專利名稱：空調(diào)控制盒的冷卻系統(tǒng)以及配置其的空調(diào)的制作方法
空調(diào)控制盒的冷卻系統(tǒng)以及配置其的空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域
本申請涉及空調(diào)設(shè)備，尤其涉及帶有控制盒冷卻系統(tǒng)的空調(diào)設(shè)備，上述冷卻系統(tǒng) 尤其用于冷卻位于控制盒內(nèi)部的散熱器件。_2]發(fā)明背景
現(xiàn)有技術(shù)中空調(diào)設(shè)備已被大家公知。通?？照{(diào)用作熱傳遞裝置，采用制冷劑將熱 量從室內(nèi)轉(zhuǎn)移到室外。傳統(tǒng)的制冷劑包括氟利昂，現(xiàn)在更多使用環(huán)保的無氟制冷劑。所述 過程包括三個主要的部件，也就是，壓縮機，室外熱交換器(制冷模式下稱為冷凝器)，室內(nèi) 熱交換器(制冷模式下稱為蒸發(fā)器)以及擴張裝置如毛細管。所述壓縮機和室外交換器通 常安裝在室外設(shè)備中。
首先闡述基本制冷劑循環(huán)的構(gòu)造和狀態(tài)。所述制冷劑以冷的低壓氣體形式并到達 壓縮機。然后壓縮機壓縮制冷劑，提高其焓和壓力。
所述制冷劑以熱的高壓氣體形式離開壓縮機流入冷凝器。所述冷凝器具有金屬片 來幫助制冷劑向周圍的室外空氣傳遞熱量。傳遞熱量時釋放額外熱量至周圍空氣，使制冷 劑轉(zhuǎn)換成液體或近似液體。
然后，該高壓液體通過膨脹裝置流入蒸發(fā)器。該膨脹裝置降低所述液體的壓力同 時保持焓值不變。
當(dāng)液體蒸發(fā)時，它亦從蒸發(fā)器周圍的空氣中吸收熱量，由液相變成氣相。所述蒸發(fā) 器也具有金屬片，有助于其與周圍空氣的熱交換。
所述制冷劑離開蒸發(fā)器時，會變成冷的低壓氣體，然后返回壓縮機開始新一次的 循環(huán)。
通常，所述制冷劑釋放熱量給室外空氣，并從室內(nèi)空氣吸收熱量。所述過程進一步 通過室內(nèi)裝置和室外裝置中的熱交換器對應(yīng)設(shè)置的風(fēng)扇來輔助實現(xiàn)。
通常，空調(diào)裝置由控制盒控制其工作?？刂坪袃?nèi)設(shè)置多種電器元件，尤其在控制板 上(印刷電路板)。典型地，所述控制盒安裝在空調(diào)的室內(nèi)裝置和室外裝置內(nèi)，其具有連接 器。
眾所周知，所有的電子器件，例如用于驅(qū)動壓縮機的功率晶體管，在其運行時發(fā) 熱。典型地，散熱器用于將產(chǎn)生的熱量散到控制器的外部，從而避免發(fā)熱器過熱。通常認為， 現(xiàn)有空調(diào)控制盒所用的典型散熱器足夠避免熱帶國家如馬來西亞、泰國或類似國家所用控 制盒過熱。然而，在一些極端氣候和熱的地方，如中東國家或其他類似熱的地方，最高溫度 有時可達54°C。典型的散熱器則不能足以散去產(chǎn)生的熱量，過多的熱量會影響或甚至損壞 空調(diào)電子器件和其運作。由于這些區(qū)域的溫度太高，窗式或分體式空調(diào)亦需求相當(dāng)高。
所面對的挑戰(zhàn)就是需要提供擁有充分冷卻裝置的控制盒的空調(diào)來確保最適宜的 操作性和可靠性來抵擋非常極端的熱帶氣候。
除上述外，在受沙塵暴威脅的區(qū)域，控制盒需要密封，以防止沙子進入控制盒內(nèi) 部，因此在這種環(huán)境下，電子元件發(fā)出的熱量更不能釋放，進一步產(chǎn)生控制盒內(nèi)部生成熱問 題的組合。
本發(fā)明在于解決空調(diào)裝置的室外裝置的問題。特別是提出了具有來控制生成的熱 的冷卻裝置的控制盒，以使其可以在非常極端的熱氣候條件運行。更好的是在空調(diào)運行時， 冷卻方式是由一個小的熱交換裝置或控制盒內(nèi)的蒸發(fā)器所提供。蒸發(fā)器亦配備風(fēng)扇可進一 步促進盒內(nèi)部空氣循環(huán)，冷卻控制盒內(nèi)部，因而亦冷卻包含電子器件的控制板。控制盒同樣 為密閉結(jié)構(gòu)。
發(fā)明概沭
本發(fā)明的目的在于提供一種可靠的空調(diào)設(shè)備，其具有用于控制盒的冷卻裝置。盡 管所述控制盒內(nèi)部具有發(fā)熱部件，并通過密封來防止沙粒流入，但通過運行冷卻裝置，控制 盒中溫度不會升高過多，發(fā)熱部件也會處于可靠的環(huán)境下。
本發(fā)明另一目的在于提供一種空調(diào)設(shè)備的控制盒，即使采用空調(diào)設(shè)備的制冷劑循 環(huán)，其也可很容易的安裝。
本發(fā)明的這些和其他的目的可通過下面的來實現(xiàn)
在空調(diào)設(shè)備的室外裝置中，所述室外裝置至少包括主箱，室外裝置風(fēng)扇，壓縮機， 室外裝置熱交換器和安裝在所述主箱內(nèi)的控制盒，其特征在于所述控制盒為密閉結(jié)構(gòu)，具 有發(fā)熱器件，在運行中時時產(chǎn)生熱量。另一特征在于安裝在所述控制盒內(nèi)部的冷卻裝置，當(dāng) 所述空調(diào)設(shè)備運行時利用空調(diào)設(shè)備的制冷劑。
優(yōu)選地，所述冷卻裝置位于冷卻盒的內(nèi)部，利用最大的冷卻空間使冷卻盒中的空 氣冷卻。更好的是所述冷卻裝置包括用于吸收控制盒內(nèi)部熱量的熱交換器，和用于攪動和/ 或循環(huán)控制盒內(nèi)空氣的風(fēng)扇。當(dāng)所述控制盒中的空氣環(huán)行時，更優(yōu)選的是空氣循環(huán)調(diào)節(jié)為 至少沿固定在控制盒內(nèi)的控制板的兩側(cè)邊流動，這是因為通?？刂瓢鍨榘鍫睿l(fā)熱部件不 僅安裝在一側(cè)，而且也安裝在兩側(cè)，通常其水平置于控制盒內(nèi)，安裝側(cè)的發(fā)熱部件的相反側(cè) 朝向室外裝置的頂蓋，其受輻射熱的影響。
優(yōu)選地，所述控制盒包括控制盒部件，其中安裝所述發(fā)熱部件，控制盒蓋子蓋住所 述控制盒部件的頂部開口，底蓋蓋住所述控制盒部件的底側(cè)開口，和為方便室外裝置的組 裝，冷卻裝置的熱交換器通過所述底側(cè)安裝在所述控制盒的內(nèi)部。此外，優(yōu)選地，底蓋具有 凹部，用于收集所述熱交換器的冷凝水，以及具有向控制盒外排放冷凝水的排出口。因此， 所述底蓋能同時方便地用作排水盤。
如果熱交換器固定在控制盒部件和底蓋之間，則可以更容易的組裝所述室外裝 置，這是由于，在這種情況下，所述冷卻裝置使用部分制冷循環(huán)，所述冷卻裝置的熱交換器 通過制冷循環(huán)的連接管如銅管，固定其位置，這對簡單組裝十分重要。
優(yōu)選地，通過冷卻裝置和散熱器，控制盒中的熱量被降低。所述散熱器具有可被冷 卻裝置和室外空氣冷卻的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述散熱器具有兩個相互連接的散熱板，其中第一 散熱板暴露在室外空氣中，而第二散熱板保持在控制盒的密閉結(jié)構(gòu)內(nèi)，從而提高放熱性能 并使散熱器的結(jié)構(gòu)簡單。
優(yōu)選地，所述底蓋的排水口可使冷凝水流入風(fēng)扇室或壓縮機室。當(dāng)所述排水口朝 向風(fēng)扇室時，更容易向空氣中排放冷凝水。另外，排水口朝向壓縮機室時，可減少沙子流動 的影響，更有效地避免沙粒通過排水口進入控制盒中。
在此，更優(yōu)選，排水口設(shè)置成使冷凝水沿分隔板排出。如果在分隔板如凹槽或貼邊 上沿分隔板引導(dǎo)冷凝水，本發(fā)明更容易將冷凝水從控制盒排出至室外裝置的底板上，而不會有飛濺。


在此僅通過實例和參考附圖描述本發(fā)明的實施例，其中
圖1為帶有安裝冷卻裝置的控制盒的空調(diào)設(shè)備的室外裝置的示意圖，以及根據(jù)本 發(fā)明的優(yōu)選裝置配置。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的空調(diào)設(shè)備的冷卻循環(huán)實施例。
圖3為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的控制盒配置的剖截面圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例配置的控制盒裝置截面圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例配置的控制盒裝置側(cè)視圖。
圖6為本發(fā)明控制盒優(yōu)選配置的散熱器的部分截面圖。
圖7為本發(fā)明的控制盒裝置的透視圖。
圖8為控制盒配置未組裝狀態(tài)的冷卻方式的熱交換器的部分透視圖。
圖9a和圖9b分別為控制盒配置組裝到位的冷卻方式的熱交換器的部分透視圖。
圖10a，10b，和IOc為本發(fā)明為了排除冷卻水的排水板裝置的簡化截面圖。
具體實施方式
如前所述及參考圖1和圖2，典型的分體式空調(diào)裝置通常包括一個室內(nèi)裝置(19) 和一個室外裝置(I)。外部裝置主箱(2)內(nèi)安裝有風(fēng)扇(3)，壓縮機(4)，冷凝器(22)和控 制盒(5)。所有空調(diào)裝置其操作通過控制盒(5)控制。多種電子元件配置在控制盒(5)的 控制板(8)上來確?？照{(diào)的控制操作。大部分電子元件的操作通常會產(chǎn)生熱。典型來說，散 熱器(12)用來將產(chǎn)生的熱從產(chǎn)熱電子元件如用于操作控制盒外部的壓縮機的IGBT散去， 使控制盒內(nèi)發(fā)熱元件不致過熱，保持它們的可靠性。
與之前已知的控制盒工藝不同，本發(fā)明的控制盒有利地提供一個冷卻裝置出)，其 利用空調(diào)裝置的制冷劑以及散熱器進一步冷卻控制盒(5)內(nèi)部、以及冷卻置于控制盒內(nèi)部 并且當(dāng)空調(diào)裝置使用時在控制盒內(nèi)可使用的控制板和其他發(fā)熱電子元件。
由于在極熱條件下，如中東國家，現(xiàn)有空調(diào)控制盒安裝的典型的散熱器不能充分 降低和避免控制盒內(nèi)產(chǎn)生過多的熱，因此需要附加的冷卻裝置。盡管這些有利的特征通常 用于極端天氣的國家，其他非極端天氣的國家如熱帶的馬來西亞，泰國或類似的地區(qū)仍需 要利用這些有利的特征，從而更好地防止由于器件運行和天氣的不利影響或?qū)е驴照{(diào)電子 器件和運行的破壞產(chǎn)生的熱量。
圖2所示為本發(fā)明包含的制冷循環(huán)的原理。通常制冷循環(huán)包括壓縮機(4)，室外熱 交換器(22)，膨脹裝置(28)如毛細管，以及室內(nèi)熱交換器(20)，它們連接在一起使得制冷 劑循環(huán)。對于熱交換器(20，22)，安裝風(fēng)扇(21，3)來輔助其與空氣之間熱傳遞。所述冷卻 裝置(6)包括設(shè)置在串聯(lián)的膨脹裝置(28)和蒸發(fā)器(這里在制冷模式下為室內(nèi)熱交換器(20))之間的熱交換器(10)和用于通過熱交換器(10)加速控制盒(5)內(nèi)的空氣循環(huán)的風(fēng) 扇(11)。當(dāng)空調(diào)運行時采用空調(diào)的制冷循環(huán)冷卻它。圖中，熱交換器(10)處的二相(液/ 氣)制冷劑從控制盒(5)中的發(fā)熱部件吸收熱量，從而降低控制盒的內(nèi)部溫度。
如圖所示，所述冷卻裝置(6)有利地采用空調(diào)本身的常規(guī)制冷循環(huán)來冷卻控制盒、控制板和控制盒內(nèi)的電子器件的冷卻裝置，并通過冷卻風(fēng)扇(11)進一步冷卻。這里，冷 卻裝置(6)的熱交換器(10)設(shè)置在膨脹裝置和蒸發(fā)器之間，也可設(shè)置在蒸發(fā)器和室外裝置 的壓縮機之間從而給熱交換器(10)提供冷卻能力。
圖3所示為控制盒(5)部件的常規(guī)結(jié)構(gòu)和配置的剖面圖以及圖4所述為本發(fā)明給 出的控制盒更詳細的結(jié)構(gòu)。如圖所示，控制盒(5)包括控制盒部件(17)，用于蓋住控制盒部 件(17)的頂開口的控制盒蓋(7)，和蓋住控制盒部件(17)的底開口的底蓋(9)。控制盒部 件(17)通常包括用于安裝發(fā)熱部件(18)的控制板(8)，如IGBT等。散熱器(12)用于一些 產(chǎn)生大量熱量的發(fā)熱器件，如IGBT。所述冷卻裝置置于控制盒(5)內(nèi)，用于循環(huán)空氣。圖 中熱交換器(10)和風(fēng)扇(11)位于控制盒部件(17)內(nèi)，但其亦可置于底蓋(9)或頂蓋(7) 中，從而在控制盒(5)中冷卻空氣。在本實施例中，發(fā)熱器件安裝在控制板上，但在其它實 施例中，發(fā)熱器件也可設(shè)置在控制盒內(nèi)而非控制板上。
仍然參考圖4，所述熱交換器與空調(diào)的制冷循環(huán)物理流動連接，控制盒冷卻裝置的 熱交換器(10)在控制盒中作為蒸發(fā)器運行。所述蒸發(fā)器能夠通過制冷循環(huán)排除熱量來降 低電子器件產(chǎn)生的熱量。
圖5所示為本發(fā)明實施例配置的控制盒部件的側(cè)截面圖，圖6所示為控制盒的部 分詳細截面圖，其中給出了本發(fā)明特定結(jié)構(gòu)的散熱器。進一步可通過散熱器(12)減少產(chǎn)生 的熱量。優(yōu)選地，所述散熱器(12)具有兩個相互連接的散熱板(13，14)，其中第一散熱板(13)暴露在室外空氣中，而第二散熱板(14)保持在控制盒的密閉結(jié)構(gòu)內(nèi)，從而暴露在控制 盒(5)部件中的循環(huán)冷空氣中。效果上來看，暴露的散熱器(13)可通過室外空氣冷卻，而 暴露在內(nèi)部的散熱器(14)則通過控制盒內(nèi)的循環(huán)冷空氣冷卻。
為實現(xiàn)控制盒(5)內(nèi)平穩(wěn)的冷卻空氣循環(huán)，在散熱器(12)旁邊具有空氣通道 (27)。如圖5所示，發(fā)熱器件(18)位于控制板(8)和散熱器(12)之間，同時亦形成了一種 空氣通道的狹區(qū)。但是，截面區(qū)不夠大，不能使控制盒中的冷卻空氣流暢循環(huán)。因此，風(fēng)扇 吹出的空氣主要吹向第二散熱板(14)，也可吹過第二散熱板(14)側(cè)邊或附近的空氣通道(27)。
冷卻空氣在排出開口之前，最好與控制板(8)及其上面安裝的電子器件接觸一段 時間，從而有效冷卻它們。
圖7為本發(fā)明控制盒的另一透視圖。底蓋(9)包含相配的排水口(16)配置在控 制盒裝置較低的部分。優(yōu)選地，所有的元件為部分結(jié)構(gòu)相互重疊，這種部分結(jié)構(gòu)相互重疊有 利于減少組裝外部裝置所需要的部分的數(shù)量。進一步，肋和鉤結(jié)合的裝置用于將各部件固 定在一起。這種肋和鉤組合使空調(diào)裝置組裝以及拆解過程簡單方便。除了把所需部件減至 最少，這種裝置也提供了細小、輕便、簡單的結(jié)構(gòu)。
圖8為控制盒裝配的另一透視圖，包括冷卻裝置出)的熱交換器(10)。熱交換器(10)含相配的管道以便與如圖2所示的空調(diào)裝置冷卻循環(huán)物質(zhì)流相連。底蓋(9)的底部包 含凹面部分用于放置在熱交換器(10)下面的排水板，在空調(diào)裝置運行時可以接收熱交換 器產(chǎn)生的冷凝水。熱交換器(10)置于底蓋(9)上并且為控制盒裝置(17)的一部分。
圖9a和圖9b為控制盒裝置另一個部分透視圖，顯示控制盒裝置內(nèi)冷卻裝置的熱 交換器(10)的位置。如果需要，排水口(16)允許控制盒裝置的冷凝水排至風(fēng)扇室(23)。 如圖9b所示，沿著分隔板(15)設(shè)置凹槽(或貼邊，25)，使冷凝水能夠直接沿著分隔板(15)排出而不飛濺。
圖10a、10b和IOc也給出了本發(fā)明的冷凝水排出裝置的簡化截面圖。所述底蓋(9)位于隔音板/分隔板(15)的頂部，通過合適的管道從控制盒和主箱排出所有冷凝收集 的水。熱交換器(10)的冷凝水能夠從控制盒(5)排到風(fēng)扇室(23)，如圖1Oa所示，或者排 到壓縮機室(24)，如圖10b。同樣優(yōu)選地，冷凝水沿分隔板(15)表面排出，如圖1Oc所示。
采用本發(fā)明的優(yōu)選實施例，有利于減少空調(diào)設(shè)備運行時產(chǎn)生的熱量，使得所述設(shè) 備能夠用于任何天氣條件尤其用于極端天氣國家。盡管展示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但這 個發(fā)明仍可進行多種其他變化、改進和變形。因此可以理解的是，本發(fā)明不限于圖中給出的 說明發(fā)明的詳細內(nèi)容，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，類似的改進是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.空調(diào)設(shè)備的室外裝置(I)，所述室外裝置至少包括主箱(2)，和安裝在所述主箱(2) 內(nèi)的室外裝置風(fēng)扇(3)、壓縮機(4)、室外裝置熱交換器(22)和控制盒(5)，其特征在于所述控制盒(5)為密閉結(jié)構(gòu)，且具有在運行時產(chǎn)生熱量的發(fā)熱器件；還包括冷卻裝置￠)，其安裝在所述控制盒(5)內(nèi)部，并當(dāng)所述空調(diào)設(shè)備運行時利用空調(diào)設(shè)備的制冷劑。
2.如權(quán)利要求1所述空調(diào)設(shè)備的室外裝置(I)中，其特征在于，所述冷卻裝置(6)包括與空調(diào)制冷循環(huán)物理流通連接的熱交換器(10)，和與所述熱交換器(10) —起使用的風(fēng)扇(11)。
3.如權(quán)利要求2所述空調(diào)設(shè)備的室外裝置(I)中，其特征在于，進一步包括帶有所述發(fā)熱器件的控制板(8)，空氣沿所述控制板(8)的兩側(cè)流通。
4.如權(quán)利要求2所述空調(diào)設(shè)備的室外裝置(I)中，其特征在于，散熱器(14)和所述發(fā)熱器件安裝在控制盒(5)內(nèi)，安裝所述風(fēng)扇(11)來將冷卻空氣吹向所述散熱器(14)。
5.如權(quán)利要求2所述空調(diào)設(shè)備的室外裝置⑴中，其特征在于，所述控制盒(5)包括控制盒部件，其中安裝所述發(fā)熱部件，控制盒蓋子(7)蓋住所述控制盒部件的頂部開口，底蓋 (9)蓋住所述控制盒部件(5)的底側(cè)開口，所述熱交換器(10)通過所述底側(cè)開口安裝在所述控制盒的內(nèi)部。
6.如權(quán)利要求5所述空調(diào)設(shè)備的室外裝置(I)中，其特征在于，所述底蓋具有凹部，用于收集來自所述熱交換器(10)的冷凝水，并具有排放冷凝水至所述控制盒(5)外部的排水口(16)。
7.如權(quán)利要求4所述空調(diào)設(shè)備的室外裝置(I)中，其特征在于，所述散熱器(12)具有兩個相互連接的散熱板(13，14)，其中第一散熱板(13)暴露在室外空氣中，而第二散熱板 (14)保持在控制盒的密閉結(jié)構(gòu)內(nèi)。
8.如權(quán)利要求6所述空調(diào)設(shè)備的室外裝置(I)中，其特征在于，所述排水口(16)設(shè)置成允許冷凝水排入風(fēng)扇室(23)。
9.如權(quán)利要求6所述空調(diào)設(shè)備的室外裝置(I)成允許冷凝水排入壓縮機室(24)。
10.如權(quán)利要求8所述空調(diào)設(shè)備的室外裝置(I)成使冷凝水沿分隔板(15)排出。
11.如權(quán)利要求9所述空調(diào)設(shè)備的室外裝置(I)成使冷凝水沿分隔板(15)排出。中，其特征在于，所述排水口(16)設(shè)置中，其特征在于，所述排水口(16)設(shè)置中，其特征在于，所述排水口(16)設(shè)置
全文摘要
本發(fā)明公開了一種空調(diào)設(shè)備的室外裝置(1)，其具有用于控制盒(5)的冷卻裝置(6)，所述冷卻裝置用于控制產(chǎn)生的熱量，從而保證空調(diào)在不利的熱天條件下正常工作。通過在控制盒(5)中設(shè)置小的熱交換器(10)來實現(xiàn)所述冷卻裝置(6)，所述熱交換器(10)進一步包括冷卻扇(11)，其驅(qū)使冷卻空氣在控制盒(5)內(nèi)循環(huán)，從而降溫，因此，在空調(diào)運行時，冷卻所述發(fā)熱器件如內(nèi)部包括所有電子器件的控制板(8)。
文檔編號F24F1/24GK102997345SQ20121033321
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月12日
發(fā)明者土井康之, 維家雅古瑪·塞法拉軍, 呂明 申請人:松下設(shè)備空調(diào)研發(fā)馬來西亞公司