专利摘要本实用新型提供一种换热效率提高的分体式空调器室外机,采用轴流式风叶组件,其冷凝器组件呈开口的柱面形状,所述冷凝器组件的截面中心线分布在关于风叶组件转轴对称,且风场强度大致相等的柱体范围内。实施本实用新型的分体式空调器室外机,空气可以均匀有效地流过冷凝器组件,冷凝器换热效率大大提高。
文档编号F24F3/06GK2462281SQ01200279
公开日2001年11月28日 申请日期2001年1月22日 优先权日2001年1月22日
发明者朱江洪, 陈建民, 张辉, 刘雁斌, 梁亚国 申请人:珠海格力电器股份有限公司