CN216716521U - 空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种空调器。其中空调器包括：冷媒管路，其内部有冷媒流动，且冷媒管路上设置有节流装置；电控板，电控板上布置有工作时发热的电控器件；散热板，其一侧与电控板贴合，以将电控器件产生的热量传导至整个散热板；以及毛细管，至少部分地与散热板的另一侧贴合，且与节流装置并联设置，以使冷媒一部分流经节流装置，另一部分流经毛细管，冷媒流经毛细管时带走散热板的热量。本实用新型的空调器，通过将毛细管与冷媒管路上的节流装置并联设置，以一种简单的结构实现对空调器的电控器件有效散热，避免占用较大空间，在有效节约成本的同时保证散热效果。

Description

空调器

技术领域

本实用新型涉及家电技术领域，特别是涉及一种空调器。

背景技术

随着社会发展以及人们生活水平日益提高，空调器越来越被人们作为生活中必不可少的家用电器。随着空调器的功能逐渐增多，空调器携带的电控部件如智能功率模块(Intelligent Power Module，简称IPM)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，简称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。

现有技术中，针对空调器的电控器件发热量大的问题，一般解决方案有风冷和冷媒冷却两种。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处冷媒状态差异很大，如果冷却冷媒温度较低，则可能会在一些电子器件上凝露，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。

尤其是空调变频器一般采用IPM作为变频驱动功率开关，其顶层散热源面积较小，有些只有2cm²左右，散热功率约为80W，热流密度达到约40W/cm²。由于高热流密度的存在，使得现有的散热方式无法有效解决散热，热源表面的温度可达105℃，空调室外机在环热带气候或者夏季环境工作时，室外的高温环境温度会更加影响热源表面的温度。变频器的高温限制了其高频工作，使得空调器的制冷量不足，严重影响了空调的工作性能。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是以一种简单的结构实现对空调器的电控器件有效散热。

本实用新型一个进一步的目的是提高散热效率，保证空调器的运行可靠性和工作效率。

特别地，本实用新型提供了一种空调器，包括：冷媒管路，其内部有冷媒流动，且冷媒管路上设置有节流装置；电控板，电控板上布置有工作时发热的电控器件；散热板，其一侧与电控板贴合，以将电控器件产生的热量传导至整个散热板；以及毛细管，至少部分地与散热板的另一侧贴合，且与节流装置并联设置，以使冷媒一部分流经节流装置，另一部分流经毛细管，冷媒流经毛细管时带走散热板的热量。

可选地，冷媒管路上串联设置有：压缩机、四通阀、第一换热器、节流装置和第二换热器。

可选地，空调器包括室内机和室外机，且第一换热器设置于室外机中，第二换热器设置于室内机中。

可选地，四通阀配置成：切换冷媒的流动方向。

可选地，在空调器运行于制冷模式的情况下，冷媒依次流经压缩机、四通阀、第一换热器，分成两股分别进入节流装置和毛细管，然后汇合进入第二换热器。

可选地，在空调器运行于制热模式的情况下，冷媒依次流经压缩机、四通阀、第二换热器，分成两股分别进入节流装置和毛细管，然后汇合进入第一换热器。

可选地，毛细管的节流程度大于节流装置的节流程度，以使大部分冷媒流经节流装置，少部分冷媒流经毛细管。

可选地，节流装置为节流短管、节流阀或者电子膨胀阀。

可选地，空调器还包括：第一风扇，与第一换热器相对设置；以及第二风扇，与第二换热器相对设置。

可选地，电控器件为具有功率开关的器件。

本实用新型的空调器，包括：冷媒管路，其内部有冷媒流动，且冷媒管路上设置有节流装置；电控板，电控板上布置有工作时发热的电控器件；散热板，其一侧与电控板贴合，以将电控器件产生的热量传导至整个散热板；以及毛细管，至少部分地与散热板的另一侧贴合，且与节流装置并联设置，以使冷媒一部分流经节流装置，另一部分流经毛细管，冷媒流经毛细管时带走散热板的热量，通过将毛细管与冷媒管路上的节流装置并联设置，以一种简单的结构实现对空调器的电控器件有效散热，避免占用较大空间，在有效节约成本的同时保证散热效果。

进一步地，本实用新型的空调器，在空调器运行于制冷模式的情况下，冷媒依次流经压缩机、四通阀、第一换热器，分成两股分别进入节流装置和毛细管，然后汇合进入第二换热器；在空调器运行于制热模式的情况下，冷媒依次流经压缩机、四通阀、第二换热器，分成两股分别进入节流装置和毛细管，然后汇合进入第一换热器，不管空调器运行于制冷模式还是制热模式，冷媒是从第一换热器流向毛细管，还是从第二换热器流向毛细管，流经毛细管时均进行吸热，以带走散热板的热量，对电控器件进行冷却；使用空调器的冷媒进行散热，避免额外设置散热装置，减少占用空间的同时节约了成本，并提高了散热效率，保证了空调器的运行可靠性和工作效率，进而提升用户的使用体验。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的空调器中室内机的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的空调器中电控板的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的空调器中散热板的结构示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的空调器中冷媒管路的结构示意图；以及

图5是根据本实用新型一个实施例的空调器中电控板、散热板和毛细管的相对位置示意图。

具体实施方式

本实施例提供了一种空调器，能够以一种简单的结构实现对空调器的电控器件有效散热，避免占用较大空间，在有效节约成本的同时保证散热效果。图1是根据本实用新型一个实施例的空调器中室内机100的结构示意图，图2是根据本实用新型一个实施例的空调器中电控板300的结构示意图，图3是根据本实用新型一个实施例的空调器中散热板400的结构示意图，图4是根据本实用新型一个实施例的空调器中冷媒管路200的结构示意图，图5是根据本实用新型一个实施例的空调器中电控板300、散热板400和毛细管500的相对位置示意图。如图1至图5所示，本实施例的空调器一般性地可以包括：冷媒管路200、电控板300、散热板400以及毛细管500。

其中，冷媒管路200的内部有冷媒流动，且冷媒管路200上设置有节流装置210。电控板300上布置有工作时发热的电控器件310。散热板400的一侧与电控板300贴合，以将电控器件310产生的热量传导至整个散热板400。毛细管500至少部分地与散热板400的另一侧贴合，且与节流装置210并联设置，以使冷媒一部分流经节流装置210，另一部分流经毛细管500，冷媒流经毛细管500时带走散热板400的热量。

毛细管500至少部分地与散热板400的另一侧贴合，也就是说，毛细管500可以一部分与散热板400的另一侧贴合，也可以全部与散热板400的另一侧贴合。在一种优选的实施例中，毛细管500可以全部与散热板400的另一侧贴合，这样可以最大限度对散热板400散热，对电控器件310进行冷却，有效提升散热冷却效果。

在一种具体的实施例中，节流装置210可以为节流短管、节流阀或者电子膨胀阀。在其他一些实施例中，节流装置210还可以也设置为毛细管500。总之，节流装置210为能够对冷媒起到节流作用的部件。需要强调的是，由于电控器件310冷却不需要太多冷媒，在一种优选的实施例中，毛细管500的节流程度可以大于节流装置210的节流程度，以使大部分冷媒流经节流装置210，少部分冷媒流经毛细管500。这样可以有效保证空调器原本的工作效率，避免影响其正常工作。

如图4所示，冷媒管路200上串联设置有：压缩机220、四通阀230、第一换热器240、节流装置210和第二换热器250。毛细管500与节流装置210并联设置。一般地，空调器包括室内机100和室外机(图中未示出)，且第一换热器240设置于室外机中，第二换热器250设置于室内机100中。

在一种具体的实施例中，在空调器运行于制冷模式的情况下，冷媒依次流经压缩机220、四通阀230、第一换热器240，分成两股分别进入节流装置210和毛细管500，然后汇合进入第二换热器250。在空调器运行于制热模式的情况下，冷媒依次流经压缩机220、四通阀230、第二换热器250，分成两股分别进入节流装置210和毛细管500，然后汇合进入第一换热器240。

图4中的实线箭头示出的是空调器运行于制冷模式的情况下冷媒的流动方向，虚线箭头示出的是空调器运行于制热模式的情况下冷媒的流动方向。以下对空调器运行于制冷模式、制热模式时冷媒的具体变化进行介绍。

空调器运行于制冷模式时，冷媒以气态的形式由压缩机220吸入，压缩成高温高压的蒸汽进入第一换热器240，冷凝为高温高压的液态并分成两股分别流向节流装置210和毛细管500，其中冷媒流经毛细管500带走散热板400的热量，对电控器件310进行冷却，节流降压后的冷媒汇合变为低温低压的气液混合体进入第二换热器250中，吸收空气中的热量而汽化，变为低压过热蒸汽被压缩机220吸回。

空调器运行于制热模式时，冷媒以气态的形式由压缩机220吸入，压缩成高温高压的蒸汽进入第二换热器250，冷凝为高温高压的液态并分成两股分别流向节流装置210和毛细管500，其中冷媒流经毛细管500带走散热板400的热量，对电控器件310进行冷却，节流降压后的冷媒汇合变为低温低压的气液混合体进入第一换热器240中，吸收空气中的热量而汽化，变为低压过热蒸汽被压缩机220吸回。

需要说明的是，四通阀230可以配置成：切换冷媒的流动方向。即空调器运行于制冷模式、制热模式的不同情况下，可以通过调节四通阀230来改变冷媒的流动方向。空调器运行于制冷模式时，四通阀230连通压缩机220出口至第一换热器240入口的通路，以及第二换热器250出口至压缩机220入口的通路。空调器运行于制热模式时，四通阀230连通压缩机220出口至第二换热器250入口的通路，以及第一换热器240出口至压缩机220入口的通路。

但是不管空调器运行于制冷模式还是制热模式，冷媒是从第一换热器240流向毛细管500，还是从第二换热器250流向毛细管500，流经毛细管500时均进行吸热，以带走散热板400的热量，对电控器件310进行冷却。本实施例的空调器，通过设置毛细管500，以一种简单的结构实现对空调器的电控器件310有效散热，避免占用较大空间，在有效节约成本的同时保证散热效果。

如2图所示，空调器中的电控板300上布置有在运行时发热的电控器件310。在一种具体的实施例中，电控器件310为具有功率开关的器件。例如，电控部件可以是IPM、IGBT等大功率器件。IPM不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且其内部还集成有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到CPU。它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成。IPM一般使用IGBT作为功率开关元件，内部集成电流传感器及驱动电路的集成结构。IGBT是由BJT和MOS，即双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有高输入阻抗和低导通压降两方面的优点。

并且，在一种具体的实施例中，电控板300可以是印刷电路板(Printed CircuitBoard，简称PCB)，采用电子印刷术制作而成。印刷电路板还可以称之为印制电路板、印刷线路板。PCB作为重要的电子部件，是电控器件310的支撑体，也是电控器件310电气连接的载体。电控器件310可以分散于电控板300的不同位置，并在工作时使电控板300上形成一个发热区域。在一种具体的实施例中，IPM可以作为空调器的变频驱动功率开关，在空调器处于高频工作时，电控板300上发热区域的温度可以达到100℃。高温会影响空调器的高频工作，影响空调器的工作性能。

本实施例的空调器通过设置散热板400和毛细管500，可以有效解决上述散热问题。正如上文提到的，散热板400能够将电控器件310产生的热量传导至整个散热板400，在一种具体的实施例中，散热板400可以是一种均温板，能够有效加快散热速度。如图3所示，散热板400的一侧可以嵌入有烧结热管420，并且烧结热管420的部分管段所在的散热板400的区域与电控板300上的发热区域贴合，以将发热区域产生的热量传导至整个散热板400。其中烧结热管420的部分管段可以为其中间管段，此时热量由烧结热管420的中间管段向两端管段传导；烧结热管420的部分管段也可以为其两端管段的一端，此时热量由烧结热管420的该端向另一端传导，这两种方式都可以将发热区域产生的热量传导至整个散热板400，使散热板400实现快速均温。

热管是利用介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程(即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热)，使热量快速传导。一般热管可以由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态，充入沸点低的液体，以易于挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。一般热管的一部分作为蒸发段，另外一部分作为冷凝段，当热管的蒸发段受热时，毛细管500中的液体迅速汽化，蒸气在热扩散的动力下流向冷凝段，并在冷凝段释放出热量，液体再沿多孔材料靠毛细作用流回蒸发端，如此循环不止，直到热管两端温度相等(此时蒸汽热扩散停止)。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。

本实施例中的热管可以采用烧结热管420，其毛细结构是通过高温下铜粉烧结制造而成的。烧结热管420每个部分的毛细结构渗透率都大致相同，铜粉烧结块分布厚度大致均匀。

由于热管的尺寸也会影响热管导热性能，不同直径的热管，导热性能有很大的区别。以热管长度均为150mm计算，直径为3mm的热管其热阻值为0.33。而直径为5mm的时候，热阻立刻降到了0.11。而当热管直径扩大到8mm的时候，热阻则骤降到0.0625。优选地，本实施例的烧结热管420的直径可以为6mm或者8mm，以降低热阻，提高导热效率。以上具体数值仅为例举，在具体实施例时可以根据散热量以及散热区域的大小选择热管的长度和管径，而并非对本实用新型的限定。

本实施例的空调器中的散热板400，可以利用烧结热管420将电控板300上的发热区域的微小面积的大热流密度的热量传导至整个散热板400，以实现快速均温，为下一步的有效散热提供前提条件。在一种具体的实施例中，由于金属铝的导热效率较高，并且成本低廉，散热板400可以选择铝板制成，散热板400的一侧还开设有多条凹槽410，烧结热管420焊接于凹槽410内。烧结热管420为扁平热管或半圆形热管，并且其部分管壁与散热板400的表面齐平，从而保证散热板400与电控板300的可靠贴合，另一部分管壁与凹槽410的形状相适配。多条凹槽410可以间隔均匀地设置，以进一步提高均温速度。

如图5所示，毛细管500的至少部分区域与散热板400的另一侧贴合，并且冷媒在流经毛细管500时，会与散热板400进行热交换，从而带走散热板400的热量，对电控器件310实现冷却。冷媒是一种容易吸热变成气体，又容易放热变成液体的物质。冷媒在受压时，放热变成液体；当高压液体减压变成气体时，便会吸热。本实施例的空调器利用冷媒的这一特点，通过冷媒流经毛细管500，以使毛细管500对冷媒节流降压，吸收散热板400的热量，实现对散热板400和电控器件310的降温冷却。将毛细管500与冷媒管路200上的节流装置210并联设置，使用空调器的冷媒进行散热，避免额外设置散热装置，减少占用空间的同时节约了成本，并提高了散热效率，保证了空调器的运行可靠性和工作效率。

如图5所示，散热板400的一侧与电控板300贴合，毛细管500与散热板400的另一侧贴合。在一种优选的实施例中，散热板400的一侧与电控板300通过界面导热介质贴合，毛细管500与散热板400的另一侧也通过界面导热介质贴合。具体地，烧结热管420的部分管段所在的散热板400的区域与电控板300上的发热区域通过界面导热介质贴合。界面导热介质涂覆于散热板400与电控板300之间以及毛细管500与散热板400之间，从而填充接触面之间的空隙，利用其极佳的导热效果使热量的传导更加顺畅，避免这些空隙阻碍热量的传导。其中界面导热介质可以是导热硅胶、导热硅脂、金属导热片、石墨导热膜等材料。由于导热硅胶相较导电的导热硅脂、金属导热片、石墨导热膜等材料，更具有绝缘能力，因而本实施例的界面导热介质优选为导热硅胶。

此外，毛细管500未与散热板400贴合的一侧可以覆盖有保温层，以隔绝外部的热量，防止毛细管500与外部环境发生热交换。其中保温层可以采用保温棉形成。散热板400的面积可以小于或等于毛细管500的面积，以使散热板400被毛细管500完全覆盖。从而可以使整个散热板400的另一侧都与毛细管500的至少部分区域贴合，实现整个散热板400与毛细管500的热交换，避免散热板400有部分区域无法实现有效散热。此外，散热板400的面积可以至少大于电控板300上的发热区域的面积，以使散热面积增加，提高散热速度。

在一种优选的实施例中，电控板300可以水平设置，并且将烧结热管420的贴合于发热区域的部分管段作为蒸发端，其远离于蒸发端的管段作为冷凝端。即烧结热管420可以将电控板300上的发热区域的高热由一部分管段快速传导至另一部分管段，以使散热板400实现快速均温。

在一些可选实施例中，烧结热管420的中间管段所在的散热板400的区域可以与电控板300上的发热区域贴合，以使得热量由烧结热管420的中间管段向两端管段传导。另外，也可以使烧结热管420的一端管段所在的散热板400的区域与电控板300上的发热区域贴合，此时热量由烧结热管420的该端向另一端传导。

本实施例的空调器，首先利用散热板400将电控板300上的电控器件310产生的热量传导至整个散热板400，再利用冷媒流经毛细管500与散热板400进行热交换，带走散热板400的热量，实现电控板300的快速均温与有效散热，使得空调器100可以在环境温度很高的情况下工作在高频模式，提升高温天气下的快速制冷能力。

此外，如图1所示，室内机100一般性地可以包括：壳体110，且壳体110前侧下部可以设置有出风口111。壳体110的内部限定有空腔，第二换热器250则可以设置于空腔中。空调器还可以包括：第一风扇，与第一换热器240相对设置；以及第二风扇，与第二换热器250相对设置。第一风扇和第二风扇均未在图中示出，需要说明的是，第一风扇可以设置于室外机中与第一换热器240对应设置，第二风扇可以设置于空腔中与第一换热器240对应设置。以第二风扇为例，在空调器运行于制冷模式时，冷媒流经第二换热器250吸热，因而第二风扇可以通过出风口111送出冷风，降低环境温度，实现制冷。在空调器运行于制冷模式时，冷媒流经第二换热器250放热，因而第二风扇可以通过出风口111送出热风，升高环境温度，实现制热。

总之，本实施例的空调器，包括：冷媒管路200，其内部有冷媒流动，且冷媒管路200上设置有节流装置210；电控板300，电控板300上布置有工作时发热的电控器件310；散热板400，其一侧与电控板300贴合，以将电控器件310产生的热量传导至整个散热板400；以及毛细管500，至少部分地与散热板400的另一侧贴合，且且与节流装置210并联设置，以使冷媒一部分流经节流装置210，另一部分流经毛细管500，冷媒流经毛细管500时带走散热板400的热量，通过将毛细管500与冷媒管路200上的节流装置210并联设置，以一种简单的结构实现对空调器的电控器件310有效散热，避免占用较大空间，在有效节约成本的同时保证散热效果。

进一步地，本实施例的空调器，在空调器运行于制冷模式的情况下，冷媒依次流经压缩机220、四通阀230、第一换热器240，分成两股分别进入节流装置210和毛细管500，然后汇合进入第二换热器250；在空调器运行于制热模式的情况下，冷媒依次流经压缩机220、四通阀230、第二换热器250，分成两股分别进入节流装置210和毛细管500，然后汇合进入第一换热器240，不管空调器运行于制冷模式还是制热模式，冷媒是从第一换热器240流向毛细管500，还是从第二换热器250流向毛细管500，流经毛细管500时均进行吸热，以带走散热板400的热量，对电控器件310进行冷却；使用空调器的冷媒进行散热，避免额外设置散热装置，减少占用空间的同时节约了成本，并提高了散热效率，保证了空调器的运行可靠性和工作效率，进而提升用户的使用体验。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种空调器，其特征在于，包括：

冷媒管路，其内部有冷媒流动，且所述冷媒管路上设置有节流装置；

电控板，所述电控板上布置有工作时发热的电控器件；

散热板，其一侧与所述电控板贴合，以将所述电控器件产生的热量传导至整个所述散热板；以及

毛细管，至少部分地与所述散热板的另一侧贴合，且与所述节流装置并联设置，以使所述冷媒一部分流经所述节流装置，另一部分流经所述毛细管，所述冷媒流经所述毛细管时带走所述散热板的热量。

2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，

所述冷媒管路上串联设置有：压缩机、四通阀、第一换热器、所述节流装置和第二换热器。

3.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，

所述空调器包括室内机和室外机，且

所述第一换热器设置于所述室外机中，

所述第二换热器设置于所述室内机中。

4.根据权利要求3所述的空调器，其特征在于，

所述四通阀配置成：切换所述冷媒的流动方向。

5.根据权利要求4所述的空调器，其特征在于，

在所述空调器运行于制冷模式的情况下，所述冷媒依次流经所述压缩机、所述四通阀、所述第一换热器，分成两股分别进入所述节流装置和所述毛细管，然后汇合进入所述第二换热器。

6.根据权利要求4所述的空调器，其特征在于，

在所述空调器运行于制热模式的情况下，所述冷媒依次流经所述压缩机、所述四通阀、所述第二换热器，分成两股分别进入所述节流装置和所述毛细管，然后汇合进入所述第一换热器。

7.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，

所述毛细管的节流程度大于所述节流装置的节流程度，以使大部分所述冷媒流经所述节流装置，少部分所述冷媒流经所述毛细管。

8.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，

所述节流装置为节流短管、节流阀或者电子膨胀阀。

9.根据权利要求2所述的空调器，其特征在于，还包括：

第一风扇，与第一换热器相对设置；以及

第二风扇，与第二换热器相对设置。

10.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于，

所述电控器件为具有功率开关的器件。

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