控制器散热系统及制冷设备的制作方法

1.本实用新型涉及散热装置技术领域，更具体地说，涉及一种控制器散热系统及制冷设备。


背景技术：

2.制冷设备，比如空调和冷水机组等，需要控制器进行控制，然而控制器本身会产生热量，目前常见的控制器散热方式有风冷散热和冷媒散热；风冷散热效果略差，而冷媒散热通常具有凝露风险。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种控制器散热系统，该控制器散热系统可以有效地降低散热器发生凝露的风险，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述控制器散热系统的制冷设备。
4.为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种控制器散热系统，包括：第一节流件、散热器、第二节流件和蒸发器，所述散热器与控制器发热元件导热接触；
6.所述散热器设置有冷媒通道，所述冷媒通道设置有第一端口和第二端口；所述第一节流件的出口端连接到所述第一端口；所述第二端口连接到所述第二节流件的进口端，所述第二节流件的出口端连接到所述蒸发器的进口端；
7.或者所述散热器上设置有冷媒管安装机构，所述第一节流件出口端至少通过冷媒管连接到所述第二节流件的进口端，所述第二节流件的出口端连接到所述蒸发器的进口端；至少部分位于所述第一节流件和第二节流件之间的冷媒管与所述冷媒管安装机构导热接触。
8.可选地，上述控制器散热系统中，所述第一节流件为节流阀；和/或，所述第二节流件为毛细管。
9.可选地，上述控制器散热系统中，所述第一节流件的进口端和出口端以及所述第二节流件的进口端和出口端至少通过冷媒管与其它部件连接；
10.所述控制器散热系统设置于控制柜且包括排水装置，所述排水装置一端连接到所述蒸发器的下侧，一端引出至所述控制柜外部，能够将所述蒸发器下侧的冷凝水排出至所述控制柜外部；
11.所述冷媒管安装机构包括u型槽，至少部分位于所述第一节流件和第二节流件之间的冷媒管安装于所述u型槽。
12.一种制冷设备，包括如上述任一项所述的控制器散热系统，所述制冷设备至少包括主回路冷凝器、主回路节流装置和主回路蒸发器，所述控制器散热系统的第一节流件的进口端连接在所述主回路冷凝器之后、主回路节流装置之前；所述控制器散热系统的蒸发器的出口端与所述主回路节流装置后端或主回路蒸发器后端连接。
13.一种控制器散热系统，包括：第一节流件、散热器、第二节流件、第三节流件和蒸发器，所述散热器与控制器发热元件导热接触；
14.所述散热器设置有冷媒通道，所述冷媒通道设置有第一端口和第二端口；所述第一节流件的出口端连接到所述第一端口和所述第三节流件的进口端，所述第三节流件的出口端连接到所述蒸发器的进口端；所述第二端口连接到所述第二节流件的进口端；
15.或者，所述散热器上设置有冷媒管安装机构，所述第一节流件的出口端至少通过冷媒管连接到所述第二节流件的进口端，所述第一节流件的出口端还连接到所述第三节流件的进口端，所述第三节流件的出口端连接到所述蒸发器的进口端；至少部分位于所述第一节流件和第二节流件之间的冷媒管与所述冷媒管安装机构导热接触；
16.所述第二节流件的出口端与所述蒸发器的出口端相连。
17.一种控制器散热系统，包括：第一节流件、散热器、第二节流件、第三节流件和蒸发器，所述散热器与控制器发热元件导热接触；
18.所述散热器设置有冷媒通道，所述冷媒通道设置有第一端口和第二端口；所述第一节流件的出口端连接到所述第一端口；所述第二端口连接到所述第二节流件的进口端；所述第三节流件的出口端连接到所述蒸发器的进口端；
19.或者，所述散热器上设置有冷媒管安装机构，所述第一节流件的出口端至少通过冷媒管连接到所述第二节流件的进口端；所述第三节流件的出口端连接到所述蒸发器的进口端；至少部分位于所述第一节流件和第二节流件之间的冷媒管与所述冷媒管安装机构导热接触；
20.所述第一节流件的进口端和所述第三节流件的进口端相连，所述第二节流件的出口端与所述蒸发器的出口端相连。
21.可选地，上述控制器散热系统中，所述第一节流件的进口端和出口端以及所述第二节流件的进口端和出口端至少通过所述冷媒管与其它部件连接。
22.可选地，上述控制器散热系统中，所述第一节流件为节流阀；和/或，所述第二节流件为毛细管；和/或，所述第三节流件为毛细管。
23.可选地，上述控制器散热系统中，所述控制器散热系统设置于控制柜且包括排水装置，所述排水装置一端连接到所述蒸发器的下侧，一端引出至所述控制柜外部，能够将所述蒸发器下侧的冷凝水排出至所述控制柜外部；
24.所述冷媒管安装机构包括u型槽，至少部分位于所述第一节流件和第二节流件之间的冷媒管安装于所述u型槽。
25.一种制冷设备，包括如上述中任一项所述的控制器散热系统，所述制冷设备至少包括主回路冷凝器、主回路节流装置和主回路蒸发器，所述控制器散热系统的第一节流件的进口端和第三节流件的进口端连接在所述主回路冷凝器之后、主回路节流装置之前；所述控制器散热系统的第二节流件出口端和蒸发器的出口端与所述主回路节流装置后端或主回路蒸发器后端连接。
26.应用上述实施例提供的冷媒散热系统时，通过在散热器的下游设置第二节流件，第二节流件的节流作用使散热器冷媒通道内/与散热器导热接触的冷媒管内的压力高于蒸发器内的压力。根据制冷剂特性，气液两相态冷媒压力越高，温度越高，所以蒸发器的表面温度ta会比散热器的表面温度tb低，如此尽可能使得水汽在蒸发器表面凝露、从而降低水
汽在散热器上发生凝露的风险。
27.为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种制冷设备，该制冷设备包括上述任一种冷媒散热系统。由于上述的冷媒散热系统具有上述技术效果，具有该冷媒散热系统的制冷设备也应具有相应的技术效果。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本实用新型实施例提供的控制器散热系统的结构示意图；
30.图2为本实用新型另一实施例提供的控制器散热系统的结构示意图；
31.图3为本实用新型另一实施例提供的控制器散热系统的结构示意图；
32.图4为本技术公开的一种制冷设备的系统原理示意图。
33.在图1
‑
4中：
[0034]1‑
冷媒进口、2
‑
第一节流件、3
‑
功率模块、4
‑
变频器、5
‑
散热器、6
‑
第二节流件、7
‑
蒸发器、8
‑
冷媒出口、9
‑
控制柜、10
‑
第三节流件；
[0035]
m1
‑
压缩机、m2
‑
气液分离器、m3
‑
主回路冷凝器、m4
‑
主回路节流装置、m5
‑
主回路蒸发器。
具体实施方式
[0036]
目前空调或冷水机组市场一般采用冷媒散热器给变频器散热用以替代风冷散热的方式。虽然冷媒散热方式效果比较好，但容易造成凝露风险，针对凝露风险，一些厂家利用控制逻辑调节膨胀阀开度将冷媒散热器的表面温度或变频器4的功率模块3温度控制在某个区间，使其高于露点温度从而避免凝露风险，但因调节膨胀阀和冷媒散热器温度/功率模块3温度达到预设值是有时差的，此时差内有可能会造成凝露，同时当露点温度较高，此时冷媒散热器5的效果就会变差。
[0037]
基于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种控制器散热系统，该控制器散热系统可以有效地降低散热器5发生凝露的风险，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述控制器散热系统的制冷设备。
[0038]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0039]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0040]
实施例一：
[0041]
请参阅图1，本实用新型第一种实施例中提供的控制器散热系统包括第一节流件2、散热器5、第二节流件6和蒸发器7。其中，散热器5与控制器发热元件导热接触，以便于给控制器发热元件散热降温。控制器可以为变频器4，发热元件可以是功率模块3/igbt等发热量较大的器件。
[0042]
其中，散热器5内设置有冷媒通道，冷媒通道设置有第一端口和第二端口，系统中的冷媒可以通过第一端口流进散热器5上设置的冷媒通道内、再通过第二端口流出散热器5的冷媒通道，从而利用冷媒带走散热器的热量，起到对散热器5的降温作用，进一步能够降低控制器发热元件的温度。第一节流件2的出口端连接到第一端口；第二端口连接到第二节流件6的进口端，第二节流件6的出口端连接到蒸发器7的进口端。该实施例中，第一节流件2、冷媒通道、第二节流件6和蒸发器7依次串接。高温高压的液体冷媒在第一节流件2内转变成低温低压的两相冷媒，进而低温低压的两相冷媒进入冷媒通道内蒸发吸热。进而低温低压的冷媒经第二节流件6后进入蒸发器7中，冷媒进入蒸发器7内进行蒸发吸热。
[0043]
上述方案中，通过在散热器5的下游设置第二节流件6，第二节流件6的节流作用使散热器5冷媒通道内/与散热器5导热接触的冷媒管内的压力高于蒸发器7内的压力。根据制冷剂特性，气液两相态冷媒压力越高，温度越高，所以蒸发器的表面温度ta会比散热器的表面温度tb低，如此尽可能使得水汽在蒸发器表面凝露、从而降低水汽在散热器上发生凝露的风险。
[0044]
进一步的，第一节流件2的进口端和出口端以及第二节流件6的进口端和出口端至少通过冷媒管与其它部件连接。即第一节流件2、散热器5、第二节流件6和蒸发器7中，各个部件之间至少通过冷媒管与其它部件连接。
[0045]
或者，散热器5上可以设置有冷媒管安装机构。冷媒管可以安装至冷媒管安装机构上，比如，在具体实施例中，冷媒管安装机构可以包括u型槽，至少部分位于所述第一节流件2和第二节流件6之间的冷媒管安装于u型槽内。系统中的冷媒流经冷媒管安装机构上的冷媒管，从而利用冷媒带走散热器的热量，起到对散热器5的降温作用，进一步能够降低控制器发热元件的温度。第一节流件2出口端至少通过冷媒管连接到第二节流件6的进口端，第二节流件的出口端连接到蒸发器7的进口端；至少部分位于第一节流件2和第二节流件6之间的冷媒管与冷媒管安装机构导热接触。该实施例中，第一节流件2、第二节流件6和蒸发器7依次串接。高温高压的液体冷媒在第一节流件2内转变成低温低压的两相冷媒，进而低温低压的冷媒经第二节流件6后进入蒸发器7中，冷媒进入蒸发器7内进行蒸发吸热。冷媒流经冷媒管安装机构上的冷媒管时吸热，实现对控制器的发热元件散热的目的。
[0046]
上述方案中，通过在散热器5的下游设置第二节流件6，第二节流件6的节流作用使散热器5冷媒通道内/与散热器5导热接触的冷媒管内的压力高于蒸发器7内的压力。根据制冷剂特性，气液两相态冷媒压力越高，温度越高，所以蒸发器的表面温度ta会比散热器的表面温度tb低，如此尽可能使得水汽在蒸发器表面凝露、从而降低水汽在散热器上发生凝露的风险。
[0047]
可选地，通过第二节流件6选型，将两者差值控制在
△
t，其中
△
t＝tb
‑
ta，一般
△
t值可选定在5℃～15℃之间。
[0048]
该方案中，第一节流件2、第二节流件6和蒸发器7中，各个部件之间至少通过冷媒
管与其它部件连接。
[0049]
控制器散热系统设置于控制柜，该控制器散热系统还包括排水装置，排水装置一端连接到蒸发器7的下侧，另一端引出至控制柜外部，蒸发器7下侧的冷凝水能够沿着排水装置流动至控制柜外部。
[0050]
基于上述实施例一，本实用新型还提供了一种制冷设备，包括如实施例一中任意一种控制器散热系统。如图4所示，制冷设备至少包括主回路冷凝器m3、主回路节流装置m4和主回路蒸发器m5，其中第一节流件2的进口端连接在主回路冷凝器m3之后，且位于主回路节流装置m4之前，蒸发器7的出口端与主回路节流装置m4后端或主回路蒸发器m5后端连接。本实例中，第一节流件2的进口端连接到控制器散热系统的冷媒进口1，蒸发器7的出口端连接到控制器散热系统的冷媒出口8。
[0051]
本领域技术人员应该知道，制冷设备还包括压缩机m1和气液分离器m2，气液分离器m2可以是压缩机m1自带的，也可以替换为储液罐。
[0052]
实施例二：
[0053]
如图2所示，本实用新型第二种实施例中提供的控制器散热系统包括第一节流件2、散热器5、第二节流件6、第三节流件10和蒸发器7。其中，散热器5与控制器发热元件导热接触，以便于给控制器发热元件散热降温。控制器可以为变频器4，发热元件可以是功率模块3/igbt等发热量较大的器件。
[0054]
其中，散热器5设置有冷媒通道，冷媒通道设置有第一端口和第二端口，系统中的冷媒可以通过第一端口流进散热器5上设置的冷媒通道内、再通过第二端口流出散热器5的冷媒通道，从而利用冷媒带走散热器的热量，起到对散热器5的降温作用，进一步能够降低控制器发热元件的温度。第一节流件2的出口端连接到第一端口和第三节流件10的进口端，即第一端口和第三节流件10的进口端均与第一节流件2的出口端连接。第三节流件10的出口端连接到蒸发器7的进口端。第二端口连接到第二节流件6的进口端。该实施例中，冷媒通道、第二节流件依次串接后与蒸发器7并联。高温高压的液体冷媒在第一节流件2内转变成低温低压的两相冷媒，一部分从第一节流件2流出的低温低压的两相冷媒进入冷媒通道内蒸发吸热，另一部分从第一节流件2流出的低温低压的两相冷媒进入蒸发器7中蒸发吸热。
[0055]
上述方案中，通过在散热器5的下游设置第二节流件6，第二节流件6的节流作用使散热器5冷媒通道内/与散热器5导热接触的冷媒管内的压力高于蒸发器7内的压力。根据制冷剂特性，气液两相态冷媒压力越高，温度越高，所以蒸发器的表面温度ta会比散热器的表面温度tb低，如此尽可能使得水汽在蒸发器表面凝露、从而降低水汽在散热器上发生凝露的风险。
[0056]
可选地，通过第二节流件6选型，将两者差值控制在
△
t，其中
△
t＝tb
‑
ta，一般
△
t值可选定在5℃～15℃之间。
[0057]
或者，散热器5上设置有冷媒管安装机构，冷媒管可以安装至冷媒管安装机构上，比如，在具体实施例中，冷媒管安装机构可以包括u型槽，至少部分位于所述第一节流件2和第二节流件6之间的冷媒管安装于u型槽。系统中的冷媒流经冷媒管安装机构上的冷媒管，从而利用冷媒带走散热器的热量，起到对散热器5的降温作用，进一步能够降低控制器发热元件的温度。第一节流件2的出口端至少通过冷媒管连接到第二节流件6的进口端且连接到第三节流件10的进口端。即第一节流件2的出口端既通过至少部分冷媒管与第二节流件6的
进口端连接，又与第三节流件10的进口端连接。第三节流件10的出口端连接到所述蒸发器7的进口端。至少部分位于第一节流件2和第二节流件6之间的冷媒管与冷媒管安装机构导热接触。该实施例中，冷媒管安装机构上的冷媒管与第二节流件6串接后再与蒸发器7并联。高温高压的液体冷媒在第一节流件2内转变成低温低压的两相冷媒，一部分从第一节流件2流出的低温低压的两相冷媒进入冷媒管安装机构上的冷媒管内蒸发吸热，另一部分从第一节流件2流出的低温低压的两相冷媒进入蒸发器7中蒸发吸热。
[0058]
上述方案中，通过在散热器5的下游设置第二节流件6，第二节流件6的节流作用使散热器5冷媒通道内/与散热器5导热接触的冷媒管内的压力高于蒸发器7内的压力。根据制冷剂特性，气液两相态冷媒压力越高，温度越高，所以蒸发器的表面温度ta会比散热器的表面温度tb低，如此尽可能使得水汽在蒸发器表面凝露、从而降低水汽在散热器上发生凝露的风险。
[0059]
可选地，通过第二节流件6选型，将两者差值控制在
△
t，其中
△
t＝tb
‑
ta，一般
△
t值可选定在5℃～15℃之间。
[0060]
实施例三：
[0061]
如图3所示，本实用新型第三种实施例中提供的控制器散热系统包括第一节流件2、散热器5、第二节流件6、第三节流件10和蒸发器7。其中，散热器5与控制器发热元件导热接触，以便于给控制器发热元件散热降温。其中，控制器可以为变频器4，发热元件可以是功率模块3/igbt等发热量较大的器件。
[0062]
其中，散热器5设置有冷媒通道，冷媒通道设置有第一端口和第二端口，系统中的冷媒可以通过第一端口流进散热器5上设置的冷媒通道内、再通过第二端口流出散热器5的冷媒通道，从而利用冷媒带走散热器的热量，起到对散热器5的降温作用，进一步能够降低控制器发热元件的温度。第一节流件2的出口端连接到第一端口，第二端口连接到第二节流件6的进口端。第三节流件10的出口端连接到蒸发器7的进口端。该实施例中，第一节流件2、冷媒通道、第二节流件6依次串接后与蒸发器7并联。一部分高温高压的液体冷媒在第一节流件2内转变成低温低压的两相冷媒，从第一节流件2流出的低温低压的两相冷媒进入冷媒通道内蒸发吸热。另一部分高温高压的液体冷媒在第三节流件10内转变成低温低压的两相冷媒，从第三节流件10流出的低温低压的两相冷媒进入蒸发器7内蒸发吸热。
[0063]
上述方案中，通过在散热器5的下游设置第二节流件6，第二节流件6的节流作用使散热器5冷媒通道内/与散热器5导热接触的冷媒管内的压力高于蒸发器7内的压力。根据制冷剂特性，气液两相态冷媒压力越高，温度越高，所以蒸发器的表面温度ta会比散热器的表面温度tb低，如此尽可能使得水汽在蒸发器表面凝露、从而降低水汽在散热器上发生凝露的风险。
[0064]
可选地，通过第二节流件6选型，将两者差值控制在
△
t，其中
△
t＝tb
‑
ta，一般
△
t值可选定在5℃～15℃之间。
[0065]
或者，散热器5上设置有冷媒管安装机构，冷媒管可以安装至冷媒管安装机构上，比如，在具体实施例中，冷媒管安装机构可以包括u型槽，至少部分位于所述第一节流件2和第二节流件6之间的冷媒管安装于u型槽。系统中的冷媒流经冷媒管安装机构上的冷媒管，从而利用冷媒带走散热器的热量，起到对散热器5的降温作用，进一步能够降低控制器发热元件的温度。第一节流件2的出口端至少通过冷媒管连接到第二节流件6的进口端。第三节
流件10的出口端连接到蒸发器7的进口端；至少部分位于所述第一节流件2和第二节流件6之间的冷媒管与冷媒管安装机构导热接触。该实施例中，第一节流件2、冷媒管安装机构上的冷媒管和第二节流件6依次串接，第三节流件10和蒸发器7依次串接。蒸发器7和散热器5并联。一部分高温高压的液体冷媒在第一节流件2内转变成低温低压的两相冷媒，从第一节流件2流出的低温低压的两相冷媒进入散热器5内蒸发吸热。另一部分高温高压的液体冷媒在第三节流件10内转变成低温低压的两相冷媒，从第三节流件10流出的低温低压的两相冷媒进入蒸发器7内蒸发吸热。
[0066]
上述方案中，冷媒管可以安装至冷媒管安装机构上，系统中的冷媒流经冷媒管安装机构上的冷媒管，从而利用冷媒带走散热器的热量，起到对散热器5的降温作用，进一步能够降低控制器发热元件的温度。
[0067]
可选地，通过第二节流件6选型，将两者差值控制在
△
t，其中
△
t＝tb
‑
ta，一般
△
t值可选定在5℃～15℃之间。
[0068]
可选地，第一节流件2的进口端和出口端至少通过冷媒管与其它部件连接。同样地，第二节流件6的进口端和出口端至少通过冷媒管与其它部件连接。
[0069]
上述各个实施例中，第一节流件2可以为节流阀。第二节流件6可以为毛细管。第三节流件10可以为毛细管。当然，第一节流件2、第二节流件6和第三节流件10还可以为其它类型的节流件，在此不作限定。
[0070]
控制器散热系统设置于控制柜，该控制器散热系统还包括排水装置，排水装置一端连接到蒸发器7的下侧，另一端引出至控制柜外部，蒸发器7下侧的冷凝水能够沿着排水装置流动至控制柜外部。排水装置可以为导流板、导流槽等。
[0071]
基于上述实施例二和三，本实用新型还提供了一种制冷设备，包括如实施例一中任意一种控制器散热系统。如图4所示，制冷设备至少包括主回路冷凝器m3、主回路节流装置m4和主回路蒸发器m5，其中第一节流件2的进口端连接在主回路冷凝器m3之后，且位于主回路节流装置m4之前，蒸发器7的出口端与主回路节流装置m4后端或主回路蒸发器m5后端连接。本实例中，第一节流件2的进口端连接到控制器散热系统的冷媒进口1，蒸发器7的出口端连接到控制器散热系统的冷媒出口8。
[0072]
本领域技术人员应该知道，制冷设备还包括压缩机m1和气液分离器m2，气液分离器m2可以是压缩机m1自带的，也可以替换为储液罐。
[0073]
在一个实施例中，当制冷设备的控制柜9处在一个相对封闭的状态，设定其露点温度为t露，当系统运转后，蒸发器7温度迅速降低，控制柜9内空气水分在其表面凝露，通过排水装置将凝露排出控制柜9，使得控制柜9内露点温度t露很快下降到ta附近，因tb＞ta，散热器5表面温度高于露点温度，所以散热器5表面结露风险大大降低，从而取得除湿效果，避免了凝露的风险。
[0074]
为了提高热传递效率，散热器5与发热元件可以通过导热硅胶贴合进行热传递。
[0075]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0076]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因
此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
[0077]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。