CN103597289A - 具有冷却模块的空调 - Google Patents

Abstract

提供一种空调，其包括：压缩机；冷凝器；膨胀装置；以及蒸发器；所述空调还包括：电气单元，其包括电子部件以使所述空调运转；冷却模块，布置在所述电气单元的至少一侧，以消除所述电气单元产生的热量；以及至少一部分制冷剂管，以将从蒸发器排出的制冷剂供应到冷却模块，其中供应到冷却模块的制冷剂与电气单元换热，然后流到压缩机。

Description

具有冷却模块的空调

技术领域

本发明涉及空调，具体地涉及具有冷却模块的空调。

背景技术

空调用来根据期望的目标与喜好使室内空气维持在预定状态。例如，空调用来在夏季保持室内空气凉爽，冬季保持室内空气温暖。另外，空调用来调整室内空气的湿度以提供愉快干净的环境。在空调的冷却环路中，制冷剂可在制冷或制热模式下被压缩、冷凝、膨胀和蒸发以运转。

空调能够分成：室内单元与室外单元分离的分体式空调；以及室内单元与室外单元一体的一体式空调。室外单元包括与室外空气换热的室外换热器，室内单元包括与室内空气换热的室内换热器。

当空调以制冷模式运转时，室外换热器用作冷凝器，室内换热器用作蒸发器。当空调以制热模式运转时，室内换热器用作冷凝器，室外换热器用作蒸发器。

电气单元布置在空调的室内单元以使空调运转。这样的电气单元包括多个控制部件。

当空调运转时，空调的电气单元可产生许多热。电气单元的温度可升高到约70℃到80℃。

如果空调的电气单元未被充分冷却，则电气单元的部件可能操作异常。然后，空调会不适当地运转。例如，空调的交换操作可被不充分地执行，或空调可异常。

因此，在现有技术的空调中，具有高导热率的基片布置在电气单元的一侧，以通过与室外空气（散热器结构）换热而冷却电气单元。

然而，这种散热器结构在热区（例如，室外温度达到约50℃的区域）不是很有效。

发明内容

技术问题

本发明提供一种空调，其中电气单元能被有效率地冷却。

问题的解决方案

在一个实施例中，提供一种空调，该空调包括：压缩机；冷凝器；膨胀装置；蒸发器；空调还包括：电气单元，包括电子部件，以使空调运转；冷却模块，布置在电气单元的至少一侧，以消除电气单元产生的热量；以及至少一部分制冷剂管，以将蒸发器排出的制冷剂供应到冷却模块，其中供应到冷却模块的制冷剂与电气单元换热，然后流到压缩机。

在另一实施例中，提供一种空调，该空调包括：压缩机；冷凝器；膨胀装置；以及蒸发器；空调还包括：电气单元，包括电子部件，以使空调运转；冷却模块，至少布置在电气单元的一侧，以消除电气单元产生的热量；以及至少一部分制冷剂管，以将冷凝器排出的制冷剂供应到冷却模块，其中供应到冷却模块的制冷剂与电气单元换热，然后流到蒸发器。

附图和以下描述陈述了一个或多个实施例的细节。从说明书、附图和权利要求书中，其它特征将变得明显。

本发明的有益效果

如上所述，根据本发明，电气单元能够使用冷却环路的制冷剂冷却，以防止电气单元的控制部件发生问题和空调出现异常表现。

另外，由于低温制冷剂在被引导到压缩机之前被引导到电气单元，所以电气单元与制冷剂之间的换热能够更高效。特别地，即便当空调用于热区时，电气单元也能被有效地冷却。

另外，由于通过使冷却剂管延伸到电气单元或形成制冷剂通道而使电气单元冷却，所以在无需使用附加的部件来冷却电气单元的情况下就能够设置具有简单结构的冷却装置（冷却模块）。

此外，能够设置与电气单元分离的冷却装置。也就是说，冷却装置甚至能够布置在小的室外单元中，因此室外单元的内部空间能被有效地使用。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的空调的视图。

图2是示出根据第一实施例的室外单元的内部结构的立体图。

图3是示出根据第一实施例的空调的示意图。

图4是示出根据第一实施例的电气单元和冷却模块的组件的立体图。

图5是示出根据第一实施例的冷却模块的立体图。

图6是沿图5的线II-II'截取的剖视图。

图7是沿图4的线I-I'截取的剖视图。

图8是示出根据第二实施例的电气单元和冷却模块的组件的剖视图。

图9是示出根据第三实施例的冷却模块的立体图。

图10是示出根据第四实施例的制冷剂环路的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述实施例。然而，本发明提出的精神和范围不局限于这些实施例。本领域普通技术人员将容易提出处于该精神与范围内的其它实施例。

图1是示出根据第一实施例的空调的立体图，图2是示出根据第一实施例的室外单元10的内部结构的立体图。

参照图1和图2，第一实施例的空调1包括构造为与室外空气换热的室外单元10、布置在室内区域以与室内空气换热的室内单元20以及连接室外单元10与室内单元20的管30。

室外单元10包括构成室外单元10的外部并容置多个部件的外壳100。外壳100包括入口格栅（图中未示）和排出格栅105。室内空气通过入口格栅被吸入外壳100，换热之后，空气通过排出格栅105排出。排出格栅105可设置为多个。在此情况下，排出格栅105可竖向设置。

外壳100容纳：构造为压缩制冷剂的压缩机110，构造为在制冷剂引入压缩机110之前从制冷剂分离液体部分的气液分离器115，室外换热器（121，122）以及构造为向室外换热器（121，122）吹送室外空气的吹风扇130。

外壳100包括：吹风机室101，其中布置有室外换热器（121，122）；以及机器室102，其中布置有压缩机110和气液分离器115。吹风机室101与机器室102可被屏障103分开。

换热器（121，122）包括制冷剂管121和换热鳍片122。制冷剂流经制冷剂管121，换热鳍片122有利于制冷剂与室外空气之间的换热。制冷剂管121可穿过换热鳍片122布置。室外换热器（121，122）可沿外壳100的长度方向从外壳100的上侧延伸到下侧。另外，室外换热器（121，122）可从后表面以反L的形状弯曲到外壳100的侧表面。

吹风扇130可布置在排出格栅105的后侧。吹风扇130可设置多个。在此情况下，吹风扇130可布置在外壳100的上部部分和下部部分。吹风扇130的数量和排出格栅105的数量不限。例如，一个吹风扇130和一个排出格栅105可根据室外换热器（121，122)的长度或配置来设置。

包括多个控制部件的电气单元200布置在机器室102中。例如，电气单元200可布置在压缩机110的上侧。

图3是示出根据第一实施例的空调1的示意图。

参照图3，第一实施例的空调1包括：构造为压缩制冷剂的压缩机110；以及构造为将制冷剂从压缩机110引导到室外换热器（121，122）或室内换热器（151，152）的四路阀113。

如果空调1以制冷模式运转，则室外换热器（121，122）用作冷凝器。在此情况下，从压缩机110排出的制冷剂通过四路阀113被引入室外换热器（121，122）。如果空调1以制热模式运转，则室内换热器（151，152）用作冷凝器。在此情况下，从压缩机110排出的制冷剂通过四路阀113被引入室内换热器（151，152）。

现在将给出空调1以制冷模式运转的示例性说明。图3示出制冷剂在制冷模式下的流动。

室外单元10包括：构造为将室外空气吹送到室外换热器（121，122）的吹风扇130；以及配置为驱动吹风扇130的风扇电机132。另外，室外单元10包括膨胀装置140，制冷剂在经过室外换热器（121，122）之后在该膨胀装置140中使制冷剂减压。

室内单元20包括室内换热器（151，152）。在经过膨胀装置140之后，制冷剂被引入室内换热器（151，152）并在室内换热器（151，152）中蒸发。室内换热器（151，152）包括制冷剂管151和换热鳍片152。制冷剂在制冷剂管151中流动，换热鳍片152有利于制冷剂与室内空气之间换热。室内吹风扇160与风扇电机162布置在室内换热器（151，152）的一侧。

制冷剂管50和从制冷剂管50分支的分支管32布置在室内换热器（151，152）的出口侧与压缩机110的进口侧之间。制冷剂管50可被称为主管，分支管32可被称为分支管或分支管道。

流量控制器170设置在制冷剂管50上的分支管32分支的位置，以便控制制冷剂流向分支管32的流速。流量控制器170包括阀装置。制冷剂管50中流动的制冷剂的至少一部分可通过调整流量控制器170的开口角度而被引导到分支管32。

电气单元200布置在分支管32的一侧。流经分支管32的制冷剂可与电气单元200换热。例如，在分支管32中流动的制冷剂的温度可以是约10℃，因为制冷剂已经通过室内换热器（151，152），电气单元200的温度可以是约70℃到80℃。因此，由于制冷剂与电气单元200之间的温差，电气单元200可被冷却。也就是说，可从电气单元200消除热量。

与电气单元200换热之后，分支管32中流动的制冷剂与制冷剂管50中流动的制冷剂在接头部件55混合。于是，制冷剂通过四路阀113流到压缩机110。

这样，由于制冷剂从室内换热器（蒸发器）（151，152）通过电气单元200流到压缩机110，所以能够从电气单元200消除热量。因此，电气单元200能够保持在预定温度以稳定运转。

另一方面，如果空调1以制热模式运转，则电气单元200可布置在压缩机110的进口侧与用作蒸发器的室外换热器（121，122）的出口侧之间。如果空调1以标准制热模式运转，则由于室外空气的温度可能低，所以电气单元200可自然地被室外空气冷却。因此，电气单元200在制热模式下通过制冷剂的冷却比制冷模式的少。

再次参照图3，尽管流量控制器170、电气单元200、分支管32和接头部件55被示出为位于室外单元10中，但是在可选实施例中这些部件能够安装在室内单元20中。因此，上述部件可按照需要安装在室外单元10中，或安装在室内单元20中，或安装在室外单元10和室内单元20中。

图4是示出根据第一实施例的电气单元200和冷却模块250的组件的立体图；图5是示出根据第一实施例的冷却模块250的立体图；图6是沿图5的线II-II'截取的剖视图；以及图7是沿图4的线I-I'截取的剖视图。

参照图4到图7，第一实施例的电气单元200包括电气板210和布置在电气板210上的多个电子部件220。电气板210可以是电气单元200的主体。电子部件220包括第一加热部件261和第二加热部件262。

冷却模块250布置在电气单元200的一侧以冷却电气单元200。第一加热部件261和第二加热部件262可布置在电气板210的面向冷却模块250的顶侧的底侧。换言之，第一加热部件261和第二加热部件262可布置在电气板210与冷却模块250之间。

第一加热部件261和第二加热部件262是比其它电子部件220产生更多热量的部分。例如，产生等于或多于参考量的热量的部件可以是第一加热部件261和第二加热部件262。第一加热部件261和第二加热部件262的示例可包括微型计算机、逆变器、转换器、电可擦可编程只读存储器（EEPROM）、检波二极管和冷凝器。

第一加热部件261和第二加热部件262可接触冷却模块250的一侧。具有高导热率的传热构件可布置在冷却模块250与第一加热部件261、第二加热部件262之间。第一加热部件261和第二加热部件262的数量不限。例如，第一加热部件261和第二加热部件262的数量可以是一个、三个或更多。

冷却模块250包括：模块主体251；模块入口部252，布置在模块主体251的一侧以引入制冷剂；模块出口部253，布置在模块主体251的另一侧以排出制冷剂。模块入口部252或模块出口部253可以是用于将制冷剂引入冷却模块250或从冷却模块250排出制冷剂的制冷剂管的那部分。

模块主体251中形成制冷剂通路255、256和258，使得通过模块入口部252引入的制冷剂能够在模块主体251中流动。制冷剂通路255、256和258可以是模块主体251中形成的制冷剂流动通道。经过蒸发器之后，制冷剂可通过模块入口部252引入模块主体251。

制冷剂通路255、256和258包括：入口通路255，连接至模块入口部252；出口通路256，连接至模块出口部253；以及分支通路258，从入口通路255的至少一个位置分支到出口通路256。分支通路258可包括多个流路。制冷剂可从入口通路255通过分支通路258流到出口通路256。

在制冷剂通路255、256和258中流动时，制冷剂可与第一加热部件261和第二加热部件262换热。因此，第一加热部件261和第二加热部件262可被冷却。此后，制冷剂可通过模块出口部253排出并流到压缩机110。

本发明的模式

在下文中，将详细描述第二实施例到第四实施例。在以下第二到第四实施例的描述中，与第一实施例的元件相同的元件将由相同的附图标记表示，而且将主要解释与第一实施例有区别的那些元件。

图8是示出根据第二实施例的电气单元和冷却模块的组件的剖视图。

参照图8，第二实施例的电气单元200包括第一单元201、第二单元202和电连接第一单元201和第二单元202的连接构件270。

第一单元201包括第一电气板215和多个电子部件220。第二单元202包括第二电气板216和加热部件260。产生相对大量的热量的电子部件220之一可作为加热部件260与第一电气板215分离。一个或多个电子部件220可作为加热部件260与第一电气板215分离。当然，第二电气板也可包括电子部件220。

连接构件270可使加热部件260连接到第一电气板215或电子部件220。连接构件270可包括电线。

如上所述，由于电气单元200被分成第一单元201和第二单元202（两个单元），所以电气单元200可甚至在小的室外单元中以令人满意的空间效率自由地布置。另外，由于电气单元200的产生比其它电子部件220更多热量的一个或多个电子部件220能够被单独冷却，所以与所有电子部件220都被冷却的外壳相比，电气单元200能够以提高的换热效率（冷却效率）进行冷却。

图9是示出根据第三实施例的冷却模块250的立体图。

参照图9，第三实施例的冷却模块250包括：模块主体251，布置在模块主体251的一侧的制冷剂管50，以及布置在模块主体251的另一侧的第一加热部件261和第二加热部件262。制冷剂管50中流动的制冷剂可通过模块主体251与第一加热部件261、第二加热部件262换热。

模块主体251包括供制冷剂管50插入在其中的插入凹槽251a。制冷剂管50可插入模块主体251的底侧形成的插入凹槽251a中，第一加热部件261和第二加热部件262可布置在模块主体251的顶侧。

制冷剂管50插入该插入凹槽251a中并以U形弯曲两次以上。由于制冷剂管50弯曲两次以上，所以制冷剂管50中流动的制冷剂能够在较大区域与第一加热部件261、第二加热部件262换热。

另外，由于制冷剂管50能够从制冷剂环路部件延伸到电气单元200，所以电气单元200能够用简单冷却结构（冷却装置）冷却。

图10是示出根据第四实施例的制冷剂环路的示意图。

参照图10，第四实施例的室外单元10包括流量控制器180。流量控制器180用来控制制冷剂从室外换热器（121，122）流到分支管32。在制冷模式下，室外换热器（121，122）用作冷凝器。

流量控制器180可布置在分支管32处。尽管图中未示，但是流量控制器180可布置在分支管32从制冷剂管50分支的位置处。

电气单元200可布置在分支管32处。电气单元200与膨胀装置140并联设置。也就是说，膨胀装置140可布置在制冷剂管50处，电气单元200可布置在分支管32处。

制冷剂管50中流动的制冷剂的至少一部分能够通过控制流量控制器180的开口角度而被引导到电气单元200。分支管32中流动的那部分制冷剂可与制冷剂管50中流动的其它部分制冷剂在接头部件55处混合。

制冷剂管50中流动的其它部分的制冷剂在膨胀装置140处膨胀，然后与分支管32中流动的部分制冷剂在接头部件55处混合。

分支管32中流动的制冷剂可在膨胀装置140处膨胀。或如图10所示，分支管膨胀装置185可布置在分支管32处。与电气单元200换热之后，在经过分支管膨胀装置185时，部分制冷剂可低温减压。

与图10中所示的结构不同，分支管膨胀装置185可布置在电气单元200的进口侧。在此情况下，由分支管膨胀装置185减压的制冷剂可用来冷却电气单元200。可选地，通过分支管32经过电气单元200的那部分制冷剂可在膨胀装置140之前的接头部件处与制冷剂管50连接。

在上述结构中，经过室外换热器（冷凝器）（121，122）之后，制冷剂可流动到电气单元200，从而与电气单元200换热。例如，经过冷凝器（121，122）之后，制冷剂的温度可约为40℃，因此具有约70℃到80℃的温度的电气单元200可被制冷剂有效地冷却。

用于冷却电气单元200的冷却模块250中形成的通道和经过冷却模块250的部分制冷剂管50可被称为冷却通路，因为它们被用来冷却电气单元200。

在接头部件55处混合的制冷剂通过室内换热器（151，152）流到压缩机110。制冷剂的该循环重复进行。

再次参照图10，尽管流量控制器180、电气单元200、分支管32、膨胀装置140、分支管膨胀装置185和接头部件55被示出为位于室外单元10中，但是在可选实施例中，这些部件能够安装在室内单元20中。因此，按照需要，上述部件可安装在室外单元10中，或安装在室内单元20中，或安装在室外单元10和室内单元20中（膨胀装置和/或分支管膨胀装置185可安装在室内单元或室外单元之一中）。

在另一实施例中，例如参照图3和图10描述的电气单元200等电气单元可用于一个制冷剂环路系统中。也就是说，电气单元之一可布置在蒸发器的出口侧，其它电气单元可布置在冷凝器的出口侧。

在此情况下，电气单元或电气单元之一可由来自蒸发器的第一制冷剂流冷却，电气单元或其它电气单元可由来自冷凝器的第二制冷剂流冷却。因此，电气单元可更有效地冷却。

尽管参照多个示例性实施例对本发明进行描述，但是应该理解的是，本领域技术人员能想到的众多其它改型和实施例都落入本发明原理的精神和范围内。更具体地，在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内，可以对主要的组合配置方案中的组成部件和/或结构进行各种修改和改型。除了对组成部件和/或结构进行修改和改型以外，对于本领域的技术人员而言，替代性的使用也是显而易见的。

工业实用性

如上所述，由于电气单元能够使用冷却循环的制冷剂冷却，从而防止电气单元的控制部件发生问题和空调出现异常表现，所以空调能够用于各种工业领域。

Claims (20)

1.一种空调，包括：压缩机；冷凝器；膨胀装置；以及蒸发器；所述空调还包括：

电气单元，包括电子部件，以使所述空调运转；

冷却模块，布置在所述电气单元的至少一侧，以消除所述电气单元产生的热量；以及

至少一部分制冷剂管，以将从所述蒸发器排出的制冷剂供应到所述冷却模块，

其中供应到所述冷却模块的制冷剂与所述电气单元换热，然后流到所述压缩机。

2.根据权利要求1所述的空调，其中所述制冷剂管包括：

主管，连接至所述蒸发器的出口侧；以及

分支管，从所述主管分支到所述冷却模块。

3.根据权利要求2所述的空调，还包括流量控制器，以控制从所述主管流动到所述分支管的制冷剂的量。

4.根据权利要求1所述的空调，其中所述电子部件包括在运转期间产生热量的至少一个加热部件，而且

所述至少一个加热部件被放置在所述电气单元处，使得所述冷却模块能够接触所述至少一个加热部件。

5.根据权利要求4所述的空调，其中所述冷却模块包括：

模块本体，接触所述至少一个加热部件；以及

至少一个通路，位于所述模块本体中，以允许制冷剂流经所述通路。

6.根据权利要求5所述的空调，其中所述至少一个通路包括：

入口通路，制冷剂通过所述入口通路流入所述模块本体中；

出口通路，制冷剂通过所述出口通路从所述模块本体排出；以及

多个分支通路，制冷剂从所述入口通路通过所述多个分支通路流到所述出口通路。

7.根据权利要求4所述的空调，其中所述至少一个加热部件被布置在所述电气单元的底侧与所述冷却模块的顶侧之间。

8.根据权利要求4所述的空调，其中所述电气单元被分成至少两个子部，并且所述至少一个加热部件被布置在所述子部的至少一者上，而且所述电气单元还包括连接所述子部的至少两者的连接构件。

9.根据权利要求1所述的空调，其中所述制冷剂管被布置在所述冷却模块中。

10.根据权利要求9所述的空调，其中所述冷却模块包括至少一个凹槽，而且所述冷却模块被插入所述凹槽中。

11.根据权利要求9所述的空调，其中所述制冷剂管被弯曲至少一次，以形成U形。

12.根据权利要求2所述的空调，还包括接头部件，联接到所述冷却模块的输出侧的分支管在所述接头部件处联接回到所述主管。

13.一种空调，包括：压缩机；冷凝器；膨胀装置；以及蒸发器；所述空调还包括：

电气单元，包括电子部件，以使所述空调运转；

冷却模块，布置在所述电气单元的至少一侧，以消除所述电气单元产生的热量；以及

至少一部分制冷剂管，以将从所述冷凝器排出的制冷剂供应到所述冷却模块，其中供应到所述冷却模块的制冷剂与所述电气单元换热，然后流到所述蒸发器。

14.根据权利要求13所述的空调，其中所述制冷剂管包括：

主管，连接至所述冷凝器的出口侧；以及

分支管，从所述主管分支到所述冷却模块。

15.根据权利要求14所述的空调，还包括流量控制器，以控制从所述主管流入所述分支管的制冷剂的量。

16.根据权利要求15所述的空调，其中所述膨胀阀被联接到所述主管，所述分支管联接与所述膨胀阀并联的所述冷却模块。

17.根据权利要求15所述的空调，其中所述冷却模块的出口被联接到所述膨胀阀。

18.根据权利要求15所述的空调，其中所述冷却模块的出口被联接到不同的膨胀阀。

19.根据权利要求13所述的空调，其中所述电子部件包括在运转期间产生热量的至少一个加热部件，而且

所述至少一个加热部件被放置在所述电气单元处，使得所述冷却模块能够接触所述至少一个加热部件。

20.根据权利要求13所述的空调，其中所述冷却模块包括：

模块本体，接触所述至少一个加热部件；以及

至少一个通路，位于所述模块本体中，以允许制冷剂流经所述通路。

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