一種柜機室內(nèi)風(fēng)道設(shè)計及蒸發(fā)器布置方法
【專利摘要】在柜機室內(nèi)蒸發(fā)器與渦殼風(fēng)道出風(fēng)口之間設(shè)計一種改變風(fēng)向的風(fēng)道，改善通過蒸發(fā)器各處的風(fēng)量分布。該風(fēng)道消除了柜機上部內(nèi)腔的低壓區(qū)(也即低速區(qū))，明顯改善了蒸發(fā)器下部換熱效果，同時改善柜機的通風(fēng)效果，從而改善了蒸發(fā)器整體換熱效果。本發(fā)明還涉及到改善蒸發(fā)器換熱的一種布置方法，此方法可改善蒸發(fā)器上部換熱效果。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，蒸發(fā)器利用充分，制冷效果改善顯著的特點。
【專利說明】一種柜機室內(nèi)風(fēng)道設(shè)計及蒸發(fā)器布置方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種柜機室內(nèi)風(fēng)道設(shè)計及柜機蒸發(fā)器布置方法。

【背景技術(shù)】
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[0002]家用柜機內(nèi)側(cè)風(fēng)是這樣流動的:安裝在室內(nèi)柜機背板上的交流電機驅(qū)動離心風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，在離心風(fēng)扇的作用下，來自于室內(nèi)的風(fēng)流過進(jìn)風(fēng)口、過濾網(wǎng)、導(dǎo)風(fēng)圈，再轉(zhuǎn)向流出離心風(fēng)扇及渦殼出風(fēng)口，壓入柜機上部內(nèi)腔。在柜機的上部內(nèi)腔，風(fēng)再轉(zhuǎn)向流過蒸發(fā)器，經(jīng)蒸發(fā)器換熱冷卻后降溫降濕，快速經(jīng)過柜機出風(fēng)口進(jìn)入室內(nèi)并冷卻室內(nèi)環(huán)境。
[0003]在室內(nèi)柜機的上部內(nèi)腔，蒸發(fā)器下部位于接水盤中，蒸發(fā)器與接水盤上邊沿要保持一定的間隙，且風(fēng)道渦殼有一定的厚度。因此，接水盤部分寬度與渦殼厚度擋住了來自渦殼風(fēng)道的風(fēng)，致使部分接水盤和渦殼風(fēng)道正上方相對于右側(cè)只有較少的風(fēng)量通過。所以，蒸發(fā)器下部的換熱效果明顯不如蒸發(fā)器上部，蒸發(fā)器下部超過1/3的材料的換熱效果沒有得到充分發(fā)揮。
[0004]在柜機的性能匹配中，技術(shù)人員通常加長蒸發(fā)器下部各路的銅管長度來達(dá)到與上部相同的換熱效果，因此整個柜機蒸發(fā)器，尤其蒸發(fā)器下部的換熱效果需要改善。
[0005]下面利用流體流動經(jīng)典理論的伯努利原理進(jìn)行詳細(xì)的分析描述。
[0006]在圖1中，柜機上部內(nèi)腔風(fēng)路直通的近背板4區(qū)域，風(fēng)在離心風(fēng)扇6的推動下以一定速度垂直向上流動，在接近頂板2區(qū)域改變流向，水平流出柜機出風(fēng)口 I (圖中風(fēng)向線用藍(lán)色表示，下同)。由于離心風(fēng)扇6的不斷推動，近背板4及近頂板2的區(qū)域風(fēng)壓相對較高，形成圖中的高壓區(qū)。接水盤7及渦殼風(fēng)道5邊沿與出風(fēng)口 I之間的區(qū)域，由于沒有直接的風(fēng)來源，形成圖中的低壓區(qū)。
[0007]圖1中的曲線EF是高、低壓區(qū)的分界線，H點是兩條高、低壓邊界線線和線的交點，C點是柜機背板和頂板的交點。C、H連線，并延長交EF曲線于G點，在直線CHG右側(cè)的區(qū)域受離心風(fēng)扇的推動影響較大，在直線CHG左側(cè)的區(qū)域受出風(fēng)口的風(fēng)壓突降影響較大，風(fēng)在直線CHG附近的流動由垂直向上方向轉(zhuǎn)向為水平方向。
[0008]在圖1中，在背板上的沿程風(fēng)壓變化如坐標(biāo)系Pl-Xl中pa線，在頂板上的沿程風(fēng)壓變化如坐標(biāo)系P2-X2中pb線，pa線和pb線表示沿程風(fēng)壓逐漸減小。假定柜機出風(fēng)口 DF兩點連線處風(fēng)壓相等，渦殼出風(fēng)口 BE兩點連線處風(fēng)壓相等，在高壓區(qū)的等壓線見圖1。
[0009]高壓區(qū)中風(fēng)速與風(fēng)壓相互轉(zhuǎn)換，風(fēng)的流動符合伯努利原理，根據(jù)流體運動的伯努利方程:
[0010]P+ U 2/2 = Po(I)
[0011](I)式中，P為當(dāng)?shù)貕毫?，u為當(dāng)?shù)厮俣龋琍。為止點壓力。在內(nèi)腔的高壓區(qū)，止點壓力P。是常量，(I)式可寫為:
[0012]υ2 = 2* (p0-p)(2)
[0013](2)式說明，當(dāng)?shù)仄椒斤L(fēng)速u 2與壓力P成線性反比，即當(dāng)?shù)貕毫降低的同時，當(dāng)?shù)仄椒斤L(fēng)速u 2增加，絕對風(fēng)速增加。
[0014]因此圖1的等壓線也可表示等u 2線。等壓線和等u 2線的區(qū)別在于:等壓線沿風(fēng)向壓力遞減，等壓線視為等U 2線時U 2值沿風(fēng)向遞增。
[0015]圖2表示柜機上部內(nèi)腔的U2值的分布，等U2線與圖1中的等壓線同。圖2中，在背板上的沿程U 2值變化如坐標(biāo)系U J2-X1中u a線,在頂板上的沿程U 2值變化如坐標(biāo)系u22-x2* ub線，u a線和ub線反映了 u 2值變化的趨勢。
[0016]柜機上部內(nèi)腔的高壓區(qū)還可細(xì)分為高速區(qū)和中速區(qū)。在直線CG左側(cè)的區(qū)域接近出風(fēng)口，氣壓突降至接近I個大氣壓，頂板較短，風(fēng)將加速流出，因此，直線CG左側(cè)的區(qū)域是高速區(qū)。在直線CG右側(cè)的區(qū)域風(fēng)向上垂直流動受頂板阻礙，風(fēng)壓受出風(fēng)口的影響慢速下降，風(fēng)速緩慢增加，因此，在直線CG右側(cè)的區(qū)域是中速區(qū)。
[0017]在柜機上部內(nèi)腔的低壓區(qū)，風(fēng)的橫向流動由橫向壓差引起，由于在高壓區(qū)沿背板有一定垂直向上的風(fēng)速維持流向，因此低壓區(qū)橫向流動的風(fēng)速較高壓區(qū)低，是風(fēng)的低速區(qū)。
[0018]圖3表示柜機蒸發(fā)器上的U2值的分布。結(jié)合圖2中的等U2值線的分布，不難理解蒸發(fā)器上部的U2值(即風(fēng)速)高，而流過其下部的u 2值低。蒸發(fā)器是銅管外套翅片的材料組成，在柜機蒸發(fā)器翅片各處的U 2值變化如坐標(biāo)系^3213中U C線。
[0019]蒸發(fā)器翅片表面的風(fēng)速與翅片表面的換熱系數(shù)相關(guān)連。風(fēng)速越高，翅片表面的換熱系數(shù)越大，風(fēng)速越低，翅片表面的換熱系數(shù)越小，這就是蒸發(fā)器上部換熱好下部換熱差的原因。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0020]本發(fā)明目的旨在提供一種柜機的室內(nèi)風(fēng)道及蒸發(fā)器布置方法，這種方法是:在柜機室內(nèi)蒸發(fā)器與渦殼風(fēng)道出風(fēng)口之間設(shè)計一種改變風(fēng)向的風(fēng)道，改善通過蒸發(fā)器各處的風(fēng)量分布。該風(fēng)道消除柜機上部內(nèi)腔的低壓區(qū)(也即低速區(qū))，明顯改善了蒸發(fā)器下部換熱效果，同時改善柜機的通風(fēng)效果，從而改善了蒸發(fā)器整體換熱效果。本發(fā)明還涉及到改善蒸發(fā)器換熱的一種布置方法，此方法可改善蒸發(fā)器上部換熱效果。
[0021]本發(fā)明提及的風(fēng)道是由若干導(dǎo)風(fēng)板組成，這些導(dǎo)風(fēng)板均勻或按比例分配來自離心風(fēng)扇的風(fēng)量。導(dǎo)風(fēng)板消除了柜機內(nèi)腔的低壓區(qū)(也即低速區(qū))，蒸發(fā)器下部換熱效果可以得到明顯改善。
[0022]低壓區(qū)(也即低速區(qū))的消除減少了原來高壓區(qū)的風(fēng)量臃堵，風(fēng)的流動更暢通，也有利于風(fēng)量的提高。在流入風(fēng)量一定的前提下，導(dǎo)風(fēng)板的下部風(fēng)量分流必然導(dǎo)致上部風(fēng)量的減少。如果蒸發(fā)器上部達(dá)到原同等的換熱能力，則其風(fēng)量有補充的空間，同理蒸發(fā)器下部的風(fēng)量也得到了補充，柜機風(fēng)量潛力更大，蒸發(fā)器換熱潛力也更大。因此，通過風(fēng)道對風(fēng)量有序分配，改善了蒸發(fā)器整體的換熱效果。
[0023]由于柜機的室內(nèi)風(fēng)在離心風(fēng)扇的驅(qū)動下沿背板垂直向上流動，至頂板附近受到阻礙，而后轉(zhuǎn)向流動到出風(fēng)口位置后風(fēng)壓突降至接近I個大氣壓。風(fēng)的流動遵循“壓降速增，壓增速降”的伯努利原理，將蒸發(fā)器上部置于風(fēng)速盡可能高的區(qū)域可進(jìn)一步改善其換熱效果，因此，本發(fā)明專利在理論上提供了一種改善柜機蒸發(fā)器上部換熱的布置方法。
[0024]因此，本發(fā)明有如下幾個作用:通過風(fēng)道布置分配風(fēng)量，明顯改善蒸發(fā)器下部換熱效果；低壓區(qū)(也即低速區(qū))的消除有利于風(fēng)量的提高，改善蒸發(fā)器整體換熱效果；通過蒸發(fā)器的布置，改善蒸發(fā)器上部換熱效果。【專利附圖】

【附圖說明】:
[0025]圖1:室內(nèi)柜機上部內(nèi)腔的風(fēng)壓分布圖
[0026]圖2:室內(nèi)柜機上部內(nèi)腔的U2值分布圖
[0027]圖3:室內(nèi)柜機蒸發(fā)器的u 2值分布圖
[0028]圖4:室內(nèi)柜機上部內(nèi)腔的風(fēng)道布置圖一
[0029]圖5:導(dǎo)風(fēng)板的結(jié)構(gòu)圖
[0030]圖6:室內(nèi)柜機上部內(nèi)腔的風(fēng)道布置圖二
[0031]圖7:室內(nèi)柜機上部內(nèi)腔的風(fēng)道布置圖三
[0032]圖8:室內(nèi)柜機上部內(nèi)腔的蒸發(fā)器布置區(qū)域圖
[0033]圖9:室內(nèi)柜機上部內(nèi)腔的蒸發(fā)器布置圖
[0034]圖10:室內(nèi)柜機上部的角部過渡設(shè)計圖
[0035]圖11:室內(nèi)柜機上部的內(nèi)藏式角部設(shè)計圖
[0036]圖12:室內(nèi)柜機上部內(nèi)腔的雙折蒸發(fā)器布置圖

【具體實施方式】
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[0037]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0038]第一實施例
[0039]參見圖4、圖5。
[0040]圖4:柜機上部內(nèi)腔的風(fēng)道布置圖一。在圖4中，4塊導(dǎo)風(fēng)板將柜機渦殼出風(fēng)口和蒸發(fā)器迎風(fēng)面分成5等分，柜機上部內(nèi)腔的低壓區(qū)消除，通過蒸發(fā)器翅片各處的速度如坐標(biāo)系^4214中ud線，蒸發(fā)器翅片各處的風(fēng)速趨于均勻，從而蒸發(fā)器翅片各處的換熱系數(shù)趨于均勻，換熱效果得到提升。ud線較圖3中的Uc線大為改善。
[0041]圖5:導(dǎo)風(fēng)板的結(jié)構(gòu)圖。導(dǎo)風(fēng)板由進(jìn)風(fēng)段5、出風(fēng)段7及過渡曲線段6組成，出風(fēng)段7與蒸發(fā)器3垂直或近似垂直且略有間隙，進(jìn)風(fēng)段5與渦殼5出風(fēng)口垂直并引導(dǎo)風(fēng)的流動，通過均分或同比例分配渦殼出風(fēng)口寬度及蒸發(fā)器長度，起到分配通過蒸發(fā)器風(fēng)量的作用。導(dǎo)風(fēng)板固定在柜機左、右側(cè)板上，與背板同寬。進(jìn)風(fēng)段與出風(fēng)段夾角β不應(yīng)小于90°，保證風(fēng)向向上；過渡曲線段引導(dǎo)風(fēng)向，其曲率依結(jié)構(gòu)而定。
[0042]導(dǎo)風(fēng)板要求表面光潔、過渡平滑，盡量減少流動噪聲，材料不限。
[0043]第二實施例
[0044]圖6:柜機上部內(nèi)腔的風(fēng)道布置圖二。在圖6中，通過蒸發(fā)器翅片各處的當(dāng)?shù)仄椒斤L(fēng)速與圖4 一致。與圖4中的區(qū)別在于:導(dǎo)風(fēng)板8、9、10的進(jìn)風(fēng)段起始端提高，可以節(jié)省進(jìn)風(fēng)段的材料，其起始端必須覆蓋下面一塊相鄰進(jìn)風(fēng)段的部分直線段，防止混流，進(jìn)風(fēng)段具體以多長為宜，有待實驗和經(jīng)驗確定。
[0045]第三實施例
[0046]圖7:柜機上部內(nèi)腔的風(fēng)道布置圖三。在圖7中，將圖6中最上面一塊導(dǎo)風(fēng)板去除。由于在蒸發(fā)器的上部區(qū)域換熱較好，圖中僅對蒸發(fā)器的下部區(qū)域進(jìn)行風(fēng)量改善。圖7中風(fēng)道造成的蒸發(fā)器換熱效果，有待實驗驗證。
[0047]第四實施例
[0048]參見圖8、圖9。
[0049]圖8:柜機上部內(nèi)腔的蒸發(fā)器布置區(qū)域圖。
[0050]圖8表示了蒸發(fā)器布置的兩個極限位置:右側(cè)的蒸發(fā)器頂部固定在頂板與背板的交線處，左側(cè)的蒸發(fā)器頂部固定在頂板與面板的交線處。右側(cè)的蒸發(fā)器上部翅片處的當(dāng)?shù)仄椒斤L(fēng)速如坐標(biāo)系u52-X5* u e線，左側(cè)的蒸發(fā)器上部翅片處的當(dāng)?shù)仄椒斤L(fēng)速如坐標(biāo)系、2-&中uf線。根據(jù)氣體流動“壓降速增，壓增速降”的伯努利原理，左側(cè)的蒸發(fā)器上部翅片處的風(fēng)速要大于右側(cè)，因此，左側(cè)的蒸發(fā)器上部翅片的換熱系數(shù)得到了提升。不過，在左側(cè)蒸發(fā)器的下部空間過窄，通過的風(fēng)量較少，影響換熱效果。
[0051]從圖8中得出:蒸發(fā)器上部的當(dāng)?shù)仄椒斤L(fēng)速在左側(cè)最大，在右側(cè)最小，因此，蒸發(fā)器上部越靠出風(fēng)口，換熱越有利。
[0052]圖9:柜機上部內(nèi)腔的蒸發(fā)器布置圖。
[0053]圖9表示了蒸發(fā)器垂直布置的特例:蒸發(fā)器的左側(cè)空間用于被冷卻風(fēng)的排出，右側(cè)空間用于風(fēng)的均勻分配。右側(cè)空間把風(fēng)5等份以后，通過蒸發(fā)器翅片的速度均勻，翅片的換熱效果整體得以提升。
[0054]蒸發(fā)器在上部內(nèi)腔與接水盤垂直或近似垂直布置，在蒸發(fā)器下部留出了排風(fēng)空間，因此有利于風(fēng)與蒸發(fā)器的翅片換熱。
[0055]第五實施例
[0056]圖10:室內(nèi)柜機上部的角部過渡設(shè)計圖。目前的柜機上部背板與頂板相交成直角，在直角區(qū)域內(nèi)風(fēng)量臃塞。將直角區(qū)域內(nèi)設(shè)計成過渡曲線段，不僅美觀，還起到一定的導(dǎo)風(fēng)作用，相當(dāng)于在柜機頂部加一塊導(dǎo)風(fēng)板與下部相鄰一塊導(dǎo)風(fēng)板配合，有利于風(fēng)的流動。
[0057]圖11:室內(nèi)柜機上部的內(nèi)藏式角部設(shè)計圖。在柜機內(nèi)腔將背板與頂板相交的直角區(qū)域內(nèi)加一段過渡曲線段，導(dǎo)風(fēng)作用同圖10中外部的角部過渡等同。
[0058]第六實施例
[0059]圖12:室內(nèi)柜機上部內(nèi)腔的雙折蒸發(fā)器布置圖。為了改善蒸發(fā)器上部的換熱效果，有必要讓流過蒸發(fā)器上部的風(fēng)速盡可能高。在圖10的基礎(chǔ)上，圖12中蒸發(fā)器采用雙折設(shè)計方案，提高流過蒸發(fā)器上部的風(fēng)速，蒸發(fā)器間的夾角以實驗確定(導(dǎo)風(fēng)板的位置可能會相應(yīng)變動)。如圖12的方案可能因為設(shè)計問題造成低風(fēng)帶水吹出柜機，設(shè)計時要通過實驗驗證確定相關(guān)參數(shù)是否合理。
【權(quán)利要求】
1.一種柜機室內(nèi)風(fēng)道設(shè)計及蒸發(fā)器布置方法，在柜機室內(nèi)蒸發(fā)器與渦殼風(fēng)道出風(fēng)口之間設(shè)計一種改變風(fēng)向的風(fēng)道，改善通過蒸發(fā)器各處的風(fēng)量分布。該風(fēng)道消除柜機上部內(nèi)腔的低壓區(qū)(也即低速區(qū))，明顯改善了蒸發(fā)器下部換熱效果，同時改善柜機的通風(fēng)效果，從而改善了蒸發(fā)器整體換熱效果。本發(fā)明還涉及到改善蒸發(fā)器換熱的一種布置方法，此方法可改善蒸發(fā)器上部換熱效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柜機室內(nèi)風(fēng)道設(shè)計及蒸發(fā)器布置方法，其特征在于，風(fēng)道是由若干導(dǎo)風(fēng)板組成，導(dǎo)風(fēng)板消除了柜機內(nèi)腔的低壓區(qū)(也即低速區(qū))。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柜機室內(nèi)風(fēng)道設(shè)計及蒸發(fā)器布置方法，其特征在于，風(fēng)道與接水盤與蒸發(fā)器垂直或近似垂直的布置方式，并與蒸發(fā)器有一定的間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柜機室內(nèi)風(fēng)道設(shè)計及蒸發(fā)器布置方法，其特征在于，改善室內(nèi)柜機角部的風(fēng)量臃塞的過渡曲線設(shè)計。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柜機室內(nèi)風(fēng)道設(shè)計及蒸發(fā)器布置方法，其特征在于，改善蒸發(fā)器上部換熱效果的蒸發(fā)器多折布置。
【文檔編號】F24F13/08GK104075425SQ201310099480
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月26日
【發(fā)明者】黃勇超, 陳文冠 申請人:廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院