CN205878547U - 空调变频器的散热装置与变频空调器 - Google Patents

空调变频器的散热装置与变频空调器 Download PDF

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王定远
裴玉哲
刘杰
于慧
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Abstract

本实用新型提供了一种空调变频器的散热装置与变频空调器。其中空调变频器的散热装置,包括:导热层,其第一表面的部分区域与变频器的电控板上的发热区域贴合,以将发热区域产生的热量传导至整个导热层;以及降温板,其至少部分区域与导热层的第二表面贴合,并且降温板上设置有供冷媒流动的冷媒管路,以利用冷媒与导热层进行热交换。本实用新型的方案,首先利用导热层将电控板上的发热区域的高热传导至整个导热层,然后利用降温板的低温与导热层进行热交换,实现变频器的快速均温与有效散热,使得变频空调器可以在环境温度很高的情况下工作在高频模式,提升高温天气下的快速制冷能力。

Description

空调变频器的散热装置与变频空调器
技术领域
[0001]本实用新型涉及家电控制领域,特别是涉及一种空调变频器的散热装置与变频空调器。
背景技术
[0002]随着社会发展以及人们生活水平日益提高,空调器越来越被人们作为生活中必不可少的家用电器。而变频空调由于具有节能、噪音低等优势,逐步在市场上得到了广泛推广。
[0003]安装在室外机上的变频器是变频空调的核心,其中高频工作,降温和升温速度快;低频工作,维持温度恒定、实现节能。可是,现有的变频空调存在一个散热的技术难题,空调变频器一般采用智能功率模块(Intelligent PowerModule,简称IPM)作为变频驱动功率开关,其顶层散热源面积较小,有些只有2cm2左右,散热功率约为80W,热流密度达到约40W/cm2。由于高热流密度的存在,使得常规的铝-翅片散热器即使配合空调室外机的风机进行强制对流散热,也无法有效解决该散热问题。热源表面的温度可以达到105°C,空调室外机在环热带气候或者夏季环境工作时,室外的高温环境温度会更加影响热源表面的温度。变频器的高温限制了其高频工作,使得空调器的制冷量不足,严重影响了空调的工作性能。
实用新型内容
[0004]本实用新型的一个目的是解决空调变频器的高热流密度的散热技术问题。
[0005]本实用新型一个进一步的目的是要提高空调变频器的散热速度。
[0006]特别地,本实用新型提供了一种空调变频器的散热装置,包括:导热层,其第一表面的部分区域与变频器的电控板上的发热区域贴合,以将发热区域产生的热量传导至整个导热层;以及降温板,其至少部分区域与导热层的第二表面贴合,并且降温板上设置有供冷媒流动的冷媒管路,以利用冷媒与导热层进行热交换。
[0007]可选地,导热层为石墨烯导热层。
[0008]可选地,降温板串联于空调的制冷系统中,以利用空调的冷媒进行热交换。
[0009]可选地,降温板与制冷系统形成冷媒的流动回路,冷媒由降温板的冷媒管路排出后进入制冷系统的压缩机。
[0010]可选地,导热层的面积小于或等于降温板的面积,以使导热层被降温板完全覆盖。
[0011]可选地,降温板的两端设置有冷媒入口与冷媒出口,冷媒入口与冷媒出口之间设置有冷媒管路,并且冷媒管路所在的区域与导热层的第二表面贴合。
[0012]可选地,降温板的第一表面与导热层的第二表面通过界面导热介质贴合,导热层区域与电控板上的发热区域也通过界面导热介质贴合。
[0013]可选地,冷媒管路沿与降温板的第一表面平行的方向曲折延伸。
[0014]可选地,降温板的第二表面覆盖有保温层,以隔绝外部的热量。
[0015]根据本实用新型的另一个方面,还提供了一种变频空调器,包括:电控板,电控板上布置有工作时发热的电气元件,使得电控板上形成发热区域;以及权利要求1至9中任一项的空调变频器的散热装置,其中散热装置中的导热层的部分区域与电控板上的发热区域贴合,以对发热区域散热。
[0016]本实用新型的空调变频器的散热装置与变频空调器,其中空调变频器的散热装置包括:导热层,其第一表面的部分区域与变频器的电控板上的发热区域贴合,以将发热区域产生的热量传导至整个导热层;以及降温板,其至少部分区域与导热层的第二表面贴合,并且降温板上设置有供冷媒流动的冷媒管路,以利用冷媒与导热层进行热交换,首先利用导热层将电控板上的发热区域的高热传导至整个导热层,然后利用降温板的低温与导热层进行热交换,实现变频器的快速均温与有效散热,使得变频空调器可以在环境温度很高的情况下工作在高频模式,提升高温天气下的快速制冷能力。
[0017]进一步地,本实用新型的空调变频器的散热装置与变频空调器,其中空调变频器的散热装置中的降温板串联于空调的制冷系统中,可以在空调器的压缩机工作时,使低温冷媒从降温板的冷媒入口进入,流经降温板中的冷媒管路,由降温板的冷媒出口排出,以利用空调的冷媒使降温板实现低温,以与导热层进行热交换,加快变频器的电控板上的发热区域的散热速度,避免变频器由于高温被烧坏而导致空调器宕机的问题,提高空调器的制冷效率及使用寿命。
[0018]根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0019]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0020]图1是根据本实用新型一个实施例的空调变频器的散热装置的整体结构示意图;
[0021]图2是根据本实用新型一个实施例的空调变频器的散热装置中降温板的结构示意图;
[0022]图3是根据本实用新型一个实施例的空调变频器的散热装置中降温板串联于制冷系统的结构示意图;以及
[0023]图4是根据本实用新型一个实施例的变频空调器的结构框图。
具体实施方式
[0024]变频空调器中的电控板上布置有在运行时发热的电气元件,以实现变频等功能。这些电气元件可以分散于电控板的不同位置,并在工作时使电控板上形成一个发热区域。在变频空调器处于高频工作时,电控板上发热区域的温度可以达到100°C。高温会影响变频器的高频工作,使得空调器制冷量不足,影响空调器的工作性能。
[0025]为了解决上述变频器的散热问题,本实施例提出了一种空调变频器的散热装置20。其中,图1是该空调变频器的散热装置20的整体结构示意图,图2该空调变频器的散热装置20中降温板22的结构示意图。其中,该空调变频器的散热装置20可以包括:导热层21和降温板22。
[0026]如图1所示,导热层21的第一表面211的部分区域与变频器的电控板10上的发热区域贴合,以将发热区域产生的热量传导至整个导热层21。
[0027]本实施例的空调变频器的散热装置20中的导热层21,可以将电控板10上的发热区域的微小面积的大热流密度的热量传导至整个导热层21,以实现快速均温,为下一步的有效散热提供前提条件。
[0028]在一种具体的实施例中,导热层21可以为石墨烯导热层。在石墨烯分子中,碳原子构成六角形蜂窝状结构,且都是单键,这样每个碳原子都有一个自由电子,自由电子的运动实现了高效能的传热。因而石墨烯具有优良的导热性,其导热系数远超过铜铝铁等金属导体,仅次于热管。此外,利用石墨烯作为导热层,可以大大降低成本,相对于金属,石墨烯还具有重量轻、结构设计灵活等优点。
[0029]如图1和图2所示,降温板22的至少部分区域与导热层21的第二表面212贴合,并且降温板22上设置有供冷媒流动的冷媒管路225,以利用冷媒与导热层21进行热交换。在一些实施例中,冷媒管路225可以沿与降温板22的第一表面221平行的方向曲折延伸。
[0030]冷媒是一种容易吸热变成气体,又容易放热变成液体的物质。冷媒在受压时,放热变成液体;当高压液体减压变成气体时,便会吸热。本实施例的空调变频器的散热装置20利用冷媒的这一特点,在降温板22上设置有供冷媒流动的冷媒管路225,以使降温板22实现降温,进而与导热层21进行热交换。
[0031]本实施例的空调变频器的散热装置20中的降温板22,可以利用冷媒在降温板22上的冷媒管路225流动实现低温,进而导热层21的高温和降温板22的低温可以进行直接的热交换工作。在一种具体的实施例中,降温板22可以串联于空调的制冷系统中,以利用空调的冷媒进行热交换。由于金属铝的导热效率较高,并且成本低廉,降温板22可以由铝板制成。在其他一些实施例中,降温板22还可以由铜板制成。
[0032] 降温板22的两端设置有冷媒入口 223与冷媒出口 224,冷媒入口 223与冷媒出口 224之间设置有冷媒管路225,并且冷媒管路225所在的区域与导热层21的第二表面212贴合。其中降温板22的冷媒入口 223与冷媒出口 2 24可以连接于空调器的制冷系统中,利用空调器的制冷冷媒进行散热,降温板22相当于一个辅助的蒸发器。
[0033]图3是根据本实用新型一个实施例的空调变频器的散热装置20中降温板22串联于制冷系统的结构示意图。如图所示,在空调器的压缩机31工作时,冷媒通过压缩机31压缩成高温高压的气体后进入冷凝器32,冷凝器32将高温高压的气态冷媒换热成低温高压的液态冷媒,从而向外部释放热量,然后液态冷媒经过第一毛细管33,由于冷媒经过第一毛细管33后压力降低,温度继续下降,并由降温板22的冷媒入口 223进入冷媒管路225,在曲折延伸的冷媒管路225中进行换热,吸收外部热量使降温板22的温度降低,冷媒经过降温板22后经过第二毛细管34和蒸发器35,成为高温低压的气态冷媒回到压缩机31继续循环。
[0034]降温板22与制冷系统形成冷媒的流动回路,冷媒由降温板22的冷媒管路225排出后进入制冷系统的压缩机31。低温冷媒通过冷媒入口 223进入降温板22,流经冷媒管路225,从冷媒出口224流出,使降温板22的最低温度可达O°C左右。将降温板22串联于制冷系统中,既不影响制冷系统的正常制冷工作,同时使用空调器的冷媒进行散热,利用空调器少量的制冷量,避免了额外设置用于散热的制冷循环系统,节约了成本,并提高了变频器的散热效率,保证了变频空调器的运行可靠性和制冷效率。
[0035]降温板22的第一表面221与导热层21的第二表面212通过界面导热介质贴合,导热层21与电控板10上的发热区域也通过界面导热介质贴合。界面导热介质涂覆于导热层21与电控板10之间以及降温板22与导热层21之间,从而填充接触面之间的空隙,利用其极佳的导热效果使热量的传导更加顺畅,避免这些空隙阻碍热量的传导。其中界面导热介质可以是导热硅胶、导热硅脂、金属导热片等材料。由于导热硅胶相较导电的导热硅脂、金属导热片等材料,更具有绝缘能力,因而本实施例的界面导热介质可以优选为导热硅胶。
[0036]降温板22的第二表面222覆盖有保温层,以隔绝外部的热量,防止降温板22与外部环境发生热交换。其中保温层可以采用保温棉形成。
[0037]导热层21的面积可以小于或等于降温板22的面积,以使导热层21被降温板22完全覆盖。从而可以使整个导热层21的第二表面212都与降温板22的第一表面221的至少部分区域贴合,实现整个导热层21与降温板22的热交换。此外,导热层21的面积至少要大于电控板10上的发热区域的面积,以使散热面积增加,提高散热速度。
[0038]本实施例的空调变频器的散热装置20,首先利用导热层21将电控板10上的发热区域的高热传导至整个导热层21,再利用降温板22的低温与导热层21进行热交换,实现变频器的快速均温与有效散热,使得变频空调器可以在环境温度很高的情况下工作在高频模式,提升高温天气下的快速制冷能力。
[0039]进一步地,本实施例的空调变频器的散热装置20,可以利用空调的冷媒使降温板22实现低温,以与导热层21进行热交换,加快变频器的电控板10上的发热区域的散热速度,避免变频器由于高温被烧坏而导致空调器宕机的问题,提高空调器的制冷效率及使用寿命O
[0040]图4是根据本实用新型一个实施例的变频空调器100的结构框图,该变频空调器100使用上述任一实施例的空调变频器的散热装置20对其电控板10进行散热。该变频空调器100包括:电控板10,电控板10上布置有工作时发热的电气元件,使得电控板10上形成发热区域;以及上述任一空调变频器的散热装置20,其中散热装置20中的导热层21的部分区域与电控板10上的发热区域贴合,以对发热区域散热。
[0041]首先利用导热层21将电控板10上的发热区域的高热传导至整个导热层21,再利用降温板22的低温与导热层21进行热交换,实现变频器的快速均温与有效散热,使得变频空调器100可以在环境温度很高的情况下工作在高频模式,提升高温天气下的快速制冷能力。
[0042]至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例,但是,在不脱离本实用新型精神和范围的情况下,仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此,本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种空调变频器的散热装置,其特征在于包括: 导热层,其第一表面的部分区域与所述变频器的电控板上的发热区域贴合,以将所述发热区域产生的热量传导至整个导热层;以及 降温板,其至少部分区域与所述导热层的第二表面贴合,并且所述降温板上设置有供冷媒流动的冷媒管路,以利用所述冷媒与所述导热层进行热交换。
2.根据权利要求1所述的空调变频器的散热装置,其特征在于, 所述导热层为石墨烯导热层。
3.根据权利要求1所述的空调变频器的散热装置,其特征在于, 所述降温板串联于所述空调的制冷系统中,以利用所述空调的冷媒进行热交换。
4.根据权利要求3所述的空调变频器的散热装置,其特征在于, 所述降温板与所述制冷系统形成冷媒的流动回路,冷媒由所述降温板的冷媒管路排出后进入所述制冷系统的压缩机。
5.根据权利要求1所述的空调变频器的散热装置,其特征在于, 所述导热层的面积小于或等于所述降温板的面积,以使所述导热层被所述降温板完全覆盖。
6.根据权利要求1所述的空调变频器的散热装置,其特征在于, 所述降温板的两端设置有冷媒入口与冷媒出口,所述冷媒入口与所述冷媒出口之间设置有冷媒管路,并且所述冷媒管路所在的区域与所述导热层的第二表面贴合。
7.根据权利要求1所述的空调变频器的散热装置,其特征在于, 所述降温板的第一表面与所述导热层的第二表面通过界面导热介质贴合,所述导热层区域与所述电控板上的发热区域也通过界面导热介质贴合。
8.根据权利要求1所述的空调变频器的散热装置,其特征在于, 所述冷媒管路沿与所述降温板的第一表面平行的方向曲折延伸。
9.根据权利要求1所述的空调变频器的散热装置,其特征在于, 所述降温板的第二表面覆盖有保温层,以隔绝外部的热量。
10.—种变频空调器,包括: 电控板,所述电控板上布置有工作时发热的电气元件,使得所述电控板上形成发热区域;以及权利要求1至9中任一项所述的空调变频器的散热装置,其中所述散热装置中的导热层的部分区域与所述电控板上的发热区域贴合,以对所述发热区域散热。
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CN108489135A (zh) * 2018-04-09 2018-09-04 广东高而美制冷设备有限公司 空调热泵系统及变频模块散热器降温控制方法

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