CN220528460U - 具有散热功能的变频器及空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及变频器技术领域，具体提供一种具有散热功能的变频器及空调器，旨在解决变频器内发热量大的元器件，采用传统的风扇吹风方式散热不仅仅散热效率低，而且可能因为热量无法快速散去而在机箱内产生热聚集影响其他元器件的问题。为此目的，本实用新型的变频器包括箱体、换热管、设置在所述箱体内的高发热元器件，换热管贯穿箱体，且箱体内的换热管为直管，高发热元器件分布在换热管的两侧并沿换热管的直线方向排列。本实用新型设计的换热管内通入冷媒，利用冷媒将高发热元器件位置的热量带走，实现了散热功能，将箱体内的换热管设计为直管，并将高发热元器件设置在换热管的两侧，将热量带走的同时缩短了换热管长度，降低了制作成本。

Description

具有散热功能的变频器及空调器

技术领域

本实用新型涉及变频器技术领域，具体提供一种具有散热功能的变频器及空调器。

背景技术

变频器(Variable-frequency Drive，VFD)是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。

空调用变频器在空调使用过程中起着关键作用，变频器内部温度过高会导致元器件损耗加大甚至发生故障，变频器内元器件工作在合适的温度范围内能够提高元器件的使用寿命，增大变频器的使用效率。所以保持变频器内部的恒温环境，将元器件产生的热量及时发散出去格外的重要。而变频器内如电解电容、接触器、电抗器等位置发热格外严重，对于这种发热量大的元器件，采用传统的风扇吹风方式散热不仅仅散热效率低，而且可能因为热量无法快速散去而在机箱内产生热聚集，对其他的元器件也产生影响，同时在变频器内安装2-4台风扇不停运转，能量消耗大。

因此，本实用新型需要提供一种新的具有散热功能的变频器及空调器来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有变频器内如电解电容、接触器、电抗器等位置发热格外严重，对于这种发热量大的元器件，采用传统的风扇吹风方式散热不仅仅散热效率低，而且可能因为热量无法快速散去而在机箱内产生热聚集，对其他的元器件也产生影响，同时在变频器内安装2-4台风扇不停运转，能量消耗大的问题。

为此目的，在第一方面，本实用新型提供一种具有散热功能的变频器，所述变频器包括箱体、换热管、设置在所述箱体内的高发热元器件，所述换热管贯穿所述箱体，且所述箱体内的换热管为直管，所述换热管内用于通入冷媒，所述高发热元器件分布在所述换热管的两侧并沿换热管的直线方向排列。

在采用上述技术方案的情况下，换热管贯穿箱体，换热管内通入冷媒，利用冷媒将高发热元器件位置的热量带走，实现了变频器的散热功能，使箱体内的环境温度维持在合适的温度，有助于延长各个元器件的使用寿命；将箱体内的换热管设计为直管，并将高发热元器件设置在换热管的两侧，实现了在换热管长度最短的情况下将热量带走实现散热的功能，降低了制作成本。

在上述具有散热功能的变频器的具体实施方式中，所述箱体的两个相对侧壁上分别设有箱体入口和箱体出口，所述换热管从所述箱体入口进入箱体内并从所述箱体出口伸出至箱体外侧，所述换热管靠近箱体入口的部位安装有控制冷媒流量的电子阀。

在采用上述技术方案的情况下，在换热管上安装电子阀，通过控制电子阀的开度来控制流进箱体内换热管内的冷媒流量，从而达到不同的制冷效果，能够根据箱体内的环境温度调整，适用性好。

在上述具有散热功能的变频器的具体实施方式中，所述换热管靠近箱体入口的部位安装有检测换热管温度的第一温度检测器，所述第一温度检测器位于所述电子阀和所述箱体之间，所述箱体内安装有检测箱体内环境温度的第二温度检测器。

在采用上述技术方案的情况下，通过判断箱体内环境温度与换热管未进入箱体时的温度，能够判断换热管上是否有凝露出现，有助于通过调节电子阀的开度来调整冷媒流量，从而调整这两者温度，达到不出现凝露的目的，避免因凝露出现而产生元器件短路的风险发生。

在上述具有散热功能的变频器的具体实施方式中，所述箱体上安装有一个或两个风机，所述箱体上设有与风机对应的出风口。

在采用上述技术方案的情况下，箱体上安装风机，对箱体内的元器件起到辅助散热的目的。

在上述具有散热功能的变频器的具体实施方式中，所述风机的个数为两个且呈上下排列，两个所述风机安装在所述箱体的同一侧壁上，所述出风口安装在所述箱体上与风机相对的侧壁上。

在上述具有散热功能的变频器的具体实施方式中，所述高发热元器件包括接触器、电解电容、IGBT模块和电抗器。

在上述具有散热功能的变频器的具体实施方式中，所述电抗器、电解电容器和IGBT模块均位于所述换热管的一侧并沿冷媒流向依次排列，所述接触器位于所述换热管的另一侧。

在上述具有散热功能的变频器的具体实施方式中，所述变频器还包括低发热元器件，所述低发热元器件设置在所述箱体内并沿着风机与出风口之间形成的通风道排布。

在采用上述技术方案的情况下，将低发热元器件设置通风道上，有助于对低发热元器件的散热，保证变频器的正常使用和元器件的使用寿命。

在第二方面，本实用新型还提供一种空调器，包括压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器和如上述技术方案中任一项所述的具有散热功能的变频器，所述压缩机的冷媒出口与所述冷凝器连接，所述压缩机的冷媒入口与所述蒸发器连接，所述冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器通过管路依次连接，所述换热管的两端均与所述电子膨胀阀和蒸发器之间的管路连通以形成循环回路。

在采用上述技术方案的情况下，空调工作时，经过电子膨胀阀后的冷媒变为低温低压液体进入蒸发器，换热管作为分支，部分低温低压液体进入换热管内，换热管内的低温低压液体在箱体内吸热以将变频器内的元器件产生的热量带走并重新进入管路中进行循环，从而实现了利用空调本身的冷媒对变频器制冷的目的。

在上述空调器的具体实施方式中，所述空调器还包括控制器，所述控制器分别与变频器的第一温度检测器、第二温度检测器和电子阀通信连接。

在采用上述技术方案的情况下，第一温度检测器和第二温度检测器检测的温度信息传送至控制器，控制器将这两个温度信息进行对比，从而控制电子阀的开度和风机的转速，达到在采用冷媒散热过程中无凝露的出现，保证了变频器各个元器件的正常使用。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：

图1是本实用新型提供一种具有散热功能的变频器安装在空调上的结构原理图；

附图标记列表：

1、箱体；2、出风口；3、第二温度检测器；4、风机；5、电子阀；6、第一温度检测器；7、电抗器；8、接触器；9、电解电容；10、IGBT模块；11、换热管；12、压缩机；13、冷凝器；14、电子膨胀阀；15、蒸发器；16、控制器；17、管路。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非用于限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示相关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实用新型的限制。此外，序数词“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

现有变频器内如电解电容、接触器、电抗器等位置发热格外严重，对于这种发热量大的元器件，采用传统的风扇吹风方式散热不仅仅散热效率低，而且可能因为热量无法快速散去而在机箱内产生热聚集，对其他的元器件也产生影响，同时在变频器内安装2-4台风扇不停运转，能量消耗大。

为解决上述技术问题，参阅图1，本实用新型提供一种具有散热功能的变频器，变频器包括箱体1、换热管11、设置在箱体1内的高发热元器件，换热管11贯穿箱体1，且箱体1内的换热管11为直管，换热管11内用于通入冷媒，高发热元器件分布在换热管11的两侧并沿换热管11的直线方向排列。

具体地，对变频器的各个元器件进行温升实验测得发现变频器内的温度较高的元器件为接触器8、电解电容9、IGBT模块10和电抗器7，因此，高发热元器件具体包括接触器8、电解电容9、IGBT模块10和电抗器7。变频器还包括低发热元器件，低发热元器件设置在箱体1内，低发热元器件指的是安装在箱体1内不包括高发热元器件的器件。低发热元器件包括驱动板变压器、滤波器、母排等。

在上述实施例中，换热管11贯穿箱体1，换热管11内通入冷媒，利用冷媒将高发热元器件位置的热量带走，实现了变频器的散热功能，使箱体1内的环境温度维持在合适的温度，有助于延长各个元器件的使用寿命；将箱体1内的换热管11设计为直管，并将高发热元器件设置在换热管11的两侧，实现了在换热管11长度最短的情况下将热量带走实现散热的功能，降低了制作成本。

在一个实施例中，电抗器7、电解电容9器和IGBT模块10均位于换热管11的一侧并沿冷媒流向依次排列，接触器8位于换热管11的另一侧。

需要说明的是，上述关于电抗器7、电解电容9器、IGBT模块10和接触器8的排序仅仅是示例，在不偏离本实用新型基本原理的前提下，即满足在换热管11的两侧按照换热管11的直线方向排序，高发热元器件排序位置可以根据实际设计要求灵活设计。

在一个实施例中，箱体1的两个相对侧壁上分别设有箱体1入口和箱体1出口，换热管11从箱体1入口进入箱体1内并从箱体1出口伸出至箱体1外侧，换热管11靠近箱体1入口的部位安装有控制冷媒流量的电子阀5。在换热管11上安装电子阀5，通过控制电子阀5的开度来控制流进箱体1内换热管11内的冷媒流量，从而达到不同的制冷效果，能够根据箱体1内的环境温度调整，适用性好。电子阀5可以但不局限于电子膨胀阀14。

在一个实施例中，箱体1上安装有一个或两个风机4，箱体1上设有与风机4对应的出风口2。相较于现有技术中单纯采用风机4散热的技术方案，减少了风机4使用量。

在上述实施例中，箱体1上安装风机4，对箱体1内的元器件起到辅助散热的目的。

在一个实施例中，参阅图1，风机4的个数为两个且呈上下排列，两个风机4安装在箱体1的同一侧壁上，出风口2安装在箱体1上与风机4相对的侧壁上。

具体地，风机4吹出的风的流向与换热管11内冷媒的流向相同。

在一个实施例中，低发热元器件沿着风机4与出风口2之间形成的通风道排布。将低发热元器件设置通风道上，有助于对低发热元器件的散热，保证变频器的正常使用和元器件的使用寿命。

在一个实施例中，换热管11靠近箱体1入口的部位安装有检测换热管11温度的第一温度检测器6，第一温度检测器6位于电子阀5和箱体1之间，箱体1内安装有检测箱体1内环境温度的第二温度检测器3。第一温度检测器6和第二温度检测器3均可以为温度传感器。

在上述实施例中，通过判断箱体1内环境温度与换热管11未进入箱体1时的温度，能够判断换热管11上是否有凝露出现，有助于通过调节电子阀5的开度和风机4的转速来调整冷媒流量，从而调整这两者温度，达到不出现凝露的目的，避免因凝露出现而产生元器件短路的风险发生。

此外，本实用新型还提供一种空调器，包括压缩机12、冷凝器13、电子膨胀阀14、蒸发器15和如上述技术方案中任一项描述的具有散热功能的变频器，压缩机12的冷媒出口与冷凝器13连接，压缩机12的冷媒入口与蒸发器15连接，冷凝器13、电子膨胀阀14和蒸发器15通过管路17依次连接，换热管11的两端均与电子膨胀阀14和蒸发器15之间的管路17连通以形成循环回路。

空调工作时，管路17中的低温低压的液体进入蒸发器15内，蒸发吸热，变为低温低压气体，在压缩机12内压缩，转换为高温高压气体，再经过冷凝器13转换为高温高压气体，进入膨胀阀内绝热膨胀，最终再次转换为低温低压液体进入蒸发器15完成循环。经过电子膨胀阀14后的冷媒变为低温低压液体进入蒸发器15，换热管11作为分支，部分低温低压液体进入换热管11内，换热管11内的低温低压液体在箱体1内吸热以将变频器内的元器件产生的热量带走并重新进入管路17中进行循环，从而实现了利用空调本身的冷媒对变频器制冷的目的。

在一个实施例中，空调器还包括控制器16，控制器16分别与变频器的第一温度检测器6、第二温度检测器3和电子阀5通信连接。

换热管11内冷媒经过时从变频器内部吸收热量的时候，由于温差的存在，会在变频器内部的换热管11外壁产生凝露，该凝露对于变频器内部电气件是致命的，可能会产生短路的风险。为了解决该问题，本申请设计的第一温度检测器6和第二温度检测器3，通过第一温度检测器6和第二温度检测器3检测的温度信息传送至控制器16，控制器16将这两个温度信息作差获取差值，判断该差值的大小，通过控制电子阀5的开度和风机4的转速，使这两个温度的差值在不产生凝露的预设差值范围内，从而达到在采用冷媒散热过程中无凝露的出现，保证了变频器各个元器件的正常使用。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有散热功能的变频器，其特征在于，所述变频器包括箱体、换热管、设置在所述箱体内的高发热元器件，所述换热管贯穿所述箱体，且所述箱体内的换热管为直管，所述换热管内用于通入冷媒，所述高发热元器件分布在所述换热管的两侧并沿换热管的直线方向排列。

2.根据权利要求1所述的具有散热功能的变频器，其特征在于，所述箱体的两个相对侧壁上分别设有箱体入口和箱体出口，所述换热管从所述箱体入口进入箱体内并从所述箱体出口伸出至箱体外侧，所述换热管靠近箱体入口的部位安装有控制冷媒流量的电子阀。

3.根据权利要求2所述的具有散热功能的变频器，其特征在于，所述换热管靠近箱体入口的部位安装有检测换热管温度的第一温度检测器，所述第一温度检测器位于所述电子阀和所述箱体之间，所述箱体内安装有检测箱体内环境温度的第二温度检测器。

4.根据权利要求1所述的具有散热功能的变频器，其特征在于，所述箱体上安装有一个或两个风机，所述箱体上设有与风机对应的出风口。

5.根据权利要求4所述的具有散热功能的变频器，其特征在于，所述风机的个数为两个且呈上下排列，两个所述风机安装在所述箱体的同一侧壁上，所述出风口安装在所述箱体上与风机相对的侧壁上。

6.根据权利要求1所述的具有散热功能的变频器，其特征在于，所述高发热元器件包括接触器、电解电容、IGBT模块和电抗器。

7.根据权利要求6所述的具有散热功能的变频器，其特征在于，所述电抗器、电解电容器和IGBT模块均位于所述换热管的一侧并沿冷媒流向依次排列，所述接触器位于所述换热管的另一侧。

8.根据权利要求4所述的具有散热功能的变频器，其特征在于，所述变频器还包括低发热元器件，所述低发热元器件设置在所述箱体内并沿着风机与出风口之间形成的通风道排布。

9.一种空调器，其特征在于，包括压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器和如权利要求1-8中任一项所述的具有散热功能的变频器，所述压缩机的冷媒出口与所述冷凝器连接，所述压缩机的冷媒入口与所述蒸发器连接，所述冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器通过管路依次连接，所述换热管的两端均与所述电子膨胀阀和蒸发器之间的管路连通以形成循环回路。

10.根据权利要求9所述的空调器，其特征在于，所述空调器还包括控制器，所述控制器分别与变频器的第一温度检测器、第二温度检测器和电子阀通信连接。