CN107560005A - 散热组件及空调 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种散热组件及空调，散热组件包括热管换热器，热管换热器中包括至少一根热管，热管包括蒸发段和冷凝段，还包括与蒸发段相连接的储热部件，储热部件包括相变储热材料；储热部件用于通过相变储热材料吸收发热元件工作时产生的热量进行储存并与热管进行热交换。当空调开始工作但热管中的冷媒还没有达到蒸发温度而无法吸收发热元件产生的热量时，或是发热元件功率急剧增大时，储热部件吸收发热元件产生的热量，避免空调的发热元件因发热造成表面温度过高而发生损坏。

Description

散热组件及空调

技术领域

本发明涉及空气调节设备领域，具体涉及一种散热组件及使用该散热组件进行散热的空调。

背景技术

近年来，随着技术不断进步，空调能够被应用在越来越多的极限环境下进行制冷或制热。当空调在温度较高的环境下工作时，必须要保证空调具有良好的散热性能，否则，高温会造成空调损坏而无法正常工作，给用户造成经济损失。

控制装置是保证空调正常工作的核心部件，其内部具有很多工作功率较高、容易发热的发热元件。为了保证控制装置的使用可靠性和使用寿命，需要对控制装置中的发热元件进行散热，防止发热元件工作温度过高而发生损坏。

申请号为201610546525.4的中国专利公开了一种空调室外机的散热组件，包括热管，热管的一端为蒸发段，另一端为冷凝段，热管的蒸发段与空调室外机的发热元件对应设置，利用热管的蒸发段与发热元件进行换热，带走发热元件在工作过程中产生的热量，对发热元件进行降温。上述技术方案存在以下缺陷：

1.在热管刚启动的一段时间内，热管蒸发段中的冷媒因温度没有达到蒸发温度而无法进行蒸发吸热，但此时，空调室外机中的发热元件已经开始工作并产生热量，因此，上述技术方案无法在空调室外机刚开始工作时吸收空调室外机中发热元件产生的热量；

2.空调室外机在工作过程中，当遇到功率快速增大时，元件会在短时间内产生大量的热量，其中一部分热量能够通过热管换热的方式进行散热，另一部分热量由于热管换热能力有限无法及时散到室外环境中，从而导致发热元件温度升高，影响其使用寿命和使用可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种散热效果好的散热组件。

有鉴于此，本发明的目的之二在于提供一种使用可靠性高的空调。

为达到上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种散热组件，包括热管换热器，所述热管换热器中包括至少一根热管，所述热管包括蒸发段和冷凝段，还包括与所述蒸发段相连接的储热部件，所述储热部件包括相变储热材料；

所述储热部件用于通过所述相变储热材料吸收发热元件工作时产生的热量进行储存并与所述热管进行热交换。

优选地，所述储热部件包括外壳，所述相变储热材料填充于所述外壳内。

优选地，所述相变储热材料为石墨和石蜡混合物。

优选地，所述储热部件将所述蒸发段全部包覆；或者，

所述蒸发段的部分外表面被所述储热部件包覆，其余外表面与所述发热元件贴合。

优选地，所述热管内部为毛细结构。

优选地，所述毛细结构为烧结的金属粉末结构或金属丝网结构。

优选地，所述蒸发段与所述储热部件通过压铸或胀管方式进行连接。

优选地，还包括散热结构，所述散热结构设置在所述冷凝段上。

为达上述目的，另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种空调，所述空调内设置有发热元件，所述发热元件采用如上所述的散热组件进行散热。

优选地，所述散热组件的热管的冷凝段靠近所述空调的室外机换热器设置。

优选地，所述空调的室外机中设置有隔板，所述隔板将所述室外机分隔成两部分空间，所述室外机中的换热器设置在第一空间内，所述发热元件和所述散热组件的储热部件设置在第二空间内，所述散热组件的热管的冷凝段穿过所述隔板伸入所述第一空间内。

有益效果：本发明中的散热组件包括储热部件，储热部件中包含相变储热材料，当空调已经开始工作但热管中的冷媒还没有达到蒸发温度而无法吸收发热元件产生的热量时，储热部件快速吸收发热元件产生的热量，降低发热元件表面的温度，避免发热元件因温度过高而发生损坏。

空调工作过程中功率急剧增加会导致发热元件短时间内产生大量热量，而热管的换热效率却不会加快，此时，储热部件能够吸收发热元件产生的大部分热量，保证空调的使用可靠性和使用寿命。

本申请中的储热部件中的相变储热材料能够将发热元件产生的热量吸收并储存，因此，散发到室外机中的热量更少，不会造成室外机中的温度升高，防止因温度过高给其他电器元件造成影响。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚。

图1是本发明实施例一提供的散热组件的三维结构图；

图2是本发明实施例一提供的散热组件各部件间的设置方式示意图；

图3是本发明实施例二提供的空调中散热组件的安装结构示意图。

图中：

1、室外换热器；2、冷凝段；3、控制装置；4、蒸发段；5、发热元件；6、隔板；7、风机支架；8、储热部件；81、外壳；82、相变储热材料；9、热管；10、槽体。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

本发明公开了一种散热组件及空调，散热组件包括热管换热器和储热部件，热管换热器包括至少一根热管，热管的一端设置有用于吸收热量的蒸发段，另一端设置有用于释放热量的冷凝段。储热部件分别与热管的蒸发段和需要散热的发热元件相连接，储热部件吸收发热元件产生的热量并与热管进行换热。当发热元件在短时间内发热量过大而蒸发段无法完全将热量吸收时，或是，蒸发段中的冷媒没有达到蒸发温度而无法实现吸热功能时，储热部件先将发热元件产生的热量吸收并储存，再与蒸发段进行换热，以将发热元件产生的热量及时散出，保证发热元件安全、可靠进行工作。

本发明中的空调室外机的发热元件上设置有上述散热组件，以对发热元件产生的热量进行吸收和疏散，增强空调的使用可靠性，延长空调使用寿命。下面通过具体的实施方式对本发明中的散热组件和空调进行详细说明。

实施例一

如图1、图2所示，并结合图3，是本实施例公开的散热组件，包括热管换热器和储热部件，散热组件安装在发热元件5的表面，吸收发热元件5产生的热量，降低发热元件5表面的温度，保证发热元件5正常工作。

管换热器中包含多根间隔排列设置的热管9，优选为等间隔设置。热管9的一端设置为蒸发段4，另一端设置为冷凝段2，蒸发段4与冷凝段2之间通过绝热段相连。其中，蒸发段4与储热部件8和/或发热元件5相接触进行换热，蒸发段4中具有液态的冷媒，冷媒吸收热量气化；冷凝段2与空气进行换热，冷凝段2中具有气态的冷媒，冷媒放出热量液化。热管9中的冷媒类型可以为R410A或R134a等常见的冷媒类型，也可以根据实际需要选用其他种类的冷媒。

在对热管9进行生产制造时，其材料可以为金属材料，也可以为非金属材料，优选采用铜或铜合金进行制造。热管9的内部为毛细结构，毛细结构为烧结的金属粉末结构或是金属丝网结构，但不限于上述两种具体的结构，具有毛细结构的热管的传热性能更优，有效提高热管的传热效率，加快散热的速度。

热管9的蒸发段4和冷凝段2的形状和结构可以不一样，为平板式、扁平式或翅片式。热管9的结构可以为L型、U型或V型，优选为L型。冷凝段2与蒸发段4可以位于同一水平面上或是同一竖直面上，也可以在一个与水平面呈一定夹角的斜面上，具体设置方式最终要根据散热组件的设置位置决定。为进一步加强换热效率，本实施例在热管9的冷凝段2上设置散热部件，散热部件包覆在冷凝段2上，优选散热部件为散热翅片，以增大冷凝段散热的面积，散热翅片优选为铜制或铝制。

热管9是一种高效的热能传递装置，热管的蒸发段4吸收发热元件5散发出的热量，蒸发段4内的冷媒受热达到一定温度后由液态蒸发为气态，将发热元件5表面的热量带走。气态的冷媒从蒸发段经过绝热段流向冷凝段2，冷凝段2与空气或其他物质进行换热，将冷媒的温度带走，冷媒由气态变为液态并回流至蒸发段4中，从而将蒸发段4内的热量散发出去。热管9中的冷媒重复上述循环过程，以实现对发热元件5迅速散热降温，保证发热元件5的可靠性和使用寿命。热管9结构简单，具有体积小、重量轻的优点，有效地降低了散热组件的体积，便于使用和安装。

储热部件8用于吸收发热元件工作时产生的热量，同时，储热部件8还与热管9的蒸发段4接触换热。当热管的蒸发段4无法将发热元件5产生的热量快速散出去的时候，储热部件8先将热量吸收，从而保证发热元件5表面的温度不会过高而损坏。储热部件8包括外壳81和设置于外壳81内部的相变储热材料82，对于相变储热材料82的种类没有过多要求，只要没有毒性且不会对各种元器件和结构造成损坏的具有一定储热能力的材料即可，优选相变储热材料82为石墨和石蜡混合物，其中，石蜡用于在相变过程中蓄热，石墨用户传热。储热部件8的外壳81，优选采用导热性能好的金属材料，以便能快速将发热元件5产生的热量传递给相变储热材料82。

储热部件8与热管的蒸发段4进行连接时形成的形状和结构均没有过多限制，需要根据热管9的类型进行确定。储热部件8与热管的蒸发段4进行组合时，一种实施方式是储热部件8将蒸发段4完全包覆，此时，发热元件5与储热部件8直接接触，不与蒸发段4接触，发热元件5产生的热量需要先经过储热部件8吸收并储存后再与蒸发段4进行换热。另一种实施方式是，蒸发段4的部分外表面被储热部件8包覆，其余外表面与发热元件5贴合，此时，发热元件5产生的热量部分被蒸发段4直接吸收，部分被储热部件8吸收后再与热管的蒸发段4进行换热。

在本实施例中，储热部件8上开设有预定深度的槽体10，槽体10开口一侧的储热部件8的外壁与发热元件5贴合，以实现高效吸热。热管的蒸发段4容置于槽体10之中，蒸发段4部分外表面位于开口处，并通过开口与发热元件5贴合。储热部件8的槽体10的形状和结构与热管的蒸发段4相适配，蒸发段4位于槽体10中的部分与槽体10的内壁紧紧贴合，便于进行热量交换。蒸发段4与储热部件8之间的连接方式没有具体约束，优选采用压铸或胀管方式进行连接。

实施例二

如图3所示，是本实施例公开的实施例一中的散热组件安装在空调中的具体安装结构。本实施例中的空调包括室外机，室外机中设置有控制装置3、室外换热器1、风机支架7以及设置在风机支架7上的风机。风机带动室外换热器1周围的空气流动，空气与室外换热器1之间进行换热。室外机中还设置有隔板6，隔板6将空调室外机分成两部分空间，风机、风机支架7和室外换热器1位于第一空间内，控制装置3、发热元件5和散热组件位于第二空间。控制装置3安装在隔板6上，控制装置3中具有多个功率较大的发热元件5，实施例一中的散热组件安装在这些发热元件5上，以对发热元件5进行降温，防止发热元件5因工作过程中温度过高而发生损坏。

在具体实施时，实施例一中的热管9为L型，L型的一端为蒸发段4，另一端为冷凝段2。蒸发段4与储热部分8组合后贴合在发热元件5的表面上，以充分与发热元件5接触，实现换热效率最大化。热管的冷凝段2穿过隔板6伸入到第一空间内，并设置在靠近室外换热器1的一侧，因此，热管的冷凝段2能够处在风机影响范围内，利用室外机风机系统与空气进行强制对流换热，增大换热效率，以最快的速度带走发热元件5表面的热量。

在空调刚开始工作时，散热组件中的热管9内的温度较低，没有达到冷媒的工作温度，但此时由于空调刚启动，控制装置3的发热元件5工作功率较大，此时发热元件5发热量较多，单一使用热管9不足以在短时间内将发热元件5产生的热量吸收。这时散热组件中的储热部件8吸收发热元件5产生的热量起到主要散热作用，在短时间内降低发热元件5表面的温度。而后发热元件5稳定工作，储热部件8再与热管的蒸发段4进行换热，蒸发段4中的冷媒吸收热量由液态变为气态，由于蒸发段4中存在一定量的气态冷媒，因此，蒸发段4中的压力大于冷凝段2中的压力，在压差的作用下，冷媒经过绝热段流动至冷凝段2中。冷凝段2中的冷媒与空气进行换热，将热量散发至空气中，冷媒温度降低变为液态后回流至蒸发段4。不断重复上述循环过程，不断将热量从发热元件5传递至外界空气中，达到降低发热元件5表面温度的效果。

空调工作过程中功率急剧增加会导致发热元件短时间内产生大量热量，而热管的换热效率不会随之增加，此时，储热部件能够吸收并储存发热元件产生的大部分热量，保证空调的使用可靠性和使用寿命。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种散热组件，包括热管换热器，所述热管换热器中包括至少一根热管，所述热管包括蒸发段和冷凝段，其特征在于，还包括与所述蒸发段相连接的储热部件，所述储热部件包括相变储热材料；

所述储热部件用于通过所述相变储热材料吸收发热元件工作时产生的热量进行储存并与所述热管进行热交换。

2.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述储热部件包括外壳，所述相变储热材料填充于所述外壳内。

3.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述相变储热材料为石墨和石蜡混合物。

4.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述储热部件将所述蒸发段全部包覆；或者，

所述蒸发段的部分外表面被所述储热部件包覆，其余外表面与所述发热元件贴合。

5.根据权利要求1至4任一项所述的散热组件，其特征在于，所述热管内部为毛细结构。

6.根据权利要求5所述的散热组件，其特征在于，所述毛细结构为烧结的金属粉末结构或金属丝网结构。

7.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述蒸发段与所述储热部件通过压铸或胀管方式进行连接。

8.根据权利要求1至4任一项所述的散热组件，其特征在于，还包括散热结构，所述散热结构设置在所述冷凝段上。

9.一种空调，所述空调内设置有发热元件，其特征在于，所述发热元件采用如权利要求1至8任一项所述的散热组件进行散热。

10.根据权利要求9所述的空调，其特征在于，所述散热组件的热管的冷凝段靠近所述空调的室外机换热器设置。

11.根据权利要求10所述的空调，其特征在于，所述空调的室外机中设置有隔板，所述隔板将所述室外机分隔成两部分空间，所述室外机中的换热器设置在第一空间内，所述发热元件和所述散热组件的储热部件设置在第二空间内，所述散热组件的热管的冷凝段穿过所述隔板伸入所述第一空间内。