CN111503758A - 换热效率高的电器盒、空调及空调的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种换热效率高的电器盒、空调及空调的控制方法。电器盒包括壳体和至少两条换热支路，所有所述换热支路均设置于所述壳体内部，每一所述换热支路均贯穿所述壳体与外部连通，且每一所述换热支路上均设置有流量调节机构。本发明提供的换热效率高的电器盒、空调及空调的控制方法，设置多条换热支路，并根据热区的分布合理设置换热支路的位置，从而保证电器盒内部的各个位置均能够得到合理的换热，并且在每条换热支路上设置流量控制机构，控制每条换热支路内部的制冷剂的量，从而保证对每个换热支路进行准确控制，电器盒内部能够实现加热和冷却的效果，保证电器盒内部恒温而克服受环境温度的影响，提高电器盒和空调的运行稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及散热结构技术领域，特别是一种换热效率高的电器盒、空调及空调的控制方法。
背景技术
传统的电器盒一般均是在其中部设置一根散热管路引入制冷剂进行冷媒换热，然而电器盒内的发热元器件不是集中分布在电器盒中部的，其内部存在大量的局部热点仍无法通过冷媒进行有效散热，并且在机组运行过程中，功率器件、电解电容及继电器等电气元件对可承受的最高温度有明确要求，若无法有效控制电器盒内此类高功率密度器件的温度，将造成元器件寿命低、售后故障率高乃至引发机组安全事故。
发明内容
为了解决现有电器盒内部存在局部位置无法进行可靠换热且换热效率无法控制而造成部分电器元件仍然无法达到预设温度要求的技术问题，而提供一种设置多条换热支路并根据不同的热区进行不同程度的换热而保证电器盒内部所有位置均能够进行可靠换热的换热效率高的电器盒、空调及空调的控制方法。
一种电器盒，包括壳体和至少两条换热支路，所有所述换热支路均设置于所述壳体内部，每一所述换热支路均贯穿所述壳体与外部连通，且每一所述换热支路上均设置有流量调节机构。
所述壳体内部划分为至少两个热区，每一所述热区内设置有至少一条所述换热支路。
所述电器盒还包括控制机构，所述控制机构与所有所述流量调节机构电连接，且所述控制机构可根据每一所述热区的散热需求控制相对应的所述换热支路上的所述流量调节机构的开度。
每一所述换热支路均具有制冷剂第一入口和制冷剂第二入口，所述制冷剂第一入口处设置有第一流量调节阀，所述制冷剂第二入口处设置有第二流量调节阀，且同一所述换热支路上的所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀联动控制。
所述壳体为全封闭式盒体结构。
一种空调，包括上述的电器盒。
所述空调还包括依次连通形成制冷剂换热循环的压缩机、四通阀、室内换热器和室外换热器，所述电器盒还包括第一流量控制机构、第二流量控制机构、第三流量控制机构和第四流量控制机构，所述第一流量控制机构设置于所述室内换热器和所述室外换热器之间，所有所述换热支路的一端通过所述第二流量控制机构与所述室外换热器和所述第一流量控制机构之间的管路连通，所有所述换热支路的另一端通过所述第三流量控制机构与所述室内换热器和所述四通阀之间的管路连通，所述第四流量控制机构的第一端与所述第三流量控制机构和所述换热支路之间管路连通，所述第四流量控制机构的第二端与所述室内换热器和所述第一流量控制机构之间的管路连通。
所述空调具有电器盒保温模式和电器盒冷却模式，所述制冷剂换热循环具有制热循环和制冷循环；
在所述电器盒保温模式中，所述制冷剂换热循环切换至制热循环，所述第一流量控制机构、所述第二流量控制机构和所述第三流量控制机构处于开启状态，所述第四流量控制机构处于关闭状态；
在所述电器盒冷却模式中，所述制冷剂换热循环切换至制冷循环变换，所述第二流量控制机构和所述第四流量控制机构处于开启状态，所述第一流量控制机构和所述第三流量控制机构处于关闭状态。
在所述电器盒保温模式中还包括：
延时换热模式，在所述延时换热模式中，所述第一流量控制机构处于开启状态，所述第二流量控制机构、所述第三流量控制机构和所述第四流量控制机构均处于关闭状态。
在所述电器盒冷却模式中，所有所述换热支路的单位流量和与所述制冷剂换热循环内的单位流量的比值范围为0.4:1至0.6:1。
所述空调还包括液管、高压气管和低压气管，每一所述换热支路均具有一端与所述液管连通且另一端与所述低压气管连通的第一状态和一端与所述高压气管连通，另一端与所述液管连通的第二状态。
一种上述的空调的控制方法，包括：
设定环境温度控制值T1，并获取空调所处环境温度T0，将T0与T1进行比较；
当T0＞T1时，所述空调切换至所述电器盒冷却模式；
当T0≤T1时，所述空调切换至所述电器盒保温模式。
所述环境温度控制值T1的温度范围为-20℃至-10℃。
本发明提供的换热效率高的电器盒、空调及空调的控制方法，设置多条换热支路，并根据热区的分布合理设置换热支路的位置，从而保证电器盒内部的各个位置均能够得到合理的换热，并且在每条换热支路上设置流量控制机构，控制每条换热支路内部的制冷剂的量，从而保证对每个换热支路进行准确控制，在有效利用多余冷量的同时保证需要换热的电子元器件得到合理的换热，将壳体设置成全封闭式盒体结构有效防止外部水汽进入，从而解决电器盒内部凝露的问题，而且通过设置四个流量控制机构，能够根据需要切换进入散热支路内部的制冷剂的来源，从而使电器盒内部能够实现加热和冷却的效果，保证电器盒内部恒温而克服受环境温度的影响，提高电器盒和空调的运行稳定性。
附图说明
图1为本发明提供的换热效率高的电器盒、空调及空调的控制方法的实施例的电器盒的结构示意图；
图2为本发明提供的换热效率高的电器盒、空调及空调的控制方法的实施例的空调的结构示意图；
图中：
1、壳体；2、换热支路；11、热区；3、流量调节机构；4、四通阀；5、室内换热器；6、室外换热器；7、第一流量控制机构；8、第二流量控制机构；9、第三流量控制机构；10、第四流量控制机构。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示的电器盒，包括壳体1和至少两条换热支路2，所有所述换热支路2均设置于所述壳体1内部，每一所述换热支路2均贯穿所述壳体1与外部连通，且每一所述换热支路2上均设置有流量调节机构3，设置多条换热支路2能够在壳体1内部进行多处换热，从而克服现有技术中仅能够对电器盒的单一位置进行换热而无法保证所有电子元器件均能够得到合理换热的问题，并且通过设置流量调节机构3对每条换热支路2的制冷剂进行单独的调节，从而保证每条换热支路2能够根据所对应的换热需求进行换热，在有效利用多余冷量的同时保证需要换热的电子元器件得到合理的换热。
所述壳体1内部划分为至少两个热区11，每一所述热区11内设置有至少一条所述换热支路2，其中每个热区11能够根据电子元器件随对应的需求换热量进行划分，并且利用每个热区11所对应的换热支路2对该热区11进行合理的换热。
所述电器盒还包括控制机构，所述控制机构与所有所述流量调节机构3电连接，且所述控制机构可根据每一所述热区11的散热需求控制相对应的所述换热支路2上的所述流量调节机构3的开度，控制机构根据预设的条件(如所处环境温度等)对所有流量调节机构3进行开度控制，从而实现每条换热支路2的换热量控制。
每一所述换热支路2均具有制冷剂第一入口和制冷剂第二入口，所述制冷剂第一入口处设置有第一流量调节阀，所述制冷剂第二入口处设置有第二流量调节阀，且同一所述换热支路2上的所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀联动控制，保证制冷剂从制冷剂第一入口进入或从制冷剂第二入口进入均能够得到有效的控制。
所述壳体1为全封闭式盒体结构，有效防止外部水汽进入，从而解决电器盒内部凝露的问题，同时利用良好的导热材料(如散热膏或导热硅胶等)将电子元器件与对应的换热支路2进行接触，从而使换热支路2与电子元器件进行有效的热交换，热量基本通过制冷剂散出或者获得，因此可以去除通风通道和通风孔等，将电器盒进行全封闭。
一种空调，包括上述的电器盒。
如图2所示，所述空调还包括依次连通形成制冷剂换热循环的压缩机、四通阀4、室内换热器5和室外换热器6，所述电器盒还包括第一流量控制机构7、第二流量控制机构8、第三流量控制机构9和第四流量控制机构(10)，所述第一流量控制机构7设置于所述室内换热器5和所述室外换热器6之间，所有所述换热支路2的一端通过所述第二流量控制机构8与所述室外换热器6和所述第一流量控制机构7之间的管路连通，所有所述换热支路2的另一端通过所述第三流量控制机构9与所述室内换热器5和所述四通阀4之间的管路连通，所述第四流量控制机构10的第一端与所述第三流量控制机构9和所述换热支路2之间管路连通，所述第四流量控制机构10的第二端与所述室内换热器5和所述第一流量控制机构7之间的管路连通，所述电器盒能够在第一流量控制机构7、第二流量控制机构8、第三流量控制机构9和第四流量控制机构10的控制分别在制冷剂换热循环中获取高温制冷剂和低温制冷剂，并实现利用高温制冷剂进行加热保温和利用低温制冷剂进行散热的两种功能，最终实现保证电器盒内部恒温的目的。
所述空调具有电器盒保温模式和电器盒冷却模式，所述制冷剂换热循环具有制热循环和制冷循环；
在所述电器盒保温模式中，所述制冷剂换热循环切换至制热循环，所述第一流量控制机构7、所述第二流量控制机构8和所述第三流量控制机构9处于开启状态，所述第四流量控制机构10处于关闭状态，此时制冷剂换热循环中的高温制冷剂由第三流量控制机构9处进入每条换热支路2中进行加热，并由第二流量控制机构8处回流至制冷剂换热循环中，完成对电器盒内部的加热保温，同时制冷剂换热循环中的其余制冷剂经过室内换热器5后经过第一流量控制机构7与经过换热支路2的制冷剂汇合，从而完成正常的制热循环，在图2中，虚线箭头方向为制热循环和电器盒保温模式中制冷剂的流动方向；
在所述电器盒冷却模式中，所述制冷剂换热循环切换至制冷循环变换，所述第二流量控制机构8和所述第四流量控制机构10处于开启状态，所述第一流量控制机构7和所述第三流量控制机构9处于关闭状态，此时制冷剂换热循环中的制冷剂经过室外换热器6后由第二流量控制机构8进入所有换热支路2，并由第三流量控制机构9回流至室外换热器6之前，完成对电器盒内部的冷却，而根据第一流量控制机构7的开度，可以是部分制冷剂能够通过第一流量控制机构7直接进入室外换热器6进行换热，从而完成正常的制冷循环，在图2中，实线箭头方向为制冷循环和电器盒冷却模式中制冷剂的流动方向。
在所述电器盒保温模式中还包括：
延时换热模式，在所述延时换热模式中，所述第一流量控制机构7处于开启状态，所述第二流量控制机构8、所述第三流量控制机构9和所述第四流量控制机构10均处于关闭状态，此时换热支路2中仍然存留有制冷剂，此处的制冷剂能够充分的通过换热支路2进行换热，使电器盒内部的温度最终趋于稳定，避免出现过热的问题，保证电器盒的换热效果，同时此处存留的制冷剂在换热之后进入制冷剂换热循环中能够调整制冷剂换热循环中的制冷剂温度进行一定的调节，从而实现对空调换热量进行一定控制的目的。
在所述电器盒冷却模式中，所有所述换热支路2的单位流量和与所述制冷剂换热循环内的单位流量的比值范围为0.4:1至0.6:1，从而在保证电器盒换热需求的前提下最大限度的减低制冷剂换热循环的压力损失。
所述空调还包括液管、高压气管和低压气管，每一所述换热支路2均具有一端与所述液管连通且另一端与所述低压气管连通的第一状态和一端与所述高压气管连通，另一端与所述液管连通的第二状态，在第一状态时，换热支路2获取液管中的制冷剂进行冷却，并在换热完成后回流至低压气管内进行循环，在第二状态时，换热支路2获取高压气管中的制冷剂进行加热，并在换热完成后回流至液管内进行循环。
一种上述的空调的控制方法，包括：
设定环境温度控制值T1，并获取空调所处环境温度T0，将T0与T1进行比较；
当T0＞T1时，表明此时空调(电器盒)所处环境的温度相对于电子元器件的需求温度是过高的，需要对电器盒进行冷却鬼，所述空调切换至所述电器盒冷却模式；
当T0≤T1时，表明此时空调(电器盒)所处环境的温度相对于电子元器件的需求温度是过低的，需要对电器盒进行加热保温，所述空调切换至所述电器盒保温模式。
所述环境温度控制值T1的温度范围为-20℃至-10℃，优选为-15℃。
在设定环境温度控制值T1，并获取空调所处环境温度T0，将T0与T1进行比较中，还包括：
设定最高温度极限值T2和最低温度极限值T3，T3＜T1＜T2，将T0与T2和T3进行比较，也即划分出所述空调的最优工作温度范围T3至T2；
其中所述最高温度极限值T2的数值范围为35℃至45℃，优选为40℃，所述最低温度极限值T3的数值范围为-45℃至-35℃，优选为-40℃，也就是说，在空调所处的环境温度处于-40℃至-15℃时，电器盒需要保温，此时空调处于制热循环，电器盒也切换至电器盒保温模式；在空调所处的环境温度处于-15℃至40℃时，电器盒需要冷却，此时空调处于制冷循环，电器盒也切换至电器和冷却模式。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (14)
1.一种电器盒，其特征在于：包括壳体(1)和至少两条换热支路(2)，所有所述换热支路(2)均设置于所述壳体(1)内部，每一所述换热支路(2)均贯穿所述壳体(1)与外部连通，且每一所述换热支路(2)上均设置有流量调节机构(3)。
2.根据权利要求1所述的电器盒，其特征在于：所述壳体(1)内部划分为至少两个热区(11)，每一所述热区(11)内设置有至少一条所述换热支路(2)。
3.根据权利要求2所述的电器盒，其特征在于：所述电器盒还包括控制机构，所述控制机构与所有所述流量调节机构(3)电连接，且所述控制机构可根据每一所述热区(11)的散热需求控制相对应的所述换热支路(2)上的所述流量调节机构(3)的开度。
4.根据权利要求2所述的电器盒，其特征在于：所述换热支路(2)的数量为四根，所述热区(11)的数量为三个，三个所述热区(11)并列设置，且处于中部的所述热区(11)内设置有两根所述换热支路(2)。
5.根据权利要求1所述的电器盒，其特征在于：每一所述换热支路(2)均具有制冷剂第一入口和制冷剂第二入口，所述制冷剂第一入口处设置有第一流量调节阀，所述制冷剂第二入口处设置有第二流量调节阀，且同一所述换热支路(2)上的所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀联动控制。
6.根据权利要求1所述的电器盒，其特征在于：所述壳体(1)为全封闭式盒体结构。
7.一种空调，其特征在于：包括权利要求1至6中任一项所述的电器盒。
8.根据权利要求7所述的空调，其特征在于：所述空调还包括依次连通形成制冷剂换热循环的压缩机、四通阀(4)、室内换热器(5)和室外换热器(6)，所述电器盒还包括第一流量控制机构(7)、第二流量控制机构(8)、第三流量控制机构(9)和第四流量控制机构(10)，所述第一流量控制机构(7)设置于所述室内换热器(5)和所述室外换热器(6)之间，所有所述换热支路(2)的一端通过所述第二流量控制机构(8)与所述室外换热器(6)和所述第一流量控制机构(7)之间的管路连通，所有所述换热支路(2)的另一端通过所述第三流量控制机构(9)与所述室内换热器(5)和所述四通阀(4)之间的管路连通，所述第四流量控制机构(10)的第一端与所述第三流量控制机构(9)和所述换热支路(2)之间管路连通，所述第四流量控制机构(10)的第二端与所述室内换热器(5)和所述第一流量控制机构(7)之间的管路连通。
9.根据权利要求8所述的空调，其特征在于：所述空调具有电器盒保温模式和电器盒冷却模式，所述制冷剂换热循环具有制热循环和制冷循环；
在所述电器盒保温模式中，所述制冷剂换热循环切换至制热循环，所述第一流量控制机构(7)、所述第二流量控制机构(8)和所述第三流量控制机构(9)处于开启状态，所述第四流量控制机构(10)处于关闭状态；
在所述电器盒冷却模式中，所述制冷剂换热循环切换至制冷循环变换，所述第二流量控制机构(8)和所述第四流量控制机构(10)处于开启状态，所述第一流量控制机构(7)和所述第三流量控制机构(9)处于关闭状态。
10.根据权利要求9所述的空调，其特征在于：在所述电器盒保温模式中还包括：
延时换热模式，在所述延时换热模式中，所述第一流量控制机构(7)处于开启状态，所述第二流量控制机构(8)、所述第三流量控制机构(9)和所述第四流量控制机构(10)均处于关闭状态。
11.根据权利要求9所述的空调，其特征在于：在所述电器盒冷却模式中，所有所述换热支路(2)的单位流量和与所述制冷剂换热循环内的单位流量的比值范围为0.4:1至0.6:1。
12.根据权利要求7所述的空调，其特征在于：所述空调还包括液管、高压气管和低压气管，每一所述换热支路(2)均具有一端与所述液管连通且另一端与所述低压气管连通的第一状态和一端与所述高压气管连通，另一端与所述液管连通的第二状态。
13.一种权利要求9至11中任一项所述的空调的控制方法，其特征在于：包括：
设定环境温度控制值T1，并获取空调所处环境温度T0，将T0与T1进行比较；
当T0＞T1时，所述空调切换至所述电器盒冷却模式；
当T0≤T1时，所述空调切换至所述电器盒保温模式。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于：所述环境温度控制值T1的温度范围为-20℃至-10℃。
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