专利名称：空调器室内新风机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用风机组、热管箱对室内外空气作换气，换热处理的空调器室内机组。
以往，当人们长时间生活在房间空调的环境中，室内的空气质量会不断的下降，使人产生不舒服的感觉，甚至生病。因此空调病成了一种令人重视的普遍现象。有时，人们为了改善室内空气的质量状况，又不得不牺牲一部分室内的冷(热)气作为代价。国内空调行业中较为全面反映空调技术的大型手册《实用空调设备、选择、安装、维修手册》(1993年7月第一版，ISBN7-115-04962-9/TN639)中介绍了关于空调器系统及其方式。文中称，现有的空气调节系统可分为全新风系统，一次回风系统及二次回风系统。全新风系统，主要是在室内空气污染过多，而不能回收利用的情况下采用，从节能的角度考虑是不利的，但从卫生的角度考虑是必要的。为了节约能源，一次回风系统可以在空调系统中回收一定量的室内空气，并吸入一定量的室外新鲜空气与之混合。至于，在空调器方面更无既可换气，又可换热的室内机组出现。
本实用新型的目的在于提供一种能完成室内外空气交换，又能在室内外空气流动中实现换热的空调器室内机组。在不需要换气时，所述室内机组又能恢复仅对室内空气作变温和循环流动的作用。
为实现上述的目的，本实用新型采用了由进风风机、排气风机、风阀、热管箱、蒸发器箱、冷凝器箱组成的室内机组。它的工作过程是这样的，室外空气从进风口被所述的进风风机吸入，加压后通过风管进入所述的风阀。所述的风阀的内腔是圆柱形表面，沿着径向在圆柱形表面上开有两个风口，一个是用作排气的上风口，一个是用作进风的下风口。在所述风阀的两个端盖上各开有一个换向的的风口，左右呈轴对称，在所述风阀的内腔中，有块挡板，它可以围绕内腔的轴线转动。它将所述的圆柱形内腔分成了两个半圆形的腔室。所述挡板当时所处的角度位置，是依照使用的季节而定的，倘是夏季，室外空气则从所述风阀的前端面的换向风口流出，通过风管又从左侧流向所述热管箱的下半箱中。由于室外的空气温度要高于室内空气。所以，当室外空气进入所述热管箱的下半箱后，不断地将热量传递给热管，当它流到所述热管箱下半箱右边的风罩时，其温度将接近室内温度。又通过风管，室外空气从右边进入所述的蒸发器箱的上右侧腔及其上延伸风管。这时，所述蒸发器箱中的上轴流风机正在工作，它不断吸收着室内的空气，又吸收着从所述上右侧腔上延伸风管流出的室外空气，使它们穿过蒸发器，进一步变温，然后拐向所述蒸发器箱的上左侧腔，再进入上轴流风机，经加压后，吹向室内。依此，室内可以源源不断地得到经过换热及进一步变温的室外新鲜空气。与此同时，室内的混浊空气被所述的冷凝器箱前的下延伸风管吸进下右侧腔，通过风管又从右边流进所述热管箱的上半箱，并不断地向左边流动。不断接受热管传递过来的热量。当流至左边的上左风罩时，其温度将接近室外温度。经过风管后，这股室内空气进入所述风阀后端盖上的换向风口，接着受到所述挡板的引流作用，又从所述风阀的上风口流出，通过风管进入所述排气风机，经加压后，排出室外。冬季使用时，将所述挡板的位置从夏季的状态转过90°，这时室外的冷空气从进风口进入所述的进风风机，经加压后，通过风管进入所述风阀。室外空气将从所述风阀的后端盖上的换向风口流出，通过风管，从左边进入所述热管箱的上半箱，并不断地向右边流动，不断地接收热管传递过来的热量，当流至右边的上右风罩时，已接近室内的温度。通过风管，这路经过换热后的室外空气，又从右边流进了所述冷凝器箱的下右侧腔，经下延伸风管流出，与室内空气一起被所述冷凝器箱中的下轴流风机吸引，汇合后的空气穿过冷凝器，得到进一步变温，通过匀流板后，拐向下左侧腔，被所述冷凝器箱的下轴流风机加压后，吹向室内。这时，令所述蒸发器箱中的上轴流风机不工作，蒸发器中的工作介质也不流动，只有上延伸风管在吸收着室内的空气。同样，在夏季，冷凝器中的工作介质也不流动，下轴流风机也不工作，只有下延伸风管在吸收着室内空气。
本实用新型的有益效果是为现有空调器增加了换气，换热的功能。使得室内始终可以得到室外的新鲜空气，避免了室内的冷(热)量白白的流失；本实用新型采用两个空气—工质热交换器，即安装在本实用新型上方的是蒸发器，安装在下方的是冷凝器，这样更有利于不同温度的空气的散发，令人很快地感到空调效果；热管箱中的热管架可以方便的装卸，以利于对热管的清洗，提高了热管的传热效果；安置在热管之间的空气限流器可以使热管箱中的空气按照限定的方向从热管翅片之间的间隙中流过，防止从热管之间的缝隙中通过，从而提高了热管的传热效果。
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述
图1是本实用新型经局部剖视的主视图图2是
图1沿A-A的阶梯剖视图图3是
图1沿B-B的剖视图图4是
图1沿C-C的剖视图图5是
图1沿D-D的剖视图图6是空调器工作介质的回路图(夏天工作状态)图7是空气限流器图图8是热管、热管接头、隔板的连接图。
图9是电路构成图
图10是图5中I放大图
图1中，进风风管45是一个左面具有矩形法兰，右端具有圆形法兰的风管。矩形法兰和风机组的支承板50、罩壳43、风机口法兰46采用机械固紧的方法，相互固定在一起。风机口法兰46上有另一组螺纹孔，将进一步与连接室外进风与排气的风管连接，风机口法兰46上开有两个矩形风口，一个是进风风口，另一个是排气风口。进风风管45右端的圆形法兰的轴线与矩形法兰的中心线相垂直，圆形法兰与进风风机48的进风口，采用机械方法固紧。进风风机48是一个离心式的风机，在机壳的内侧面有一圈凸出边沿47与支承板50用螺纹固定。进风风机48的风量由以下两个因素来确定。(1)首先假设本实用新型适用房间的平均容积是多少。在1小时内需对房间换气的次数。(2)按因素①假定的换气次数，观察本实用新型的实际换热效果。之后，在假定的换气次数与换热的效率之间选择一个最佳的风量。这个风量往往是小于现有空调器室内机组的风机风量。上述的换热效率应按如下的关系进行评定。
设室外温度为t1换气前空调室内的温度为t2排气风口温度为t3本实用新型的换热效率为ee=(t1-t2)-(t1-t3)t1-t2=t3-t2t1-t2]]>风阀27是一个具有圆柱形内腔的空气换向机构。内腔中有一块挡板28，它将内腔分隔为两个半圆形空腔。挡板28可以围绕着挡板轴54转动。在圆柱面的内壁上开有两个风口，一个是进风口31，一是排风口25，上下对称，风阀27的两个端面是由两个端盖采用机械固紧的方法封住的。每个端盖上开有一个风口，即前端盖换向风口29，后端盖的换向风口24，两个风口相错开。风阀27上的4个风口按圆周的方向均布，
图1中挡板28的现在角度位置适合了夏季的工作状态，当室外的热空气从进风风管45的左端法兰口进入了进风风机48，经加压后，又从风阀27的进风口31进入了风阀。在挡板28的引流下，室外空气又从风阀27的前端盖上的换向风口29流出。经过前弯管26，加接风管51，左下风罩52后，流进了热管箱18的下半箱。为了安装简便，前弯管26，左下风罩52的两个相对的风口，均制成具有一定内斜度的矩形插口，以利于加接风管51的插入。参见图3，风阀27是通过风阀壳体53用螺纹连接在支承板50上的。风阀的后端盖55也是采用机械固紧的方法与风阀壳体53连接在一起的。前、后端盖上的两个弯管，即前弯管26，后弯管23均采用机械固紧的方法与前、后端盖连接，风阀27中的挡板28的转动是依靠挡板轴54的转动带动的。风阀的前、后端盖中间做有与挡板轴54相滑动配合的轴承孔。在挡板轴54的前端装有一个直径较大的链轮56及一块标志显示盘57。大链轮56的左边有一个小链轮60。与小链轮同轴的外端，装有一只盘形手柄59，当扭动手柄后，小链轮60通过链条带动了大链轮56及标志显示盘的转动，显示了挡板28所处的季节位置。风阀27的内腔可以做成各种不同旋转体的形状，挡板28围绕其轴线转动，风阀27上的4个风口，按圆周的方向基本均布，4个风口的中心相距轴线的距离，可以不等；4个风口可以分布在同一个平面上，也可以分布在不同的旋转面上，如果，其中两个对角的风口为进风风口和排气风口，那末另外两个对角风口均为换向风口。
热管箱18是一个立着的矩形箱子，中间安装着热管架4，所有的热管1都安装在热管架中间的隔板17上，热管箱18被隔板17分成上下两个半箱，热管架是由隔板17、保持板6、热管1、框形支承5及热管箱后面的一个箱板62组成。框形支承5采用机械固紧的方法将隔板17，保持板6连接在一起，箱板62采用螺纹连接的方式与热管箱18安装在一起(参见图8)，保持板起着约束热管晃动，防止热管弯曲的作用。所以在保持板的每一个孔口，都安装了高度比热管1翅片间隙大一些的硬质橡胶圈，保证热管安装后的稳定性。在热管箱18中，隔板17只是左右担在热管箱内的角铁3上，隔板17的前沿则插在热管箱18前箱板的凹槽19内，以增强隔板17的强度，及热管箱18上下两层的密封性。框形支承5除了保证连接隔板17和保持板6应有的强度之外，其中间的空隙应尽可能地增大。以利空气的流动。在热管1与隔板17的组合中是通过热管接头20连接的(参见图8)。原来是，在热管1的中段有一小段长度是没有翅片的，它是用来安装热管接头20的。热管接头是个被切成两瓣的台阶轴套。热管被包在中间，然后用螺钉将两瓣固定在一起。使得组合后的热管接头组合件成了一个带有台阶的元件，热管接头20的孔径d与热管1的无翅片部分的外径d′相等，热管接头20的小台阶外径D1与热管1翅片外径D1′相等，大台阶外径D≥D1+2(mm)，当这热管组合件插进隔板17的孔中，接着用轴用挡圈卡进热管接头20的挡圈槽72中，防止热管1脱落。参见图5，热管箱背面的箱板62是用螺纹连接的方式将隔板17，保持板6固定在一起。箱板62上安装了两个活动的把手63，便于热管架4的装卸。参见
图10，为了提高热管箱的保温性能，在大立板65上，用机械连接的方式安装了一块后板64，其另一个作用是加强了大立板的刚性。热管箱18采用螺纹连接的方式与大立板65连接在一起。参见
图1，热管箱18两侧的箱壁上，共安装了4个风罩。即左侧的左上风罩2，左下风罩52，右侧的右上风罩16，右下风罩21。每个风罩都有边沿，具有固紧孔，以便用螺钉将其固定在热管箱上。左侧的两个风罩与所述的风阀27的两个换向风口29及24相连接，右侧的两个风罩21及16与蒸发器箱及冷凝器箱相连接，且为右下风罩21连接着蒸发器箱9，右上风罩16连接着冷凝器箱36。根据不同的安装要求，热管箱及风罩安装位置还可以作如下的选择，①热管箱18中的热管1可以作倾斜式的安装；②热管箱的4个风罩可以安装在热管箱的某一个箱壁上，这种箱壁是指同时接触在热管箱内流动的室内空气，室外空气的箱壁，也可以安装在2～4个类似的箱壁上。与蒸发器箱9相连接的热管箱风罩须属热管箱的热管中积存有液态工作介质的那半箱部分，与冷凝器箱相连接的热管箱风罩须属热管箱的热管中非积存有液态工作介质的那半箱部分。参见图3，在每两个直行的热管1之间，安放了一个空气限流器58。它的作用是，只许空气从每根热管的翅片之间通过，而阻挡了空气从两根热管之间流动。参见图7，空气限流器58为波纹状的板型构件，与热管箱中每个层面的净高齐高，在波纹的转折处可做成各种形状，例如平面形、圆弧形、尖角形等，其横向投影度b，应稍大于两热管之间的隙宽b′。要足以阻挡两热管之间的空气流动。在不影响构件强度的条件下，空气限流器的其他部分，应尽可能做成让空气畅通的空隙。参见图2，风机组中的进风风机48、风阀27、排气风机32、排气风管49均与支承板50固定在一起。支承板50与大立板65采用机械固紧的方式连接在一起。为了提高大立板65的强度，它与支承板50连接的表面则制成凸面的形状。排气风管49的左端为一个矩形法兰边沿上有连接孔，采用螺纹连接的方式与支承板50、罩壳43、风机口法兰46连接在一起。排气风管49的右端是一个具有内斜度的台阶矩形风口与排气风机32的排气风口插配。排气风机32是一个离心式的风机，它的风量与进风风机48相同。其排气进风管22的左端为圆形法兰，与排气风机32相固定。排气进风管22的右端与风阀27的排风口25相连接。排气进风管22是一支具有纵向弯曲，又有横向弯曲的风管。也可以采用其他的连接方式，例如将排气进风管22的右端风口接在风阀27的前端面的上中部。
图1中蒸发器箱9及冷凝器箱36都是具有双作用的空气处理部件，结构相似。冷凝器箱36是一个横置着的长方形箱子，两头有下左侧腔38及下右侧腔34，中间的空间较宽大，正面是打开着的，上下分两层，下层空间安装有冷凝器35，及从下右侧腔34接过来的下延伸风管37。冬季使用时，室内空气从正面被冷凝器箱中的下轴流风机44吸入，同时又有一股被换热过的室外空气从下右侧腔34进入后，又通过下延伸风管37流出，与室内空气一起进入中间空间的下层，穿过冷凝器35，下匀流板66后(参见图5)，拐向下左侧腔(参见
图1)。在中间空间有一块分层的层板称之下层板40，在它的上面安装着下轴流风机44，其进风口紧靠着下左侧腔38(参见图4)，它把下左侧腔中经过冷凝器35变温后的空气吸入，加压后吹向中间空间中的上层，进而吹向室内。在夏季这个冷凝器箱35只起到一个吸气的作用。室内空气从下层的正面进入下延伸风管37吸往下右侧腔34。
图1中蒸发器箱9也是一个横置着的长方形箱子，两头有上左侧腔8，上右侧腔13。中间较宽大，正面是打开着的。分上下两层，上层的空间中安装着蒸发器10，及从上右侧腔接过来的上延伸风管12。夏季使用时，室内空气从正面被蒸发器箱中的上轴流风机71吸入，同时，又有一股被换热过的室外空气从上右侧腔13通过上延伸风管12流出，与室内空气一起进入中间空间的上层，穿过蒸发器10，上匀流板61后，拐向上左侧腔8(参见图5)。在中间空间中有一块分层的层板称之上层板11，在它的下面安装着上轴流风机71，其进风口紧靠着上左侧腔8，它把从上左侧腔中的经过蒸发器10变温的空气，吸入并加压后吹向下层，进而吹向室内。在冬季，这个蒸发器箱9只起到一个吸气的作用，室内空气从中间空间的上层正面进入，被上延伸风管12吸往上右侧腔13。由此可见，无论是蒸发器箱或是冷凝器箱的左侧腔，则是一种接通轴流风机与冷凝器或蒸发器所在空间的通道；其余部分是封闭的壁面，右侧腔则是一种冷凝器箱或蒸发器箱的右侧风口，接通相对应的下延伸风管或上延伸风管的通道，其余部分是封闭的壁面。图6是空调器工质的工作回路，图6中有四通电磁阀70，压缩机69、室外热交换器68、毛细管67、蒸发器10、冷凝器35、单向阀33、单向阀14，本方案的特点是在现有的热泵式空调器工质回路中增加了一个热交换器。使得室内的2个热交换器分别担任冷凝器和蒸发器。为了在同一个时间内只能有一个室内热交换器与室外的热交换器组成工质回路，本方案采用单向阀33、单向阀14串联在蒸发器10和冷凝器35中间，在2个单向阀的中间安装了一个三通15，另一通口与四通电磁阀70的一个换向口接通。
参见图5，与挡板轴54同轴的凸轮39与电路构成图9中的代号3的操作开关联动，由它控制着运转形式。
权利要求1.一种空调器室内新风机组，其特征在于包括由热管箱、进风风机、排气风机、风阀、蒸发器箱、冷凝器箱、单向阀组成，所述的蒸发器箱，冷凝器箱是两个结构相似的空气处理部件，蒸发器箱(9)安装在本实用新型的上部，冷凝器箱(36)安装在下部，当夏季工作时，室外的热空气由所述进风风机(48)吸入，加压后进入所述风阀(27)，在风阀中受到挡板(28)的引流作用后，经过风阀前端盖上的换向风口(29)流出，进入所述热管箱(18)与箱内的室内空气进行热交换，变温后，室外空气又进入了所述的蒸发器箱(9)，经上右侧腔(13)后，从上延伸风管(12)流出，又与附近的室内空气一起被吸往蒸发器(10)，作进一步的变温，然后经过上匀流板(61)拐向上左侧腔(8)，进入上轴流风机(71)，加压后吹向室内；与此同时，所述冷凝器箱(36)仅以下延伸风管(37)从箱前吸入室内空气，从下右侧腔(34)，风管(30)流进热管箱(18)的上半部分，接受热管(1)不断传来的室外空气的热量，不断升温，后经左上风罩(2)，后弯管(23)从风阀(27)的后端盖换向风口(24)进入风阀(27)，在挡板(28)的引流作用下，室内空气从上风口(25)流出，经排气进风管(22)进入排气风机(32)，加压后经排气风管(49)排至室外；冬季工作时，室外的冷空气从进风风管(45)进入进风风机(48)，加压后，从下风口(31)进入风阀(27)，这时的挡板(28)已转过90°，室外空气从后端盖的换向风口(24)流出，经后弯管(23)，左上风罩(2)进入热管箱(18)的上半部分，与箱内的室内空气作热交换，温度不断上升，后从右上风罩(16)流出，经风管(30)进入冷凝器箱(36)的下右侧腔(34)，从下延伸风管(37)流出，汇同冷凝器箱前的室内空气一起被吸往箱内，经冷凝器(35)进一步变温后，穿过下匀流板(66)，拐向下左侧腔(38)，进入下轴流风机(44)，加压后，吹向室内；此时的蒸发器箱(9)，仅以上延伸风管(12)吸收箱前的室内空气，令蒸发器(10)中的工质不流动，上轴流风机(71)不工作，室内空气经上右侧腔(13)，右下风罩(21)进入热管箱(18)的下半部分，将热量不断传递给热管(1)，后经左下风罩(52)，加接风管(51)，前弯管(26)，前端盖换向风口(29)进入风阀(27)，在挡板(28)的引流下，室内空气从上风口(25)流出，经排气进风管(22)进入排气风机(32)，加压后，经排气风管(49)，排至室外，在同一个时间内蒸发器(10)及冷凝器(35)这两个热交换器中只能有一个热交换器与空调器室外机组的热交换器组成一个工质回路，本方案采用单向阀(33)，单向阀(14)串联在蒸发器(10)和冷凝器(35)的中间，在两个单向阀的中间安装一个三通(15)，另一通口与四通电磁阀(70)的一个换向口接通。
2.根据权利要求1所述的空调器室内新内机组，其特征在于在所述热管箱(18)的某一个箱壁上，或在2～4个类似的箱壁上安装着4个风罩(2)、(16)、(21)、(52)，这种箱壁为同时接触热管箱内流动的室内空气，室外空气的箱壁。
3.根据权利要求1所述的空调器室内新风机组，其特征在于与蒸发器箱(9)相连接的热管箱风罩须属热管箱(18)的热管(1)中积存有液态工作介质的那半箱部分；与冷凝器箱(36)相连接的热管箱风罩须属热管箱(18)的热管(1)中不积存有液态工作介质的那半箱部分。
4.根据权利要求1所述的空调器室内新风机组，其特征在于所述热管箱(18)中的热管(1)作倾斜式的安装。
5.根据权利要求1所述的空调器室内新风机组，其特征在于所述风阀(27)的内腔为各种旋转体状，风阀的4个风口即进风口(31)、排风口(25)，换向风口(29)，换向风口(24)均开在1个或2～4个不同的旋转体表面上。
6.根据权利要求1所述的空调器室内新风机组，其特征在于所述蒸发器箱(9)为一横置着的长方形箱形部件，两端各有一个侧腔，中间部分有上下两层空间，正面没有壁面，空间较大的一层中，沿纵向安装有蒸发器(10)，上匀流板(61)，该层空间的一端有一洞口，与侧腔(8)相通，该侧腔的另一通道为蒸发器箱(9)的轴流风机(71)的进风口，该侧腔的其余部分为封闭壁面，轴流风机(71)安装在两层空间之间的层板(11)上，在蒸发器(10)的背后，其进风口紧靠着侧腔(8)；在蒸发器箱的另一端有另一侧腔(13)，与热管箱(18)的一个风罩(21)相通，自侧腔(13)的另一壁面上引出一根上延伸风管(12)，横置在蒸发器(10)所在的空间的正面，管壁上开有许多小风口，以便让来自热管箱(18)中的室外空气从此流出，上延伸风管(12)的另一个作用是吸入室内空气，将其送往热管箱(18)，侧腔(13)的其余部分为封闭壁面。
7.根据权利要求1所述的空调器室内新风机组，其特征在于所述冷凝器箱(36)，为一横置着的长方形箱形部件，两端各有一个侧腔，中间部分有上下两层空间，正面没有壁面，空间较大的一层中，沿纵向安装有冷凝器(35)，下匀流板(66)。该层空间的一端有一洞口，与侧腔(38)相通，该侧腔的另一通道为冷凝器箱的轴流风机(44)的进风口，侧腔(38)的其余部分为封闭壁面，轴流风机(44)安装在两层空间之间的层板(40)上，在冷凝器(36)的背面，其进风口紧靠着侧腔(38)；在冷凝器箱(36)的另一端有另一侧腔(34)，与热管箱(18)的一个风罩(16)相通，自侧腔(34)的另一壁面上引出一根下延伸风管(37)，横置在冷凝器(35)所在的空间的正面，管壁上开有许多小风口，以便让来自热管箱(18)中的室外空气从此流出，下延伸风管(37)的另一个作用是吸入室内空气，将其送往热管箱(18)，侧腔(34)的其余部分为封闭壁面。
8.根据权利要求1所述空调器室内新风机组，其特征在于所述热管箱(18)中的空气限流器(58)为波纹状的板型构件，波纹的转折处较窄，以能伸进两热管之间的缝隙达半径之深度为宜，其断面形状可以为平面型、圆弧型、尖角型或其他形状，横向的阻挡投影宽度b稍大于两热管之间的隙宽度b′，在不影响构件强度的条件下，空气限流器(58)的其他部分尽可能制成空隙。
9.根据权利要求1所述空调器室内新风机组，其特征在于所述热管箱(18)中的热管接头(20)的孔径d与热管(1)的无翅片部分的外径d′相等，热管接头(20)的小台阶外径D1与热管(1)翅片外径D1′相等，大台阶外径D≥D1+2(mm)小台阶的外圆表面上制有挡圈槽(72)，以便安装轴用挡圈，热管接头(20)是具有2瓣或多于2瓣的带台阶的轴套。
专利摘要本机是一种采用热管作换热元件,冷暖两用的空调器室内新风机组。本机的结构,主要由热管箱、风机组、以及两个双作用的热交换器箱所组成。本机不仅具有一般空调器室内机组散发冷(热)风的功能,而且可以将室内、室外的空气进行换气及换热的工作,实现更换空气又节能的目的。两个双作用的热交换器箱是指蒸发器箱及冷凝器箱,在冬夏两季分别用于吸风和送风工作。不需要换气时,即可恢复为一般空调器的室内循环送风。
文档编号F24F3/06GK2380839SQ9922558
公开日2000年5月31日 申请日期1999年1月28日 优先权日1999年1月28日
发明者李宏强 申请人:李宏强