電器股份公司QC小組D對空調(diào)電路板的新型散熱器研發(fā)成果匯報(bào)

一、公司簡介 2二、小組簡介 2三、結(jié)構(gòu)介紹 3 五、選擇課題 5六、設(shè)定目標(biāo) 7七、活動(dòng)計(jì)劃 9八、提出多種方案并確定最佳方案 9 2一、公司簡介珠海XX電器股份有限公司成立于1991年，是一家大型國有控股上市公司，主要為消費(fèi)者提供節(jié)能環(huán)保、舒適智能的家用空調(diào)、商用空調(diào)及生活電器類產(chǎn)品。公司以“誠信經(jīng)營、多方共贏”為經(jīng)營理念，堅(jiān)持“追求完美質(zhì)量，創(chuàng)立國際品牌，打造百年企業(yè)”的質(zhì)量方針，通過自建渠道，在行業(yè)首創(chuàng)區(qū)域銷售模式，業(yè)務(wù)遍及全球210多個(gè)國家和地區(qū)，2005年至今產(chǎn)銷量連續(xù)10年全球第一。XX空調(diào)是中國空調(diào)業(yè)唯一的“世界名牌”產(chǎn)品，全球用戶超過3億。2012年XX電器實(shí)現(xiàn)營業(yè)總收入1001.10億元，成為中國首家超過千億的家2015年5月，XX電器大步挺進(jìn)全球500強(qiáng)企業(yè)陣營，位居“福布斯全球。二、小組簡介C寓意以獵鷹之銳利眼神發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，解決問題。以“翱翔技術(shù)天地，創(chuàng)意解決難題”為口號，是希望在空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，能以創(chuàng)新思維解決問題，研發(fā)新產(chǎn)品。3男男男男男男男男男男空調(diào)室外機(jī)結(jié)構(gòu)如下圖2所示，本課題涉及的主要部件有風(fēng)機(jī)、電路板(安裝在電器盒內(nèi))、散熱器。4【電路板模塊】電路板模塊是一種將多種電子元器件高度集成在電路板上，能實(shí)現(xiàn)多種控制功能的模塊。一般來說，模塊的發(fā)熱量較大，通常會(huì)在模塊上安裝散熱器對其進(jìn)行輔助散熱。圖中所示的整流橋模塊和IPM模塊，都是電路板模塊。伯春【散熱器】散熱器——一種加速物體表面熱量散發(fā)，從而降低物體表面溫度的裝置。散熱器散熱的方式有三種：1.輻射散熱；2.傳導(dǎo)散熱；3.對流散熱。輻射散熱——以熱源為中心向所有方向直線放射的一種熱量傳遞方式，同時(shí)吸收周圍物體反射回來的熱量；傳導(dǎo)散熱——熱量通過直接傳給與之接觸溫度較低的物體的一種散熱方對流散熱——通過傳熱介質(zhì)的對流來帶走熱量的一種散熱方式。5【制冷劑】俗稱冷媒，是一種可以通過蒸發(fā)迅速變成蒸汽，然后又能以冷凝方式變成液體的物質(zhì)。制冷劑必須能夠在不改變其特性的情況下反復(fù)改變狀態(tài)?？照{(diào)中空調(diào)分為很多種類，從控制器控制壓縮機(jī)運(yùn)行，壓縮機(jī)是否能實(shí)現(xiàn)頻率改變來看，有定頻和變頻之分。由于變頻機(jī)組室外機(jī)其電路板集成模塊功率更大，發(fā)熱量更多，通常需要對模塊進(jìn)行輔助散熱，我們選擇公司目前具有代表性的一種側(cè)出風(fēng)分體式空調(diào)室外變頻機(jī)組作為研究對象來突破。此研究成果不僅適用于變頻機(jī)組，對非同類型，非變頻的空調(diào)機(jī)組同樣適用。由于空調(diào)室外機(jī)電路板模塊靠散熱器輔助散熱，而目前空調(diào)器中使用的散熱器主要是鋁制肋片強(qiáng)制風(fēng)冷散熱器,散熱器散熱原理圖如圖4所示：但該散熱器存在以下缺點(diǎn)：(1.換熱系數(shù)低(下圖中空氣強(qiáng)制對流)；(2.散熱器體積大，成本高；6(3.高溫環(huán)境下，換熱能力嚴(yán)重衰減。如果散熱器散熱效果達(dá)不到要求，勢必會(huì)影響到電路板模塊的散熱，從而機(jī)組的可靠性降低。研究數(shù)據(jù)表明，電路板中電子元器件的溫度每升高一度，可靠性下降5%[1]，而55%電路板失效問題是由于電子元器件過熱造成的[2]，各種電子元器件高溫，低溫時(shí)失效率比值如下表2所示，所以解決電路板散熱問題很重要。高低溫失效率比值高溫低溫.0080009圈267.0010630002片5100687通過對側(cè)出風(fēng)分體式空調(diào)室外變頻機(jī)組在實(shí)驗(yàn)室模擬室外工況進(jìn)行試驗(yàn)，測試機(jī)組經(jīng)鋁制肋片強(qiáng)制風(fēng)冷散熱器散熱后的電路板模塊溫度如表所示： (單位：℃)機(jī)組測試數(shù)室外溫度室外溫度室外溫度室外溫度室外溫度據(jù)46℃48℃50℃52℃54℃測試數(shù)據(jù)180.281.583.584.586.8測試數(shù)據(jù)279.88183.884.886測試數(shù)據(jù)380.581.183.185.286.4從表中可以看出室外溫度54℃最惡劣環(huán)境工況下，機(jī)組電路板上元器件工作溫度最優(yōu)為86℃，散熱器散熱能力有限。隨著公司新產(chǎn)品的不斷研發(fā)，為了進(jìn)一步提高機(jī)組可靠性，雖然目前的散熱器能滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但公司對產(chǎn)品提出了高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，于是我們決定研發(fā)一種換熱系數(shù)高，散熱效果好的新型散熱器，因此我們把課題定為：空調(diào)電路板的新型散熱器研發(fā)。根據(jù)公司現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)QJ/GD41.10.1001，電路板上電子元器件工作溫度應(yīng)≤95℃，為了滿足新產(chǎn)品開發(fā)要求，公司領(lǐng)導(dǎo)要求電路板上電子元器件工作溫度要≤70℃。(一)設(shè)定目標(biāo)值研發(fā)出一種新的散熱器使電路板上的元器件運(yùn)行溫度在70℃以下。8(二)目標(biāo)可行性分析為了使目標(biāo)可行，我們經(jīng)過理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)在不增加散熱器的基礎(chǔ)上，主板模塊的溫度可以達(dá)到120℃至130℃，而我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)為70℃，通過計(jì)算可以得出元器件的散熱量。根據(jù)公式：W=λm(Tc-Tf)；式中：λ為模塊比熱容；m為模塊流量質(zhì)量；Tc為主板原有溫度；Tf為主板所需溫度；根據(jù)上述公式進(jìn)行計(jì)算，新型散熱器只要不選取空氣強(qiáng)制對流散熱，而采用比熱容λ比空氣比熱容大2倍以上，流量質(zhì)量m不小于空氣流量質(zhì)量的介質(zhì)，技術(shù)上就能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)要求。在人員方面：小組不僅有經(jīng)驗(yàn)豐富的質(zhì)量技術(shù)人員擔(dān)任技術(shù)指導(dǎo)，同時(shí)還有多位5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)員和系統(tǒng)設(shè)計(jì)員，人力資源充沛；在設(shè)備方面：公司擁有270多個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，其中有171個(gè)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)通過國內(nèi)外權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)可，榮獲“國家認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室”、“UL-CTDP最高等級實(shí)驗(yàn)9八、提出多種方案并確定最佳方案8.1提出多種方案小組運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法對新型散熱器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的討論：室”、“德國TüV八、提出多種方案并確定最佳方案8.1提出多種方案小組運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法對新型散熱器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的討論：詳細(xì)的活動(dòng)計(jì)劃表，并根據(jù)小組的實(shí)際活動(dòng)時(shí)間繪制了甘特圖：伯春通過討論，對可運(yùn)用的散熱技術(shù)運(yùn)用親和圖進(jìn)行整理，整理后得出以下4種方案散熱器：確定這4種方案后，小組把初步結(jié)構(gòu)提交公司科管部進(jìn)行專利檢索查新，1.冷媒冷卻散熱器：通過檢索和本方案結(jié)構(gòu)相類似的文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)庫，在檢索過程中，查到以下的相關(guān)專利:一種空調(diào)器——CN200980115007;制冷裝置——CN201320192868.7；熱交換系統(tǒng)——CN200780037863.4等，通過對比結(jié)構(gòu)，國內(nèi)有對于本項(xiàng)目散熱器方案的研究，但采用本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的，國內(nèi)沒有相同的產(chǎn)品運(yùn)用。所以，在上述文件及數(shù)據(jù)庫的檢索范圍內(nèi)，采用本項(xiàng)目2.微通道冷卻散熱器：通過檢索和本方案結(jié)構(gòu)相類似的文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)庫，在檢索過程中，查到以下的相關(guān)專利:ZLSQ20132059——制冷裝置；一種變頻空調(diào)器控制模塊芯片降溫裝置——201120370161.1等，通過對比結(jié)構(gòu)，國內(nèi)有對于本項(xiàng)目散熱器方案的研究，但采用本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的，國內(nèi)沒有相同的研究報(bào)道。所以，在上述文件及數(shù)據(jù)庫的檢索范圍內(nèi)，采用本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的，國內(nèi)未見相同結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行技術(shù)運(yùn)用及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3.熱管冷卻散熱器：通過檢索和本方案結(jié)構(gòu)相類似的文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)庫，在檢索過程中，查到以下的相關(guān)專利:熱管冷卻系統(tǒng)與空調(diào)設(shè)備自動(dòng)切換方法及裝置——CN200910102509.6;一種風(fēng)冷式熱管型機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)——CN201010528027.X；變工況無傾角熱管換熱器——CN201010233686.0等，通過對比結(jié)構(gòu)，國內(nèi)有對于本項(xiàng)目熱管冷卻散熱器方案的研究，但采用本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的，國內(nèi)沒有相同的研究報(bào)道。所以，在上述文件及數(shù)據(jù)庫的檢索范圍內(nèi)，采用本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的，國內(nèi)未見相同結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行技術(shù)運(yùn)用及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；4.熱電冷卻散熱器：通過檢索和本方案結(jié)構(gòu)相類似的文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)庫，在檢索過程中，查到以下的相關(guān)專利:直接熱電冷卻器組件——CN200780045811.1;熱電冷卻/加熱設(shè)備——CN200580043354.3;熱電冷卻器——CN01143658.1;具有多個(gè)動(dòng)態(tài)切換以隔離熱傳遞機(jī)理的熱電冷卻——CN98122808.9等，在對比已經(jīng)檢索的專利基礎(chǔ)上結(jié)合本領(lǐng)域公知常識(shí)以獲得該擬申請技術(shù)方案，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，因此擬申請專利技術(shù)方案不具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，不具備專利法第二十二條第三款規(guī)定的創(chuàng)造性，不建議申請專利，所以最終確定不對此散熱器結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。方案名稱查新結(jié)果結(jié)論微通道冷卻散熱器不具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步，不具備專規(guī)定的創(chuàng)造性散熱原理：利用流動(dòng)的低溫冷媒在銅管中流動(dòng)，把散發(fā)在傳熱板上的熱量帶走，其原理圖如圖10所示。小組對冷媒冷卻散熱器進(jìn)行了理論分析，首先對冷媒管制冷量進(jìn)行了計(jì)算，經(jīng)Vpfc；i1為冷媒管出口冷媒的比焓；i2為冷媒管進(jìn)口冷媒的比焓；V2為壓縮機(jī)進(jìn)口處過熱氣體的比容m3/Kg然后對模塊發(fā)熱量進(jìn)行了計(jì)算，經(jīng)計(jì)算，模塊發(fā)熱量：Q1=N×[(t1-t2)/Rth1+(t1-t2)/Rth2]=692Wt1為模塊內(nèi)部最高結(jié)溫；t2為目標(biāo)溫度值：70℃從結(jié)果可以看出，環(huán)境最惡劣，壓縮機(jī)最低頻率時(shí)候的冷媒管制冷量Q大于模塊的最大發(fā)熱量Q1，方案理論可行。散熱原理：在散熱板內(nèi)刻出微小槽道，通過冷卻液流經(jīng)槽道把熱量帶走。其原理和結(jié)構(gòu)示意圖如圖12所示：圖11微通(槽)道散熱器散熱原理及結(jié)構(gòu)示意圖小組對該散熱器進(jìn)行了理論分析：散熱器換熱量為：Q=mcp(Tc-Ti),P=I×U流體質(zhì)量流量(mc),流體進(jìn)、出口溫度(Ti,Tc),加熱器電流強(qiáng)度為I,電壓然后對模塊發(fā)熱量進(jìn)行了計(jì)算，經(jīng)計(jì)算，模塊發(fā)熱量：Q1=N×[(t1-t2)/Rth1+(t1-t2)/Rth2]RthRth分別為模塊的IGBT部分熱阻，F(xiàn)WDI部分熱阻經(jīng)計(jì)算散熱器的散熱量Q為853W,大于模塊的發(fā)熱量692W,方案理論可散熱原理：利用液體工質(zhì)的相變傳熱，熱管兩端產(chǎn)生溫差，蒸發(fā)端的液體熱管冷卻散熱原理圖如圖12所示：通過親和圖，我們列出了熱管冷卻散熱器的方案樹圖，如圖13所示。1.散熱結(jié)構(gòu)形式確定，我們繪制出散熱器三維結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示：1.散熱結(jié)構(gòu)形式確定，我們繪制出散熱器三維結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示：通過對階梯翅片、豎直翅片、水平翅片四種不同翅片類型的熱管散熱器的換熱過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。通過數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)：熱管管壁處和翅片壁面處存在速度邊界層和熱邊界層，此處流體溫度明顯增高，自然對流換熱系數(shù)也比較大。因?yàn)闊峁艿臏囟缺瘸崞爸車芊獍宓臏囟雀撸栽跓峁鼙诿嫣?，自然對流換熱最強(qiáng)。通過比較可以發(fā)現(xiàn)，采用傾斜的階梯翅片熱管散熱器效果最好，所以我們選擇階梯式翅片熱管散熱器。2.熱管內(nèi)介質(zhì)和散熱板材料的選擇確定在換熱板材料選擇上面，根據(jù)鋁、銅、鋼的傳熱性能、價(jià)格對比：鋁銅鋼價(jià)格/Kg20系數(shù)W/m.K2262最終選用鋁作為換熱板材料。熱管內(nèi)介質(zhì)有水，氨，甲醇，考慮到水的比熱容大(如下表所示)，而氨和甲醇容易揮發(fā)，最終確定選擇水作為熱管內(nèi)介 介質(zhì)比熱容KJ/(Kg.K)水4.2氨1.6242.51確定以上因素后，我們就可以對該方案進(jìn)行理論分析計(jì)算：熱管散熱器制冷量根據(jù)公式：Tc為電路板原有溫度；Tf為電路板現(xiàn)在所需溫度；輻射散熱：電路板模塊發(fā)熱量：Q1=N×[(t1-t2)/Rth1+(t1-t2)/Rth2]=692W公式中：Rth1、Rth2分別為模塊的IGBT部分熱阻，F(xiàn)WDI部分熱阻t1為模塊內(nèi)部最高結(jié)溫；t2為目標(biāo)溫度值：70℃因?yàn)槟K制冷量越大，其產(chǎn)生的制冷效果就越好，經(jīng)過計(jì)算模塊制冷量Q為600W，比電路板模塊功率692W低，所以其散熱效果不好，無法滿足設(shè)計(jì)要求，此方案不可行。方案名稱理論分析、模擬分析結(jié)果結(jié)論根據(jù)計(jì)算公式當(dāng)目標(biāo)溫度值為70℃時(shí)，模塊制冷量為根據(jù)計(jì)算公式當(dāng)目標(biāo)溫度值為70℃時(shí)，模塊制冷量為8.2確定最佳方案通過理論分析，確認(rèn)方案一和方案二可行后，小組對這兩種方案進(jìn)行初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后運(yùn)用仿真軟件進(jìn)行散熱模塊仿真分析：首先定義相同的外部環(huán)境和仿真參數(shù)：散熱板模型尺寸設(shè)置：長*寬*高=100mm*100mm*10mm(此僅為建立仿真模型的尺寸，并非最終確定實(shí)際尺寸);流體進(jìn)口溫度均為40℃;電路板IPM模塊熱流密度為80W/cm2；通道流體入口質(zhì)量總流量均為0.06kg/s，流動(dòng)為湍流流動(dòng)。1.冷媒冷卻散熱器仿真結(jié)構(gòu)確定：根據(jù)散熱板模型尺寸和管路折彎工藝，設(shè)計(jì)出冷媒冷卻散熱器模型如下所示：圖16冷媒冷卻散熱器模型圖2.微槽道冷卻散熱器仿真結(jié)構(gòu)確定根據(jù)機(jī)組實(shí)際結(jié)構(gòu)空間通過對微通道冷卻散熱器各方案結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)，畫出同樣尺寸大小散熱器模型，各方案結(jié)構(gòu)散熱器內(nèi)部槽道形狀如下圖所示：通過仿真軟件計(jì)算得到電路板IPM通過仿真軟件計(jì)算得到電路板IPM模塊表面溫度值，如表8所示：(單位：℃)散熱器結(jié)構(gòu)IPM模塊溫度冷媒冷卻進(jìn)口溫度從模擬結(jié)果的IPM模塊溫度來看：微通道冷卻散熱器中菱形肋微通道散熱效果略勝一籌。由于兩種方案均能滿足目標(biāo)要求，小組成員從兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，成本和散熱效果綜合評估，如下:圖17微槽道結(jié)構(gòu)圖示及各方案結(jié)構(gòu)截面圖平行直狀微通道窩蜂形微通道菱形肋微通道比表9方案選擇評分表制表人：劉伯春時(shí)間：2014.04.25通過對比，兩種散熱器的散熱效果均能滿足溫度≤70℃，兩者溫度相差不大。綜合兩者的優(yōu)缺點(diǎn)對比，從兩種方案對機(jī)組性能的影響、成本對比可以看出，冷媒冷卻散熱器有較大優(yōu)勢，因此我們確定冷媒冷卻散熱器為最佳方案。8.3最佳方案詳細(xì)設(shè)計(jì)確定最佳方案后，我們對冷媒冷卻散熱器繪制了親和圖，如下所示：接下來我們對冷媒冷卻散熱器各方案一一確認(rèn)。8.3.1散熱器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)散熱板和換熱管固定方式從親和圖可以看出散熱板和換熱管固定方式有4種，經(jīng)過評估，小組成員一致認(rèn)為扁平管路固定方式加工工藝復(fù)雜，很難滿足量產(chǎn)效率，且相對成本較高，確定不采用此固定方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，對其他的3種方案繪制出三維結(jié)構(gòu)示意圖，如下所示： 和換熱管固定方式 兩塊散熱板夾住散熱板換熱管固定在一塊散熱板上換熱管焊接在散熱板上通過對以上三種方案從加工用時(shí)、成本、換熱面積、可靠性四個(gè)方面進(jìn)行對比分析，如下表所示：評估123熱面厚度增大現(xiàn)象75高高低散熱板材料的確定在換熱板材料選擇上面，根據(jù)表12鋁、銅、鋼的傳熱性能、價(jià)格對比：鋁銅鋼價(jià)格/Kg20系數(shù)W/m.K2262從表中對比可以看出鋁的性價(jià)比最高，所以選擇鋁板作為換熱板的板散熱板大小的確定由于主板主要是通過模塊來散熱的，我們設(shè)計(jì)散熱板時(shí)只需要散熱板尺寸大于模塊尺寸即可，設(shè)計(jì)太大了會(huì)導(dǎo)致散熱板成本增加，其性價(jià)比降低。我們設(shè)計(jì)散熱板時(shí)主要考慮兩點(diǎn)：1、散熱板尺寸需要大于模塊尺寸；2、散熱板大小要方便固定并與冷媒管能夠有充分接觸便于散熱；所以綜合以上因素，最終設(shè)計(jì)出散熱板尺寸為98mm*71mm*8mm散熱板和換熱管接觸方式通過市場調(diào)查同行業(yè)和其他行業(yè)的散熱接觸方式初步得出以下三種接觸方通過分析，小組成員對三種接觸方案進(jìn)行對比，如表13：增加傳熱系數(shù)，從而導(dǎo)致散熱能力減弱熱管表面后能夠在兩者擠壓作用下填充到兩者的間隙中，從而保證換熱板與換熱管之能夠增大散熱速度，但是由于散熱漆會(huì)迅速固化，也會(huì)存在接8.3.2散熱器管路系統(tǒng)管徑大小的確定小組成員針對選用何種換熱管管徑進(jìn)行了討論，大家集思廣益，最終一致認(rèn)為，管徑大小必須滿足以下2個(gè)條件：①、管路成型后占用結(jié)構(gòu)空間??；②、成本低，易加工。而公司目前管路規(guī)格有：Φ6mm、Φ8mm、Φ9.52mm、Φ12mm等，由于Φ12mm管按照工藝要求加工后與其他管連接步確定三種管徑規(guī)格為：Φ6mm、Φ8mm、Φ9.52mm。管路規(guī)格(mm)管路規(guī)格(mm)壓力損失(KPa)從表中我們可以看到，Φ9.52管徑的壓力損失最小，初步選擇Φ9.52管徑為最佳管徑方案。2.從模塊溫度考慮：運(yùn)用熱仿真分析不同管徑情況下模塊的發(fā)熱情況,(其中IPM模塊和整流橋?yàn)殡娐钒逯饕嵩?，分析結(jié)果如下表所示：管路規(guī)格(mm)綜合以上兩方面可得表16所示：m管路走管形式設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)換熱管的走管時(shí)需要考慮到散熱充分，所以我們選擇使用180°彎的管路，保證換熱管兩次流經(jīng)散熱板，從而能夠更多的帶走主板熱量，確保主板溫度降低。冷媒從系統(tǒng)中引出點(diǎn)位置確定2.所確定的位置可持續(xù)、穩(wěn)定散熱。在綜合評估了以上兩個(gè)條件之后，我們確定制冷劑引出點(diǎn)位置可以從以下三方面考慮：確定以上方案后，我們對各方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試。方案1：冷媒從冷凝器出口主流路中旁通引出通過和常規(guī)的鋁制肋片強(qiáng)制風(fēng)冷散熱器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，如下勇時(shí)間：2014.05.20通過對比我們發(fā)現(xiàn)：該方案在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到1h后，模塊溫度超過70℃(圖中亮紅線標(biāo)記出)，模塊溫度高，不滿足目標(biāo)要求，因此不采用此種方案2：冷媒經(jīng)板式換熱器過冷后引出通過和常規(guī)的鋁制肋片強(qiáng)制風(fēng)冷散熱器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，如下從圖中我們可以看出：該方案雖然使得IPM模塊溫度較低，可達(dá)到降溫h模塊溫度接近20℃(圖中亮紅線表示)，這時(shí)由于溫差效應(yīng)，環(huán)境中的熱空氣遇到較冷的模塊表面，在模塊上面會(huì)出現(xiàn)凝露水，凝露水如果滴落到控制電路上，就會(huì)存在電氣安全隱患，因此該方案也不采用。方案3：冷媒直接從冷凝器出口主流路引出通過和常規(guī)的鋁制肋片強(qiáng)制風(fēng)冷散熱器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，如下表從圖中可以得出結(jié)論：冷媒冷卻方案數(shù)據(jù)(綠色線條)各項(xiàng)指標(biāo)滿足預(yù)期要求，因此最終采用該方案。8.3.3散熱器安裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)最后進(jìn)行散熱器安裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對比3種方案分析如下：1孔工2上，把安全可靠3時(shí)間：2014.05.258.3.4冷媒介質(zhì)由于是直接從機(jī)組管路系統(tǒng)中引出冷媒，用于散熱。由于本機(jī)組冷媒介質(zhì)是R410A，所以冷媒介質(zhì)選用R410A。最佳方案確定完成后，小組繪制出最佳方案的樹圖，如圖23所示：最終確定的冷媒冷卻散熱器為散熱器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和散熱器管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。其中散熱器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括散熱模塊的設(shè)計(jì)、換熱模塊的設(shè)計(jì)以及散熱器安裝方式的設(shè)計(jì)，散熱器管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是從冷媒流路方面進(jìn)行確定最佳方案之后，我們根據(jù)5W1H原則，制定了詳細(xì)的活動(dòng)對策，具體信息如對策實(shí)施表18所示。1熱23定2014.8.15表18對策實(shí)施表9.1對策實(shí)施一：制作散熱器結(jié)構(gòu)系統(tǒng)措施一：根據(jù)圖紙采購散熱板，檢驗(yàn)來料是否合格將設(shè)計(jì)好的圖紙?zhí)峁┙o對應(yīng)供應(yīng)商，讓其按照圖紙加工，在物料流入使用之前，由質(zhì)檢人員進(jìn)行逐個(gè)檢測，保證其按照設(shè)計(jì)要求加工的才能使用。：表19尺寸檢測數(shù)據(jù)表通過檢測發(fā)現(xiàn)散熱板尺寸均滿足GB/T1804-m的要求，對策實(shí)施有效。措施二：利用鈑金固定換熱管到散熱板上，涂散熱硅膠圖25冷媒管和散熱鋁板配合圖時(shí)間：2014.06.08使用專用的刷子來涂硅膠，確保換熱板和散熱管表面所涂的硅膠是均勻的，涂完散熱硅膠把銅管裝上后，管路會(huì)把一部分散熱硅膠擠出來，通過查看四周擠出來的散熱硅膠，擠出量基本相同，說明散熱硅膠涂均勻了。通過用散熱硅膠填補(bǔ)散熱板和換熱管之間的縫隙，提高了熱傳導(dǎo)效率，從而達(dá)到了換熱管和散熱板接觸無間隙的目標(biāo)要求，對策實(shí)施有效！9.2對策實(shí)施二：制作散熱器管路系統(tǒng)措施一：在管路分廠加工散熱管，檢驗(yàn)是否滿足圖紙要求將設(shè)計(jì)好的圖紙?zhí)峁┙o管路分廠加工，在完成加工后有相對應(yīng)質(zhì)檢人員進(jìn)行檢測，檢測數(shù)據(jù)如下表：(單位：mm)設(shè)計(jì)尺寸管路總長165±1.2擴(kuò)口尺寸9.729.719.739.719.7±0.1折彎直徑30.130.329.930.230±0.8GBT04-c的要求，目標(biāo)達(dá)成，對策實(shí)施有效。措施二：管路系統(tǒng)制作完成后，焊接到冷凝器出口主流路中散熱器管路系統(tǒng)焊接到冷凝器出口主流路管路系統(tǒng)中，經(jīng)檢查機(jī)組各管路之間無碰撞，達(dá)到目標(biāo)要求，對策實(shí)施有效。9.3對策實(shí)施三：安裝散熱器措施一：用螺栓把散熱板固定用螺栓把散熱板固定，保證了散熱器固定牢固、無松動(dòng)，對策實(shí)施有效。為了驗(yàn)證機(jī)組能夠達(dá)到目標(biāo)要求，且不會(huì)出現(xiàn)其他方面的異常，我們裝配了三臺(tái)樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。1.機(jī)組性能測試機(jī)組增加冷媒冷卻散熱器后性能測試參數(shù)如表21所示：(W)力(W)力(W)力(W)表21實(shí)驗(yàn)測試性能值圖28實(shí)驗(yàn)室性能測試界面圖通過測試增加冷媒冷卻散熱器性能變化情況,發(fā)現(xiàn)性能高于標(biāo)準(zhǔn)值要求，對策實(shí)施有效！2.布熱電偶測試機(jī)組溫度值通過在實(shí)驗(yàn)室對該方案的機(jī)組模塊上進(jìn)行布熱電偶測試溫度值，測試結(jié)果如表所示：(單位：℃)表22各機(jī)組實(shí)驗(yàn)測試模塊溫度值從表中可以看出，各機(jī)組模塊溫度指標(biāo)滿足目標(biāo)≤70℃的要求，目標(biāo)達(dá)成，對策實(shí)施有效！通過對機(jī)組在不同環(huán)境溫度下進(jìn)行測試，觀察不同環(huán)境下電路板的凝露情況，下表為不同溫度和測試條件下機(jī)組的凝露情況：無凝露無凝露無凝露經(jīng)過測試，機(jī)組電路板在四種不同溫度條件下均未出現(xiàn)凝露情況，說明運(yùn)用該散熱器不會(huì)出現(xiàn)電氣安全隱患。2.機(jī)組管路應(yīng)變實(shí)驗(yàn)通過對機(jī)組不同工作狀態(tài)下管路布點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)變測試，管路應(yīng)變實(shí)測最大(單位μ)表24管路應(yīng)變測試數(shù)據(jù)制表人:胡揚(yáng)時(shí)間：2014.08.15從表中可以看出機(jī)組管路運(yùn)行時(shí)應(yīng)變值都小于80μ，管路應(yīng)變實(shí)驗(yàn)合格，說明機(jī)組運(yùn)行時(shí)，管路系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)異常。十、效果檢查為確定活動(dòng)效果，小組連續(xù)1個(gè)月對新型散熱器散熱情況進(jìn)行觀測。每2