CN210717838U - 空调器及其相变散热控制盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空调器及其相变散热控制盒。其中相变散热控制盒包括控制盒和相变散热器；所述相变散热器为一体式板式结构，内部设有流体通道，流体通道内设有相变工质；所述相变散热器的吸热段与控制盒连接，并且相变散热器的散热段的高度高于吸热段的高度；所述控制盒内的发热元件与相变散热器的吸热段贴合。本实用新型采用相变散热器的吸热段与控制盒的发热元件接触的方式对控制盒进行降温，该相变散热器由吹胀工艺而得，成本可控，散热效果好。

Description

空调器及其相变散热控制盒

技术领域

本实用新型涉及空调器及其配件领域，尤其涉及一种空调器及其相变散热控制盒。

背景技术

随着电力电子设备和器件向小型化、集成化、高效化的快速发展，器件性能和散热量不断增大，由于热流分布不均导致局部热流密度过大、局部温度过高，散热不及时、散热效能低下，因此传统的散热技术已经无法满足日益增长的功率散热需求。

相变散热器，是一个带有中空腔体的一体式板式结构，腔体内充注相变工质并呈负压状态。当热流由热源传导至相变散热器的蒸发区时，腔体里面的相变工质会因真空条件下，于特定温度开始产生液相汽化的现象，这个时候相变工质就会吸收热能并且快速蒸发，汽相的蒸气在这个条件下就会充满整个腔体，运动到冷凝段冷却液化后，在重力或毛细力的作用下回流到蒸发段，形成气液循环。

空调器，包括压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器，还包括壳体、连接管路，控制器、风扇和风扇电机。风扇电机安装在电机安装板上，电机安装板安装在壳体上。

空调器一般包括室内机和室外机；室外机，包括外壳、换热器、风扇、风扇电机和电机安装板、中隔板、压缩机、控制器和管路；外壳包括前面板、侧板、底板和顶板，前面板设有出风口。外壳与中隔板、换热器共同构成空气流道，使空气在风扇作用下从换热器的外侧穿过换热器，从前面板的出风口流出。控制器设于外壳内部的压缩机侧，或穿过中隔板设于换热器侧与压缩机侧之间。控制器包括控制器盒体、线路板和电器元件；电器元件包括发热器件，例如功率器件、芯片等发热器件；发热器件安装在线路板上，和/或安装在控制器盒体上。

对于变频空调来说，其控制器广泛应用IGBT等功率模块，发热量很大。现有变频控制器通常安装在室外机内部、外壳顶板的下方，采用带有肋片的铝型材作为散热器。铝型材的一侧是平面，与功率器件等发热元件或导热板贴装；另一侧带有肋片，以提高散热能力。铝型材尽量设于换热器前方的室外机风道腔内以实现通风。但由于受到控制器和散热器安装位置的限制，通风和散热条件较差，随着芯片和功率模块发热量的增大，散热能力不足而导致热量累积，器件温升超过设计要求，严重影响控制器的寿命和可靠性。因此，改进变频空调控制器的散热结构，增强散热性能，是提高变频空调寿命和可靠性的重要问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供空调器及其相变散热控制盒，改进变频空调控制器的散热结构，增强散热性能，提高变频空调寿命和可靠性。

实现本实用新型目的的技术方案是：相变散热控制盒，包括控制盒和相变散热器；所述相变散热器为一体式板式结构，内部设有流体通道，流体通道内设有相变工质；所述相变散热器包括吸热段和散热段，流体通道连通吸热段和散热段；所述相变散热器的吸热段与控制盒连接；所述相变散热器的散热段位于控制盒的外部，并且散热段的高度高于吸热段的高度；所述控制盒内的发热元件与相变散热器的吸热段贴合。

作为相变散热控制盒的一种优选方案，所述控制盒的底面设有第一通孔；所述相变散热器的吸热段装配在控制盒底面的第一通孔下方；所述控制盒内的发热元件穿过控制盒底面的第一通孔与相变散热器的吸热段贴合。在本方案中，采用将相变散热器的吸热段从控制盒底部与发热元件接触的方式进行降温，结构合理，易于实现。

作为相变散热控制盒的另一种优选方案，所述控制盒的侧面设有第二通孔；所述相变散热器的吸热段穿过控制盒侧面的第二通孔与控制盒内的发热元件贴合。在本方案中，采用将相变散热器从控制盒侧面伸入控制盒，从而使得吸热段与控制盒的发热元件接触进行降温，效果好，而且节省空间，受干扰少，稳定性好。

为了确保散热效果，需要确保与发热元件的接触面积足够，因此在一优选的实施例中，所述相变散热器的吸热段的上端面为平面，或者所述相变散热器的吸热段与发热元件贴合的区域为平面，或者所述相变散热器的吸热段与发热元件贴合的区域为与所述发热元件的形状和位置相配合的凸台或凹槽。

由于相变散热器需要采用吹胀工艺形成流体通道，因此相变散热器采用的是比较薄的连接板，在吹胀时其表面的平整度无法完全控制，因此在所述相变散热器的吸热段的上端面焊接有连接板；所述控制盒内的发热元件与连接板贴合，采用平整的连接板与发热元件贴合，确保传热的效果。进一步的，所述连接板设有能够匹配控制盒内的发热元件的凹槽；所述控制盒内的发热元件置于凹槽内。

在上述两个优选的方案中，所述相变散热器依次包括上水平段、竖直段和下水平段，其中上水平段为散热段，下水平段为吸热段。所述相变散热器的上水平段、竖直段和下水平段之间圆弧过渡。

作为相变散热控制盒的另一种优选方案，所述相变散热器的散热段上多个位置冲孔折边形成散热翅片，或者散热段固定有翅片组。通过冲孔折边形成散热翅片或者固定翅片组的设置，使得散热段散热效果更好。

作为相变散热控制盒的另一种优选方案，所述相变散热器包括斜坡段和水平段，其中斜坡段为散热段，水平段为吸热段。此种方案是对前述相变散热器的改造，能使相变散热器的折弯步骤更加简单。同理，所述相变散热器的斜坡段固定有翅片组。也可以是所述相变散热器的斜坡段上多个位置冲孔折边形成散热翅片。在本方案下，吸热段可以设置与控制盒底部，此时控制盒底部开孔，发热元件从孔中露出并与吸热段接触；吸热段也可以从控制盒侧面伸入控制盒，与发热元件接触；吸热段与发热元件的接触面设置为平面效果更加。还可以在吸热段上端面焊接连接板来与发热元件进行接触。

本实用新型还提供空调器，包括由壳体、冷凝器、风机形成的风道腔。风机驱动空气流动，空气穿过所述冷凝器并与冷凝器进行热交换。还包括前述的相变散热控制盒；所述相变散热器的散热段设于设于所述风道腔内的，并位于所述冷凝器的出风侧，空气穿过所述冷凝器后，与所述相变散热器的散热段进行热交换后流出所述空调器。

进一步地，所述空调器还设有风机支架，所述风机安装在所述凤机支架上，所述相变散热器的发热段安装在所述风机支架上，位于所述风扇的上方。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：(1)本实用新型采用相变散热器的吸热段与控制盒的发热元件接触的方式对控制盒进行降温，散热效果好，相变散热器为一体式板式结构，内部设有流体通道，流体通道内设有相变工质，一体式结构降低了成本、优化了工艺，焊接点少，提高了可靠性。

(2)本实用新型的相变散热器与控制盒的接触方式有多种，同时，相变散热器也分为两折或三折形式，可以根据实际情况选择，灵活方便。

(3)本实用新型相变散热器的吸热段的上端面为平面，或者所述相变散热器的吸热段与发热元件贴合的区域为平面，能够确保与发热元件的接触面积足够，从而保障散热效果。

(4)由于相变散热器需要采用吹胀工艺形成流体通道，因此相变散热器采用的是比较薄的连接板，在吹胀时其表面的平整度无法完全控制，因此在所述相变散热器的吸热段的上端面焊接有连接板；所述控制盒内的发热元件与连接板贴合，采用平整的连接板与发热元件贴合，确保传热的效果。

(5)进一步的，本实用新型在连接板上设置放置发热原件的凹槽，发热元件与凹的底面和侧壁接触，比不设置凹槽只有底面与连接板接触增加了散热面积，散热效果进一步提升。

(6)本实用新型通过在相变散热器冷凝段设置散热翅片或者翅片组，使得散热段散热效果更好。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的实施例1的正视图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本实用新型的实施例1的立体图。

图4为本实用新型的实施例2的正视图。

图5为图4的B-B剖视图。

图6为本实用新型的实施例2的立体图。

图7为本实用新型的实施例3的正视图。

图8为图7的C-C剖视图。

图9为本实用新型的实施例3的立体图。

图10为本实用新型的实施例4的正视图。

图11为本实用新型的空调器的内部结构示意图。

附图中的标号为：

控制盒1、发热元件11；

相变散热器2、上水平段21、竖直段22、下水平段23、斜坡段24、水平段25；

连接板3、凹槽31；

散热翅片4、翅片组5、压缩机6、冷凝器7、风机8、风机支架9。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种相变散热控制盒，用于解决现有技术中对空调器控制盒散热效果不佳的技术问题，为了解决上述问题，本实用新型的总体思路如下：

相变散热控制盒，包括控制盒1和相变散热器2；所述相变散热器2为一体式板式结构，内部设有流体通道，流体通道内设有相变工质；所述相变散热器2包括吸热段和散热段，流体通道连通吸热段和散热段；所述相变散热器2的吸热段与控制盒1连接；所述相变散热器2的散热段位于控制盒的外部，并且散热段的高度高于吸热段的高度；所述控制盒1内的发热元件11与相变散热器2的吸热段贴合。

本实用新型采用相变散热器的吸热段与控制盒的发热元件11接触的方式对控制盒进行降温，该相变散热器由吹胀工艺而得，成本可控，散热效果好。

同时，在本实用新型的构思下，还保护一种采用本实用新型构思下的相变散热控制盒的空调器，如图11所示。该空调器还包括压缩机6，以及由壳体、冷凝器7、风机8形成的风道腔。风机8驱动空气流动，空气穿过所述冷凝器7并与冷凝器7进行热交换。所述相变散热器2的散热段设于所述风道腔内的，并位于所述冷凝器7的出风侧，空气穿过所述冷凝器7后，与所述相变散热器2的散热段进行热交换后流出所述空调器。空调器还设有风机支架9，所述风机8安装在所述风机支架上，所述相变散热器2的散热段安装在所述风机支架9上，位于所述风机8的上方。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

(实施例1)

见图1，本实施例的相变散热控制盒，包括控制盒1和相变散热器2；所述相变散热器2是由两块基板通过吹胀工艺或冲压焊接工艺加工而成、内部设有流体通道的板式结构。具体来说，采用吹胀工艺加工时，先在基板上印刷阻轧剂，再将两块基板铆合后进行热轧复合。热轧时两块基板复合为一体，但预先印刷阻轧剂的区域并未轧合，因此可以采用高压气体将印刷阻轧剂的区域吹胀形成流体通道。采用冲压焊接工艺加工时，先对基板冲压成型形成流体通道，再将两块基板焊接形成内部设有流体通道的板式结构。然后，对板式结构充注相变工质后焊接密封，所述相变工质包括但不限于水、乙醇、R134a、R245fa、R1233zd。

所述相变散热器2的吸热段与控制盒1连接，并且相变散热器2的散热段的高度高于吸热段的高度，流体通道连通吸热段和散热段；所述控制盒1内的发热元件11与相变散热器2的吸热段贴合。工作时，吸热段内的液态相变工质吸收热源的热量后汽化，气态相变工质迅速膨胀进而充满整个腔体内，当气态相变工质运动到散热段后冷却液化，随后液态相变工质再次导引回流至吸热段，循环往复实现降温。

如图3所示，所述相变散热器2依次包括上水平段21、竖直段22和下水平段23，其中上水平段21为散热段，下水平段23为吸热段。所述相变散热器2的上水平段21、竖直段22和下水平段23之间圆弧过渡。

在本实施例中，如图1至3所示，将相变散热器2设置于控制盒1的底部。所述控制盒1的底面设有第一通孔；所述相变散热器2的吸热段装配在控制盒1底面的第一通孔下方；所述控制盒1内的发热元件11穿过控制盒1底面的第一通孔与相变散热器2的吸热段贴合。

为了更好的与发热元件11贴合，在本实施例中，所述相变散热器2的吸热段的上端面为平面，在此种情况下，可以采用一定的抑制手段，在进行吹胀时，控制基板只往下端面膨胀变形。或者在进行流道设计时，考虑发热元件11的尺寸，使得所述相变散热器2的吸热段与发热元件11贴合的区域为平面，在这种方案下，由于可以将发热元件11至于吸热段2的贴合区域下陷的槽中，发热元件11四周与流体通道接触，散热效果更加好。当然也可以在吸热段焊接基板来与发热元件11进行接触。还可以在相变散热器2的散热段设置散热翅片或者翅片组来增加散热面积，图1-图3中虽未示出，但本领域技术人员根据文字记载完全可知如何实施。

(实施例2)

如图4-6所示，在本实施例中，将相变散热器2从控制盒1的侧面伸入控制盒1。相变散热器2同样依次包括上水平段21、竖直段22和下水平段23，其中上水平段21为散热段，下水平段23为吸热段。所述相变散热器2的上水平段21、竖直段22和下水平段23之间圆弧过渡。具体的，所述控制盒1的侧面设有第二通孔；所述相变散热器2的吸热段穿过控制盒1侧面的第二通孔与控制盒1内的发热元件11贴合。

为了获得更佳的散热效果，所述相变散热器2的上水平段21上上多个位置冲孔折边形成散热翅片4，由此可以显著地增加散热段的散热面积。

(实施例3)

如图7-9所示，在本实施例中，相变散热器2仍与控制盒1的底面接触，参见对实施例1的描述。相变散热器2同样依次包括上水平段21、竖直段22和下水平段23，其中上水平段21为散热段，下水平段23为吸热段。所述相变散热器2的上水平段21、竖直段22和下水平段23之间圆弧过渡。

所述相变散热器2的吸热段的上端面焊接有连接板3；所述控制盒1内的发热元件11与连接板3贴合。所述连接板3设有能够匹配控制盒1内的发热元件11的凹槽31；所述控制盒1内的发热元件11置于凹槽31内。发热元件11与凹槽31的底面和侧壁接触，比不设置凹槽只有底面与连接板接触增加了散热面积，散热效果进一步提升。

为了在实施例1的基础上提升散热效果。所述相变散热器2的上水平段21固定有翅片组5。

当然本实施例的结构也适用于实施例2中，即可以将相变散热器2从控制盒1的侧面深入控制盒1，同时在散热段固定翅片组5。

上述翅片组5优选固定在散热段的下端面。

(实施例4)

如图10，本实施例中的相变散热器2的形状较之实施例1-实施例3有所变化，所述相变散热器2包括斜坡段24和水平段25，其中斜坡段24为散热段，水平段25为吸热段。

在本实施例中，对相变散热器2只进行一次折弯，加工更加便捷。

在本实施例中，同样可以对相变散热器2与控制盒1的接触方式进行改变，也即从侧面进入控制盒1。同样的道理，也可以对相变散热器2的散热段设置散热翅片4或者翅片组5；对相变散热器的吸热段设置成平面(即此处不吹胀)，或者与发热元件11接触的区域设置为平面(即此处不吹胀)，抑或者在吸热段上端面焊接连接板。这些变形都是基于本实用新型的构思，属于本实用新型的保护范畴。

由于相变散热器2的一体式板式结构是通过吹胀工艺或冲压焊接工艺加工而成，内部需要形成流体通道，因此其最多只有一侧为平面，本实施例中吸热段与热源的贴合面、散热段与翅片的复合面在同一侧，因此都可以采用平面侧，使贴合、复合更有效。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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.相变散热控制盒，其特征在于：包括控制盒(1)和相变散热器(2)；所述相变散热器(2)为一体式板式结构，内部设有流体通道，流体通道内设有相变工质；所述相变散热器(2)包括吸热段和散热段，流体通道连通吸热段和散热段；所述相变散热器(2)的吸热段与控制盒(1)连接；所述相变散热器(2)的散热段位于控制盒的外部，并且散热段的高度高于吸热段的高度；所述控制盒(1)内的发热元件(11)与相变散热器(2)的吸热段贴合。

2.根据权利要求1所述的相变散热控制盒，其特征在于：所述控制盒(1)的底面设有第一通孔；所述相变散热器(2)的吸热段装配在控制盒(1)底面的第一通孔下方。

3.根据权利要求1所述的相变散热控制盒，其特征在于：所述控制盒(1)的侧面设有第二通孔；所述相变散热器(2)的吸热段穿过控制盒(1)侧面的第二通孔与控制盒(1)内的发热元件(11)贴合。

4.根据权利要求1所述的相变散热控制盒，其特征在于：所述相变散热器(2)的吸热段的上端面为平面，或者所述相变散热器(2)的吸热段与发热元件(11)贴合的区域为平面，或者所述相变散热器的吸热段与发热元件贴合的区域为与所述发热元件的形状和位置相配合的凸台或凹槽。

5.根据权利要求2所述的相变散热控制盒，其特征在于：所述相变散热器(2)的吸热段的上端面设有连接板(3)；所述控制盒(1)内的发热元件(11)与连接板(3)贴合。

6.根据权利要求5所述的相变散热控制盒，其特征在于：所述连接板(3)设有能够匹配控制盒(1)内的发热元件(11)的凹槽(31)；所述控制盒(1)内的发热元件(11)置于凹槽(31)内。

7.根据权利要求1所述的相变散热控制盒，其特征在于：所述相变散热器(2)依次包括上水平段(21)、竖直段(22)和下水平段(23)，其中上水平段(21)为散热段，下水平段(23)为吸热段。

8.根据权利要求1所述的相变散热控制盒，其特征在于：所述相变散热器(2)包括斜坡段(24)和水平段(25)，其中斜坡段(24)为散热段，水平段(25)为吸热段。

9.根据权利要求1所述的相变散热控制盒，其特征在于：所述相变散热器(2)的散热段上多个位置冲孔折边形成散热翅片(4)，或者散热段固定有翅片组(5)。

10.空调器，包括由壳体、冷凝器、风机形成的风道腔，其特征在于：还包括如权利要求书1至9之一所述的相变散热控制盒；所述相变散热器(2)的散热段设于所述风道腔内的，并位于所述冷凝器(7)的出风侧。

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