一種空調器室內機裝置

林思軒

（TCL空調器（中山）有限公司 廣東中山 528400）

隨著原材料和人工成本上漲給家電行業帶來巨大壓力，雖然人們生活水平也跟隨提高，但“物美價廉”的產品永遠會得到消費者的青睞，每個消費者都希望能買到性價比最高的產品。這要求各制造商在激烈的市場競爭下不斷對產品的研發的提高要求，降低成本。然而多數生產廠商往往會在原材料價格和產品零件數量上考慮節省產品成本，這常常在使產品成本得到一定降低的同時也降低了產品的質量。如果要既不影響產品質量又能降低產品成本，要求對進行產品不斷創新，使產品在成本和功能上有優勢，從而增加市場的競爭力。

1 傳統的進風面積的結構方案

風量是空調一個重要參數，是影響空調能效的一個關鍵，相對來說風量小功率大能效低，風量大功率低能效高。空調吸風量(空氣的體積流量)大小也是影響空調制冷和制熱能力重要因素，而掛壁式空調室內機決定內機風量大小主要有兩大因素：空調進風面積和貫流風扇組件（含電機）。而目前市面上掛壁式空調室內機進風面積由底座、面板和中框進風格柵的結構決定，而且這三者的進風面積是固定不變的。如圖1，指引a是面板、b是中框、c是底座這三者用扣位或螺釘相互鎖緊，其中面板的扣（指引1）可以打開并以轉軸（指引3）做翻轉運動。

市面上常見幾種進風面積設計方案具體如下：

（1）在、中框、面板后側或加之面板頂部設計進風格柵。這種方案這三個零件的格柵孔的面積之和就是掛壁式空調室內機進風面積。如圖2指引1是底座的進風格柵；指引2是中框進風格柵，指引3是面板的進風格柵。

（2）在中框后側和面板后側設計進風格柵（底座四周被中框裹住），如圖3指引1是中框進風格柵，指引2是面板的進風格柵。這兩個零件格柵的面積就是進風面積。

（3）在底座和中框后側設計進風格柵，這兩個零件格柵的面積就是進風面積。如圖4指引1是中框進風格柵，指引2是面板的進風格柵。

（4）在底座、中框、面板后側或面板頂部設計進風格柵。如圖5指引1為底座進風格柵，指引3是中框的進風格柵，指引2是面板的進風格柵。面板通過電機作用也可以升起。但目前市面上面板能升起更多是區別于傳統的面板翻轉打開的一種打開面板方式而已，所以這種面板能升降并不能改變進風面積。

由以上幾種市面上空調進風面積設計方案可見：目前進風面積大小基本由機型體積大小決定，即“體形大進風面積大，體形小進風面積小”。這些傳統設計局限性：空調體積決定空調制冷、制熱能力。由于進風面積相對小風量也相對小，即使能提高貫流風扇的轉速來提高風量，這樣代價換來是功率高、耗能高造成空調能效低。因而基本由空調體積決定其能力（制冷、制熱能力）而造成產品的成本高常常較高，難以制造出高能效、節能的空調。

2 產品創新點

基于目前沒有一種空調能夠調節自身進風面積的結構設計，為克服傳統空調一款結構其進風面積固定不變的局限性，本文提供一種新型的能調節進風面積的空調面板及中框結構方案：

面板前邊緣嵌在中框內部（圖7指引7是面板前邊緣和指引8是中框內部槽），面板兩側及后側裹住中框上半部（如圖6指引1是面板指引2是中框）；在面板前后兩側設計齒條及導軌，在中框前側設計凹槽，在凹槽兩邊及中框后側兩邊設計齒輪結構，齒輪由步進電機帶動，使面板能夠在電機控制下通過齒輪、齒條的作用做升降運動，面板在升高到最高點時面板后側上邊緣到中框的距離是前側邊緣到中框兩到三倍，而在面板做升降運動整個過程中面板前側、左右兩側和中框都是密封的，所以面板升高時能達增加大進風面積的作用。當中框設計成前高后低的側面是弧狀時，這種增大進風面積效果更明顯。

這種設計思路就是：使用時空調“漲大體積”高效地工作；不工作時“縮小體積”節約空間，且可以降低本身材料及運輸、包裝等成本。這種方案設計較小的空調體積能調節到較大進風面積從而使通過蒸發器的空氣體積流量較大，為開發高能效的機型起到重要作用，同時打破了傳統空調“制冷制熱能力大體積大”、“體積小制冷制熱能力小”的局限。同時也彌補了傳統機型因為進風面積不大，只能通過消耗更高功率來提高風量的缺陷。這種設計不但能達到“小機型小高能量、高能效”作用，而且為降低空調成本指出新的方向，有重大參考價值。

2.1 面板結構

面板設計成兩面和后側面罩住中框上半部分，面板和中框后側設計進風格柵，面板前邊緣嵌入中框20mm～60mm具體視機型大小定（圖6指引1是面板指引2是中框）。面板前后兩側設計齒條結構后側齒條下端同時設計轉軸結構，面板可以升高和降低。如圖7指引a是面板，b是中框1和2分別是面板后側和前側的齒條各兩個，指引6是齒條上的轉軸，指引8是面板前緣。

2.2 中框結構

中框前緣設計一深度在21mm～61mm槽橫截面傾斜度要足夠大以便面板能向后翻轉（圖7指引7）。在槽的底部兩端各設計兩條縱向導槽，后側也設計兩條縱向導槽（圖11指引4）這四條導槽供面板上下運動的。在中框設計八個（或四個）齒輪，八個（或四個）齒輪分別由四個（或兩個）步進電機控制（當左右兩齒輪小于600mm時，兩側齒輪之間可以用兩根橫截面是六邊形鋼條連接以代替另一側的兩個步進電機）。如圖7指引b是中框4和5是齒輪，指引3是步進電機。

2.3 實施方案

（1）圖6和圖7是空調面板未升高時的狀態，此時內機進風面積最小體積也最小。當空調啟動時通過遙控器調節，步進電機（圖9指引3）帶動齒輪（圖9指引4和5）面板齒條（圖9指引1和2）在齒輪作用下做向上（或向下）運動。升高時面板前側齒條比后側短故面板前側到達最高點，此時前側齒條上轉軸卡在中框定位孔上（圖11指

表1 當室內機面板升到最高位置時的測試數據

表2 當面板升到中間位置時的測試數據

電壓(V) 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250

轉速(rpm) 821 905 962 986 1020 1080 1105 1183 1215 1230 1262風量(m3/h) 432 448 452 468 503 525 545 562 571 586 603噪聲[dB(A)] 27 30 34 37 38 39 41.2 42.3 42.8 43.5 43.9

功率(W) 32 35 38 40 43 46 50 55 57 59 63引2是齒條轉軸，指引3是中框定位孔）。面板后側齒輪繼續轉動直至面板后側轉軸到中框最高點的定位孔（圖11中指引2和3），此時升到最高位置內機進風面積最大從而達到增大進風面積的提高風量作用(如圖9和圖8)。當不使用空調時通過手動或搖空器操作面板向下降低直至動到最低點此時內機體積最小（圖6和圖7）。

表4 噪聲限值（聲壓級）

表5 制冷（制熱）能力試驗

圖12 蒸發器

（2）當面板升到最高位置時面板前后側兩齒條上的轉軸和中框上孔同軸，此時通過手動作用面板，可以打開面板并以后軸軸心做翻轉面板以便過濾網和電纜線，信號線連接及便于售后維修和中框等零件的拆卸（如圖10）。

2.4 蒸發器結構

蒸發器設計成折四超薄型，這樣盡可能節省體積，而且當面板上升時蒸發器盡可能吸收更多空氣的體積流量（風量），蒸發器位2排φ7，片距1.25mm，4折。如圖12所示。

3 室內相關性能測試

對以上創新結構以制冷（制熱）能力為3500W（1.5匹）的機型做了以下測試驗證。

3.1 風量和噪聲測試

測試風量、噪聲、功率，結果見表1～表4。結果表明，當面板升高到最高點時，風量變化非常明顯。噪聲測試符合國標《GB/T 7725-2004》和《GB 19606-2004》的標準壓要求，噪聲值符合表4的規定。

3.2 凝露試驗

按國標GB/T 7725-2004的相關規定，對測試樣機進行凝露試驗。結果表明，空調在試驗期間和試驗結束，都符合以下要求：

（1）室內機風道內沒有水珠滴落或飛出；

（2）對于分體壁掛式、窗式空調，不超過5滴凝露水珠滴下；

（3）室內機電控盒、顯示板等帶電部件沒有凝露水珠；

（4）分體壁掛式室內機的掛墻板表面沒有凝露水珠。

3.3 制冷（制熱）能力試驗

參考標準《GB/T 7725-2004》、《EN 14511-1-2004》、《EN 14511-2-2004》、《EN 14511-3-2004》和《EN 14511-4-2004》，對樣機的制冷（制熱）能力進行測試，如表5。結果表明，測試結果符合以上規定要求也滿足使用要求。

4 結束語

本文提出了一種實用新型壁掛式空調室內機面板結構設計，通過面板升降改變進風面積，從而改變空氣通過蒸發器的流量，實現節能的同時，減小了體積。該方案是一種創新性的結構設計，克服了傳統空調進風面積固定不變的局限性。