变频空调散热器仿真优化设计-论文.pdf

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1、No．1，2014，Vo1．33(TotalNo．125)文章编号：ISSN1005—9180(2014)01—044—05变频空调散热器仿真优化设计龙斌华，刘中杰，梁剑涛(国家节能环保制冷设备工程技术研究中心，珠海519070)[摘要]为节约开发成本，缩短开发周期，更好满足市场需求，论文以某款变频空调室外机的电子元器件散热为研究对象。在不改变电器盒及散热器安装位置的前提下，利用CFD模拟手段进行散热器仿真分析及优化设计。经实验方案验证，最终在短时期内设计出较优的散热器。[关键词]变频空调；散热器；CFD；

2、优化[中图分类号]TM925．1[文献标示码]Adoi：10．3696／J．ISSN．1005—9180．2014．01．009NumericalSimulationandOptimizationoftheHeat-—-sinkintheInverterAir．．．conditionerLONGBinhua，LIUZhongjie，LIANGJiantao(NationalEngineeringResearchCenterofGreeRefrigerationEquipment，Zhuhai519070，C

3、hina)Abstract：Forsavingthecostandperiodofthedesign，meetingthedemandofthemarket，thethesisstudiedtheheat—-sinkwithelectroniccomponentininverterair——conditioner．Inthecaseofkeepingtheelectricalboxandposi-·tionwheretheheat—sinkinstalledunchangeable。itusedCFDtos

4、imulatetheheat—sinkwithelectroniccomponentandoptimizedit．Alsosomeexperimentsweredonetovalidatethatthesehemewasfeasibility．Ultimatelyanadvancedheat—sinkwasdesignedinashorttime．Keywords：Inverterair—conditioner；Heat—sink；CFD；Optimization通过计算来分析或根据经验或试验获得数据结果，

5、1前言往往存在一定的难度。所以有必要对变频空调的散随着变频空调功能增加及小型化设计，相应的热设计进行深入研究，以便快速解决我们在产品设电子元器件发热量也随之增加。若发热电子元器件计中散发出来的热量不能够及时散发出去，就会造成热面临的棘手问题。随着计算流体动力学方法的量聚集，从而导致各个元器件的温度超过各自所能不断完善及计算机速度的提升，仿真数值模拟正替承受的温度极限，电子元器件的可靠性就大大降代传统的设计经验及实验研究，热仿真能解决整个低。因此我们也从不需要解决散热，到被动解决散系统级或单个部件的热分析问题

6、，其显现的作用是热问题，再到在设计阶段就考虑电子元件功耗大小巨大的。在产品设计阶段通过流体动力学软件可设对可靠性运行的影响因素，来主动解决散热问题。计出合理的散热方案，缩减产品开发周期，节约开但传统设计方法是利用传热学的大量公式、表格，发成本，节省实验资源，提升变频空调控制器运行收稿日期：2014—1—19作者简介：龙斌华(1984一)，女，机械工程师，主要从事CFD仿真及热设计。Email：longbinhua911@126．com2014年3月第33卷第1期(总125期)制冷叮靠性。本文以一款分体式变频

7、空调室外机的主要电子散热元件及与之相关的散热器为研究对象，运用先进的CFD方法，并结合相关实验测试的方法，进行汁算对比，验证仿真计算的准确性，并对散热器方案进行仿真优化没计，最终提供较优的散热器方案。2CFD仿真计算及验证图2原机散热器示意图2．1仿真模型建立苗‘先通过CFD仿真软件进行三维定常数值模各元件温度随热功耗变化关系拟计算，本文主要仿真对象是变频控制上的四款发热量较大的发热元件，为简化及统一，在此用发热元件1、发热元件2、发热元件3、发热元件4表圉示。而控制器上的其他热损耗小的电子元件则忽略不计，

8、强制对流散热的风道也做了相应简化设计，在进口给定环境边界条件及风速、出口仅给定环境边界条件。图1是仿真计算建立的三维模型，图2功耗T是该款变频室外机的散热片示意图。图3各元件热功耗对其温度的影响仿真计算时首先需要研究单个电子元器件在功耗初值附近变化对其温度的影响，图3即为仿真计算的各个电子元件功耗变化对其温度的影响比较。将各个仿真汁算结果与实验测试的不同工况对比，与实验测试数据及热成像仪器拍摄的温度数据基本一致，