[發明專利]冷卻裝置、功率元器件的冷卻方法以及變頻空調器

有效

• 申請號: 201410370135.7
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104101034B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 梁博;劉明校;王保勝;金海元;賴茂金
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: F24F1/24
• 分類號: F24F1/24
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 張丹

技術領域

本發明涉及空調技術領域，尤其涉及一種冷卻裝置、設置該冷卻裝置的變頻空調器以及功率元器件的冷卻方法。

背景技術

目前，變頻空調器成為了空調器市場的主流產品，而空調器高頻運行時其內變頻器上的功率元器件采用鋁劑作為冷卻流體(或稱：冷媒、制冷劑)進行風冷散熱受到溫度限制。在惡劣工況下，空調器運行頻率常常因為功率元器件溫度高而不得不限頻、降頻運行。

為克服上述問題，現有技術中提供了一種利用系統冷媒通過冷板組件對變頻器的功率元器件直接進行冷卻，從而改善變頻器工作狀態的方法。該方法中基板可能被冷卻到溫度很低，從而產生冷凝水(或稱：結露水、凝露水)，而冷凝水的產生對變頻器的電子元器件的可靠性不利。

現有技術中還提出一種采用隔熱層的方式來避免系統冷媒冷卻產生冷凝水的方法，該方案中采用的冷卻用部件包括阻止機構，阻止機構形成了隔熱層，隔熱層阻止了冷卻用部件的內部流動的制冷劑的冷熱傳向待冷卻的電源模塊的外部，由此避免了被隔熱層隔離的冷卻用部件部分的周圍產生冷凝水，抑制了冷凝水流向電子元器件，避免了冷凝水對電子元器件的可靠性造成不利影響。

本申請人發現：現有技術至少存在以下技術問題：

由于現有技術中采用隔熱層的方式時，隔熱層密封性的需要導致結構裝配復雜，更為嚴重的是：由于隔熱層的局限性不能根據產生冷凝水的臨界溫度(或稱：水蒸氣冷凝的溫度)設置溫度來控制，只能單純依靠隔熱層來降低形成冷凝水的條件，但這并不能保證不產生冷凝水。

發明內容

本發明的其中一個目的是提出一種冷卻裝置、設置該冷卻裝置的變頻空調器以及功率元器件的冷卻方法，解決了現有技術存在變頻器的冷卻過程中會產生冷凝水的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

本發明實施例提供的冷卻裝置，包括冷卻部件，其中：所述冷卻部件包括吸熱部，所述冷卻部件的吸熱部能與功率元器件的表面形成熱傳導連接，所述冷卻部件能在所述功率元器件的表面溫度大于預定的冷卻動作啟動溫度時，通過所述吸熱部吸收所述功率元器件的表面熱量以冷卻所述功率元器件，且能在所述功率元器件的表面溫度小于預定的冷卻動作停止溫度時停止冷卻所述功率元器件，所述冷卻動作停止溫度大于或等于水蒸氣冷凝的溫度。

在優選或可選地實施例中，所述冷卻動作停止溫度與所述水蒸氣冷凝的溫度的差值為5°～30°。

在優選或可選地實施例中，所述冷卻動作啟動溫度小于所述功率元器件的安全運行溫度。

在優選或可選地實施例中，所述吸熱部為吸熱基板，所述冷卻部件還包括熱管以及冷卻基板，其中：

所述熱管包括蒸發端以及冷凝端，所述熱管的蒸發端與所述吸熱基板之間熱傳導連接，所述熱管的冷凝端與所述冷卻基板之間熱傳導連接。

在優選或可選地實施例中，所述熱管為熱二極管或熱開關。

在優選或可選地實施例中，所述冷卻部件還包括冷卻管，所述冷卻管與所述冷卻基板熱傳導連接，由所述冷卻管的其中一個端口進入的冷卻液體能將所述冷卻管上的熱量從所述冷卻管的其中另一個端口帶出所述冷卻裝置。

在優選或可選地實施例中，所述冷卻液體為空調的系統冷媒。

在優選或可選地實施例中，所述冷卻基板上設置有安裝槽，所述冷卻管嵌于所述安裝槽內且所述冷卻管與所述安裝槽的內壁熱傳導連接；或者，所述冷卻基板上設置有安裝通孔，所述冷卻管貫穿所述安裝通孔，且所述冷卻管與所述安裝通孔的內壁熱傳導連接。

在優選或可選地實施例中，所述冷卻基板與所述吸熱基板各自均設置有定位槽，所述熱管其中一部分插接在所述冷卻基板上的定位槽內，所述熱管的其中另一部分插接在所述吸熱基板上的定位槽內。

在優選或可選地實施例中，所述冷卻基板與所述吸熱基板各自的所述定位槽的數目為至少兩條，所述熱管的數目至少為兩個，所述熱管呈U形且其包括依此互相連接的第一支管、連接管以及第二支管，所述第一支管的軸向方向與所述第二支管的軸向方向相平行，且所述冷卻基板上或所述吸熱基板上相鄰的兩條所述定位槽內插接的所述熱管的開口方向相反。

本發明實施例提供的變頻空調器，包括變頻器以及本發明任一技術方案提供的冷卻裝置，所述功率元器件為所述變頻器的功率元器件。

在優選或可選地實施例中，所述變頻空調器還包括壓縮機、換向閥、室外換熱器、膨脹閥以及室內蒸發器，其中：

所述換向閥設置在所述壓縮機與所述室外換熱器、所述室內蒸發器之間的系統冷媒傳輸通路上；