1.本技术涉及空调技术领域,尤其涉及一种变频器用散热装置及变频器和中央空调。
背景技术:
2.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。变频器作为一种变流器已广泛应用于空调等领域,主要用于调节压缩机的转速。
3.变频器在运行过程中会产生一定的功耗,当电机转速提高时,变频器产生的热量将会快速增加,若不能及时将变频器产生的热量散失会造成功率器件的温度持续升高,从而导致功率器件性能恶化甚至损坏,严重影响变频器的可靠稳定运行,变频器的散热已成为本领域的重点研究方向。目前,变频器的散热方式主要有:自然散热、风冷和水冷。对于散热需求较小的小型变频器可采用自然冷却或风冷技术;但对于中央空调压缩机用变频器,因其产热量大,风冷技术传热系数低,且受环境温度限制,已无法满足散热需求。水冷技术在工业冷却中应用广泛、成熟,但应用在中央空调机组中时,由于变频器散热量大,需配置体积大的水冷散热器,占用空间大且成本高。
4.为了解决上述问题,相关技术中,专利号为201610350647.6的专利公开了一种导热基板与导热固定板间设有制冷剂导管的散热器,通过冷凝后的冷媒与变频模块进行热交换,实现模块的散热。虽然该方案结构简单,但其比较适用于发热源少且散热需求不高的变频模块的局部散热。对于大型变频器,如中央空调压缩机用变频器,因其流道结构更为复杂,专利号201610350647.6公开的方案并不适用。
5.为了使中央空调机组工作性能更加稳定,成本更低,急需设计一种变频器用散热装置,在应用于中央空调压缩机用变频器上时,能够满足中央空调压缩机用变频器的散热需求,同时,有效减少中央空调机组的占用空间,并节约成本。
技术实现要素:
6.为克服相关技术中存在的问题,本技术提供一种变频器用散热装置及变频器和中央空调,该变频器用散热装置及变频器和中央空调,能够满足中央空调压缩机用变频器的散热需求,同时,有效减少了中央空调机组的占用空间,且节约了成本。
7.本技术第一方面提供一种变频器用散热装置,包括依次密封连接的导热基板、凹凸三维扰流板和顶盖板;所述导热基板与所述凹凸三维扰流板密封连接后形成第一冷却通道;所述顶盖板与所述凹凸三维扰流板密封连接后形成第二冷却通道;所述第一冷却通道与所述第二冷却通道均可通入散热介质。
8.在一种实施方案中,所述凹凸三维扰流板上设有凹凸结构,所述凹凸结构具有若干个波峰和波谷;所述波谷紧贴所述导热基板;所述波峰紧贴所述顶盖板。
9.在一种实施方案中,所述凹凸结构的若干个波峰和波谷成列排布或错位排布。
10.在一种实施方案中,所述顶盖板的两端设有进液口和出液口;所述进液口和所述出液口分别与所述第一冷却通道以及所述第二冷却通道相连通。
11.在一种实施方案中,所述凹凸三维扰流板的两端设有第一开孔和第二开孔;所述第一开孔设置在与所述进液口相对的位置,所述第二开孔设置在与所述出液口相对的位置。
12.在一种实施方案中,所述导热基板上设有一个安装池,所述安装池的形状与大小与所述凹凸三维扰流板相适配。
13.在一种实施方案中,所述凹凸三维扰流板和顶盖板均采用冲压成型工艺一体成型。
14.本技术第二方面提供一种变频器,包括上述的变频器用散热装置。
15.在一种实施方案中,还包括温控器;所述温控器设置在所述变频器的一侧,用于监测所述变频器的实时温度。
16.本技术第三方面提供一种中央空调,包括压缩机以及上述的变频器;所述变频器与所述压缩机电连接,用于调节所述压缩机的转速。
17.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果:在变频器运行过程中,会产生热量,由于所述导热基板与所述凹凸三维扰流板密封连接后可形成第一冷却通道;所述顶盖板与所述凹凸三维扰流板密封连接后可形成第二冷却通道,所述第一冷却通道和所述第二冷却通道可通入散热介质,通过将所述导热基板紧贴变频器的发热源,并往所述第一冷却通道与所述第二冷却通道内通入散热介质,能够通过所述导热基板的热传递,使所述变频器的发热源与所述散热介质进行热传递,从而实现变频器的散热功能,相比现有技术中直接将制冷剂导管设置在导热基板与导热固定板间的方式,本技术通过所述导热基板、凹凸三维扰流板和顶盖板形成的双流道结构,有效增加了散热面积,且通过凹凸三维扰流板上的若干个波峰和波谷的凹凸结构,能够进一步形成三维流道通道,加大了换热面积和换热系数,有效满足了中央空调变频器的散热需求,且高效散热的性能使得散热器外形所需尺寸较小,有效减少了中央空调机组的占用空间,并节约了成本。
18.应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本技术。
附图说明
19.通过结合附图对本技术示例性实施方式进行更详细的描述,本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本技术示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
20.图1是本技术实施例示出的变频器用散热装置的结构爆炸图;
21.图2是本技术实施例示出的凹凸结构的结构示意图
22.图3是本技术实施例示出的冷却通道的局部示意图;
23.图4是本技术实施例示出的中央空调的结构示意图。
24.附图标记:
25.1、导热基板;11、安装池;2、凹凸三维扰流板;21、凹凸结构;22、第一开孔;23、第二开孔;3、顶盖板;31、进液口;32、出液口;33、进液管;34、出液管;4、第一冷却通道;5、第二冷
却通道;6、压缩机、7、冷凝器、8、蒸发器、9、变频器用散热装置;10、旁通电磁阀。
具体实施方式
26.下面将参照附图更详细地描述本技术的优选实施方式。虽然附图中显示了本技术的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本技术更加透彻和完整,并且能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
27.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
28.应当理解,尽管在本技术可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本技术范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
29.目前,变频器的散热方式主要有:自然散热、风冷和水冷。对于散热需求较小的小型变频器可采用自然冷却或风冷技术;但对于中央空调压缩机用变频器,因其产热量大,风冷技术传热系数低,且受环境温度限制,已无法满足散热需求。
30.针对上述问题,本技术实施例提供一种变频器用散热装置及变频器和中央空调,能够满足中央空调压缩机用变频器的散热需求,同时,有效减少了中央空调机组的占用空间,并节约了成本。
31.以下结合附图详细描述本技术实施例的技术方案。
32.实施例一
33.请参阅图1-图3,图1是本技术实施例示出的变频器用散热装置的结构爆炸图。
34.本技术的变频器用散热装置,包括依次密封连接的导热基板1、凹凸三维扰流板2和顶盖板3;具体的,所述导热基板1与所述凹凸三维扰流板2的中间放置有钎料,并通过真空钎焊焊接密封,所述凹凸三维扰流板2与所述顶盖板3的中间放置有钎料,并通过真空钎焊焊接密封,通过导热基板1-钎料-凹凸三维扰流板2-钎料-顶盖板3以及真空钎焊的配合,实现整个散热装置的整体封装焊接密封。
35.所述导热基板1上设有一个安装池11,所述安装池11的形状与大小与所述凹凸三维扰流板2相适配,使得所述凹凸三维扰流板2能够正好放置在所述安装池11中。
36.所述凹凸三维扰流板2包括底板和侧板,所述侧板设置在所述底板的周边,所述底板上设有凹凸结构21,所述凹凸结构21具有若干个波峰和波谷,并采用冲压成型工艺一体成型;当将所述导热基板1、凹凸三维扰流板2和顶盖板3密封连接后,所述波谷紧贴所述导热基板1,所述波峰紧贴所述顶盖板3,从而使得所述导热基板1与所述凹凸三维扰流板2密封连接后形成第一冷却通道4;所述顶盖板3与所述凹凸三维扰流板2密封连接后形成第二冷却通道5。通过将所述波谷设置为紧贴所述导热基板1,有利于所述导热基板1将变频器的
热量传递给所述凹凸三维扰流板2,从而更加有效地与第二冷却通道5中的散热介质进行热传递;通过将所述波峰设置为紧贴所述顶盖板3,有利于减小整个变频器用散热装置的占用空间。
37.为了增加散热介质在所述第一冷却通道4和所述第二冷却通道5内的散热面积,所述凹凸结构21的若干个波峰和波谷成列排布,使得所述凹凸结构21能够形成有规律的波浪板,即此时,若干个波峰的连线与若干个波谷的连线能够与所述凹凸三维扰流板2的长度方向平行,此时的第一冷却通道4和第二冷却冷却通道为常规三维流道,相比平直板的结构,该波浪板结构可以有效增加散热介质的接触面积,从而提高散热效果。
38.为了进一步增加换热系数,所述凹凸结构21的若干个波峰和波谷错位排布,此时,所述凹凸结构21呈不规律的波浪形状,从而使得所述凹凸三维扰流板2的底板成为波浪形状错位的波浪板;此时的第一冷却通道4和第二冷却冷却通道为特殊三维流道;因流道内错位布置波峰、波谷结构,使得第一冷却通道4和第二冷却通道5的截面是不停变化的,对散热介质形成三维尺寸的扰动,使得散热介质在流动过程中发生三维尺寸的剧烈扰动,伴随有流动边界层的不断破坏,形成持续的入口效应,从而使得传热热阻较常规流道大大减小,传热效率显著提高。散热效率的提升使得散热器结构可以更加紧凑、小型化,减少了中央空调机组占用的空间,节约了成本。
39.所述顶盖板3采用冲压成型工艺一体成型,并在所述顶盖板3的两端设有进液口31和出液口32;所述进液口31和所述出液口32分别与所述第一冷却通道4以及所述第二冷却通道5相连通;所述第一冷却通道4与所述第二冷却通道5均可通入散热介质;具体的,所述凹凸三维扰流板2的两端设有第一开孔22和第二开孔23,通过设置所述第一开孔22和所述第二开孔23,从而使得所述第一冷却通道4和所述第二冷却通道5相互连通,进一步简化了通道结构;所述第一开孔22设置在与所述进液口31相对的位置,所述第二开孔23设置在与所述出液口32相对的位置,使得所述散热介质能够通过所述进液口31,流入第二冷却通道5,再通过第一开孔22,使得散热介质能够同步流入第一冷却通道4,再汇集到所述第二开孔23处,通过出液口32流出,所述散热介质可以是水,优选地,为了进一步简化结构并提高散热效率,所述散热介质为低温低压两相冷媒。
40.需要说明的是,图1中仅显示部分凹凸结构,在实际使用中,整个底板上均覆盖有所述凹凸结构;所述凹凸三维扰流板2的数量可根据实际散热需求进行选择,可以是一块,也可以是两块或者多块;为了避免所述变频器用散热装置的四个顶角太过锋利,所述导热基板1、凹凸三维扰流板2和顶盖板3的四个顶角均设置为倒圆角。
41.在本实施例一中,在变频器运行过程中,会产生热量,由于所述导热基板与所述凹凸三维扰流板密封连接后可形成第一冷却通道;所述顶盖板与所述凹凸三维扰流板密封连接后可形成第二冷却通道,所述第一冷却通道和所述第二冷却通道可通入散热介质,通过将所述导热基板紧贴变频器的发热源,并往所述第一冷却通道与所述第二冷却通道内通入散热介质,能够通过所述导热基板的热传递,使所述变频器的发热源与所述散热介质进行热传递,从而实现变频器的散热功能,相比现有技术中直接将制冷剂导管设置在导热基板与导热固定板间的方式,本技术通过所述导热基板、凹凸三维扰流板和顶盖板形成的双流道结构,有效增加了散热面积,且通过凹凸三维扰流板上的若干个波峰和波谷的凹凸结构,能够进一步形成三维流道通道,加大了换热面积和换热系数,有效满足了中央空调变频器
的散热需求,且高效散热的性能使得散热器外形所需尺寸较小,有效减少了中央空调机组的占用空间,并节约了成本。
42.实施例二
43.当将所述变频器用散热装置应用在变频器上时,为了便于根据散热需求调节散热介质的流量,避免散热效果不够或散热介质的浪费,本技术提出了相应的方案,具体为:
44.在上述实施例一的结构基础上,本技术还提供了一种变频器,包括上述的变频器用散热装置9和温控器;所述变频器用散热装置9的导热基板1与变频器中的发热源相连接,使得所述发热源产生的热量能够通过所述导热基板1传递到所述第一冷却通道4与所述第二冷却通道5中的散热介质处,并与所述散热介质进行热传递和热交换,从而能够有效实现散热效果。
45.在所述温控器设置在所述变频器的一侧,用于监测所述变频器的实时温度,并根据所述变频器的实时温度判断散热需求,如当所述变频器的实时温度高时,说明变频器的散热需求大,需要增加散热介质的流量,如当所述变频器的实时温度高低时,说明变频器的散热需求小,可以减少散热介质的流量。
46.所述变频器用散热装置的具体结构详见上述实施例,此处不再赘述。
47.在本技术实施例中,采用了变频器用散热装置的变频器,可通过与发热源相连接的导热基板将发热源产生的热量传递给第一冷却通道和第二冷却通道中的散热介质,并进行热传递和热交换,从而有效实现变频器的散热效果,使得所述变频器能够可靠稳定的运行;通过设置温控器可实时检测到所述变频器的温度,进而能够准确判断所述变频器的散热需求,有利于进一步根据变频器的散热需求调节散热介质的流量,有效避免了散热介质不够导致散热效果不佳或散热介质过多造成的浪费。
48.实施例三
49.目前,中央空调作为重要的制冷或制热设备,均设有冷凝器和蒸发器,以及在所述冷凝器与蒸发器之间循环流通的冷媒,当将上述的变频器应用在中央空调中时,为了提高冷媒的利用率,简化散热介质的流道结构,减小中央空调机组整体占用的空间,本技术提出了相应的方案,请参阅图1-图4,具体为:
50.在上述实施例的结构基础上,本技术还提供了一种中央空调,包括压缩机6、冷凝器7、蒸发器8、旁通电磁阀10以及上述的变频器。
51.所述压缩机6分别与所述冷凝器7的冷媒入口端以及所述蒸发器8的冷媒出口端连接,所述变频器用散热装置9的进液口31与所述冷凝器7的冷媒出口端连接,所述变频器用散热装置9的出液口32与所述蒸发器8的冷媒入口端连接,使得冷媒的流通路径为:压缩机6-冷凝器7-变频器用散热装置9-蒸发器8-压缩机6,从而能够直接利用冷媒对所述变频器散热,无需另置回路,不仅提高了冷媒的利用率,还能简化中央空调的结构。
52.为了能够根据所述变频器的散热需求实时调节所述冷媒的流量,如图4所示,在所述冷凝器7与所述变频器用散热装置9之间设有旁通电磁阀10,此时,冷媒的流通路径为:压缩机6-冷凝器7-旁通电磁阀10-变频器用散热装置9-蒸发器8-压缩机6;当温控器监测到所述变频器的温度较高(即变频器的散热需求大)时,将所述旁通电磁阀10的开度增大,即可增加流入所述变频器用散热装置9的冷媒的流量,当温控器监测到所述变频器的温度较低(即所述变频器的散热需求小)时,将所述旁通电磁阀10的开度减小,即可减少流入所述变
频器用散热装置9的冷媒的流量,通过所述温控器与所述旁通电磁阀10的相互配合,能够根据变频器的温度及时调整所述冷媒的流量,从而及时匹配变频器的散热需求。
53.所述变频器与所述压缩机6电连接,用于调节所述压缩机6的转速。
54.在本技术实施例中,通过利用中央空调中已有的低温冷媒对所述变频器进行散热,无需另置回路,也无需提供其它可用的散热介质,十分便利;且通过温控器与旁通电磁阀的配合,能够及时调节流入所述变频器用散热装置的冷媒的流量,有效满足中央空调用变频器的散热需求,且高效散热性能使得散热器外形所需尺寸小,有效减少了中央空调机组的占用空间、且节约了成本。
55.关于上述实施例中的装置,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不再做详细阐述说明。
56.上文中已经参考附图详细描述了本技术的方案。在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉,说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。另外,可以理解,本技术实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减,本技术实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
57.以上已经描述了本技术的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。