CN215956918U - 一种变频模块的散热结构及变频空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频模块的散热结构及变频空调，包括安装于变频空调的外机内部的电控盒和设置于电控盒内的相变散热器，相变散热器包括蒸发部、冷凝部和连通蒸发部与冷凝部的连通部，蒸发部的高度低于冷凝部，变频模块的发热元件固定于蒸发部的上表面，电控盒靠近冷凝部的盒壁上形成有第一通风口，电控盒靠近蒸发部的盒壁上形成有第二通风口。该变频模块的散热结构，通过相变散热器的蒸发部和冷凝部实现工作介质的换热循环；同时在变频空调的外机内部的风机的气流扰动下，电控盒的盒壁上所形成第一通风口与第二通风口之间会形成强制对流风冷效果，大大提升了对变频模块的发热元件的散热效果。

Description

一种变频模块的散热结构及变频空调

技术领域

本实用新型涉及空调散热技术领域，尤其涉及一种变频模块的散热结构及变频空调。

背景技术

变频空调器通过变频模块改变压缩机的供电频率，调节压缩机转速达到控制室温的目的，具有节能、噪音低、温度精确高的优点，已成为空调行业主流产品。但变频模块作为变频空调器中的重要元器件，在工作过程中会有大量热量产生，变频模块温度过高，会降低其工作效率，进而影响空调器的可靠性。尤其随着空调外机小型化，以及空调器功能多样化的需求，空调器外机电控模块的芯片设计更加紧凑，元器件的密度不断增加，大功率元器件发热功率越来越大，热流密度急剧升高。为保证外机电控的安全性和可靠性，变频模块的散热设计至关重要。良好的散热效率、可以有效降低变频模块的温度，提高大功率元器件工作的可靠性。

综上所述，如何提升变频模块的散热能力是当前亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种变频模块的散热结构及变频空调，以提升变频模块的散热能力。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种变频模块的散热结构，应用于变频空调，包括安装于变频空调的外机内部的电控盒和设置于所述电控盒内的相变散热器，所述相变散热器包括蒸发部、冷凝部和连通所述蒸发部与所述冷凝部的连通部，所述蒸发部的高度低于所述冷凝部，变频模块的发热元件固定于所述蒸发部的上表面，所述电控盒靠近所述冷凝部的盒壁上形成有第一通风口，所述电控盒靠近所述蒸发部的盒壁上形成有第二通风口。

优选地，所述蒸发部的下表面形成有第一散热翅片。

优选地，所述冷凝部的上表面和下表面中的至少一个表面上设置有第二散热翅片。

优选地，所述蒸发部的上表面还设置有传热固定板，所述变频模块固定于所述传热固定板，所述发热元件与所述传热固定板的上表面贴合传热。

优选地，所述传热固定板与所述发热元件之间设置有导热硅脂层或导热片。

优选地，所述相变散热器为吹胀板的结构，所述吹胀板包括用于形成所述蒸发部的蒸发段吹胀板、用于形成所述冷凝部的冷凝段吹胀板和用于形成所述连接部的连接段吹胀板。

优选地，所述蒸发段吹胀板与所述冷凝段吹胀板平行布置。

优选地，所述连接段吹胀板为自所述蒸发段吹胀板向所述冷凝段吹胀板平滑向上的弧形板或倾斜板。

优选地，所述电控盒内设置有固定槽，所述相变散热器设置于所述固定槽内，所述第一通风口和所述第二通风口均形成于所述固定槽的槽壁上。

相比于背景技术介绍内容，上述变频模块的散热结构，应用于变频空调，包括安装于变频空调的外机内部的电控盒和设置于电控盒内的相变散热器，相变散热器包括蒸发部、冷凝部和连通蒸发部与冷凝部的连通部，蒸发部的高度低于冷凝部，变频模块的发热元件固定于蒸发部的上表面，电控盒靠近冷凝部的盒壁上形成有第一通风口，电控盒靠近蒸发部的盒壁上形成有第二通风口。该变频模块的散热结构，在实际应用过程中，通过相变散热器的蒸发部吸收变频模块的发热元件的热量，蒸发部内的工作介质吸收热能后由液态变为气态，并通过连接部到达相变散热器的冷凝部，通过冷凝部散热工作介质由气态变回液态，由于冷凝部高于蒸发部，液态的工作介质又重新流回蒸发部，形成工作介质的换热循环；同时由于电控盒的盒壁上靠近冷凝部形成有第一通风口，靠近蒸发部的盒壁上形成有第二通风口，继而在变频空调的外机内部的风机的气流扰动下，第一通风口与第二通风口之间会形成强制对流风冷效果，大大提升了对变频模块的发热元件的散热效果。

另外，本实用新型还提供了一种变频空调，包括变频模块的散热结构，该变频模块的散热结构为上述任一方案所描述的变频模块的散热结构。由于该变频模块的散热结构具有上述技术效果，因此具有该变频模块的散热结构的变频空调也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的外机内安装变频模块的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的电控盒内部安装的各部件的爆炸图；

图3为本实用新型实施例中提供的相变散热器上安装传热固定板的轴侧结构示意图；

图4为本实用新型实施例中提供的相变散热器上安装传热固定板的侧面结构示意图；

图5为本实用新型实施例中提供的相变散热器采用吹胀板的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中提供的电控盒上布置第一/第二通风口的结构示意图(图中以第二通风口为进风口，第一通风口为出风口为例，箭头代表气流流向示意)；

图7为本实用新型实施例中提供的变频模块的发热元件安装至线路板的结构示意图；

图8为本实用新型实施例中提供的外机内部风机强制对流的结构示意图(箭头代表气流走向)。

在图1-8中，

外机1、电控盒2、第一通风口21、第二通风口22、相变散热器3、蒸发部31、第一散热翅片31a、冷凝部32、第二散热翅片32a、连接部33、安装孔34、变频模块4、发热元件41、电路板42、传热固定板5、电路板安装孔51。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种变频模块的散热结构及变频空调，以提升变频模块的散热能力。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型提供的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-图8所示，本实用新型实施例提供了一种变频模块的散热结构，应用于变频空调，包括安装于变频空调的外机1内部的电控盒2和设置于电控盒2内的相变散热器3，相变散热器3包括蒸发部31、冷凝部32和连通蒸发部31与冷凝部32的连通部33，蒸发部31的高度低于冷凝部32，变频模块4的发热元件41固定于蒸发部31的上表面，电控盒2靠近冷凝部32的盒壁上形成有第一通风口21，电控盒2靠近蒸发部31的盒壁上形成有第二通风口22。

该变频模块的散热结构，在实际应用过程中，通过相变散热器的蒸发部吸收变频模块的发热元件的热量，蒸发部内的工作介质吸收热能后由液态变为气态，并通过连接部到达相变散热器的冷凝部，通过冷凝部散热工作介质由气态变回液态，由于冷凝部高于蒸发部，液态的工作介质又重新流回蒸发部，形成工作介质的换热循环；同时由于电控盒的盒壁上靠近冷凝部形成有第一通风口，靠近蒸发部的盒壁上形成有第二通风口，继而在变频空调的外机内部的风机的气流扰动下，第一通风口与第二通风口之间会形成强制对流风冷效果，大大提升了对变频模块的发热元件的散热效果。

这里需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解的是，相变散热器3的基本工作原理：相变散热器3内部布置有互相连通的流路，兼具管路和散热片的功能，具有高传热能力、高导热系数、重量轻的特性。相变散热器3上可以设置有安装孔34，比如四角的位置设置有带有螺纹的安装孔34，可以通过紧固件固定至电控盒2上，当然安装孔34的开孔位置应当避开工作介质的流路。具体工作时，蒸发部31的工作液被外部热源(变频模块4的发热元件，主要指变频芯片)加热，吸取潜热蒸发，其蒸气经换热流路流向冷凝部32；在冷凝部的工作液蒸汽放出潜热，凝结为液体，蒸汽液化释放出来的潜热通过壁面传递到相变散热器3外；积聚在冷凝部32的凝结液在重力作用下回流到蒸发部31再吸热蒸发。所以要求在结构上，相变散热器的蒸发部31所处高度低于冷凝部32，以符合热虹吸管原理。其结构设计由蒸发部至冷凝部采用平滑向上的弧线或直线形，不能采用上、下弯折的弧线或折线形，防止影响流路散热循环的散热效果。

这样，通过工作液体的不断蒸发、凝结，把相变散热器3下层热源的热量连续地传递至整个相变散热器，同时通过第一通风口和第二通风口，在外机内部的轴流风机的强制对流下，通过风冷将热量带走，最终达到较好的散热效果。需要说明的是，图6所示的气流走向给出的示例，是第二通风口为进风口，第一通风口为出风口，这仅仅是其中一种示例而已；实际应用过程中，具体是第一通风口为进风口，还是第二通风口为进风口，是由外机内部的轴流风机的气流扰动导向而定。

在一些具体的实施方案中，为了保证蒸发部31本身的散热性能，蒸发部31的下表面还可以形成有第一散热翅片31a，其中第一散热翅片可以集成布置，通过导热硅脂等形式固定于蒸发部的下表面，又或者是通过紧固件固定的方式等。同理，为了保证冷凝部32本身的散热性能，该冷凝部32的上表面和下表面中的至少一个表面上设置有第二散热翅片32a。其中第二散热翅片可以集成布置，通过导热硅脂等形式固定于冷凝部的上表面和/或下表面，固定方式并不局限于导热硅脂粘结固定，也可以采用其他固定方式，比如通过紧固件固定的方式等。通过加置散热翅片可以强化传热过程，增大发热元件(也即变频芯片)的散热效率和热容；同时，用以保障相变散热器出现工质泄露等故障无法及时散热时，满足变频芯片的部分散热需求，防止变频芯片被烧坏等。

在一些更具体的实施方案中，为了能够使得变频模块的发热元件与蒸发部31之间的传热更加效率，该蒸发部31的上表面还设置有传热固定板5，变频模块4固定于传热固定板5，发热元件41与传热固定板5的上表面贴合传热。通过布置传热固定板5，一方面可以实现相变散热器3与变频模块4之间的固定连接，另一方面，有助于保证发热元件与相变散热器的蒸发部的表面贴合的紧密程度。其中，传热固定板的厚度不宜过厚，也不宜过薄，过厚会增加导热热阻不利于散热，同时需要满足螺钉固定的有效深度，提高固定的可靠性。

需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解的是，具体地，变频模块4一般包括电路板42和变频芯片(也即发热元件41)，变频芯片固定在电路板42上，变频模块4与传热固定板5之间的固定方式，可以通过在传热固定板5上布置电路板安装孔51，可以将电路板42固定在传热固定板5上，此时，传热固定板5既能够与相变散热器3的蒸发部31紧密贴合，又能够与变频芯片紧密贴合，实现良好的传热效果。其中，传热固定板5具体可以采用铝固定板，因为铝固定板的传热效果相对比较好，当然可以理解的是，实际应用过程中，也可以采用其他材质的传热固定板，在此不做更具体的限定。

进一步的实施方案中，为了保证传热固定板5与发热元件41之间的传热效率，在传热固定板5与发热元件41之间一般可以设置导热硅脂层或导热片。通过布置导热硅脂或导热片能够保证变频芯片与传热固定板间热量高效传导；需要说明的是，当采用导热片时，若导热片为导电元件的话，同时还应该安装绝缘垫片。

另外，需要说明的是，相变散热器3与传热固定板5之间、相变散热器1与翅片3之间均可以通过导热胶或焊接紧密贴合连接为一体，保证接触面间紧密高效传热即可。变频模块4、相变散热器3、电控板42同时置于电控盒2内，相变散热器3与电控盒2、电控板42与传热固定板5之间均通过螺钉固定安装。

在一些更具体的实施方案中，上述相变散热器3具体可以采用吹胀板的结构，也即吹胀式均温板。具体可以根据蒸发部、冷凝部和连接部的各个部位规划设计好的工质换热流路由铝板挤压一体成型，然后抽真空、灌注工作液而形成。通过设计成吹胀板的结构形式，一方面能够大大降低相变散热器的占用空间，同时散热效率也较高。当然，实际应用过程中，还可以采用其他相变散热器的结构形式，只要能够实现相变散热器的基本功能即可，在此不做更具体的限定。此外，当相变散热器采用吹胀板的结构形式时，吹胀板具体包括用于形成蒸发部31的蒸发段吹胀板、用于形成冷凝部32的冷凝段吹胀板和用于形成连接部33的连接段吹胀板。

为了方便相变散热器的安装固定和布置，同时也为了使得蒸发段吹胀板与冷凝段吹胀板之间的工质循环更加顺畅，一般来说，优选采用蒸发段吹胀板与冷凝段吹胀板平行布置的方式。同时，对应连接段吹胀板优选设计成自蒸发段吹胀板向冷凝段吹胀板平滑向上的弧形板或倾斜板，以保证工质对流循环的顺畅性。

在一些更具体的实施方案中，上述电控盒2内还可以设置有固定槽，相变散热器3设置于固定槽内，第一通风口21和第二通风口22均形成于固定槽的槽壁上，通过布置固定槽，使得相变散热器的固定安装更加方便。需要说明的是，当相变散热器3的蒸发部31的下表面设置有第一散热翅片31a时，对应固定槽的槽底应当开置有相应的避让孔，同理，当冷凝部32的下表面设置有第二散热翅片32a时，对应固定槽的槽底也应开设有相应的避让孔。

另外，本实用新型还提供了一种变频空调，包括变频模块的散热结构，该变频模块的散热结构为上述任一方案所描述的变频模块的散热结构。由于该变频模块的散热结构具有上述技术效果，因此具有该变频模块的散热结构的变频空调也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

以上对本实用新型所提供的变频模块的散热结构及变频空调进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。

在本申请的描述中，需要说明的是，如若涉及术语“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。此外，如若涉及术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，在本文中，诸如术语“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物品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，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种变频模块的散热结构，应用于变频空调，其特征在于，包括安装于变频空调的外机(1)内部的电控盒(2)和设置于所述电控盒(2)内的相变散热器(3)，所述相变散热器(3)包括蒸发部(31)、冷凝部(32)和连通所述蒸发部(31)与所述冷凝部(32)的连通部(33)，所述蒸发部(31)的高度低于所述冷凝部(32)，变频模块(4)的发热元件(41)固定于所述蒸发部(31)的上表面，所述电控盒(2)靠近所述冷凝部(32)的盒壁上形成有第一通风口(21)，所述电控盒(2)靠近所述蒸发部(31)的盒壁上形成有第二通风口(22)。

2.如权利要求1所述的变频模块的散热结构，其特征在于，所述蒸发部(31)的下表面形成有第一散热翅片(31a)。

3.如权利要求1所述的变频模块的散热结构，其特征在于，所述冷凝部(32)的上表面和下表面中的至少一个表面上设置有第二散热翅片(32a)。

4.如权利要求1所述的变频模块的散热结构，其特征在于，所述蒸发部(31)的上表面还设置有传热固定板(5)，所述变频模块(4)固定于所述传热固定板(5)，所述发热元件(41)与所述传热固定板(5)的上表面贴合传热。

5.如权利要求4所述的变频模块的散热结构，其特征在于，所述传热固定板(5)与所述发热元件(41)之间设置有导热硅脂层或导热片。

6.如权利要求1所述的变频模块的散热结构，其特征在于，所述相变散热器(3)为吹胀板的结构，所述吹胀板包括用于形成所述蒸发部(31)的蒸发段吹胀板、用于形成所述冷凝部(32)的冷凝段吹胀板和用于形成所述连接部(33)的连接段吹胀板。

7.如权利要求6所述的变频模块的散热结构，其特征在于，所述蒸发段吹胀板与所述冷凝段吹胀板平行布置。

8.如权利要求6所述的变频模块的散热结构，其特征在于，所述连接段吹胀板为自所述蒸发段吹胀板向所述冷凝段吹胀板平滑向上的弧形板或倾斜板。

9.如权利要求1所述的变频模块的散热结构，其特征在于，所述电控盒(2)内设置有固定槽，所述相变散热器(3)设置于所述固定槽内，所述第一通风口(21)和所述第二通风口(22)均形成于所述固定槽的槽壁上。

10.一种变频空调，包括变频模块的散热结构，其特征在于，所述变频模块的散热结构为如权利要求1-9中任一项所述的变频模块的散热结构。

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