CN115540086A - 散热结构和空调器室外机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及散热结构和包括该散热结构的空调器室外机。在一个方面中，提供一种散热结构，所述散热结构包括散热器和限定风道的风道壁，所述散热器包括散热部并且所述散热部至少部分地布置在所述风道中，使得流过所述风道的空气在所述散热部的散热表面上流动以带走所述散热部的热量，其中，在所述散热部与所述风道壁之间设置有适于将所述散热部的热量传递至所述风道壁的导热层。本申请的散热结构通过在风道的风道壁和散热器的散热部之间设置有导热层传导热量以增大整体散热面积从而改进散热效果。

Description

散热结构和空调器室外机

技术领域

本发明属于空调设备技术领域，具体地涉及散热结构和空调器室外机。

背景技术

本部分提供与本公开相关的背景技术信息，这些信息并不一定构成本发明的现有技术。

空调及类似制冷设备在使用变频压缩机时，变频压缩机的驱动器等功率器件在使用过程中由于内部的模块发热，需要进行持续冷却才能正常工作。例如，作为驱动器的变频器在给变频压缩机供电时，功率较大，会产生较大的热量，如果这个热量不能及时散走，容易造成元器件降频保护甚至烧毁，进而造成设备无法正常运转，所以通常需要给驱动器设置散热结构。

散热结构可以采用空气冷却和制冷剂冷却两种方式。对于小型机组来说，可以利用经过机组换热器的空气来进行冷却。例如，在空调器室外机中，压缩机的驱动器(例如，变频器)安装在将室外机外壳内空间分成风扇空间(室外机风扇所在的空间)和压缩机空间(压缩机所在的空间)的中隔板上，驱动器位于压缩机侧，驱动器散热片位于风扇侧。当室外机风扇运转时，周围的空气经过换热器换热后再经过驱动器散热片，以达到给驱动器降温的目的。

在高温(例如，43℃)环境条件下，同时制冷负荷也较大的时候，需要压缩机的驱动器满负荷工作。但此时由于经过换热器换热后的空气温度升高(约50℃)，上述的空气冷却散热构造不足以将驱动器的温度降低到正常值范围内。

进一步地，可以提供单独设计的风道，该风道从压缩机侧(与外部环境相通)引入比风扇侧温度低的空气与风道中的散热器接触换热，进而为驱动器散热。然而，在更加恶劣的制冷模式下，该散热构造虽然能够一定程度上降低驱动器的温度，但受到驱动器散热片的散热面积的限制，仍然会发生驱动器过热而导致压缩机降频保护或损毁的现象。

发明内容

本发明提供一种通过在风道的风道壁和散热器的散热部之间设置有导热层以增大散热面积从而改进散热效果的散热结构。

本发明还提供一种设计成本低、安装方便和适应性强的散热结构

本发明提供一种散热结构，所述散热结构包括散热器和限定风道的风道壁，所述散热器包括散热部并且所述散热部至少部分地布置在所述风道中，使得流过所述风道的空气在所述散热部的散热表面上流动以带走所述散热部的热量，其中，在所述散热部与所述风道壁之间设置有适于将所述散热部的热量传递至所述风道壁的导热层。

有利地，所述导热层为布置在所述散热部与所述风道壁之间的导热片。

有利地，所述导热层包括含有导热材料的柔性硅胶片。

有利地：所述散热部包括相对于空气流动方向平行布置的多个散热翅片，所述导热层接触所述散热部的侧部表面，并且/或者，所述导热层接触所述风道壁。

有利地，在空气流动方向上所述导热层的尺寸大于等于所述散热部的尺寸的二分之一。

有利地，所述导热层的硬度为Shore 00 25～65。

有利地：所述导热层的与所述散热部接触的表面包括有玻璃纤维层，并且/或者，所述导热层的与所述风道壁接触的表面包括有玻璃纤维层。

有利地，所述导热层的厚度为2mm至4mm。

更有利地，所述导热层的厚度为3mm。

有利地，所述导热层的导热系数不小于2W/m.K。

更有利地，所述导热层的导热系数为2W/m.K至4W/m.K。

有利地：所述风道壁由钣金件形成，并且/或者，所述风道壁的厚度不超过1mm。

本发明还提供了一种空调器室外机，其中，所述空调器室外机包括上述散热结构。

有利地，所述空调器室外机还包括压缩机和用于控制所述压缩机的驱动器，所述散热器布置于所述驱动器或者与所述驱动器一体地制成，以对所述驱动器进行散热。

有利地，所述空调器室外机还包括：外壳；风扇；室外换热器；以及中隔板，所述中隔板将所述外壳内的空间分隔为风扇空间和压缩机空间，所述风扇位于所述风扇空间中，所述压缩机位于所述压缩机空间中，所述散热结构和所述驱动器安装于所述中隔板处使得所述散热结构位于风扇空间侧而所述驱动器位于压缩机空间侧，其中，所述风道包括允许来自所述压缩机空间的空气进入所述风道的进风口和允许将所述风道中的空气排出至所述风扇空间的出风口。

根据本发明实施方式的散热结构具有下述有益效果中的一种或多种：1)通过在风道的风道壁和散热器的散热部之间设置导热层，散热部的热量通过该导热层传导到风道壁上，使得风道也变成了散热器的延伸部分，从而增大了整体散热面积，改进了散热效果；2)安装简单，不需要增加特别的产线工序；3)基于原有风道设计改动小，设计成本低，而散热效果提升明显；4)技术适用范围广，适用于任何需要在风冷机组中散热的驱动模块。

附图说明

通过以下参照附图提供的具体实施方式部分，将更加容易地理解本发明的特征和优点，在附图中：

图1是示出根据本发明的包括散热结构的空调器室外机的一部分的俯视示意图。

图2是图1的空调器室外机的散热结构的立体图。

图3是图1的空调器室外机的散热结构的分解立体图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

结合图1至图3对本发明的散热结构和空调器室外机的实施方式的进行描述。图1是示出根据本发明的包括散热结构的空调器室外机的一部分的俯视示意图。图2是图1的空调器室外机的散热结构的立体图。图3是图1的空调器室外机的散热结构的分解立体图。

本发明提供了一种空调器室外机200，该空调器室外机200可以包括：散热结构100，该散热结构包括散热器120和限定风道110的风道壁111；压缩机和用于控制压缩机的驱动器210，散热器120布置于驱动器210，以对驱动器进行散热；外壳220；风扇230；室外换热器250；以及中隔板240，中隔板将外壳内的空间分隔为风扇空间FS和压缩机空间CS，风扇230位于风扇空间FS中，压缩机位于压缩机空间CS中，散热结构100和驱动器210安装于中隔板240处，并且，散热结构100位于风扇空间侧而驱动器210位于压缩机空间侧。

本领域的技术人员可以设想的是，该压缩机可以是变频压缩机，驱动器可以是变频器，即，包括有变频模块的变频驱动器。并且，散热器120可以与驱动器210一体地制成

进一步对上述散热结构100进行描述，散热结构100的风道110包括允许来自压缩机空间的空气进入风道的进风口112和允许将风道中的空气排出至风扇空间的出风口113。并且，散热结构100的散热器120可以包括散热部121和支承散热部的支架，散热部121基本上全部地布置在风道110中，使得流过风道的空气在散热部的散热表面上流动以带走散热部的热量。当然，散热部也可以部分地布置在风道中。

针对现有技术的散热结构存在散热效果不佳的问题，本申请在散热部121与风道壁111之间设置有适于将散热部的热量传递至风道壁的导热层130。借助该构造可以使得风道作为散热器的延伸部分，从而增大了散热结构的整体散热面积以改进散热效果。并且，在相关样机测试中，与没有设置导热层的散热结构相比，可以提高至少约15％的热交换散热面积。

接下来，对本申请的空调器室外机的散热结构的散热过程和散热效果进行说明。在空调设备机组上电后处于运行状态时，例如，作为驱动器的变频器的功率元器件变频模块就会发热，此时风扇230一直处于运行状态，散热结构的进风可以通过风道110的位于压缩机空间CS(与外部环境相通)的进风口112进入，将外部环境的空气引入散热部121或散热部121的部分所在的风道110中，在该风道110中，常温的空气与散热部121充分接触换热，然后将变频器的热量从位于风扇空间FS的出风口113带走。

特别地，散热部121的热量可以经由导热层130通过风道壁导出，实际上风道作为散热部的延伸部分而增大了整体散热面积，因此改进散热效果。此外，由于来自导热层的热量，使得风道壁的温度升高至与风扇空间FS的温度(通过室外换热器250进入该风扇空间的热空气的温度)相比更高的温度，例如，风道壁的温度可以与风扇空间中的温度存在10℃至15℃的温度差，使得可以利用风扇空间的空气对风道壁(并且因此散热部)进行冷却，进一步提高了散热效果。

在根据本发明的实施方式的一个方面中，导热层可以为布置在散热部与风道壁111之间的导热片，该导热片例如可以是市售规格的成品导热片。有利地，导热层包括含有导热材料的柔性硅胶片，硅胶片的硬度适于保证与风道壁和散热部的充分紧密接触，以实现更好的导热。有利地，导热层的硬度可以为Shore 00 25～65，以适于导热层与风道壁和散热部充分接触。

本领域技术人员可以设想的是，导热层还可以例如通过将导热胶涂抹在散热部或风道壁上或在散热部与风道壁之间灌注形成片或结构上连续的或不连续的层。并且，导热层可以以不接触风道壁或散热部的方式设置在散热部与风道壁之间，也可以起到一定的有助于将热量从散热部(通过对流/辐射——传导——对流/辐射)传递到风道壁的作用。

如图2所示，散热部121可以包括相对于空气流动方向平行布置的多个散热翅片，多个散热翅片延伸穿过中隔板240以位于风道110中并且位于风扇空间FS中。导热层130可以接触散热部121的侧部表面。优选地，该侧部表面为面对风扇空间FS的侧部表面。并且/或者，导热层130可以接触风道壁111。特别地，例如为硅胶片的导热片适于与散热翅片紧密接触并且减小风道壁与散热翅片之间的间隙，因此提高多个散热翅片之间的通道中的风速相关测试中，可以至少提高约9％的风速，进一步改进散热效果。

在根据本发明的实施方式的另一个方面中，结合图3，在空气流动方向上导热层130的尺寸A大于等于散热部121的尺寸B的二分之一。

有利地，导热层的与散热部接触的表面包括有玻璃纤维层，并且/或者，导热层的与风道壁接触的表面包括有玻璃纤维层。包括玻璃纤维层的导热层可以保证导热层(特别地为导热片的情况下)的抗拉强度，其中，该玻璃纤维层可以是玻纤网。

在根据本发明的实施方式的其他方面中，结合图3，导热层的厚度D可以为2mm至4mm，该厚度设计可以兼顾装配和导热效率。有利地，导热层D的厚度为3mm。此外，导热层的导热系数不小于2W/m.K以确保导热效果。有利地，导热层的导热系数为2W/m.K至4W/m.K，在考虑经济成本的基础上确保导热效果。

在根据本发明的实施方式的又一方面中，风道壁111可以由导热性能良好的钣金件形成例如，镀锌钢板等，可以确保风道的散热效果。并且/或者，风道壁111的厚度不超过1mm，可以进一步确保钣金件风道的散热效果。

此外，通过样机测试7HP，18kw，参见下表，在设置根据本发明的具有导热层的散热结构之后，压缩机的制冷能力提高而功率器件的温度下降，可以继续提高压缩机转速频率并且达到目标要求。

尽管本文已经描述了本公开的说明性实施方式，但是本公开不限于本文描述的实施方式，而是包括具有如本领域普通技术人员将基于本公开领会到的改型、省略、组合例如，跨越各种实施方式的方面的组合、变型和/或替型。权利要求中的限制将基于权利要求中所采用的语言来广义地解释，并且不限于在本说明书中或在本申请的实施期间所描述的示例，这些示例将被解释为非排他性的。

Claims (14)

1.一种散热结构(100)，所述散热结构包括散热器(120)和限定风道(110)的风道壁(111)，所述散热器包括散热部(121)并且所述散热部至少部分地布置在所述风道中，使得流过所述风道的空气在所述散热部的散热表面上流动以带走所述散热部的热量，其特征在于，

在所述散热部与所述风道壁(111)之间设置有适于将所述散热部的热量传递至所述风道壁的导热层(130)。

2.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述导热层包括含有导热材料的柔性硅胶片。

3.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于：

所述散热部(121)包括相对于空气流动方向平行布置的多个散热翅片，所述导热层接触所述散热部的侧部表面，并且/或者

所述导热层接触所述风道壁。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的散热结构，其特征在于，在空气流动方向上所述导热层(130)的尺寸(A)大于等于所述散热部(121)的尺寸(B)的二分之一。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的散热结构，其特征在于，所述导热层的硬度为Shore 00 25～65。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的散热结构，其特征在于：

所述导热层的与所述散热部(121)接触的表面包括有玻璃纤维层，并且/或者

所述导热层的与所述风道壁(111)接触的表面包括有玻璃纤维层。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的散热结构，其特征在于，所述导热层的厚度(D)为2mm至4mm。

8.根据权利要求7所述的散热结构，其特征在于，所述导热层的厚度为3mm。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的散热结构，其特征在于，所述导热层的导热系数不小于2W/m.K。

10.根据权利要求9所述的散热结构，其特征在于，所述导热层的导热系数为2W/m.K至4W/m.K。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的散热结构，其特征在于：

所述风道壁由钣金件形成，并且/或者，

所述风道壁的厚度不超过1mm。

12.一种空调器室外机(200)，其特征在于，所述空调器室外机包括根据权利要求1至11中任一项所述的散热结构(100)。

13.根据权利要求12所述的空调器室外机，其特征在于，所述空调器室外机还包括压缩机和用于控制所述压缩机的驱动器(210)，所述散热器(120)布置于所述驱动器或者与所述驱动器一体地制成，以对所述驱动器进行散热。

14.根据权利要求12或13所述的空调器室外机，其特征在于，所述空调器室外机还包括：

外壳(220)；

风扇(230)；

室外换热器(250)；以及

中隔板(240)，所述中隔板将所述外壳内的空间分隔为风扇空间(FS)和压缩机空间(CS)，所述风扇位于所述风扇空间中，所述压缩机位于所述压缩机空间中，所述散热结构(100)和所述驱动器(210)安装于所述中隔板(240)处使得所述散热结构位于风扇空间侧而所述驱动器(210)位于压缩机空间侧，

其中，所述风道(110)包括允许来自所述压缩机空间的空气进入所述风道的进风口(112)和允许将所述风道中的空气排出至所述风扇空间的出风口(113)。

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