[发明专利]冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却装置，尤其涉及一种用于空调机的冷却装置。

背景技术

空调机通常包括实现空调机运行和控制的电气功率元件，这些电气功率元件在空调机运行过程中会产生热量，为确保电气功率元件安全可靠运行，需要对这些电气功率元件进行有效散热。

目前，出现了一种通过制冷循环中液态制冷剂对电气功率元件进行散热的方式。为了提高对电气功率元件的散热能力，主要可以通过以下两种方式：（一）改善散热效率（即热传导率），（二）降低冷却用制冷剂的温度。降低冷却用制冷剂温度，可以通过使用过冷却热交后的低温液态制冷剂实现，但是由于此方法会使液态制冷剂温度处于室外环境温度的露点（引起结露的温度）以下，致使冷却装置与电气功率元件产生结露，因此，该方法会导致电气功率元件绝缘不良，发生故障，影响产品可靠性。

为了防止结露，JP特开平03-75424和JP特开2011-112254公开了解决这一问题的方案。具体而言，根据这两份现有文献，可以通过利用制冷循环中膨胀阀和室外热交换器之间的液态制冷剂为电气功率元件进行散热，即利用空冷热交换器出口的液态制冷剂。空冷热交换器是利用空气的显热来冷却制冷剂的，所以制冷剂的温度不会降低至空气的干球温度以下。另一方面，由于空气的露点（引起结露的温度）一定会低于空气的干球温度，所以制冷剂的温度不会下降至露点（引起结露的温度）以下，由此解决了易结露的问题。

但是，随之带来的是由于受到配管设置处环境（如温度、风等）以及内部制冷剂（如流量、流速等）因素的影响，设置在该制冷循环位置的配管内部会存在气液两相的现象，配管内壁处会有气泡，而众所周知，气体的热传导性较液体差，由于气泡的阻隔，大大降低了冷却装置的散热效果。

图1A和图1B示意性地示出了配管1内部存在气泡5对冷却装置散热影响。图1A示出的冷却装置由通过气液两相制冷剂的圆筒形配管1和热传导件2构成，电气功率元件3紧贴在热传导件2的与配管1相对的一侧上。两相制冷剂流过配管1，制冷剂中的气泡5分布在配管1内，其中一部分气泡5会附着在靠近热传导件2的配管1的内壁上。在使用过程中，热量会沿图1B中箭头所示方向传导，由于气泡5的热传导性较差，因而会降低冷却装置整体的冷却能力。

因此，仍需对空调机内电气功率元件的冷却装置作出改进，进一步提高散热效率。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种冷却装置，其能减少靠近电气功率元件侧的配管内壁处气态制冷剂的聚集，提高散热效率。

根据本发明的第一个方面，用于空调机的冷却装置包括配管和热传导件，空调机的制冷剂在配管中流过，热传导件的一侧附连到配管的外壁，热传导件的另一侧附连空调机中的电气功率元件，其中配管具有使制冷剂作螺旋状运动的螺旋状结构。

根据本发明的第二个方面，使制冷剂作螺旋状运动的螺旋状结构包括在配管的内壁上设置的螺旋状沟槽，螺旋状沟槽由在配管的内壁上向内突出的一个或多个螺旋状沟槽壁形成。

根据本发明的第三个方面，沟槽壁的螺旋角为20°-50°。

根据本发明的第四个方面，沟槽壁的高度为配管的内部直径的10-30%。

根据本发明的第五个方面，配管嵌入热传导件。

根据本发明的第六个方面，使制冷剂作螺旋状运动的螺旋状结构包括螺旋状盘绕的配管段。

根据本发明第七个方面，在第六个方面的基础上，配管段的至少一部分嵌入热传导件。

根据本发明的第八个方面，在第七个方面的基础上，螺旋状盘绕的配管段中嵌入热传导件的配管部分为直线形。

根据本发明的第九个方面，螺旋状盘绕的配管段的螺旋角为20°-50°。

根据本发明的第十个方面，热传导件由金属制成。

采用根据本发明的冷却装置，两相制冷剂能够在配管内作螺旋状运动，使制冷剂中的气泡朝着配管的螺旋状结构的中心汇集，减少热传导件附近制冷剂中的气泡量，从而提高冷却装置的导热效率，改进冷却效果。

附图说明

图1A和图1B示意性地示出了现有技术中的用于室调机的冷却装置。

图2A为根据本发明第一实施例的冷却装置的示意图，其中示出了两相制冷剂中气泡的汇集状态。

图2B为沿图2A中A向观察到的本发明第一实施例的冷却装置的示意图，其中示出了两相制冷剂中气泡的汇集状态。

图3A和图3B为本发明第一实施例的冷却装置中的配管的示意图，其中分别示出了配管内壁上的沟槽壁的高度和角度。