CN107062567A - 一种空调控制散热组件、空调室外机和空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种空调控制散热组件、空调室外机和空调器，所述空调控制散热组件包括：控制器(1)；热管散热器(2)，其包括能形成循环回路、且内部流动两相流体的热管(3)，所述热管(3)具有蒸发端(31)和冷凝端(32)，所述蒸发端(31)与所述控制器(1)进行换热作用，所述冷凝端(32)与外部空气进行换热作用，以将所述控制器(1)的热量输送到外部空气中。本发明能够利用两相流体在蒸发端高效快速地吸取控制器功率元器件散发的热量、并通过冷凝端将热量快速导出散发至空气中，使得控制器表面快速降温，有效地提高了对空调控制器的散热效率，保证控制器的正常安全的工作。
Description
技术领域
本发明属于空调技术领域，具体涉及一种空调控制散热组件、空调室外机和空调器。
背景技术
现有技术中，一般的变频空调控制器的散热装置是通过将散热器置于室外机的换热风道中，散热器的另一端紧贴变频控制器的功率元器件，用来降低变频空调器运行时功率元器件的温度，保证***运行的可靠性，目前的散热器结构一般为实心的铝制铲齿型散热翅片，并改变散热翅片的面积和形状进行强化散热，但此种散热器受外机结构空间限制很难增大面积，且铲齿散热器面积越大，齿顶和齿根两端的温度相差越大，散热器效率较低。另一方面，变频控制器对防尘、防水、防虫要求很高，导致控制器需要大面积密封，散热变差。
由于现有技术中的空调控制器的散热装置存在散热效率低、导致影响控制器的正常工作和运行等技术问题，因此本发明研究设计出一种新的空调控制散热组件、空调室外机和空调器。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空调控制器的散热效率低、严重影响控制器正常工作的缺陷，从而提供一种空调控制散热组件、空调室外机和空调器。
本发明提供一种空调控制散热组件，其包括：
控制器；
热管散热器，其包括能形成循环回路、且内部流动两相流体的热管，所述热管具有蒸发端和冷凝端，所述蒸发端与所述控制器进行换热作用，所述冷凝端与外部空气进行换热作用，以将所述控制器的热量输送到外部空气中。
优选地，所述热管为多个，多个所述热管间相互连通、或彼此独立且互不连通。
优选地，所述热管的所述冷凝端位于所述蒸发端的上方。
优选地，在所述控制器包括多个控制元器件：所述热管与多个所述控制元器件直接接触以对所述控制元器件进行直接换热、或者所述热管与多个所述控制元器件不直接接触以对所述控制元器件进行间接换热。
优选地，在所述控制器外部还设置有能够罩住所述控制器的封闭罩。
优选地，所述热管的所述蒸发端伸入所述封闭罩中、以对所述控制器进行散热；或者，所述热管的所述蒸发端不伸入所述封闭罩中、而是直接贴合设置在所述封闭罩的外壁面上、以对所述控制器进行散热。
优选地，在所述热管的所述冷凝端上还设置有用于加强散热的翅片结构。
优选地，在所述翅片结构处还设置有用以增大气流流动、加强换热效果的风机结构。
本发明还提供一种空调室外机，其包括前述的空调控制散热组件和压缩机。
本发明还提供一种空调器，其包括前述的空调室外机。
本发明提供的一种空调控制散热组件、空调室外机和空调器具有如下有益效果：
1.本发明的空调控制散热组件、空调室外机和空调器，通过采用热管散热器对空调控制器进行散热作用、有效地替代了原有的翅片式散热器进行散热，能够利用两相流体在蒸发端高效快速地吸取控制器功率元器件散发的热量、并通过冷凝端将热量快速导出散发至空气中，使得控制器表面快速降温，有效地提高了对空调控制器的散热效率，保证控制器的正常安全的工作；
2.本发明的空调控制散热组件、空调室外机和空调器，通过将所述热管的冷凝端设置于位于蒸发端的上方，能够通过重力的作用将蒸发后的冷媒气体向上自然地浮起、进而到达蒸发端上方的冷凝端中，从而有效地利用了冷媒气液两相的密度不同而产生的重力不同、并且利用这种作用使得冷媒自发地运动，避免了还需使用动力输入的方式来推动冷媒运动，节省了动力、节省了能源；
3.本发明的空调控制散热组件、空调室外机和空调器，通过将热管的蒸发端与控制元件之间直接接触能够对控制元件产生直接导热的作用，散热效率高；通过将热管的蒸发端与控制元件之间间接接触能够对控制元件产生对流换热的作用，散热效率也较高、但是相对于导热较低，这是两种不同传热的具体方式，都能有效实现散热传热的作用；
4.本发明的空调控制散热组件、空调室外机和空调器，通过在控制器外部设置罩住控制器的封闭罩的结构形式，能够形成全密闭的结构，有效地杜绝灰尘、水、虫子等外界因素对控制器的破坏，保证控制器的安全性和可靠性；
5.本发明的空调控制散热组件、空调室外机和空调器，通过将蒸发端伸入封闭罩中对控制器进行散热、或贴合在封闭罩的外壁面上对控制器进行散热，都能对控制器进行有效的散热传热作用，相对地、控制器与蒸发端相隔距离越近、其散热效果越好；
6.本发明的空调控制散热组件、空调室外机和空调器，通过在冷凝端上设置翅片结构以及风机结构的方式，能够增强冷凝端处的气流流动、增大换热面积，从而有效地提高换热效果，使得控制器的散热效果得到增强。
附图说明
图1是本发明的空调控制散热组件的实施例1的正面内部剖视图；
图2是本发明的空调控制散热组件的实施例2的正面内部剖视图；
图3是本发明的空调室外机的内部结构示意图。
图中附图标记表示为：
1、控制器；11、控制元器件；2、热管散热器；3、热管；31、蒸发端；32、冷凝端；4、封闭罩；5、翅片结构；6、风机结构；7、压缩机；8、室外换热器。
具体实施方式
实施例1
如图1-2所示，本发明提供一种空调控制散热组件，其包括：控制器1；
热管散热器2，其包括能形成循环回路、且内部流动两相冷媒流体的热管3，所述热管3具有蒸发端31和冷凝端32，所述蒸发端31与所述控制器1进行换热作用，所述冷凝端32与外部空气进行换热作用，以将所述控制器1的热量输送到外部空气中。
通过采用热管散热器对空调控制器进行散热作用、有效地替代了原有的翅片式散热器进行散热，能够利用两相流体在蒸发端高效快速地吸取控制器功率元器件散发的热量、管内冷媒吸热蒸发为气态并由重力或虹吸作用向冷凝端迁移，并通过冷凝端将热量快速导出散发至空气中，使得控制器表面快速降温，有效地提高了对空调控制器的散热效率，保证控制器的正常安全的工作；达到快速将封闭罩内的热量导出并散掉的作用，其散热效果由于热管更好的均温性和更快的热传导也较传统散热翅片有所提高，使得变频空调在更高频率运行时能够正常运转。
该循环回路中不需设置压缩机和节流装置，由于通常控制器中的功率元器件的温度都较高(通常为50-80度左右)，较室外空气温度要高(通常为0-30度)，所以直接采用冷媒进行热量的搬运至外部空气中即可降低控制器的温度。
优选地，所述热管3为多个，多个所述热管3间相互连通、或彼此独立且互不连通。这是本发明的热管的优选结构形式，通过多个热管、并且多个热管之间相互连通，能够增大冷媒的流通路径，且在需要对控制器上的多处进行散热时、便需设置多个蒸发管段，以对控制器上的多处(或多个发热元器件)进行散热作用，提高了对控制器的散热效果。
优选地，所述热管3的所述冷凝端32位于所述蒸发端31的上方。通过将所述热管的冷凝端设置于位于蒸发端的上方，能够通过重力的作用将蒸发后的冷媒气体向上自然地浮起、进而到达蒸发端上方的冷凝端中，从而有效地利用了冷媒气液两相的密度不同而产生的重力不同、并且利用这种作用使得冷媒自发地运动，避免了还需使用动力输入的方式来推动冷媒运动，节省了动力、节省了能源。
优选地，在所述控制器1包括多个控制元器件11：所述热管3与多个所述控制元器件11直接接触以对所述控制元器件11进行直接换热。这是本发明的热管与控制元器件换热的具体结构形式，通过直接换热的形式能够对控制元件产生直接导热的作用，散热效率高，散热效果好。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上，仅对所述热管3与多个所述控制元器件11直接接触以对所述控制元器件11进行直接换热进行的替换方式，优选地，所述热管3与多个所述控制元器件11不直接接触以对所述控制元器件11进行间接换热。这是本发明的热管与控制元器件换热的另一种具体结构形式，通过将热管的蒸发端与控制元件之间间接接触能够对控制元件产生对流换热的作用，散热效率也较高、但是相对于导热较低。
实施例3
本实施例是在实施例1或2的基础上，做出的进一步的改进，优选地，在所述控制器1外部还设置有能够罩住所述控制器1的封闭罩4。通过在控制器外部设置罩住控制器的封闭罩的结构形式，能够形成全密闭的结构，有效地杜绝灰尘、水、虫子等外界因素对控制器的破坏，保证控制器的安全性和可靠性，能够在控制器全密闭的方式下降低控制器表面温度的效果，并可保证控制器完全密闭，保证其可靠性。
优选地，所述热管3的所述蒸发端31伸入所述封闭罩4中、以对所述控制器1进行散热(图1和图2均是伸入封闭罩4中进行换热的方式)；或者，所述热管3的所述蒸发端31不伸入所述封闭罩4中、而是直接贴合设置在所述封闭罩4的外壁面上、以对所述控制器1进行散热。这是本发明的空调控制散热组件的热管与封闭罩之间的两种不同的布置形式，通过将热管蒸发端伸入封闭罩中对控制器进行散热、能够减小热量传递的路径、增大散热效果，但是需要对封闭罩进行结构的改进、加工制造复杂，增大了成本；通过将热管蒸发端不伸入封闭罩，代替地贴合设置在封闭罩的外壁，也能够起到散热作用，但散热效果不如伸入封闭罩中好，但是其成本相对较低，不用在封闭罩的结构上做改动，简单方便。
优选地，所述封闭罩6的材料为金属或塑料，所述热管3的材料为导热性能好的金属，例如铜和铝等。封闭罩考虑主要能够起到封闭控制器以隔绝虫、水、灰尘等杂质，因此可以考虑采用金属结构或塑料结构制成，但是若能起到一定的散热效果，那便是更好的，因此采用导热性能的金属做材料会更好；而热管采用铜、铝等金属制成，能够加强导热作用，提高换热效果。
实施例4
本实施例是在实施例1-3的基础上，做出的进一步的改进，优选地，在所述热管3的所述冷凝端32上还设置有用于加强散热的翅片结构5。通过设置翅片结构，能够有效地对热管的冷凝端的散热起到增大换热面积的作用，增大了其与空气所接触的面积，因此有效地提高了冷凝端的换热效果和换热效率。
优选地，在所述翅片结构5处还设置有用以增大气流流动、加强换热效果的风机结构6。通过在翅片结构处还设置风机结构的形式，能够增大空气的流动速度、从而进一步地提高冷凝端的散热效果。优选地，风机结构6为空调室外机原有的风机结构，即将翅片结构设置于位于室外机的风机结构处、通过该原有的风机结构对翅片结构进行散热作用。或者，风机结构6也可以在原有风机结构的基础上再另外增设一个。
实施例5
如图3所示，本发明还提供一种空调室外机，其包括前述的空调控制散热组件和压缩机7。通过将空调室外机采用热管散热器对空调控制器进行散热作用、有效地替代了原有的翅片式散热器进行散热，能够利用两相流体在蒸发端高效快速地吸取控制器功率元器件散发的热量、管内冷媒吸热蒸发为气态并由重力或虹吸作用向冷凝端迁移，并通过冷凝端将热量快速导出散发至空气中，使得控制器表面快速降温，有效地提高了对空调控制器的散热效率，保证控制器的正常安全的工作；达到快速将封闭罩内的热量导出并散掉的作用，其散热效果由于热管更好的均温性和更快的热传导也较传统散热翅片有所提高，使得变频空调在更高频率运行时能够正常运转。
实施例6
本发明还提供一种空调器，其包括前述的空调室外机。有效地提高了对空调控制器的散热效率，保证控制器的正常安全的工作；达到快速将封闭罩内的热量导出并散掉的作用，其散热效果由于热管更好的均温性和更快的热传导也较传统散热翅片有所提高，使得空调在更高频率运行时能够正常运转，提高空调器的运行安全性能和可靠性能。
本发明提出了一种新型的空调控制散热组件，采用封闭罩将控制器罩住形成全密闭结构，完全杜绝灰尘、水、虫子等因素对控制器的破坏；此外，在封闭罩的内部布置热管换热器，热管又称导热管，是内部含两相流体的封闭腔体，利用两相流体蒸发冷凝使得腔体表面呈现快速均温，将热源的热量快速导出。***运行时，热管蒸发端通过非接触或直接接触的方式吸取控制器功率元器件散发的热量，管内冷媒吸热蒸发为气态并由重力或虹吸作用向另一端迁移，并通过热管的冷凝端与空气的换热将热量散发到空气中，达到快速将封闭罩内的热量导出并散掉的作用，能够在控制器全密闭的方式下降低控制器表面温度的效果，其散热效果由于热管更好的均温性和更快的热传导也较传统散热翅片有所提高，使得变频空调在更高频率运行时能够正常运转，并可保证控制器完全密闭，保证其可靠性。
如图3所示给出了采用了全封闭热管散热器的示意图，在空调外机结构中，一般将控制器1布置在压缩机7上方的空间中，本专利采用封闭方案将整个控制器1密封，并用热管换热器2代替传统的铲齿式散热片给功率元器件散热，热管3的蒸发端31贴近控制器1上的功率元器件吸取热量，并通过管内的制冷剂相变换热将热量传导到热管3的冷凝端32，并由风机6将热管的热量带走。其中，热管冷凝端32的几何位置要比蒸发端31高，但具体摆放位置并不局限于图中所示；另外，热管换热器2可以是一根或多根热管3的组合，材料可以是铜、铝等导热较好的金属构成。
图1和图2给出了两种热管蒸发端吸取功率元器件热量的方式。室外机运转时，控制器上的功率元器件会散发热量，这时在密闭罩的内部添加热管换热器，***运行时，热管内部的液态制冷剂不断吸收控制器周围的热量并不断相变蒸发为气态，在重力作用下向上流动到热管散热器的冷凝端，并通过热管的冷凝端将热量散发到空气中，达到快速降低控制器表面温度的效果。
图1为热管与元器件非接触式的方式，采用非接触式热管方案主要原理为热管需将控制器密闭罩内的空气冷却，通过元器件表面空气和热管周围空气的温度不同，产生由温差导致的密度差，进而形成自然对流散热，此方案传热效果相对较差，但布置热管结构简单，成本较低；图2为热管与元器件接触式的方式，当热管与功率元器件直接接触时，可以直接通过金属导热将热量转移，散热效率高，但热管需要伸入密闭罩中，结构相对复杂。
需要指出的是，为保证重力作用，竖直方向上热管散热器的冷凝端必须在蒸发端上方，两者的高度差大小以及具体的布置位置由室外机结构形式决定，并不局限于某一固定结构。
其次，基于全密闭控制器+热管散热器思想的其他结构改动及设计也均在此专利的保护范围内，并不只局限于图中示意的形式。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种空调控制散热组件，其特征在于：包括：
控制器(1)；
热管散热器(2)，其包括能形成循环回路、且内部流动两相流体的热管(3)，所述热管(3)具有蒸发端(31)和冷凝端(32)，所述蒸发端(31)与所述控制器(1)进行换热作用，所述冷凝端(32)与外部空气进行换热作用，以将所述控制器(1)的热量输送到外部空气中。
2.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于：所述热管(3)为多个，多个所述热管(3)间相互连通、或彼此独立且互不连通。
3.根据权利要求1-2之一所述的空调控制散热组件，其特征在于：所述热管(3)的所述冷凝端(32)位于所述蒸发端(31)的上方。
4.根据权利要求1-3之一所述的空调控制散热组件，其特征在于：在所述控制器(1)包括多个控制元器件(11)：所述热管(3)与多个所述控制元器件(11)直接接触以对所述控制元器件(11)进行直接换热、或者所述热管(3)与多个所述控制元器件(11)不直接接触以对所述控制元器件(11)进行间接换热。
5.根据权利要求1-4之一所述的空调控制散热组件，其特征在于：在所述控制器(1)外部还设置有能够罩住所述控制器(1)的封闭罩(4)。
6.根据权利要求5所述的空调控制散热组件，其特征在于：所述热管(3)的所述蒸发端(31)伸入所述封闭罩(4)中、以对所述控制器(1)进行散热；或者，所述热管(3)的所述蒸发端(31)不伸入所述封闭罩(4)中、而是直接贴合设置在所述封闭罩(4)的外壁面上、以对所述控制器(1)进行散热。
7.根据权利要求1-6之一所述的空调控制散热组件，其特征在于：在所述热管(3)的所述冷凝端(32)上还设置有用于加强散热的翅片结构(5)。
8.根据权利要求7所述的空调控制散热组件，其特征在于：在所述翅片结构(5)处还设置有用以增大气流流动、加强换热效果的风机结构(6)。
9.一种空调室外机，其特征在于：包括权利要求1-8之一所述的空调控制散热组件和压缩机(7)。
10.一种空调器，其特征在于：包括权利要求9所述的空调室外机。
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