CN217979248U - 散热结构及空调设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种散热结构及空调设备，散热结构包括水平设置的蒸发吸热模块和倾斜设置的冷凝散热模块，冷凝散热模块的设置高度高于蒸发吸热模块的设置高度，并且，电子元器件贴设于蒸发吸热模块的下端面，冷凝散热模块的一端连通蒸发吸热模块，另一端朝向远离电子元器件的方向延伸。本申请提供的散热结构及空调设备，解决了现有散热器的散热效率较低的问题。

Description

散热结构及空调设备

技术领域

本申请涉及制冷技术领域，特别是涉及一种散热结构及空调设备。

背景技术

随着空调设备所具有的功能越来越多，空调设备上所具有的电子元器件的数量和种类也越来越多，进而导致空调设备上的电子元器件的发热量越来越大，尤其是空调变频模块的发热量显著增大。并且，如果空调设备上的电子元器件产生的热量无法及时排出，则会对空调设备上的电子元器件的温升、寿命以及运行可靠性等方面都有非常大的不利影响。

目前，通常利用散热器对空调设备上的电子元器件进行散热，但是，现有的散热器的散热效率较低，当空调设备上的电子元器件的发热量较大时，热量难以通过散热器及时散发。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种散热结构及空调设备，解决现有散热器的散热效率较低的问题。

本申请提供的散热结构包括水平设置的蒸发吸热模块和倾斜设置的冷凝散热模块，冷凝散热模块的设置高度高于蒸发吸热模块的设置高度，并且，电子元器件贴设于蒸发吸热模块的下端面，冷凝散热模块的一端连通蒸发吸热模块，另一端朝向远离电子元器件的方向延伸。

在其中一个实施例中，冷凝散热模块和蒸发吸热模块夹设形成预设角度a，预设角度a满足，0°<a<180°。可以理解的是，如此设置，有利于降低了散热结构的加工难度，从而提高了散热结构的加工效率。

在其中一个实施例中，预设角度a满足，90°≤a<180°。可以理解的是，如此设置，有利于蒸发吸热模块内产生的气态工质能够更加顺畅地进入冷凝散热模块，从而大大提高了散热结构内工质的流通效率，进而提高了散热结构的散热效率。

在其中一个实施例中，蒸发吸热模块包括多个平行且间隔设置的吸热管以及多个第一连通管，第一连通管连接相邻的吸热管，以使相邻吸热管首尾相连形成串联的管路结构，且多个吸热管沿着同一水平面水平分布。冷凝散热模块包括多个平行且间隔设置的散热管以及多个第二连通管，第二连通管连接相邻的散热管，以使相邻散热管首尾相连形成串联的管路结构，且多个散热管沿着同一斜面倾斜分布。可以理解的是，如此设置，有利于延长蒸发吸热模块内的管路长度，且能够保证工质在蒸发吸热模块出口处的具有一定的过热度，进而保证液态的工质全部相变成气态的工质。并且，如此设置，有效延长了冷凝散热模块内的管路长度，且能够保证工质在冷凝散热模块出口处的具有一定的过冷度，进而保证气态的工质全部相变成液态的工质。

在其中一个实施例中，吸热管的内径r满足，r<1mm，并且，散热管的内径p满足，p<1mm。可以理解的是，如此设置，有利于工质在散热结构内形成自循环回路，大大提高了散热结构的散热效率。

在其中一个实施例中，吸热管内设有多个并列设置的第一微通道，且第一微通道的最大内径s满足，10μm<s<1000μm。可以理解的是，如此设置，有效增大了吸热管的对流换热系数，进而提高了散热结构的换热效率。

在其中一个实施例中，散热管内设有多个并列设置的第二微通道，且第二微通道的最大内径t满足，10μm<t<1000μm。可以理解的是，如此设置，有效增大了散热管的对流换热系数，进而提高了散热结构的换热效率。

在其中一个实施例中，蒸发吸热模块还包括多个间隔设置的第一翅片，且多个第一翅片沿着垂直于吸热管轴线的方向安装于吸热管。可以理解的是，如此设置，有利于进一步提高蒸发吸热模块的换热效率。

在其中一个实施例中，冷凝散热模块还包括多个间隔设置的第二翅片，且多个第二翅片沿着垂直于散热管轴线的方向安装于散热管。可以理解的是，如此设置，有利于进一步提高冷凝散热模块的换热效率。

在其中一个实施例中，散热结构还包括安装板，安装板的一侧用于安装电子元器件，蒸发吸热模块和冷凝散热模块安装于安装板背离电子元器件的一侧。可以理解的是，如此设置，减小了散热结构的安装空间，提高了散热结构的装配灵活性。

在其中一个实施例中，散热结构还包括支撑件，支撑件设于安装板和冷凝散热模块之间，以使安装板通过支撑件支撑冷凝散热模块，并且，支撑件不导热或支撑件的导热系数小于0.1W/(m.K)。可以理解的是，如此设置，有效阻止了冷凝散热模块内气态的工质释放的热量传递至电子元器件，进而确保了电子元器件能够正常散热。同样地，也有效阻止了电子元器件内的热量直接传递至冷凝散热模块，进而确保了冷凝散热模块能够正常散热。综上，如此设置，提高了散热结构的散热效率。

本申请还提供一种空调设备，该空调设备包括电子元器件和以上任意一个实施例所述的散热结构，电子元器件贴设于蒸发吸热模块的下端面。

与现有技术相比，本申请提供的散热结构及空调设备，气液两相的工质经过蒸发吸热模块时，由于蒸发吸热模块水平设置，且电子元器件贴设于蒸发吸热模块的下端面，又因为液态工质的密度大于气态工质的密度，因此，液态的工质能够沿着水平面分散于蒸发吸热模块靠近电子元器件的一端，从而有利于液态的工质充分吸收电子元器件产生的热量。当部分或者全部液态工质吸热相变成气态的工质时，由于冷凝散热模块倾斜设置，且冷凝散热模块的设置高度高于蒸发吸热模块的设置高度，因此，气态的工质能够迅速上升至冷凝散热模块并在冷凝散热模块内释放热量相变为液态的工质，并且，液态的工质能够在重力的作用下重新回流至蒸发吸热模块。

由以上可知，在本身申请提供的散热结构内，液态的工质能够通过重力作用分布于蒸发吸热模块内，且液态工质能够沿着水平面分散于蒸发吸热模块靠近电子元器件的一端。气态的工质能够迅速上升至冷凝散热模块，又因为冷凝散热模块的另一端朝向远离电子元器件的方向延伸，因此，气态的工质能够迅速远离电子元器件，有效避免了温度较高的气态工质影响电子元器件的热量释放，同样，也有效避免了温度较高的电子元器件影响气态工质的散热。

综上可知，如此设置，极大地提高了蒸发吸热模块内的液态工质对电子元器件的吸热效率，且提高了冷凝散热模块内的气态工质的散热效率。也即，本申请提供的散热结构相比于现有的散热器显著提高了散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一实施例的空调设备的侧视图；

图2为本申请提供的另一实施例的空调设备的侧视图；

图3为本申请提供的一实施例的散热结构的热量传递图；

图4为本申请提供的一实施例的蒸发吸热模块的俯视图；

图5为本申请提供的一实施例的蒸发吸热模块的剖视图；

图6为本申请提供的一实施例的吸热管的剖视图；

图7为本申请提供的一实施例的冷凝散热模块的俯视图；

图8为本申请提供的一实施例的冷凝散热模块的剖视图；

图9为本申请提供的一实施例的散热管的剖视图；

图10为本申请提供的一实施例的吸液芯的剖视图。

附图标记：100、蒸发吸热模块；110、吸热管；111、第一微通道；120、第一连通管；130、第一翅片；140、第一固定边板；200、冷凝散热模块；210、散热管；211、第二微通道；220、第二连通管；230、第二翅片；240、第二固定边板；300、吸液芯；400、安装板；500、支撑件；600、电子元器件；700、连接管。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

随着空调设备所具有的功能越来越多，空调设备上所具有的电子元器件的数量和种类也越来越多，进而导致空调设备上的电子元器件的发热量越来越大，尤其是空调变频模块的发热量显著增大。并且，如果空调设备上的电子元器件产生的热量无法及时排出，则会对空调设备上的电子元器件的温升、寿命以及运行可靠性等方面都有非常大的不利影响。

目前，通常利用散热器对空调设备上的电子元器件进行散热，但是，现有的散热器的散热效率较低，当空调设备上的电子元器件的发热量较大时，热量难以通过散热器及时散发。

请参阅图1-图3，为了提高现有散热器的散热效率，本申请提供一种散热结构，该散热结构包括水平设置的蒸发吸热模块100和倾斜设置的冷凝散热模块200，冷凝散热模块200的设置高度高于蒸发吸热模块100的设置高度，并且，电子元器件600贴设于蒸发吸热模块100的下端面，冷凝散热模块200的一端连通蒸发吸热模块100，另一端朝向远离电子元器件600的方向延伸。

需要说明的是，蒸发吸热模块100水平设置指的是：蒸发吸热模块100内的工质通路在同一水平面内延伸。同样地，冷凝散热模块200倾斜设置指的是：冷凝散热模块200内的工质通路在同一倾斜面内延伸，并且，该倾斜设置指的是冷凝散热模块200相对于水平面的倾斜设置。

进一步地，需要说明的是，工质通常为气液两相的流体介质，当工质经过蒸发吸热模块100吸收热量时，工质从液态转化为气态，当工质经过冷凝散热模块200释放热量时，工质从气态转化为液态。

气液两相的工质经过蒸发吸热模块100时，由于蒸发吸热模块100水平设置，且电子元器件600贴设于蒸发吸热模块100的下端面，又因为液态工质的密度大于气态工质的密度，因此，液态的工质能够沿着水平面分散于蒸发吸热模块100靠近电子元器件600的一端，从而有利于液态的工质充分吸收电子元器件600产生的热量。当部分或者全部液态工质吸热相变成气态的工质时，由于冷凝散热模块200倾斜设置，且冷凝散热模块200的设置高度高于蒸发吸热模块100的设置高度，因此，气态的工质能够迅速上升至冷凝散热模块200并在冷凝散热模块200内释放热量相变为液态的工质，并且，液态的工质能够在重力的作用下重新回流至蒸发吸热模块100。

由以上可知，在本身申请提供的散热结构内，液态的工质能够通过重力作用分布于蒸发吸热模块100内，且液态工质能够沿着水平面分散于蒸发吸热模块100靠近电子元器件600的一端。气态的工质能够迅速上升至冷凝散热模块200，又因为冷凝散热模块200的另一端朝向远离电子元器件600的方向延伸，因此，气态的工质能够迅速远离电子元器件600，有效避免了温度较高的气态工质影响电子元器件600的热量释放，同样，也有效避免了温度较高的电子元器件600影响气态工质的散热。

综上可知，如此设置，极大地提高了蒸发吸热模块100内的液态工质对电子元器件600的吸热效率，且提高了冷凝散热模块200内的气态工质的散热效率。也即，本申请提供的散热结构相比于现有的散热器显著提高了散热效率。

在一实施例中，如图1所示，冷凝散热模块200和蒸发吸热模块100夹设形成预设角度a，预设角度a满足，0°<a<180°。如此，有利于降低了散热结构的加工难度，从而提高了散热结构的加工效率。

进一步地，在一实施例中，如图1所示，预设角度a满足，90°≤a<180°。也即，冷凝散热模块200和蒸发吸热模块100夹设形成预设角度a为一个钝角，如此，蒸发吸热模块100内产生的气态工质能够更加顺畅地进入冷凝散热模块200，从而大大提高了散热结构内工质的流通效率，进而提高了散热结构的散热效率。

更进一步地，在一实施例中，如图2所示，预设角度a等于90°，如此，有利于冷凝散热模块200内的工质液化之后迅速回流至蒸发吸热模块100内，进而提高了散热结构的散热效率。

在一实施例中，如图4和图5所示，蒸发吸热模块100包括多个平行且间隔设置的吸热管110以及多个第一连通管120，第一连通管120连接相邻的吸热管110，以使相邻吸热管110首尾相连形成串联的管路结构，且多个吸热管110沿着同一水平面水平分布。如此，有效延长了蒸发吸热模块100内的管路长度，且能够保证工质在蒸发吸热模块100出口处的具有一定的过热度，进而保证液态的工质全部相变成气态的工质。

同样地，如图7和图8所示，冷凝散热模块200包括多个平行且间隔设置的散热管210以及多个第二连通管220，第二连通管220连接相邻的散热管210，以使相邻散热管210首尾相连形成串联的管路结构，且多个散热管210沿着同一斜面倾斜分布。如此，有效延长了冷凝散热模块200内的管路长度，且能够保证工质在冷凝散热模块200出口处的具有一定的过冷度，进而保证气态的工质全部相变成液态的工质。

需要注意的是，在以上实施例中，吸热管110和散热管210通过连接管700连通。

进一步地，吸热管110的内径r满足，r<1mm，且散热管210的内径p满足，p<1mm。由于吸热管110的内径足够小，吸热管110内能够形成气泡柱和液体柱间隔布置并呈随机分布的状态。在吸热管110内，工质吸热气化产生气泡，并且，气泡迅速膨胀和升压，推动工质流向温度较低的散热管210，在散热管210内，气泡冷却收缩并破裂，气泡的压力下降。由于吸热管110和散热管210之间存在压差以及相邻吸热管110和相邻的散热管210之间存在的压力不平衡，使得工质在吸热管110和散热管210之间振荡流动，从而实现热量的传递。在整个过程中，无需消耗外部机械功和电功，完全是在热驱动下的自发震荡。如此，有利于工质在散热结构内形成自循环回路，大大提高了散热结构的散热效率。

更进一步地，在一实施例中，如图6所示，吸热管110内设有多个并列设置的第一微通道111，且第一微通道111的最大内径s满足，10μm<s<1000μm。如此，有效增大了吸热管110的对流换热系数，进而提高了散热结构的换热效率。

同样地，在一实施例中，如图9所示，散热管210内设有多个并列设置的第二微通道211，且第二微通道211的最大内径t满足，10μm<t<1000μm。如此，有效增大了散热管210的对流换热系数，进而提高了散热结构的换热效率。

在其他实施例中，如图5所示，吸热管110为单一柱状管路，或者，如图8所示，散热管210为单一柱状管路。

再进一步地，在一实施例中，如图10所示，吸热管110和散热管210内均设有吸液芯300。具体地，散热管210内的液态工质被吸入吸液芯300内，靠毛细压力的作用流回吸热管110内，从而完成工质的自动循环。

为了进一步提高蒸发吸热模块100的换热效率，在一实施例中，如图4所示，蒸发吸热模块100还包括多个间隔设置的第一翅片130，且多个第一翅片130沿着垂直于吸热管110轴线的方向安装于吸热管110。

具体地，第一翅片130焊接或者卡接于吸热管110。

更进一步地，在一实施例中，如图4所示，每一吸热管110上分布有多个平行设置的第一翅片130，且每一第一翅片130只连接单个吸热管110。如此，有利于散热结构的模块化设计，降低散热结构的装配难度。

在其他实施例中，每一吸热管110上分布有多个平行设置的第一翅片130，且每一第一翅片130同时连接多个吸热管110。如此，有利于降低散热结构的加工成本。

同样地，为了进一步提高冷凝散热模块200的换热效率，在一实施例中，如图7所示，冷凝散热模块200还包括多个间隔设置的第二翅片230，且多个第二翅片230沿着垂直于散热管210轴线的方向安装于散热管210。

具体地，第二翅片230焊接或者卡接于散热管210。

更进一步地，在一实施例中，如图7所示，每一散热管210上分布有多个平行设置的第二翅片230，且每一第二翅片230只连接单个散热管210。如此，有利于散热结构的模块化设计，降低散热结构的装配难度。

在其他实施例中，每一散热管210上分布有多个平行设置的第二翅片230，且每一第二翅片230同时连接多个散热管210。如此，有利于降低散热结构的加工成本。

在一实施例中，如图1和图2所示，散热结构还包括安装板400，安装板400的一侧用于安装电子元器件600，蒸发吸热模块100和冷凝散热模块200安装于安装板400背离电子元器件600的一侧。如此，减小了散热结构的安装空间，提高了散热结构的装配灵活性。

需要注意的是，如图5所示，蒸发吸热模块100通过第一固定边板140连接于安装板400。

进一步地，在一实施例中，如图1和图2所示，散热结构还包括支撑件500，支撑件500设于安装板400和冷凝散热模块200之间，以使安装板400通过支撑件500支撑冷凝散热模块200，并且，支撑件500不导热或支撑件500的导热系数小于0.1W/(m.K)。如此，有效阻止了冷凝散热模块200内气态的工质释放的热量传递至电子元器件600，进而确保了电子元器件600能够正常散热。同样地，也有效阻止了电子元器件600内的热量直接传递至冷凝散热模块200，进而确保了冷凝散热模块200能够正常散热。综上，如此设置，提高了散热结构的散热效率。

需要注意的是，如图8所示，冷凝散热模块200通过第二固定边板240连接于支撑件500。

具体地，支撑件500为热阻层材质，或者，支撑件500的表面涂设有隔热保温涂料。

更具体地，支撑件500的材质为氮化钛、氧化钽、氮化锗、氧化钛、氮氧化钛、碳化硅、氧化硅、氮化铝和氮化硅中的一种或多种。支撑件500的表面涂设的涂料为复合硅酸盐、铝基反射隔热涂料和有机辐射涂料中的一种或多种。

进一步地，如图1所示，当预设角度a满足90°≤a<180°时，支撑件500呈横截面为三角形的块状，如图2所示，当预设角度a等于90°时，支撑件500呈立柱状。

本申请还提供一种空调设备，该空调设备包括电子元器件600和以上任意一个实施例所述的散热结构，电子元器件600贴设于蒸发吸热模块100的下端面。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种散热结构，其特征在于，包括水平设置的蒸发吸热模块(100)和倾斜设置的冷凝散热模块(200)，所述冷凝散热模块(200)的设置高度高于所述蒸发吸热模块(100)的设置高度，并且，电子元器件(600)贴设于所述蒸发吸热模块(100)的下端面，所述冷凝散热模块(200)的一端连通所述蒸发吸热模块(100)，另一端朝向远离电子元器件(600)的方向延伸。

2.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述冷凝散热模块(200)和所述蒸发吸热模块(100)夹设形成预设角度a，预设角度a满足，0°<a<180°。

3.根据权利要求2所述的散热结构，其特征在于，预设角度a满足，90°≤a<180°。

4.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述蒸发吸热模块(100)包括多个平行且间隔设置的吸热管(110)以及多个第一连通管(120)，所述第一连通管(120)连接相邻的所述吸热管(110)，以使相邻所述吸热管(110)首尾相连形成串联的管路结构，且多个所述吸热管(110)沿着同一水平面水平分布；

所述冷凝散热模块(200)包括多个平行且间隔设置的散热管(210)以及多个第二连通管(220)，所述第二连通管(220)连接相邻的所述散热管(210)，以使相邻所述散热管(210)首尾相连形成串联的管路结构，且多个所述散热管(210)沿着同一斜面倾斜分布。

5.根据权利要求4所述的散热结构，其特征在于，所述吸热管(110)的内径r满足，r<1mm，且所述散热管(210)的内径p满足，p<1mm。

6.根据权利要求4所述的散热结构，其特征在于，所述吸热管(110)内设有多个并列设置的第一微通道(111)，且所述第一微通道(111)的最大内径s满足，10μm<s<1000μm；及/或，

所述散热管(210)内设有多个并列设置的第二微通道(211)，且所述第二微通道(211)的最大内径t满足，10μm<t<1000μm。

7.根据权利要求4所述的散热结构，其特征在于，所述蒸发吸热模块(100)还包括多个间隔设置的第一翅片(130)，且多个所述第一翅片(130)沿着垂直于所述吸热管(110)轴线的方向安装于所述吸热管(110)；及/或，

所述冷凝散热模块(200)还包括多个间隔设置的第二翅片(230)，且多个所述第二翅片(230)沿着垂直于所述散热管(210)轴线的方向安装于所述散热管(210)。

8.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，还包括安装板(400)，所述安装板(400)的一侧用于安装电子元器件(600)，所述蒸发吸热模块(100)和所述冷凝散热模块(200)安装于所述安装板(400)背离电子元器件(600)的一侧。

9.根据权利要求8所述的散热结构，其特征在于，还包括支撑件(500)，所述支撑件(500)设于所述安装板(400)和所述冷凝散热模块(200)之间，以使所述安装板(400)通过所述支撑件(500)支撑所述冷凝散热模块(200)，并且，所述支撑件(500)不导热或者所述支撑件(500)的导热系数小于0.1W/(m.K)。

10.一种空调设备，其特征在于，包括电子元器件(600)和如权利要求1-9任意一项所述的散热结构，所述电子元器件(600)贴设于所述蒸发吸热模块(100)的下端面。

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