空调室内机及空调系统的制作方法

文档序号:15433376发布日期:2018-09-14 21:53阅读:153来源:国知局

本实用新型涉及空调技术领域,具体涉及一种空调室内机及空调系统。



背景技术:

冷媒直膨式换热系统主要包含直热式地板辐射、辐射内机。现有的直热式地板辐射,安装难度较大,后期泄漏率高,维修成本大,周期长。现有的辐射内机,其辐射效率低,换热器占用空间大,不美观、不能对房间进行快速升温,冷却。



技术实现要素:

为了解决上述的技术问题,本实用新型公开了一种空调室内机及空调系统,解决了现有技术辐射效率低,不能对房间进行快速升温、冷却的问题。

根据本实用新型的一个方面,公开了一种空调室内机,包括辐射板和微通道换热器,所述微通道换热器设置在所述辐射板的一侧上,所述微通道换热器用于将所述辐射板升温或降温,所述辐射板通过辐射使其周围环境升温或降温。

进一步地,所述辐射板上间隔设置有多个气流孔。

进一步地,所有所述气流孔的开孔面积总和的范围为所述辐射板面积的1/4~1/3。

进一步地,所述空调室内机还包括设置有通风口的外壳,所述辐射板设置在所述外壳上,并与所述外壳围成容纳腔,所述微通道换热器位于所述容纳腔内。

进一步地,所述通风口设置在所述辐射板周向的所述外壳侧壁上。

进一步地,所述空调室内机还包括风机,所述风机引导所述空调室内机周围的空气自所述气流孔进入所述空调室内机,并从所述通风口排出。

进一步地,所述风机设置在所述容纳腔内,所述风机包括离心风叶,所述离心风叶的进风方向朝向所述辐射板设置。

进一步地,所述风机的进风口上还设置有空气滤网。

进一步地,所述空调室内机还包括风机,所述风机引导所述空调室内机周围的空气自所述通风口进入所述空调室内机,并从所述气流孔排出。

进一步地,所述风机为贯流风机,所述贯流风机设置在所述容纳腔内,且所述贯流风机的进风口与所述通风口连通,所述贯流风机的出风口方向朝向所述辐射板设置。

进一步地,所述风机的出风口上还设置有空气滤网。

进一步地,所述微通道换热器包括多个换热管和集流管,多个所述换热管间隔设置在所述辐射板上,所述换热管内设置有多个沿其长度方向贯通的冷媒通道,所述集流管设置于所有所述换热管的一端,所有所述冷媒通道与所述集流管连通。

进一步地,所述换热管内靠近辐射板一侧的所述冷媒通道的数量大于背离所述辐射板一侧的所述冷媒通道的数量。

进一步地,每两个相邻的所述换热管间还设置有翅片,且所述翅片分别与两个相邻的所述换热管连接。

进一步地,所述翅片背向所述辐射板的一侧至所述辐射板的距离为L,所述翅片靠近所述辐射板的一侧至所述辐射板的距离为a,a≤L/2。

进一步地,相邻所述翅片间的间距小于等于所述换热管长度的/。

进一步地,所述气流孔孔径不小于相邻所述翅片间的间距。

进一步地,多个所述气流孔形成镂空形状。

根据本实用新型的另一方面,还公开了一种空调系统,包括上述的空调室内机。

本实用新型空调室内机通过将微通道换热器设置在辐射板上,进而实现辐射板通过热辐射的方式与室内的辐射换热,制热时,高温高压的冷媒气体进入空调室内机,并释放大量的热量,将微通道换热器加热,进而使空调室内机周围的空气以自然对流方式被加热后排出,受气流压差驱动,微通道换热器周边的空气又加热,如此实现空气的不断循环对流加热,同时空调室内机的辐射板表面温度升高,与室内形成热辐射面,通过发射红外线和可见光来不断的向室内传递热量,实现辐射制热;制冷时,低温低压的液态冷媒进入空调室内机,并在空调室内机内的冷媒蒸发吸热,从而冷却微通道换热器,进而使空调室内机周围的空气以自然对流的方式被冷却后排出,同时受气流压差驱动的影响,微通道换热器周围的空气又被冷却,如此实现空气的不断循环对流降温,同时辐射板表面温度降低,一方面可以不断的吸收室内热量,另一方面通过辐射降温。与现有技术相比,本实用新型改变了换热器的结构及传热方式,通过增加辐射板提高了辐射效率,并且采用对流和辐射的方式同时对室内进行升温或降温,使房间可以快速升温、降温。

附图说明

图1是本实用新型实施例空调室内机的结构示意图;

图2是本实用新型实施例辐射板的结构示意图;

图3是图2中A的局部放大图;

图4是本实用新型实施例辐射板镂空图案结构的示意图;

图5是本实用新型实施例外壳的结构示意图;

图6是本实用新型实施例离心风叶的结构示意图;

图7是本实用新型实施例空调室内机的空气流向示意图;

图8是本实用新型另一实施例的空调室内机的结构示意图;

图9是本实用新型另一实施例空调室内机的空气流向示意图;

图10本实用新型实施例微通道换热器的结构示意图;

图11是本实用新型实施例换热管中冷媒通道分布示意图;

图12是本实用新型实施例翅片的结构示意图;

图13是本实用新型实施例翅片安装位置的结构示意图;

图14是本实用新型实施例空调系统的结构示意图;

图例:10、辐射板;11、气流孔;12、镂空形状;20、微通道换热器;21、换热管;211、冷媒通道;22、集流管;23、翅片;30、外壳;31、侧板;32、背板;33、通风口;34、蜗壳;40a、风机;40b、风机;41a、离心风叶;41b、贯流风叶;42、电机;43、电机支架;44、电机盖;45、橡胶减震垫;46、空气滤网;50、室外换热器;60、压缩机;70、四通阀;80、节流阀;90、冷凝水槽。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步说明,但不局限于说明书上的内容。

如图1所示,本实用新型公开了一种空调室内机,包括辐射板10和微通道换热器20,微通道换热器20设置在辐射板10的一侧上,微通道换热器20用于将辐射板10升温或降温,辐射板10通过辐射使其周围环境升温或降温。本实用新型空调室内机通过将微通道换热器20设置在辐射板10上,进而实现辐射板10通过热辐射的方式与室内的辐射换热,制热时,高温高压的冷媒气体进入空调室内机,并释放大量的热量,将微通道换热器20加热,进而使空调室内机周围的空气以自然对流方式被加热后排出,受气流压差驱动,微通道换热器20周边的空气又加热,如此实现空气的不断循环对流加热,同时空调室内机的辐射板10表面温度升高,与室内形成热辐射面,通过发射红外线和可见光(热辐射是通过发射电磁波来进行能量的传递,此处的可见光区段是一种电磁波,波长为0.38μm-0.76μm)来不断的向室内传递热量,实现辐射制热;制冷时,低温低压的液态冷媒进入空调室内机,并在空调室内机内的冷媒蒸发吸热,从而冷却微通道换热器20,进而使空调室内机周围的空气以自然对流的方式被冷却后排出,同时受气流压差驱动的影响,微通道换热器20周围的空气又被冷却,如此实现空气的不断循环对流降温,同时辐射板10表面温度降低,一方面可以不断的吸收室内热量,另一方面通过辐射降温。与现有技术相比,本实用新型改变了换热器的结构及传热方式,通过增加辐射板10提高了辐射效率,并且采用对流和辐射的方式同时对室内进行升温或降温,使房间可以快速升温、降温。

如图2和图3所示,在上述实施例中,辐射板10上均匀间隔设置有多个气流孔11,通过在辐射板10上设置气流孔11,气流孔11可以是圆形,方形等,如图4所示,也可以是多个气流孔11形成的镂空形状12(即镂空文案处理),辐射板10设置气流孔11后,可以使辐射板10形成空调室内机的风口,保证微通道换热器20周围的空气通过气流孔11,与空调室内机内部对流,实现了空气与空调室内机的充分接触,同时还可以防止换热器翅片的倒片问题;另外,镂空形状12同时还可以使空调室内机的外观更加美化。

在上述实施例中,所有气流孔11的开孔面积总和不大于辐射板10面积的1/4~1/3。气流孔11的目的是为了使空气可以通过辐射板10上的气流孔11充分与微通道换热器20换热,使辐射板10具有一物多用的效果,通过气流孔11出风有效降低出风速度,保证送风时的微风效果,从而提高舒适性。同时为了保证辐射板10有更大的辐射面积,开孔面积与辐射面积应平衡设计,根据实验结果显示,开孔面积超过1/4~1/3后,辐射散热能力衰减11%,而对流换热能力提升效果不明显,吹风感指数高于30%(吹风感指数:在规定的实验条件下,由于空气流动引起的人体感觉不满意率),而相反开孔面积不超过1/4~1/3时,吹风感明显改善,吹风感指数低于10%,此项舒适性评分满分,因此,所有气流孔11总的孔面积不大于辐射板面积的1/4~1/3。

如图5所示,在上述实施例中,空调室内机还包括外壳30,外壳30包括多个侧板31和背板32,辐射板10、多个侧板31和背板32围成容纳腔,微通道换热器20位于容纳腔内,侧板31上设置有通风口33。通过在外壳30上设置通风口33,使室内空气与容纳腔内的空气可以通过通风口33和辐射板10上的气流孔11形成对流,从而与容纳腔内的微通道换热器20充分换热,从而提高换热效率。

在上述实施例中,通风口33设置在所述辐射板10周向的所述外壳30侧壁上,通过将通风口33设置在辐射板10周向的外壳30侧壁上,可以提高空调室内机内外的对流效率,从而提高换热效率。

在上述实施例中,空调室内机还包括风机40a,风机40a引导空调室内机周围的空气自气流孔11进入空调室内机,并从通风口33排出。通过设置风机40a,采用强制对流的方式,从而提升辐射换热量,而且通风口33出风,风沿墙体输送,可降低吹风感,提升舒适性。

如图6和图7所示,在上述实施例中,风机40a包括所离心风叶41a、电机42、电机支架43、电机盖44、橡胶减震垫45和空气滤网46,电机42通过电机支架43安装在容纳腔内的外壳30上,离心风叶41a和电机盖44设置在电机42上,橡胶减震垫45设置在电机盖44与电机42之间,起到减震的作用,外壳30上设置有位于容纳腔内的蜗壳34,蜗壳34的进风口与通风口33连通,蜗壳34的进风口朝向辐射板10设置,蜗壳34的出风口与通风口33连通,离心风叶41a的出风方向朝向辐射板10设置,所述空气滤网46设置在蜗壳34的进风口上。风机40a启动时,首先,室内空气通过空调室内机的气流孔11进入容纳腔内部;其次,从空气先后经过微通道换热器20和空气滤网46,被加热或者冷却后,再进入离心风叶41a,由于通风口33设置在离心风叶41a周向的外壳30侧壁上,在风机40a引起的压差驱动下,从半径方向离开离心风叶41a的叶片,并通过蜗壳34引导至通风口33;最后从通风口33排出,速度低至0.2m/s—0.5m/s,从而实现强制对流,提高换热效率,而且还通过空气滤网46起到净化空气的作用。

在图8和图9所示的另一个实施例中,空调室内机还包括风机40b,风机40b引导空调室内机周围的空气自通风口33进入空调室内机,并从气流孔11排出。通过设置风机40b,采用强制对流的方式,从而提升辐射换热量,而且通过辐射板的气流孔11送风,也可降低吹风感,提升舒适性。所述风机40b为贯流风机,贯流风机设置在容纳腔内,且贯流风机的进风口与通风口33连通,贯流风机的出风口方向朝向辐射板10设置。

在上述实施例中,风机40b包括所贯流风叶41b、电机42和空气滤网46,外壳30上设置有位于容纳腔内的蜗壳34,蜗壳34的进风口与通风口33连通,蜗壳34的出风口朝向辐射板10设置,贯流风叶41b可旋转地安装在蜗壳34的进风口处,将外部空气由蜗壳34的进风口输送至蜗壳34的出风口,电机42安装在容纳腔内的外壳30上并与贯流风叶41b一端驱动连接,所述空气滤网46设置在蜗壳34的出风口上。风机40b启动时,室内空气通过空调室内机的通风口33进入容纳腔内部;再经过贯流风机后,空气先经过空气滤网46过滤净化后,再通过微通道换热器20被加热或者冷却,最后通过辐射板10上的气流孔11排出,从而实现强制对流,提高换热效率。

在上述实施例中,贯流风机可以为多个,但考虑到空调室内机的厚度,优选为两个,两个贯流风机分别设置在外壳30的顶部与底部,相应的,在顶部和底部分别设置通风口33。室内空气从通风口33分别进入贯流风机,在叶片的高速旋转下,气体被加压,加速,从贯流风机排出,其次,通过蜗壳34导流的作用,从蜗壳34出风口排出,最后经过微通道换热器20被加热或者冷却后,通过辐射板10实现微孔送风。

如图10所示,在上述实施例中,微通道换热器20包括多个换热管21和两个集流管22,多个换热管21间隔设置在辐射板10上,换热管21位扁管,换热管21数量由空调室内机的能力决定,小至10组左右,大至100组左右,每一换热管21宽度方向的一侧边上以及辐射板10上对应位置分别涂刷有助焊剂,并通过钎焊炉将换热管21垂直焊接在辐射板10上,且多个换热管21之间相互平行设置,换热管21内沿其长度方向设置有多个贯通的冷媒通道211,冷媒通道211的方向与辐射板10平行,两个集流管22分别设置于所有换热管21的两端,所有冷媒通道211两端分别与两个集流管22连通。在制热阶段或者制冷阶段,冷媒首先进入换热管21,通过冷媒与换热管21的对流换热,实现换热管21的加热或者冷却,进而通过换热管21与辐射板10的导热,将换热管21携带的热量或者冷量传递至辐射板10,换热管21侧面紧贴辐射板10,保证换热管21与辐射板10的接触热阻小,从而使辐射板10获得更多的热量或者冷量。

如图11所示,在上述实施例中,换热管21内靠近辐射板10一侧的冷媒通道211的数量大于远离辐射板10一侧的冷媒通道211的数量。常规换热器换热管内的微通道排列均匀且尺寸一致,但本实用新型的换热管21内的冷媒通道211排列可以不均匀,而且各个通道尺寸也可以不一致,可以根据具体使用情况对换热管21内的冷媒通道211分布情况具体设置,具体来说,换热管21紧贴辐射板10,当辐射板10的辐射量要求较大时,换热管21内紧邻辐射板的冷媒通道211数占换热管21总的冷媒通道211数的比例大于背离辐射板10的冷媒通道211,可以在1/2—1内变动,而换热管21内紧邻辐射板10的冷媒通道211的尺寸相比背离辐射板10的冷媒通道211的尺寸,其比例小于1,即紧邻辐射板的微通道尺寸可以更小,数量可以更多。对于调节辐射换热量来讲,改变换热管内微通道的排列,也可以调节辐射换热量。在靠近辐射板的换热管微通道,通过加大微通道的数量和加密微通道的排列,可以保证冷媒大量流入该部分,间接增大了辐射换热量,降低了向翅片的传递能量;若在靠近辐射板的换热管微通道,减小微通道的数量和使微通道排列稀疏,仅仅会有少量冷媒流入该部分,间接减小了辐射换热量。

如图12和图13所示,在上述实施例中,每两个相邻的换热管21间还设置有翅片23,且翅片23分别与两个相邻的换热管21连接,翅片23背向辐射板10的一侧至辐射板10的距离为L,翅片23靠近辐射板10的一侧至辐射板10的距离为a,a≤L/2。本实用新型的微通道散热主要通过翅片23的对流换热和辐射板10的辐射散热完成与空气的换热,翅片23与辐射板10的距离a,影响换热器的对流与辐射散热比例。实验结果显示,如果a>L/2,散热器通过翅片的对流换热强度急剧升高12.7%,而辐射散热则急剧降低23.5%,因此为保证对流与辐射散热平衡,需要求a≤L/2。通过加入翅片23来增加微通道换热器20的面积,从而增大换热器的能力,其中,翅片23可以是平片,开窗片,波纹片等。常规微通道换热器两换热管之间的翅片基本占满换热管即翅片的宽度与换热管的宽度基本一致,因此,无法调节辐射换热量,而本实用新型中,两换热管之间布置的翅片宽度小于L,即翅片23背向辐射板10的一侧至辐射板10的距离为L,翅片23的宽度为b,翅片23靠近辐射板10的一侧至辐射板10的距离为a,当a大于b时,换热管21内的热量可以较多的传递至辐射板10,当a小于b时,换热管21内的热量传递至辐射板10的比例较小。为保证换热管21内的热量可以更多地传递至辐射板10,同时保证换热管21总换热量较大的前提下,可适当调节a占L的比例,但不宜大于1/2,这是因为换热管21之间翅片23较少时,会削减微通道换热器20的换热面积,导致降低换热管总的换热量。当要求增加辐射板的辐射占比时,可适当增大a占L的比例,当要求增加总的换热量,对辐射量要求较低时,可适当减小a占L的比例,从而可以根据实际使用情况调节通过辐射散热和通过热传递散热的比值。

在上述实施例中,相邻翅片23间的间距小于等于换热管21长度的1/10。翅片23间距可以根据使用情况任意调节,可小至1mm,也可大至20mm,但不宜超过换热管长度的1/10,翅片的间距是自然对流和强制气流下,室内空气流经的通道,是所述换热器主要的对流换热部位,如果翅片间距太大,翅片数量稀疏,翅片的有效换热面积就不足,影响整机对流换热的性能,根据实验结果显示,如果翅片间距大于换热管长度的1/10,对流换热能力降低19%,以长度为500mm换热管举例计算,当翅片间距为25mm时,同等条件下,单管对流换热量为180W,翅片间距为50mm时,单管对流换热量降为145W左右。因此,具体长度根据视空气阻力而定,阻力较大时,适当扩大翅片间距,阻力较小时,适当缩小翅片间距。翅片面积不变时,对于翅片间距,增大翅片间距,可使翅片变稀疏,从而降低自然对流的空气阻力,增大自然对流换热量;相反当降低翅片间距时,可使翅片变密,从而增加自然对流的空气阻力,降低自然对流换热量。翅片间距不变时,增大翅片面积可提升自然对流换热量,降低翅片面积可降低自然对流换热量。

需要说明的是,气流孔11是空调内机的对流换热的主要通道,如果孔径小于相邻翅片的间距,翅片会阻挡在气流孔位置,增加了空气流动阻力,实验结果显示,会增加10.5%左右的风阻,影响对流换热效果,因此,为了防止气流孔11过小产生较大的进风阻力,导致风量很小,气流孔11的孔径不小于相邻翅片23间的间距,从而保证空气可以从气流孔11排出。

在上述实施例中,微通道换热器20底部还设置有冷凝水槽90,冷凝水槽90用于在制冷时,将微通道换热器20上产生的冷凝水收集起来,方式领凝水流出空调室内机,影响用户体验,保证空调室内机的使用寿命。

如图14所示,本实用新型还公开了一种空调系统,包括上述空调室内机、室外换热器50、压缩机60、四通阀70和节流阀80,压缩机60的出口与空调室内机的入口连通,空调室内机的出口与室外换热器50入口连通,室外换热器50的出口与压缩机60入口连通,四通阀70的四个接口分别与压缩机60的出口、压缩机60的入口、微通道换热器20的入口以及室外换热器50的出口连通,节流阀80的两端分别与室外换热器50、空调室内机连通。

具有本实用新型具有上述空调室内机的空调系统,相比常规制冷制热的换热系统循环来讲,用本实用新型的空调室内机代替室内机,改变了换热器的结构及传热方式,提高了舒适性。该设计辐射空调室内机是基于微通道换热器加辐射板,进而实现辐射板与室内的辐射换热,换热管及翅片与周围空气的对流传热。在制热阶段,压缩机排出的高温高压的冷媒气体进入辐射空调室内机,被冷凝为常温高压的液体,进而通过节流装置,室外侧换热器完成制热循环。在此循环过程中,辐射空调室内机内的冷媒释放大量的热量,将空调室内机的换热管、翅片加热,进而使空调室内机周围的空气以自然对流方式或者强制对流换热的方式被加热后排出,受气流压差驱动,换热器周边的空气又被辐射空调室内机加热,如此实现空气的不断循环对流加热,同时辐射空调室内机的辐射板表面温度升高,与室内形成冷热辐射面,通过发射红外线和可见光来不断的向室内传递热量,实现辐射制热;制冷阶段,低温低压的液态冷媒进入辐射空调室内机,通过蒸发吸热变成低温低压气体,进而通过压缩机,室外换热器完成制冷循环。在此循环过程中,辐射空调室内机内的冷媒蒸发吸热,从而冷却空调室内机的换热管,翅片,进而使空调室内机周围的空气以自然对流或者强制对流的方式被冷却后排出,同时受气流压差驱动的影响,换热器周围的空气又被辐射空调室内机冷却,如此实现空气的不断循环对流降温,同时辐射空调室内机的辐射板表面温度降低,可以不断的吸收室内热量,实现辐射制冷。通过上述对流及辐射换热方式,实现冷媒系统的辐射空调室内机的制冷及制热。

显然,本实用新型的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

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