CN204943720U - 散热装置、空调系统和空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种散热装置、空调系统及空调器，其中，散热装置与压缩机、室外换热器和室内换热器串接形成空调系统回路，并包括：导热基座，空调系统的电控元件安装在导热基座上；冷媒管，串接在室外换热器与室内换热器之间，且冷媒管穿过导热基座；第一节流装置和第二节流装置，设置在冷媒管上，并位于导热基座的两侧；本实用新型提供的散热装置，利用冷媒对电控元件降温，其降温效率远高于现有的风冷降温，从而提高了电控元件的可靠性；此外，本方案中冷媒经任一节流装置降压后，以两相状态在第一节流装置与第二节流装置间的冷媒管流动，并对电控元件降温，这可避免导热基座和电控元件上出现凝露或结霜问题，从而保证空调系统的电路安全。

Description

散热装置、空调系统和空调器

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种散热装置、具有该散热装置的空调系统和具有该空调系统的空调器。

背景技术

目前，现有空调室外机的电控元件的降温方式是，通过金属散热器与空气对流来带走电控元件的热量，然而，在外界温度较高，且电控元件发热量较大时，金属散热器与外界高温空气之间的热量交换难以满足对电控元件的降温要求，而电控元件长期在高温条件下工作容易发生老化或电路故障等问题，从而降低了其使用可靠性；为解决这一技术问题，现有技术中采用降低压缩机频率的方式以降低电控元件的发热量，但是，压缩机的频率降低，直接导致空调的制冷效果下降，从而产品的使用舒适度。

实用新型内容

为解决上述技术问题至少之一，本实用新型的一个目的在于提供一种结构简单、散热效率高，且使用可靠的散热装置。

本实用新型的另一个目的在于提供一种具有上述散热装置的空调系统。

本实用新型的又一个目的在于提供一种具有上述空调系统的空调器。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面的实施例提供了一种散热装置，用于对空调系统的电控元件降温，所述空调系统包括依次串接并形成回路的压缩机、室外换热器和室内换热器，及用于控制冷媒流向的换向元件，其特征在于，所述散热装置包括：导热基座，所述电控元件安装在所述导热基座上；冷媒管，串接在所述室外换热器与所述室内换热器之间，且所述冷媒管穿过所述导热基座，使冷媒通过所述冷媒管与所述导热基座热交换；第一节流装置和第二节流装置，分别设置在所述冷媒管上，并分别位于所述导热基座的两侧。

本实用新型第一方面的实施例提供的散热装置，利用冷媒对电控元件降温，该方式的降温效率远高于现有的风冷降温方式，从而有效提高了电控元件的可靠性；此外，本方案将导热基座设置在第一节流装置与第二节流装置之间，流经冷媒管的冷媒经任一节流装置降压后，以两相状态在第一节流装置与第二节流装置之间的冷媒管内流动，并对电控元件降温，这可有效地避免导热基座和电控元件上出现凝露或结霜问题，从而保证空调系统的电路安全。

具体而言，本方案中电控元件与导热基座接触，并通过热传导方式将热量传递到导热基座上，在冷媒流经与导热基座相配合的冷媒管段时，冷媒吸收导热基座上的热量，从而实现利用冷媒与电控元件之间的温度差单向推动热量从电控元件到冷媒的传递过程，该方式的热传递效率远高于风冷方式，且几乎不受环境温度的制约，更利于提高了电控元件的可靠性。

另外，本方案对冷媒进行两级降压，此处以制冷工况进行说明，通过预设第一节流装置开度或节流长度，使流经冷媒管的冷媒经第一节流装置降压后，以两相状态在第一节流装置与第二节流装置之间的冷媒管内流动，并对电控元件降温，由于两相状态下的冷媒温度与露点温度接近，这可有效地避免导热基座和电控元件上出现凝露问题，从而保证空调系统的电路安全；随后，冷媒进入第二节流装置进行第二次降压，通过预设第二节流装置开度或节流长度，使冷媒以气相状态流出第二节流装置，并进入室内换热器制冷；制热工况与制冷工况中冷媒的流向相逆，此处不再赘述。

另外，本实用新型提供的上述实施例中的散热装置还可以具有如下附加技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述导热基座包括：固定板，开设有第一凹槽；和导热板，所述导热板的一板面上安装有所述电控元件，所述导热板的另一板面上设置有第二凹槽，所述固定板与所述导热板对接，且所述第二凹槽与所述第一凹槽围成用于容纳所述冷媒管的容纳空间。

该结构的设置便于冷媒管与导热基座的配合安装，即使冷媒管位于第一凹槽或第二凹槽中，并使导热板与固定板扣合即可；此外，本方案中优选固定板为导热效率相对较低的塑料板，而导热板可为导热效率高的铝板或铜板，以控制冷媒与导热基座上的热传递过程主要向导热板所在的一侧进行，以减少冷媒的冷量损失。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷媒管位于所述容纳空间的管段的形状与所述第二凹槽的形状相适配。

具体地，本方案中可综合电控元件的换热需求和导热基座安装空间的限制两个因素，在电控元件的换热需求相对较小，且导热基座安装空间相对较大的产品中，设置冷媒管位于容纳空间内管段呈贯穿导热基座的直线形，该结构加工工艺简单，生产成本较低，且对冷媒的流动阻力无影响；在电控元件的换热需求相对较大，且导热基座安装空间相对较小的产品中，设置该管段呈U形，或设置该管段呈迂回状设置在该容纳空间内，以增加冷媒管与导热基座的配合面积，从而在不增加导热基座体积的情况下增加对电控元件的降温效率。

针对上述方案，此处设置第二凹槽与冷媒管位于所述容纳空间的管段的形状相适配，即目光垂直导热板板面时，可见第二凹槽呈与该管段形状相同的直线形、U形或迂回状，通过设置该结构以增加冷媒管与导热板的正对面积，从而增加两者之间的传热效率。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二凹槽的槽壁与所述管段的外壁面贴合。

通过该结构的设置，一方面可提高对冷媒管的固定稳定性，另一方面，可使冷媒管与导热板之间通过热传导方式传递热量，这进一步提高了冷媒管与导热板之间的热传递效率，进而提高对电控元件的降温效率。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷媒管位于所述容纳空间内的管段的长度随所述空调系统的额定制冷量的增加而增加。

对于额定制冷量大的空调系统而言，其电控元件的发热程度相对较大，本方案中可通过增加冷媒管位于容纳空间内的管段的长度，以增加冷媒管与导热板之间的热传递效率，进而使其满足对电控元件的降温需求。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷媒管位于所述容纳空间内的管段的长度为110mm～520mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述冷媒管的内径为3.8mm～12.7mm。

冷媒管的内径与冷媒的流速和流阻直接相关，若冷媒管的内径过大会降低冷媒的流速，而使得对电控元件降温后的冷媒温升过大，这样会降低整个空调系统的制冷效果，从而降低产品的使用性能；而冷媒管的内径过小会增大冷媒的流阻，从而增加整个空调系统的负荷；本方案通过设置冷媒管内径为3.8mm～12.7mm，以协调本方案中在冷媒处于两相状态下对冷媒流速和冷媒流阻上的控制需求，以使冷媒在空调系统中的流动处于最佳状态。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一节流装置和所述第二节流装置中至少一个为开度可调的电子膨胀阀或自平衡膨胀阀。

具体而言，本方案中设置冷媒需经过两级降压才能完全达到气相状态，即当冷媒单独经第一节流装置或第二节流装置降压后，均无法达到完全气相状态，从而使得第一节流装置和第二节流装置之间的冷媒管内，冷媒主要以两相状态存在；本方案中可设置第一节流装置和第二节流装置中的一个为开度可调的电子膨胀阀或自平衡膨胀阀，另一个为节流长度一定的毛细管，则实现产品的安装后，通过控制电子膨胀阀或自平衡膨胀阀开度实现从经过两级降压后的冷媒完全进入气相状态，以降低冷媒流阻等因素带来的误差影响，使得产品的安装更为灵活、精准。

当然，在实现该目的上，本方案中还可设置第一节流装置和第二节流装置均为开度可调的电子膨胀阀或自平衡膨胀阀。

本实用新型第二方面的实施例提供了一种空调系统，包括：压缩机，具有排气口和回气口；换向元件，为四通阀，所述四通阀具有D端口、E端口、S端口和C端口，且所述D端口与所述排气口连通，所述S端口与所述回气口连通；室外换热器，所述室外换热器的一端与所述E端口连通；室内换热器，所述室内换热器的一端与所述C端口连通；所述的散热装置，分别与所述室外换热器的另一端和所述室内换热器的另一端连通；和电控元件，设置在所述散热装置上。

本实用新型第二方面的实施例提供的空调系统，通过设置有上述任一项实施例中所述的散热装置，以对其电控元件降温，从而有效地保证了其电控元件的使用可靠性和安全性。

本实用新型第三方面的实施例提供了一种空调器，包括有上述实施例中所述的空调系统。

本实用新型第三方面的实施例提供的空调器，通过设置上述实施例中所述的空调系统，从而具有所述空调系统所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型一实施例所述空调系统第一种状态下的结构示意图；

图2是图1中所示空调系统第二种状态下的结构示意图；

图3是本实用新型所述散热装置与电控元件配合的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例所述散热装置与电控元件配合的剖视结构示意图；

图5是本实用新型另一实施例所述散热装置与电控元件配合的剖视结构示意图；

图1和图2中所示箭头指示冷媒的流动方向。

其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10散热装置，11导热基座，111固定板，1111第一凹槽，112导热板，1121第二凹槽，12冷媒管，13第一节流装置，14第二节流装置，20压缩机，21排气口，22回气口，30换向元件，40室外换热器，50室内换热器，60电控元件，100空调系统。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本实用新型一些实施例所述散热组件。

如图1和图2所示，本实用新型第二方面的实施例提供了一种空调系统100，包括：压缩机20、换向元件30、室外换热器40、室内换热器50、电控元件60和本实用新型第一方面的实施例所述的散热装置10。

具体地，压缩机20具有排气口21和回气口22；换向元件30为四通阀，该四通阀具有D端口、E端口、S端口和C端口，且D端口与排气口21连通，S端口与回气口22连通；室外换热器40的一端与E端口连通；室内换热器50的一端与C端口连通；散热装置10分别与室外换热器40的另一端和室内换热器50的另一端连通；电控元件606设置在散热装置10上。

其中，如图3至图5所示，本实用新型第一方面的实施例所述的散热装置10包括：导热基座11、冷媒管12、第一节流装置13和第二节流装置14。

具体地，电控元件60安装在导热基座11上；冷媒管12串接在室外换热器40与室内换热器50之间，且冷媒管12穿过导热基座11，使冷媒通过冷媒管12与导热基座11热交换；第一节流装置13和第二节流装置14分别设置在冷媒管12上，并分别位于导热基座11的两侧。

本实用新型第一方面的实施例提供的散热装置10，利用冷媒对电控元件60降温，该方式的降温效率远高于现有的风冷降温方式，从而有效提高了电控元件60的可靠性；此外，本方案将导热基座11设置在第一节流装置13与第二节流装置14之间，流经冷媒管12的冷媒经任一节流装置降压后，以两相状态在第一节流装置13与第二节流装置14之间的冷媒管12内流动，并对电控元件60降温，这可有效地避免导热基座11和电控元件60上出现凝露或结霜问题，从而保证空调系统100的电路安全。

具体而言，本方案中电控元件60与导热基座11接触，并通过热传导方式将热量传递到导热基座11上，在冷媒流经与导热基座11相配合的冷媒管12段时，冷媒吸收导热基座11上的热量，从而实现利用冷媒与电控元件60之间的温度差单向推动热量从电控元件60到冷媒的传递过程，该方式的热传递效率远高于风冷方式，且几乎不受环境温度的制约，更利于提高了电控元件60的可靠性。

另外，本方案对冷媒进行两级降压，如图1所示，在制冷工况下，冷媒在空调系统100中的流通路径为：压缩机20的排气口21—四通阀的D端口—四通阀的E端口—室外换热器40—散热装置10—室内换热器50—四通阀的C端口—四通阀的S端口—压缩机20的回气口22；其中，散热装置10中，冷媒依次经过第一节流装置13、冷媒管12与导热基座11配合的的管段、第二节流装置14；本方案通过预设第一节流装置13的节流长度，使流经冷媒管12的冷媒经第一节流装置13降压后，以两相状态在第一节流装置13与第二节流装置14之间的冷媒管12内流动，并在导热基座11处对电控元件60降温，由于两相状态下的冷媒温度与露点温度接近，这可有效地避免导热基座11和电控元件60上出现凝露问题，从而保证空调系统100的电路安全；随后，冷媒进入第二节流装置14进行第二次降压，通过预设第二节流装置14开度，使冷媒以气相状态流出第二节流装置14，并进入室内换热器50制冷。

如图2所示，在制热工况下，冷媒在空调系统100中的流通路径为：压缩机20的排气口21—四通阀的D端口—四通阀的C端口—室内换热器50—散热装置10—室外换热器40—四通阀的E端口—四通阀的S端口—压缩机20的回气口22；其中，散热装置10中，冷媒依次经过第二节流装置14、冷媒管12与导热基座11配合的的管段、第一节流装置13；本方案中流经冷媒管12的冷媒经第二节流装置14降压后，以两相状态在第一节流装置13与第二节流装置14之间的冷媒管12内流动，并在导热基座11处对电控元件60降温，由于两相状态下的冷媒温度与冬季室外环境温度接近，这可有效地避免导热基座11和电控元件60上出现结霜问题；随后，冷媒进入第一节流装置13进行第二次降压，以使冷媒以气相状态流出第一节流装置13，并进入室外换热器40与环境换热。

在本实用新型的一个实施例中，如图4和图5所示，导热基座11包括：固定板111和导热板112，具体地，固定板111开设有第一凹槽1111；导热板112的一板面上安装有电控元件60，导热板112的另一板面上设置有第二凹槽1121，导热板112与固定板111对接，且第二凹槽1121与第一凹槽1111围成用于容纳冷媒管12的容纳空间。

在该实施例中，该结构的设置便于冷媒管12与导热基座11的配合安装，即使冷媒管12位于第一凹槽1111或第二凹槽1121中，并使导热板112与固定板111扣合即可；此外，本方案中优选固定板111为导热效率相对较低的塑料板，而导热板112可为导热效率高的铝板或铜板，以控制冷媒与导热基座11上的热传递过程主要向导热板112所在的一侧进行，以减少冷媒的冷量损失。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，冷媒管12位于容纳空间的管段的形状与第二凹槽1121的形状相适配。

在该实施例中，具体地，本方案中可综合电控元件60的换热需求和导热基座11安装空间的限制两个因素，在电控元件60的换热需求相对较小，且导热基座11安装空间相对较大的产品中，如图4所示，设置冷媒管12位于容纳空间内管段呈贯穿导热基座11的直线形，该结构加工工艺简单，生产成本较低，且对冷媒的流动阻力无影响；在电控元件60的换热需求相对较大，且导热基座11安装空间相对较小的产品中，如图5所示，设置该管段呈U形，以使冷媒管从导热基座11的同一侧进出，或设置该管段呈迂回状设置在该容纳空间内，以增加冷媒管12与导热基座11的配合面积，从而在不增加导热基座11体积的情况下增加对电控元件60的降温效率。

针对上述方案，此处设置第二凹槽1121与冷媒管12位于所述容纳空间的管段的形状相适配，即目光垂直导热板112板面时，可见第二凹槽1121呈与该管段形状相同的直线形、U形或迂回状，通过设置该结构以增加冷媒管12与导热板112的正对面积，从而增加两者之间的传热效率。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，第二凹槽1121的槽壁与管段的外壁面贴合。

在该实施例中，通过该结构的设置，一方面可提高对冷媒管12的固定稳定性，另一方面，可使冷媒管12与导热板112之间通过热传导方式传递热量，这进一步提高了冷媒管12与导热板112之间的热传递效率，进而提高对电控元件60的降温效率。

在本实用新型的一个实施例中，优选地，冷媒管12位于容纳空间内的管段的长度随空调系统100的额定制冷量的增加而增加。

在该实施例中，对于额定制冷量大的空调系统100而言，其电控元件60的发热程度相对较大，本方案中可通过增加冷媒管12位于容纳空间内的管段的长度，以增加冷媒管12与导热板112之间的热传递效率，进而使其满足对电控元件60的降温需求。

在本实用新型的一个实施例中，冷媒管12位于容纳空间内的管段的长度为110mm～520mm。

进一步地，冷媒管12的内径为3.8mm～12.7mm。

在该实施例中，冷媒管12的内径与冷媒的流速和流阻直接相关，若冷媒管12的内径过大会降低冷媒的流速，而使得对电控元件60降温后的冷媒温升过大，这样会降低整个空调系统100的制冷效果，从而降低产品的使用性能；而冷媒管12的内径过小会增大冷媒的流阻，从而增加整个空调系统100的负荷；本方案通过设置冷媒管12内径为3.8mm～12.7mm，以协调本方案中在冷媒处于两相状态下对冷媒流速和冷媒流阻上的控制需求，以使冷媒在空调系统100中的流动处于最佳状态。

在本实用新型的一个具体实施例中，进一步地，当空调系统100的额定制冷量小于或等于4.6KW时，冷媒管12的内径为3.8mm～10.2mm，冷媒管12位于容纳空间内的管段的长度为110mm～440mm；当空调系统100的额定制冷量位于4.6KW和7.1KW之间时，冷媒管12的内径为4.0mm～11.5mm，冷媒管12位于容纳空间内的管段的长度为130mm～480mm；当空调系统100的额定制冷量大于或等于7.1KW时，冷媒管12的内径为4.3mm～12.7mm，冷媒管12位于容纳空间内的管段的长度为1160mm～520mm。

在本实用新型的一个具体实施例中，第一节流装置13和第二节流装置14中至少一个为开度可调的电子膨胀阀或自平衡膨胀阀。

本实用新型第三方面的实施例提供了一种空调器，包括有上述实施例中所述的空调系统100。

本实用新型第三方面的实施例提供的空调器，通过设置上述实施例中所述的空调系统100，从而具有所述空调系统100所具有的一切有益效果，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型提供的散热装置，利用冷媒对电控元件降温，该方式的降温效率远高于现有的风冷降温方式，从而有效提高了电控元件的可靠性；此外，本方案将导热基座设置在第一节流装置与第二节流装置之间，流经冷媒管的冷媒经任一节流装置降压后，以两相状态在第一节流装置与第二节流装置之间的冷媒管内流动，并对电控元件降温，这可有效地避免导热基座和电控元件上出现凝露或结霜问题，从而保证空调系统的电路安全。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散热装置，用于对空调系统的电控元件降温，所述空调系统包括依次串接并形成回路的压缩机、室外换热器和室内换热器，及用于控制冷媒流向的换向元件，其特征在于，所述散热装置包括：

导热基座，所述电控元件安装在所述导热基座上；

冷媒管，串接在所述室外换热器与所述室内换热器之间，且所述冷媒管穿过所述导热基座，使冷媒通过所述冷媒管与所述导热基座热交换；

第一节流装置和第二节流装置，分别设置在所述冷媒管上，并分别位于所述导热基座的两侧。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述导热基座包括：

固定板，开设有第一凹槽；和

导热板，所述导热板的一板面上安装有所述电控元件，所述导热板的另一板面上设置有第二凹槽，所述固定板与所述导热板对接，且所述第二凹槽与所述第一凹槽围成用于容纳所述冷媒管的容纳空间。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，

所述第二凹槽的形状与所述冷媒管位于所述容纳空间的管段的形状相适配。

4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，

所述第二凹槽的槽壁与所述管段的外壁面贴合。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的散热装置，其特征在于，

所述冷媒管位于所述容纳空间内的管段的长度随所述空调系统的额定制冷量的增加而增加。

6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，

所述冷媒管位于所述容纳空间内的管段的长度为110mm～520mm。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的散热装置，其特征在于，

所述冷媒管的内径为3.8mm～12.7mm。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的散热装置，其特征在于，

所述第一节流装置和所述第二节流装置中至少一个为开度可调的电子膨胀阀或自平衡膨胀阀。

9.一种空调系统，其特征在于，包括：

压缩机，具有排气口和回气口；

换向元件，为四通阀，所述四通阀具有D端口、E端口、S端口和C端口，且所述D端口与所述排气口连通，所述S端口与所述回气口连通；

室外换热器，所述室外换热器的一端与所述E端口连通；

室内换热器，所述室内换热器的一端与所述C端口连通；

如权利要求1至8中任一项所述的散热装置，分别与所述室外换热器的另一端和所述室内换热器的另一端连通；和

电控元件，设置在所述散热装置上。

10.一种空调器，其特征在于，包括有如权利要求9所述的空调系统。