空调装置的室内机以及包括该室内机的空调装置的制造方法
【专利摘要】本发明的空调装置的室内机包括：框体；向框体内吸入空气的吸气口；向周围部分吹送所吸入的空气的离心风扇；以及设在离心风扇的送风方向并使空气与在内部流动的制冷剂进行热交换的热交换器，满足以下关系式：0.16≤L/D≤0.19，其中D为离心风扇的外径，L为离心风扇与热交换器之间最接近的距离。因此，可抑制在热交换器内部产生的流速分布变动，能够提供因降低热交换器的压力损失以及提高热交换效率来实现节能性提高的空调装置的室内机。
【专利说明】
空调装置的室内机以及包括该室内机的空调装置
技术领域
[0001]本发明涉及空调装置的室内机以及包括该室内机的空调装置。【背景技术】
[0002]日本未审专利申请公开第2011-12937号(专利文献1)公开了空调装置的室内机在与风扇相向的一侧包括将从热交换器的风扇送来的空气朝向热交换器下部引导的导向部件。
[0003]室内机所搭载的热交换器出于提高热交换效率以及降低压力损失而大型化。热交换器的高度比离心风扇的排出口高度更大。此外，若在室内机的有限空间内搭载离心风扇， 则离心风扇必然会搭载于热交换器上部。鉴于该情况，在热交换器内部的流速分布上会产生变动。
[0004]因此，如专利文献1的构成那样，通过在与风扇相向的一侧设置将从风扇送出的空气朝向热交换器下部引导的导向部件，能够抑制在热交换器内部产生的流速分布变动。
[0005]在离心风扇周围安装导向部件这样的手段虽然能够抑制在热交换器内产生的流速分布变动，但却并不是抑制变动发生本身，无法充分实现效率以及节能方面的进一步提尚。
[0006]于是，本发明的目的在于抑制在热交换器内部产生的流速分布变动并提供一种实现节能性提高的空调装置的室内机。
【发明内容】
[0007]为了解决上述课题，本发明的空调装置的室内机，其特征在于，包括:框体；向上述框体内吸入空气的吸气口；向周围部分吹送所吸入的空气的离心风扇；以及设在上述离心风扇的送风方向并使上述空气与在内部流动的制冷剂进行热交换的热交换器，满足以下关系式:
[0008]0.16<L/D<0.19，
[0009]其中D为上述离心风扇的外径，L为上述离心风扇与上述热交换器之间最接近的距离。
[0010]根据本发明，可抑制在热交换器内部产生的流速分布变动，能够提供因降低热交换器的压力损失以及提高热交换效率来实现节能性提高的空调装置的室内机。
[0011]本发明的其他课题、构成、作用、效果将在以下的实施方式中详细说明。【附图说明】
[0012]图1是本发明的实施方式所涉及的空调装置的室内机的立体图；
[0013]图2是本发明的实施方式所涉及的空调装置的室内机的相对于离心风扇旋转轴垂直的剖视图；
[0014]图3是图2所示的空调装置的室内机的A-A剖面；
[0015]图4是横轴为L/D、纵轴为在热交换器内部产生的流速分布的标准差的曲线图；
[0016]图5是横轴为b2/H、纵轴为在热交换器内部产生的流速分布的标准差的曲线图；
[0017]图6是表示离心风扇与热交换器之间的区域的视图；
[0018]图7是放大了图3中的过滤器、喇叭口、离心风扇的剖视图；
[0019]图8是以往的过滤器、喇叭口、离心风扇的剖视图。【具体实施方式】
[0020]以下利用附图对本发明的实施方式加以说明。[〇〇21][第1实施方式]
[0022]图1表示本发明的实施方式所涉及的空调装置的室内机的立体图。图1的室内机经由制冷剂配管与室外机(未图示)连接，构成空调装置。在室外机搭载有压缩机。通过该压缩机压缩制冷剂，通过在制冷剂配管内循环而形成制冷循环。室内机包括配置在顶棚内的框体1和安装在框体1的室内侧的面板2。在面板2上设有取入室内空气的格栅3和四个用于将从格栅3吸入的空气朝室内吹出的出气口 5。在出气口 5上分别以能够由百叶窗用马达(未图示)驱动旋转的方式安装有百叶窗4,以此对空气的吹出方向进行调整。换言之，面板2具有将空气吸入到框体1内的进气口。
[0023]图2是表示朝向风扇的旋转轴Z(图3)的方向观看图1的室内机的剖视图的视图。如图2所示那样，本实施方式的室内机具有:具有配置在室内机中央部且在远离旋转轴Z的方向排出空气的后朝向叶片的离心风扇10;配置成在离心风扇10的送风方向包围离心风扇10 且进行来自离心风扇10的空气与在内部流动的制冷剂之间的热交换的热交换器11。
[0024]热交换器11的形状是以相对于离心风扇10的旋转轴Z垂直的剖视图观看时在角部具有曲率的多边形，呈一部分的角部开放的大致四边形。在图2中，热交换器11呈现以三处角部和四个直线部包围离心风扇10的形状。其中一个角部具有比其他直线部更短的直线形状，成为与其他角部相比自身与离心风扇10的外周部之间的距离更短的形状。虽未图示，但在设于该角部与框体1之间的空间中，配置在制冷运转时将在热交换器11产生的结露水(排泄水)排出的排泄栗。
[0025]图3是表示图2中的A-A剖面的视图。通过与离心风扇10连接的马达20以旋转轴Z为中心使离心风扇10旋转，由此经过安装于格栅3的过滤器6吸入空气。所吸入的空气经过朝向离心风扇10而开口部逐渐缩小的喇叭口 12,通过离心风扇10向离心风扇10的径向(周向) 吹出。被吹出的空气经过热交换器11，从热交换器11流出之后，从出气口 5被排出到室内，从而形成图3所示的气流50。当气流50所示的空气从出气口 5向室内吹出时，由安装于面板2的百叶窗4对风向加以调整。
[0026]在制热运转时或制冷运转时，在热交换器11中使空气与在热交换器11的内部流动的制冷剂进行热交换，从而进行室内的空气的制热或制冷。收纳有用于控制室内机动作的控制基板(未图示)的电气箱7被安装在作为过滤器6与喇叭口 12之间的空间的喇叭口 12的下部。
[0027]接着，对本实施方式中的离心风扇10和热交换器11的尺寸关系进行说明。
[0028]若将离心风扇10的外径设为D，在与离心风扇10的旋转轴Z垂直的剖面中，将离心风扇10与热交换器11最接近的距离定义为L(参照图2)。当离心风扇10与热交换器11最接近的距离为L时，L/D最小。热交换器11具有四个直线部，但各直线部与离心风扇10之间的距离 L大致相同。
[0029]以往，离心风扇设计成通过使离心风扇10尽可能大径化，由此降低相同流量下的轴动力。而在本发明中，并不是单单实现大径化，而是出于通过减小经过热交换器11内部的空气的流速的变动来实现热交换器11的压力损失降低以及热交换循环的性能提高这样的目的，着眼于离心风扇10的外径D与离心风扇10和热交换器11之间的距离L的关系L/D。
[0030]图4是横轴为L/D、纵轴为表示经过热交换器11的内部的空气的流速分布的变动的曲线图。使图3所图示的离心风扇10的排出口高度b2变换，由实线和虚线表示不同b2相对L/ D的标准差的变化。若标准差变小，则经过热交换器11的内部的空气的流速的变动变小，流速分布接近均匀。若流速分布接近均匀，则热交换器11的压力损失降低，能够得到热交换效率提高的效果。在以往装置中，例如L = 54mm、D = 490mm、L/D = 0.11，但根据该曲线图可知标准差变小的L/D的区域是0.16 < L/D < 0.19的时候。
[0031]具体来讲，在离心风扇10与热交换器11过于接近(L/D小)的情况下，离心风扇10与热交换器11的最近接部分的风速局部变高，流速分布产生变动。另一方面，在离心风扇10与热交换器11过于分离(L/D大)的情况下，离心风扇10的外径D相对于热交换器11变得太小， 因而为了向热交换器11内输送相同的风量，需要增大离心风扇10的转速。伴随着转速的增大，周向速度增大，因而，来自离心风扇10的送风角度相对于热交换器11的流入面接近平行，对流速分布产生不利影响。考虑该点，基于图4,在本实施方式中，以成为0.16 < L/D < 〇.19的方式构成离心风扇10以及热交换器11。进一步优选的是0.17 < L/D < 0.18。由此，能够大幅改善流速分布，可以提高热交换效率。
[0032]另外，为了使L/D变化(例如增大L/D)，存在以下手段:减小离心风扇10的外径；以及扩张热交换器11。在扩张热交换器11的情况下，框体1与热交换器11之间的出气口5变窄， 压力损失增大，送风效率降低。同时，存在为了维持出气口 5的开口面积而伴随热交换器11 的扩张也使框体1大型化的手段。但是，优选的是室内机的设置空间(尤其是顶棚埋入型)没有施工上的变更，不改变以往的框体尺寸即大致840mm。因此，除了满足0.16 <L/D< 0.19的规定之外，还可以将框体1的外部尺寸W设计成满足830mm < W < 850mm。另外，为了不给热交换器11以及出气口5的尺寸带来影响，风扇的外径D优选为440mm<D< 470mm。[〇〇33][第2实施方式]
[0034]图3表示离心风扇10的排出口高度b2和热交换器11的高度H的定义。此时，若将离心风扇10的排出口高度b2与热交换器11的高度H之比设成b2/H，通过将b2/H设为适当值，可以通过应用上述第1实施方式来进一步提高离心风扇10的效率。
[0035]首先，对将热交换器11的高度H设为恒定、使离心风扇10的排出口高度b2变化的情况进行说明。
[0036]若减小离心风扇10的排出口高度b2,降低b2/H，则由离心风扇10的毂面101和屏蔽面102构成的流路宽度减小，离心风扇10内部的摩擦损失增大，离心风扇10的效率降低。
[0037]另一方面，若增大离心风扇10的排出口高度b2,增大b2/H，则由毂面101和屏蔽面 102构成的流路宽度增大，摩擦损失降低。离心风扇10具有以下特征:从图3的下方在旋转轴 Z方向吸入空气，按照相对于旋转轴Z垂直的角度或与之接近的角度进行送风。为此，优选的是使离心风扇10所吸入的空气沿着屏蔽面102流动。但是，若由毂面101和屏蔽面102构成的流路宽度增大，则离心风扇10所吸入的空气会从屏蔽面102脱离，导致离心风扇10的效率降低。
[0038]接着，对将离心风扇10的排出口高度b2设成恒定、使热交换器11的高度H变化的情况进行说明。若减小热交换器11的高度H，增大b2/H，则热交换器11的传热面积减小，导致热交换效率的降低。
[0039]另一方面，若增大热交换器11的高度H，减小b2/H，则热交换器11的传热面积增大， 热交换效率提高，但由于热交换器11的高度H过大，所以来自离心风扇10的送风变得不均匀。其结果，在经过热交换器11的内部的空气的流速分布上产生变动，导致热交换效率降低。
[0040]图5是横轴为b2/H、纵轴为表示经过热交换器11内部的空气的流速变动的标准差的曲线图。像图4那样，若标准差变小，则经过热交换器11的内部的空气的流速的变动变小， 流速分布接近均匀。根据该曲线图可知标准差变小的b2/H的区域是0.3 <b2/H< 0.5的时候。
[0041]这样，b2/H过大或过小都会导致离心风扇10的效率、热交换器11的热交换效率降低。因此，优选的是0.3〇2/11<0.5。另外，更优选的是0.35〇2/1^0.45。[〇〇42][第3实施方式]
[0043]图6是表示离心风扇与热交换器之间的区域的视图。在相对于离心风扇10的旋转轴Z垂直的剖面中，将由离心风扇10的外周、热交换器11的流入面、连接热交换器11的周向端部与离心风扇10的旋转中心的直线所包围的区域，设为图6中以灰色表示的区域X。
[0044]在离心风扇10的外径D以及热交换器11的高度H相同的情况下，离心风扇10与热交换器11之间的径向距离变长，也就是说，在区域X的面积A扩大的情况下，热交换器11的流入面积扩大。由于流入面积的扩大，热交换器11的传热面积扩大，从而热交换效率得以提高。 另外，热交换器11的压力损失根据经过其内部的空气的流速而有所变化。为此，通过流入面积的扩大，经过热交换器11的内部的空气的平均流速减小，从而热交换器11的压力损失降低，离心风扇10的轴动力降低。
[0045]根据上述第1实施方式，通过设成0.16 < L/D < 0.19,能够减小经过热交换器11内部的空气的流速分布的变动。由此，期望热交换器11的热交换效率的提高以及压力损失的降低。进而，若扩大区域X的面积A，也就是扩大根据框体1的外部尺寸W算出的面积与区域X 的面积A之比即A/W2,则可期望进一步提高热交换效率并降低压力损失。
[0046]但是，若设成0.16 < L/D < 0.19，增大A/W2，则热交换器11会逐渐朝向外侧扩大。在该情况下，无法充分地确保出气口5的开口面积和出气口流路8的宽度，导致它们的压力损失增大，致使无法发挥调节室内空气这样的空调装置的主要作用。为此，优选的是0.215 A/ W2<0.27。[〇〇47][第4实施方式]
[0048]对通过应用上述第1实施方式而获得更多效果的第4实施方式进行说明。
[0049]根据上述第1实施方式，通过设成0.16 < L/D < 0.19,能够减小经过热交换器11内部的空气的流速分布的变动。但是，在离心风扇10的外径D变化而使L/D相同的情况下，需要使热交换器11的尺寸变化。
[0050]当将离心风扇10的外径D与框体1的外部尺寸W之比设为D/W时，若减小D/W，则以D+2L定义的热交换器11的尺寸变小。同时，热交换器11的周长变短。而后，传热面积减小，热交换效率变差。[0051 ]另一方面，若增大D/W，则上述定义的热交换器11的尺寸变大，传热面积增大。这虽然使热交换效率提高，但出气口流路8的流路宽度减小。无法充分确保出气口 5的面积，从而出气口 5的压力损失增大。
[0052] 为此，为了通过应用上述第1实施方式来进一步获得效果而优选的是0.52 0.56〇[〇〇53][第5实施方式]
[0054]图8是未应用本发明实施方式的情况下的过滤器6、喇叭口 12a、离心风扇10的剖视图。喇叭口 12a为了向离心风扇10导入空气，形成为从入口直径Dbl朝向出口径Db2使开口面积逐渐变小的构造。如图8所示那样，在喇叭口 12a平行于过滤器6的面13与喇叭口 12a的开口部的连接以一个圆弧构成的情况下，若不充分设高喇叭口 12a的高度Hb，则喇叭口 12a的入口直径Dbl变小，面13的面积扩大。过滤器6与面13的距离比其它部分小，经过与面13重叠的过滤器6的区域的空气的流量比经过过滤器6中央的空气的流量少。为此，面13的面积越为扩大，则如图8所示的流场51那样，经过过滤器6的空气的流量就存在在过滤器6中心处越多的倾向。
[0055]图7是应用了本发明实施方式的情况下的过滤器6、喇叭口 12、离心风扇10的剖视图。喇叭口 12包括具有恒定倾斜角度的倾斜面12b和面13。面13平行于过滤器6。也就是说， 将喇叭口 12b的开口部设成锥形(设成截头空心锥形)。即便没有充分取得喇叭口 12的高度 Hb，也能够将喇叭口 12b的入口直径从Dbl扩大到Dbl，。同时，能够缩小面13的面积。其结果，如图7所示的流场52那样，能够增加经过过滤器6的端部的空气的流量，经过过滤器6的空气的流量在过滤器6整体上接近均匀，故而可以降低过滤器6的压力损失。
【主权项】
1.一种空调装置的室内机，其特征在于，包括:框体；向上述框体内吸入空气的吸气口；向周围部分吹送所吸入的空气的离心风扇；以及设在上述离心风扇的送风方向并使上述空气与在内部流动的制冷剂进行热交换的热 交换器，满足以下关系式:0.16<L/D<0.19,其中D为上述离心风扇的外径，L为上述离心风扇与上述热交换器之间最接近的距离。2.根据权利要求1的空调装置的室内机，其特征在于，满足以下关系式:835mm < W < 845mm，其中W是上述框体的外部尺寸。3.根据权利要求1的空调装置的室内机，其特征在于，上述离心风扇的外径D满足以下关系式:440mm < D < 470mm。4.根据权利要求2的空调装置的室内机，其特征在于，上述离心风扇的外径D满足以下关系式:440mm< D <470mm。5.根据权利要求1的空调装置的室内机，其特征在于，满足以下关系式:0.3 <b2/H<0.5，其中b2为上述离心风扇的排出口高度，H为上述热交换器的高度。6.根据权利要求1的空调装置的室内机，其特征在于，满足以下关系式:A/ff2^0.21,其中W为上述框体的外部尺寸，A为在相对于上述离心风扇的旋转轴垂直的剖面中由上 述离心风扇的外周线、空气流入上述热交换器的面的内周线以及将上述热交换器的周向端 部与上述离心风扇的旋转中心连接的直线所围成的区域的面积。7.根据权利要求1的空调装置的室内机，其特征在于，满足以下关系式:0.52 <D/W< 0.56，其中W为上述框体的外部尺寸。8.根据权利要求1的空调装置的室内机，其特征在于，还具备将从上述吸气口流入的空气朝上述离心风扇引导的喇叭口，上述喇叭口具有曲面部和倾斜面，上述曲面部在喇叭口的开口面积朝着上述吸气口扩 大的方向上弯曲，上述倾斜面具有在喇叭口的开口面积从上述曲面部进一步扩大的方向上 倾斜的形状。9.一种空调装置，其特征在于，包括:根据权利要求1至7中任一项的室内机； 室外机；以及连接室内机与室外机的配管。
【文档编号】F24F1/00GK105953306SQ201510955742
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年12月18日
【发明人】佐藤大和, 岩濑拓, 米山裕康, 伏见直之, 尾原秀司
【申请人】江森自控日立空调技术（香港）有限公司