CN201401876Y - 微型直流空调冷却机 - Google Patents

Abstract

一种微型直流空调冷却机，包含一个壳体单元、一个冷媒循环系统以及一个控制系统。该壳体单元包括一个负载进气口、一个负载出气口、一个散热进气口、一个散热出气口。该冷媒循环系统包括一个供该控制系统控制的微型直流压缩机、一个冷凝器以及相连接的一个膨胀器、一个蒸发器与一个直流式蒸发循环扇。该蒸发器邻近该负载进气口，该直流式蒸发循环扇将负载气体自该负载进气口带入该蒸发器，并带出该负载出气口，该冷凝器邻近该散热出气口。该微型直流空调冷却机体积微小，并易维持负载气体的需求温度，又兼具有除湿功能、高性能、高可靠度且稳定的效果。

Description

微型直流空调冷却机

技术领域

本实用新型涉及一种冷却机，特别是涉及一种微型直流空调冷却机。

背景技术

随着工具机持续朝向多轴向与高精度等趋势发展，同时亦提高工具机的整体复杂度，于是为了提供使用者较人性化的操作条件，工具机业者在控制显示器的屏幕设计大量的图形进行同时说明，以期通过详细的使用信息，让操作人员较能简易地明了机台状况，并可以随时掌握加工过程的变化与加工结果。

然而，因为屏幕需要显示大量的图形，也使得控制显示器的发热量也随着增加，大幅提高控制显示器的故障率。为解决控制显示器的发热量，并且能配合使用工具机所提供的小空间的限制，以往的技术系仅采用采用一个小风扇作为散热器，运用强制对流的方式进行散热。

但是该风扇具有以下缺失：

一、伴随屏幕所需显示的图形量愈多且愈复杂化，前述的散热器已不易维持控制显示器的需求温度。

二、采用风扇作为散热器并无除湿的功能，使得控制显示器内的电子零件容易可能因湿度过高而故障。

另一种以往用于工具机的控制显示器的冷却技术系使用一个电子式热电芯片作为散热器，其系根据皮尔特效应(Peltier effect)的一种应用，就当直流电源通过该热电芯片内多对的n型及p型半导体材料时，该热电芯片两边的陶瓷表面将产生温度差，并利用此温差移除工具机的控制显示器的发热量，但是该电子式热电芯片仍具有以下缺失：

一、目前一般市售的电子式热电芯片的性能系数(coefficient ofperformance，COP)仍嫌低(COP小于0.7)，散热效率仍不够好。

二、由于该电子式热电芯片常需要借由一个散热片(例如铝材散热片)将热电芯片热端的热移除，造成就算在热电芯片与散热片间涂抹导热膏，两者间仍将存在相当程度的接触热阻，导致该电子式热电芯片冷端的冷却散热变得较差，甚至容易因热电芯片热端温度过高而烧毁。

实用新型内容

本实用新型的目的是在提供一种易维持并控制显示器的需求温度，并且兼具有除湿功能、高性能且稳定的微型直流空调冷却机。

本实用新型微型直流空调冷却机，包含一个壳体单元、一个冷媒循环系统及一个控制系统，其特征在于：

该壳体单元包括呈反向的一个负载壳与一个散热壳，该负载壳的内表面与该散热壳的内表面共同配合界定出一个容室。该负载壳具有形成于该负载壳一个内表面并延伸至一个外表面的一个负载进气口与一个负载出气口，该散热壳具有形成于该散热壳一个内表面并延伸至一个外表面的一个散热进气口与一个散热出气口。

该冷媒循环系统设置于该容室内，并包括一个直流式蒸发循环扇、一个直流式冷凝循环扇、冷媒、一个隔绝罩、多根连接管，以及相连接并供该冷媒依序在内循环的一个微型直流压缩机、一个冷凝器、一个过滤器、一个膨胀器与一个蒸发器。该蒸发器具有一个蒸发鳍管及一个排水盘，该蒸发器邻近该负载进气口，该直流式蒸发循环扇将吸取工具机的控制显示器热量后的负载气体自该负载进气口带入该蒸发器，与该蒸发器的蒸发鳍管进行热交换，接着并直接将负载气体带出该负载出气口。

在热交换过程中，蒸发鳍管内的冷媒因为接收负载气体的热量而气化，而负载气体的温度及湿度则是均被降低。该冷凝器邻近该散热出气口，一个散热气体自该散热进气口进入该冷凝器，对冷凝器内的高温高压冷媒进行强制对流散热，同时使冷媒液化，接着散热气体直接自该散热出气口流出。该隔绝罩位于该蒸发器与该冷凝器间，可以避免负载气体与散热气体相接触而影响负载气体与蒸发鳍管的热交换效果。该控制系统量测该负载进气口的一个现在温度，并与一个预设需求温度比较，以控制该微型直流压缩机的转速，达到自动控制该微型直流空调冷却机的冷却散热容量(能力)，同时对温度进行精密控制。

本实用新型的有益效果在于该微型直流空调冷却机是采用该微型直流压缩机与其它元件的配置，使得所占的空间较微小，因而适合应用于工具机的控制显示器作为一个高性能的冷却散热设备(或者应用于其它微小空间)，进而易维持并精密控制该控制显示器的需求温度，同时又具有除湿功能，可以避免控制显示器内的电子零件因湿度过高而故障，促使工具机的控制显示器能达到高可靠度且能稳定运作。

附图说明

图1是一个立体组合图，说明本实用新型微型直流空调冷却机的一个优选实施例；

图2是该优选实施例的一个立体分解图，其中，图中省略该微型直流空调冷却机的一个过滤器与部分连接管；

图3是该优选实施例的一个侧视剖视示意图，其中，图中省略该微型直流空调冷却机的一个壳体单元的部分元件，并将该过滤器与部分的连接管以假想线表示；

图4是该优选实施例的一个方块流程示意图，说明该微型直流空调冷却机的一个控制系统，该控制系统的一个控制单元是单输出的形式；以及

图5是一个方块流程示意图，说明该控制单元是多输出的形式。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明：

参阅图1、图2、图3，本实用新型微型直流空调冷却机的优选实施例适用于一个工具机的控制显示器(图未示)进行冷却散热工作，并包含一个壳体单元3、一个冷媒循环系统4及一个控制系统5。

该壳体单元3包括呈反向的一个负载壳31与一个散热壳32、两块直立并呈反向的侧壁33以及一张滤网34。该负载壳31具有形成于该负载壳31一个内表面并延伸至一个外表面的一个负载出气口311与一个负载进气口312。该散热壳32具有形成于该散热壳32一个内表面并延伸至一个外表面的一个散热进气口321与一个散热出气口322。该负载出气口311位于该负载进气口312上方，该散热出气口322位于该散热进气口321上方，该滤网34设置于该散热进气口321。每一块侧壁33两侧分别连接该负载壳31与该散热壳32，该侧壁33的内壁面、该负载壳31的内表面与该散热壳32的内表面共同配合界定出一个容室35。

该冷媒循环系统4设置于该容室35内，并包括一个直流式蒸发循环扇41、一个直流式冷凝循环扇42、冷媒(图未示)、一个隔绝罩43、多根连接管44、一个微型直流压缩机45、一个冷凝器46、一个过滤器47、一个膨胀器48及一个蒸发器49。所述连接管44依序将该微型直流压缩机45、冷凝器46、过滤器47、膨胀器48、蒸发器49与微型直流压缩机45串接起来，且该冷媒会依序在内循环。该微型直流压缩机45是无刷设计，并能增加该气态冷媒的压力，该冷凝器46通过该直流式冷凝循环扇42将该气态的冷媒冷凝成液态，该过滤器47吸收水气并过滤该冷媒杂质，该膨胀器48系采用铜材质的毛细管构成，并利用摩擦效应降低该液态冷媒的压力，该液态冷媒则在该蒸发器49内蒸发成气态冷媒，的后再流入该微型直流压缩机45形成一个冷媒循环系统4。

该隔绝罩43位于该蒸发器49与该冷凝器46间，并同时罩住该负载出气口311、负载进气口312、直流式蒸发循环扇41与该蒸发器49。该蒸发器49邻近该负载进气口312，并位于该微型直流压缩机45上方。

该工具机的控制显示器会排放热的负载气体(空气)，该直流式蒸发循环扇41与该负载出气口311相对，并位于该蒸发器49上方，且将该负载气体自该负载进气口312带入该蒸发器49，并带出该负载出气口311，再流回该工具机的控制显示器。该蒸发器49外表面形成一个蒸发鳍管491，底面形成一个排水盘492，该负载气体接触该蒸发鳍管491进行热交换时会降低温度与湿度，且负载气体的湿气会凝结成水，而集结于排水盘492中，因此该负载气体在离开该负载出气口311时的温度与湿度，均低于该负载气体在进入该负载进气口312时的温度与湿度。

该冷凝器46邻近该散热出气口322，该直流式冷凝循环扇42与该散热出气口322相对，并位于该冷凝器46与该散热出气口322间，且将热气体(空气)自该散热进气口321带入该冷凝器46，接着带出该散热出气口322，该散热气体接触该冷凝器46时，会带走冷媒的热量，使冷媒冷凝成液态，因此该散热气体在该散热出气口322的温度会高于在该散热进气口321的温度。

参阅图4，该控制系统5包括一个控制单元51、一个电源供应器52、一个驱动器53、一个感测器54以及一个信号转换器55。该控制单元51具有一个供输入该需求温度的温度设定部511、一个电连接该温度设定部511的比较器512、一个电连接该比较器512与该驱动器53的控制器513，以及一个电连接该控制器513的显示面板514。该电源供应器52电连接该驱动器53，提供一个直流电压给该驱动器53，该感测器54邻近于该负载进气口312，该信号转换器55电连接该感测器54与该比较器512，并将该感测器54感测的一个现在温度传给该比较器512，该温度设定部511将该需求温度传给该比较器512，该比较器512将该现在温度与需求温度的差值信号传给控制器513，该驱动器53电连接并依据控制器513逻辑运算后所提供的信号来驱动该微型直流压缩机45，使该微型直流压缩机45以合适的速度运转，达到精密控制温度的目的。

例如：使用者可以自温度设定部511输入35℃作为预设温度，当该感测器54感测到的现在温度为35.5℃时，该控制器513会控制该驱动器53，该驱动器53使该微型直流压缩机45会以一般速度运转，而达一般冷却效果。当该感测器54感测到的现在温度为36.5℃时(差值信号变大)，该控制器513会控制该驱动器53，该驱动器53会增加该微型直流压缩机45的转速，以增加该微型直流空调冷却机的冷却散热效果。

综上所述，本实用新型微型直流空调冷却机具有以下的有益效果：

一、该微型直流压缩机45的体积相当微小(约360cm3)，使冷媒循环系统4得以进行微型化设计，整体外型能够致密化设计，使得该微型直流空调冷却机适合安装应用于该工具机的控制显示器，或其它小空间，并以冷媒循环的方式来冷却该负载气体，因此冷却能力比以往的风扇或电子式热电芯片效果还佳。

二、以冷媒循环的方式来冷却该负载气体时，同时还具有除湿的效果，该负载气体较以往采用风扇冷却方式时来得干燥，故可以避免工具机的控制显示器内的电子零件因湿度过高而故障。

三、该微型直流空调冷却机的性能系数(COP大于2.0)，明显优于以往的电子式热电芯片散热器(COP小于0.8)，因此冷却效率佳。

四、微型直流空调冷却机不会发生芯片过热烧毁的情形，冷却散热过程安全而稳定，具有高可靠度。

五、该微型直流压缩机45的马达效率较以往的交流压缩机高许多(10％～15％)，对于省能减碳方面具有相当正面的意义。

六、该微型直流空调冷却机的感测器54可以马上量测该负载进气口312的现在温度，并与温度设定部511的预设需求温度比较，接着根据比较后的差值信号以控制该微型直流压缩机45的转速，达到对温度进行精密控制的有益效果。

值得一提的是，上述实施例的控制单元51是单输出的方式，而图5则显示该控制单元51改成多输出的方式，该控制器513电连接该直流式蒸发循环扇41与该直流式冷凝循环扇42，并控制该直流式蒸发循环扇41与该直流式冷凝循环扇42的转速，借此，若该微型直流压缩机45已达最大输出能力(最高转速)时，可以提高该该直流式蒸发循环扇41与直流式冷凝循环扇42的转速以增加风量，而再进一步提升该微型直流空调冷却机对工具机的控制显示器的冷却散热能力。

Claims (6)

1.一种微型直流空调冷却机，包含一个壳体单元、一个冷媒循环系统及一个控制系统，其特征在于：

所述壳体单元包括呈反向的一个负载壳与一个散热壳，所述负载壳的内表面与所述散热壳的内表面共同配合界定出一个容室，所述负载壳具有形成于所述负载壳一个内表面并延伸至一个外表面的一个负载进气口与一个负载出气口，所述散热壳具有形成于所述散热壳一个内表面并延伸至一个外表面的一个散热进气口与一个散热出气口；

所述冷媒循环系统设置于所述容室内，并包括一个直流式蒸发循环扇、一个直流式冷凝循环扇、冷媒、一个隔绝罩，以及相连接并供所述冷媒依序在内循环的一个微型直流压缩机、一个冷凝器、一个过滤器、一个膨胀器与一个蒸发器，所述蒸发器具有一个蒸发鳍管及一个排水盘，所述蒸发器邻近所述负载进气口，所述直流式蒸发循环扇将负载气体自所述负载进气口带入所述蒸发器，并带出所述负载出气口，所述冷凝器邻近所述散热出气口，散热气体自所述散热进气口进入所述冷凝器，并自所述散热出气口流出，所述隔绝罩则位于所述蒸发器与所述冷凝器间；以及

所述控制系统量测所述负载进气口的一个现在温度，并与一个预设需求温度比较，以控制所述微型直流压缩机的转速。

2.根据权利要求1所述的微型直流空调冷却机，其特征在于：

所述冷媒循环系统还包括一个与所述散热出气口相对的直流式冷凝循环扇，所述直流式冷凝循环扇将散热气体自所述散热进气口带入所述冷凝器，并带出所述散热出气口，所述隔绝罩同时罩住所述负载进气口、负载出气口、直流式蒸发循环扇与所述蒸发器，所述直流式蒸发循环扇与所述负载出气口相对，所述膨胀器降低所述液态冷媒的压力，所述蒸发器将液态冷媒蒸发成气态冷媒，所述微型直流压缩机是无刷设计，并能增加所述气态冷媒的压力，所述冷凝器将所述气态冷媒冷凝成液态。

3.根据权利要求2所述的微型直流空调冷却机，其特征在于：

所述壳体单元还包括两块直立并呈反向的侧壁，每一块侧壁两侧分别连接所述负载壳与所述散热壳，所述侧壁的内壁面、所述负载壳的内表面与所述散热壳的内表面共同配合界定出所述容室，所述负载出气口位于所述负载进气口上方，所述散热出气口位于所述散热进气口上方，所述蒸发器位于所述微型直流压缩机上方，所述直流式蒸发循环扇位于所述蒸发器上方，所述直流式冷凝循环扇位于所述冷凝器与所述散热出气口间。

4.根据权利要求3所述的微型直流空调冷却机，其特征在于：

所述控制系统包括一个控制单元、一个电源供应器、一个驱动器、一个感测器以及一个信号转换器，所述电源供应器电连接所述驱动器，提供一个直流电压给所述驱动器，所述控制单元具有一个供输入所述预设温度的温度设定部、一个电连接所述温度设定部的比较器、一个电连接所述比较器与所述驱动器的控制器，以及一个电连接所述控制器的显示面板以显示温度数据，所述感测器邻近于所述负载进气口，所述信号转换器电连接所述感测器与所述比较器，并将所述感测器感测的一个现在温度传给所述比较器，所述温度设定部将所述预设需求温度传给所述比较器，所述比较器将所述现在温度与预设需求温度的差值信号传给控制器，所述驱动器电连接并依据控制器逻辑运算后所提供的信号以驱动所述微型直流压缩机。

5.根据权利要求4所述的微型直流空调冷却机，其特征在于：

所述壳体单元还包括一张设置于所述散热进气口的滤网。

6.根据权利要求4所述的微型直流空调冷却机，其特征在于：

所述控制单元的控制器电连接所述直流式蒸发循环扇与所述直流式冷凝循环扇，并控制所述直流式蒸发循环扇与所述直流式冷凝循环扇的转速以增加其风量。

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