一种空调器室内机装置

林思轩

（TCL空调器（中山）有限公司 广东中山 528400）

随着原材料和人工成本上涨给家电行业带来巨大压力，虽然人们生活水平也跟随提高，但“物美价廉”的产品永远会得到消费者的青睐，每个消费者都希望能买到性价比最高的产品。这要求各制造商在激烈的市场竞争下不断对产品的研发的提高要求，降低成本。然而多数生产厂商往往会在原材料价格和产品零件数量上考虑节省产品成本，这常常在使产品成本得到一定降低的同时也降低了产品的质量。如果要既不影响产品质量又能降低产品成本，要求对进行产品不断创新，使产品在成本和功能上有优势，从而增加市场的竞争力。

1 传统的进风面积的结构方案

风量是空调一个重要参数，是影响空调能效的一个关键，相对来说风量小功率大能效低，风量大功率低能效高。空调吸风量(空气的体积流量)大小也是影响空调制冷和制热能力重要因素，而挂壁式空调室内机决定内机风量大小主要有两大因素：空调进风面积和贯流风扇组件（含电机）。而目前市面上挂壁式空调室内机进风面积由底座、面板和中框进风格栅的结构决定，而且这三者的进风面积是固定不变的。如图1，指引a是面板、b是中框、c是底座这三者用扣位或螺钉相互锁紧，其中面板的扣（指引1）可以打开并以转轴（指引3）做翻转运动。

市面上常见几种进风面积设计方案具体如下：

（1）在、中框、面板后侧或加之面板顶部设计进风格栅。这种方案这三个零件的格栅孔的面积之和就是挂壁式空调室内机进风面积。如图2指引1是底座的进风格栅；指引2是中框进风格栅，指引3是面板的进风格栅。

（2）在中框后侧和面板后侧设计进风格栅（底座四周被中框裹住），如图3指引1是中框进风格栅，指引2是面板的进风格栅。这两个零件格栅的面积就是进风面积。

（3）在底座和中框后侧设计进风格栅，这两个零件格栅的面积就是进风面积。如图4指引1是中框进风格栅，指引2是面板的进风格栅。

（4）在底座、中框、面板后侧或面板顶部设计进风格栅。如图5指引1为底座进风格栅，指引3是中框的进风格栅，指引2是面板的进风格栅。面板通过电机作用也可以升起。但目前市面上面板能升起更多是区别于传统的面板翻转打开的一种打开面板方式而已，所以这种面板能升降并不能改变进风面积。

由以上几种市面上空调进风面积设计方案可见：目前进风面积大小基本由机型体积大小决定，即“体形大进风面积大，体形小进风面积小”。这些传统设计局限性：空调体积决定空调制冷、制热能力。由于进风面积相对小风量也相对小，即使能提高贯流风扇的转速来提高风量，这样代价换来是功率高、耗能高造成空调能效低。因而基本由空调体积决定其能力（制冷、制热能力）而造成产品的成本高常常较高，难以制造出高能效、节能的空调。

2 产品创新点

基于目前没有一种空调能够调节自身进风面积的结构设计，为克服传统空调一款结构其进风面积固定不变的局限性，本文提供一种新型的能调节进风面积的空调面板及中框结构方案：

面板前边缘嵌在中框内部（图7指引7是面板前边缘和指引8是中框内部槽），面板两侧及后侧裹住中框上半部（如图6指引1是面板指引2是中框）；在面板前后两侧设计齿条及导轨，在中框前侧设计凹槽，在凹槽两边及中框后侧两边设计齿轮结构，齿轮由步进电机带动，使面板能够在电机控制下通过齿轮、齿条的作用做升降运动，面板在升高到最高点时面板后侧上边缘到中框的距离是前侧边缘到中框两到三倍，而在面板做升降运动整个过程中面板前侧、左右两侧和中框都是密封的，所以面板升高时能达增加大进风面积的作用。当中框设计成前高后低的侧面是弧状时，这种增大进风面积效果更明显。

这种设计思路就是：使用时空调“涨大体积”高效地工作；不工作时“缩小体积”节约空间，且可以降低本身材料及运输、包装等成本。这种方案设计较小的空调体积能调节到较大进风面积从而使通过蒸发器的空气体积流量较大，为开发高能效的机型起到重要作用，同时打破了传统空调“制冷制热能力大体积大”、“体积小制冷制热能力小”的局限。同时也弥补了传统机型因为进风面积不大，只能通过消耗更高功率来提高风量的缺陷。这种设计不但能达到“小机型小高能量、高能效”作用，而且为降低空调成本指出新的方向，有重大参考价值。

2.1 面板结构

面板设计成两面和后侧面罩住中框上半部分，面板和中框后侧设计进风格栅，面板前边缘嵌入中框20mm～60mm具体视机型大小定（图6指引1是面板指引2是中框）。面板前后两侧设计齿条结构后侧齿条下端同时设计转轴结构，面板可以升高和降低。如图7指引a是面板，b是中框1和2分别是面板后侧和前侧的齿条各两个，指引6是齿条上的转轴，指引8是面板前缘。

2.2 中框结构

中框前缘设计一深度在21mm～61mm槽横截面倾斜度要足够大以便面板能向后翻转（图7指引7）。在槽的底部两端各设计两条纵向导槽，后侧也设计两条纵向导槽（图11指引4）这四条导槽供面板上下运动的。在中框设计八个（或四个）齿轮，八个（或四个）齿轮分别由四个（或两个）步进电机控制（当左右两齿轮小于600mm时，两侧齿轮之间可以用两根横截面是六边形钢条连接以代替另一侧的两个步进电机）。如图7指引b是中框4和5是齿轮，指引3是步进电机。

2.3 实施方案

（1）图6和图7是空调面板未升高时的状态，此时内机进风面积最小体积也最小。当空调启动时通过遥控器调节，步进电机（图9指引3）带动齿轮（图9指引4和5）面板齿条（图9指引1和2）在齿轮作用下做向上（或向下）运动。升高时面板前侧齿条比后侧短故面板前侧到达最高点，此时前侧齿条上转轴卡在中框定位孔上（图11指

表1 当室内机面板升到最高位置时的测试数据

表2 当面板升到中间位置时的测试数据

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

转速(rpm) 821 905 962 986 1020 1080 1105 1183 1215 1230 1262风量(m3/h) 432 448 452 468 503 525 545 562 571 586 603噪声[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是齿条转轴，指引3是中框定位孔）。面板后侧齿轮继续转动直至面板后侧转轴到中框最高点的定位孔（图11中指引2和3），此时升到最高位置内机进风面积最大从而达到增大进风面积的提高风量作用(如图9和图8)。当不使用空调时通过手动或摇空器操作面板向下降低直至动到最低点此时内机体积最小（图6和图7）。

表4 噪声限值（声压级）

表5 制冷（制热）能力试验

图12 蒸发器

（2）当面板升到最高位置时面板前后侧两齿条上的转轴和中框上孔同轴，此时通过手动作用面板，可以打开面板并以后轴轴心做翻转面板以便过滤网和电缆线，信号线连接及便于售后维修和中框等零件的拆卸（如图10）。

2.4 蒸发器结构

蒸发器设计成折四超薄型，这样尽可能节省体积，而且当面板上升时蒸发器尽可能吸收更多空气的体积流量（风量），蒸发器位2排φ7，片距1.25mm，4折。如图12所示。

3 室内相关性能测试

对以上创新结构以制冷（制热）能力为3500W（1.5匹）的机型做了以下测试验证。

3.1 风量和噪声测试

测试风量、噪声、功率，结果见表1～表4。结果表明，当面板升高到最高点时，风量变化非常明显。噪声测试符合国标《GB/T 7725-2004》和《GB 19606-2004》的标准压要求，噪声值符合表4的规定。

3.2 凝露试验

按国标GB/T 7725-2004的相关规定，对测试样机进行凝露试验。结果表明，空调在试验期间和试验结束，都符合以下要求：

（1）室内机风道内没有水珠滴落或飞出；

（2）对于分体壁挂式、窗式空调，不超过5滴凝露水珠滴下；

（3）室内机电控盒、显示板等带电部件没有凝露水珠；

（4）分体壁挂式室内机的挂墙板表面没有凝露水珠。

3.3 制冷（制热）能力试验

参考标准《GB/T 7725-2004》、《EN 14511-1-2004》、《EN 14511-2-2004》、《EN 14511-3-2004》和《EN 14511-4-2004》，对样机的制冷（制热）能力进行测试，如表5。结果表明，测试结果符合以上规定要求也满足使用要求。

4 结束语

本文提出了一种实用新型壁挂式空调室内机面板结构设计，通过面板升降改变进风面积，从而改变空气通过蒸发器的流量，实现节能的同时，减小了体积。该方案是一种创新性的结构设计，克服了传统空调进风面积固定不变的局限性。