CN104566840B - 冷媒散热装置、安装其的空调及温度控制方法 - Google Patents

冷媒散热装置、安装其的空调及温度控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冷媒散热装置，属于变频空调领域，冷媒散热装置包括控制器、散热器、与所述散热器相连的进冷媒管和出冷媒管，所述进冷媒管的管道上设有膨胀阀，所述散热器上贴设有温度传感器，所述膨胀阀与所述温度传感器与所述控制器相连。一种安装有冷媒换热装置的空调，包括变频器，所述变频器上设有IPM驱动带，所述散热器的一侧面与所述IPM驱动带相接触。本发明提供的冷媒散热装置使得变频器长期在设定的较佳工作温度下运行，从而保证了变频器不会出现过热或凝露问题，能长时间满负荷工作。

Description

冷媒散热装置、安装其的空调及温度控制方法
技术领域
本发明涉及变频空调领域，尤其涉及一种冷媒散热装置、安装有冷媒散热器装置的空调以及冷媒散热器的温度控制方法。
背景技术
IPM（Intelligent Power Module），即智能功率模块，不仅集成了功率开关器件和驱动电路，而且还集成了过电压、过电流及过热等故障检测电路。
变频空调由于能耗较低，日渐普及。变频空调通常需要变频器对压缩机的转速进行控制，变频器的频率越高，变频器发热量通常也越大，故当室外温度较高时，变频器难以有效的散热，常常需要降频实现变频器的降温，这就使得空调无法满负荷工作。
中国专利文献公开号CN201667606U公开了一种带散热功能的空调机，其包括压缩机、室内换热器、室外换热器、节流元件、变频器及散热器，变频器与压缩机的电机电气连接，变频器与散热器连接，压缩机、室内换热器、室外换热器及节流元件通过连接管连接而形成换热工质循环回路；还包括有散热旁管,散热器设于散热旁管上，散热旁管的两端与所述连接管连接。
该专利利用冷媒对变频器散热，可提高空调的工作能力，但由于该专利中无法对冷媒的流量进行控制，若该空调系统采用低压侧的冷媒进行散热，会在变频器的外表面发生凝露现象，影响变频器的正常工作，甚至破坏变频器。若该空调系统采用高压侧的冷媒进行散热，散热效果并不明显，当室外温度较高时，变频器仍无法满负荷工作。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种冷媒散热装置，使得变频器长期在设定的较佳工作温度下运行，从而保证了变频器不会出现过热或凝露问题，能长时间满负荷工作。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种冷媒散热装置，包括控制器、散热器、与所述散热器相连的进冷媒管和出冷媒管，所述进冷媒管的管道上设有膨胀阀，所述散热器上贴设有温度传感器，所述膨胀阀和所述温度传感器与所述控制器相连。
本发明的进一步方案：所述散热器的内部设有换热管；
所述换热管的一端与所述进冷媒管相连，所述换热管的另一端与所述出冷媒管相连。
本发明还提供了一种安装有冷媒换热装置的空调，包括变频器，所述变频器上设有IPM驱动带，所述散热器的一侧面与所述IPM驱动带相接触。
本发明的进一步方案：还包括四通阀、与所述四通阀的第一阀口相连的气态冷媒管及与所述四通阀的第二阀口相连的液态冷媒管，所述液态冷媒管与进冷媒管相连通，所述气态冷媒管与出冷媒管相连通。
本发明的进一步方案：所述液态冷媒管与所述四通阀的第一阀口相连的管道上依次设有室外换热器、节流阀和冷却器。
本发明还提供了一种用于冷媒散热装置的温度控制方法，按如下步骤实施：
S00：预设目标温度值Tm和极限温度值Ta。
S10：所述温度传感器检测所述散热器表面的温度信号，得到所述散热器的检测温度值Tf。
S20：所述控制器比较目标温度值Tm、极限温度值Ta以及检测温度值Tf的大小，且根据比较结果调节所述膨胀阀的开度。
本发明的进一步方案：所述控制器比较目标温度值Tm、极限温度值Ta以及检测温度值Tf的大小的判断方法如下：
当Tf＞Tm时，所述控制器发出控制指令，增加所述膨胀阀的开度；
当Tf＝Tm时，所述控制器不发出控制指令，所述膨胀阀的开度不变；
当Ta＜Tf＜Tm时，所述控制器发出控制指令，减小所述膨胀阀的开度；
当Tf≤Ta时，所述控制器发出控制指令，关闭所述膨胀阀。
本发明的有益效果为：
本发明提供的冷媒散热装置通过增设膨胀阀和温度传感器，实现了对空调变频器的恒温控制，不仅保证了变频器的最佳工作温度，而且减少了空调系统的不必要的能量损耗。由于变频器的恒温调节保证的变频器不会出现过热问题，即使是变频器长时间满负荷工作，变频器也不会出现由温度引起的故障，故本发明提供的冷媒散热装置大幅提升空调的满负荷工作能力。另外，将变频器的温度稳定于目标温度，这一温度与环境温度之间的温差不大，保证了变频器的表面不会出现凝露问题。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的冷媒散热装置的结构图；
图2是本发明具体实施方式提供的空调的结构图。
图中：
1、散热器；2、进冷媒管；3、出冷媒管；4、膨胀阀；5、温度传感器；6、IPM驱动带；7、压缩机；8、四通阀；9、气液分离器；10、气态冷媒管；11、液态冷媒管；12、室外换热器；13、节流阀；14、冷却器。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
如图1所示，是本实施例一中提供的冷媒散热装置的结构图。
本实施例中提供的一种冷媒散热装置，包括控制器、散热器1、进冷媒管2、出冷媒管3、膨胀阀4及温度传感器5。进冷媒管2和出冷媒管3均与散热器1相连，膨胀阀4设于进冷媒管2的管道上，温度传感器5贴设于散热器1的外表面上。
膨胀阀4和温度传感器5与控制器相连，控制器用于接收温度传感器5的检测信号，从而调节膨胀阀4的开度，实现散热器1的恒温控制。若散热器1安装与变频器上，则间接实现了对空调变频器的恒温控制，保证了变频器处于较佳的工作温度，且减少了空调系统的能量损耗。
优选的，本实施例中的散热器1发热内部设有换热管，即通过换热管的热交换实现散热器1对空调变频器的散热。换热管的一端与进冷媒管2相连，换热管的另一端与出冷媒管3相连，膨胀阀4设于进冷媒管2的管道上。
实施例二
如图2所示，是实施例二中提供的空调的结构图。
本实施例中提供的一种安装有实施例一中冷媒换热装置的空调，包括变频器、压缩机7、四通阀8、气液分离器9、气态冷媒管10、液态冷媒管11、室外换热器12、节流阀13以及冷却器14等部件。
气态冷媒管10与四通阀8的第一阀口相连，液态冷媒管11与四通阀8的第二阀口相连。压缩机7的冷媒入口和冷媒出口分别与四通阀8的第三阀口和气液分离器9相连。四通阀的第三阀口与气液分离器9相连。
进一步的，液态冷媒管11与四通阀8的第一阀口相连的管道上依次设有室外换热器12、节流阀13和冷却器14。液态冷媒管11与进冷媒管2相连通，气态冷媒管10与出冷媒管3相连通，冷媒换热装置的进冷媒管2和出冷媒管3相当于在空调的制冷循环回路上增加了一个循环制冷支路，为空调的变频器制冷。
优选的，变频器上设有IPM驱动带6，IPM驱动带6是变频器发热比较严重的部位，所述控制器也可以整合在IPM驱动带6的电路中。散热器1的一侧面与IPM驱动带6相接触，能有效降低变频器整体的温度，维持变频器的处于正常范围内。
实施例三
一种用于实施例一中的冷媒散热装置的温度控制方法，按如下步骤实施：
S00步骤：在控制器内部的存储器中预设目标温度值Tm和极限温度值Ta。其中，目标温度值Tm是指实际操作中将变频器的温度控制在某一固定的值，保证变频器不凝露，也不会过热。也可以认为该值是变频器的最佳工作温度值。
极限温度值Ta是指环境稳定低于某一值时，此时不需要使用冷媒散热装置，变频器也不会过热。
S10步骤：温度传感器5检测散热器1表面的温度信号，且将温度信号传送给控制器，得到散热器1的检测温度值Tf。散热器1与空调的变频器相接触，从而达到检测变频器的温度目的。
S20步骤：控制器比较目标温度值Tm、极限温度值Ta以及检测温度值Tf的大小，且根据比较结果调节膨胀阀4的开度。
目标温度值Tm、极限温度值Ta以及检测温度值Tf大小的判断方法如下：
当Tf＞Tm时，控制器发出控制指令，增加膨胀阀4的开度，增大冷媒的流量，加速变频器的散热，使得变频器能够在全负荷的工况下正常工作。
当Tf＝Tm时，控制器不发出控制指令，膨胀阀4的开度不变，维持变频器的温度为目标温度值Tm不变。
当Ta＜Tf＜Tm时，控制器发出控制指令，减小膨胀阀4的开度，减少冷媒的流量，降低空调制冷系统的能量损耗。
当Tf≤Ta时，控制器发出控制指令，关闭膨胀阀4，此时冷媒散热装置不工作。
通过上述温度控制方法对冷媒散热装置及与之接触的变频器进行恒温控制，实现了对空调变频器的恒温控制，保证了变频器的最佳工作温度，减少了空调系统的不必要的能量损耗，大幅提升了空调的满负荷工作能力。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种安装冷媒散热装置的空调，所述冷媒散热装置，包括控制器、散热器(1)、与所述散热器(1)相连的进冷媒管(2)和出冷媒管(3)，所述进冷媒管(2)的管道上设有膨胀阀(4)；所述散热器(1)上贴设有温度传感器(5)，所述膨胀阀(4)和所述温度传感器(5)与所述控制器相连，其特征在于：
包括变频器；
所述变频器上设有IPM驱动带(6)；
所述散热器(1)的一侧面与所述IPM驱动带(6)相接触，在控制器内部的存储器中预设目标温度值Tm和极限温度值Ta，温度传感器用于检测散热器表面的温度信号，且将温度信号传送给控制器，得到散热器的检测温度值Tf，控制器通过比较目标温度值Tm、极限温度值Ta以及检测温度值Tf的大小，且根据比较结果调节膨胀阀的开度，当Tf＞Tm时，所述控制器发出控制指令，增加所述膨胀阀(4)的开度；当Tf＝Tm时，所述控制器不发出控制指令，所述膨胀阀(4)的开度不变；当Ta＜Tf＜Tm时，所述控制器发出控制指令，减小所述膨胀阀(4)的开度；当Tf≤Ta时，所述控制器发出控制指令，关闭所述膨胀阀(4)；
所述极限温度值Ta是指环境稳定低于某一值时，此时不需要使用冷媒散热装置，变频器也不会过热。
2.根据权利要求1所述的空调，其特征在于：
还包括四通阀(8)；
与所述四通阀(8)的第一阀口相连的气态冷媒管(10)；
与所述四通阀(8)的第二阀口相连的液态冷媒管(11)；
所述液态冷媒管(11)与进冷媒管(2)相连通；
所述气态冷媒管(10)与出冷媒管(3)相连通。
3.根据权利要求2所述的空调，其特征在于：
所述液态冷媒管(11)与所述四通阀(8)的第一阀口相连的管道上依次设有室外换热器(12)、节流阀(13)和冷却器(14)。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的空调，其特征在于：
所述散热器(1)的内部设有换热管；
所述换热管的一端与所述进冷媒管(2)相连，所述换热管的另一端与所述出冷媒管(3)相连。
5.一种用于冷媒散热装置的温度控制方法，所述冷媒散热装置，包括控制器、变频器、散热器(1)、与所述散热器(1)相连的进冷媒管(2)和出冷媒管(3)，所述变频器上设有IPM驱动带(6)，所述散热器(1)的一侧面与所述IPM驱动带(6)相接触，所述进冷媒管(2)的管道上设有膨胀阀(4)；所述散热器(1)上贴设有温度传感器(5)，所述膨胀阀(4)和所述温度传感器(5)与所述控制器相连，其特征在于：
S00：预设目标温度值Tm和极限温度值Ta，所述极限温度值Ta是指环境稳定低于某一值时，此时不需要使用冷媒散热装置，变频器也不会过热；
S10：所述温度传感器(5)检测所述散热器(1)表面的温度信号，得到所述散热器(1)的检测温度值Tf；
S20：所述控制器比较目标温度值Tm、极限温度值Ta以及检测温度值Tf的大小，且根据比较结果调节所述膨胀阀(4)的开度；
当Tf＞Tm时，所述控制器发出控制指令，增加所述膨胀阀(4)的开度；
当Tf＝Tm时，所述控制器不发出控制指令，所述膨胀阀(4)的开度不变；
当Ta＜Tf＜Tm时，所述控制器发出控制指令，减小所述膨胀阀(4)的开度；
当Tf≤Ta时，所述控制器发出控制指令，关闭所述膨胀阀(4)。
6.根据权利要求5所述的温度控制方法，其特征在于：
所述散热器(1)的内部设有换热管；
所述换热管的一端与所述进冷媒管(2)相连，所述换热管的另一端与所述出冷媒管(3)相连。
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