CN100455915C - 空气调节器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在吸入空气的孔板一侧设置加热器的空气调节器。孔板引导吸入的空气，加热器安装在孔板的一侧加热吸入的空气。加热器是能保持恒温的正热系数(PTC)加热器，孔板一侧设置防止加热器过电流的过电流防止装置。加热器被绝缘材料制成的固定托架支撑而安装在孔板上。本发明空气调节器当制热运转时，由于使用加热器，能极大地提高制热效率，也增加了安全性。

Description

空气调节器

技术领域

本发明属于一种空气调节器的加热器结构，具体涉及一种在引导吸入空气的孔板一侧设置加热器的空气调节器。

背景技术

一般来说，空气调节器是安装在车辆或办公室或居室等室内的一个空间或墙壁上而制冷、制热的机器，用压缩机、室外热交换器、膨胀阀和室内热交换器构成制冷循环。空气调节器一般由设在室外的室外侧(或室外机)和设在室内的室内侧(或室内机)构成，在制冷装置中，室外侧叫做放热侧，室内侧叫做吸热侧，在室外侧设置室外热交换器和压缩机，在室内侧设置室内热交换器。

空气调节器大致可分成室内侧和室外侧分开安装的分体型空气调节器和室内侧和室外侧一体型空气调节器。分体型空气调节器根据安装形状又可分为立柜式，壁挂式，吊顶式等。一体型空气调节器有窗式空气调节器和安装在墙里的嵌入式空气调节器，窗式空气调节器以窗户为中心在室内形成室内侧、在室外形成室外侧。一体型空气调节器的内部构成如图1所示，它包括底盘1、在底盘1的室内侧前面设置有前面格栅3、前面格栅3形成空气调节器正面外观，前面格栅3安装在机壳30前面。在前面格栅3的一侧设置有需要调节流入空气调节器内部的空气的吸气口3i，在另一侧设置有空气调节器内部热交换的空气重新向室内排出的排气口3e，在吸气口3i上面设置有吸气格栅4。在排气口3e的下面设置有为操作空气调节器运转的控制面板3c。在前面格栅3的内侧设有室内热交换器7，室内热交换器7是为了使通过前面格栅3吸气口3i吸入的空气和空气调节循环的冷媒之间热交换的，它安装在空气导向器9上。

在空气导向器9内形成有空气经过室内热交换器7后通过的通孔10，而且在与前面格栅3、排气口3e对应的位置上形成有排气导向器9e，空气导向器9的底面形成有向外排出在室内热交换器7产生的冷凝水的排水结构9′。在空气导向器9的后面设有与空气导向器9连结的涡壳11，在涡壳11的内面形成流动导向面12，引导由风扇19形成的气流。与前面格栅3、控制面板3c对应的底盘1上设有控制箱14，控制箱14内安装有为控制空气调节器的各种电子部件，控制箱14的前端用2个螺丝连接在底盘1上，后端用螺丝连接固定在空气导向器9上。

涡壳11的后面设有分隔板15，分隔板15把空气调节器分隔为室内侧和室外侧，使室内侧环境和室外侧环境不致相互受到影响，分隔板15的上端一侧形成有电源线孔(未标示)。在分隔板15的后端(即室外侧内)，电机座18安装在底盘1上，其上面安装有电机17，电机17的轴各自向室内侧和室外侧延长，轴的一端贯通分隔板15向室内侧涡壳11内部凸出。向室内侧凸出的轴上连接有风扇19，风扇19的作用是使外部空气吸入后经过室内热交换器7从排气导向器9e重新排出到室内。

电机17的室外侧轴上连接有送风扇21，送风扇21吸入室外空气，使其经过空气调节器的室外侧热交换器时进行热交换。在室外侧设有外罩23，引导由送风扇21形成的气流，外罩23上形成有为设置送风扇21的通孔23’。外罩23上面设置盖24，支撑板25连接空气导向器9和外罩23上端使它们之间安装状态更加坚固。室外热交换器27设置在底盘1的室外侧最外面。室外热交换器27是使从外面吸入的空气和冷媒之间进行热交换的。为了盖住底盘1上安装的各种部件，空气调节器还具备有机壳30，机壳30安装在底盘1上封闭空气调节器的两侧面和上面。另外，在室外侧设置有构成空气调节系统要素的压缩机和膨胀阀等(未图示)。在一体型空气调节器中，相当于室内侧的部分朝向需要调节空气的空间，相当于室外侧的部分朝向室外。

空气调节器在制冷时的运作过程说明如下：

驱动空气调节器，空气调节系统开始工作，电机17旋转风扇19和送风扇21。在室内侧，需要调节空气的空间里的空气通过吸气格栅4和吸气口3i流入，向室内热交换器7流动，空气经过室内热交换器7时跟冷媒进行热交换而降低温度。由于风扇19旋转，热交换后的空气通过空气导向器9的通孔10向风扇19流动，空气从风扇19排出后沿着涡壳11的内部流动到排气导向器9e，流动到排气导向器9e的空气通过吸气格栅4的排气口3e排出到需要调节空气的空间里。在室外侧，从室内热交换器7接受热量的冷媒向外部排出热量，即外部空气由送风扇21吸入到空气调节器的室外侧，而且被外罩23引导后通过室外热交换器27时跟冷媒进行热交换，然后向外部放热。

空气调节器在制热运转时进行跟上述相似的运转。只是，各自安装在室内侧和室外侧内部的室内热交换器7和室外热交换器27作用相反。室内热交换器7起着向室内放热的冷凝器作用，室外热交换器27起着吸热的蒸发器作用。

上述现有技术的空气调节器存在以下问题：在季节温度变化大或高寒地区制热运转时，若只使用热交换器进行制热运转，制热效率低，所以要达到所需要的制热运转水平时消耗很多能量。另外，在空气调节器内部作为辅助加热器虽然能安装一般的电加热器，但是，需要具备多个调节温度的附加装置，效益差；而且容易产生过电流，所以产品有过热、错误运转以及发生安全事故等问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点，公开一种热效率高、安全性大的空气调节器。本发明的技术方案是：它包括底盘、安装在底盘上的机壳、机盖和空气导向器，空气导向器将底盘分为室内侧和室外侧，室内侧安装有排气导向器、室内风扇和室内热交换器等部件；室外侧安装有室外风扇和室外热交换器等部件，它还包括孔板和加热器，孔板安装在底盘上引导吸入的空气，加热器安装在孔板的一侧加热吸入的空气。加热器是能保持恒温的正热系数(PTC)加热器，孔板的一侧形成有为防止向加热器导通过电流的过电流防止装置，加热器被由绝缘材料构成的结合支架支撑，安装在孔板上。由于在引导吸入空气的孔板一侧具备正热系数(PTC)加热器，而加热吸入的空气，所以空气调节器不仅能用作制冷，而且还可以用作制热，热能效率高、安全性大。

附图说明

图1是现有技术的空气调节器结构分解立体图；

图2是本发明的空气调节器外观立体图；

图3是本发明的空气调节器结构的分解立体图；

图4是本发明的实施例的空气调节器内部结构分解立体图；

图5是本发明的实施例空气调节器重要部件加热器的外观立体图；

图6是本发明的实施例的加热器安装在孔板上的状态图。

其中：

100底盘            200前面格栅

210前面吸气口      215侧面吸气口

220室内排气口      230排气口门

232等离子过滤器    260显示器

300空气导向器      310左右分隔板

312室内风扇安装孔  320室内侧底盘

350排气导向器      380控制箱

400室内热交换器    410孔板

412贯通孔          420室内风扇

430加热器      438绝缘罩

440固定托架    444过电流防止装置

450风扇电机    452中心轴

460室外风扇    500外罩

510通孔        550室外热交换器

560压缩机      600机壳盖

620安装导向部  700机壳

具体实施方式

下面参照附图具体说明本发明空气调节器的实施例的构成：

如图2、3、4所示，本发明空气调节器包括：形成前面外观的前面格栅200和形成侧面及后面外观的机壳700以及形成上面外观的机壳盖600，大致成为六面体形状。空调器的底面由底盘100形成，底盘100分成室内侧和室外侧，在上面安装各种部件，室内侧的最前方设有前面格栅200。在前面格栅200的下端设置前面吸气口210，把需要调节空气的空间里的空气向空气调节器室内侧吸入，在前面格栅200的两侧形成侧面吸气口215。在前面格栅200的上端设置把热交换后的空气重新向室内排出的室内排气口220，在室内排气口220的前面设置排气口门230，排气口门230在室内排气口220上下滑动而选择性开、关。在室内排气口220的上侧横向设置有为控制空气调节器运作的显示空气调节器运转状态的显示器260。在前面格栅200的后面安装等离子过滤器232，过滤从前面吸气口210和侧面吸气口215吸入的空气中含有的微小灰尘颗粒。

在底盘100上安装空气导向器300，空气导向器300把空气调节器分隔为室内侧和室外侧，并且引导在室内侧的空气流动，空气导向器300的下端与室内侧底盘320形成整体。空气导向器300与孔板410结合而形成空气导向器300的前面，而且孔板410的下侧一部分与空气导向器300接触，使由室内风扇420吸入的空气更加流畅地沿着空气导向器300的内侧壁流动。在空气导向器300的上部形成排气导向器350，向前面格栅200上部的室内排气口220引导室内风扇420排出的空气。排气导向器350在空气导向器300的上端滑动配合，而且从后端向前方凸起一部分，其前端与前面格栅200的室内排气口220对应。在排气导向器350的上面和右侧面横跨设置控制箱380。在排气导向器350的前方设有室内热交换器400，在室内热交换器400从需要调节空气的空间吸入的空气和热交换循环的冷媒进行热交换。

室内热交换器400和空气导向器300之间设有孔板410，孔板410的作用是：引导在室内热交换器400热交换后的空气，在孔板410的左右两侧各自形成有与空气导向器300室内风扇安装孔312对应的成对的贯通孔412。在空气导向器300的内部，向室内侧提供空气流动动力的室内风扇420安装在空气导向器300两侧的室内风扇安装孔312里。在室内风扇420的后侧设有风扇电机450，风扇电机450的中心轴452前端插入到室内风扇420的中心，其后端插入到室外风扇460的中心，所以风扇电机450向室内风扇420和室外风扇460提供旋转动力。

在空气导向器300后面隔一定距离设有为引导室外侧空气流动的外罩500，在外罩500的内侧安装有为强制送风室外空气进行热交换的室外风扇460。在外罩500后侧的底盘100后端设有室外热交换器550，热交换循环的冷媒和从室外吸入的空气通过室外热交换器550进行热交换。在室外侧的底盘100上设有把冷媒压缩成高温高压的压缩机560。空气调节器的后面外观和两侧面由机壳700形成，空气调节器的上面外观由能向上方脱离的机壳盖600形成，机壳700和机壳盖600盖住元器件，同时使空气调节器内部形成空气流路。

如图5、6所示，在空气导向器300前面的中心上、下设置左、右分隔板310，在空气导向器300和孔板410的上端设置四方盒子形状的排气导向器350，在排气导向器350的内部设置分配导向片356，以便把空气均匀地向室内排出。在孔板410的上端设置若干个连接板416。在孔板410前面的各贯通孔412上安装加热器430，加热向空气导向器300流入的空气。加热器430是反复发热而保持恒温的正热系数(PTC)加热器，横向位于贯通孔412内。一般，PTC加热器是利用PTC端子的加热器，PTC端子由随着温度上升电阻增加的钛酸钡和稀土元素等构成，所以当导通电源时，根据事先设定的条件能适当地调节温度，不必具备另外的温度调节装置。更具体地说，PTC加热器在低温下因电阻下降而快速发热，当温升达到一定温度时，由于电阻上升可防止引起的过热和过电流。由此能把温度维持在一定温度范围内。

PTC加热器是用绝缘材料裹住多个有恒温特性的PTC端子(未图示)和铜电极板(未图示)形成的，由绝缘的PTC端子和铜电极板安装在耐软性材料的PTC夹具(未图示)的内部。在PTC端子产生的热量通过散热片(未图示)放热，而且散热片以PTC夹具(未图示)为中心在两侧形成有多个。在形成有电极板(未图示)的加热器430两侧端设有绝缘盖438，使加热器430安装在固定托架440上，固定托架440是为了把加热器430安装在孔板410上，在孔板410贯通孔412横向支撑加热器430。固定托架440以孔板410的贯通孔412为基准各自形成在上下两侧，在固定托架440的上面安装有加热器430，在固定托架440的一侧，即孔板410的中央稍微凸出来而形成支撑板442，在支撑板442上安装过电流防止装置444。支撑板442用绝缘材料制成、是一侧凸出的四角板形状，两侧端用螺丝固定在固定托架440上，在支撑板442的较宽部位上安装过电流防止装置444，过电流防止装置444是防止加热器430错误运转或从电源导通过电流的安全装置，其内部具备有双金属板、外部用绝缘材料覆盖，过电流防止装置444的一侧跟加热器430用电源线连接，另一侧与空气调节器的电源装置用电源线连接。

下面具体说明上述构成的本发明的实施例的工作过程和作用：

接通空气调节器的电源，并使显示器260显示的内容达到使用要求，控制箱380控制空气调节器的内部元器件，使空气调节器驱动。当空气调节器用制冷模式运转时，左右两侧的风扇电机450运转，各自旋转与风扇电机450的中心轴452连接的室内风扇420和室外风扇460，压缩机560运转，冷媒被压缩成高温高压后循环热交换系统。由于两侧的室外风扇460驱动，需要调节空气的空间里的空气通过前面吸气口210和侧面吸气口215被吸入，经过室内热交换器400流入到室内侧的内部。在室内热交换器400热交换后变成低温的空气向室内风扇420的前方流入。室内空气通过孔板410的一对贯通孔412流入。流入室内风扇420里的空气随着室内风扇420的旋转向室内风扇420的圆周方向排出，既室内风扇420由风扇电机450旋转，从前方流入的空气利用这样的室内风扇420的旋转向圆周方向排出。

向室内风扇420的圆周方向排出的空气被空气导向器300和左右分隔板310引导，流入空气导向器300上方的排气导向器350内部。流入排气导向器350内部的空气被排气导向器350向前方引导，通过室内排气口220排向前方。另外，由于室外风扇460驱动，室外空气通过机壳和机壳盖上的吸入通孔流入空气调节器的内部，流入空气调节器的内部的空气被外罩500引导而流向室外风扇460，而且由室外风扇460向后方排出的空气经过室外热交换器550的同时跟热交换循环的冷媒进行热交换。在室外热交换器550热交换的冷媒流入室内热交换器400里，使室内变得清凉。

空气调节器在制热运转时进行跟上述相似的运转，只是室内热交换器7和室外热交换器27的功能相反，在室内热交换器7进行向室内空气放热的散热热交换，在室外热交换器27进行吸收室外空气热量的吸热热交换，既室内热交换器7是冷凝器，室外热交换器27是蒸发器。所以，室内热交换器400利用室内风扇420生成的吸引力从前面吸气口210和侧面吸气口215吸入需要制热的空间里的空气，吸入的空气经过室内热交换器400时进行热交换而转变成高温空气。此时，吸入的室内空气被横向安装在室内热交换器400后面孔板410的贯通孔412上的加热器430再次加热。若向加热器430导通电源，加热器430内部的PTC端子因电阻下降而快速发热达到一定的温度，由此提高温度。

PTC端子如果达到已设定的温度，因电阻上升而不再发热，所以温度重新下降。而且，若PTC端子温度下降，因电阻下降而发热。像这样，PTC端子反复进行上述过程而保持恒温。另外，PTC端子的温度根据PTC端子的主要构成材料的钛酸钡和稀土元素的组成比例设定在任意温度上。在PTC端子产生的热量通过绝缘材料(未图示)和PTC端子传递到散热片，通过它向空气放热。加热器410虽然具有由PTC端子自身的物理特性来自动调节温度的恒温功能，但为了防止发生过电流等外部因素引起的错误运转，把加热器410电源线上连接的双金属片插入在过电流防止装置444里，由此利用过电流防止装置444限制电流。

在室内热交换器400热交换的空气被加热器410再次被加热，然后通过孔板410的贯通孔412流入到空气导向器300里，流入空气导向器300里的空气经过排气导向器350后从室内排气口220排出，由此室内空间里的温度上升。室外侧的作用，除了室外热交换器550进行从室内空气吸热的蒸发器作用之外跟室内侧相同，在这里不再熬述。加热器430在本发明的实施例中位于孔板410的前面，但是加热器430根据需要也可以设置在孔板410的后面。贯通孔412和加热器430在本发明的实施例中各具备2个，但是贯通孔412和加热器430根据需要也可以具备1个或多个。

根据本发明的空气调节器中，使用在孔板的贯通孔安装能恒温保持并能自身发热的PTC端子的加热器再次加热在热交换器热交换的空气，空气调节器的制热运转时效率能极大的提高，所以消耗较少的能量也能进行有效的制热运转。另外，作为辅助加热装置使用加热器，由于利用PTC端子自身具有的发热功能和恒温保持功能，不必设置另外的温度调节装置也能有效发热。所以，能减少辅助零部件占用的空间，空气调节器结构紧凑、内部结构更简洁、降低材料费。而且，具备为防止向加热器导通电流的过电流防止装置，防止由过电流引起的错误运转，所以不仅能提高空气调节器的运转稳定性，而且还能防止由过热引起的安全事故。

本发明并没有限定在实施例中，在权利要求的范围内，本领域的一般技术人员可以根据本发明有很多不同的变形。

Claims (3)

1、一种空气调节器，包括底盘、安装在底盘上的机壳、机壳盖和空气导向器，空气导向器将底盘分为室内侧和室外侧，室内侧安装有排气导向器、室内风扇和室内热交换器等部件；室外侧安装有室外风扇和室外热交换器等部件，其特征在于：空气调节器还包括孔板和加热器，所述的空气导向器安装在底盘上、其下端与室内侧底盘形成整体，在空气导向器的上部形成排气导向器，在排气导向器的前方设有室内热交换器，室内风扇安装在空气导向器两侧的室内风扇安装孔里，在室内热交换器和空气导向器之间设有孔板，在孔板的中央稍微凸出来而形成支撑板，在孔板的左右两侧各自形成一个贯通孔，在孔板前面的各贯通孔内安装加热器，所述的加热器是能保持恒温的正热系数加热器。

2、根据权利要求1所述的一种空气调节器，其特征在于：在支撑板的较宽部位上安装过电流防止装置，所述的过电流防止装置由双金属板构成。

3、根据权利要求1所述的一种空气调节器，其特征在于：加热器被绝缘材料构成的结合支架支撑安装在孔板上。

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