一体式多用空调机的制作方法

1.本发明涉及进行温度调节的空调设备，特别是涉及一种一体式多用空调机。


背景技术：

2.目前，车辆基本都配置有车用空调以满足车内空间温度调节的需要，随着车用空调的发展出现了专用于驻车时使用的驻车空调，特别是在基建、运输等行业。作为长途运输工具的重型卡车，司机在长时间驾驶后停车休息或者因堵车需要长时间停驶，在停驶状态下开启原车空调制冷需要耗费大量燃油且因发动机长时间怠速运转而对发动机不利，故驻车空调应运而生。
3.现有的驻车空调大致分为三种：
4.第一种是顶置式一体驻车空调。顶置式驻车空调是设置在驾驶室的顶部，如专利文献号为209920980u的中国实用新型公开的驻车空调，机体安装于驾驶员上方的顶棚位置，占据了驾驶室的逃生天窗，具有安全和漏雨的隐患；同时也占用了外部空间，影响行车安全；蒸发器出风口位于驾驶员上方，蒸发器热交换产生的冷凝水易因重力作用直接飘向驾驶员；使用期间，车窗顶部受阳光直射，容易造成冷量损失，影响制冷效果。
5.第二种是分体式驻车空调，包括室内机和室外机，如中国专利文献cn206501679u公开的分体式直流驻车空调，包括内机和外机，文献中描述了一种常见的驻车空调实现方式，这种分体式车用空调存在内机噪音大，占用驾驶室空间，冷媒管路较长影响换热效率、增大冷媒泄露风险等问题。
6.又如中国专利文献cn209920982u公开的驻车空调，包括室内机和室外机，其中室内机位于驾驶室后窗玻璃内侧，室外机位于驾驶室后窗玻璃外侧，两者可位于玻璃窗的相反两侧。这种结构不仅影响驾驶员的视野，需要定制和拆卸玻璃，安装工序复杂，且成本过高；中国专利文献cn209454507u则公开了另外一种分体式驻车空调实现方式，一种顶置式驻车空调室外机。这种结构不仅需要室内机来实现整套制冷循环，且存在着顶置式一体驻车空调的缺点。
7.第三种是一种串联式的驻车空调，如一汽解放j6重型卡车，出厂前即在原车空调上加装一台电动压缩机；发动机停机时，启动驻车空调电动压缩机进行制冷。由于原车空调系统所要求的制冷功率比较大，而加装的电动压缩机功率较小，因而存在制冷效果不佳的问题。
8.而普通的移动空调，其结构复杂、制造和维护成本高，如中国专利文献cn110068067a以及cn209181125u，其中cn209181125u所公开的移动空调的冷媒经压缩机出口后需经过管道到达蒸发腔，此时该管道必然穿过冷凝腔和隔板，管道布置复杂不便于设备检修，并且这些普通移动式空调因为高度尺寸较大不能直接安装于驾驶室外的适当位置。


技术实现要素：

9.针对现有技术的不足之处，本发明提供一种一体式多用空调机，其结构紧凑、能效比高；不占用驾驶室内空间，不占用天窗位置，不存在漏雨问题，并且冷媒管路较短减小泄漏风险；还能一机多用，作为结构简单的临时空间用移动空调。
10.为达到上述之目的，本发明提供的技术方案是：一种一体式多用空调机，包括机壳，以及通过冷媒管路连接的电动压缩机、冷凝器和蒸发器总成，所述机壳具有底托，所述蒸发器总成和电动压缩机安装在所述底托上的两侧，所述冷凝器水平安装在蒸发器总成和电动压缩机的上方且位于机壳的上部，在冷凝器的上方固定有散热风机，散热风机位于所述机壳的顶部；在所述蒸发器总成的同一侧开设有与机壳外贯通的进风口和出风口，所述进风口和出风口分别连接有用以与待调节温度空间相连通的通风管。如果所需通风管过长还可以加装一个风管机辅助送风。
11.上述技术方案将电动压缩机、冷凝器和蒸发器总成布置在一个机壳内，结构紧凑，仅将电动压缩机和蒸发器横向水平布置在机壳底部，使机壳具有较小的长度和宽度，而冷凝器总成位于电动压缩机和蒸发器上方，一是可以将冷凝器总成设计成较大的面积，有利于冷媒充分地散热，二是可以将散热风机布置于机壳上方，散热顺畅不被阻挡，三是电动压缩机、冷凝器总成和蒸发器之间实现用最短的冷媒路径连接，没有交叉和回绕，减少了冷媒泄露风险和能耗损失。此外，由于三个主要部件有横向布置和纵向布置，还减小了机壳的高度尺寸，使机壳在长度、宽度和高度方向均为较小尺寸，可以灵活地安装在驾驶室外的车体上，如驾驶室后侧外表面以及车体大梁。由于没有室内机安装在驾驶室内，也就不会占用驾驶室内空间，不占用天窗位置，也不存在漏雨问题。此外，由于电动压缩机、蒸发器和冷凝器布局合理、巧妙，使得空调机结构简单，制造成本低，易于检修，其安装于驾驶室外故可方便地拆卸下来作为野外帐篷等临时空间的移动空调使用。
12.进一步地，所述机壳包括机架和壳体，所述机架为矩形框架结构，在机架的底部设有多根横梁，横梁与机架的下框形成所述底托；所述蒸发器总成具有高度和宽度的差值比不大于30％的箱式蒸发器壳，所述电动压缩机为直流电驱动的压缩机。机壳采用矩形框架结构，其承载能力更强，也有利于其与车体的稳固安装，加装横梁的底托使机架底部得到强化，安装电动压缩机与蒸发器总成也更加方便并且不易因振颤产生噪声；高度和宽度的差值比不大于30％的箱式蒸发器壳，其高度和宽度值接近，箱式蒸发器壳具有较大的高度空间，有利于充分地进行热交换，制冷/制热效果更好。
13.进一步地，所述蒸发器总成包括蒸发器壳以及位于蒸发器壳内的蒸发器风机和蒸发器芯体，蒸发器壳具有由两侧小端面构成的长端方向和两侧大端面构成的短端方向，在短端方向的同一侧大端面上开设有所述进风口和出风口；所述蒸发器风机和蒸发器芯体连接在一起并且分别位于进风口和出风口相对的位置，在蒸发器风机和蒸发器芯体之间设置有隔板将蒸发器壳内分隔为第一空间和第二空间，蒸发器风机和蒸发器芯体分别位于第一空间和第二空间内，蒸发器风机的吹风口与蒸发器芯体后侧的第二空间相接。进风口和出风口位于蒸发器壳的同一侧，与其相连通的通风管也从空调机的同一侧面伸出，方便通风管的布置以及空调机与车体的安装，避免与其它部件或车体相干涉；采用上述连接和布置方案，使得蒸发器风机、蒸发器芯体和蒸发器壳之间形成u形气流通道，以最高的能效比实现进风口和出风口位于同侧。
14.进一步地，所述冷凝器是连接有储液干燥过滤器的冷凝器总成，所述冷凝器总成覆盖安装在所述机架的上框处。储液干燥过滤器对制冷剂起储存、干燥和过滤作用，冷凝器总成将机架上框覆盖，散热面积更大，能效比更高。
15.进一步地，为获得更优良的散热效果，并且不增大空调机机壳的尺寸，所述散热风机安装在所述机架的上框，散热风机包括罩壳、扇叶和电机，罩壳设有安装部和防护网部，防护网部从安装部向上突起形成内空的拱部，所述扇叶和电机位于防护网部的内空中并突出于所述上框。
16.进一步地，所述蒸发器芯体为平行流蒸发器芯体，蒸发器芯体的上下两端与蒸发器壳密封连接将所述第二空间分隔为前第二空间和后第二空间，所述蒸发器风机为单头离心式鼓风机，蒸发器风机的上、下两侧为吸风口。平行流蒸发器芯体换热效率高，电机完全被风轮包裹的单头离心式鼓风机所占空间较小并且两侧吸风，进气量大。
17.进一步地，为提高蒸发器壳体的隔热功能，减少热传递，所述蒸发器壳为保温材质构成或者是设置有保温隔热层，所述蒸发器芯体后侧所对的壳体壁为一斜面，斜面使得所述后第二空间在靠近蒸发器风机的一端大，而另一端小。所述后第二空间从蒸发器风机吹风口的一端逐渐缩小，迫使进入后第二空间的气体压向蒸发器芯体进行热交换，然后通过蒸发器芯体后从相对置的出风口吹出，而蒸发器芯体因热交换而产生的冷凝水则因重力滴落在前第二空间的底部经排水口流出。
18.进一步地，作为一种实施方式，所述电动压缩机是由独立压缩机控制器控制，所述压缩机控制器位于电动压缩机的旁侧并安装在所述底托上，压缩机控制器与所述电动压缩机、散热风机电连接。也可以采用压缩机和控制器为一体的涡旋式压缩机，此种压缩机控制器包含在压缩机内部，虽不易检修，但节省空间。
19.进一步地，所述蒸发器芯体上端在靠近蒸发器风机的一侧设置有冷媒进口和冷媒出口，所述冷媒进口和冷媒出口伸出所述蒸发器壳上表面后与膨胀阀连接，膨胀阀通过冷媒管路与所述冷凝器和电动压缩机连接。这样布置蒸发器芯体的冷媒进出口，方便蒸发器壳制造时的拔模，制造工艺简单，降低实施成本。
20.进一步地，为方便空调机的装拆，以灵活应用于多场所，所述机架可拆卸地与驾驶室后壁外表面或者是车体大梁装配连接。
21.进一步地，为方便进行控制操作，所述机壳上设置有与无线/蓝牙摇控器对应的感应器以及与所述感应器连接的电控单元,所述电控单元还与控制开关相连接，机壳的侧板上部设置有通风口。遥控器和控制开关双重设置，方便操作者选择使用，侧板上部设置通风口，机壳进风顺畅并快速到达冷凝器。
22.进一步地，所述冷凝器上设置有与电控单元连接的压力开关以及能观察到冷媒饱和度的视液镜。通过压力开关，如果系统冷媒不足，电控单元就关闭系统，以保护电动压缩机；通过视液镜可直接观察到冷凝器内冷媒的饱和度，以此确保整个系统的安全性。
23.综上所述，本发明的有益效果是：结构紧凑、能效比高、其主要部件的布置方式使得空调机具有最优化的长宽高尺寸，以最小的安装空间获得最大的能效比，提升车体上的安装性，并且工作可靠，对于相同功率的空调机来说，用电量小节电环保；不占用驾驶室内空间，不占用天窗位置，不存在漏雨问题，并且冷媒管路较短节省冷媒用量并减小泄漏风险；压缩机进、排气管头都有冷媒加注阀，方便出厂前精准加注冷媒；空调机便于与车体拆
装，结构简单，制造和维护成本低，可作为一机多用的临时空间用移动空调，不使用时也可拆下单独存放，方便储存。
附图说明
24.图1是本发明实施例的结构示意图。
25.图2是图1的俯视图。
26.图3是图2取下冷凝器和散热风机后的内部结构示意图。
27.图4是图3中蒸发器总成的结构示意图。
28.图5是本发明的立体结构示意图之一。
29.图6是本发明的立体结构示意图之二。
具体实施方式
30.如图1至图6所示，一种一体式多用空调机，包括机壳1，以及通过冷媒管路9连接的电动压缩机2、冷凝器3和蒸发器总成4，所述机壳1包括机架11和壳体12，机架11为矩形框架结构，在机架11的底部设有多根横梁111，横梁111与机架11的下框形成底托，机壳1采用矩形框架结构，其承载能力更强，也有利于其与车体的稳固安装，机架11可以采用金属或工程塑料材质，当然机壳1整体也可采用工程塑料材质，加装横梁111的底托使机架11底部得到强化，安装电动压缩机2与蒸发器总成4也更加方便并且不易因振颤产生噪声。为方便空调机的装拆，以灵活应用于多场所，机架11通过螺栓可拆卸地与驾驶室后壁外表面或者是车体大梁装配连接，当然也可以安装在车体上的其它适当位置。
31.所述蒸发器总成4和电动压缩机2安装在所述底托上的两侧，所述冷凝器3水平地安装在蒸发器总成4和电动压缩机2的上方且位于机壳1的上部，在冷凝器3的上方固定有散热风机5，散热风机5位于所述机壳1的顶部。上述技术方案将电动压缩机2、冷凝器3和蒸发器总成4布置在一个机壳1内，结构紧凑，仅将电动压缩机2和蒸发器横向水平布置在机壳1底部，使机壳1具有较小的长度和宽度，而冷凝器3位于电动压缩机2和蒸发器上方，一是可以将冷凝器3设计成较大的面积，有利于冷媒充分地散热，二是可以将散热风机5布置于机壳1上方，散热顺畅不被阻挡，三是电动压缩机2、冷凝器3和蒸发器总成之间实现用最短的冷媒路径连接，冷媒管路9没有交叉和回绕，减少了冷媒泄露风险和能耗损失。此外，由于三个主要部件有横向布置和纵向布置，还减小了机壳1的高度尺寸，使机壳1在长度、宽度和高度方向均为较小尺寸，可以灵活地安装在驾驶室外的车体上，如驾驶室后侧外表面以及车体大梁。
32.蒸发器总成4具有高度和宽度的差值比不大于30％的箱式蒸发器壳41，高度和宽度的差值比不大于30％的箱式蒸发器壳41，其高度和宽度值接近，箱式蒸发器壳41具有较大的高度空间，有利于充分地进行热交换，制冷/制热效果更好。如图3和图6所示，在蒸发器总成4的同一侧开设有进风口411和出风口412，进风口411和出风口412用以连接与待调节温度空间相连通的通风管6，相应地空调机的机壳1上也设置有与进风口411和出风口412相对置的开口，开口用以通过通风管6。通风管6可与工程运输车或工程特种机械的驾驶室相通，用于室内空气温度调节，还可以应用到房车、电瓶车、三轮电动车、工地临时工棚或野营帐棚等场所，实现驻车空调与移动式空调的一机多用。
33.如图2至图4所示，蒸发器总成4包括蒸发器壳41以及位于蒸发器壳41内的蒸发器风机42和蒸发器芯体43，蒸发器壳41具有由两侧小端面构成的长端方向和两侧大端面构成的短端方向，在短端方向的同一侧大端面上开设有所述进风口411和出风口412，进风口411和出风口412位于蒸发器壳41的同一侧，与其相连通的通风管6也从空调机的同一侧面伸出，方便通风管6的布置以及空调机与车体的安装，避免与其它部件或车体相干涉。所述蒸发器风机42和蒸发器芯体43连接在一起并且分别位于进风口411和出风口412相对的位置，蒸发器芯体43为换热效率高的平行流蒸发器芯体，蒸发器风机42为单头离心式鼓风机，蒸发器风机42的上、下两侧为吸风口，电机完全被风轮包裹的单头离心式鼓风机所占空间较小并且两侧吸风，进气量大，从进风口411进入的空气从蒸发器风机42上、下两侧进入吸风口。
34.在蒸发器风机42和蒸发器芯体43之间设置有隔板413将蒸发器壳41内分隔为第一空间a和第二空间b，蒸发器风机42和蒸发器芯体43分别位于第一空间a和第二空间b内，蒸发器芯体43的上下两端与蒸发器壳41密封连接将所述第二空间b分隔为前第二空间b1和后第二空间b2，前第二空间b1开设有出风口412，蒸发器风机42的吹风口421与蒸发器芯体43后侧的第二空间b2相接。采用上述连接和布置方案，使得蒸发器风机42、蒸发器芯体43和蒸发器壳41之间形成u形气流通道，以最高的能效比实现进风口411和出风口412位于同侧。
35.为提高蒸发器壳41的隔热功能，减少热传递，所述蒸发器壳41为保温材质构成或者是设置有保温隔热层，所述蒸发器芯体43后侧所对的后侧壁为一斜面414，斜面414使得所述后第二空间b2在靠近蒸发器风机42的一端大，而另一端小。所述后第二空间b2从蒸发器风机42吹风口的一端逐渐缩小，迫使进入后第二空间b2的气体压向蒸发器芯体43进行热交换，然后通过蒸发器芯体43后从相对置的出风口412吹出，而蒸发器芯体43因热交换产生的冷凝水则因重力滴落在前第二空间b的底部经排水口流出。蒸发器芯体43上端在靠近蒸发器风机42的一侧设置有冷媒进口和冷媒出口，所述冷媒进口和冷媒出口伸出所述蒸发器壳41上表面后与膨胀阀7连接，膨胀阀7是h型膨胀阀，h型膨胀阀通过冷媒管路9与所述冷凝器3和电动压缩机2连接。这样布置蒸发器芯体43的冷媒进出口，方便蒸发器壳41制造时的拔模，制造工艺简单，降低实施成本。蒸发器也可采用吸风模式。
36.电动压缩机2为直流电驱动的压缩机，电源可以采用蓄电池或者是经直流转换器转换的交流电源。如图3所示，本实施例中的电动压缩机2是由独立压缩机控制器21控制的涡旋式或转子式压缩机，所述压缩机控制器21位于电动压缩机2的旁侧并安装在所述底托上，压缩机控制器21与所述电动压缩机2、冷凝器3电连接。由于空调机底部仅配置电动压缩机2和蒸发器总成4，即使是采用具有独立压缩机控制器21的压缩机，也有足够多余的安装空间，这种涡旋式压缩机可采用直流变频压缩机；当然，也可以采用将压缩机控制器集成为一体的涡旋式压缩机，使空调机具有更小的外形尺寸，前述两种涡旋式压缩机均为市场上现有的压缩机，还可以采用现有的旋叶式压缩机或家用回转式压缩机。
37.如图5所示，冷凝器3是连接有储液干燥过滤器31的冷凝器总成，所述冷凝器3覆盖安装在所述机架11的上框处。储液干燥过滤器31对制冷剂起储存、干燥和过滤作用，冷凝器3将机架11的上框覆盖，其尺寸与机架11的上框相同，散热面积更大，能效比更高。在冷凝器3上还设置有能观察到冷媒饱和度的视液镜32，通过视液镜32可直接观察到冷凝器3内冷媒的饱和度，以此确保整个冷媒系统的安全性。冷凝器3上还安装了与电控单元电连接的压力
开关，如果系统冷媒不足，电控单元就关闭系统，以保护电动压缩机2。如图1、图2和图5所示，为获得更优良的散热效果，并且不增大空调机机壳1的尺寸，所述散热风机5安装在所述机架11的上框，散热风机5包括罩壳、扇叶51和电机，罩壳具有安装部和防护网部52，防护网部52从安装部向上突起形成内空的拱部，所述扇叶51和电机位于防护网部52的内空中并突出于所述上框。机壳1四周侧板的上部设置有通风口121，侧板上部设置通风口121，机壳1进风顺畅并能快速到达冷凝器3，通过冷凝器3上方的散热风机5吸出散热风。
38.为方便进行控制操作，所述机壳1上设置有与无线/蓝牙摇控器对应的感应器以及与所述感应器连接的电控单元，电控单元还与第一空间a和第二空间b内的感温器以及控制开关连接，电控单元为本技术领域的公知技术，电控单元可采用具备远程控制功能的plc工控一体机。电控单元分别与压缩机、蒸发器总成4、散热风机5通过导线电连接，控制各个部件的开闭以及开量大小，遥控器和控制开关8双重设置，方便操作者选择使用。控制开关8可以采用具有液晶显示器的面板式开关或机械开关式，液晶显示器可以显示温度等参数。
39.本发明的工作原理是：通过电控单元接收启动指令后，控制电动压缩机启动，产生高温高压的液体冷媒，并将冷媒通过冷媒管路9送入冷凝器3，冷凝器3上部的散热风机5转动对冷凝器3内的冷媒散热，散热后接近常温的高压液态冷媒流入储液干燥过滤器31内干燥、过滤，然后再通过膨胀阀7节流降压进入蒸发器芯体43成为低温低压的冷媒，同时蒸发器风机42将由进风口411进入第一空间a的热空气吸入并吹向蒸发器芯体43后侧的后第二空间b2，然后横向通过蒸发器芯体43的翅片进行热交换后变为冷空气，冷空气从出风口412吹出并通过通风管6输向室内空间进行降温，而冷媒从蒸发器芯体43流出后经膨胀阀7回到电动压缩机2，完成一个制冷循环。
40.本发明提供的空调机结构紧凑、能效比高、其主要部件的布置方式使得空调机具有最优化的长宽高尺寸，以最小的安装空间获得最大的能效比，提升车体上的安装性，并且工作可靠，对于相同功率的空调机来说，用电量小节电环保；由于没有室内机安装在驾驶室内，不占用驾驶室内空间，不占用天窗位置，不存在漏雨问题，并且冷媒管路9较短节省冷媒用量并减小泄漏风险；空调机便于与车体拆装，结构简单，制造和维护成本低，可作为一机多用的临时空间用移动空调，不使用时也可拆下单独存放，方便储存。
41.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。