CN100373100C - 空调器的室外单元 - Google Patents

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Abstract

一种空调器的室外单元，更具体地讲，一种安装在空调器的室外单元中的电子元件的散热结构。该室外单元包括：压缩机；受液器，用于从引入到压缩机中的制冷剂滤出液态的制冷剂；电子元件，构成用于控制室外单元的操作的控制电路；和热传递材料，用于将从电子元件产生的热量辐射到受液器。该室外单元使用工作为低温热源的受液器和具有高于空气的辐射效率的辐射效率的热传递材料，从而有效地冷却电子元件。

Description

空调器的室外单元
本申请要求已于2004年7月14日提交到韩国知识产权局的第2004-54834号韩国专利申请的利益，该申请全部公开于此，以资参考。
技术领域
本发明涉及一种空调器的室外单元，更具体地讲，涉及一种安装在空调器的室外单元中的电子元件的散热结构。
背景技术
通常，空调器使用制冷循环来工作以冷却或加热室内空间，并且空调器的室外单元包括：压缩机，用于压缩制冷剂；热交换器，用于与室外空气交换热量；和PCB(印刷电路板)，用于控制室外单元的操作。构成控制电路的各种电子元件形成于PCB上。
当操作时，电子元件辐射热量。具体地，由于使用在逆变电路的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)和IPM(智能功率模块)具有大发热值，所以没有被有效地冷却的IGBT和IPM在控制中产生错误并且导致对其部件的损坏。因此，室外单元具有用于从电子元件辐射热量的结构。
如公开号为平成05-187724的日本专利所公开，设置了辐射管脚(radiating pin)的散热器被附到电子元件上，并且使用制冷循环的制冷剂而被冷却。此外，如公开号为平成06-69627的日本实用新型所公开，受液器低于散热器和用于引导在受液器的周围的冷却的空气到散热器的空气引导基板而被安装，从而使用由受液器冷却的空气来辐射来自散热器的热量。
在散热器的热量使用制冷循环的制冷剂而被辐射的情况下，已经穿过散热器的制冷剂产生制冷循环的损失，从而降低制冷循环的效率。此外，在散热器的热量使用在受液器周围的冷却空气而被辐射的情况下，安装在热交换器的前面的空气引导基板中断从热交换器到外部的空气的流动，从而降低热交换器的热交换效率。
发明内容
因此，本发明的一方面在于提供一种空调器的室外单元，其容易地辐射来自电子元件的热量，并且具有高效率的制冷循环。
根据本发明的一方面，本发明提供了一种空调器的室外单元，包括：压缩机；受液器，用于从引入到压缩机中的制冷剂滤出液态的制冷剂；电子元件，构成用于控制室外单元的操作的控制电路；和热传递材料，用于将从电子元件产生的热量辐射到受液器。
该室外单元还可包括：散热器，用于吸收从电子元件产生的热量，并且将热量传递到热传递材料；和管，形成用于将热传递材料从散热器循环到受液器的通道。
散热器可以具有中空箱结构，从而热传递材料穿过散热器。
此外，该散热器可以接触电子元件，并且用于便于热传递的热传递油脂被涂在散热器和电子元件的接触部分。
该管被缠绕在受液器的外围上。
该室外单元还可包括用于产生用于循环热传递材料的力的泵。
该热传递材料可以是防冻溶液。
该热传递材料可由自然对流循环。
该室外单元还可包括安装在受液器中的具有中空箱结构的辐射构件，从而热传递材料穿过辐射构件。
最好，该散热器的散热中心高于辐射构件的散热中心，从而热传递材料被平稳地循环。
散热器和辐射构件可被以纵向方向安装。
更好，散热器的散热中心可比辐射构件的散热中心高10cm或更多。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种空调器的室外单元，包括：压缩机；受液器，用于从引入到压缩机中的制冷剂滤出液态的制冷剂；电子元件，构成用于控制室外单元的操作的控制电路；和散热管，用于将从电子元件产生的热量辐射到受液器。
散热管的加热端可被安装到电子元件，并且散热管的冷凝端可被安装到受液器。
附图说明
通过结合附图对实施例进行下面的描述，本发明这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：
图1是示出根据本发明第一实施例的空调器的室外单元的内部结构的正视图；
图2是在图1的空调器的室外单元中的散热器的安装结构的示意图；
图3是示出根据本发明第二实施例的空调器的室外单元的内部结构的正视图；
图4是在图3的空调器的室外单元中的电子元件的散热结构的示意图；和
图5是示出根据本发明第三实施例的空调器的室外单元的内部结构的正视图；
具体实施方式
现在将详细地描述本发明的实施例，其例子显示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同的部件。以下，通过参考附图来描述实施例以解释本发明。
图1和2示出了根据本发明第一实施例的空调器的室外单元。如图1和2所示，根据第一实施例的室外单元包括：壳体10，限定室外单元的外观；压缩机21，安装在壳体10中，用于压缩制冷剂；和热交换器22，用于在制冷剂和室外空气之间交换热量。
壳体10的内部由隔板11分割成：热交换腔12，在其中安装热交换器22；和压缩腔13，在其中安装压缩机21。用于产生吸取室外空气的力的风扇23安装在热交换器22的前面，并且用于通过其吸取空气的多个通孔10a穿过在热交换腔12中的壳体10的一部分而形成。
用于从从室内单元(没有显示)引入的制冷剂中滤出液态的制冷剂并且仅传送气态制冷剂到压缩机21的受液器24被安装在压缩腔13中。由于由构成制冷循环的蒸发器(没有显示)所蒸发的冷却的制冷剂被引入受液器24中，所以受液器24保持在20℃或低于20℃的温度。
用于控制室外单元的操作的PCB 31被安装在压缩机13的上部，并且构成控制电路的多个电子元件32形成在PCB 31上。以下，用于冷却电子元件32的散热结构将被描述，如下。
具有中空箱结构的散热器33被设置在电子元件32的下表面。散热器33被定位，使得其上表面与电子元件32接触，从而吸收从电子元件32产生的热量。用于便于热传递的热传递油脂被涂在散热器33和电子元件32的接触部分上，并且工作以保持散热器33和电子元件32之间的接触。最好，散热器33由具有高热导率的材料如铝制成。
散热器33和受液器24由构成一连串的循环通道的管34连接。热传递材料沿着管34被循环，从而将从散热器33发射的热量辐射到受液器24。一种溶液，如注入机车引擎的冷却水中的防冻液被用作热传递材料。
当热传递材料穿过散热器33的内部时，热传递材料吸收从电子元件32产生的热量，因此处于高温状态。高温的热传递材料沿着管34循环，并且将热量辐射到受液器24。为了扩大受液器24和管34之间的接触面积，管34在受液器24的外围上缠绕几次。用于产生用于循环热传递材料的力的泵35被安装在管34中。
散热器33的温度由方程(a)、(b)、(c)和(d)计算如下：
Tw＝Tm+q/h         ------(a)
Tm＝Tin+Q/(Cpm)------(b)
m＝ρ·um·A           ------(c)
h＝(λ/De)·Nu             ------(d)
(于此，Tm：混合平均温度，Tin：入口温度，Q：辐射热量的量，Cp：低压比热，m：质量流率，ρ：密度，um：速率，A：面积，h：热传递率，λ：热导率，De：当量直径，Nu：努塞尔数(Nusselt number)，Tw：壁温度，和q：热通量)
从方程(d)得知，水具有是在相同努塞尔数的空气的热传递率的20倍的热传递率，并且从方程(b)得知，水的温度的增加是在相同质量流率的空气的温度的增加的四分之一。即，如此结果显示：根据辐射效率，使用热传递材料如防冻溶液散热器33的辐射要好于使用空气的散热器33的辐射。
图3和4示出根据本发明第二实施例的空调器的室外单元。除了热传递材料由自然对流循环以外，第二实施例的室外单元与第一实施例的室外单元相同。
由于除了电子元件32的散热结构以外，根据第二实施例的室外单元的基本构成与根据第一实施例的室外单元的构成相同，所以仅仅电子元件32的散热结构将被描述，如下。
用于控制室外单元的操作的PCB 131以纵向方向被安装在在其中安装了压缩机121的压缩腔113的一侧中，并且附在PCB 131的电子元件132上的散热器133被以与PCB 131平行地安装在压缩腔113中。与第一实施例相同，散热器133具有中空箱结构，从而热传递材料穿过散热器133。具有中空箱结构的辐射构件140以纵向方向被附到受液器124的外表面。散热器133和辐射构件140由构成用于通过其循环热传递材料的闭合通道的管134连接。
散热器133使用从电子元件132产生的热量来加热热传递材料，并且由于具有增加的体积的热传递材料的浮力来产生上升力，并且辐射构件140将热传递材料的热量辐射到受液器124，并且由于具有减少体积的热传递材料来产生下降力，如此上升和下降力工作以将热传递材料循环到散热器133和辐射构件140，从而冷却电子元件132。
具有在散热器133的入口和出口的温度之间的平均温度的散热器133的位置被称作散热器133的散热中心(A)，具有在辐射构件140的入口和出口的温度之间的平均温度的辐射构件140的位置被称作辐射构件140的散热中心(B)。为了有效地循环热传递材料，最好散热器133的散热中心(A)要被辐射构件140的散热中心(B)高10cm或更多。
图5示出根据本发明第三实施例的空调器的室外单元。与第一和第二实施例不同，根据第三实施例的室外单元不包括用于循环热传递材料的附加管，但包括用于直接地连接电子元件232和受液器224的散热管250。
散热管250工作以有效地传递热量，并且还被称作热传递隧道(tube)。散热管250设置了多个用于使其内部通风的通孔，并且填入挥发性液体。当散热管250的一端被加热时，该液体被蒸发成气体，并且具有热能量的气体被传递到散热管250的另一端。热量从散热管250的另一端辐射，并且该气体被冷凝成液体并且返回到其初始位置。通常，散热管250的主体由从包括铜、不锈钢、陶瓷和钨的组中选择的一个制作，散热管250的内壁由多孔纤维制作，并且填入散热管250的挥发性材料使用从包括甲醇、丙酮、水和水银的组中选择的一个。
在其中加热挥发性液体的散热管250的加热端被附在电子元件232上，并且在其中获得的气体被冷凝成液体的散热管250的冷凝端被附到受液器224，从而导致从电子元件232产生的热量被容易地辐射到受液器224。
从以上描述清楚地看出，本发明提供了一种空调器的室外单元，其使用工作为低温热源的受液器和具有高于空气的辐射效率的辐射效率的热传递材料，从而有效地冷却电子元件。
此外，与使用制冷循环的制冷剂的散热器的传统辐射不同，本发明的室外单元使用单独的用于将热量从散热器辐射到低温受液器的热传递材料，从而防止制冷循环的效率的下降。
此外，与在受液器周围使用空气的散热器的另一传统辐射不同，使用用于将热量直接地从散热器辐射到受液器的热传递材料的本发明的室外单元不需要用于引导在受液器周围的空气的空气引导(channel)基板，并且不中断穿过热交换器的空气的流动，从而防止热交换器的效率的下降。
尽管显示和描述本发明某些实施例，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的原则、精神和由所附权利要求和等同物所限定的范围的情况下，可以在实施例中做出改变。

Claims (12)

1.一种空调器的室外单元，包括：
压缩机；
受液器，用于从引入到压缩机中的制冷剂滤出液态的制冷剂；
电子元件，构成用于控制室外单元的操作的控制电路；
热传递材料，用于将从电子元件产生的热量辐射到受液器；
散热器，用于吸收从电子元件产生的热量，并且将该热量传递到热传递材料；和
管，形成用于将热传递材料从散热器循环到受液器的通道。
2.如权利要求1所述的室外单元，
其中，散热器具有中空箱结构，从而热传递材料穿过散热器。
3.如权利要求2所述的室外单元，
其中，散热器接触电子元件，并且用于便于热传递的热传递油脂被涂在散热器和电子元件的接触部分。
4.如权利要求1所述的室外单元，
其中，管被缠绕在受液器的外围上。
5.如权利要求1所述的室外单元，还包括用于产生用于循环热传递材料的力的泵。
6.如权利要求1所述的室外单元，
其中，热传递材料是防冻溶液。
7.如权利要求1所述的室外单元，
其中，热传递材料由自然对流循环。
8.如权利要求7所述的室外单元，还包括安装在受液器中的具有中空箱结构的辐射构件，从而热传递材料穿过辐射构件。
9.如权利要求8所述的室外单元，
其中，散热器的散热中心高于辐射构件的散热中心，从而热传递材料被平稳地循环。
10.如权利要求9所述的室外单元，
其中，散热器和辐射构件被以纵向方向安装。
11.如权利要求10所述的室外单元，
其中，散热器的散热中心要比辐射构件的散热中心高10cm或更多。
12.一种空调器的室外单元，包括：
压缩机；
受液器，用于从引入到压缩机中的制冷剂滤出液态的制冷剂；
电子元件，构成用于控制室外单元的操作的控制电路；和
散热管，用于将从电子元件产生的热量辐射到受液器；
其中，散热管的加热端被安装到电子元件，并且散热管的冷凝端被安装到受液器。
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