CN111442439A

CN111442439A - 变频空调系统

Info

Publication number: CN111442439A
Application number: CN202010200389.XA
Authority: CN
Inventors: 安峰; 侯庆林; 孟庆好
Original assignee: Hisense Shandong Air Conditioning Co Ltd
Current assignee: Hisense Shandong Air Conditioning Co Ltd
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2020-07-24

Abstract

本发明涉及空调的技术领域，公开了一种变频空调系统，通过在冷凝器与蒸发器之间设有散热装置，该散热装置包括一具有内腔的导热本体，在内腔中填充有相变材料，发热电气元件安装在导热本体的安装位上，导热本体吸收并带走发热电气元件产生的热量，使得导热本体下部气态相变材料由液态转化成气态，气态相变材料上浮至导热本体上部，与冷媒管道进行热交换而冷凝成为液态，冷凝后的液态相变材料受重力影响，重新回到内腔下部，依此循环，实现对发热电气元件的持续散热，其散热效率高，且不用改变压缩机的频率，可以保证制冷效果，提高用户体验。

Description

变频空调系统

技术领域

本发明涉及空调的技术领域，特别是涉及一种变频空调系统。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，在空调的选择上，也从传统的舒适性逐渐扩展到节能环保方面，因此，变频空调成为了新型环保空调的首选产品。

相较于普通空调，变频空调加装了专业的变频电子模块以及变频压缩机，为了保证电子模块的各电子元器件的性能，在高温制冷环境下，需要针对变频电子模块等发热电子元器件进行充分有效散热，现有都是采用风扇的风冷散热模式，在高温环境下，传统的风冷散热模式的散热效果较差，在此情况下，一般会采用降低压缩机的频率降温，然而压缩机的运行频率低会导致制冷效果差，从而降低用户的体验感。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有变频空调的风冷散热模式散热效果差，而降低压缩机频率进行散热降温会导致制冷效果差，无法给客户带来较好的用户体验。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种变频空调系统，包括通过管路连接的压缩机、四通阀、节流装置、冷凝器和蒸发器，所述冷凝器与所述蒸发器之间设有散热装置；

所述散热装置包括一具有内腔的导热本体，所述内腔中填充有相变材料，所述内腔上部对应的导热本体上设有用于连通所述冷凝器与所述蒸发器的冷媒管道，所述内腔下部对应的导热本体上设有用于安装发热电气元件的安装位。

进一步优选地，定义所述内腔的总体积为V1，所述相变材料填充的体积为V2，V2＝(1/4～1/2)*V1。

进一步优选地，所述导热本体上设有管槽，所述冷媒管道设于所述管槽中。

进一步优选地，所述管槽设有多个，各所述管槽沿所述导热本体的高度方向并列间隔设置，所述冷媒管道迂回地配置于各所述管槽中。

进一步优选地，所述冷媒管道通过紧固件与所述导热本体连接。

进一步优选地，所述节流装置包括第一节流装置和第二节流装置，所述第一节流装置和所述第二节流装置沿所述冷凝器至所述蒸发器方向依次设置，所述散热装置设于所述第一节流装置与所述第二节流装置之间。

进一步优选地，所述散热装置设于所述冷凝器与所述节流装置之间；

或者所述散热装置设于所述节流装置与所述蒸发器之间。

进一步优选地，所述导热本体呈扁平板状，所述冷媒管道与所述安装位设置在所述导热本体相对的两个侧壁上。

进一步优选地，所述导热本体为铜或者铝材质制成。

进一步优选地，所述相变材料为水、钠、汞、导热姆或者萘。

本发明实施例一种变频空调系统与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例的一种变频空调系统，通过在冷凝器与蒸发器之间设有散热装置，该散热装置包括一具有内腔的导热本体，在导热本体的内腔中填充有相变材料，发热电气元件安装在导热本体的安装位上，当在高温环境下运行时，发热电气元件在运行中发热，导热本体吸收并带走发热电气元件产生的热量，并将热量传递给内腔下部的相变材料，使得下部的相变材料受热蒸发由液态转化成气态并上浮至内腔上部，此时，从压缩机排出的高温高压气体经冷凝器液化放热形成低温的液体冷媒流经导热本体上的冷媒管道，使得导热本体上部的气态相变材料与冷媒管道进行热交换而冷凝成为液态，冷凝后的液态相变材料受重力影响，重新回到内腔下部，依此循环，实现对发热电气元件的持续散热，其散热效率高，且不用改变压缩机的频率，可以保证制冷效果，提高用户体验。

附图说明

图1是本发明实施例的变频空调系统的循环原理图；

图2是本发明实施例的散热装置的结构示意图；

图3是本发明实施例的散热装置的侧视剖面结构示意图；

图4是本发明实施例的散热装置的主视剖面结构示意图。

图中，1、压缩机；2、四通阀；3、节流装置；4、冷凝器；5、蒸发器；6、散热装置；7、发热电气元件；31、第一节流装置；32、第二节流装置；61、导热本体；62、内腔；63、相变材料；64、冷媒管道；65、安装位；66、管槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～4所示，本发明实施例优选实施例的一种变频空调系统，包括通过管路连接的压缩机1、四通阀2、节流装置3、冷凝器4和蒸发器5，冷凝器4与蒸发器5之间设有散热装置6；散热装置6包括一具有内腔62的导热本体61，内腔62中填充有相变材料63，内腔62上部对应的导热本体61上设有用于连通冷凝器4与蒸发器5的冷媒管道64，内腔62下部对应的导热本体61上设有用于安装发热电气元件7的安装位65。

本发明实施例中的发热电气元件7包括但不限于空调系统中的电路板、控制器以及传感器等在运行过程中会产生热量的各类电子元器件，发热电气元件7安装在导热本体61的安装位65上，具体地，当在高温环境下运行时，发热电气元件7在运行中发热，导热本体61吸收并带走发热电气元件7产生的热量，并将热量传递给内腔62下部的相变材料63，使得下部的相变材料63受热蒸发由液态转化成气态并上浮至内腔62上部，此时，从压缩机1排出的高温高压气体经冷凝器4液化放热形成低温的液体冷媒流经导热本体61上的冷媒管道64，使得导热本体61上部的气态相变材料63与冷媒管道64进行热交换而冷凝成为液态，冷凝后的液态相变材料63受重力影响，重新回到内腔62下部，依此循环，实现对发热电气元件7的持续散热，其散热效率高，且不用改变压缩机1的频率，可以保证制冷效果，提高用户体验，此外，由于相变材料63在内腔62中相变循环，可以有效节省散热装置6在空调中的空间占比，制造方便且成本低廉。

相变材料63(PCM-Phase Change Material)是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质，转变物理性质的过程称为相变过程，相变材料63在相变过程中将吸收或释放大量的潜热。为了保证相变材料63的散热效果，且同时为了给相变材料63在相变过程中提供空间，本实施例中，定义内腔62的总体积为V1，相变材料63填充的体积为V2，V2＝(1/4～1/2)*V1，一般填充1/3*V1为最佳，具体填充可以依据实际需求进行确定，本实施例中的相变材料63可为水、钠、汞、导热姆或者萘，其中水以其无污染、容易取得且成本低廉在相变材料63中应用广泛。为了保证导热本体61的良好导热性能，本实施例中的导热本体61为铜或者铝材质制成，需要说明的是，导热本体61也可以采用其他高导热材质制成，具体根据使用需求进行确定。

进一步地，导热本体61上设有管槽66，冷媒管道64设于管槽66中，从而将冷媒管道64与导热本体61进行接触式固定安装，以便于流经冷媒管道64中的冷媒可以与内腔62中相变材料63进行充分热交换，保证散热效果，具体地，管槽66设有多个，各管槽66沿导热本体61的高度方向并列间隔设置，冷媒管道64迂回地配置于各管槽66中，从而增大冷媒管道64与导热本体61之间的热交换面积，保证热交换过程的充分进行。参照图2～4所示，本实施例中的导热本体61呈扁平板状，冷媒管道64与安装位65设置在导热本体61相对的两个侧壁上，在使用时，导热本体61竖直放置，冷媒管道64从导热本体61的一侧进入另一侧排出，为了保证热交换面积，冷媒管道64向下迂回地设置在导热本体61横截面面积较大的一侧端面上。更进一步地，冷媒管道64也可以通过紧固件与导热本体61连接，还可以通过钻孔、贴合、夹紧或者焊接等方式与导热本体61接触固定。同样地，导热本体61下部的发热电气元件也可以是通过焊接、直接连接或者通过导热材料间接连接的方式与安装位65接触安装固定，以便导热本体61能充分地吸收发热电气元件产生的热量。

本实施例中的变频空调系统可以采用单节流装置3还可以采用双节流装置3，当采用单节流装置3时，节流装置3设置在冷凝器4与蒸发器5之间，散热装置6可以设置在冷凝器4与节流装置3之间，也可以设置在节流装置3与蒸发器5之间，当散热装置6设置在冷凝器4与节流装置3之间时，流经导热本体61上的冷媒管道64中的为节流前低温高压冷媒，换热效果较好，当散热装置6设置在节流装置3与蒸发器5之间，流经导热本体61上的冷媒管道64中的为节流后低温低压冷媒，冷媒温度低，换热效果最优；当采用双节流装置3时，节流装置3包括第一节流装置31和第二节流装置32，第一节流装置31和第二节流装置32沿冷凝器4至蒸发器5方向依次设置，散热装置6设于第一节流装置31与第二节流装置32之间，其中，第一节流装置31为节流阀、毛细管、电子膨胀阀或热力膨胀阀，第二节流装置32为节流阀、毛细管、电子膨胀阀或热力膨胀阀，压缩机1采用变频转子压机或变频涡旋压机；冷凝器4和蒸发器5可采用管翅换热器或平行流换热器等。基于此，可产生两种不同的控制模式：

控制模式1：

制冷模式运行，第一节流装置31全开，第二节流装置32由排气过热度T控制；

制热模式运行，第二节流装置32全开，第一节流装置31由排气过热度T控制。

控制模式2：

制冷模式运行，第二节流装置32全开，第一节流装置31由排气过热度T控制；

制热模式运行，第一节流装置31全开，第二节流装置32由排气过热度T控制。

上述两种模式可根据空调器的工作环境不同而择优选择：

控制模式1可应用于高温干燥的环境当中，其优势在于冷媒通道中为节流后低温低压冷媒，温度低，换热效果最优。

控制模式2可应用于高温高湿的环境，其优势在于冷媒通道中为节流前低温高压冷媒，换热效果较好，可解决控制模式1在高湿环境中容易产生冷凝水的问题。

本实施例的工作过程：当变频空调在高温环境下运行时，发热电气元件7在运行中发热，导热本体61从发热电气元件7中吸收热量，并将热量传递给内腔62中的相变材料63，相变材料63受热蒸发为气态并在浮力作用下上浮至内腔62上部，此时，从压缩机1排出的高温高压气体经冷凝器4液化放热形成低温的液体冷媒流经导热本体61上的冷媒管道64，冷媒管道64中的冷媒可以吸收并带走导热本体61上部的热量，使得气态相变材料63与冷媒管道64进行热交换而冷凝成为液态，冷凝后的液态相变材料63受重力影响，重新回到内腔62下部，依此循环。

综上，本发明实施例提供一种变频空调系统，一种变频空调系统，通过在冷凝器4与蒸发器5之间设有散热装置6，该散热装置6包括一具有内腔62的导热本体61，在内腔62中填充有相变材料63，发热电气元件7安装在导热本体61的安装位65上，当在高温环境下运行时，发热电气元件7在运行中发热，导热本体61吸收并带走发热电气元件7产生的热量，并将热量传递给内腔62下部的相变材料63，使得下部的相变材料63受热蒸发为气态并上浮至内腔62上部，此时，从压缩机1排出的高温高压气体经冷凝器4液化放热形成低温的液体冷媒流经导热本体61上的冷媒管道64，使得导热本体61上部的气态相变材料63与冷媒管道64进行热交换而冷凝成为液态，冷凝后的液态相变材料63受重力影响，重新回到内腔62下部，依此循环，实现对发热电气元件7的持续散热，其散热效率高，且不用改变压缩机1的频率，可以保证制冷效果，提高用户体验。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种变频空调系统，其特征在于，包括通过管路连接的压缩机、四通阀、节流装置、冷凝器和蒸发器，所述冷凝器与所述蒸发器之间设有散热装置；

2.如权利要求1所述的变频空调系统，其特征在于，定义所述内腔的总体积为V1，所述相变材料填充的体积为V2，V2＝(1/4～1/2)*V1。

3.如权利要求1所述的变频空调系统，其特征在于，所述导热本体上设有管槽，所述冷媒管道设于所述管槽中。

4.如权利要求3所述的变频空调系统，其特征在于，所述管槽设有多个，各所述管槽沿所述导热本体的高度方向并列间隔设置，所述冷媒管道迂回地配置于各所述管槽中。

5.如权利要求1所述的变频空调系统，其特征在于，所述冷媒管道通过紧固件与所述导热本体连接。

6.如权利要求1～5任一项所述的变频空调系统，其特征在于，所述节流装置包括第一节流装置和第二节流装置，所述第一节流装置和所述第二节流装置沿所述冷凝器至所述蒸发器方向依次设置，所述散热装置设于所述第一节流装置与所述第二节流装置之间。

7.如权利要求1～5任一项所述的变频空调系统，其特征在于，所述散热装置设于所述冷凝器与所述节流装置之间；

或者所述散热装置设于所述节流装置与所述蒸发器之间。

8.如权利要求1～5任一项所述的变频空调系统，其特征在于，所述导热本体呈扁平板状，所述冷媒管道与所述安装位设置在所述导热本体相对的两个侧壁上。

9.如权利要求8所述的变频空调系统，其特征在于，所述导热本体为铜或者铝材质制成。

10.如权利要求1～5任一项所述的变频空调系统，其特征在于，所述相变材料为水、钠、汞、导热姆或者萘。