CN207268513U - 一种空调变频模块散热器及空调变频模块组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空调变频模块散热器及空调变频模块组件，属于空调室外机压缩机变频控制板的散热领域。散热器，包括热管组，热管组中的各热管嵌设在散热基座上；各热管采用启动温度高于散热器周围的环境温度3～10℃的热管。具体各热管采用启动温度为55～60℃的热管。本实用新型的散热器利用热管的均温传热性能，结合高启动温度，能实现高温下大热流密度的均温、散热效果，有效解决环境温度高下的空调室外机中的变频模块的散热问题，从而有效解决压缩机工作频率提升，增强高温下的制冷效果。空调变频模块组件包括变频模块和设置在其上的散热器，适用于空调室外机，尤其是适用于高温环境下的空调室外机上，提高空调制冷能力和工作可靠性。

Description

一种空调变频模块散热器及空调变频模块组件

技术领域

本实用新型涉及空调散热技术领域，特别涉及一种空调变频模块散热器及空调变频模块组件。

背景技术

空调在夏季或热带地区应用制冷时，室外机的变频模块决定了压缩机工作的正常与否，也能影响压缩机工作频率的高低，从而影响空调的制冷能力。因此，如果变频模块散热不良，就会导致空调系统宕机，造成事故和不良影响，所以，散热器的散热效果成为关键因素。

目前，针对空调室外机的变频模块(功率模块，即发热元器件)的散热，主要采用铝翅片散热器强制对流散热。其中，铝翅片散热器包括散热基座和散热翅片，散热基座与变频模块上的发热元器件(功率开关模块，比如，可控硅模块、IGBT模块)的吸热面的接触面积小，热流密度高，导致散热器整体受热不均匀，其一部分没有被充分利用，单纯的增大散热面积也不能有效解决散热问题。尤其是在工作环境温度高，散热器本身与工作环境温度的温差减小，换热功率减小，导致变频模块发热严重，甚至烧坏。因此，热带地区的高温环境下，空调的室外机的压缩机的变频模块(变频控制板)的散热问题成为空调应用的技术瓶颈。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种空调变频模块散热器及空调变频模块组件，解决了在环境温度高的情况，如何解决变频空调变频模块散热的技术问题，从而有效提升压缩机工作频率，增强高温下的制冷效果。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供了一种空调变频模块散热器，包括散热基座，其中，还包括热管组，所述热管组中的各热管嵌设在所述散热基座上；各热管采用启动温度高于散热器周围的环境温度3～10℃的热管。

本实施例的空调变频模块散热器利用的是热管的均温传热性能，并结合比散热器周围的环境温度高3～10℃的高启动温度的热管，在不改变散热基座与发热元器件的接触面积的前提下，通过选择热管的启动温度，保证热管在相应的环境温度下的载热能力和传热能力，实现散热器均温、散热效果，尤其是高温环境下大热流密度情况下的均温、散热效果，进而强化散热器的散热能力和散热功率。将热管的启动温度选择为比散热器周围的环境温度高3～10℃，能有效解决高环境温度下的空调室外机中的变频模块的散热问题，从而有效提升压缩机工作频率，增强高温下的制冷效果，如，夏季的高温时间段，热带地区的高温环境。

本实施例的空调变频模块散热器特别适用于环境温度为高于40℃的空调室外机压缩机变频控制板的散热。空调可以为分体式家用空调(挂机和柜机)、中央空调等。

优选地，各热管采用启动温度高于散热器周围的环境温度4～8℃的热管。

优选地，各热管采用启动温度高于散热器周围的环境温度5℃的热管。

一种优选的技术方案中，各热管采用启动温度为55～60℃的热管。采用的热管的启动温度为55～60℃，区别于传统的启动温度为30～35℃的热管，能有效解决高环境温度下(尤其是环境温度高于40℃)的空调室外机中的变频模块的散热问题，从而有效提升压缩机工作频率，增强高温下的制冷效果，如，夏季的高温时间段，热带地区的高温环境。

一种优选的技术方案中，所述热管组中的各热管以与所述散热基座的吸热面平行的方式嵌设在所述散热基座的吸热面上。从提高散热器的吸热端的吸热能力角度出发设计，在不改变散热基座与发热元器件的接触面积的前提下，实现散热器均温、散热效果。

一种优选的技术方案中，所述热管组的各热管的外壁具有平面部，以该平面部与所述散热基座的吸热面平齐的方式，将各热管嵌设在所述散热基座上。

一种优选的技术方案中，所述热管组的各热管采用截面呈半圆形或者扁平形的热管。

一种优选的技术方案中，所述热管组中的各热管的直径为6～10mm。优选为，8mm。

一种优选的技术方案中，所述热管组中的各热管以相互平行的方式嵌设在所述散热基座上。

一种优选的技术方案中，所述热管组中的各热管以与散热翅片的长度方向呈a角度的方式排布嵌设在所述散热基座上；其中，a角度不为0°和180°。优选为，a角度为90°。

一种优选的技术方案中，所述热管组中的各热管采用烧结热管。

一种优选的技术方案中，所述热管组中的各热管以蒸发段位于所述散热基座的吸热面的中部，冷凝段位于所述散热基座的吸热面的边缘的方式嵌设在所述散热基座上。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供空调变频模块组件，包括变频模块，其中，还包括前述的散热器；所述变频模块的散热面与所述散热器的散热基座的吸热面固定连接。

一种优选的技术方案中，所述所述变频模块的散热面与所述散热器的散热基座的吸热面通过热界面材料固定连接。如，导热硅脂等。

本实施例的空调变频模块组件散热性能好，可有效应用于空调室外机上的压缩机上，尤其是适用于高温环境下的空调室外机上，如，热带地区的高温环境，提高空调制冷能力和工作可靠性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种空调变频模块散热器的结构示意图；

附图标记说明：11、散热基座；110、吸热面；12、散热翅片；13、固定孔；14、盲孔；20、热管组；201、蒸发段；202、冷凝段。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本实用新型的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“实用新型”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的实用新型，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个实用新型或实用新型构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

结合图1所示，说明本实用新型实施例的第一方面，一种空调变频模块散热器，散热器采用带有基座的翅片散热器，即包括散热基座11和散热翅片12，所述散热基座11的一侧面上连接所述散热翅片12，另一侧面作为吸热面110。所述散热基座11上一般具有用于与发热元器件连接的固装结构，如图1中所示的固装孔13。为了解决高温环境下空调变频模块的散热问题，增加了热管组20，所述热管组20中的各热管嵌设在所述散热基座11上，且各热管采用启动温度高于散热器周围的环境温度3～10℃的热管。

本实施例中，将热管嵌设在散热基座上，利用热管的均温传热性能，结合比散热器周围的环境温度高3～10℃的高启动温度的热管，在不改变散热基座与发热元器件的接触面积的前提下，通过选择热管的启动温度，保证热管在相应的环境温度下的载热能力和传热能力，将发热元器件的热量沿各热管快速传导至散热基座的其他部位，实现高温下(环境温度为高于40℃)大热流密度的均温、散热效果，起到散热基座均温的作用，进而强化散热器的散热能力和散热功率。即，本实施例的空调变频模块散热器利用的是热管的均温传热性能，并结合散热器的吸热端的吸热能力得到的。

本实用新型实施例的散热器特别适用于环境温度为高于40℃的空调室外机压缩机变频控制板的散热。如，家用分体式空调(变频空调)室外机、商用空调室外机以及中央空调的室外机上所安装的压缩机变频电路板散热环境，尤其是高环境温度下的空调制冷场景，保证空调制冷能力和工作可靠性。

本实用新型实施例中，优选地，各热管采用启动温度高于散热器周围的环境温度4～8℃的热管。更优地，各热管采用启动温度高于散热器周围的环境温度5℃的热管。更精确地选择热管的启动温度，在相应的环境温度下具有更好的载热能力和传热能力，具有更好的高温下大热流密度的均温、散热效果。

本实用新型实施例中，针对环境温度为高于40℃的空调变频模块的应用环境，提供了一种具体的实施方式，即，各热管采用启动温度为55～60℃的热管。该实施方式的空调变频模块散热器中采用启动温度为55～60℃的热管，启动温度高，区别于传统的启动温度为30～35℃的热管，能实现高温下大热流密度的均温、散热效果，有效解决环境温度高下的空调室外机内压缩机的变频模块的散热问题，从而有效提升压缩机工作频率，增强高环境温度下的制冷效果。特别适用于环境温度为高于40℃的空调室外机压缩机变频控制板的散热。如，家用分体式空调(变频空调)室外机、商用空调室外机以及中央空调的室外机上所安装的压缩机变频电路板散热环境，尤其是高环境温度下的空调制冷场景，保证空调制冷能力和工作可靠性。

热管作为相变传热器件，其具有两个主要的应用，一个是利用其超导传热性能作为换热元件，另一个利用等温性作为均温元件。目前结合热管的散热器主要是利用热管的超导传热性能，比如，笔记本电脑的CPU热管散热器，实现将小面积、高热流密度芯片上的热量传递到大面积翅片阵列上，然后进行散热。而，本实用新型实施例的散热器中，优选将热管组20中的各热管嵌设在所述散热基座11的吸热面110上。具体地，以与所述散热基座11的吸热面110平行的方式，将所述热管组20嵌设在吸热面110上。利用热管的等温性，作为均温元件嵌设在所述散热基座11的吸热面110上的，使散热基座11成为类均温板的功能进而达到了增加变频模块与散热基座的接触面积、降低热流密度的效果，使得散热器整体受热均匀，将散热器的散热基座和散热翅片有效利用起来，提高了散热效果。与现有从散热端的散热效果出发设计的散热器属于不同的发明构思。

本实施例的空调变频模块散热器中，启动温度为55～60℃热管可以从市场上购得，也可以依据设定的启动温度制备。优选为铜质烧结热管。

为了使热管的均温传热效果达到更好的效果，所述热管组20中的各热管以与散热翅片12的长度方向呈a角度的方式排布嵌设在所述散热基座上；其中，a角度不为0°和180°。即，各热管与散热翅片12相交的方式设置。a角度优选为90°，使各热管与每个散热翅片12均相交，达到最优的均温传热效果。即，在一种优选的技术方案中，所述热管组中的各热管以相互平行的方式嵌设在所述散热基座上。

所述热管组20中各热管的嵌设位置不限定，整体嵌设规律为，热管的蒸发段设置在散热基座11与发热元器件接触连接的部分的吸热面上，而冷凝段则设置在没有接触连接发热元器件的吸热面上，保证实现均温、散热效果。针对本实施例中作为应用于空调变频模块的散热器，所述热管组20中的各热管以蒸发段位于所述散热基座的吸热面的中部，冷凝段位于所述散热基座的吸热面的边缘的方式嵌设在所述散热基座上。如图1所示，热管组20中各热管采用中部为蒸发段201，两端为冷凝段202的热管。并进一步优选地，将所述热管组20中的各热管以相互平行的方式嵌设在所述散热基座的吸热面110上，均温、散热效果更好。

在一种优选的实施例中，所述热管组20中的各热管的外壁具有平面部，以该平面部与所述散热基座11的吸热面110平齐的方式，将各热管嵌设在所述散热基座11的吸热面110上。如，各热管采用截面呈半圆形或者扁平形的热管。增加热管与变频模块的接触面积，提高均温、散热效果。

在一种优选的实施例中，所述热管组20中的各热管的直径为6～10mm。优选为8mm。

根据本实用新型实施例的第二方面，提高了一种变频模块组件，包括变频模块，其中，还包括如前述的空调变频模块散热器；所述变频模块的散热面与所述空调变频模块散热器的散热基座的吸热面固定连接。具体地，可以在空调变频模块散热器的吸热面上开设过个盲孔14，在盲孔14内注入热界面材料(如，导热硅脂等)，与发热元器件固定连接。

本实施例的空调变频模块组件可应用于家用分体式空调(变频空调)室外机、商用空调室外机的压缩机上，尤其是适用于高温环境下(大于40℃)的空调室外机的压缩机的变频控制板上，如，夏季高温时段，或者热带地区的高温环境。

本实用新型的散热器中，高启动温度(55～60℃)的热管的使用，实现了空调室外压缩机的变频模块在高温环境下的稳定运行。如下，采用不同散热器对同一机器的变频模块进行散热的对比试验，来验证本实用新型实施例的一种散热器的散热效果。

实验室温度43℃(即模拟高温环境)，商用空调室外机变频散热器周围空气温度53℃，变频模块采用可控硅开关，可控硅热功率300W，热源温度＞68℃，采用三个不同的散热器在同一个机器上进行试验，其中，三个不同的散热器分别为：

散热器A：普通铝翅片散热器；

散热器B：铝翅片散热器(同散热器A)的散热基座内平行嵌入4根直径8mm启动温度为30℃的烧结热管(半圆形)，长度24cm，且，半圆形烧结热管的平面部与散热基座的吸热面平齐。

散热器C：铝翅片散热器(同散热器A)的散热基座内平行嵌入4根直径8mm启动温度为60℃的烧结热管(半圆形)，长度24cm，且，半圆形烧结热管的平面部与散热基座的吸热面平齐。

机器运行稳定后，测量变频模块的温度T，对应不同的散热器，变频模块的温度T分别记为T(A)、T(B)和T(C)，T(A)、T(B)和T(C)之间关系为：

T(A)-T(B)＝1.5℃；

T(A)-T(C)＝7.0℃。

经试验可知，与采用普通铝翅片散热器A相比，嵌入了高启动温度的热管的散热器C能使变频模块的温度多降低7℃，而嵌入现有常规启动温度(30～35℃)的热管的散热器B仅使变频模块的温度多降低1.5℃，即，散热器C(即本实用新型实施例的散热器)的散热效果好，是散热器B的散热效果的4.7倍。可见，本实施例的散热器达到了意想不到的技术效果。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种空调变频模块散热器，包括散热基座，其特征在于，还包括热管组，所述热管组中的各热管嵌设在所述散热基座上；各热管采用启动温度高于散热器周围的环境温度3～10℃的热管。

2.根据权利要求1所述的空调变频模块散热器，其特征在于，各热管采用启动温度高于散热器周围的环境温度4～8℃的热管。

3.根据权利要求1所述的空调变频模块散热器，其特征在于，各热管采用启动温度高于散热器周围的环境温度5℃的热管。

4.根据权利要求1所述的空调变频模块散热器，其特征在于，各热管采用启动温度为55～60℃的热管。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的空调变频模块散热器，其特征在于，所述热管组中的各热管以与所述散热基座的吸热面平行的方式嵌设在所述散热基座的吸热面上。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的空调变频模块散热器，其特征在于，所述热管组的各热管的外壁具有平面部，以该平面部与所述散热基座的吸热面平齐的方式，将各热管嵌设在所述散热基座上。

7.根据权利要求6所述的空调变频模块散热器，其特征在于，所述热管组的各热管采用截面呈半圆形或者扁平形的热管。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的空调变频模块散热器，其特征在于，所述热管组中的各热管的直径为6～10mm。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的空调变频模块散热器，其特征在于，所述热管组中的各热管以与散热翅片的长度方向呈a角度的方式排布嵌设在所述散热基座上；其中，a角度不为0°和180°。

10.空调变频模块组件，包括变频模块，其特征在于，还包括如上述权利要求1至9中任一项所述的散热器；所述变频模块的散热面与所述散热器的散热基座的吸热面固定连接。