約克直流變頻空調室外機變頻驅動板散熱分析

錢澍濃

摘要：室外機變頻驅動散熱是設計中需要注重考慮的問題，其對空調的整體運行情況存在直接的影響。同時，現階段，隨著科學技術的不斷進步發展，空調行業市場競爭壓力逐漸增加，生產企業為在競爭激烈的市場環境中占據一席之地，需要不斷研發完善空調性能，加強散熱性能，提升空調使用年限。

關鍵詞：直流變頻空調;室外機;驅動板

引言

本文以直流變頻空調室外機變頻驅動板散熱分析為主題展開討論，首先簡要闡述技術背景，然后分析技術方案，以約克直流變頻空調室外機的變頻驅動板散熱為案例分析，直流機組應用冷板冷卻進行變頻驅動，相比于傳統風冷新品，冷板冷卻方式具有更高的散熱效果，同時相比于散熱芯片其造價更低。在變頻驅動器中應用冷板冷卻方式較為理想。綜上應用該方式不僅可以有效節省成本，并且能夠獲得良好散熱效果，滿足空調領域未來發展需求，保證品質，降低成本。促使空調生產行業持續發展。

1空調室外機驅動板散熱研究

1.1技術背景

現階段，隨著我國科學技術的不斷發展進步，空調制造企業為滿足消費者需求，加強研發提升空調運行性能，市場中空調型號、款式不斷增加，特別是變頻空調在空調系統中的應用逐漸普及。例如風冷冷風、風冷冷水、水冷冷水等系統。而變頻空調普遍存在驅動期間散熱問題，溫升問題將對空調系統的運行穩定性、可靠性產生極大的影響。其中，風冷散熱的應用具有經濟性，借助鋁散熱器、風扇冷卻驅動模塊，但是適用范圍受到限制，多用于小型的室外機與部分商用的室外機。水冷散熱則是將驅動模板安裝于鋁散熱器，在密閉散熱器內通入冷卻水進行降溫，多用于水冷冷水、風冷冷水等空調系統，但是也存在一定缺陷，例如容易出現水垢堵塞，在冬天容易受溫度的影響出現凍結堵塞情況，增加成本[1]。冷卻風扇也可以起到一定的降溫效果，但是容易產生噪聲，并且風扇使用年限較短。因此，需要加強研究，有效降溫，避免空調系統出現運行故障。

1.2技術特征

該驅動板散熱方式特征包括以下幾點：首先，檢測空調中壓縮機相對應驅動板溫度，并對驅動板溫度情況進行收集，分析溫度和所處環境露點溫度差異值，結合判斷結果將冷媒傳遞至驅動板。對于驅動板溫度高于或者低于所處環境露點溫度前，對驅動板所處環境濕度，溫度進行檢測，收集數據進行準確散熱降溫，將使用溫度檢測設備，對至少一個驅動板的溫度進行檢測，并將溫度檢測設備和控制器連接，負責判斷驅動板的溫度，將第二檢測設備和控制器互相連接。電磁閥和驅動板連接，用于控制冷媒的開啟和關閉，電磁閥和膨脹閥連接，控制冷媒量。設置有存儲介質，對驅動板的散熱方式進行控制。

1.3工作原理

對空調室外機壓縮機相對應驅動板溫度進行檢測，對驅動板當前運行溫度和所處環境露點溫度進行對比，對檢測結果進行判斷，檢測壓縮機處于運行情況，則控制開啟和壓縮機對應驅動板相連接膨脹閥、電磁閥。若壓縮機處于停機狀態，則控制關閉和壓縮機對應驅動板相連接膨脹閥、電磁閥?？刂乞寗影鍌鬏斃涿搅?。另外，若驅動板溫度≤露點溫度，控制膨脹閥開度值處于第一開度。若驅動板溫度>露點溫度，控制膨脹閥開度值處于第二開度。對驅動板的溫度進行檢測，如果驅動板溫度>設定溫度，對膨脹閥開度值進行抑制，避免自動調小。

1.4技術方案

將變頻驅動板設置于散熱器的表面，散熱器的下表面是弧面，設置安裝槽口，將散熱器安裝在分離器上，安裝槽口設置于圓柱形分離器和聯接凸臺。為確保驅動板和散熱器的表面充分吻合，散熱均勻，需要在驅動板和散熱器結合面涂抹導熱硅脂層。實際應用效果為借助空調系統中分離器低溫降溫，在空調系統中設置分離器，冷媒流回至壓縮機前，不管是制熱、制冷，通常表面溫度能夠保持在-5℃至20℃，低溫最低≥-5℃，溫度傳遞速度極快，能夠確保功率模塊的部分熱量可以及時傳遞，在不同運行模式中，功率模塊運行溫度為10℃至70℃，滿足驅動板散熱要求。

該設計方案對散熱器面積的要求較低，僅需要保證和分離器的表面緊密吻合。省去散熱風扇，降低成本，提升可靠性，實現無噪音污染。占用空間比較小，結構緊湊，為室外機的安裝提供良好條件。發明對系統電路不存在明確要求和互相關聯性，便于操作。

2約克直流變頻空調室外機變頻驅動板散熱分析

直流變頻空調室外機處于惡劣工況運行時，變頻驅動板的散熱很容易受到影響，室外機的溫度容易反復達到設定值上限，導致機組隨之出現頻繁限頻情況，降頻或者保護自動停機，對機組運行效果產生影響。為對該問題加以有效地解決，通常情況下廠家選擇jang散熱芯片和驅動板緊貼設置，散熱芯片采用風冷方式進行散熱，將變頻驅動板熱量帶走，降低溫度。但是該降溫方式很容易受到環境工況影響，存在較大的波動[2]，處于惡劣環境工況時，對降溫效果存在一定的影響，為確保變頻驅動板保持良好的降溫效果，并不會受到環境工況的影響，通過實驗分析提出相應觀點：第一，借助冷板冷卻方式冷卻降溫變頻驅動板，可以有效提升降溫效果，并保持較大的余量。第二，相比于散熱芯片，應用冷板冷卻方式可以有效降低造價成本。

進行機組實驗，模擬機組的運行條件為：頻率為90Hz，90%的額定電壓，高壓為3.5MPa至3.6MPa，應用散熱芯片進行冷卻可以使變頻驅動板的溫度降低至93℃，通常，驅動板的限頻與降頻限值為96℃，余量約3℃，應用冷板冷卻能夠使變頻驅動板的溫度降低至76℃，余量約20℃。冷板組件的結構原理為：將換熱銅管和冷板進行壓合連接，構成冷板組件，冷凝器的出液管和銅管端進行焊接連接，形成循環回路，機組的變頻冷卻板和冷板應用螺釘進行固定連接，在連接件之間要涂抹硅脂層僅僅黏合，確保換熱效果。工作原理為，由冷凝管流出制冷劑液體流至換熱銅管，吸收和銅管互相連接的冷板的熱量，降低冷板的溫度，冷板應用熱硅脂和室外機變頻驅動板牢固黏連，同時吸收驅動板熱量，達到降溫效果。變頻驅動板熱量被系統制冷劑吸收，達到散熱作用[3]。

通過對表格數據進行分析，直流機組應用冷板冷卻進行變頻驅動，相比于傳統風冷新品，冷板冷卻方式具有更高的散熱效果，同時相比于散熱芯片其造價更低。在變頻驅動器中應用冷板冷卻方式較為理想。綜上應用該方式不僅可以有效節省成本，并且能夠獲得良好散熱效果，滿足空調領域未來發展需求，保證品質，降低成本。

總結

綜上所述，室外機驅動板溫升情況將對空調整體運行穩定性、可靠性產生直接的影響，因此，需要對導致室外機溫升因素進行全面分析，并采取相應措施加以處理。本文對驅動板的設置進行分析，將變頻驅動板設置于散熱器的表面，散熱器的下表面是弧面，設置安裝槽口，將散熱器安裝在分離器上，安裝槽口設置于圓柱形分離器和聯接凸臺。節省空間，并省去散熱風扇降低成本，以約克直流變頻空調室外機變頻驅動板散熱方案設計為案例分析冷板冷卻方式應用效果。

參考文獻

[1]周春泉. 一例佳力圖9AD16機房空調驅動板故障處理[J]. 通信電源技術， 2019（S1）：2.

[2]林銳源， 周冰， 焦華超. 控制空調驅動板散熱的方法，裝置和系統：， CN107270487A[P]. 2017.