林思軒

（TCL空調(diào)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(yè)帶來巨大壓力，雖然人們生活水平也跟隨提高，但“物美價(jià)廉”的產(chǎn)品永遠(yuǎn)會(huì)得到消費(fèi)者的青睞，每個(gè)消費(fèi)者都希望能買到性價(jià)比最高的產(chǎn)品。這要求各制造商在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下不斷對(duì)產(chǎn)品的研發(fā)的提高要求，降低成本。然而多數(shù)生產(chǎn)廠商往往會(huì)在原材料價(jià)格和產(chǎn)品零件數(shù)量上考慮節(jié)省產(chǎn)品成本，這常常在使產(chǎn)品成本得到一定降低的同時(shí)也降低了產(chǎn)品的質(zhì)量。如果要既不影響產(chǎn)品質(zhì)量又能降低產(chǎn)品成本，要求對(duì)進(jìn)行產(chǎn)品不斷創(chuàng)新，使產(chǎn)品在成本和功能上有優(yōu)勢(shì)，從而增加市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

1 傳統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)面積的結(jié)構(gòu)方案

風(fēng)量是空調(diào)一個(gè)重要參數(shù)，是影響空調(diào)能效的一個(gè)關(guān)鍵，相對(duì)來說風(fēng)量小功率大能效低，風(fēng)量大功率低能效高。空調(diào)吸風(fēng)量(空氣的體積流量)大小也是影響空調(diào)制冷和制熱能力重要因素，而掛壁式空調(diào)室內(nèi)機(jī)決定內(nèi)機(jī)風(fēng)量大小主要有兩大因素：空調(diào)進(jìn)風(fēng)面積和貫流風(fēng)扇組件（含電機(jī)）。而目前市面上掛壁式空調(diào)室內(nèi)機(jī)進(jìn)風(fēng)面積由底座、面板和中框進(jìn)風(fēng)格柵的結(jié)構(gòu)決定，而且這三者的進(jìn)風(fēng)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(zhuǎn)軸（指引3）做翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

市面上常見幾種進(jìn)風(fēng)面積設(shè)計(jì)方案具體如下：

（1）在、中框、面板后側(cè)或加之面板頂部設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)格柵。這種方案這三個(gè)零件的格柵孔的面積之和就是掛壁式空調(diào)室內(nèi)機(jī)進(jìn)風(fēng)面積。如圖2指引1是底座的進(jìn)風(fēng)格柵；指引2是中框進(jìn)風(fēng)格柵，指引3是面板的進(jìn)風(fēng)格柵。

（2）在中框后側(cè)和面板后側(cè)設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)格柵（底座四周被中框裹?。?，如圖3指引1是中框進(jìn)風(fēng)格柵，指引2是面板的進(jìn)風(fēng)格柵。這兩個(gè)零件格柵的面積就是進(jìn)風(fēng)面積。

（3）在底座和中框后側(cè)設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)格柵，這兩個(gè)零件格柵的面積就是進(jìn)風(fēng)面積。如圖4指引1是中框進(jìn)風(fēng)格柵，指引2是面板的進(jìn)風(fēng)格柵。

（4）在底座、中框、面板后側(cè)或面板頂部設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)格柵。如圖5指引1為底座進(jìn)風(fēng)格柵，指引3是中框的進(jìn)風(fēng)格柵，指引2是面板的進(jìn)風(fēng)格柵。面板通過電機(jī)作用也可以升起。但目前市面上面板能升起更多是區(qū)別于傳統(tǒng)的面板翻轉(zhuǎn)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(jìn)風(fēng)面積。

由以上幾種市面上空調(diào)進(jìn)風(fēng)面積設(shè)計(jì)方案可見：目前進(jìn)風(fēng)面積大小基本由機(jī)型體積大小決定，即“體形大進(jìn)風(fēng)面積大，體形小進(jìn)風(fēng)面積小”。這些傳統(tǒng)設(shè)計(jì)局限性：空調(diào)體積決定空調(diào)制冷、制熱能力。由于進(jìn)風(fēng)面積相對(duì)小風(fēng)量也相對(duì)小，即使能提高貫流風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速來提高風(fēng)量，這樣代價(jià)換來是功率高、耗能高造成空調(diào)能效低。因而基本由空調(diào)體積決定其能力（制冷、制熱能力）而造成產(chǎn)品的成本高常常較高，難以制造出高能效、節(jié)能的空調(diào)。

2 產(chǎn)品創(chuàng)新點(diǎn)

基于目前沒有一種空調(diào)能夠調(diào)節(jié)自身進(jìn)風(fēng)面積的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為克服傳統(tǒng)空調(diào)一款結(jié)構(gòu)其進(jìn)風(fēng)面積固定不變的局限性，本文提供一種新型的能調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)面積的空調(diào)面板及中框結(jié)構(gòu)方案：

面板前邊緣嵌在中框內(nèi)部（圖7指引7是面板前邊緣和指引8是中框內(nèi)部槽），面板兩側(cè)及后側(cè)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(cè)設(shè)計(jì)齒條及導(dǎo)軌，在中框前側(cè)設(shè)計(jì)凹槽，在凹槽兩邊及中框后側(cè)兩邊設(shè)計(jì)齒輪結(jié)構(gòu)，齒輪由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，使面板能夠在電機(jī)控制下通過齒輪、齒條的作用做升降運(yùn)動(dòng)，面板在升高到最高點(diǎn)時(shí)面板后側(cè)上邊緣到中框的距離是前側(cè)邊緣到中框兩到三倍，而在面板做升降運(yùn)動(dòng)整個(gè)過程中面板前側(cè)、左右兩側(cè)和中框都是密封的，所以面板升高時(shí)能達(dá)增加大進(jìn)風(fēng)面積的作用。當(dāng)中框設(shè)計(jì)成前高后低的側(cè)面是弧狀時(shí)，這種增大進(jìn)風(fēng)面積效果更明顯。

這種設(shè)計(jì)思路就是：使用時(shí)空調(diào)“漲大體積”高效地工作；不工作時(shí)“縮小體積”節(jié)約空間，且可以降低本身材料及運(yùn)輸、包裝等成本。這種方案設(shè)計(jì)較小的空調(diào)體積能調(diào)節(jié)到較大進(jìn)風(fēng)面積從而使通過蒸發(fā)器的空氣體積流量較大，為開發(fā)高能效的機(jī)型起到重要作用，同時(shí)打破了傳統(tǒng)空調(diào)“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(shí)也彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)型因?yàn)檫M(jìn)風(fēng)面積不大，只能通過消耗更高功率來提高風(fēng)量的缺陷。這種設(shè)計(jì)不但能達(dá)到“小機(jī)型小高能量、高能效”作用，而且為降低空調(diào)成本指出新的方向，有重大參考價(jià)值。

2.1 面板結(jié)構(gòu)

面板設(shè)計(jì)成兩面和后側(cè)面罩住中框上半部分，面板和中框后側(cè)設(shè)計(jì)進(jìn)風(fēng)格柵，面板前邊緣嵌入中框20mm～60mm具體視機(jī)型大小定（圖6指引1是面板指引2是中框）。面板前后兩側(cè)設(shè)計(jì)齒條結(jié)構(gòu)后側(cè)齒條下端同時(shí)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)，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(cè)和前側(cè)的齒條各兩個(gè)，指引6是齒條上的轉(zhuǎn)軸，指引8是面板前緣。

2.2 中框結(jié)構(gòu)

中框前緣設(shè)計(jì)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(zhuǎn)（圖7指引7）。在槽的底部?jī)啥烁髟O(shè)計(jì)兩條縱向?qū)Р郏髠?cè)也設(shè)計(jì)兩條縱向?qū)Р郏▓D11指引4）這四條導(dǎo)槽供面板上下運(yùn)動(dòng)的。在中框設(shè)計(jì)八個(gè)（或四個(gè)）齒輪，八個(gè)（或四個(gè)）齒輪分別由四個(gè)（或兩個(gè)）步進(jìn)電機(jī)控制（當(dāng)左右兩齒輪小于600mm時(shí)，兩側(cè)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(cè)的兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)）。如圖7指引b是中框4和5是齒輪，指引3是步進(jìn)電機(jī)。

2.3 實(shí)施方案

（1）圖6和圖7是空調(diào)面板未升高時(shí)的狀態(tài)，此時(shí)內(nèi)機(jī)進(jìn)風(fēng)面積最小體積也最小。當(dāng)空調(diào)啟動(dòng)時(shí)通過遙控器調(diào)節(jié)，步進(jìn)電機(jī)（圖9指引3）帶動(dòng)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(yùn)動(dòng)。升高時(shí)面板前側(cè)齒條比后側(cè)短故面板前側(cè)到達(dá)最高點(diǎn)，此時(shí)前側(cè)齒條上轉(zhuǎn)軸卡在中框定位孔上（圖11指

表1 當(dāng)室內(nèi)機(jī)面板升到最高位置時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)

表2 當(dāng)面板升到中間位置時(shí)的測(cè)試數(shù)據(jù)

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

轉(zhuǎn)速(rpm) 821 905 962 986 1020 1080 1105 1183 1215 1230 1262風(fēng)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(zhuǎn)軸，指引3是中框定位孔）。面板后側(cè)齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)直至面板后側(cè)轉(zhuǎn)軸到中框最高點(diǎn)的定位孔（圖11中指引2和3），此時(shí)升到最高位置內(nèi)機(jī)進(jìn)風(fēng)面積最大從而達(dá)到增大進(jìn)風(fēng)面積的提高風(fēng)量作用(如圖9和圖8)。當(dāng)不使用空調(diào)時(shí)通過手動(dòng)或搖空器操作面板向下降低直至動(dòng)到最低點(diǎn)此時(shí)內(nèi)機(jī)體積最?。▓D6和圖7）。

表4 噪聲限值（聲壓級(jí)）

表5 制冷（制熱）能力試驗(yàn)

圖12 蒸發(fā)器

（2）當(dāng)面板升到最高位置時(shí)面板前后側(cè)兩齒條上的轉(zhuǎn)軸和中框上孔同軸，此時(shí)通過手動(dòng)作用面板，可以打開面板并以后軸軸心做翻轉(zhuǎn)面板以便過濾網(wǎng)和電纜線，信號(hào)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(fā)器結(jié)構(gòu)

蒸發(fā)器設(shè)計(jì)成折四超薄型，這樣盡可能節(jié)省體積，而且當(dāng)面板上升時(shí)蒸發(fā)器盡可能吸收更多空氣的體積流量（風(fēng)量），蒸發(fā)器位2排φ7，片距1.25mm，4折。如圖12所示。

3 室內(nèi)相關(guān)性能測(cè)試

對(duì)以上創(chuàng)新結(jié)構(gòu)以制冷（制熱）能力為3500W（1.5匹）的機(jī)型做了以下測(cè)試驗(yàn)證。

3.1 風(fēng)量和噪聲測(cè)試

測(cè)試風(fēng)量、噪聲、功率，結(jié)果見表1～表4。結(jié)果表明，當(dāng)面板升高到最高點(diǎn)時(shí)，風(fēng)量變化非常明顯。噪聲測(cè)試符合國(guó)標(biāo)《GB/T 7725-2004》和《GB 19606-2004》的標(biāo)準(zhǔn)壓要求，噪聲值符合表4的規(guī)定。

3.2 凝露試驗(yàn)

按國(guó)標(biāo)GB/T 7725-2004的相關(guān)規(guī)定，對(duì)測(cè)試樣機(jī)進(jìn)行凝露試驗(yàn)。結(jié)果表明，空調(diào)在試驗(yàn)期間和試驗(yàn)結(jié)束，都符合以下要求：

（1）室內(nèi)機(jī)風(fēng)道內(nèi)沒有水珠滴落或飛出；

（2）對(duì)于分體壁掛式、窗式空調(diào)，不超過5滴凝露水珠滴下；

（3）室內(nèi)機(jī)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(nèi)機(jī)的掛墻板表面沒有凝露水珠。

3.3 制冷（制熱）能力試驗(yàn)

參考標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 7725-2004》、《EN 14511-1-2004》、《EN 14511-2-2004》、《EN 14511-3-2004》和《EN 14511-4-2004》，對(duì)樣機(jī)的制冷（制熱）能力進(jìn)行測(cè)試，如表5。結(jié)果表明，測(cè)試結(jié)果符合以上規(guī)定要求也滿足使用要求。

4 結(jié)束語

本文提出了一種實(shí)用新型壁掛式空調(diào)室內(nèi)機(jī)面板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過面板升降改變進(jìn)風(fēng)面積，從而改變空氣通過蒸發(fā)器的流量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的同時(shí)，減小了體積。該方案是一種創(chuàng)新性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，克服了傳統(tǒng)空調(diào)進(jìn)風(fēng)面積固定不變的局限性。