CN210399247U - 一种基于环路热管的散热装置及空调器 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种基于环路热管的散热装置，其包括环路热管，环路热管上设置有散热装置；环路热管包括上耦合器(7‑2)、下耦合器(7‑3)、中间管道(7‑1)和传热管(7‑4)，上耦合器(7‑2)一端和下耦合器(7‑3)一端通过中间管道(7‑1)连通，上耦合器(7‑2)另一端和下耦合器(7‑3)另一端通过传热管(7‑4)连通；所述传热管(7‑4)上设置有导热板(15)，导热板(15)上连接有需散热的器件，导热板(15)和需散热的器件之间的连接间隙中填充有导热物质层(14)。本申请中的散热装置，结构简单，相比于原有的利用风道中空气流动带走热量的厚重散热板结构，简化了散热板结构和制造成本，采用环路热管直接与导热板接触进行换热，相比于空气换热效率更高。

Description

一种基于环路热管的散热装置及空调器

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，具体涉及一种基于环路热管的散热装置及空调器。

背景技术

现有空调中对于电控器件的散热，尤其是功率器件的散热一般采用加工单独的具有很多散热片的散热板固定在需换热器件表面，然后通过将散热板的散热片安装在风道内，借助风道内的空气流动带走热量进行散热；

也有专利CN201420635842.X中提出一种利用制冷剂冷量为电控器件散热的组件，通过在室外换热器和室内换热器之间串联散热管、第一单向节流阀和第二单向节流阀，当冷媒由室外换热器流向室内换热器时，可以使第一单向节流阀起完全导通的作用、第二单向节流阀起节流的作用；当冷媒由室内换热器流向室外换热器时，可以使第二单向节流阀起完全导通的作用、第一单向节流阀起节流的作用，进而空调器在制冷和制热模式下，低温冷媒通过散热管均可以对电控元件进行散热，由此降低了电控元件的温度，提高了电控元件的工作稳定性。虽然通过制冷剂降温改善了功率器件散热问题，但系统设置过于复杂，材料成本高，对制冷系统性能也有影响。

空调中的制冷模式的制冷剂变化状态原理为：从压缩机4的出气口A口出来的制冷剂是高温高压的气态制冷剂，由四通阀D口进、口出，进入室外换热器8放热，成为常温高压液体，液体经过节流装置12，成为低温低压液态制冷剂，再经过室内机换热器11吸热，成为低温低压气态制冷剂，由四通阀C口入口出，到达压缩机4吸气侧B口，被吸入压缩机内开始下一个循环；

空调中的制热模式的制冷剂变化状态原理为：从从压缩机4出来的制冷剂是高温高压的气态制冷剂，由四通阀D口进、C口出，进入室内换热器11放热，成为常温高压液体，液体经过节流装置12，成为低温低压液体，再经过室外机换热器吸热，成为低温低压气体，由四通阀E口入S口出，到达压缩机吸气侧，被吸入压缩机内开始下一个循环。

在空调制冷模式下，由于室外环境温度较高，空调外机的电控器件的发热量仅仅依靠空气流动很难被带走，而在制热模式下室外环境温度较低，电控器件的发热量仅依靠常温就能够散热。

因此，当空调系统启动工作时，无论是制热模式还是制冷模式，压缩吸气侧管路中均为低温低压气态制冷剂，这是空调器室外机中的一个现有冷源。

如何利用空调系统中现有可利用的冷源简化空调器中电控器件散热结构，降低制造成本、提高散热效率是现有技术中所面临的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种基于环路热管的散热装置及空调器，解决了需散热的器件的散热问题以及简化空调为需散热的器件散热的管道简化问题。为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种基于环路热管的散热装置，包括环路热管，环路热管上设置有散热装置；环路热管包括上耦合器、下耦合器、中间管道和传热管，上耦合器一端和下耦合器一端通过中间管道连通，上耦合器另一端和下耦合器另一端通过传热管连通；所述传热管上连接有导热板，导热板上设置有需散热的器件，导热板和需散热的器件之间的连接间隙中填充有导热物质层。

进一步的，导热物质层为导热绝缘介质层，导热绝缘介质层中介质选用现有的导热硅脂。

进一步的，导热板上设置有安装需散热的器件相对应的凸起，凸起用于连接所述需散热的器件。

进一步的，还包括压板，所述传热管固定于压板和导热板之间，导热板上设置有凹槽，所述凹槽用于安装所述传热管。

一种空调器，包括上述的散热装置，还包括室外单元(1)和室内单元(2)，室外单元(1)分别通过第一冷剂管(10)和第二冷剂管(9)连通室内单元(2)的两端；

室外单元(1)包括机箱，以及机箱内固定的压缩机、四通换向阀和室外换热器，压缩机的进气口B和室外换热器分别通过第三冷剂管连接于四通换向阀上，连接第三冷剂管的四通换向阀的两个接口包括E口和S口，E口和S口可相互导通；所述第三冷剂管上耦合散热装置，具体采用散热装置中的上耦合器进行耦合。

进一步的，需散热的器件包括印制板，印制板上设置有功率器件，功率器件连接所述凸起，功率器件和所述凸起之间的连接间隙中填充所述导热物质层，印制板与所述导热板相互平行。功率器件是印制板上集中发热的部件，需要对其进行散热。

进一步的，第一冷剂管(10)连接于四通换向阀(3)的C口，四通换向阀(3)的D口通过管道连接压缩机(4)的出气口A口；C口和D口可相互导通。第一冷剂管第二冷剂管。

进一步的，室内单元包括室内换热器，室内换热器的两端分别连通所述第一冷剂管和第二冷剂管。

进一步的，所述第二冷剂管上还连接有节流装置，节流装置第一侧或者两侧的第二冷剂管上耦合所述所述上耦合器。

在散热装置的基础上，设计另一种空调器，这种空调器包括散热装置，还包括室外单元和室内单元，室外单元分别通过第一冷剂管和第二冷剂管连通室内单元的两端；所述第二冷剂管上耦合所述散热装置，具体采用散热装置中的上耦合器进行耦合。

进一步的，所述机箱内固定有隔音板，所述散热装置通过固定支架安装于所述隔音板；印制板设置于电控盒内，印制板上安装有包括功率器件，功率器件包括电控器件。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1.本申请中的散热装置，结构简单，相比于原有的利用风道中空气流动带走热量的厚重散热板结构，简化了散热板结构和制造成本，采用环路热管直接与导热板接触进行换热，相比于空气换热效率更高。

2.相比于其它专利中专门设置阀体组件和管路为需散热的器件(电控器件)进行散热，本实用新型的无需对空调原有管路做任何改变，也无需多余的阀体组件即可实现对电控器件的散热，成本更低，结构更简单，可靠性更高，对压缩机管路影响更小。

3.所述散热装置的固定支架可以固定安装在空调室外机的隔音板上，以将整个散热装置固定，防止振动。

4.在空气系统工作的过程中位于室外机换热器和室内机换热器之间的管路内的制冷剂由于均经过了大量放热这一过程，制冷剂的温度已经达到常温状态，对于发热的电控器件而言也是一个可以利用的冷源。在空调制冷模式时，经过室外换热器放热之后的制冷剂温度已经较低，第二冷剂管上耦合所述上耦合器，可以用于为电控器件尤其是功率器件散热了，而在空调的制热模式下，电控器件所处的环境温度本身较低，空气散热已经可以满足散热需求。这样设计降低制造成本、提高散热效率。

附图说明

图1为本申请的系统图；

图2为本申请中的散热装置侧视图

图3为本申请中第二冷剂管上耦合所述上耦合器的系统示意图。

具体实施方式

现结合附图对方案做进一步的说明。

实施列1

如图2所示：一种基于环路热管的散热装置，包括环路热管，环路热管上设置有散热装置；环路热管包括上耦合器7-2、下耦合器7-3、中间管道7-1和传热管7-4，上耦合器7-2一端和下耦合器7-3一端通过中间管道7-1连通，上耦合器7-2另一端和下耦合器7-3另一端通过传热管7-4连通；所述传热管7-4上设置有导热板15，导热板15上连接有需散热的器件，导热板15和需散热的器件之间的连接间隙中填充有导热物质层14。

当环路热管的上耦合器7-2与冷源接触后，其内部的工质遇冷由气态变为液态，在重力作用下经中间管路中间管道7-1下流至下耦合器7-3，传热管7-4吸收散热部件的热量，使得内部工质汽化上行，从而形成压力差，使得整个环路热管7内部的工质在相变之下伴随吸热和放热形成环路流通，中间管路7-1和传热管7-4中均设有毛细结构可以在压力差形成时促进内部工质流通。整个环路热管通过内部工质的相变和流动吸收需散热器件的热量，达到为其散热降温的效果。

导热物质层14为导热绝缘介质层，导热绝缘介质层中介质选用现有的导热硅脂。导热板15上设置有安装需散热的器件相对应的凸起18，凸起18用于连接所述需散热的器件。

需散热的器件包括印制板17和功率器件16，需换热器件的高度相差较大时，功率器件16连接所述凸起18，功率器件16和所述凸起18之间的连接间隙中填充所述导热物质层14；凸起18是根据功率器件16到导热板15的不同距离设置，保证印制板17与所述导热板15相互平行。散热装置还包括压板19，所述传热管7-4固定于压板19和导热板15之间，导热板15上设置有凹槽，所述凹槽用于安装所述传热管7-4；压板19将传热管7-4压紧并固定在所述导热板上。固定方式可采螺栓固定。

当需换热器件的高度相差不大时，导热板可以是一块平板，仅利用导热物质填充间隙。印制板设置于电控盒内，印制板上安装有功率器件，功率器件包括电控器件。

实施例2

在实施例1的基础上，一种空调器，包括上述散热装置之外，还包括室外单元1和室内单元2，室外单元1分别通过第一冷剂管10和第二冷剂管9连通室内单元2的两端；

室外单元1包括机箱，以及机箱内固定的压缩机4、四通换向阀3和室外换热器8，压缩机4的进气口B和室外换热器8分别通过第三冷剂管13连接于四通换向阀3上，连接第三冷剂管13的四通换向阀3的两个接口包括E口和S口，E口和S口可相互导通；

室内单元2包括室内换热器11，室内换热器11的两端分别连通所述第一冷剂管10和第二冷剂管9。所述第二冷剂管9上还连接有节流装置12。节流装置12可以选用膨胀阀或毛细管；节流装置12还可以选择膨胀阀和毛细管的现有组合。

所述第一冷剂管(10)连接于四通换向阀(3)的C口，四通换向阀(3)的D口通过管道连接压缩机(4)的出气口A口；C口和D口可相互导通第一冷剂管第二冷剂管。

由于无论在制冷循环还是制热循环，压缩器的吸气侧管路中均为低温低压气态制冷剂，这在空调室外机中是一个现有的冷源，所以第三冷剂管13为空调系统的现有冷源，所述第三冷剂管13耦合散热装置5，具体采用散热装置中的上耦合器7-2进行耦合。上耦合器7-2套设于第三冷剂管13上，增大热交换面积；上耦合器7-2与第三冷剂管13之间可以采用焊接的方式连接。

室外机单元还包括电控器件，所述电控器件为需散热的器件。

当压缩机启动工作时，无论是制热模式还是制冷模式，吸气侧的进气口B连接的管路中均为低温低压气态制冷剂，环路热管的上耦合器7-2接触到第三冷剂管13后，其内部的工质遇冷由气态变为液态，在重力作用下经中间管路中间管道7-1下流至下耦合器7-3，传热管7-4吸收散热部件的热量，使得内部工质汽化上行，从而形成压力差，使得整个环路热管7内部的工质在相变之下伴随吸热和放热形成环路流通，中间管路7-1和传热管7-4中均设有毛细结构可以在压力差形成时促进内部工质流通。整个环路热管通过内部工质的相变和流动吸收空调器内电控器件的热量，达到为其散热降温的效果。

所述电控器件可以设置在印制板上，印制板安装在固定于室外机单元内的电控盒中，导热板15上设置有安装需散热的器件相对应的凸起18，凸起18用于连接所述需散热的器件。需换热器件的高度相差较大时，功率器件16连接所述凸起18，功率器件16和所述凸起18之间的连接间隙中填充所述导热物质层14；凸起18是根据功率器件16到导热板15的不同距离设置，保证印制板17与所述导热板15相互平行。散热装置还包括压板19，所述传热管7-4固定于压板19和导热板15之间，导热板15上设置有凹槽，所述凹槽用于安装所述传热管7-4；压板19将传热管7-4压紧并固定在所述导热板上。固定方式可采螺栓固定。压板上设有固定支架，固定支架固定在室外机单元的隔音板上。

通常对于电控器件的散热采用专门的散热片安装在风道，利用室外机风扇加速空气流动带走热量，这种方法效率不高且需要为了加快散热，通常换热器件的体积较大，占用空间的同时增加制造成本。本申请的空调器设置的基于环路热管的散热装置利用空调系统中现有冷源，采用直接接触的散热设计，解决了上述问题。

实施例3

如图3，在实施例1一种空调器，这种空调器包括散热装置，还包括室外单元1和室内单元2，室外单元1分别通过第一冷剂管10和第二冷剂管9连通室内单元的2两端；所述第二冷剂管9上耦合所述上耦合器7-2。第二冷剂管9上还连接有节流装置12，节流装置12第一侧或者两侧的第二冷剂管9上耦合散热装置5，具体采用散热装置5中的上耦合器7-2进行耦合。室外单元1的连接关系如实施例2所述，此处不在赘述。在空调制冷模式时，经过室外换热器放热之后的制冷剂温度已经较低，第二冷剂管上耦合所述上耦合器，可以用于为电控器件尤其是功率器件散热的冷源。

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

Claims (9)

1.一种基于环路热管的散热装置，其特征在于，包括环路热管，环路热管上设置有散热装置；环路热管包括上耦合器(7-2)、下耦合器(7-3)、中间管道(7-1)和传热管(7-4)，上耦合器(7-2)一端和下耦合器(7-3)一端通过中间管道(7-1)连通，上耦合器(7-2)另一端和下耦合器(7-3)另一端通过传热管(7-4)连通；所述传热管(7-4)上设置有导热板(15)，导热板(15)上连接有需散热的器件，导热板(15)和需散热的器件之间的连接间隙中填充有导热物质层(14)。

2.如权利要求1所述的一种基于环路热管的散热装置，其特征在于，导热物质层(14)为导热绝缘介质层。

3.如权利要求1所述的一种基于环路热管的散热装置，其特征在于，导热板(15)上设置有安装需散热的器件相对应的凸起(18)，凸起(18)用于连接所述需散热的器件。

4.如权利要求1所述的一种基于环路热管的散热装置，其特征在于，还包括压板(19)，所述传热管(7-4)固定于压板(19)和导热板(15)之间，导热板(15)上设置有凹槽，所述凹槽用于安装所述传热管(7-4)。

5.一种空调器，包括如权利要求1-4任一所述的散热装置，其特征在于，还包括室外单元(1)和室内单元(2)，室外单元(1)分别通过第一冷剂管(10)和第二冷剂管(9)连通室内单元(2)的两端；所述第二冷剂管(9)上还连接有节流装置(12)；

室外单元(1)包括机箱，以及机箱内固定的压缩机(4)、四通换向阀(3)和室外换热器(8)，压缩机(4)的进气口B和室外换热器(8)分别通过第三冷剂管(13)连接于四通换向阀(3)上，连接第三冷剂管(13)的四通换向阀(3)的两个接口包括E口和S口，E口和S口可相互导通；

室内单元(2)包括室内换热器(11)，室内换热器(11)的两端分别连通所述第一冷剂管(10)和第二冷剂管(9)；

所述第三冷剂管(13)或所述第二冷剂管(9)上耦合所述散热装置(5)。

6.根据权利要求5所述的一种空调器，其特征在于，节流装置(12)第一侧或者两侧的第二冷剂管(9)上耦合所述上耦合器(7-2)。

7.根据权利要求5所述的一种空调器，其特征在于，所述需散热的器件安装于室外单元中的室外机单元内，需散热的器件包括电控器件，所述电控器件连接于所述导热板(15)。

8.根据权利要求7所述的一种空调器，其特征在于，所述电控器件还包括印制板和功率器件，所述功率器件安装在所述印制板上，所述功率器件连接于所述导热板(15)，所述印制板与所述导热板相互平行。

9.根据权利要求5-8任一项所述的一种空调器，其特征在于，所述机箱内固定有隔音板，所述散热装置通过固定支架安装于所述隔音板。

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