CN117804152A - 一种车载冰箱压缩机散热装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车载冰箱压缩机散热装置及其控制方法，包括封闭式的条形壳体和设置在壳体内部的压缩机、冷凝器、散热风扇，所述壳体为横置的条形筒体结构，壳体处于压缩机和冷凝器之间的区域两侧朝向内部收缩形成内凹部，壳体在内凹部宽度最窄位置朝向风扇一侧扩张的相邻区域设置有相对称的补风格栅。本发明还提出了上述车载冰箱压缩机散热装置的控制方法。本发明通过补风格栅引入外部冷空气，对经过压缩机的空气进行降温，进而更好的在冷凝器中进行换热降温。在压缩器启动前通过预先开启风扇的方式降低环境温度，可以有效提高压缩机的散热情况，在高环温下迅速降低压缩机舱的温度，减轻压缩机负载，提高一次启动成功率。

Description

一种车载冰箱压缩机散热装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，尤其涉及一种车载冰箱压缩机散热装置及其控制方法。

背景技术

近几年，随着大家对生活质量要求的提高，越来越重视“车生活”，而车载冰箱对于提升“车生活”品质来说，有着非常高的价值。车载冰箱是便于随车携带或者配置在汽车上的一种冰箱，属于家用冰箱的延续。与传统冰箱不同的是，车载冰箱因使用需求、应用场景，尺寸一般较小，但为了满足制冷功能，也设置有制冷系统。

市场上主要有两种车载冰箱，一种是半导体车载冰箱，它的原理是靠电子芯片制冷，利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应，即通过直流电制冷的一种新型制冷方法.制冷温度范围为5至65度。这种冰箱的优点是既能制冷又能制热，环保、无污染，体积小，成本较低，工作时没有震动、噪音、寿命长。缺点是制冷效率不高，制冷温度受环境温度影响，制冷无法达到零度以下，且容量较小。另一种是压缩机车载冰箱，压缩机是传统冰箱的传统技术，制冷温度低，为-18度10度。制冷效率高，能制冰、保鲜，体积大，是未来车载冰箱发展的主流方向。但是这种冰箱重量较重，携带不方便，价格较高。

对于压缩机车载冰箱，目前除了体积因素以外，还有其他影响其使用的环境因素。比如在夏季的热带地区，太阳直射后的车内温度可能高达70、80℃，在启动车载冰箱后对于压缩机的负载非常大，可能出现因负载过大导致的报警动作甚至影响压缩机的使用寿命，从而影车载冰箱的使用体验。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种车载冰箱压缩机散热装置及其控制方法，其解决了现有技术中存在的高温环境下车载冰箱启动时导致压缩机负载过大，影响其使用寿命的问题。

根据本发明的实施例，一种车载冰箱压缩机散热装置及其控制方法，包括封闭式的壳体和设置在壳体内部的压缩机、冷凝器、散热风扇，所述壳体为横置的条形筒体结构，所述压缩机靠近壳体其中一端设置，散热风扇设置在壳体远离压缩机的一端端面上，所述冷凝器紧靠散热风扇设置在壳体内部；

所述壳体处于压缩机和冷凝器之间的区域两侧朝向内部收缩形成内凹部，所述内凹部为折面结构或弧面结构，所述壳体从内凹部靠近风扇一端朝两侧扩张，直至风扇位置处恢复壳体的原宽度；所述壳体在靠近压缩机一端的端面上设有进风格栅，壳体在内凹部宽度最窄位置朝向风扇一侧扩张的相邻区域设置有相对称的补风格栅，所述补风格栅未延伸至冷凝器所在位置，所述壳体表面设有温度传感器，外壳内还设有控制器，所述控制器与温度传感器和散热风扇电连接。

进一步的，所述壳体外部还设置有水箱，所述水箱通过水泵连接有水管，所述水泵与所述控制器电连接，所述水管贯穿伸入壳体内部，并水平延伸至压缩机外壳顶面靠近进风格栅一侧的端部，所述水管位于压缩机顶部的区域在靠近散热风扇一侧设置有若干排水孔，所述壳体底部的两侧还分别设置有下凹的排水槽，所述排水槽通过排水管连通至外部。

进一步的，所述压缩机外壳顶面上设置有若干下凹的槽道，所述槽道沿壳体延伸方向设置，槽道前后两端分别延伸至压缩机对应进风格栅和冷凝器的端面。

进一步的，所述槽道靠近压缩机两侧的边缘还开设有若干通槽，所述通槽延伸至压缩机对应壳体侧壁的两个侧面。

进一步的，所述压缩机对应壳体侧壁的两侧侧面底部朝向内部呈圆弧形收缩。

进一步的，所述壳体内部还设有冷却管，所述冷却管两端连通至汽车的发动机冷却液管道，冷却管围绕压缩机表面若干圈。

进一步的，所述压缩机底部设置有支撑杆，使得压缩机处于壳体内中部位置，压缩机侧面与壳体之间的过风通道在竖直面和水平面均对称。

进一步的，所述压缩机的上下两侧面所对应的壳体内壁上还设有凸出的挡风板，所述挡风板前后两端倾斜设置从而与壳体内部平滑连接，所述挡风板压缩了压缩机与壳体内壁之间过风通道的通风面积。

本发明还提出了上述车载冰箱压缩机散热装置的控制方法，包括如下步骤：

S1、开启冰箱时，在压缩机启动之前，温度传感器先检测壳体表面温度并传输给控制器，若壳体表面温度大于第一阈值温度，则不启动风扇，若温度大于第一阈值温度，则启动风扇；

S2、在风扇启动之后，启动压缩机之前，先等待风扇运行设定时间，之后再启动压缩机，并保持风扇持续运行，风扇运行过程中，根据压缩机转速调整风扇转速，且风扇转速与压缩机的转速正相关；

S3、当温度传感器接收温度高于第二阈值温度时，压缩机停止运行，并保持风扇持续运行，直至温度低于第二阈值温度。

进一步的，所述步骤S3中，当温度传感器所检测的温度高于第二阈值温度时，启动水泵并持续朝压缩机表面供水，直至温度低于第二阈值温度。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明将压缩机、冷凝器以及风扇依次设置在条形的壳体内部，通过风扇在壳体中形成风道，从而持续给压缩机和冷凝器散热。通过风扇对冷凝器和压缩机散热本属于常见技术，但是现有设备中，若风扇朝向壳体内部吹风，则可能引入灰尘，影响冷凝器工作，若朝向壳体外部吹风，则会让空气先经过压缩机受到加热后再通过冷凝器，影响其对冷凝器的散热效果。因此本发明中在壳体侧面设置有内凹部，内凹部降低了壳体内风道的通量，使得经过风速加快，使得空气更快速的吹过冷凝器，从而提高散热效果；同时在内凹部相邻设置设有补风格栅，从而引入外部冷空气，对经过压缩机的空气进行降温，进而更好的在冷凝器中进行换热降温。

2、本发明还设有水箱和水管，并通过水泵将水泵入到压缩机外壳表面，此时从压缩机表面经过的空气使得水蔓延至压缩机外壳的整个表面，然后再高速风流下迅速蒸发，从而起到整体的湿润、降温效果，极大的加快了对压缩机的散热效率，维持了其工作温度的适宜和稳定，降低了故障发生率，提升了使用寿命。

3、本发明还提供了一种压缩机散热装置的控制方法，在压缩器启动前通过预先开启风扇的方式降低环境温度，可以有效提高压缩机的散热情况，在高环温下迅速降低压缩机舱的温度，减轻压缩机负载，提高一次启动成功率，避免因高环温带来的高负载导致压缩机报警停机动作以及寿命损伤；同时还可以让风扇的转速随压缩机的转速变化而变化，在压缩机高负载需要快速拉温时，风扇转速升高，更快散热，在低速维持时，风扇转速降低，降低整机噪音值。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例的内部结构俯视示意图。

图3为本发明实施例中压缩机和壳体部分的侧向示意图。

图4为本发明实施例1中的压缩机外壳结构示意图。

图5为本发明实施例2中的压缩机和冷却管的结构示意图。

图6为本发明实施例压缩机散热装置的控制方法的工作流程图。

上述附图中：1、壳体；2、压缩机；3、冷凝器；4、散热风扇；5、水箱；6、水管；7、冷却液管道；11、内凹部；12、进风格栅；13、补风格栅；14、挡风板；15、支撑杆；16、排水槽；21、槽道；22、通槽；61、排水孔。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

实施例1：

如图1所示，本发明实施例提出了一种车载冰箱压缩机2散热装置及其控制方法，包括封闭式的壳体1和设置在壳体1内部的压缩机2、冷凝器3、散热风扇4。所述壳体1为横置的条形筒体结构，本实施例中优选为方形条状壳体1，即其沿轴向截面为长方形。所述压缩机2靠近壳体1其中一端设置，散热风扇4设置在壳体1远离压缩机2的一端端面上，所述冷凝器3紧靠散热风扇4设置在壳体1内部，形成条形的通风结构。

如图2所示，所述壳体1处于压缩机2和冷凝器3之间的区域两侧朝向内部收缩形成内凹部11，所述壳体1从内凹部11靠近风扇一端朝两侧扩张，直至风扇位置处恢复壳体1的原宽度。所述内凹部11为折面结构或弧面结构，本实施例中优选的内凹部11为折面结构，即两个相互倾斜的面连接形成内凹部11。所述壳体1在靠近压缩机2一端的端面上设有进风格栅12，从而与散热风扇4配合形成通风结构，壳体1在内凹部11宽度最窄位置朝向风扇一侧扩张的相邻区域设置有相对称的补风格栅13，所述补风格栅13未延伸至冷凝器3所在位置，从而引入外部冷空气，对经过压缩机2的空气进行降温，进而更好的在冷凝器3中进行换热降温。所述壳体1表面设有温度传感器，外壳内还设有控制器，所述控制器与温度传感器和散热风扇4电连接。

本实施例中，所述壳体1外部还设置有水箱5，所述水箱5通过水泵连接有水管6，所述水泵与所述控制器电连接，所述水管6贯穿伸入壳体1内部，并水平延伸至压缩机2外壳顶面靠近进风格栅12一侧的端部，所述水管6位于压缩机2顶部的区域在靠近散热风扇4一侧设置有若干排水孔61。当环境温度过高时，水泵通过水管6将冷却水供至压缩机2顶部外侧，此时压缩机2表面还有高速气流通过，因此气体将冷却水吹走在压缩机2表面流动，使其覆盖压缩机2整个上表面，并从压缩机2前后两侧分别流下至前后端面。通过水的冷却降温以及水分蒸发带走热量，可以更好的对压缩机2进行散热，维持其在高负载下的正常运行。作为优选，所述壳体1底部的两侧还分别设置有下凹的排水槽16，所述排水槽16通过排水管连通至外部，通过排水槽16可以将未能及时蒸发的冷却水收集并排除到汽车外部，避免其残留在车体内部，导致零部件锈蚀、内饰发霉等问题。

如图4所示，进一步的方案中，所述压缩机2外壳顶面上设置有若干下凹的槽道21，所述槽道21沿壳体1延伸方向设置，槽道21前后两端分别延伸至压缩机2对应进风格栅12和冷凝器3的端面，槽道21可以让冷却水更好的沿着风向流动，完全覆盖压缩机2顶部表面。对应的，所述槽道21靠近压缩机2两侧的边缘还开设有若干通槽22，所述通槽22延伸至压缩机2对应壳体1侧壁的两个侧面。通过通槽22可以让水从槽道21中流向压缩机2的侧面，更好的覆盖其外壳，起到更充分的散热。更进一步的，所述压缩机2对应壳体1侧壁的两侧侧面底部朝向内部呈圆弧形收缩。此时经过通槽22流出的冷却水沿着弧形外侧面朝向底部流动，避免压缩机2底面没有冷却水辅助降温的问题，提高了散热的均匀度。

如图3所示，本实施例中，所述压缩机2底部设置有支撑杆15，使得压缩机2处于壳体1内中部位置，压缩机2侧面与壳体1之间的过风通道在竖直面和水平面均对称。支撑杆15将压缩机2撑起至悬空状态，让压缩机2的底面也处于风道中，更有利于散热。另外，所述压缩机2的上下两侧面所对应的壳体1内壁上还设有凸出的挡风板14，所述挡风板14前后两端倾斜设置从而与壳体1内部平滑连接，所述挡风板14压缩了压缩机2与壳体1内壁之间过风通道的通风面积。挡风板14在压缩通风面积的同时，使得经过的空气流速加快，根据液面蒸发速度与表面风速正相关的物理学原理，压缩机2表面的冷却水可以更快速的蒸发，从而高效的带走热量。

如图6所示，本发明还提出了上述车载冰箱压缩机2散热装置的控制方法，包括如下步骤：

S1、开启冰箱时，在压缩机2启动之前，温度传感器先检测壳体1表面温度并传输给控制器，若壳体1表面温度大于第一阈值温度，则不启动风扇，若温度大于第一阈值温度，则启动风扇。本实施例中第一阈值温度为60℃。

S2、在风扇启动之后，需要启动压缩机2之前，先等待风扇运行设定时间，之后再启动压缩机2，并保持风扇持续运行，风扇运行过程中，根据压缩机2转速调整风扇转速，且风扇转速与压缩机2的转速正相关。

S3、当温度传感器接收温度高于第二阈值温度时，压缩机2停止运行，并保持风扇持续运行，直至温度低于第二阈值温度。当温度传感器所检测的温度高于第二阈值温度时，启动水泵并持续朝压缩机2表面供水，直至温度低于第二阈值温度。本实施例中第一阈值温度为70℃。

因在压缩器启动前通过预先开启风扇的方式降低环境温度，可以有效提高压缩机2的散热情况，在高环温下迅速降低压缩机2的温度，减轻压缩机2负载，提高一次启动成功率，避免因高环温带来的高负载导致压缩机2报警停机动作以及寿命损伤；同时还可以让风扇的转速随压缩机2的转速变化而变化，在压缩机2高负载需要快速拉温时，风扇转速升高，更快散热，在低速维持时，风扇转速降低，降低整机噪音值。

实施例2：

如图5所示，本实施例中其余部分均与实施例1中相同，所不同之处在于：所述壳体1上未设置水箱5、水管6结构，与之对应的，所述壳体1内部还设有冷却管7，所述冷却管7两端连通至汽车的发动机冷却液管道，冷却管7围绕压缩机2表面若干圈。这种方式可以降低内部结构复杂程度，同时利用汽车自身具有的发动机冷却管道将发动机冷却液导入至冷却管7中，对压缩机2进行降温。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种车载冰箱压缩机散热装置及其控制方法，其特征在于：包括封闭式的壳体和设置在壳体内部的压缩机、冷凝器、散热风扇，所述壳体为横置的条形筒体结构，所述压缩机靠近壳体其中一端设置，散热风扇设置在壳体远离压缩机的一端端面上，所述冷凝器紧靠散热风扇设置在壳体内部；

所述壳体处于压缩机和冷凝器之间的区域两侧朝向内部收缩形成内凹部，所述内凹部为折面结构或弧面结构，所述壳体从内凹部靠近风扇一端朝两侧扩张，直至风扇位置处恢复壳体的原宽度；所述壳体在靠近压缩机一端的端面上设有进风格栅，壳体在内凹部宽度最窄位置朝向风扇一侧扩张的相邻区域设置有相对称的补风格栅，所述补风格栅未延伸至冷凝器所在位置，所述壳体表面设有温度传感器，外壳内还设有控制器，所述控制器与温度传感器和散热风扇电连接。

2.如权利要求1所述的一种车载冰箱压缩机散热装置，其特征在于：所述壳体外部还设置有水箱，所述水箱通过水泵连接有水管，所述水泵与所述控制器电连接，所述水管贯穿伸入壳体内部，并水平延伸至压缩机外壳顶面靠近进风格栅一侧的端部，所述水管位于压缩机顶部的区域在靠近散热风扇一侧设置有若干排水孔，所述壳体底部的两侧还分别设置有下凹的排水槽，所述排水槽通过排水管连通至外部。

3.如权利要求2所述的一种车载冰箱压缩机散热装置，其特征在于：所述压缩机外壳顶面上设置有若干下凹的槽道，所述槽道沿壳体延伸方向设置，槽道前后两端分别延伸至压缩机对应进风格栅和冷凝器的端面。

4.如权利要求3所述的一种车载冰箱压缩机散热装置，其特征在于：所述槽道靠近压缩机两侧的边缘还开设有若干通槽，所述通槽延伸至压缩机对应壳体侧壁的两个侧面。

5.如权利要求4所述的一种车载冰箱压缩机散热装置的控制方法，其特征在于：所述压缩机对应壳体侧壁的两侧侧面底部朝向内部呈圆弧形收缩。

6.如权利要求1中任意一项所述的一种车载冰箱压缩机散热装置，其特征在于：所述壳体内部还设有冷却管，所述冷却管两端连通至汽车的发动机冷却液管道，冷却管围绕压缩机表面若干圈。

7.如权利要求1-5中任意一项所述的一种车载冰箱压缩机散热装置，其特征在于：所述压缩机底部设置有支撑杆，使得压缩机处于壳体内中部位置，压缩机侧面与壳体之间的过风通道在竖直面和水平面均对称。

8.如权利要求7所述的一种车载冰箱压缩机散热装置，其特征在于：所述压缩机的上下两侧面所对应的壳体内壁上还设有凸出的挡风板，所述挡风板前后两端倾斜设置从而与壳体内部平滑连接，所述挡风板压缩了压缩机与壳体内壁之间过风通道的通风面积。

9.一种如权利要求1-8中任意一项所述的车载冰箱压缩机散热装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、开启冰箱时，在压缩机启动之前，温度传感器先检测壳体表面温度并传输给控制器，若壳体表面温度大于第一阈值温度，则不启动风扇，若温度大于第一阈值温度，则启动风扇；

S2、在风扇启动之后，启动压缩机之前，先等待风扇运行设定时间，之后再启动压缩机，并保持风扇持续运行，风扇运行过程中，根据压缩机转速调整风扇转速，且风扇转速与压缩机的转速正相关；

S3、当温度传感器接收温度高于第二阈值温度时，压缩机停止运行，并保持风扇持续运行，直至温度低于第二阈值温度。

10.如权利要求9所述的一种车载冰箱压缩机散热装置的控制方法，其特征在于：所述步骤S3中，当温度传感器所检测的温度高于第二阈值温度时，启动水泵并持续朝压缩机表面供水，直至温度低于第二阈值温度。