CN215336711U - 冷媒冷却系统及空调器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及空调技术领域，公开一种冷媒冷却系统。包括：冷媒管路，连接室内换热器与室外换热器，且冷媒管路设置有节流元件；旁通管路，设置于室外换热器和节流元件之间，且，旁通管路与冷媒管路并联；待散热结构，与旁通管路导热接触；阀体，设置于旁通管路。本申请通过在节流元件与室外换热器之间加设旁通管路，并使旁通管路与冷媒管路并联，在制冷工况下，来自室外换热器的高温高压液态冷媒通过旁通管路，冷却待散热结构；在制热工况下，控制阀门使旁通管路不导通，来自室内换热器的高温高压液态冷媒经节流元件节流后进入室外换热器，此时旁通管路内无低温冷媒，能够减小待散热结构出现凝露的风险。本申请还公开一种空调器。

Description

冷媒冷却系统及空调器

技术领域

本申请涉及空调技术领域，例如涉及一种冷媒冷却系统及空调器。

背景技术

随着空调器的功能逐渐增多，空调器携带的电控部件如IPM、IGBT等大功率器件也不断增多，其发热量以及功率密度越来越大。

相关技术中，针对电控部件发热量大的问题，解决方案有风冷和冷媒冷却。其中，风冷需要在空调器内额外增加散热器件，占用较大空间，且冷却效果较差。冷媒冷却由于冷却板入口冷媒状态差异很大，如果冷却冷媒温度较低，则可能会在一些电控器件上凝露，电控板存在短路烧毁风险，同时冷媒冷却也存在制冷量衰减的问题。

此外，也有对冷媒流量进行控制使用冷媒对电控器件进行冷却的方案，该方案使冷媒经过第一电子膨胀阀、均温板冷却电控器件后在经过第二电子膨胀阀节流进入蒸发器，该种方案的电子膨胀阀开度依靠检测电控器件的温度、端口冷媒温度来进行控制，控制逻辑复杂，且成本高，电控器件存在结露风险。

因此，目前缺少一种能够解决冷媒冷却电控器件易造成凝露的问题的方案。

实用新型内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，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，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供一种冷媒冷却系统及空调器，以解决冷媒冷却温度较低容易造成凝露的问题。

在一些实施例中，所述冷媒冷却系统包括：冷媒管路，连接室内换热器与室外换热器，且所述冷媒管路设置有节流元件；旁通管路，设置于所述室外换热器和所述节流元件之间，且，所述旁通管路与所述冷媒管路并联；待散热结构，与所述旁通管路导热接触；阀体，设置于所述旁通管路，用于控制旁通管路的导通状态。

可选地，所述旁通管路包括：第一管段，靠近所述室外换热器；和，第二管段，靠近所述室内换热器；其中，所述待散热结构与所述第一管段导热接触；所述阀体为单向阀，设置于所述第二管段，且所述单向阀的导通方向限定为从所述室外换热器流向所述室内换热器。

可选地，所述待散热结构为PCB板。

可选地，所述PCB板包括：电控器件，第一均温元件，与所述电控器件连接；其中，所述第一均温元件与旁通管路导热接触，所述旁通管路用于所述电控器件散热。

可选地，所述冷媒冷却系统还包括：分流器，连通所述冷媒管路和所述旁通管路。

可选地，所述分流器位于所述旁通管路靠近所述室外换热器的一端。

可选地，所述旁通管路为波纹管。

可选地，所述旁通管路设置有第二均温元件。

在一些实施例中，所述空调器包括：如上所述的冷媒冷却系统。

可选地，所述空调器还包括：控制单元，被配置为根据所述待散热结构的表面温度，调节旁通管路的冷媒流量。

本公开实施例提供的冷媒冷却系统，可以实现以下技术效果：

通过在节流元件与室外换热器之间加设旁通管路，并使旁通管路与冷媒管路并联，在制冷工况下，来自室外换热器的高温高压液态冷媒分为两股，一股通过旁通管路，冷却待散热结构，另一股液态冷媒直接经节流元件节流后进入室内换热器；在制热工况下，可控制阀门使旁通管路不导通，来自室内换热器的高温高压液态冷媒经节流元件节流后进入室外换热器，此时旁通管路内无低温冷媒，能够减小待散热结构出现凝露的风险。

此外，旁通管路设置在室外换热器与节流元件之间，当旁通管路与待散热结构进行接触导热后，旁通管路中的冷媒的温度将会有小幅升高，由于从室外换热器流到室内换热器的冷媒本身需要进行节流降温，对空调的制冷量衰减的影响较小。

本申请的方案结构简单，采用空调制冷系统中的液态冷媒冷却电控器件等待散热结构，较铝翅片、热管方案散热效果得到巨大提升，且，本申请的实现方式简单可靠，成本大幅度降低，能够有效解决电控器件冷媒冷却的易结露、过冷却问题。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个冷媒冷却系统结构示意图。

附图标记：

10：室内换热器；20：室外换热器；30：待散热结构；40：四通阀；50：压缩机；60：分流器；70：节流元件；80：冷媒管路；90：旁通管路；91：单向阀。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”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。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。

另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

结合图1所示，本公开实施例提供一种冷媒冷却系统，包括冷媒管路80、旁通管路90、待散热结构30和阀体。

冷媒管路80连接室内换热器10与室外换热器20，且冷媒管路80设置有节流元件70。

旁通管路90设置于室外换热器20和节流元件70之间，且，旁通管路90与冷媒管路80并联。

待散热结构30与旁通管路90导热接触。

阀体设置于旁通管路90，用于控制旁通管路90的导通状态。

可以理解为，冷媒管路80作为联机管，主要用于连接室内换热器10与室外换热器20，节流元件70用于对高温冷媒进行降温。旁通管路90主要用于对待散热结构30进行降温散热，阀体用于控制旁通管路90的导通与否，避免温度较低的冷媒流经旁通管路90，导致待散热结构30产生凝露，影响待散热结构30的正常使用。其中，待散热结构30与旁通管路90存在温差，待散热结构30的温度高于旁通管路90中的冷媒的温度，待散热结构30与旁通管路90通过接触进行导热，为待散热结构30进行降温。

采用本公开实施例提供的冷媒冷却系统，通过在节流元件70与室外换热器20之间加设旁通管路90，并使旁通管路90与冷媒管路80并联，在制冷工况下，来自室外换热器20的高温高压液态冷媒分为两股，一股通过旁通管路90，冷却待散热结构30，另一股液态冷媒直接经节流元件70节流后进入室内换热器10；在制热工况下，控制阀门使旁通管路90不导通，来自室内换热器10的高温高压液态冷媒经节流元件70节流后进入室外换热器20，此时旁通管路90内无低温冷媒，能够减小待散热结构30出现凝露的风险。

此外，旁通管路90设置在室外换热器20与节流元件70之间，在制冷工况下，从室外换热器20流出的高温冷媒由于未经过节流元件70进行节流，流入旁通管的冷媒温度相对于节流后的冷媒温度相对较高，此时旁通管的冷媒温度低于待散热结构30的温度，但与待散热结构30的温差相对较小，二者进行导热接触时不容易产生凝露，能够保护待散热结构30。

同时，旁通管路90设置在室外换热器20与节流元件70之间，当旁通管路90与待散热结构30进行接触导热后，旁通管路90中的冷媒的温度将会有小幅升高，由于从室外换热器20流到室内换热器10的冷媒本身需要节流元件70进行节流降温，对空调的制冷量衰减的影响较小。

作为一种示例，阀体可以为单向阀91，用于导通室外换热器20流向室内换热器10流通方向，即旁通管路90在制冷工况下导通，在制热工况下不导通。待散热结构30为PCB板等电控器件，其工作时的温度为50～70℃。

由于旁通管路90位于室外换热器20与节流元件70之间，在制冷工况下，冷媒从室外换热器20中流出，未经节流元件70节流，即流入旁通管路90，冷媒的温度相对较高约为30～40℃，与待散热结构30的温差相对较小，虽然由于冷媒管路80与旁通管路90并联，使得冷媒的温度有了小范围下降，但旁通管路90与PCB板之间的温差依旧相对较小，进行导热接触时不容易产生凝露，能够有效保护PCB板。

相对的，在制热工况下，冷媒从室内换热器10中流出，且已通过节流元件70节流，冷媒的温度相对较低，与待散热结构30的温差较大，容易导致PCB板产生凝露，影响设备的正常使用，单向阀91由于只导通室外换热器20流向室内换热器10的流通方向，在制热工况下，旁通管路90中没有冷媒，能够减小PCB板产生凝露的概率。

作为另一种示例，阀体可以为电磁阀，在制冷工况下，电磁阀打开，使冷媒流经旁通管路90，对待散热结构30进行散热；在制热工况下，电磁阀关闭，使旁通管路90中无冷媒流经，避免从室内换热器10流向室外换热器20，并经过节流的低温冷媒对待散热结构30进行散热，减小PCB板产生凝露的概率。

作为另一种示例，旁通管路90与冷媒管路80的选用的制作材质相同。

作为另一种示例，旁通管路90与冷媒管路80的管径相同。

可选地，旁通管路90包括：第一管段和第二管段。

第一管段靠近室外换热器20，第二管段靠近室内换热器10。

其中，待散热结构30与第一管段导热接触；阀体为单向阀91，设置于第二管段，且单向阀91的导通方向限定为从室外换热器20流向室内换热器10。

可以理解为，第一管段作为与待散热结构30进行导热的主要管段，第二管段作为辅助管段。第二管段上设置单向阀91，在制热工况下，旁通管路90不导通，来自室内换热器10的高温高压液态冷媒经节流元件70节流后进入室外换热器20，此时旁通管路90内无低温冷媒，能够减小待散热结构30出现凝露的风险。

可选地，待散热结构30为PCB板。

可以理解为，该种冷媒冷却系统主要用于对空调的电控器件进行降温散热。

可选地，PCB板包括：电控器件；第一均温元件，与电控器件连接；其中，第一均温元件与旁通管路90导热接触，旁通管路90用于电控器件散热。

可以理解为，第一均温元件用于对电控器件进行均温散热，第一均温元件与旁通管路90导热接触，旁通管路90通过第一均温元件元件对电控器件进行散热。

作为一种示例，第一均温元件为均温板，均温板安装在PCB板的电控器件上，电控器件与均温板紧密贴合，旁通管路90与均温板紧密贴合，旁通管路90内的流动冷媒对PCB板的板件进行降温。该种散热方式属于管内强制对流。由于PCB板的电控器件一般安装有均温板，采用本申请对PCB板件无影响，PCB板结构无需更改，能够便于本申请冷媒冷却系统实施。可选地，旁通管路90与均温板接触的管段在均温板上进行蛇形排布，以增大旁通管路90与均温板的接触面积。

作为另一种示例，第一均温元件为均温管套，电控器件上设置有供均温管套安装在通槽，均温管套安装在通槽内，旁通管路90穿过均温管套，嵌在PCB板上，这样能够增大旁通管路90与电控器件的接触面积，帮助换热。

作为另一种示例，旁通管路90为可拆卸的连通管，该连通管嵌在PCB板内，属于PCB板的一部分，连通管的两端均位于室外换热器20与节流元件70之间，与冷媒管路80并联，其中连通管远离室外换热器20的一端设置有单向阀91，单向阀91用于限制冷媒的流向，避免经节流元件70节流的低温冷媒流经连通管，使温差较大的PCB板和冷媒接触的情形发生。这样能够使PCB板适应多种空调器，并可进行较高效率的换热。

可选地，冷媒冷却系统还包括分流器60，分流器60连通冷媒管路80和旁通管路90。

可以理解为，冷媒冷却系统采用分流器60将从室内换热器10或室外换热器20流出的冷媒进行分流，分流后的冷媒再分别流入冷媒管路80和旁通管路90。这样能够对进入旁通管路90的冷媒流量进行控制。

可选地，分流器60位于旁通管路90靠近室外换热器20的一端。

可以理解为，分流器60主要用于将从室外换热器20流出的冷媒进行分流，使分流后的冷媒分别流入冷媒管路80和旁通管路90，分流器60主要对制冷工况下进入冷媒管路80和旁通管路90的冷媒的分配量进行调节。

可选地，旁通管路90为波纹管。

可以理解为，旁通管路90采用波纹管进行冷媒输送。由于波纹管的内壁设置有螺纹，当冷媒流经旁通管路90时，冷媒在离心力的作用下与旁通管路90内壁的接触面增大，这样能够使冷媒的热量更好地传送到旁通管路90的管壁上，使旁通管路90能够更有效地为待散热结构30进行换热降温。

作为一种示例，旁通管路90的内壁上设置有螺纹，利用离心力使冷媒能够更好地与旁通管路90接触。

作为另一种示例，旁通管路90的第一管段采用波纹管或设置有内螺纹的其他管类，使第一管段的表面温度能够更接近冷媒温度，从而便于第一管段与待散热结构30进行接触导热时，能够更好地为待散热结构30进行换热降温。

可选地，旁通管路90设置有第二均温元件。

可以理解为，旁通管路90上设置有用于对旁通管路90进行散热、均温的第二均温元件。

作为一种示例，第二均温元件包括接触板，接触板用于与PCB板进行接触，以增大旁通管路90与PCB板的接触面积。

作为另一种示例，第二均温元件为散热翅片，用于对旁通管路90进行降温，以便更好地对PCB板进行散热。

该种冷媒冷却系统主要用于对空调器的PCB板等电控器件进行降温散热。

如图1所示，在实施时，可以在空调器制冷循环管路中加设一条旁通管路90，使该旁通管路90与连接室内换热器10和室外换热器20的冷媒管路80并联，旁通管路90的两端位于和室外换热器20和节流元件70之间，旁通管路90用于对待散热的电控器件进行接触换热，利用冷媒的低温对PCB板进行降温，并在旁通管路90靠近室内换热器10的一端上设置单向阀91，待散热结构30设置在旁通管路90靠近室外换热器20的一端，用于控制旁通管路90的导通方向，避免温度较低的冷媒流经旁通管路90，导致PCB板产生凝露，损坏PCB板。

在制冷工况下，从室外换热器20流出的高温冷媒由于未经过节流元件70进行节流，此时冷媒的温度约为35℃～40℃，流入旁通管的冷媒相对于节流后的冷媒温度相对较高。待散热的电控器件温度约为50～60℃，旁通管路90的冷媒温度低于待散热的带的温度，但与电控器件的温差相对较小，虽然由于冷媒管路80与旁通管路90并联，使得流入旁通管的冷媒温度有了小范围下降，但旁通管路90与PCB板之间的温差依旧相对较小，二者进行导热接触时不容易产生凝露，能够有效保护PCB板。

在制热工况下，从室内换热器10流出的高温冷媒经过节流元件70进行节流，由于旁通管路90上设置有单向阀91，旁通管路90不导通，节流后的低温冷媒将不从旁通管路90中经过，直接经冷媒管路80供给至室外换热器20。这样能够避免温差相对较大的旁通管路90与PCB板二者相接触产生凝露，影响设备的正常使用的情况发生。

本公开实施例提供一种空调器，包括如上的冷媒冷却系统。

可选地，空调器还包括：控制单元，被配置为根据待散热结构30的表面温度，调节旁通管路90的冷媒流量。

可以理解为，待散热结构30的表面温度作为调节旁通管路90的冷媒流量的主要依据。

作为一种示例，待散热结构30为PCB板，PCB板上设置有温度传感器，用于检测PCB板的表面温度，当待散热结构30的表面温度较高时，导通旁通管路90，通过旁通管路90中的冷媒进行降温；当待散热结构30的表面温度处于合理范围时，可以保持旁通管路90中的当前冷媒流量，避免频繁调节冷媒流量，减轻设备运算压力；当待散热结构30的表面温度与预设温度的温差较大时，减小旁通管路90中的冷媒流量，或者停止对旁通管路90的冷媒供应，以免PCB板与冷媒的温差较大，导致PCB板的表面生产凝露，影响设备的正常使用。

本申请通过在节流元件70与室外换热器20之间加设旁通管路90，并使旁通管路90与冷媒管路80并联，在制冷工况下，来自室外换热器20的高温高压液态冷媒分为两股，一股通过旁通管路90，冷却待散热结构30，另一股液态冷媒直接经节流元件70节流后进入室内换热器10；在制热工况下，可控制阀门使旁通管路90不导通，来自室内换热器10的高温高压液态冷媒经节流元件70节流后进入室外换热器20，此时旁通管路90内无低温冷媒，能够减小待散热结构30出现凝露的风险。

此外，旁通管路90设置在室外换热器20与节流元件70之间，当旁通管路90与待散热结构30进行接触导热后，旁通管路90中的冷媒的温度将会有小幅升高，由于从室外换热器20流到室内换热器10的冷媒本身需要进行节流降温，对空调的制冷量衰减的影响较小。

本公开实施例的方案结构简单，采用空调制冷系统中的液态冷媒冷却电控器件等待散热结构30，较铝翅片、热管方案散热效果得到巨大提升，且，本申请的实现方式简单可靠，成本大幅度降低，能够有效解决电控器件冷媒冷却的易结露、过冷却问题。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。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。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种冷媒冷却系统，其特征在于，包括：

冷媒管路(80)，连接室内换热器(10)与室外换热器(20)，且所述冷媒管路(80)设置有节流元件(70)；

旁通管路(90)，设置于所述室外换热器(20)和所述节流元件(70)之间，且，所述旁通管路(90)与所述冷媒管路(80)并联；

待散热结构(30)，与所述旁通管路(90)导热接触；

阀体，设置于所述旁通管路(90)，用于控制旁通管路(90)的导通状态。

2.根据权利要求1所述的冷媒冷却系统，其特征在于，所述旁通管路(90)包括：

第一管段，靠近所述室外换热器(20)；和，

第二管段，靠近所述室内换热器(10)；

其中，所述待散热结构(30)与所述第一管段导热接触；

所述阀体为单向阀(91)，设置于所述第二管段，且所述单向阀(91)的导通方向限定为从所述室外换热器(20)流向所述室内换热器(10)。

3.根据权利要求1所述的冷媒冷却系统，其特征在于，

所述待散热结构(30)为PCB板。

4.根据权利要求3所述的冷媒冷却系统，其特征在于，所述PCB板包括：

电控器件，

第一均温元件，与所述电控器件连接；

其中，所述第一均温元件与旁通管路(90)导热接触，所述旁通管路(90)用于所述电控器件散热。

5.根据权利要求1所述的冷媒冷却系统，其特征在于，还包括：

分流器(60)，连通所述冷媒管路(80)和所述旁通管路(90)。

6.根据权利要求5所述的冷媒冷却系统，其特征在于，

所述分流器(60)位于所述旁通管路(90)靠近所述室外换热器(20)的一端。

7.根据权利要求1至6任一所述的冷媒冷却系统，其特征在于，

所述旁通管路(90)为波纹管。

8.根据权利要求1至6任一所述的冷媒冷却系统，其特征在于，

所述旁通管路(90)设置有第二均温元件。

9.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的冷媒冷却系统。

10.根据权利要求9所述的空调器，其特征在于，还包括：

控制单元，被配置为根据所述待散热结构(30)的表面温度，调节旁通管路(90)的冷媒流量。

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