熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】熱泵系統(tǒng)
[0001]本申請是申請日為2013年3月29日、申請?zhí)枮?01310109930.6、發(fā)明名稱為“用于冷凝單元的散熱器及其使用方法”的申請的分案申請。
技術領域
[0002]本公開涉及一種制熱和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，更具體地涉及對驅(qū)動壓縮機操作的電氣部件的冷卻。
【背景技術】
[0003]該部分提供與本公開有關的背景信息，并且其不一定是現(xiàn)有技術。
[0004]在制熱和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中使用的例如電子設備的控制模塊常常需要可靠的裝置來冷卻它們的部件。一種這樣的控制模塊為與變速壓縮機一起使用的驅(qū)動單元。
[0005]控制模塊可能需要被冷卻到特定溫度范圍內(nèi)或保持低于預定溫度以確保足夠的部件壽命、性能和可靠性?？刂颇K的冷卻需求能夠基于制熱和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的操作狀況而變化。在無法滿足冷卻需求的情形中，控制模塊的溫度可能到達最大操作溫度，這會觸發(fā)使得系統(tǒng)操作停止的傳感器，從而引起驅(qū)動器中的討厭的跳閘。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]該部分提供了本公開的總的概述，并且不是對它的全部范圍或所有特征的全面公開。
[0007]在一種形式中，本公開提供了一種冷凝單元，其容納有壓縮機、控制模塊和散熱器?？刂颇K可控制壓縮機的操作。散熱器可與控制模塊處于熱傳遞關系?？刂颇K可與第一流體和第二流體處于熱傳遞關系。第一流體可選擇性地流動通過散熱器中的流體通道。第二流體可為不同于第一流體的物質(zhì)并且可與和散熱器處于熱傳遞關系的熱傳遞構件處于選擇性對流的熱傳遞關系。
[0008]在另一形式中，本公開提供了一種系統(tǒng)，其可包括壓縮機、散熱器、流體導管、至少一個外部熱傳遞構件以及控制模塊。散熱器可包括通過其中的流動路徑。流體導管可與散熱器的流動路徑連通。至少一個外部熱傳遞構件可與散熱器處于熱傳遞關系?？刂颇K可與散熱器處于熱傳遞關系?？刂颇K可控制壓縮機的操作。散熱器可將熱量從控制模塊傳遞至在熱傳遞構件上流動的流體以及流動通過流動路徑的流體。
[0009]在另一形式中，本公開提供了一種冷卻壓縮機控制模塊的方法。該方法可包括利用將熱量至傳遞第一流體的第一冷卻方法從控制模塊上移除熱量。該方法還可包括在利用第一冷卻方法移除熱量的同時，通過利用第二冷卻方法從控制模塊上移除熱量而選擇性地補充第一冷卻方法，第二冷卻方法將熱量傳遞至不同于第一流體的第二流體。
[0010]在另一形式中，本公開提供了一種冷卻壓縮機控制模塊的方法。該方法可包括引起穿過與控制模塊處于熱傳遞關系的散熱器的氣流。該方法還可包括將熱量從控制模塊傳遞到通過散熱器的氣流。工作流體可被選擇性地按路線輸送通過與控制模塊處于熱傳遞關系的散熱器中的流動路徑。當工作流體流動通過散熱器時，控制模塊的熱量可被傳遞至工作流體。
[0011]在另一形式中，本公開提供了一種通過使用多種冷卻方法而被冷卻的控制模塊。當需要最小量的或減少量的冷卻時能夠使用第一冷卻方法來冷卻控制模塊，而當控制模塊需要更大量的或最大量的冷卻時能夠使用第二冷卻方法。使用多種方法來冷卻控制模塊能夠被稱為混合冷卻。控制模塊的第一冷卻方法能夠是使用空氣冷卻。控制模塊的第二冷卻方法能夠是通過工作流體冷卻。能夠使用空氣冷卻來提供第一水平的冷卻并且在需要更大程度的冷卻時能夠利用工作流體冷卻。當控制模塊的冷卻需要增加時第二冷卻方法能夠補充第一冷卻方法。第二冷卻方法能夠基于一一以非限制性的示例的方式一一散熱器的溫度、控制模塊的一個或更多個部件的溫度、熱栗系統(tǒng)的操作狀況、環(huán)境狀況和/或流動通過熱栗系統(tǒng)的工作流體的溫度而被激活。
[0012]通過此處提供的說明，適用性的進一步的方面將變得明顯，應當理解，說明和具體的示例旨在僅僅是說明性目的，并不旨在限制本教示的范圍。
【附圖說明】
[0013]此處描述的附圖僅僅是說明性目的并且不旨在以任何方式限制本教示的范圍。
[0014]圖1為根據(jù)本教示的冷凝單元的剖開的立體圖，該冷凝單元中具有壓縮機和要被冷卻的控制模塊；
[0015]圖2為圖1的壓縮機、控制模塊和冷卻部件的放大的立體圖；
[0016]圖3為蓋被移除的控制模塊的立體圖；
[0017]圖4為根據(jù)本教示的示出控制模塊的工作流體冷卻的制熱和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖；
[0018]圖5和6為根據(jù)本教示的包括其他工作流體冷卻構造的制熱和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖；
[0019]圖7和8為根據(jù)本教示的分別以冷卻模式和制熱模式示出的熱栗形式的、并且示出控制模塊的工作流體冷卻的、制熱和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的示意圖；
[0020]圖9的圖形描繪了可能的壓縮機操作包線并且示出了根據(jù)本教示的控制模塊的空氣冷卻以及工作流體冷卻；
[0021]圖10為根據(jù)本教示的描繪了混合冷卻方法的流程圖；以及
[0022]圖11為根據(jù)本教示的冷卻模塊的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]提供示例實施方式以使得本公開變得詳盡，并且將把其范圍全面地傳達給本領域的技術人員。陳述了例如具體的部件、設備和方法的示例的許多具體的細節(jié)來提供對本公開的實施方式的詳盡的理解。對本領域技術人員而言顯而易見的是，不必采用那些具體的細節(jié)，可以不同的形式實施示例實施方式，并且具體的細節(jié)和示例實施方式都不應當被認為是限制了本公開的范圍。在一些示例實施方式中，不再詳細地描述已知的過程、已知的設備結(jié)構和已知的技術。
[0024]此處使用的術語僅僅旨在描述特定的示例實施方式并且不認為是限制性的。如在此所使用的，單數(shù)形式的“一”、“一種” “這”可認為也包括了復數(shù)形式，除非上下文中清楚指明了其他形式。術語“包括”、“包含” “帶有”和“具有”為開放式的，并且因此指明了被闡明的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一個或更多個其他的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。在此描述的方法步驟、過程和操作不應解釋為必須要求按所討論或示出的具體順序來執(zhí)行，除非特別指定了執(zhí)行順序。還將理解到，可采用額外的或替代性的步驟。
[0025]當談到一個元件或一個層在另一元件或?qū)印吧稀?、“接合到”、“連接到”或“聯(lián)接到”另一元件或?qū)由蠒r，它可直接地在該另一元件或?qū)由?、接合到、連接到或聯(lián)接到該另一元件或?qū)?，或者，可存在介入的元件或?qū)?。相反，當談到一個元件“直接在另一元件或?qū)由稀?、“直接接合到”、“直接連接到”或“直接聯(lián)接到”另一元件或?qū)由蠒r，將不存在介入的元件或?qū)?。用于描述元件之間的關系的其他詞語應當以類似的方式來解釋(例如，“在…之間”和“直接在…之間”；“與…相鄰”和“與…直接相鄰”等)。如在此使用的，術語“和/或”包括相關列出的項目中的任一個以及相關列出的項目中的一個或更多個的所有組合。
[0026]雖然在此可使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或區(qū)段，但這些元件、部件、區(qū)域、層和/或區(qū)段不受這些術語所限。這些術語可能僅僅用來將一個元件、部件、區(qū)域、層或區(qū)段與另一區(qū)域、層或區(qū)段區(qū)分開來。除非通過上下文清楚指明，否則例如“第一”、“第二”的術語以及其他以數(shù)字表示的術語在此被使用時不暗示序列或順序。因此，下面討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或區(qū)段在不背離示例實施方式的教示的情況下可被稱作第二元件、部件、區(qū)域、層或區(qū)段。
[0027]為了便于說明，可在此使用相對空間的術語，例如“內(nèi)”、“外”、“下面”、“之下”、“下部”、“之上”、“上部”等來描述如附圖中描繪的一個元件或特征與另外的元件或特征的關系。相對空間的術語可認為是包含了設備在使用或操作中的除了在圖中描繪的定向以外的不同的定向。例如，如果圖中的設備被倒置，則被描述為在其他元件或特征“之下”或“下面”的元件將定向為在其他元件或特征“之上”。因此，示例術語“之下”能夠包含之上和之下的定向。設備可以采用其他定向(旋轉(zhuǎn)90度或其他定向)并且在此使用的相對空間的說明詞應做相應解釋。
[0028]下面的說明本質(zhì)上只是示例性的并且不旨在限制本教示、應用或用途。應當理解，貫穿附圖，相應的標號指示相同或相應的部件和特征(例如，20、120、220等)。如在此使用的，術語“模塊”可指專用集成電路(ASIC)、電子電路、處理器(共享的、專用的或組)以及執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的存儲器、組合邏輯電路或提供描述的功能性的其他適合的部件。
[0029]圖1中示出利用本教示的冷卻技術的示例冷凝單元20。該冷凝單元20以部分切除的立體圖示出，為簡便起見，去除了多種部件、連接和其他特征。冷凝單元20包括繞著冷凝單元20延伸的冷凝器22。冷凝器22包括一個或多個流體導管(未示出)，從該一個或多個流體導管上延伸出多個熱傳遞翅片60。能夠在冷凝單元20的內(nèi)部空腔30中布置由電動馬達28驅(qū)動的風扇26。風扇26能夠抽吸氣流穿過冷凝器22以移除熱量并且冷凝流動通過冷凝器22的工作流體。能夠在內(nèi)部空腔30中布置壓縮機32，例如可變速度壓縮機。例如，控制壓縮機32的操作的控制模塊34能夠在內(nèi)部空腔30中布置在該壓縮機32之上?？刂颇K34能夠控制壓縮機32的操作以滿足使用了冷凝單元20的制熱和空氣調(diào)節(jié)或熱栗系統(tǒng)的需求?？刂颇K34在此還稱之為驅(qū)動電子設備。控制模塊34與散熱器36處于熱傳遞關系。由風扇26引起的氣流流動穿過散熱器36以便于通過對流從控制模塊34移除熱量。
[0030]現(xiàn)在參照圖2和3，示出了壓縮機32和控制模塊34的細節(jié)。壓縮機32可操作以將工作流體從吸氣壓力壓縮到大于