CN105612390A - 控制箱及包括该控制箱的空调室外机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制箱及包括该控制箱的空调室外机，所述控制箱使用制冷剂冷却装置和空气冷却装置而有效地散热。控制箱包括：外壳；电器部件，位于外壳的内部并发热；制冷剂冷却装置，贴装在外壳的一侧，并与电器部件接触而向外部放热；空气冷却装置，贴装在外壳的一侧，且包含用于使外壳的内部空气强制循环的循环风扇。通过同时设置制冷剂冷却装置和空气冷却装置，可以使位于控制箱内部的电器部件能够高效散热。

Description

控制箱及包括该控制箱的空调室外机

技术领域

本发明涉及控制箱及包括该控制箱的空调室外机，具体而言，涉及一种通过使用制冷剂冷却装置和空气冷却装置而高效散热的控制箱及包括该控制箱的空调室外机。

背景技术

一般来说，空调是一种在利用制冷循环调节适合人类活动的温度、湿度等的同时还能够除去空气中的灰尘等的装置。构成制冷循环的主要的构成要素包括压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等。

空调包括：风冷式空调，通过使发挥冷凝器功能的热交换器被空气冷却，从而使制冷剂冷凝；水冷式空调，通过使热交换器被水冷却，从而使制冷剂冷凝。

风冷式空调其热交换效率较低，因此为了能够得到充分的冷却效果，需要使用大小较大的热交换器。此外，其缺点在于，需要额外安装用于强制吹送空气的送风风扇。

相反，使用水冷式热交换器的水冷式空调的热交换效率较高，因此可以使用大小较小的热交换器。然而，其缺点在于，需要将冷却水管连接到热交换器并持续地供应冷却水，而且需要设置在密闭的空间，所以其散热比较困难。

尤其，在控制箱如同水冷式热交换器那样被安装在密闭空间的情况下，存在因自身的发热而电器部件不能发挥原有功能或者寿命变短的问题。即，其问题在于，电器部件等会根据空调的操作而发热，然而这种电器部件的热气不能顺利地被释放，从而会导致设备误运作。

发明内容

技术问题

本发明的一方面提供一种位于密闭的壳体内部的控制箱及包括该控制箱的空调中设置的高效冷却构造。

此外，提供一种同时设置制冷剂冷却装置和空气冷却装置而高效散热的控制箱及包括该控制箱的空调。

技术方案

根据本发明的思想的控制箱包括：外壳；电器部件，位于所述外壳的内部并发热；制冷剂冷却装置，贴装在所述外壳的一侧，并与所述电器部件接触而向外部放热；空气冷却装置，贴装在所述外壳的一侧，且包含用于使外壳的内部空气强制循环的循环风扇。

所述外壳可以包括至少一个流入口和至少一个排出口，以使内部空气循环。

所述至少一个流入口可以位于所述外壳的下部，而且所述至少一个排出口位于所述外壳的上部，以使流入到所述外壳的底部的空气流过内部而从上部排出。

所述制冷剂冷却装置可以包括：散热板，贯穿所述外壳而直接接触到所述电器部件；制冷剂管，与所述散热板结合。

所述散热板可以包括：第一部分，与所述电器部件直接接触地布置，从而从所述电器部件吸热；第二部分，布置于所述外壳的外部而可散热地连接到所述制冷剂管。

所述空气冷却装置可以位于邻近所述至少一个排出口的位置。

所述发热的电器部件可以位于所述外壳的顶部，而且所述制冷剂冷却装置和所述空气冷却装置为了使所述电器部件散热而可以位于所述外壳的上部的一侧。

根据本发明的思想的控制箱配备于密闭的内部空间以控制空调室外机的动作，该控制箱包括：多个电器部件，设置在控制箱的内部；循环风扇，使所述控制箱的内部空气强制向外部循环；流入口，配备成使空气借助所述循环风扇而流入控制箱的内部；排出口，配备成使所述从流入口流入的空气向外部排出；制冷剂管，贴装在所述控制箱的外表面，且流有在所述空调中循环的制冷剂。

所述流入口可以位于下部，而且所述排出口位于上部，以使从所述流入口流入的空气从下部向上部移动而流过所述电器部件。

可以包括用于连接所述制冷剂管和所述电器部件的散热板。

根据本发明的思想的空调室外机包括：壳体，形成外观；压缩机，将制冷气体压缩之后排出；冷凝器，使从所述压缩机排出的气态制冷剂与冷却水进行热交换而冷凝为液态制冷剂；控制箱，设置有控制空调的电器部件，其中，所述控制箱包括制冷剂冷却装置和空气冷却装置，以冷却所述电器部件，所述制冷剂冷却装置利用在空调中循环的制冷剂，所述空气制冷装置使内部空气循环。

所述壳体可以包括能够使外部空气循环的至少一个送风口。

所述控制箱可以包括至少一个流入口和排出口，以使通过所述至少一个送风口循环于所述壳体内部的空气能够借助于所述空气冷却装置而循环于所述控制箱的内部。

所述控制箱可以固定设置于所述壳体的内部的一侧。

所述制冷剂冷却装置可以将从所述压缩机流出的气态制冷剂作为制冷剂而使用。

发明效果

通过同时设置制冷剂冷却装置和空气冷却装置，从而使位于控制箱内部的电器部件能够高效地散热。

适当地采用制冷剂冷却和空气冷却而可以高效地冷却电器部件，并能够最佳化冷却装置所被设置的空间。

附图说明

图1是表示根据本发明的一实施例的空调的制冷剂循环的图。

图2、图3是表示根据本发明的一实施例的空调室外机的图。

图4、图5是表示根据本发明的一实施例的控制箱的图。

图6、图7是示出根据本发明的一实施例的贴装在控制箱的制冷剂冷却装置的图。

图8是表示根据本发明的一实施例的贴装在控制箱的空气冷却装置的图。

图9是表示根据本发明的一实施例的控制箱内部的空气流动的图。

具体实施方式

以下，参照附图而对根据本发明的实施例进行详细的说明。

图1是表示根据本发明的一实施例的空调的制冷剂循环的图。

构成空调的制冷循环由压缩机1、冷凝器、膨胀阀2、蒸发器构成。制冷循环可以循环由压缩-冷凝-膨胀-蒸发构成的一系列过程，并将与制冷剂进行热交换而被调节的空气供应至室内。

压缩机1将制冷剂气体压缩成高温高压的状态并将其排出，而被排出的制冷剂气体将会流入到冷凝器。冷凝器将被压缩的制冷剂冷凝成液态，并通过冷凝过程而向周围释放热量。

膨胀阀2将在冷凝器中得到冷凝的高温高压状态的液态制冷剂膨胀为低压状态的液态制冷剂。蒸发器使在膨胀阀2中膨胀的制冷剂蒸发。蒸发器利用制冷剂的蒸发潜热而与被冷却物体进行热交换，从而达成制冷效果，并使低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机1。

空调可以包含储液器(accumulator)5，用于从流过蒸发器的气-液混合制冷剂中分离出液体，从而仅使气态制冷剂流入到压缩机1。空调可以通过用于连接所述装置而使这些装置形成一个闭合回路的制冷剂管6来调节室内空间的空气。

空调的室外机是指由制冷循环中的压缩机1、室外热交换器10来构成的部分。膨胀阀2可位于室内机或者室外机中的某一处，而室内热交换器3位于室内机。

室外热交换器10和室内热交换器3可以根据调节空气的目的而作为冷凝器或者蒸发器进行工作。如图1所示，根据本发明的空调的室外热交换器10发挥冷凝器功能而冷凝被压缩机1压缩的制冷剂。相反，室内热交换器3发挥蒸发器功能而与室内空气进行热交换，从而达成制冷效果。

本发明涉及的是水冷式空调，其室外热交换器10与水进行热交换，而不是室外空气。室内热交换器3具备用于将室内空气强制送风的送风风扇4，从而与空气进行热交换以达成室内空气的制冷效果。室外热交换器10可以设置有与供水源(未图示)连接的冷却水管7，从而制冷剂可以与冷却水进行热交换。

因此，被压缩机1压缩而变为高温高压的气态制冷剂通过制冷剂管6而被传送到室外热交换器10，从而与沿着冷却水管7流动的冷却水进行热交换。通过室外热交换器10的常温高压的液态制冷剂通过膨胀装置2而变为低温低压的液态制冷剂，而变为低温低压的液体的制冷剂将会继续通过室内的热交换器3的内部。可反复进行如下的过程而冷却室内空气：从借助送风风扇4而通过室内热交换器3的外部的室内空气中吸热，从而变为低压气体之后通过储液器5而分离液态的制冷剂之后，将该制冷剂传送到压缩机1。

图2、图3是表示根据本发明的一实施例的空调的室外机的图。

空调的室外机可以包括：壳体13，形成外观；压缩机1，压缩气态制冷剂并将其排出；室外热交换器10，将从压缩机1排出的气态制冷剂与冷却水进行热交换而冷凝为液态制冷剂；控制箱100，设置有用于控制空调的电器部件。

壳体13可以形成为形成有内部空间的盒状，以能够将压缩机1、控制箱100等设置在内部。水冷式空调的室外机并不需要与空气进行热交换，因此壳体13的内部空间可形成为与外部呈密闭的形态。图1表示密闭状态的壳体13，图2为了能够表示内部构成要素而仅图示了壳体的骨架13a。

壳体13可以包含至少一个送风口14a、14b以实现外部空气和内部空气之间的循环。壳体13可以在其上表面和侧面配备有多个送风口14a、14b。通过送风口14a、14b而可以将产生在壳体13内部的热向外部排出，对此将在下述的部分进行说明。

壳体13的一侧固定有室外热交换器10，室外热交换器10如图1所示地与冷却水管7以及制冷剂管6连接。冷却水管7与室外热交换器10结合而朝向壳体13的前表面连接，并可以连接于用于冷却冷却水的冷却塔等。制冷剂管6可连接到室外热交换器10的后表面而穿过压缩机1等，并穿过壳体13的前表面上部而连接到空调的室内机。

壳体13的内部可以包含：储液器5，用于在气-液混合制冷剂中分离液体；油分离器(oilseparator)14，用于分离而回收从压缩机1排出的气态制冷剂所包含的油。

控制箱100可被配备成其上部固定在壳体13的一侧的状态。控制箱100的上部配备有固定部件102，固定部件102可以连接到壳体13的框架以固定控制箱100。

图4、图5为示出根据本发明的一实施例的控制箱100的图。图4表示除去控制箱100的前面板的前面立体图，图5是在反方向示出图4所表示的控制箱100的图。

控制箱100包含：外壳110；电器部件104，位于外壳内部；制冷剂冷却装置200，贴装在外壳110的一侧，并与电器部件104接触而向外部释放热量；空气冷却装置300，贴装在外壳110的一侧且包含使外壳110的内部空气强制循环的循环风扇302。

功率消耗与电器部件104的发展成比地增加，而且功率消耗大的电器部件104的发热量则非常大。如果电器部件104中产生的热量不能被消散，则电器部件104有可能不能运行或误运行。此外，电器部件104的温度上升可能会导致寿命缩短，性能低下等问题。因此，必然需要冷却装置200、300以确保产品的可靠性。

外壳110可以在其长度方向上较长地配备以使其能够有效地位于空调室外机的内部空间。为了实现高效的空气循环和空间活用，该外壳110可以配备成上部倾斜地突出的形状。外壳110的上表面可以结合有固定部件102而固定在壳体13。外壳110的一侧可以配备有可使连接位于内部的电器部件104和外部设备的电线穿过的开口106。

外壳110可以包含至少一个流入口和排出口，以使内部空气借助空气冷却装置300而循环。至少一个流入口可位于外壳110的下部，且至少一个排出口可位于外壳110的上部，以使从外壳110的下部流入的空气能够通过内部而从上部排出。通过送风口14a、14b而循环壳体13的空气可以通过至少一个流入口和排出口而在控制箱100的内部循环。

发热的电器部件104位于外壳110的上部，制冷剂冷却装置200和空气冷却装置300可以为了电器部件104的散热而位于外壳110的上部的一侧。将电器部件104中作为主要发热体的变频控制器(invertercontroller)、EMI(Electro-MagneticInterference)、致动器(reator)等集中布置于外壳110的上部，并一同布置冷却装置200和300，从而可以高效地进行冷却。

为了仅使用制冷剂冷却装置200而冷却电器部件104，则需要一个足够的面积。其缺点在于，因占据较大的空间而不利于设计，而且还需要较高的材料成本。此外，为了仅利用空气冷却装置300而散热，则需要快速的气流，因此需要大风扇。因此，本发明的控制箱100通过同时设置制冷剂冷却装置200和空气冷却装置300来有效地进行冷却。以下，分别对制冷剂冷却装置200和空气冷却装置300进行详细的说明。

图6、图7是示出根据本发明的一实施例的贴装在控制箱100的制冷剂冷却装置200的图。

制冷剂冷却装置200可以包含散热板202和制冷剂管204，其中，散热板202贯穿外壳110而直接接触于电器部件104，制冷剂管204则与散热板202结合。散热板202包括：第一部分208，被布置成直接接触于电器部件104，以从电器部件104吸热；第二部分206，布置于外壳110的外部而可散热地连接到制冷剂管204。

制冷剂冷却装置200的制冷剂可以在不需要额外的装置的情况下使用来自压缩机1的气态制冷剂。因电器部件104的温度高于被压缩机1压缩之后的温度，因此电器部件104和制冷剂管204之间可以进行热交换。

电器部件104和第一部分208之间不存在热阻结构，可以直接进行散热，因此传热效率较高。第一部分208和第二部分206之间没有任何的联接装置而由一个部件构成，制冷剂管204被压接在第二部分206。

散热板202为宽扁的平板形状，其利用宽的表面积而提高传热效率。散热板202被设置成使第一部分208的面积小于第二部分206的面积并从外壳110的外部与电器部件104接触。因此，在所有电器部件104都被设置完之后也可以容易地设置制冷剂冷却装置200，而且也可以容易地将制冷剂管204压接在散热板202。

根据电器部件104的释放的发热量而可同时设置一个以上的制冷剂冷却装置200。

散热板202可以用螺丝210固定到外壳110。在替换或者修理散热板202时，可以除去所连接的螺丝210而将散热板202分离于外壳110。在替换或者修理散热板202之后，可以重新利用螺丝210而将散热板202结合到外壳110，从而可以容易地完成设置。

散热板202的第一部分208的面积小于第二部分206的面积，因此可以从外壳110的外部进行设置。将第一部分208插入到外壳110的内部而将其接触于电器部件104，并利用螺丝210完成固定。向外部突出的第二部分206借助连接件212而被固定在外壳110的外表面。

第二部分206中可以配备能够压接而插入制冷剂管204的突出部214以固定制冷剂管204。可以利用冲压机(press)而将制冷剂管204压接在第二部分206的突出部214。

散热板202可以由铝制造，铝的重量较轻，而且易于加工，从而可以节省制造成本。另外，铝对身体无害，而且传热特性较好，因而由铝制作的散热板202因重量轻而易于设置，并且因其不会生锈，从而能够长久地使用。散热板202可通过加热至预定的温度并实施加压从而制造出预定形状的挤压工艺来制得。

图8是表示根据本发明的一实施例的贴装在控制箱100的空气冷却装置300的图。为了方便说明，将贴装制冷剂冷却装置200的外壳110的一面称为第一面110a，并将贴装空气冷却装置300的外壳110的一面称为第二面110b。图8中为了对空气冷却装置300进行说明而省去了制冷剂冷却装置200。

空气冷却装置300位于邻近至少一个排出口130的位置，并能够利用循环风扇302而使控制箱100的内部空气循环。循环风扇302可以利用外盖306、310而设置在位于第二面110b的排出口130的前面。

循环风扇302的旋转中心可旋转地安装在风扇外盖304。风扇外盖304可以包含可连接循环风扇302和电机(未图示)的电机连接部312。风扇外盖304被安装在前面外盖306，而下部外盖310可以被安装在风扇外盖304的下部后面。前面外盖306的前方安装有螺丝钉308，从而可以贯穿风扇外盖304、下部外盖310而与外壳110结合。

图9是表示根据本发明的一实施例的控制箱100内部的空气流动的图。

如上所述，可以通过使电器部件104中的主要发热体设置于控制箱100的上部，并使冷却装置200、300也位于控制箱100的上部，从而能够高效地进行散热。由于热空气比较轻而有上升的倾向，所以可以使空气从下部向上部循环，从而可使热空气直接排放到外部而不循环于控制箱100的内部。

因此，控制箱100的下部配备有两个吸入口120。控制箱100的上部配备有排出口130。排出口130与空气冷却装置300连接，因此空气将会根据循环风扇302的运行而排出到控制箱100的外部。与吸入口120和排出口130的位置相应地，壳体13也可以包含配备于下部的一侧的送风口14a和配备于上表面的送风口14b。

为了使从下部向上部上升的空气能够有效地从上部排放，如图8所示，第一面110a可以倾斜地形成。通过使第一面110a倾斜地形成，可以使空气在第一面110a所构成的内部空间内顺畅地流动，而且可以提高壳体13内部空间的利用率。

在以上的说明中，以特定的形状为主而进行了说明，然而需要解释本领域技术人员能够对本发明执行多样的变形以及变更，而这些变形以及变更包含在本发明的权利要求范围内。

因此，本发明真正的技术保护范围需要由所附权利要求书来被限定。

Claims (15)

1.一种控制箱，包括：

外壳；

电器部件，位于所述外壳的内部并发热；

制冷剂冷却装置，贴装在所述外壳的一侧，并与所述电器部件接触而向外部放热；

空气冷却装置，贴装在所述外壳的一侧，且包含用于使外壳的内部空气强制循环的循环风扇。

2.如权利要求1所述的控制箱，其特征在于，

所述外壳包括至少一个流入口和至少一个排出口，以使内部空气循环。

3.如权利要求2所述的控制箱，其特征在于，

所述至少一个流入口位于所述外壳的下部，所述至少一个排出口位于所述外壳的上部，以使流入到所述外壳的底部的空气流过内部而从上部排出。

4.如权利要求1所述的控制箱，其特征在于，

所述制冷剂冷却装置包括：散热板，贯穿所述外壳而直接接触到所述电器部件；制冷剂管，与所述散热板结合。

5.如权利要求4所述的控制箱，其特征在于，

所述散热板包括：第一部分，与所述电器部件直接接触地布置，从而从所述电器部件吸热；第二部分，布置于所述外壳的外部而可散热地连接到所述制冷剂管。

6.如权利要求2所述的控制箱，其特征在于，

所述空气冷却装置位于邻近所述至少一个排出口的位置。

7.如权利要求1所述的控制箱，其特征在于，

所述发热的电器部件位于所述外壳的上部，

所述制冷剂冷却装置和所述空气冷却装置为了使所述电器部件散热而位于所述外壳的上部的一侧。

8.一种控制箱，该控制箱配备于密闭的内部空间以控制空调室外机的动作，该控制箱包括：

多个电器部件，设置在控制箱的内部；

循环风扇，使所述控制箱的内部空气强制向外部循环；

流入口，配备成使空气借助所述循环风扇而流入控制箱的内部；

排出口，配备成使从所述流入口流入的空气向外部排出；

制冷剂管，贴装在所述控制箱的外表面，且流有在所述空调中循环的制冷剂。

9.如权利要求8所述的控制箱，其特征在于，

所述流入口位于下部，所述排出口位于上部，以使通过所述流入口流入的空气从下部部向上部移动而流过所述电器部件。

10.如权利要求8所述的控制箱，其特征在于，包括：

用于连接所述制冷剂管和所述电器部件的散热板。

11.一种空调室外机，其特征在于，包括：

壳体，形成外观；

压缩机，将制冷气体压缩之后排出；

冷凝器，使从所述压缩机排出的气态制冷剂与冷却水进行热交换而冷凝为液态制冷剂；

控制箱，设置有控制空调的电器部件，

其中，所述控制箱包括制冷剂冷却装置和空气冷却装置，以冷却所述电器部件，所述制冷剂冷却装置利用在空调中循环的制冷剂，所述空气制冷装置使内部空气循环。

12.如权利要求11所述的空调室外机，其特征在于，

所述壳体包括能够使外部空气循环的至少一个送风口。

13.如权利要求12所述的空调室外机，其特征在于，

所述控制箱包括至少一个流入口和排出口，以使通过所述至少一个送风口循环于所述壳体内部的空气能够借助于所述空气冷却装置而循环于所述控制箱的内部。

14.如权利要求11所述的空调室外机，其特征在于，

所述控制箱固定设置于所述壳体的内部的一侧。

15.如权利要求11所述的空调室外机，其特征在于，

所述制冷剂冷却装置将从所述压缩机流出的气态制冷剂作为制冷剂而使用。