CN112074180A - 快速散热的可调导流控制***及其控制方法、热水机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了快速散热的可调导流控制***及其控制方法、热水机。其中，可调导流控制***包括：散热器，依次设于所述散热器背面的冷源装置和风冷进风装置；该风冷进风装置相对所述散热器的距离通过一调节装置自动调整。根据散热的需要，自动控制风冷进风装置与散热器之间的距离。当电控箱工作温度较高时，驱动风冷进风装置靠近散热器，以致经由风冷进风装置及冷进风装置而吹到散热器的冷风风速越大，温度越低，散热量越大。从而提高电控箱的散热能力，以致有效地解决了机组频率拉升和能力输出的受限、可靠性减低的问题，提高了整机运行寿命和用户欢迎度。

Description

快速散热的可调导流控制***及其控制方法、热水机

技术领域

本发明涉及压缩机热泵的技术领域，尤其涉及一种可提高电控箱风冷散热效率的快速散热的可调导流控制***及其控制方法、热水机。

背景技术

现有大冷量多功能热水机工作时，当制冷量超过16kw后，就会出现驱动电流过大，以致IPM（驱动散热模块）发热量过大的问题。此时，采用现有的电控箱风冷装置，其散热能力严重不足，从而产生整机频率无法拉升和能力输出受限的问题。另一方面，过高的IPM温度也会导致电控箱内驱动板型材变形受损，从而降低驱动板的使用寿命，影响整机的使用可靠性，带来严重的售后使用问题。如果采用更换冷媒等技术手段，又会导致整机研发成本上升或者整机能力受损。从专业角度看这些都是不能接受的。在实际的仿真模拟中，发现目前的IPM驱动板散热有很多的改进方向，而这些改进方案都是业界制造能力允许之内的。

因此，如何克服现有大冷量多功能热水机当制冷量过大时，整机频率无法拉升和能力输出受限、驱动板使用寿命下降以及成本上升或整机可靠性下降的缺陷是业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明为了解决现有冷量多功能热水机，整机频率无法拉升和能力输出受限、驱动板使用寿命下降以及成本上升或整机可靠性下降的问题，提出一种便于快速散热的可调导流控制***及其控制方法以及具有该可调导流控制***的热水机。

本发明提出的一种可调导流控制***，包括散热器，依次设于所述散热器背面的冷源装置和风冷进风装置；该风冷进风装置相对所述散热器的距离通过一调节装置自动调整。

较优的，所述的调节装置包括设于所述风冷进风装置和散热器之间的伸缩导杆机构和驱动该伸缩导杆机构伸缩的控制装置。

较优的，所述风冷进风装置为板状构件，该板状构件上分布有多个孔径由大变小的通孔，而风冷进风装置的小口径通孔的一面相对于所述的冷源装置。

较优的，所述的冷源装置包括散热翅片和穿于该散热翅片上的冷媒管道。

较优的，所述散热器对的背面设有多条肋片，相邻两肋片之间形成风道。

较优的，所述散热器与风冷进风装置之间的四围侧面设有围挡的柔性密封构件。

较优的，所述散热器的正面设有电控箱，所述的控制装置设于该电控箱中，控制线直接接入所述电控箱的驱动板上。

本发明还提供一种可调导流控制***的控制方法，其包括如下步骤：

检测电控箱中驱动散热模块的工作温度、电控箱环境温度、所述冷源装置附近温度；检测所述驱动散热模块的限制频率温度；

根据每一检测周期检测的所述工作温度、环境温度、冷源装置附近温度以及限制频率温度，自动调整一次所述风冷进风装置与所述散热器之间的距离；

较优的，根据调节距离方程式的计算值，自动调整所述风冷进风装置与所述散热器之间的距离，所述调节距离方程式为：

式中：O为所述风冷进风装置与所述散热器之间的实际距离；

L1为风冷进风装置与散热器之间的最大距离，由结构设计确定；

A 为行程调节系数，根据风冷进风装置与散热器之间的实际距离以及量纲分析确定；

t1为检测周期；

T1为所述电控箱中驱动散热模块的工作温度、T2为电控箱的环境温度、T3为所述冷源装置附近温度；T11为所述驱动散热模块的限制频率温度。

本发明再提供一种热水机，包括所述的可调导流控制***。

本发明提出的快速散热的可调导流控制***，在散热器的背面依次设置冷源装置和风冷进风装置。当吸入的用于散热的风通过风冷进风装置后，风速变大，由此产生低压区。利用冷源装置持续降温，使得散热器背面肋片一侧的空气保持在低压区，从而维持低压区的参数稳定，以此持续从外部吸取风量冷却，达到为散热器散热的目的。设置风冷进风装置的可自动调整的调节装置，自动控制风冷进风装置与散热器之间的距离，将IPM（驱动散热模块）的工作温度以及环境条件关联起来，即IPM工作温度较高时，驱动风冷进风装置靠近散热器，以致吹到散热器背面的冷风风速越大，温度越低，散热量越大，从而提高电控箱中驱动板的高温承受能力。由于散热器具有大范围的持续散热能力，可承受最高温度在一定范围内的提升。将控制装置直接安装于电控箱中，控制线接入驱动板，不占用机组空间，以实现整机的结构简化。从而有效地解决了机组频率拉升和能力输出的受限、可靠性减低的问题；提高了整机运行寿命和用户欢迎度。

附图说明

图1是本发明可调导流控制***实施例的结构示意图；

图2是图1中风冷进风装置的剖视图；

图3是本发明可调导流控制***的散热能力与风冷进风装置移动的关系示意图。

图中：1-电控箱；2-散热器；3-冷媒管道；4-伸缩导杆；5-风冷进风装置；6-翅片；7-密封布；8-通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

如图1、2所示，为本发明提供的可调导流控制***的一种实施例，该可调导流控制***，包括散热器2，依次设于该散热器2背面（下面）的冷源装置和风冷进风装置5。该风冷进风装置5相对散热器2的距离通过一调节装置自动调整。冷源装置包括散热翅片6和穿于该散热翅片中的冷媒管道3。本实施例中，风冷进风装置5为板状构件，选取与散热器2背面形状对应的矩形，该板状构件上分布有多个孔径由大变小的通孔8，比如，圆锥台状的通孔。根据需要也可以选择其它形状的一端大另一端小的通孔。风冷进风装置5的设置小口径通孔的一面相对于冷源装置。调节装置包括设于风冷进风装置5和散热器2之间的伸缩导杆机构4和自动驱动该伸缩导杆机构4伸缩的控制装置（图中未示出）。为稳定起见，伸缩导杆机构4采用四套，分别设于风冷进风装置5与散热器2之间的四角。实际上，伸缩导杆机构的数量和安装位置可以根据需要选取，只要保证风冷进风装置5可以相对于散热器2稳定运动便可。散热器2的背面，即相对冷源装置的一侧面设有多条平行的肋片，相邻两肋片之间的空隙形成排风风道。散热器2与风冷进风装置5之间的四周侧面设有围挡的柔性密封构件，比如，密封布7（图1中只示意画出密封布7的局部，应该理解到密封布7是围绕四周侧面的）。散热器2的正面（上表面）设有电控箱1，所述的控制装置设于该电控箱1中，控制线直接接入所述电控箱的驱动板上。应该理解，控制装置还包括驱动电机和驱动伸缩导杆机构4伸缩的机构。还有设于各点的温度传感器，各点的温度传感器与设于电控箱1中的驱动板的控制器用控制线连接。

本发明提供一种大冷量多功能热水机，其中具有本发明提供的可调导流控制***。

请结合图1、2所示，大冷量多功能热水机的电控箱1内采用风冷散热器散热时，为快速散热，本发明在散热器2的背面依次设置了冷源装置和风冷进风装置5。当散热的风由风冷进风装置5下方向上吹入，与冷源装置换热后，再吹向散热器2与其换热，然后顺着散热器的相邻两肋片之间的间隙方向—排出。 通过控制装置控制伸缩导杆机构的伸缩，来调节风冷进风装置5与散热器2之间的距离，便可以调整冷风吹向散热器的风速。当风流经风冷进风装置5的变径通孔8时，大孔进小孔出，实现了对风的节流降压，即风出小孔时，风速加快，以致附近空间的静压降低。即通过控制风冷进风装置5与散热器2之间的距离，在散热器肋片与冷源装置之间形成低压区，由冷源装置来降低区域的空气温度，形成稳固的低温度高风速区域。借助冷源装置形成的低温度区域，稳定低压区的压力，对风冷进风装置5外侧的空气形成持续抽吸能力，而风冷进风装置5内侧的高风速空气反过来加强低压区的风量，如此使得其进风速度得到有效的调高，持续的从外界吸取风量，节流降压后再由冷源装置强行降温。而冷却的风是以垂直方向直接快速吹到散热器表面的，并带走其热量。同时利用密封布7的围绕性能较好以及经济的特性，对散热器2和风冷进风装置5之间进行围挡密封，让风保持从散热器的肋片间隙处流出。当风冷进风装置5越靠近冷源装置，则吹到散热器3表面的冷风风速越大，温度越低，散热量越大。另外，将控制装置就近安装在电控箱1中，控制线直接接入到驱动板上，节省空间，简化结构。

请结合图1、2所示，本发明还提供用于可调导流控制***的控制方法，其包括如下步骤：

第一步，根据每一检测周期（也称调节周期），由温度传感器检测电控箱1中驱动散热模块的工作温度T1、电控箱的环境温度T2、冷源装置附近温度T3；检测驱动散热模块的限制频率温度T11。限制频率温度T11为驱动散热模块的最高限制温度，超过此温度，驱动板有烧坏的风险，则需要做降频操作。一般的温度传感器每10s传回一次温度数据，即检测周期为10s。

第二步，根据温度传感器检测到的工作温度T1、电控箱的环境温度T2、冷源装置附近温度T3以及限制频率温度T11，自动调整风冷进风装置5与散热器2之间的距离O。风冷进风装置5与散热器2之间的距离O，根据调节距离方程式计算而来，该调节距离方程式为：

式中：O为所述风冷进风装置与所述散热器之间的实际距离；

L1为风冷进风装置与散热器之间的最大距离，由结构设计确定。即风冷进风装置与散热器之间的调节距离为0~L1；

A 为行程调节系数，根据风冷进风装置与散热器之间的实际距离以及量纲分析得到。业界通常是由大量的实验数据拟合得出；

t1为检测周期；

式中：

为驱动需求调节系数。IPM的工作温度与限制频率温度的温差越大，则需要风冷进风装置与散热器之间的距离越小，说明需要的散热量越大。

式中：

为环境温度需求调节系数。冷源装置的附近温度T3越低，则需要风冷进风装置与散热器之间的距离越大；当冷源温差（T2- T3）越大，则需要风冷进风装置与散热器之间的距离越小。

根据电控箱中驱动板的发热情况，本发明会每隔一调节周期（即检测周期）自动调整一次风冷进风装置5与散热器2之间的距离，如图3所示，电控箱1发热量增大时，使得风冷进风装置5与散热器2之间的距离L1越小，则散热量越大；若两者距离L1拉大，则散热量就小，从而保证电控箱的最佳散热效果。

根据散热的需要，本发明可以自动控制风冷进风装置与散热器之间的距离。当电控箱工作温度较高时，驱动风冷进风装置靠近散热器，以致经由风冷进风装置而吹到散热器的冷风风速越大，温度越低，散热量越大。从而提高电控箱的散热能力，以致有效地解决了机组频率拉升和能力输出的受限、可靠性减低的问题；提高了整机运行寿命和用户欢迎度。

上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可调导流控制***，包括散热器，其特征在于，所述散热器的背面依次设有冷源装置和风冷进风装置；该风冷进风装置相对所述散热器的距离通过一调节装置自动调整。

2.如权利要求1所述的可调导流控制***，其特征在于，所述的调节装置包括设于所述风冷进风装置和散热器之间的伸缩导杆机构和驱动该伸缩导杆机构伸缩的控制装置。

3.如权利要求1所述的可调导流控制***，其特征在于，所述的风冷进风装置为板状构件，该板状构件上分布有多个孔径由大变小的通孔，而风冷进风装置的小口径通孔的一面相对于所述的冷源装置。

4.如权利要求1所述的可调导流控制***，其特征在于，所述的冷源装置包括散热翅片和穿于该散热翅片上的冷媒管道。

5.如权利要求1所述的可调导流控制***，其特征在于，所述散热器的背面设有多条肋片，相邻两肋片之间的间隙形成风道。

6.如权利要求1所述的可调导流控制***，其特征在于，所述的散热器与所述风冷进风装置之间的四周侧面设有围挡的柔性密封构件。

7.如权利要求2所述的可调导流控制***，其特征在于，所述散热器的正面设有电控箱，所述的控制装置设于该电控箱中，控制线直接接入所述电控箱的驱动板上。

8.一种如权利要求1至7任一项所述可调导流控制***的控制方法，其包括如下步骤：

检测电控箱中驱动散热模块的工作温度、电控箱环境温度、冷源装置附近温度；检测所述驱动散热模块的限制频率温度；

根据每一检测周期检测的所述工作温度、环境温度、冷源装置附近温度以及限制频率温度，自动调整一次所述风冷进风装置与所述散热器之间的距离。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，根据调节距离方程式的计算值，自动调整所述风冷进风装置与所述散热器之间的距离，所述调节距离方程式为：

式中：O为所述风冷进风装置与所述散热器之间的实际距离；

L1为风冷进风装置与散热器之间的最大距离，由结构设计确定；

A 为行程调节系数，根据风冷进风装置与散热器之间的实际距离以及量纲分析得到；

t1为检测周期；

T1为所述电控箱中驱动散热模块的工作温度、T2为电控箱的环境温度、T3为所述冷源装置附近温度；T11为所述驱动散热模块的限制频率温度。

10.一种热水机，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的可调导流控制***。

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