KR20090050316A - Heat dissipation structure of a controller of an air conditioner - Google Patents
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Abstract
본 발명의 공기조화장치의 제어장치의 방열 구조에서, 발열 모듈에서 발생된 열이 열전달 모듈에 의하여 방열 모듈로 전달되고, 전달된 열이 방열 모듈에서 외부로 방열된다. 따라서, 발열 모듈의 방열이 효과적으로 수행될 수 있어서, 발열 모듈의 작동 불량 및 파손 가능성이 크게 경감된다.In the heat dissipation structure of the control apparatus of the air conditioner of the present invention, heat generated in the heat generating module is transferred to the heat dissipation module by the heat transfer module, and the transferred heat is radiated to the outside from the heat dissipation module. Therefore, heat dissipation of the heat generating module can be effectively performed, so that the malfunction of the heat generating module and the possibility of damage are greatly reduced.
Description
본 발명은 공기조화장치의 제어장치의 방열 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발열 모듈의 방열 효과가 우수한 공기조화장치의 제어장치의 방열 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a heat dissipation structure of a control device of an air conditioner, and more particularly, to a heat dissipation structure of a control device of an air conditioner having excellent heat dissipation effect of a heat generating module.
공기조화장치를 제어하는 제어장치는, 다양한 전기 소자 및 전자 소자를 포함한다. 상기 전기 소자 및 상기 전자 소자는 일반적으로 많을 열을 방출한다. 만일, 상기 전기 소자 및 상기 전자 소자가 적절하게 방열되지 않을 경우, 상기 전기 소자 및 상기 전자 소자의 작동에 오류가 발생될 뿐만 아니라, 상기 전기 소자 및 상기 전자 소자가 파손되는 문제점도 발생하는 문제점이 있다.The control device for controlling the air conditioner includes various electric elements and electronic elements. The electrical device and the electronic device generally emit much heat. If the electrical element and the electronic element are not properly radiated, a problem occurs that not only an error occurs in the operation of the electrical element and the electronic element, but also a problem that the electrical element and the electronic element are damaged. have.
특히, 주위의 온도가 증가하거나, 상기 전기 소자 및 상기 전자 소자의 운전 부하가 증가할 경우, 상기 전기 소자 및 상기 전자 소자를 방열하는 방열장치의 냉각성능이 크게 감소되어, 상기 전기 소자 및 상기 전자 소자의 과열로 인한 작동 오류 가능성이 크게 증가한다.In particular, when the ambient temperature increases, or when the operating load of the electric element and the electronic element increases, the cooling performance of the heat dissipating device that radiates the electric element and the electronic element is greatly reduced, so that the electric element and the electron The possibility of operational errors due to overheating of the device is greatly increased.
본 발명은 발열 모듈의 방열 효과가 우수한 공기조화장치의 제어장치의 방열 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a heat radiation structure of the control device of the air conditioner excellent in the heat radiation effect of the heat generating module.
본 발명은 공기조화장치의 작동을 제어하는 제어장치의 방열 구조에 있어서, 열을 발생시키는 발열 모듈과, 전달받은 열을 외부로 방열시키는 방열 모듈과, 상기 발열 모듈에서 발생된 열을 상기 방열 모듈로 전달하는 열전달 모듈을 포함하는 공기조화장치의 제어장치의 방열 구조를 제공한다.The heat dissipation structure of the control device for controlling the operation of the air conditioner, the heat dissipation module for generating heat, the heat dissipation module for dissipating the received heat to the outside, and the heat generated from the heat dissipation module It provides a heat dissipation structure of the control device of the air conditioner comprising a heat transfer module to transfer to.
본 발명에 있어서, 상기 열전달 모듈은 히트 파이프를 포함할 수 있다. 또한, 상기 방열 모듈은 상기 발열 모듈 상에 배치될 수 있다.In the present invention, the heat transfer module may include a heat pipe. In addition, the heat dissipation module may be disposed on the heat generating module.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 열전달 모듈의 일 측은 상기 발열 모듈과 접촉하고, 타 측은 상기 방열 모듈에 접촉할 수 있다. 상기 방열 모듈은, 베이스부 및 상기 베이스부 상에 배치되는 복수 개의 핀부들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 열전달 모듈은, 상기 베이스부 내에 삽입되고, 서로 이격되어 배치되는 복수 개의 히트 파이프들을 포함할 수 있다. 상기 각 히프 파이프들의 적어도 일부는 상기 발열 모듈에 접촉할 수 있다. 이 때, 상기 복수 개의 히트 파이프들은 서로 평행하게 배치될 수 있다.In addition, in the present invention, one side of the heat transfer module may be in contact with the heat generating module, the other side may be in contact with the heat dissipation module. The heat dissipation module may include a base part and a plurality of fin parts disposed on the base part. In addition, the heat transfer module may include a plurality of heat pipes inserted into the base and spaced apart from each other. At least some of the bottom pipes may contact the heating module. In this case, the plurality of heat pipes may be arranged in parallel with each other.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 방열 모듈 상에 배치되어 상기 방열 모듈 내로 공기를 유입시키는 송풍 모듈을 더 포함할 수 있다. 상기 발열 모듈은 아이피엠(IPM, Intelligent Power Module)일 수 있다.In addition, the present invention may further include a blowing module disposed on the heat dissipation module for introducing air into the heat dissipation module. The heating module may be an IPM (Intelligent Power Module).
또한, 본 발명에 있어서, 상기 공기조화장치는 멀티 에어컨일 수 있다.In addition, in the present invention, the air conditioner may be a multi air conditioner.
본 발명의 공기조화장치의 제어장치의 방열 구조에서, 발열 모듈에서 발생된 열이 열전달 모듈에 의하여 방열 모듈로 전달되고, 전달된 열이 방열 모듈에서 외부로 방열된다. 따라서, 발열 모듈의 방열이 효과적으로 수행될 수 있어서, 발열 모듈의 작동 불량 및 파손 가능성이 크게 경감된다.In the heat dissipation structure of the control apparatus of the air conditioner of the present invention, heat generated in the heat generating module is transferred to the heat dissipation module by the heat transfer module, and the transferred heat is radiated to the outside from the heat dissipation module. Therefore, heat dissipation of the heat generating module can be effectively performed, so that the malfunction of the heat generating module and the possibility of damage are greatly reduced.
본 발명에서 공기조화장치는, 일반 가정용 에어컨, 멀티 에어컨 등과 같이 공기의 상태를 조절할 수 있는 기기를 모두 포함한다. 또한, 제어장치는 공기조화장치를 제어할 수 있는 기기를 모두 포함한다. 즉, 제어 장치는 공기조화장치 전체를 제어하는 기기뿐만 아니라, 공기조화장치의 일 구성요소를 제어하는 기기도 포함한다. 이하에서는, 공기조화장치의 일 실시예로서 멀티 에어컨에 대하여 상세하게 설명하고, 제어장치의 일 실시예로서 멀티 에어컨의 인버터 압축기를 제어하는 제어박스에 대하여 상세하게 설명한다.In the present invention, the air conditioner includes all devices capable of adjusting the air condition, such as general household air conditioners and multi air conditioners. In addition, the control device includes all the devices capable of controlling the air conditioner. That is, the control device includes not only a device that controls the entire air conditioner, but also a device that controls one component of the air conditioner. Hereinafter, the multi-air conditioner as an embodiment of the air conditioner will be described in detail, and the control box for controlling the inverter compressor of the multi-air conditioner as an embodiment of the control device will be described in detail.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 압축기의 제어박스의 방열 구조(100, 이하 방열 구조'라고 한다)가 도시되어 있다. 방열 구조(100)는, 베이스 기판(150), 발열 모듈(110), 열전달 모듈(130) 및 방열 모듈(120)을 포함한다. 발열 모듈(110)은 다리부(111)들에 의하여 베이스 기판(150)에 실장되어 있고, 구동 시 열을 발생한다. 발열 모듈(110)은 크게 발열 전기 모듈, 발열 전자 모듈 등이 있으며, 구체적으로 아이피엠이 있다. 아이피엠은 베이 스 기판에 장착되어, 멀티 에어컨의 인버터 및 PFC 구동을 위한 전류 파형을 만들어 준다.1 to 3, there is shown a heat dissipation structure (hereinafter referred to as '100 heat dissipation structure') of the control box of the inverter compressor according to an embodiment of the present invention. The
방열 모듈(120)은 전달된 열을 외부 공기와 열교환하여, 외부로 방출하는 기능을 수행한다. 방열 모듈(120)은 발열 모듈(110) 상에 배치되어 있다. 방열 모듈(120)은, 실질적으로 직육면체 형상을 가지는 베이스부(121), 및 베이스부(121) 상에 배치되는 핀부(122)들을 포함한다. 핀부들은 플레이트 형상을 가지며, 베이스부(121)에 수직 방향으로 서로 평행하게 이격되어 배치되어 있다. 베이스부(121)와 핀부(122)들은 서로 별도로 제조된 후 결합될 수 있으나, 본 실시예에서는 베이스부(121)와 핀부(122)들은 알루미늄을 이용하여 일체로 형성되어 있다.The
열전달 모듈(130)은 발열 모듈(110)에서 발생된 열을 방열 모듈(130)로 전달한다. 열전달 모듈(130)은 다양한 장치가 이용될 수 있으며, 본 실시예에서는 히트 파이프(130)들이 이용된다. 히프 파이프(130)들은 베이스부(121) 내에 서로 평행하게 이격되어 배치되어 있다. 히트 파이프(130)들의 하부는 발열 모듈(110)에 접촉하고, 나머지 부분은 방열 모듈(120)에 접촉하고 있다. 히트 파이프(130)의 열전달율이 크기 때문에, 발열 모듈(110)에 접촉하는 단위 면적에 대한 히트 파이프(130)의 열전달율은, 발열 모듈(110)에 접촉하는 단위 면적에 대한 방열 모듈(120)의 열전달율보다 크다. 따라서, 발열 모듈(110)에서 생성된 열이 방열 모듈(120)로 직접 전달될 수 있을 뿐만 아니라, 히트 파이프(130)에 의하여 발열 모듈(110)로부터 생성된 열이 더욱 신속하게 방열 모듈(120)로 전달된다.The
도 3을 참조하면, 원형의 횡단면을 가지는 히트 파이프(130)들이 도시되어 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 히프 파이프(130)들의 횡단면은 다양한 형상을 가질 수 있다. 도 4를 참조하면, 히프 파이프(131)들과 발열 모듈(110) 사이의 접촉 면적을 증가시키기 위하여, 히트 파이프(131)들이 직사각형의 횡단면을 가진다.Referring to FIG. 3,
도 2를 참조하면, 히프 파이프(130)들은 베이스부(121)에 수평하게 연장되도록 배치되어 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도 5를 참조하면, 도 2에 도시된 히트 파이프(130)들의 변형예가 도시되어 있고, 도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 취한 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 히트 파이프(132)들은 베이스부(121)에 수직 방향으로 연장되며, 서로 이격되어 배치되어 있다. 이 경우, 발열 모듈(110)의 영역에 따른 발열량을 고려하여, 히프 파이프(132)들의 배치 집적도를 변화시킬 수 있다. 도 7을 참조하면, 발열 모듈(110)의 가운데 부분에 발열량이 클 경우, 발열 모듈(110)의 가운데 부분에 대응하는 베이스부(121) 부분에 집적도가 크도록 히트 파이프(132)들이 배치된 상태가 도시되어 있다.Referring to FIG. 2, the
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 에어컨의 제어박스의 방열 구조(200, 이하 방열 구조'라고 한다)가 도시되어 있다. 이하에서는 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명한다.Referring to FIG. 8, a heat dissipation structure (hereinafter referred to as a heat dissipation structure'200) of a control box of a multi air conditioner according to another embodiment of the present invention is illustrated. The following description will focus on differences from the above-described embodiment.
방열 구조(200)는, 발열 모듈(210), 방열 모듈(220), 열전달 모듈(230) 및 송풍 모듈(260)을 포함한다. 발열 모듈(210)은 베이스 기판(미도시) 상에 실장된다. 방열 모듈(220)은 베이스부(221) 및 핀부(222)들을 포함한다. 또한, 열전달 모듈(230)은 베이스부(221) 내에 배치되는 히트 파이프(230)들로서, 발열 모듈(210)에서 발생된 열을 방열 모듈(220)로 전달한다. 발열 모듈(210), 방열 모듈(220) 및 열전달 모듈(230)의 구조 및 작용에 대한 상세한 사항은, 전술한 실시예를 참조하면 된다.The
송풍 모듈(270)은 핀부(222)들 상에 배치되어, 베이스부(221)에 볼트(270)들에 의하여 고정되어 있다. 핀부(222)들이 베이스부(221)들 상에 실질적으로 수직 방향으로 서로 이격되어 배치되어 있다. 발열 모듈(210)로부터 전달된 열이 방열 모듈에서 방열될 때, 핀부(222)들의 측면을 따라 상부 방향으로 기류가 자연적으로 형성된다. 따라서, 상기 기류를 촉진시킬 경우, 방열 모듈(220)의 방열 효과가 촉진될 수 있다. 본 실시예에서는, 송풍 모듈(270)이 베이스부(221)의 측면으로부터 공기를 유입하여 베이스부(221)의 상부 방향으로 토출시킨다. 토출되는 공기는 핀부(222)들의 측면으로 흐르면서, 핀부(222)들과의 사이에 열전달이 촉진된다.The blowing
도 9를 참조하면, 도 8에 도시된 방열 구조(200)와 비교예에 따른 방열 구조의 효과를 비교한 실험 그래프이다. 비교예에 따른 방열 구조에서는, 열전달 모듈이 배치되지 않고, 송풍 모듈도 핀부들의 상부가 아닌 핀부들의 측면에 배치되어 송풍 공기가 베이스부에 평행하게 유입된다. 본 실시예가 히트 파이프(230)들에 의하여 발열 모듈(210)의 열전달이 촉진되고, 송풍 방향에 의하여 방열 모듈(220)의 방열이 향상된다. 따라서, 본 실시예에서 발열 모듈(210)과 방열 모듈(220)의 접촉부분에서의 온도가, 비교예보다 약 6℃ 감소된 것을 확인할 수 있다.9 is an experimental graph comparing the effects of the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 제어장치의 방열 구조의 개략적인 부분 사시도이다.1 is a schematic partial perspective view of a heat dissipation structure of a control device of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도로서, 기판이 제거된 상태가 도시된 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 and showing a state in which a substrate is removed.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도로서, 기판이 제거된 상태가 도시된 단면도이다3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 1, showing a state in which a substrate is removed.
도 4는 도 3에 도시된 히프 파이프와는 상이한 횡단면의 형상을 가지는 히프 파이프가 도시된 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a bottom pipe having a cross-sectional shape different from that of the bottom pipe shown in FIG. 3.
도 5는 도 2에 도시된 히프 파이프와는 상이한 구조를 가지는 히프 파이프가 도시된 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a bottom pipe having a structure different from that of the bottom pipe shown in FIG. 2.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 취한 단면도이다.FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 5.
도 7은 도 6에 도시된 히트 파이프들의 배치 구조와 상이한 배치 구조를 가지는 히트 파이프들의 배치 구조를 보여주는 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a layout structure of heat pipes having a layout structure different from that of the heat pipes illustrated in FIG. 6.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화장치의 제어장치의 방열 구조의 개략적인 부분 단면도로서, 기판이 제거된 상태가 도시된 단면도이다.FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of a heat dissipation structure of a control device of an air conditioner according to another embodiment of the present invention, in which the substrate is removed.
도 9는 도 8에 도시된 방열 구조와 비교예에 따른 방열 구조의 효과를 비교하는 그래프이다.9 is a graph comparing the effects of the heat dissipation structure shown in FIG. 8 and the heat dissipation structure according to the comparative example.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 ><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
100, 200: 공기조화장치의 제어장치의 방열 구조100, 200: heat dissipation structure of the control unit of the air conditioner
110, 210: 발열 모듈 120, 220: 방열 모듈110, 210: heat generating
121, 221: 베이스부 122, 222: 핀부121, 221:
130, 131, 132, 230: 히프 파이프130, 131, 132, 230: bottom pipe
150: 베이스 기판 270: 송풍 모듈150: base substrate 270: blowing module
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