本發(fā)明涉及空調(diào)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種散熱器、空調(diào)室外機(jī)及空調(diào)器。
背景技術(shù):
現(xiàn)在變頻空調(diào)得到普及使用,但是變頻空調(diào)的控制器一直是機(jī)器的易損件,售后故障率很高,損壞的原因是:變頻空調(diào)的室外機(jī)電器盒使用很多發(fā)熱量大的功率元器件(如ipm模塊、igbt、二極管、整流橋等)來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工作,目前行業(yè)內(nèi)這些器件的散熱主要依靠鋁制的風(fēng)冷式散熱器,依靠室外機(jī)的風(fēng)扇將室外的空氣吹向散熱器,帶走熱量,使其冷卻,然而這種被動(dòng)式散熱方式的效果受室外環(huán)境溫度影響很大,尤其是南方炎熱的夏季或外機(jī)安裝在不通風(fēng)散熱不好的地方,另外,隨著用戶對機(jī)器噪音品質(zhì)要求的提高,行業(yè)內(nèi)的空調(diào)廠家常用的降噪做法是直接降低室外機(jī)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,由于上述種種的原因?qū)е铝嗽骷岵涣?,眾所周知,電子元器件?nèi)部的溫度一旦超過其晶體節(jié)點(diǎn)的極限溫度,就會(huì)立刻發(fā)生損壞。
針對變頻空調(diào)室外機(jī)電器盒使用鋁制風(fēng)冷式散熱器散熱效果差的弊端,目前已有利用制冷系統(tǒng)的冷媒對元器件進(jìn)行散熱,該冷媒散熱技術(shù)確實(shí)能夠很好地改善變頻機(jī)元器件的散熱問題,而且?guī)缀醪皇苁彝猸h(huán)境溫度影響,但是它有2個(gè)缺點(diǎn),第一點(diǎn)是當(dāng)制冷系統(tǒng)的冷媒發(fā)生泄漏導(dǎo)致冷媒量不足時(shí),冷媒的散熱效果將大打折扣,眾所周知,分體式空調(diào)隨著使用年限的加長,冷媒必定會(huì)發(fā)生一定量的泄漏,如不及時(shí)補(bǔ)充冷媒,所述的元器件依然會(huì)有過熱損壞的風(fēng)險(xiǎn),第二點(diǎn)是當(dāng)冷媒泄漏剛好發(fā)生在電器盒內(nèi)部時(shí),冷媒會(huì)夾帶著潤滑油等物質(zhì)會(huì)噴到控制器電路板上,對電路板造成腐蝕而損壞,甚至?xí)鸲搪贰⒅鸬陌踩鹿省?/p>
針對冷媒散熱技術(shù)的不足點(diǎn),現(xiàn)有技術(shù)中有將半導(dǎo)體制冷器件與普通的鋁制風(fēng)冷式散熱器結(jié)合起來使用,具體方案是:在鋁制散熱器與空調(diào)發(fā)熱元器件之間夾一塊半導(dǎo)體制冷器件,當(dāng)室外環(huán)境溫度不高時(shí),鋁制散熱器的散熱效果良好,該半導(dǎo)體制冷器件不工作,元器件的熱量通過半導(dǎo)體制冷器件的導(dǎo)熱作用傳遞給與它接觸的鋁制散熱器,鋁散熱器再將熱量散發(fā)至周圍環(huán)境空氣中,當(dāng)室外環(huán)境溫度較高時(shí),半導(dǎo)體制冷器件工作,利用半導(dǎo)體制冷的工作原理,其冷端面會(huì)吸收元器件散發(fā)出的熱量,然后將熱量轉(zhuǎn)移至其熱端面上,熱端面與鋁制散熱器接觸,從而把熱端面發(fā)出的熱量傳給鋁制散熱器,散熱器再將熱量散發(fā)至周圍環(huán)境空氣中。
該技術(shù)確實(shí)能夠很好地解決室外高溫環(huán)境下普通鋁制散熱器散熱差的問題,然而該技術(shù)也有一個(gè)缺點(diǎn)就是半導(dǎo)體制冷器件不工作時(shí),空調(diào)的發(fā)熱元器件是靠半導(dǎo)體制冷器件的導(dǎo)熱作用來傳遞熱量的,眾所周知,凡是半導(dǎo)體材料的導(dǎo)熱系數(shù)都是比純金屬小得多,所以即使是在室外環(huán)境溫度不高時(shí),當(dāng)變頻空調(diào)的壓縮機(jī)頻率升高,所述驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)工作的功率元器件就會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱,而半導(dǎo)體的導(dǎo)熱性能又差,熱量無法及時(shí)通過導(dǎo)熱方式導(dǎo)走,熱量積聚,元器件溫度升高,一旦溫度超過極限值,空調(diào)的元器件還是會(huì)立刻損壞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主要目的在于提供一種散熱器、空調(diào)室外機(jī)及空調(diào)器,以解決現(xiàn)有技術(shù)中的散熱器散熱效果較差的問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面,提供了一種散熱器,用于對待散熱器件進(jìn)行散熱,散熱器包括:第一散熱部,第一散熱部與待散熱器件連接;第二散熱部,第二散熱部設(shè)置在第一散熱部遠(yuǎn)離待散熱器件的一側(cè);半導(dǎo)體制冷片,半導(dǎo)體制冷片設(shè)置在第一散熱部和第二散熱部之間。
進(jìn)一步地,半導(dǎo)體制冷片包括:半導(dǎo)體制冷片本體;用于將第一散熱部的熱量傳導(dǎo)至第二散熱部上的導(dǎo)熱子單元,導(dǎo)熱子單元設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片本體上。
進(jìn)一步地,半導(dǎo)體制冷片本體具有安裝通孔,導(dǎo)熱子單元設(shè)置在安裝通孔內(nèi)。
進(jìn)一步地,安裝通孔為多個(gè),導(dǎo)熱子單元為多個(gè),多個(gè)安裝通孔均勻地分布在半導(dǎo)體制冷片本體上,各個(gè)導(dǎo)熱子單元設(shè)置在相應(yīng)的安裝通孔內(nèi)。
進(jìn)一步地,半導(dǎo)體制冷片還包括:半導(dǎo)體制冷單元組,半導(dǎo)體制冷單元組設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片本體內(nèi),半導(dǎo)體制冷單元組連接在半導(dǎo)體制冷片的控制電路上,以使半導(dǎo)體制冷單元組輸出冷源;其中,控制電路上設(shè)置有溫度控制器,溫度控制器設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片本體上,溫度控制器與半導(dǎo)體制冷單元組串聯(lián)連接,以控制半導(dǎo)體制冷單元組的運(yùn)行。
進(jìn)一步地,半導(dǎo)體制冷單元組為多個(gè),溫度控制器為多個(gè),各個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組與相應(yīng)的溫度控制器串聯(lián)連接,其中,多個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組并聯(lián)連接。
進(jìn)一步地,控制電路上設(shè)置有熱保護(hù)器,熱保護(hù)器設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片本體上,熱保護(hù)器與半導(dǎo)體制冷單元組串聯(lián)連接,以控制控制電路的通斷。
進(jìn)一步地,半導(dǎo)體制冷單元組具有制冷子單元,制冷子單元為多個(gè);各個(gè)制冷子單元與各個(gè)導(dǎo)熱子單元間隔設(shè)置。
進(jìn)一步地,第一散熱部具有安裝槽,第二散熱部與安裝槽圍成容納間隙,半導(dǎo)體制冷片設(shè)置在安裝槽內(nèi)。
進(jìn)一步地,第一散熱部與第二散熱部卡接、粘接或通過緊固件連接。
進(jìn)一步地,第二散熱部的第一端具有第一卡扣,第一散熱部具有與第一卡扣配合的第二卡扣或卡槽或卡孔。
進(jìn)一步地,第二散熱部的第二端具有供緊固件穿過的第一緊固孔,第一散熱部具有供緊固件穿過的第二緊固孔,緊固件穿設(shè)在第一緊固孔和第二緊固孔內(nèi),以緊固第一散熱部和第二散熱部。
進(jìn)一步地,第二散熱部具有第一肋基和至少一個(gè)第一肋片,第一肋片設(shè)置在第一肋基的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體制冷片的一側(cè),多個(gè)第一肋片間隔設(shè)置,第一緊固孔和第一卡扣分別設(shè)置在第一肋基的兩端。
進(jìn)一步地,第一散熱部包括:第二肋基,安裝槽設(shè)置在第二肋基上,第二肋基的兩端設(shè)置有第二緊固孔和第二卡扣;第三肋基,第二肋基和第三肋基相對設(shè)置;至少一個(gè)第二肋片,第二肋基和第三肋基通過第二肋片連接,多個(gè)第二肋片間隔設(shè)置。
進(jìn)一步地,第一散熱部包括第三肋基,第三肋基具有第一接觸面,第一接觸面用于與待散熱器件接觸。
進(jìn)一步地,第一接觸面由第一熱流密度區(qū)域和第二熱流密度區(qū)域組成,與第一熱流密度區(qū)域接觸的待散熱器件的熱量大于與第二熱流密度區(qū)域接觸的待散熱器件的熱量。
進(jìn)一步地,安裝在安裝槽內(nèi)的半導(dǎo)體制冷片由第一制冷段與第二制冷段組成,其中,第一制冷段與第一熱流密度區(qū)域相對應(yīng),第二制冷段與第二熱流密度區(qū)域相對應(yīng)。
進(jìn)一步地,第一制冷段包括:半導(dǎo)體制冷單元組,半導(dǎo)體制冷單元組具有多個(gè)用于輸出冷源的制冷子單元;用于將第一散熱部的熱量傳導(dǎo)至第二散熱部上的多個(gè)導(dǎo)熱子單元;其中,各個(gè)制冷子單元與各個(gè)導(dǎo)熱子單元間隔設(shè)置。
進(jìn)一步地,第二制冷段僅包括用于將第一散熱部的熱量傳導(dǎo)至第二散熱部上的多個(gè)導(dǎo)熱子單元。
進(jìn)一步地,安裝在安裝槽內(nèi)的半導(dǎo)體制冷片與第二熱流密度區(qū)域相對應(yīng)。
進(jìn)一步地,第一散熱部包括第二肋基和第三肋片,第三肋片設(shè)置在第二肋基遠(yuǎn)離第三肋基的一側(cè),并位于安裝槽的外側(cè),第二肋基和第三肋基相對設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供了一種空調(diào)室外機(jī),包括散熱器和電器盒,散熱器設(shè)置在電器盒上,散熱器為上述的散熱器。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面,提供了一種空調(diào)器,包括空調(diào)室外機(jī),空調(diào)室外機(jī)為上述的空調(diào)室外機(jī)。
本發(fā)明的散熱器通過第一散熱部、第二散熱部以及半導(dǎo)體制冷片實(shí)現(xiàn)了對待散熱器件的快速散熱,其中,第一散熱部與待散熱器件連接,第二散熱部設(shè)置在第一散熱部遠(yuǎn)離待散熱器件的一側(cè),半導(dǎo)體制冷片設(shè)置在第一散熱部和第二散熱部之間。在具體使用過程中,通過第一散熱部與待散熱器件連接,待散熱器件通過第一散熱部傳遞熱量,半導(dǎo)體制冷片制冷實(shí)現(xiàn)了對散熱器的降溫,第二散熱部的使用增大了散熱器的整體散熱面積。
相比現(xiàn)有的散熱器是通過半導(dǎo)體制冷片與待散熱器件直接接觸,通過半導(dǎo)體制冷片輸出冷源對待散熱器件進(jìn)行散熱,但由于半導(dǎo)體制冷片的傳熱能力較低,不能夠?qū)⒍嘤嗟臒崃亢芎玫貍鞒觯w的散熱效果不佳,而本發(fā)明的散熱器通過在第一散熱部和第二散熱部之間設(shè)置有半導(dǎo)體制冷片,不僅能夠保證半導(dǎo)體制冷片穩(wěn)定制冷,而且還能夠?qū)⒋崞骷臒崃亢芎玫貍鞒觯瑢?shí)現(xiàn)了待散熱器件的快速散熱,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的散熱器散熱效果較差的問題。
附圖說明
構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的散熱器的第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2示出了圖1的散熱器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3示出了圖1的散熱器的第一散熱部的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4示出了圖1的散熱器的第二散熱部的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的散熱器的第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6示出了圖5的散熱器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的散熱器的半導(dǎo)體制冷片的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8示出了圖7的散熱器的半導(dǎo)體制冷片的局部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的散熱器的半導(dǎo)體制冷片的半導(dǎo)體制冷單元組的第一種排布結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的散熱器的半導(dǎo)體制冷片的半導(dǎo)體制冷單元組的第二種排布結(jié)構(gòu)示意圖;
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的散熱器的半導(dǎo)體制冷片的半導(dǎo)體制冷單元組的第三種排布結(jié)構(gòu)示意圖;
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的散熱器的半導(dǎo)體制冷片的半導(dǎo)體制冷單元組的第四種排布結(jié)構(gòu)示意圖;
圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的散熱器的半導(dǎo)體制冷片的半導(dǎo)體制冷單元組的第五種排布結(jié)構(gòu)示意圖;
圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的散熱器的半導(dǎo)體制冷片的第一種控制電路圖;以及
圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的散熱器的半導(dǎo)體制冷片的第二種控制電路圖。
其中,上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
10、第一散熱部;11、安裝槽;12、第二卡扣;13、第二緊固孔;14、第二肋基;15、第三肋基;151、第一接觸面;16、第二肋片;17、第三肋片;20、第二散熱部;21、第一卡扣;22、第一緊固孔;23、第一肋基;24、第一肋片;30、半導(dǎo)體制冷片;31、半導(dǎo)體制冷片本體;32、導(dǎo)熱子單元;33、半導(dǎo)體制冷單元組;331、制冷子單元;34、溫度控制器;35、熱保護(hù)器。
具體實(shí)施方式
需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
本發(fā)明提供了一種散熱器,用于對待散熱器件進(jìn)行散熱,請參考圖1至圖15,散熱器包括:第一散熱部10,第一散熱部10與待散熱器件連接;第二散熱部20,第二散熱部20設(shè)置在第一散熱部10遠(yuǎn)離待散熱器件的一側(cè);半導(dǎo)體制冷片30,半導(dǎo)體制冷片30設(shè)置在第一散熱部10和第二散熱部20之間。
本發(fā)明的散熱器通過第一散熱部10、第二散熱部20以及半導(dǎo)體制冷片30實(shí)現(xiàn)了對待散熱器件的快速散熱,其中,第一散熱部10與待散熱器件連接,第二散熱部20設(shè)置在第一散熱部10遠(yuǎn)離待散熱器件的一側(cè),半導(dǎo)體制冷片30設(shè)置在第一散熱部10和第二散熱部20之間。在具體使用過程中,通過第一散熱部10與待散熱器件連接,待散熱器件通過第一散熱部10傳遞熱量,半導(dǎo)體制冷片30制冷實(shí)現(xiàn)了對散熱器的降溫,第二散熱部20的使用增大了散熱器的整體散熱面積。
相比現(xiàn)有的散熱器是通過半導(dǎo)體制冷片30與待散熱器件直接接觸,通過半導(dǎo)體制冷片30輸出冷源對待散熱器件進(jìn)行散熱,但由于半導(dǎo)體制冷片30的傳熱能力較低,不能夠?qū)⒍嘤嗟臒崃亢芎玫貍鞒?,整體的散熱效果不佳,而本發(fā)明的散熱器通過在第一散熱部10和第二散熱部20之間設(shè)置有半導(dǎo)體制冷片30,不僅能夠保證半導(dǎo)體制冷片30穩(wěn)定制冷,而且還能夠?qū)⒋崞骷臒崃亢芎玫貍鞒觯瑢?shí)現(xiàn)了待散熱器件的快速散熱,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的散熱器散熱效果較差的問題。
為了能夠增強(qiáng)半導(dǎo)體制冷片30的傳熱能力,如圖7和圖8所示,半導(dǎo)體制冷片30包括:半導(dǎo)體制冷片本體31;用于將第一散熱部10的熱量傳導(dǎo)至第二散熱部20上的導(dǎo)熱子單元32,導(dǎo)熱子單元32設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片本體31上。
在本實(shí)施例中,半導(dǎo)體制冷片30包括:半導(dǎo)體制冷片本體31和導(dǎo)熱子單元32,其中,導(dǎo)熱子單元32設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片本體31上,用于將第一散熱部10的熱量傳導(dǎo)至第二散熱部20上的導(dǎo)熱子單元32,在本實(shí)施例中,導(dǎo)熱子單元32的材料是導(dǎo)熱系數(shù)較大的絕緣物質(zhì),如導(dǎo)熱硅膠。
為了能夠方便導(dǎo)熱子單元32的安裝以及保證傳熱的穩(wěn)定性,半導(dǎo)體制冷片本體31具有安裝通孔,導(dǎo)熱子單元32設(shè)置在安裝通孔內(nèi)。通過在半導(dǎo)體制冷片本體31上設(shè)置有安裝通孔,導(dǎo)熱子單元32設(shè)置在安裝通孔內(nèi),其中,導(dǎo)熱子單元32的貫穿半導(dǎo)體制冷片本體31的上下端面。
優(yōu)選地,安裝通孔為多個(gè),導(dǎo)熱子單元32為多個(gè),多個(gè)安裝通孔均勻地分布在半導(dǎo)體制冷片本體31上,各個(gè)導(dǎo)熱子單元32設(shè)置在相應(yīng)的安裝通孔內(nèi)。
為了能夠保證半導(dǎo)體制冷片30在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)制冷,半導(dǎo)體制冷片30還包括:半導(dǎo)體制冷單元組33,半導(dǎo)體制冷單元組33設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片本體31內(nèi),半導(dǎo)體制冷單元組33連接在半導(dǎo)體制冷片30的控制電路上,以使半導(dǎo)體制冷單元組33輸出冷源;其中,控制電路上設(shè)置有溫度控制器34,溫度控制器34設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片本體31上,溫度控制器34與半導(dǎo)體制冷單元組33串聯(lián)連接,以控制半導(dǎo)體制冷單元組33的運(yùn)行。
在本實(shí)施例中,半導(dǎo)體制冷片30的半導(dǎo)體制冷單元組33和控制電路上的溫度控制器34串聯(lián)連接,其中,集成在半導(dǎo)體制冷片本體31內(nèi)。
在本實(shí)施例中,半導(dǎo)體制冷片30的內(nèi)部放置的溫度控制器34用于采集溫度和控制制冷片工作,該溫控器(溫度控制器34)與半導(dǎo)體制冷單元組33的電路連接關(guān)系是串聯(lián)連接,溫控器的形式可以是具有負(fù)溫度系數(shù)的ntc熱敏電阻或帶常開觸點(diǎn)的熱敏開關(guān),用于當(dāng)散熱器溫度達(dá)到半導(dǎo)體制冷片開啟溫度時(shí),ntc熱敏電阻的電阻值迅速減小至100ω以下使電路導(dǎo)通或熱敏開關(guān)的常開觸點(diǎn)閉合使電路導(dǎo)通,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制半導(dǎo)體制冷片的工作狀態(tài)。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體制冷單元組33按一定的溫度梯度運(yùn)行,即按在不同的溫度范圍內(nèi)各個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組33依次運(yùn)行,如圖14和圖15所示,半導(dǎo)體制冷單元組33為多個(gè),溫度控制器34為多個(gè),各個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組33與相應(yīng)的溫度控制器34串聯(lián)連接,其中,多個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組33并聯(lián)連接。
在本實(shí)施例中,通過將半導(dǎo)體制冷單元組33設(shè)置為多個(gè),溫度控制器34設(shè)置為多個(gè),其中,各個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組33與相應(yīng)的溫度控制器34串聯(lián)連接,多個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組33并聯(lián)連接,通過調(diào)節(jié)各個(gè)溫度控制器34的溫度運(yùn)行范圍,從而能夠使各個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組33在不同的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行,從而可以節(jié)約資源,提高半導(dǎo)體制冷單元組33的使用壽命。
為了能夠保證溫度過高時(shí)斷開半導(dǎo)體制冷單元組33的運(yùn)行,如圖14和圖15所示,控制電路上設(shè)置有熱保護(hù)器35,熱保護(hù)器35設(shè)置在半導(dǎo)體制冷片本體31上,熱保護(hù)器35與半導(dǎo)體制冷單元組33串聯(lián)連接,以控制控制電路的通斷。
在本實(shí)施例中,控制電路上設(shè)置有熱保護(hù)器35,熱保護(hù)器35集成在半導(dǎo)體制冷片本體31內(nèi),熱保護(hù)器35串聯(lián)在控制電路上,與各個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組33和溫度控制器34均串聯(lián)連接,在溫度達(dá)到熱保護(hù)器35的上限時(shí),熱保護(hù)器35斷開,從而控制控制電路的通斷。
在本實(shí)施例中,半導(dǎo)體制冷片的內(nèi)部放置有用于采集溫度和保護(hù)制冷片不被高溫過熱燒毀的熱保護(hù)器35,該熱保護(hù)器與半導(dǎo)體制冷單元組的電路連接關(guān)系是串聯(lián)連接,熱保護(hù)器的形式可以是具有正溫度系數(shù)的ptc熱敏電阻或帶常閉觸點(diǎn)的熱敏開關(guān),熱保護(hù)的數(shù)量至少為1個(gè),用于當(dāng)半導(dǎo)體制冷片工作溫度過高時(shí),ptc熱敏電阻的電阻值迅速增大至12kω以上使電路斷路或熱敏開關(guān)的常閉觸點(diǎn)跳開使電路斷路,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷制冷片的供電回路,防止制冷片過熱燒毀,保護(hù)制冷片。
優(yōu)選地,如圖7和圖8所示,半導(dǎo)體制冷單元組33具有制冷子單元331,制冷子單元331為多個(gè);各個(gè)制冷子單元331與各個(gè)導(dǎo)熱子單元32間隔設(shè)置。
為了能夠?qū)雽?dǎo)體制冷片30溫度地安裝在第一散熱部10和第二散熱部20之間,如圖3所示,第一散熱部10具有安裝槽11,第二散熱部20與安裝槽11圍成容納間隙,半導(dǎo)體制冷片30設(shè)置在安裝槽11內(nèi)。
針對第一散熱部10與第二散熱部20的連接方式,第一散熱部10與第二散熱部20卡接、粘接或通過緊固件連接。
為了能夠使第一散熱部10與第二散熱部20實(shí)現(xiàn)快速安裝與拆卸,如圖2和圖6所示,第二散熱部20的第一端具有第一卡扣21,第一散熱部10具有與第一卡扣21配合的第二卡扣12或卡槽或卡孔。
在本實(shí)施例中,第二散熱部20的第一端具有第一卡扣21,第一散熱部10具有與第一卡扣21配合的第二卡扣12,第一卡扣21和第二卡扣12卡接。
優(yōu)選地,第二散熱部20的第二端具有供緊固件穿過的第一緊固孔22,第一散熱部10具有供緊固件穿過的第二緊固孔13,緊固件穿設(shè)在第一緊固孔22和第二緊固孔13內(nèi),以緊固第一散熱部10和第二散熱部20。
針對第二散熱部20的具體結(jié)構(gòu),如圖4所示,第二散熱部20具有第一肋基23和至少一個(gè)第一肋片24,第一肋片24設(shè)置在第一肋基23的遠(yuǎn)離半導(dǎo)體制冷片30的一側(cè),多個(gè)第一肋片24間隔設(shè)置,第一緊固孔22和第一卡扣21分別設(shè)置在第一肋基23的兩端。
在本實(shí)施例中,第二散熱部20的第一肋基23與半導(dǎo)體制冷片30接觸,第一肋片24用于擴(kuò)大散熱范圍,其中,第一肋片24設(shè)置在第一肋基23的遠(yuǎn)離的一側(cè),多個(gè)第一肋片24間隔設(shè)置,第一緊固孔22和第一卡扣21分別設(shè)置在第一肋基23的兩端。
相應(yīng)地,針對第一散熱部10的具體結(jié)構(gòu),如圖3所示,第一散熱部10包括:第二肋基14,安裝槽11設(shè)置在第二肋基14上,第二肋基14的兩端設(shè)置有第二緊固孔13和第二卡扣12;第三肋基15,第二肋基14和第三肋基15相對設(shè)置;至少一個(gè)第二肋片16,第二肋基14和第三肋基15通過第二肋片16連接,多個(gè)第二肋片16間隔設(shè)置。
優(yōu)選地,第一散熱部10包括第三肋基15,第三肋基15具有第一接觸面151,第一接觸面151用于與待散熱器件接觸。
在本實(shí)施例中,第三肋基15的第一接觸面151用于與待散熱器件接觸。
考慮到電器盒內(nèi)的待散熱元件的分布不同,第一接觸面151由第一熱流密度區(qū)域和第二熱流密度區(qū)域組成,與第一熱流密度區(qū)域接觸的待散熱器件的熱量大于與第二熱流密度區(qū)域接觸的待散熱器件的熱量。
針對第一個(gè)實(shí)施例的散熱器的具體結(jié)構(gòu):
考慮到與半導(dǎo)體制冷片30相對應(yīng)的待散熱器件的發(fā)熱能力不同,為了最大程度地節(jié)約資源,如圖1和圖2所示,安裝在安裝槽11內(nèi)的半導(dǎo)體制冷片30由第一制冷段與第二制冷段組成,其中,第一制冷段與第一熱流密度區(qū)域相對應(yīng),第二制冷段與第二熱流密度區(qū)域相對應(yīng)。
在本實(shí)施例中的第一制冷段與第一熱流密度區(qū)域相對應(yīng),即第一制冷段在第一熱流密度區(qū)域上的投影在不考慮大小的情況下,與第一熱流密度區(qū)域重合,同理,第二制冷段與第二熱流密度區(qū)域相對應(yīng)也表示同樣的含義。
優(yōu)選地,第一制冷段包括:半導(dǎo)體制冷單元組33,半導(dǎo)體制冷單元組33具有多個(gè)用于輸出冷源的制冷子單元331;用于將第一散熱部10的熱量傳導(dǎo)至第二散熱部20上的多個(gè)導(dǎo)熱子單元32;其中,各個(gè)制冷子單元331與各個(gè)導(dǎo)熱子單元32間隔設(shè)置。
優(yōu)選地,第二制冷段僅包括用于將第一散熱部10的熱量傳導(dǎo)至第二散熱部20上的多個(gè)導(dǎo)熱子單元32。
針對本實(shí)施例的散熱器,半導(dǎo)體制冷片30的長度與第一散熱部10和第二散熱部20基本一致,其中,半導(dǎo)體制冷片30可分為第一制冷段與第二制冷段,第一制冷段與第一熱流密度區(qū)域相對應(yīng),第二制冷段與第二熱流密度區(qū)域相對應(yīng),考慮到與第一熱流密度區(qū)域接觸的待散熱器件的熱量大于與第二熱流密度區(qū)域接觸的待散熱器件的熱量,所以僅在第一制冷段內(nèi)設(shè)置有制冷子單元331,而第二制冷段不設(shè)置制冷子單元331,為了不影響半導(dǎo)體制冷片30的傳熱性能,第一制冷段與第二制冷段內(nèi)均包括用于將第一散熱部10的熱量傳導(dǎo)至第二散熱部20上的多個(gè)導(dǎo)熱子單元32。
針對第二個(gè)實(shí)施例的散熱器的具體結(jié)構(gòu):
優(yōu)選地,如圖5和圖6所示,安裝在安裝槽11內(nèi)的半導(dǎo)體制冷片30與第二熱流密度區(qū)域相對應(yīng)。
優(yōu)選地,第一散熱部10包括第二肋基14和第三肋片17,第三肋片17設(shè)置在第二肋基14遠(yuǎn)離第三肋基15的一側(cè),并位于安裝槽11的外側(cè),第二肋基14和第三肋基15相對設(shè)置。
針對本實(shí)施例的散熱器,半導(dǎo)體制冷片30的長度僅與第一接觸面151的第二熱流密度區(qū)域基本一致,所以半導(dǎo)體制冷片30的長度僅為第一散熱部10和第二散熱部20長度的一部份,在本實(shí)施例中的半導(dǎo)體制冷片30內(nèi)設(shè)置有制冷子單元331和多個(gè)導(dǎo)熱子單元32。
針對本發(fā)明的散熱器的具體結(jié)構(gòu)以及具體使用進(jìn)行說明:
本發(fā)明的散熱器即半導(dǎo)體制冷散熱器由1塊半導(dǎo)體制冷片30和2塊鋁制風(fēng)冷式散熱器(第一散熱部10和第二散熱部20)構(gòu)成,半導(dǎo)體制冷片30夾在兩個(gè)鋁制散熱器之間。
半導(dǎo)體制冷片30由上下2塊導(dǎo)熱片和夾在兩導(dǎo)熱片之間的半導(dǎo)體制冷子單元331和導(dǎo)熱子單元32組成,導(dǎo)熱子單元32貫穿于兩塊導(dǎo)熱片,且與這兩導(dǎo)熱片的外表面平齊,每相鄰4個(gè)長方體的半導(dǎo)體子單元圍著1個(gè)圓柱體的導(dǎo)熱子單元32,導(dǎo)熱子單元32的材料是導(dǎo)熱系數(shù)較大的絕緣物質(zhì),如導(dǎo)熱硅膠,熱量可容易地從導(dǎo)熱子單元32的一個(gè)圓面?zhèn)髦亮硗庖粋€(gè)圓面。
半導(dǎo)體制冷片30內(nèi)部的各個(gè)若干個(gè)相鄰的半導(dǎo)體制冷子單元331之間可以通過并聯(lián)連接、串聯(lián)連接、串并聯(lián)組合連接的方式組成多個(gè)不同的1個(gè)半導(dǎo)體制冷單元,而若干個(gè)半導(dǎo)體制冷單元之間又可通過并聯(lián)連接、串聯(lián)連接、串并聯(lián)組合連接的方式分配成若干組,組成1個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組,半導(dǎo)體制冷片30內(nèi)部可以有1個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組,這些半導(dǎo)體制冷單元組可以一起同時(shí)工作,也可以按一定的溫度梯度,逐個(gè)單元組逐個(gè)單元組地投入工作,從而可以方便地改變制冷量輸出,以滿足散熱器在不同環(huán)境溫度下的散熱性能需求。
通過調(diào)整單位面積上的半導(dǎo)體制冷子單元331的密度(即調(diào)整制冷子單元331之間的間隙距離)來改變半導(dǎo)體制冷子單元331的總數(shù)量,從而方便地改變半導(dǎo)體制冷片30的制冷量輸出,以滿足不同匹數(shù)變頻空調(diào)的散熱器設(shè)計(jì)要求。
在實(shí)施例1中,如圖1和圖2所示,半導(dǎo)體制冷片30內(nèi)部的半導(dǎo)體制冷子單元331集中分布在冷端面或熱端面上熱流密度較大的地方,這樣按需分布,節(jié)省半導(dǎo)體制冷子單元331的數(shù)量,降低散熱器的生產(chǎn)成本。
在實(shí)施例2中,如圖5和圖6所示,半導(dǎo)體制冷片30內(nèi)部的半導(dǎo)體制冷子單元331集中分布在冷端面或熱端面的熱流密度較小的地方,但是這種在情況下,第一鋁制散熱器與半導(dǎo)體制冷片30相接觸部位的肋基厚度要比肋基的其它部位厚,并且肋基最厚的部位與最薄的部位是均勻地過度的,這樣能夠使制冷片產(chǎn)生的制冷量可以均勻地分配到從肋基的第二表面向外延伸的肋片上,保證每片肋片的溫度都比較接近,充分發(fā)揮每片肋片的散熱能力。
半導(dǎo)體制冷片30的導(dǎo)熱子單元32按一定的排列規(guī)律,均勻地分布在冷端面或熱端面上,因?yàn)楫?dāng)半導(dǎo)體制冷片30不工作時(shí),第一鋁制散熱器與第二鋁制散熱器之間需要這些導(dǎo)熱子單元32的導(dǎo)熱作用進(jìn)行傳熱。
半導(dǎo)體制冷片30的內(nèi)部放置有用于采集溫度和控制制冷片工作與否的溫控器(溫度控制器34),該溫控器與半導(dǎo)體制冷單元組的電路連接關(guān)系是串聯(lián)連接,溫控器的形式可以是具有負(fù)溫度系數(shù)的ntc熱敏電阻或帶常開觸點(diǎn)的熱敏開關(guān),溫控器的數(shù)量至少為1個(gè),用于當(dāng)散熱器溫度達(dá)到半導(dǎo)體制冷片30開啟溫度時(shí),ntc熱敏電阻的電阻值迅速減小至100ω以下使電路導(dǎo)通或熱敏開關(guān)的常開觸點(diǎn)閉合使電路導(dǎo)通,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制半導(dǎo)體制冷片30的工作狀態(tài)。
半導(dǎo)體制冷片30的內(nèi)部放置有用于采集溫度和保護(hù)制冷片不被高溫過熱燒毀的熱保護(hù)器35,該熱保護(hù)器35與半導(dǎo)體制冷單元組的電路連接關(guān)系是串聯(lián)連接,熱保護(hù)器35的形式可以是具有正溫度系數(shù)的ptc熱敏電阻或帶常閉觸點(diǎn)的熱敏開關(guān),熱保護(hù)的數(shù)量至少為1個(gè),用于當(dāng)半導(dǎo)體制冷片30工作溫度過高時(shí),ptc熱敏電阻的電阻值迅速增大至12kω以上使電路斷路或熱敏開關(guān)的常閉觸點(diǎn)跳開使電路斷路,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切斷制冷片的供電回路,防止制冷片過熱燒毀,保護(hù)制冷片。
半導(dǎo)體制冷片30內(nèi)部的溫控器和熱保護(hù)器35的放置位置可以是整塊制冷片中溫度最高的位置,也可以是任意位置,但是如果選取后者,則需要對溫控器和熱保護(hù)器35的動(dòng)作溫度進(jìn)行合理修正,以使半導(dǎo)體制冷片30按最佳的控制溫度開啟工作或停止工作。
與空調(diào)控制器主板上的功率元器件相接觸的第一鋁制散熱器(第一散熱部10)由2個(gè)肋基和肋基之間的散熱肋片組成,第一鋁制散熱器的第一肋基的第一表面與功率元器件的散熱面緊密接觸傳熱,并且接觸面間涂有用于導(dǎo)熱的散熱硅蠟。
半導(dǎo)體制冷片30的上下兩個(gè)外表面分別是冷端面和熱端面,其中,冷端面與第一鋁制散熱器的第二肋基的第一表面緊密接觸傳熱,并且接觸面間涂有用于導(dǎo)熱的散熱硅蠟。
第二鋁制散熱器(第二散熱部20)由1個(gè)肋基和由肋基第二表面向外延伸的肋片組成,肋基的第一表面則與半導(dǎo)體制冷片30的熱端面緊密接觸傳熱,并且接觸面間涂有用于導(dǎo)熱的散熱硅蠟。
第一鋁制散熱器的肋片厚度大于第二鋁制散熱器的肋片厚度,因?yàn)檫@樣可以使半導(dǎo)體制冷片30工作時(shí)更多地吸收從第一鋁制散熱器的肋片傳導(dǎo)過來的熱量。
第一鋁制散熱器的肋片間距大于第二鋁制散熱器的肋片間距,即第二鋁制散熱器的肋片更加密,肋片數(shù)量更加多,因?yàn)檫@樣可以使熱量快速地傳遞給它周圍環(huán)境的空氣。
第一鋁制散熱器的肋片厚度與它的兩個(gè)肋基厚度的比值均滿足:肋片厚度/肋基厚度=0.45~1.0,因?yàn)檫@樣的比值可以使得在散熱器散發(fā)相同熱量的情況下,散熱器的材料成本較低,如果肋基的厚度不是均勻的,則采取肋基厚度的最小值來計(jì)算所述的比值。
第一鋁制散熱器的肋片厚度與肋片間距的比值滿足:肋片厚度/肋片間距=0.30~0.45,因?yàn)檫@樣的比值可以保證相鄰兩個(gè)肋片間有足夠的氣流流動(dòng)空間,實(shí)現(xiàn)對流換熱,同時(shí)還可避免較大體積的灰塵或臟物堵塞肋片間的空隙。
第一鋁制散熱器的肋片厚度與肋片的高度的比值滿足:肋片厚度/肋片高度=0.1~0.16,因?yàn)檫@樣的比值可以保證在環(huán)境溫度高溫的情況下,肋片向環(huán)境空氣散發(fā)的熱量與肋片向第二肋基傳遞的熱量的比例達(dá)到較佳的3:1,半導(dǎo)體制冷片30只需產(chǎn)生較少制冷量即可中和掉后者所述的熱量,從而降低半導(dǎo)體制冷片30工作時(shí)的耗電,提高空調(diào)的能效比。
半導(dǎo)體制冷片30上設(shè)計(jì)有防裝錯(cuò)結(jié)構(gòu),如圖7所示,制冷片的某一條邊上突出一個(gè)半圓形結(jié)構(gòu),可以避免因裝反制冷片的冷端面和熱端面,而使散熱器功能失效情況的發(fā)生。
第一鋁制散熱器與第二鋁制散熱器的連接方式是:一端采用卡扣連接,另一端采用螺釘緊固連接,這樣可以避免兩端都使用螺釘連接而降低生產(chǎn)裝配效率。
如圖10所示,其中,“×”形狀表示第1個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組中的某個(gè)半導(dǎo)體制冷單元,“○”形狀表示第2個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組中的某個(gè)半導(dǎo)體制冷單元,第1個(gè)制冷單元組和第2個(gè)制冷單元組均可以獨(dú)立工作,互不影響,當(dāng)前行的“×”和與鄰行的“○”對齊排布,每一行的圖形排序是“×○×○×○……”。
如圖11所示,其中,“×”形狀表示第1個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組中的某個(gè)半導(dǎo)體制冷單元,“○”形狀表示第2個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組中的某個(gè)半導(dǎo)體制冷單元,第1個(gè)制冷單元組和第2個(gè)制冷單元組均可以獨(dú)立工作,互不影響,“×”和“○”在列方向上或行方向上依次交錯(cuò)排布。
如圖12所示,其中,“×”形狀表示第1個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組中的某個(gè)半導(dǎo)體制冷單元,“○”形狀表示第2個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組中的某個(gè)半導(dǎo)體制冷單元,“△”形狀表示第3個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組中的某個(gè)半導(dǎo)體制冷單元,3個(gè)制冷單元組均可以獨(dú)立工作,互不影響,第2行的“△”和第1行的“×”對齊,第3行的“○”與第2行的“△”對齊,每一行的圖形排序是“×△○×△○×△○……”。
如圖13所示,其中,“×”形狀表示第1個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組中的某個(gè)半導(dǎo)體制冷單元,“○”形狀表示第2個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組中的某個(gè)半導(dǎo)體制冷單元,“△”形狀表示第3個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組中的某個(gè)半導(dǎo)體制冷單元,3個(gè)制冷單元組均可以獨(dú)立工作,互不影響,“×”、“△”和“○”在列方向上或行方向上依次交錯(cuò)排布,每一行的圖形排序是“×△○×△○×△○……”。
如圖14所示,虛線框所包圍的電路是半導(dǎo)體制冷片30的內(nèi)部連接電路,r1、r2、r3……為各個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組的等效電阻,k1、k2、k3……為觸點(diǎn)常開型溫控器,k0為觸點(diǎn)常閉型熱保護(hù)器35,半導(dǎo)體制冷片30的外部引出1根正極供電導(dǎo)線和1根負(fù)極供電導(dǎo)線。
如圖15所示,其中,虛線框所包圍的電路是半導(dǎo)體制冷片30的內(nèi)部連接電路,r1、r2、r3……為各個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組的等效電阻,rt1、rt2、rt3……為負(fù)溫度系數(shù)的ntc型熱敏電阻,rt0為正溫度系數(shù)的ptc型熱敏電阻,半導(dǎo)體制冷片30的外部引出1根正極供電導(dǎo)線和1根負(fù)極供電導(dǎo)線。
針對半導(dǎo)體制冷片30的結(jié)構(gòu):
半導(dǎo)體制冷片30的結(jié)構(gòu)由上導(dǎo)熱片、下導(dǎo)熱片和夾在兩導(dǎo)熱片之間的半導(dǎo)體制冷子單元331和導(dǎo)熱子單元32,以及防水防塵密封條組成;
半導(dǎo)體制冷子單元331的位置排列,半導(dǎo)體制冷子單元331呈長方形,導(dǎo)熱子單元32呈圓柱形,其中,導(dǎo)熱子單元32貫穿于所述的兩塊導(dǎo)熱片,且與這兩導(dǎo)熱片的外表面平齊,每相鄰4個(gè)半導(dǎo)體制冷子單元331圍著1個(gè)導(dǎo)熱子單元32,導(dǎo)熱子單元32的材料是導(dǎo)熱系數(shù)較大的絕緣物質(zhì),如導(dǎo)熱硅膠,熱量可容易地從導(dǎo)熱子單元32的一個(gè)圓面?zhèn)髦亮硗庖粋€(gè)圓面,并且導(dǎo)熱子單元32圓柱體的直徑滿足關(guān)系d<20.5*δ(相鄰兩個(gè)半導(dǎo)體制冷子單元331的間距),避免導(dǎo)熱子單元32尺寸過大與半導(dǎo)體制冷子單元331相碰干涉。
導(dǎo)熱子單元32均勻分布在冷/熱端面上,因?yàn)楫?dāng)半導(dǎo)體制冷片30不工作時(shí),第一鋁制散熱器與第二鋁制散熱器之間需要這些導(dǎo)熱子單元32的導(dǎo)熱作用進(jìn)行傳熱。
通過調(diào)整單位面積上的半導(dǎo)體制冷子單元331的密度(即調(diào)整制冷子單元331之間的間隙距離δ)可以改變半導(dǎo)體制冷片30的制冷子單元331的總數(shù)量,從而方便地改變半導(dǎo)體制冷片30的制冷量輸出,以滿足不同匹數(shù)變頻空調(diào)的散熱器設(shè)計(jì)要求。
半導(dǎo)體制冷片30內(nèi)部的、若干個(gè)相鄰的半導(dǎo)體制冷子單元331之間可以通過并聯(lián)連接、串聯(lián)連接、串并聯(lián)組合連接的方式組成多個(gè)不同的制冷單元。
若干個(gè)上述的制冷單元通過一定的電路連接方式(例如并聯(lián)或串聯(lián)連接方式)又可以分配組成若干個(gè)制冷單元組,制冷單元組可以一起同時(shí)工作,也可以按一定的溫度梯度,逐個(gè)單元組逐個(gè)單元組地投入工作,直至最后所有單元組全部一起工作,如果是采用多個(gè)制冷單元組的方式,則單元組之間的電路連接關(guān)系是并聯(lián)連接,如圖14或15所示,這樣可以根據(jù)不同的室外環(huán)境溫度,方便地改變制冷量輸出,以滿足散熱器在不同環(huán)境溫度下的散熱性能需求,半導(dǎo)體制冷單元的排布圖如圖9至圖13所示,圖示的制冷單元排布形狀形式和組數(shù)只是實(shí)施方式的其中一種表示而已,當(dāng)然允許有更多制冷單元組搭配更多種排列組合的方式,然而隨著組數(shù)的增多,排列組合變得非常復(fù)雜,內(nèi)部電路隨之變得非常復(fù)雜,所以綜合半導(dǎo)體制冷片30的生產(chǎn)效率和成本考慮,一般組數(shù)宜選2~3組。
半導(dǎo)體制冷片30的內(nèi)部放置有用于采集溫度和控制制冷片工作與否的溫控器,該溫控器與半導(dǎo)體制冷單元組的電路連接關(guān)系是串聯(lián)連接,溫控器的形式可以是具有負(fù)溫度系數(shù)的ntc熱敏電阻或熱敏開關(guān),溫控器的數(shù)量至少為1個(gè),且溫控器數(shù)量與制冷單元組的數(shù)量一一對應(yīng),針對不同形式的溫控器,其具體工作如下所述:
當(dāng)采用負(fù)溫度系數(shù)的ntc熱敏電阻作為溫控器時(shí),其電路連接圖如圖15所示,虛線框包圍的電路是半導(dǎo)體制冷片30的內(nèi)部電路連接示意圖,其中代表半導(dǎo)體制冷單元組1~3的等效電阻r1~r3分別與控制其工作狀態(tài)的ntc熱敏電阻rt1~rt3串聯(lián)連接,然后r1+rt1、r2+rt2、r3+rt3三者并聯(lián)連接,最后它們與過熱保護(hù)器35ptc熱敏電阻rt0串聯(lián)連接,圖中只畫出3個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組的電路,但是可根據(jù)實(shí)際的散熱控制需要,適當(dāng)增減組數(shù),如只有1個(gè)制冷單元組,則忽略電路中的r1、r2和rt1、rt2即可。當(dāng)散熱器制冷片內(nèi)部的溫度【t】滿足【t】≥【tntc居里點(diǎn)溫度】,則ntc熱敏電阻的電阻值迅速減小至100ω以下,遠(yuǎn)小于半導(dǎo)體制冷單元的等效電阻值,故ntc熱敏電阻呈導(dǎo)通狀態(tài),半導(dǎo)體制冷片30得電開始制冷工作。ntc熱敏電阻rt1、rt2、tr3對應(yīng)的居里點(diǎn)溫度值【tntc居里點(diǎn)溫度1】、【tntc居里點(diǎn)溫度2】、【tntc居里點(diǎn)溫度3】與變頻空調(diào)室外機(jī)功率元器件溫度過高限制壓縮機(jī)頻率上升所對應(yīng)的溫度【t壓縮機(jī)限頻器件溫度】的關(guān)系滿足如下的條件:
當(dāng)采用帶常開觸點(diǎn)的熱敏開關(guān)作為溫控器時(shí),其電路連接圖如圖14所示,虛線框包圍的電路是半導(dǎo)體制冷片30的內(nèi)部電路連接示意圖,其中代表半導(dǎo)體制冷單元組1~3的等效電阻r1~r3分別與控制其工作狀態(tài)的熱敏開關(guān)k1~k3串聯(lián)連接,然后r1+k1、r2+k2、r3+k3三者并聯(lián)連接,最后它們與過熱保護(hù)器35熱敏開關(guān)k0串聯(lián)連接,圖中只畫出3個(gè)半導(dǎo)體制冷單元組的電路,但是可根據(jù)實(shí)際的散熱控制需要,適當(dāng)增減組數(shù),如只有1個(gè)制冷單元組,則忽略電路中的r1、r2和k1、k2即可。當(dāng)散熱器制冷片內(nèi)部的溫度【t】滿足【t】≥【t動(dòng)作溫度】,則熱敏開關(guān)的常開觸點(diǎn)閉合,使電路導(dǎo)通,半導(dǎo)體制冷片30制冷工作。常開觸點(diǎn)型熱敏開關(guān)k1、k2、k3的動(dòng)作溫度值【t動(dòng)作溫度1】、【t動(dòng)作溫度2】、【t動(dòng)作溫度3】和對應(yīng)的復(fù)位溫差值【δt復(fù)位溫差1】、【δt復(fù)位溫差2】、【δt復(fù)位溫差3】與變頻空調(diào)室外機(jī)功率器件溫度過高限制壓縮機(jī)頻率上升所對應(yīng)的溫度【t壓縮機(jī)限頻器件溫度】的關(guān)系滿足如下的條件:
半導(dǎo)體制冷片30的內(nèi)部放置有用于采集溫度和保護(hù)制冷片不被高溫過熱燒毀的熱保護(hù)器35,該熱保護(hù)器35與半導(dǎo)體制冷單元的電路連接關(guān)系是串聯(lián)連接,熱保護(hù)器35的形式可以是具有正溫度系數(shù)的ptc熱敏電阻或帶常閉觸點(diǎn)的熱敏開關(guān),熱保護(hù)的數(shù)量至少為1個(gè),用于當(dāng)半導(dǎo)體制冷片30溫度過高時(shí),自動(dòng)切斷制冷片的供電回路,防止制冷片過熱燒毀。
當(dāng)采用正溫度系數(shù)的ptc熱敏電阻作為熱保護(hù)器35時(shí),其電路連接圖如圖15所示,電路圖中的rt0即表示該元件,當(dāng)散熱器制冷片內(nèi)部的溫度【t】滿足【t】≥【tptc居里點(diǎn)溫度】,則ptc熱敏電阻阻值迅速變得很大,通常達(dá)到12kω左右,遠(yuǎn)大于與之串聯(lián)的電路的等效電阻值,故ptc熱敏電阻呈高阻值狀態(tài),半導(dǎo)體制冷片30的供電回路被切斷,制冷片停止工作,防止制冷片過熱燒毀。作熱保護(hù)器35用途的ptc熱敏電阻的居里點(diǎn)溫度【tptc居里點(diǎn)溫度】、半導(dǎo)體制冷子單元331晶體的節(jié)點(diǎn)極限溫度【t節(jié)點(diǎn)溫度,max】滿足如下條件:
【tptc居里點(diǎn)溫度】<【t節(jié)點(diǎn)溫度,max】-10℃
注:對于常規(guī)的半導(dǎo)體制冷元件,其晶體的節(jié)點(diǎn)極限溫度一般為110~120℃。
當(dāng)采用帶常閉觸點(diǎn)的熱敏開關(guān)作為熱保護(hù)器35時(shí),其電路連接圖如圖14所示,電路圖中的k0即表示該元件,當(dāng)散熱器制冷片內(nèi)部的溫度【t】滿足【t】≥【t動(dòng)作溫度】,則熱敏開關(guān)的常閉觸點(diǎn)斷開,半導(dǎo)體制冷片30的供電回路被切斷,制冷片停止工作,防止制冷片過熱燒毀。作熱保護(hù)器35用途的常閉觸點(diǎn)型開關(guān)的動(dòng)作溫度【t動(dòng)作溫度】滿足如下條件:
【t動(dòng)作溫度】∈[100,110]℃
注:對于常規(guī)的半導(dǎo)體制冷元件,其晶體的節(jié)點(diǎn)極限溫度一般為110~120℃。
本發(fā)明還提供了一種空調(diào)室外機(jī),包括散熱器和電器盒,散熱器設(shè)置在電器盒上,散熱器為上述的散熱器。
針對本發(fā)明的幾種替代實(shí)施例:
取消半導(dǎo)體制冷片30的導(dǎo)熱子單元32,雖然這樣會(huì)使得制冷片的導(dǎo)熱性能變差一些,空調(diào)室外機(jī)控制器主板的功率元器件的溫度偏高一些,但是散熱器整體的散熱效果還是優(yōu)于現(xiàn)有的專利技術(shù),尤其應(yīng)對在壓縮機(jī)高頻運(yùn)轉(zhuǎn)下功率元器件發(fā)熱量大的情況;
取消用于控制半導(dǎo)體制冷片30工作狀態(tài)的溫控器,雖然這樣會(huì)使得制冷片的工作狀態(tài)不可控制,只要空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn),它就會(huì)一直處于工作狀態(tài),增加空調(diào)的耗電量,不利于節(jié)能減排,但是在空調(diào)能效比還有余量的情況下,是可以采用此措施的,而且還可以降低制冷片的生產(chǎn)制造成本,同時(shí)由于沒有開關(guān)類的易損零件,它的使用壽命更長,可靠性更高;
取消用于保護(hù)半導(dǎo)體制冷片30的熱保護(hù)器35,雖然這樣會(huì)使得制冷片在發(fā)生異常時(shí)得不到及時(shí)的切斷電源保護(hù),但是空調(diào)制造廠家可以通過對變頻空調(diào)進(jìn)行全工況的全面測試模擬,得出制冷片工作最惡劣的情形,然后再適當(dāng)調(diào)整變頻空調(diào)的控制器程序和相應(yīng)的變量參數(shù)的數(shù)值,在空調(diào)制冷舒適性與保證惡劣情形下的運(yùn)行可靠性之間取一個(gè)較佳的折中,讓空調(diào)在此折中狀態(tài)下安全運(yùn)行。另外需要知道的是,目前常規(guī)的半導(dǎo)體制冷元件的晶體節(jié)點(diǎn)的極限溫度已經(jīng)有足夠的余量保證制冷片在各種惡劣工況下工作的可靠性要求。
本發(fā)明還提供了一種空調(diào)器,包括空調(diào)室外機(jī),空調(diào)室外機(jī)為上述的空調(diào)室外機(jī)。
從以上的描述中,可以看出,本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:
本發(fā)明的散熱器通過第一散熱部10、第二散熱部20以及半導(dǎo)體制冷片30實(shí)現(xiàn)了對待散熱器件的快速散熱,其中,第一散熱部10與待散熱器件連接,第二散熱部20設(shè)置在第一散熱部10遠(yuǎn)離待散熱器件的一側(cè),半導(dǎo)體制冷片30設(shè)置在第一散熱部10和第二散熱部20之間。在具體使用過程中,通過第一散熱部10與待散熱器件連接,待散熱器件通過第一散熱部10傳遞熱量,半導(dǎo)體制冷片30制冷實(shí)現(xiàn)了對散熱器的降溫,第二散熱部20的使用增大了散熱器的整體散熱面積。
相比現(xiàn)有的散熱器是通過半導(dǎo)體制冷片30與待散熱器件直接接觸,通過半導(dǎo)體制冷片30輸出冷源對待散熱器件進(jìn)行散熱,但由于半導(dǎo)體制冷片30的傳熱能力較低,不能夠?qū)⒍嘤嗟臒崃亢芎玫貍鞒?,整體的散熱效果不佳,而本發(fā)明的散熱器通過在第一散熱部10和第二散熱部20之間設(shè)置有半導(dǎo)體制冷片30,不僅能夠保證半導(dǎo)體制冷片30穩(wěn)定制冷,而且還能夠?qū)⒋崞骷臒崃亢芎玫貍鞒觯瑢?shí)現(xiàn)了待散熱器件的快速散熱,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的散熱器散熱效果較差的問題。
本發(fā)明通過采用常規(guī)鋁制風(fēng)冷式散熱器與半導(dǎo)體制冷片組合使用的方式,獲得了比單純的鋁制風(fēng)冷式散熱器更好的散熱效果,在室外環(huán)境溫度較高的工況下,可使變頻空調(diào)室外機(jī)主板的功率元器件仍然能得到很好的散熱,從而拓寬變頻空調(diào)的運(yùn)行范圍,避免空調(diào)因頻繁出現(xiàn)元器件溫度過高而限制或降低壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率,保證用戶使用空調(diào)的制冷舒適性,同時(shí)由于散熱性能的改善,使得元器件的工作溫度降低許多,所以延長了空調(diào)整機(jī)的使用壽命,本發(fā)明具體的實(shí)施方法如下:
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。