專利名稱：一種空調器的制作方法
技術領域：
本發明涉及空氣調節設備，更具體地說，是涉及一種在特種車、船內使用的空調器。
背景技術：
汽車起重機是裝在普通汽車底盤或特制汽車底盤上的一種起重機，是屬于特種汽車，其行駛駕駛室與起重操縱室分開設置，舒適的工作環境是高效作業的保障，因此，在汽車起重機的行駛駕駛室與起重操縱室均需配置空調器，現有的起重操縱室的空調分為兩類，一類為液壓動力驅動式分體空調，其缺點是空調運行時造成系統壓力波動，影響起重機工作平穩性。如將空調并在回轉油路時，將造成帶載回轉時回轉不平穩，同時安裝及維修復
雜。另一類是直流電驅動定頻分體空調，該空調電力由發動機驅動的發電裝置提供，該類空調的缺點是耗電量大，造成電氣線路承載電流大，電氣線路及中心回轉接頭滑環容易損壞，再則壓縮機頻繁啟停，且啟動電流大，易損壞發電裝置。以上兩類空調均為分體式空調，室內機和室外機用連接管路相聯通以傳輸制冷劑，由于汽車起重機在行車和起重操作的過程中往往振動和顛簸，尤其是起重操縱室在回轉作業時，易造成連接管斷裂及連接處松脫等故障，導致制冷劑泄漏。另一方面，在海運行業或游艇旅游、房車上都需要空調來完成船上房間(或房車內)空氣的調節，給人們提供舒適的環境，目前上述的空調多是分體式定頻空調、空調電力由發動機驅動的發電裝置提供，該類空調普遍存在結構龐大復雜、啟動電流大的缺點。

發明內容
本發明目的為了解決現有汽車起重機等特種車、船所使用的空調器以發動機或液壓系統的動力來驅動空調壓縮機所帶來的特種車工作不穩定、能源消耗大，以及空調器連接管道斷裂及松脫的故障經常出現、難以克服的問題，提供一種電驅動的、高效環保的、整體式空調器，以克服現有技術的不足。本發明采用的技術方案是一種空調器，包括外殼，由壓縮機、蒸發器、毛細管、冷凝器、四通閥組成的制冷系統，電氣控制系統，由蓄電池向空調器提供直流電源；所述外殼的上部設有蒸發室，外殼的下部設有冷凝室，所述蒸發器設置在蒸發室內，所述冷凝器和壓縮機設置在冷凝室內；所述蒸發室內設置蒸發風機，所述冷凝室內設置冷凝風機，所述蒸發風機是貫流風機，所述冷凝風機是軸流風機。優選地，所述蓄電池連接發電機，所述發電機由汽車發動機驅動。優選地，在所述冷凝室內，所述壓縮機設置在冷凝器的左側或右側，所述冷凝風機在冷凝器的前側或后側，所述冷凝風機是外轉子軸流風機。優選地，所述壓縮機是直流變頻壓縮機，所述電氣控制系統包括輸入模塊、主控板、電源控制板、變頻驅動板及負載電路，所述電源控制板包括直流轉換器和控制功能保護電路，所述變頻驅動板包括有逆變電路、檢測壓縮機轉子位置的位置檢測電路、功率模塊，其中，所述位置檢測電路和功率模塊連接主控板。電源控制板實現由低壓直流電到高壓直流電的轉化，并對電壓電流及整個電氣系統提供安全保護功能控制。優選地，所述壓縮機是交流變頻壓縮機，所述電氣控制系統包括輸入模塊、主控板、電源控制板、變頻驅動板及負載電路，所述電源控制板包括直流轉換器和控制功能保護電路，所述變頻驅動板包括驅動1C、IPM功率模塊及周邊控制電路。電源控制板實現由低壓直流電到高壓直流電的轉化，并對電壓電流及整個電氣系統提供安全保護功能控制。優選地，所述壓縮機是定頻壓縮機，所述電氣控制系統包括輸入模塊、功能控制板、電源控制板、軟啟動板及負載電路，所述軟啟動板包括可控硅及可控硅控制電路，所述可控硅與壓縮機的電機定子電連接。優選地，在所述蒸發室與冷凝室之間設有電氣室。優選地，在空調器外殼前面板的上方開有蒸發室送風口、下方開有冷凝室吸風口。
優選地，在空調器外殼后板上開有冷凝室排風口，所述排風口上設有往外排風的風管。優選地，所述外殼頂部設有蒸發室回風口。優選地，所述冷凝風機是內轉子軸流風機。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果I.本發明的空調器采用電驅動的方式，由蓄電池向空調器供電，壓縮機的運轉不受起重機發動機的限制也不影響發動機起吊工作，對起重機液壓系統沒有干擾，使起重機工作平穩，是一款設計合理、低碳節能的空調器。2.本發明的空調器是整體式空調，結構緊湊，安裝方便，比之分體式空調器具有巨大的成本優勢和不易泄漏的優點。3.本發明的空調器可以采用多種壓縮機的控制方式，包括直流變頻空調壓縮機、交流變頻空調壓縮機或者是定頻壓縮機，變頻壓縮機可避免壓縮機間歇啟停所帶來的較大電量的消耗，使其處于連續的運轉狀態，節能環保，工況穩定。且變頻壓縮機低頻啟動，啟動電流小，對發電機輸出功率要求小，有利于保護發電裝置。而定頻壓縮機在加入軟啟動控制后，其啟動電流由小漸增，可克服帶軟啟動的定頻壓縮機啟動電流大、影響電網及其它電氣元件工作壽命的缺陷，同時，采用軟啟動控制及定頻壓縮機空調器兼具成本低、控制系統成熟穩定的優點。


圖I是本發明的空調器結構示意圖；圖2是本發明的空調器的機殼結構示意圖；圖3是圖I所示的空調器的背部結構示意圖；圖4是本發明采用變頻壓縮機的空調器電控原理框圖；圖5是本發明采用軟啟動控制的定頻壓縮機的空調器電控原理框圖；圖6是本發明采用軟啟動控制的定頻壓縮機的空調器電路圖。附圖中，各標號表不:I蒸發室2電氣室3冷凝室4直流變頻壓縮機 5變頻驅動板 6蓄電池 7電源控制板
8主控板 9輸入模塊 10散熱風扇11蒸發室回風口 12蒸發室出風口 13蒸發風機31冷凝室吸風口 32冷凝室排風口 33冷凝風機 34法蘭61定頻壓縮機 62軟啟動板63電源控制板65蓄電池66功能控制板 67輸入模塊
具體實施例方式實施例一本發明的空調器是一體式的直流變頻空調器，空調器的制冷量和制熱量隨工作頻率的變化而變化。本發明的空調器由蓄電池提供直流工作電源，蓄電池的設計工作運行時間為5小時，工作電壓DC24V，發電機功率> 1000W。參見圖1，特種車空調器高1031mm，寬 744mm，厚230mm，殼體以隔板分為三大區間，分別是蒸發室I、電氣室2、冷凝室3。在蒸發室內設置蒸發器、蒸發風機13，在電氣室內放置的是主控板8、電源控制板7、變頻驅動板5等電氣組件。在冷凝室內設置的是壓縮機、冷凝器、冷凝風機33。毛細管或其他的節流元件將冷凝器和蒸發器連接起來，在蒸發室內的蒸發器的另一端通過制冷管道與冷凝室內的壓縮機連接。本發明將現有的空調室內機與室外機組合為一體，采用上蒸發、下冷凝的布局方式，由于制冷系統各主要部件結構布局緊湊，蒸發器與冷凝器統一固定在空調器外殼上，可減少振動的沖擊，徹底解決了目前起重機空調器制冷管道易斷裂和松脫而導致制冷劑泄漏的老大難問題。本發明的空調器安裝在起重機的上車駕駛座位的背后，在距離車座靠背50mm的地方，根據空調底座螺釘孔的位置在上車地板上鉆取四個直徑為IOmm的通孔將空調器固定在地板上。空調器蒸發室I的正面設有蒸發室回風口 11，空調器的頂部設有上車室內空氣的蒸發室出風口 12，蒸發風機13是貫流風扇。見圖2，在空調器外殼背部冷凝室的區域上設有冷凝室排風口 32，通過風管排出艙外，在空調器背后上車靠墻位置鉆一個直徑約200mm的大孔，周圍對應位置鉆4個直徑7_的小孔，將標配的法蘭34用緊固件固定在墻上，風管的一端連接冷凝室排風口 32，另一端連接上車靠墻的法蘭34，便于出風。而冷凝室吸風口 31設在空調器的外殼正面，位于駕駛座的下方區域。在距離空調器前面板冷凝進風口正前方約20mm的地板上鉆若干排直徑為IOmm的通孔,孔間距為5mm,每排18-20個通孔，該通孔為冷凝風輔助進風孔，車外空氣與車內空氣一起從冷凝進風口進入冷凝倉與冷凝器交換熱量，足夠的風量可使換熱量增大，便于設備制冷(制熱)能力的提升。由于上車后背靠墻與駕駛座之間的距離很小，空調器的寬度設計不能大于210mm，基于通用性的考慮，本發明的空調器設計寬度為203_，這樣的寬度設計對于目前的家用、商用、特種空調來說，是達不到的，目前，整體式移動空調的整機寬度均在400_左右，其冷凝風機多采用離心式或貫流式，風機與風道的結構限制了冷凝室的大體結構，風機的軸向厚度極少有小于IOOmm的，占用的空間大，再加上冷凝換熱器的厚度、甚至還要考慮加上壓縮機的占用空間(如移動空調的結構)。本發明為了設計一款超薄型的空調器，在冷凝室的結構上，冷凝器與壓縮機左右分布在冷凝室內，在冷凝器的前方或后方設置超薄型的冷凝風機33——外轉子軸流風機，使風扇電機的軸向尺寸得到減小，從而可使冷凝室的軸向寬度減小。超薄型外轉子軸流風機的結構主要包括軸流式葉輪和外轉子電動機，其中葉輪的輪轂與外轉子同軸固定為一體，使得風機葉輪的軸向厚度同電動機的厚度重疊，從而縮短了軸流風機的軸向厚度，也使得超薄型空調得以實現。冷凝風機使用外轉子軸流風機是基于換熱風機的空間大小來設計的，由于內轉子軸流風機的成本比外轉子軸流風機的成本低,為了節省空調成本,作為另一種實施的方式，本發明的空調器使用內轉子軸流風機作為冷凝風機。將冷凝器設置在冷凝室的里側緊貼進風口，將內轉子軸流風機正放在冷凝室排風口上，且冷凝器的翅片寬度設計考慮空調器的寬度(203_)和內轉子軸流風機的工作空間需要。目前的小轎車上使用的車載空調多采用直流定頻的電氣控制模式，利用汽車上的蓄電池作為提供直流電源，但是，定頻壓縮機頻繁啟停、啟動電流大，易損壞發電機，并且容易造成電氣線路承載電流大、電氣線路及中心回轉接頭滑環容易損壞。因此，本發明采用直流變頻控制模式以解決直流定頻空調存在的不足。參見圖3，本發明的空調器采用變頻壓縮機4，由蓄電池6向主控板8和DC24-DC240電源控制板7提供24V的工作電壓，電源控制板7并提供15V電壓供變頻驅動板5工作。變頻驅動板5、主控板8與電源控制板7以RS485·協議通訊連接，電源控制板7通過升壓電路將24V直流升壓為240V，并向系統的散熱風扇10提供電源。空調器冷凝風機33、蒸發風電機13由主控板8驅動，輸入模塊9與主控板8通訊連接，主控板8讀取通訊控制訊號、啟停控制信號、控制模式信號、溫度設定與實時采集信號、電流電壓信號等等，進而生成冷凝風機33 (外轉子軸流風機)、蒸發風機13 (貫流風機)、及壓縮機變頻控制信號并將數據輸出。本發明采用的是直流變頻壓縮機，因此，變頻驅動板5上包括逆變控制模塊、IPM功率模塊、位置檢測電路。逆變控制模塊通過IPM控制電路將240V高壓直流電逆變為三相交流電連接壓縮機的三相輸入端，位置檢測電路檢測直流變頻壓縮機的相電流反饋給驅動IC來計算求得當前壓縮機轉子位置來控制IPM功率模塊。蓄電池作為空調器的工作能源，通過起重機的發動機的驅動而被充電，其原理與轎車上的蓄電池充電原理相同，在起重機從出發地點行車到工作地的過程中，發動機向蓄電池6充電，蓄電池容量為150AH，充滿電后，若發動機停止充電，蓄電池6可保證空調工作時間在5小時左右，可滿足一般作業的需要了。本發明的空調器采用直流變頻技術，通過調節壓縮機的轉速來調整制冷的能力，能夠保持車內溫度平穩，使人體感覺舒適，而且變頻機在低頻運行，能效非常高，達到高效節能的效果。實施例二本發明的整體式空調器，其壓縮機可采用交流變頻空調壓縮機，壓縮機處于連續的運轉狀態，通過調節壓縮機的轉速來調整制冷的能力，可避免了壓縮機間歇啟停所帶來的電量消耗。采用交流變頻控制時，壓縮機控制電氣電路包括主驅動1C、IPM功率模塊及周邊控制電路。主驅動IC設置在空調器的電氣室內，其主要的功能是完成各種運算，產生SPWM波形，實現壓縮機V/F曲線的控制并提供各種保護等。IPM功率模塊及其周邊控制電路用以完成高壓直流電到交流電的逆變過程，以此控制交流變頻壓縮機的運行。實施例三本發明的整體式空調器，其壓縮機可采用定頻空調壓縮機，同時加入軟啟動控制。參見圖5，空調的電氣控制系統由功能控制板66、電源控制板63、軟啟動板62以及與上述各控制板電連接的輸入模塊67、蒸發風機、冷凝風機、定頻壓縮機61等負載單元。功能控制板66與電源控制板63通訊連接，蓄電池65向電源控制板提供24V電源，電源控制板通過逆變升壓電路將24V直流電轉換為220V交流電，輸出至定頻壓縮機61上。參見圖6，軟啟動板是采用可控硅N2作為調壓器，將其接入電源和電動機定子之間控制電機啟動的。使用軟啟動板啟動壓縮機時，可控硅的導通角逐漸增大，輸出電壓逐漸增加，壓縮機電機逐漸加速，直到可控硅全導通，電機工作在額定電壓。待電機達到額定轉速時，啟動過程結束，軟啟動自動用繼電器Kl導通取代已完成任務的可控硅，為壓縮機正常運轉提供額定電壓。·
權利要求
1.一種空調器，包括外殼，由壓縮機、蒸發器、毛細管、冷凝器、四通閥組成的制冷系統，電氣控制系統，其特征在于由蓄電池向空調器提供直流電源；所述外殼的上部設有蒸發室，外殼的下部設有冷凝室，所述蒸發器設置在蒸發室內，所述冷凝器和壓縮機設置在冷凝室內；所述蒸發室內設置蒸發風機，所述冷凝室內設置冷凝風機，所述蒸發風機是貫流風機，所述冷凝風機是軸流風機。
2.根據權利要求I所述的空調器，其特征在于所述蓄電池連接發電機，所述發電機由汽車發動機驅動。
3.根據權利要求2所述的空調器，其特征在于在所述冷凝室內，所述壓縮機設置在冷凝器的左側或右側，所述冷凝風機在冷凝器的前側或后側，所述冷凝風機是外轉子軸流風機。
4.根據權利要求2所述的空調器，其特征在于所述壓縮機是直流變頻壓縮機，所述電氣控制系統包括輸入模塊、主控板、電源控制板、變頻驅動板及負載電路，所述電源控制板包括直流轉換器和控制功能保護電路，所述變頻驅動板包括有逆變電路、檢測壓縮機轉子位置的位置檢測電路、功率模塊，其中，所述位置檢測電路和功率模塊連接主控板。
5.根據權利要求2所述的空調器，其特征在于所述壓縮機是交流變頻壓縮機，所述電氣控制系統包括輸入模塊、主控板、電源控制板、變頻驅動板及負載電路，所述電源控制板包括直流轉換器和控制功能保護電路，所述變頻驅動板包括驅動1C、IPM功率模塊及周邊控制電路。
6.根據權利要求2所述的空調器，其特征在于所述壓縮機是定頻壓縮機，所述電氣控制系統包括輸入模塊、功能控制板、電源控制板、軟啟動板及負載電路，所述軟啟動板包括可控硅及可控硅控制電路，所述可控硅與壓縮機的電機定子電連接。
7.根據權利要求3或4或5或6所述的空調器，其特征在于在所述蒸發室與冷凝室之間設有電氣室。
8.根據權利要求7所述的空調器，其特征在于在空調器外殼前面板的上方開有蒸發室送風口、下方開有冷凝室吸風口。
9.根據權利要求8所述的空調器，其特征在于在空調器外殼后板上開有冷凝室排風口，所述排風口上設有往外排風的風管。
10.根據權利要求9所述的空調器，其特征在于所述外殼頂部設有蒸發室回風口。
11.根據權利要求2所述的空調器，其特征在于所述冷凝風機是內轉子軸流風機。
全文摘要
本發明公開了一種空調器，包括外殼，由壓縮機、蒸發器、毛細管、冷凝器、四通閥組成的制冷系統，電氣控制系統，由蓄電池向空調器提供直流電源；所述外殼的上部設有蒸發室，外殼的下部設有冷凝室，所述蒸發器設置在蒸發室內，所述冷凝器和壓縮機設置在冷凝室內；所述蒸發室內設置蒸發風機，所述冷凝室內設置冷凝風機，所述蒸發風機是貫流風機，所述冷凝風機是軸流風機。本發明的空調器是整體式空調，其結構緊湊，安裝方便，比之分體式空調器具有巨大的成本優勢和不易泄漏的優勢。空調器由蓄電池提供電源，壓縮機的運轉不受起重機發動機的限制也不影響發動機起吊工作，對起重機液壓系統沒有干擾，使起重機工作平穩。空調器的運行無需依賴特種車的動力源，大大降低了特種車空調器的使用能耗，是一款設計合理、低碳節能的空調器。
文檔編號F24F1/02GK102889649SQ20111020098
公開日2013年1月23日 申請日期2011年7月18日 優先權日2011年7月18日
發明者王康平 申請人:王康平