CN105299939B - 变频器冷却除湿系统、变频式压缩机组和制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变频器冷却除湿系统、变频式压缩机组和制冷设备。变频器冷却除湿系统用于对变频器进行冷却和除湿，变频器具有相互隔离的第一空间和第二空间，第一空间内设置有电抗模块,第二空间内设置有整流模块和逆变模块，电抗模块具有热表面,整流模块和逆变模块具有冷表面，变频器冷却除湿系统包括第一冷却流路，第一冷却流路包括第一换热器和第二换热器，其中，第一换热器用于对第一空间进行冷却，第二换热器用于对第二空间进行除湿。本发明的技术方案能够有效避免变频器外部空气强制循环方案中电抗模块冷却不足的问题，利于保障变频器的安全可靠运行。

Description

变频器冷却除湿系统、变频式压缩机组和制冷设备

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，特别涉及一种变频器冷却除湿系统、变频式压缩机组和制冷设备。

背景技术

对于具有变频式压缩机组的制冷设备，例如大功率变频式离心冷水机组，其变频式压缩机组的变频器的电抗模块、整流模块和逆变模块等关键部件在使用中随工作时间的累积和工作负荷的增加而产生大量热量，因此需要有效的冷却来保证变频器工作在可靠的温度区间。

现有技术中通常利用制冷设备的主制冷回路的冷媒或外置压缩冷凝机组提供的冷媒进入变频器的整流模块和逆变模块的冷却铝板内部的冷却空间进行换热冷却。因此，冷却铝板的外表面就成为冷表面。变频器柜体内部空间的空气容易在该冷表面上凝露，使变频器的电器元件的工作存在安全隐患。

为解决上述散热和凝露问题，现有技术中已有的技术方案如下：

在变频器内部分隔出两个相对独立的空间，分别为电抗空间和模块空间，将电抗模块置于电抗空间内，整流模块和逆变模块置于模块空间内。整流模块和逆变模块所在的模块空间采用小型轴流风机和翅片换热器进行除湿；电抗模块所在的电抗空间则通过风机引入外部空气来进行冷却。

在实现本发明的过程中发明人发现，该技术方案存在如下问题：

1、变频式压缩机组中的压缩机(例如离心压缩机)的机房内部在具有独立的空气调节系统的情况下，保证压缩机运行在合理的环境，电抗空间内利用机房内的空气冷却，能够保证足够的散热能力；然而，一旦压缩机的机房没有配备空气调节系统，机房内的环境就比较恶劣，压缩机及变频器长期运行在高温、高湿环境下，电抗模块就存在冷却不足的问题，造成安全隐患。

2、随着变频器制造工艺和控制技术的发展，变频器的整流模块和逆变模块的损耗可以限制在较小范围，而与之相配的翅片换热器则受限于加工工艺要求，无法继续往小换热量设计，造成翅片换热器的换热量与整流模块和逆变模块除湿所需换热量之间无法正常匹配。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变频器冷却除湿系统、变频式压缩机组和制冷设备，旨在解决变频器外部空气强制循环方案易造成电抗模块冷却不足的问题。

本发明第一方面提供一种变频器冷却除湿系统，用于对变频器进行冷却和除湿，所述变频器具有相互隔离的第一空间和第二空间，所述第一空间内设置有电抗模块,所述第二空间内设置有整流模块和逆变模块，所述电抗模块具有热表面,所述整流模块和所述逆变模块具有冷表面，所述变频器冷却除湿系统包括第一冷却流路，所述第一冷却流路包括第一换热器和第二换热器，其中，所述第一换热器用于对所述第一空间进行冷却，所述第二换热器用于对所述第二空间进行除湿。

进一步地，所述第一换热器与所述第二换热器串联连接，且所述第二换热器连接于所述第一换热器的下游。

进一步地，所述变频器冷却除湿系统包括第一风机，所述第一风机用于使所述第一空间内的空气分别流经所述第一换热器和所述热表面；和/或，所述变频器冷却除湿系统包括第二风机，所述第二风机用于使所述第二空间内的空气分别流经所述第二换热器和所述冷表面。

进一步地，所述变频器冷却除湿系统包括第一风机，所述变频器包括第一风道，所述第一风道的进口和出口分别与所述第一空间连通，所述第一风机用于使空气在所述第一风道与所述第一空间内循环；和/或，所述变频器冷却除湿系统包括第二风机，所述变频器包括第二风道，所述第二风道的进口和出口分别与所述第二空间连通，所述第二风机用于使空气在所述第二风道与所述第二空间内循环。

进一步地，所述变频器冷却除湿系统包括第一风机，所述变频器包括第一风道，所述第一风机和所述第一换热器中的至少一个位于所述第一风道内；和/或，所述变频器冷却除湿系统包括第二风机，所述变频器包括第二风道，所述第二风机和所述第二换热器中的至少一个位于所述第二风道内。

进一步地，所述变频器冷却除湿系统包括第二冷却流路，其中，所述整流模块具有第一换热板，所述冷表面包括所述第一换热板的外表面，所述第一换热板具有设置于其内部的第一冷却空间和分别与所述第一冷却空间连通的进口和出口，所述第一换热板通过其进口和出口连接于所述第二冷却流路上。

进一步地，所述第二冷却流路与所述第一冷却流路并联设置。

进一步地，所述逆变模块具有第二换热板，所述冷表面包括所述第二换热板的外表面，所述第二换热板具有设置于其内部的第二冷却空间和分别与所述第二冷却空间连通的进口和出口，其中，所述变频器冷却除湿系统包括所述第二冷却流路，所述第二换热板通过其进口和出口连接于所述第二冷却流路上；或者，所述变频器冷却除湿系统包括第三冷却流路，所述第二换热板通过其进口和出口连接于所述第三冷却流路上。

进一步地，所述整流模块具有第一换热板，所述逆变模块具有第二换热板，所述第一换热板和所述第二换热板并联连接于所述第二冷却流路中。

进一步地，所述变频器冷却除湿系统包括第三冷却流路和所述辅助的压缩冷凝机组，所述第三冷却流路与所述第二冷却流路不相连通而与所述辅助的压缩冷凝机组相连组成一个独立的制冷循环回路。

进一步地，所述变频器冷却除湿系统还包括用于控制所述第一冷却流路内的冷却流体流量的控制装置。

进一步地，所述变频器冷却除湿系统还包括用于控制所述第一冷却流路和所述第二冷却流路内的冷却流体流量的控制装置。

进一步地，所述变频器冷却除湿系统还包括用于控制所述第一冷却流路、所述第二冷却流路和所述第三冷却流路内的冷却流体流量的控制装置。

进一步地，所述变频器冷却除湿系统包括第一压缩机和第三换热器，所述第一冷却流路包括第一节流装置，所述第一压缩机、所述第三换热器、所述第一节流装置、所述第一换热器和所述第二换热器通过冷媒管路顺次连接并形成制冷回路。

进一步地，所述变频器冷却除湿系统包括第二冷却流路，其中，所述整流模块具有第一换热板，所述冷表面包括所述第一换热板的外表面，所述第一换热板具有设置于其内部的第一冷却空间和分别与所述第一冷却空间连通的进口和出口，所述第一换热板通过其进口和出口连接于所述第二冷却流路上，所述第二冷却流路包括第二节流装置，所述第二节流装置的第一端与所述第三换热器和所述第一节流装置之间的所述冷媒管路连接，所述第二节流装置的第二端与所述第一换热板的进口连接，所述第一换热板的出口与所述第二换热器和所述第一压缩机的进口之间的冷媒管路连接。

进一步地，所述逆变模块具有第二换热板，所述冷表面包括所述第二换热板的外表面，所述第二换热板具有设置于其内部的第二冷却空间和分别与所述第二冷却空间连通的进口和出口，所述第二换热板通过其进口和出口连接于所述第二冷却流路上，所述第二换热板的进口与所述第二节流装置的第二端连接，所述第二换热板的出口与所述第二换热器和所述第一压缩机的进口之间的冷媒管路连接。

进一步地，所述变频器冷却除湿系统包括第四换热器和第三节流装置，所述第四换热器连接于所述第二换热器和所述第一压缩机的进口之间的所述冷媒管路上，所述第三节流装置的第一端与所述第三换热器和所述第一节流装置之间的所述冷媒管路连接，所述第三节流装置的第二端与所述第二换热器和所述第四换热器之间的冷媒管路连接。

进一步地，所述变频器冷却除湿系统包括通过冷媒管路依次连接形成制冷回路的第二压缩机、第五换热器、第四节流装置和第六换热器，所述变频器冷却除湿系统包括第三冷却流路，所述第三冷却流路包括第五节流装置，所述第五节流装置的第一端与所述第五换热器和所述第四节流装置之间的冷媒管路连接，所述逆变模块具有第二换热板，所述冷表面包括所述第二换热板的外表面，所述第二换热板具有设置于其内部的第二冷却空间和分别与所述第二冷却空间连通的进口和出口，所述第二换热板通过其进口和出口连接于所述第三冷却流路上，所述第二换热板的进口与所述第五节流装置的第二端连接，所述第二换热板的出口与所述第四节流装置和所述第六换热器之间的冷媒管路连接。

本发明第二方面提供一种变频式压缩机组，所述变频式压缩机组包括变频器和用于对所述变频器进行冷却除湿的变频器冷却除湿系统，所述变频器冷却除湿系统为根据本发明第一方面中任一项所述的变频器冷却除湿系统。

本发明第三方面提供一种制冷设备，包括变频式压缩机组，所述制冷设备包括根据本发明第二方面任一项所述的变频式压缩机组。

根据本发明的变频器冷却除湿系统、变频式压缩机组和制冷设备，其中变频器冷却除湿系统将变频器内部的电抗模块的热表面形成的热负荷及整流模块和逆变模块的冷表面形成的湿负荷分开独立处理，在热表面所在的第一空间通过第一换热器进行换热冷却，在冷表面所在的第二空间内通过第二换热器进行换热除湿，对电抗模块的冷却效果不再依赖于变频器的工作环境，能够有效避免变频器外部空气强制循环方案中电抗模块冷却不足的问题，利于保障变频器的安全可靠运行。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明第一实施例的变频器冷却除湿系统的原理示意图。

图2为本发明第一实施例的变频器冷却除湿系统涉及的变频器的结构示意图。

图3为本发明第一实施例的变频器冷却除湿系统及其涉及的变频器在第一风道和第二风道去除部分风道壁板后的结构示意图。

图4为图3的局部放大结构示意图。

图5为本发明第二实施例的变频器冷却除湿系统的原理示意图，其中未示出与逆变模块连接的第三冷却流路及与第三冷却流路连接的主制冷回路。

图6为本发明第二实施例的变频器冷却除湿系统的原理示意图，其中仅示出与逆变模块连接的第三冷却流路及与第三冷却流路连接的主制冷回路。

图1至图6中，各附图标记分别代表：

10，变频器；

11，第一空间；

12，第二空间；

13，电抗模块；

14，整流模块；

15，逆变模块；

16，第一风道；

17，第二风道；

20、30，变频器冷却除湿系统；

21、31，第一冷却流路；

211、311，第一节流装置；

212、312，第一换热器；

212B，第一换热器的出口；

213、313，第一风机；

214、314，第二换热器；

214A，第二换热器的进口；

214B，第二换热器的出口；

215、315，第二风机；

22、32，第二冷却流路；

221、321，第二节流装置；

23、37，第一压缩机；

24、38，第三换热器；

25，第三节流装置；

26，第四换热器；

33，第二压缩机；

34，第五换热器；

35，第四节流装置；

36，第六换热器；

39，第三冷却流路；

391，第五节流装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明的变频器冷却除湿系统涉及的变频器具有相互隔离的第一空间和第二空间。变频器包括电抗模块、整流模块和逆变模块。第一空间内设置有电抗模块,第二空间内设置有整流模块和逆变模块，电抗模块具有热表面,整流模块和逆变模块具有冷表面。变频器冷却除湿系统包括第一冷却流路，第一冷却流路包括第一换热器和第二换热器。其中，第一换热器用于对第一空间进行冷却，第二换热器用于对第二空间进行除湿。

以下结合图1至图6对本发明实施例进行详细说明。

第一实施例

图1为本发明第一实施例的变频器冷却除湿系统的原理示意图。图2为本发明第一实施例的变频器冷却除湿系统涉及的变频器的结构示意图。图3为本发明第一实施例的变频器冷却除湿系统及其涉及的变频器在第一风道和第二风道去除部分风道壁板后的结构示意图。图4为图3的局部放大结构示意图。

如图1至图4所示，本实施例中，变频器冷却除湿系统针对的变频器10具有相互隔离的第一空间11和第二空间12。变频器包括电抗模块13、整流模块14和逆变模块15。其中，电抗模块13具有热表面，整流模块14和逆变模块15具有冷表面。电抗模块13及其热表面位于第一空间11内。整流模块14和逆变模块15及相应的冷表面位于第二空间12内。

第一实施例中，变频器冷却除湿系统20包括第一冷却流路21。第一冷却流路21包括第一换热器212和第二换热器214。其中，第一换热器212用于对第一空间11进行冷却，第二换热器214用于对第二空间12进行除湿。

该变频器冷却除湿系统将变频器10内部的电抗模块13的热表面形成的热负荷和整流模块14和逆变模块15的冷表面形成的湿负荷分开独立处理，在热表面所在的第一空间11使用第一换热器212进行换热冷却，在冷表面所在的第二空间12使用第二换热器214进行换热除湿，对电抗模块13的冷却效果不再依赖于变频器的工作环境，能够有效避免现有技术中变频器外部空气强制循环方案造成的电抗模块冷却不足的问题，利于保障变频器10的安全可靠运行。

优选地，变频器冷却除湿系统20还包括用于控制第一冷却流路21内的冷却流体流量的控制装置。设置控制装置可以对第一换热器212和第二换热器214的换热量进行调节。

第一实施例中优选地，第一换热器212和第二换热器214串联连接。该设置可以使第一换热器212和第二换热器214共用控制装置，减少变频器冷却除湿系统的控制对象，使得控制简单化，更加利于第一冷却流路21上的流量控制。

如图1所示，第二换热器214连接于第一换热器212的下游。对整流模块14和逆变模块15所在的第二空间12进行除湿相对于对电抗模块13所在的第一空间11进行冷却所需的换热量较少，将第二换热器214设置于第一换热器212的下游，可以利用第一换热器212与第一空间11换热后的剩余换热量，并且利于避免因最小加工尺寸受限而造成的第二空间内的换热器换热量偏大的问题。

如图1所示，变频器冷却除湿系统20还包括第一风机213。第一风机213用于使第一空间11内的空气分别流经第一换热器212和电抗模块13的热表面。变频器冷却除湿系统20还包括第二风机215。第二风机215用于使第二空间12内的空气分别流经第二换热器214和整流模块14和逆变模块15的冷表面。第一风机213或第二风机215的设置利于各自所在空间内部的空气流动，强化换热效果。

第一实施例中优选地，变频器10还包括第一风道16。第一风道16的进口和出口分别与第一空间11连通。第一风机213用于使空气在第一风道16与第一空间11内循环。变频器10还包括第二风道17。第二风道17的进口和出口分别与第二空12间连通。第二风机215用于使空气在第二风道17与第二空间12内循环。第一风道16或第二风道17的布置利于第一风机213和第二风机215对各自所在空间的空气流动进行引导。

优选地，第一风道16和第二风道17布置于变频器10的柜体外部。如图1和图3所示，本实施例中，第一风机213和第一换热器212位于第一风道16内。第二风机215和第二换热器214位于第二风道17内。该设置使第一空间11和第二空间12内的空气流动顺畅，变频器冷却除湿系统20的组成部分可以基本不占用变频器10的内部空间。

如图1所示，变频器冷却除湿系统20还包括第二冷却流路22。其中，整流模块14具有第一换热板，第一换热板具有设置于内部的第一冷却空间和分别与第一冷却空间连通的进口和出口，冷表面包括第一换热板的外表面，第一换热板通过其进口和出口连接于第二冷却流路22上。第二冷却流路22对整流模块14进行冷却，防止因整流模块14超温引起变频器10的性能下降或故障。

本实施例中，逆变模块15具有第二换热板，第二换热板具有设置于内部的第二冷却空间和分别与第二冷却空间连通的进口和出口，冷表面包括第二换热板的外表面。第二换热板通过其进口和出口连接于第二冷却流路22上。第二冷却流路22还对逆变模块15进行冷却，防止因逆变模块15超温引起变频器10的性能下降或故障。

如图1所示，第一实施例中，整流模块14的第一换热板和逆变模块15的第二换热板并联连接于第二冷却流路22中。该设置利用第二冷却流路22同时冷却整流模块14和逆变模块15，利于对第二冷却流路22的控制。

第一实施例中，第二冷却流路22与第一冷却流路21并联设置。第二冷却流路22与第一冷却流路21的冷却流体的来源相同，利于冷却流体流量的分配。

冷却流路由于第一换热板和第二换热板中通入冷流体，第一换热板的外表面和第二换热板的外表面温度较低、形成冷表面，从而第二空间12内的空气的水分易在冷表面上凝结。通过第二换热器214可对第二空间12内的空气进行除湿。

如图1所示，本实施例中，变频器冷却除湿系统20还包括第一压缩机23和第三换热器24。第一冷却流路21包括第一节流装置211。第一压缩机23、第三换热器30、第一节流装置211、第一换热器212和第二换热器214通过冷媒管路顺次连接并形成制冷回路。通过第一压缩机23和第三换热器24提供的冷媒作为电抗模块13的冷却用的冷却流体。前述控制装置包括该第一节流装置211。

如图1所示，第二冷却流路22包括第二节流装置221，第二节流装置221的第一端与第三换热器24和第一节流装置211之间的冷媒管路连接，第二节流装置221的第二端与整流模块14的第一换热板的进口连接，整流模块14的第一换热板的出口与第二换热器215和第一压缩机23的进口之间的冷媒管路连接。逆变模块15的第二换热板的进口与第二节流装置221的第二端连接，逆变模块15的第二换热板的出口与第二换热器215和第一压缩机23的进口之间的冷媒管路连接。通过第一压缩机23和第三换热器24提供的冷媒作为整流模块14和逆变模块15的冷却用的冷却流体。

如图1所示，本实施例中，变频器冷却除湿系统20还包括第四换热器26和第三节流装置25，第四换热器26连接于第二换热器215和第一压缩机23的进口之间的冷媒管路上，第三节流装置25的第一端与第三换热器24和第一节流装置211之间的冷媒管路连接，第三节流装置24的第二端与第二换热器214和第四换热器26之间的冷媒管路连接。第一压缩机23、第三换热器24、第三节流装置25和第四换热器24可以形成制冷设备的主制冷回路，从而变频器10的冷却和除湿利用了主制冷回路提供的冷媒。

第一实施例中，第一风机213和第二风机215优选地为离心风机。第一节流装置211、第二节流装置221和第三节流装置25优选地为电子膨胀阀。第一换热器212和第二换热器215优选地为翅片换热器。第一换热板和第二换热板优选地为冷却铝板。

第一实施例中，变频器10为制冷设备的变频式压缩机组中的变频器。第一实施例的变频器冷却除湿系统20尤其适用于永磁同步变频式离心压缩机组。

变频器冷却除湿系统20中的第一压缩机23、第三换热器24、第三节流装置25和第四换热器24分别为该制冷设备的主制冷回路的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器。因此，本实施例中，对第一空间11中电抗模块13的热表面的冷却、对整流模块14和逆变模块15的冷却和对整流模块14和逆变模块15的冷表面所在的第二空间12的除湿都采用变频式压缩机组的主机——第一压缩机23送出的冷媒。

在制冷设备运行时，主制冷回路中的冷凝器即第三换热器24提供的高压液态冷媒由第一冷却流路21的进口进入第一冷却流路21，经第一节流装置211节流降温后进入第一换热器212，冷媒吸收第一换热器212周围空气的热量蒸发后，从第一换热器的出口212B流出；然后再从第二换热器的进口214A进入第二换热器214，冷媒吸收第二换热器214周围空气热量后从第二换热器的出口214B流出，最终经主制冷回路的蒸发器即第四换热器26回到第一压缩机23的进口，完成第一冷却流路21中的流动。

电抗模块13的发热量大，冷却所需换热量较大，对应的第一换热器212处于第一冷却流路的上游；变频器的整流模块14和逆变模块15除湿所需换热量相对较小，对应的第二换热器214处于第一冷却流路的下游。在采用主制冷回路中的冷媒对变频器10进行冷却除湿时，高压液态冷媒经第一节流装置211节流冷却后，经过上游的第一换热器212吸热蒸发，变成气液两相混合流体，再进入下游的第二换热器214，剩余的小部分液态冷媒继续吸热蒸发，分别实现对电抗模块13的热表面所在的第一空间11内的空气冷却和整流模块14及逆变模块15的冷表面所在的第二空间12内的空气除湿。第二换热器214内的冷媒是气液两相流体，换热效果与纯液体相比要小很多，利于避免因第二空间内的换热器最小加工尺寸受限而造成的换热量偏大的问题。

由于第二空间12与第二风道17组成的空间相对于变频器10的外部是一个封闭系统，只要未打开变频器门，第二空间12与第二风道17组成的空间内部空气量比较少，湿负荷也比较小，保证了来自第一换热器212的冷媒在第二换热器214中能够提供足够的换热量。另外，第二风机215可以尽量往小风量方向选型，第二换热器214的换热面积需求也比较小，体积也就比较小，这些都使得该变频器冷却除湿系统20的除湿部分结构简单紧凑，风机噪音低，节省生产材料。

变频器10工作之前第一风机213和第二风机215已开始工作。冷媒在第一冷却流路21流动的过程中，第一风机213使第一空间11内的空气在第一空间11和第一风道16之间形成循环回路，空气流动过程中在第一风道16内经第一换热器212冷却，再送入第一空间11与电抗模块13的热表面换热，避免了电抗模块13温升过高而影响其工作可靠性和安全性。第二风机215则使第二空间12内的空气在第二空间12和第二风道17之间形成循环回路，空气流动过程中在第二风道17内经第二换热器214冷却除湿，再将除湿后的空气送入第二空间12内，避免第二空间12内的空气与冷表面接触而凝露，防止因凝露给变频器10的各电器元件的工作造成安全隐患。

变频器10工作时，变频器10的整流模块14和逆变模块15投入工作，工作过程中产生大量热量。第三换热器24的出口的高压液态冷媒经第二冷却流路22的第二节流装置221节流降温后，进入第二空间12内的整流模块14和逆变模块15的冷却铝板内，吸收热量蒸发后再经第四换热器26回到第一压缩机23的进口，从而对整流模块14和逆变模块15进行冷却。同时以上对整流模块14和逆变模块15的冷却过程使第二空间12内的冷却铝板的外表面成为冷表面。

变频器冷却除湿系统20的控制装置优选地还包括测温装置。

第一实施例的变频器冷却除湿系统20能够使变频器10的第一空间11的冷却和第二空间12的除湿分别独立进行。上下游串联布置的第一换热器212和第二换热器214的换热量可以通过调整第一节流装置211实现。例如可以通过测温装置检测第一换热器212的第一进风温度T1和第二换热器214的第二进风温度T2，分别单独将第一进风温度T1、第二进风温度T2作为控制目标，或将第一进风温度T1、第二进风温度T2组成一个组合控制目标，来调整第一节流装置211的开度，实现变频器10在变工况运行情况下，通过第一换热器212和第二换热器214的冷媒量达到最优化。

优选地，变频器冷却除湿系统20的控制装置还用于对第二冷却流路22的冷却流体的流量进行控制。前述控制装置包括第二节流装置221。第一实施例中，测温装置会实时检测整流模块14和逆变模块15的温度，并将检测到的温度与控制目标值对比，根据这个对比差值大小，来调整第二节流装置221的开度，使整流模块14和逆变模块15的温度控制在目标值范围附近，利于保证变频器10的整流模块14和逆变模块15的可靠运行。

第二实施例

图5为本发明第二实施例的变频器冷却除湿系统的原理示意图，其中未示出与逆变模块连接的第三冷却流路及与第三冷却流路连接的主制冷回路。图6为本发明第二实施例的变频器冷却除湿系统的原理示意图，其中仅示出与逆变模块连接的第三冷却流路及与第三冷却流路连接的主制冷回路。

如图5和图6所示，第二实施例中，变频器10具有相互隔离的第一空间11和第二空间12。变频器包括电抗模块13、整流模块14和逆变模块15。电抗模块13具有热表面，整流模块14和逆变模块15具有冷表面。电抗模块13及其热表面位于第一空间11内。整流模块14和逆变模块15及相应的冷表面位于第二空间12内。

第二实施例的变频器冷却除湿系统30包括第一冷却流路31。第一冷却流路31包括串联连接的第一换热器312和连接于第一换热器312下游的第二换热器314。其中，第一换热器312用于对第一空间11进行冷却，第二换热器314用于对第二空间12进行除湿。

变频器冷却除湿系统30包括第一风机313和第二风机315。第一风机313用于使第一空间11内的空气分别流经第一换热器312和电抗模块13的热表面。第二风机315用于使第二空间12内的空气分别流经第二换热器314和整流模块14和逆变模块15的冷表面。

变频器10还包括第一风道16和第二风道17。第一风道16的进口和出口分别与第一空间11连通，第一风机313用于使空气在第一风道16与第一空间11内循环。第二风道17的进口和出口分别与第二空12间连通，第二风机315用于使空气在第二风道17与第二空间12内循环。

第二实施例中，第一风机313和第一换热器312位于第一风道16内。第二风机315和第二换热器314位于第二风道17内。

如图5所示，变频器冷却除湿系统30还包括第二冷却流路32。其中，整流模块14具有第一换热板，冷表面包括第一换热板的外表面。第一换热板具有设置于内部的第一冷却空间和分别与第一冷却空间连通的进口和出口，第一换热板通过其进口和出口连接于第二冷却流路32上。

如图6所示，本实施例中，变频器冷却除湿系统30还包括第三冷却流路39。逆变模块15具有第二换热板，冷表面包括第二换热板的外表面。第二换热板具有设置于内部的第二冷却空间和分别与第二冷却空间连通的进口和出口。第二换热板通过其进口和出口连接于第三冷却流路39上。优选地，第三冷却流路39与第二冷却流路不相连通。该设置便于对逆变模块15的冷却进行独立控制。

第一实施例中，第二冷却流路22与第一冷却流路21并联设置。第二冷却流路22与第一冷却流路21的冷却流体的来源相同，利于冷却流体流量的分配。

如图5所示，本实施例中，变频器冷却除湿系统30还包括第一压缩机37和第三换热器38。第一冷却流路31包括第一节流装置311。第一压缩机37、第三换热器38、第一节流装置311、第一换热器312和第二换热器314通过冷媒管路顺次连接并形成制冷回路。

如图5所示，第二冷却流路32包括第二节流装置321，第二节流装置321的第一端与第三换热器38和第一节流装置311之间的冷媒管路连接，第二节流装置321的第二端与整流模块14的第一换热板的进口连接，整流模块14的第一换热板的出口与第二换热器314和第一压缩机37的进口之间的冷媒管路连接。

第二实施例中第一风机313和第二风机315优选地为离心风机。第一节流装置311、第二节流装置321优选地为电子膨胀阀。第一换热器312和第二换热器314优选地为翅片换热器。第一换热板和第二换热板优选地为冷却铝板。

第二实施例中，变频器10为制冷设备的变频式压缩机组中的变频器。第二实施例的变频器冷却除湿系统30尤其适用于光伏直驱变频式离心压缩机组。

如图5所示，第二实施例中，变频器冷却除湿系统30中的第一压缩机37和第三换热器38形成外置压缩冷凝机组。对电抗模块13进行冷却、对整流模块14进行冷却、对第二空间12内的空气除湿利用该外置压缩冷凝机组提供的冷媒。

对逆变模块15进行冷却则使用变频式压缩机组的主机第二压缩机33提供的系统冷媒，即第三冷却流路39内的冷却流体为制冷设备的主制冷回路中的冷媒。

如图6所示，制冷设备的主制冷回路包括通过冷媒管路依次连接的第二压缩机33、第五换热器34(主制冷回路的冷凝器)、第四节流装置35和第六换热器36(主制冷回路的蒸发器)。第三冷却流路39上设置第五节流装置391。第三冷却流路39的第一端即第五节流装置391的第一端与第五换热器34和第四节流装置35之间的冷媒管路连接。逆变模块15的第二换热板的进口与第五节流装置391的第二端连接。第二换热板的出口即第三冷却流路39的第二端与第四节流装置35和第六换热器36之间的冷媒管路连接。

变频器冷却除湿系统30还包括控制装置。第二实施例中，控制装置包括第一节流装置311、第二节流装置321和第五节流装置391。第一节流装置311用于控制第一冷却流路31内的冷却流体流量、第二节流装置321用于控制第二冷却流路32内的冷却流体流量、第五节流装置391用于控制第三冷却流路39内的冷却流体流量。第一节流装置311、第二节流装置321和第五节流装置391的开度可以分别根据各自所在冷却流路所进行冷却或除湿的对象的温度进行控制。

当变频式压缩机组的压缩机即第二压缩机33工作时，变频器10的整流模块14和逆变模块15都投入工作，整流模块14和逆变模块15两个模块都需要冷却，逆变模块15由变频式压缩机组的第二压缩机33提供的系统冷媒冷却(图6中示出)，整流模块14则由前述外置压缩冷凝机组冷却(图5中示出)；当光伏发电系统工作而变频式压缩机组的第二压缩机33不工作时，变频器10的逆变模块15因不工作无需提供冷却，整流模块14由外置压缩冷凝机组冷却。上述两种工作模式中，整流模块14和电抗模块13都处于工作状态，外置压缩冷凝机组均处于开机运行状态；只有光伏发电系统和变频式压缩机组的第二压缩机33都不工作时，外置压缩冷凝机组才处于关机状态。

第二实施例的变频器冷却除湿系统30的冷却除湿流程如下：

外置压缩冷凝机组的第一压缩机37出口的高压气态冷媒经第三换热器38后转变为高压液态冷媒，高压液态冷媒由第一冷却流路31的进口进入第一冷却流路31，经第一节流装置311节流冷却后，进入第一换热器312，冷媒吸收第一换热器312周围空气的热量蒸发后，从第一换热器312的出口流出；然后再从第二换热器314的进口进入第二换热器314，冷媒吸收第二换热器314周围的热量继续蒸发后从第二换热器314的出口流出，进入外置压缩冷凝机组的第一压缩机37的进口，形成一个循环。

来自第一空间11内的空气与第一换热器312换热后被降温，降温后的空气再被送回第一空间11内与电抗模块13的热表面换热，实现对电抗模块13进行冷却的功能。来自第二空间12内的空气与第二换热器314换热后被除湿，除湿后的空气再被送入第二空间12内，实现对第二空间12内的空气进行除湿的功能。

在整流模块14工作的过程中，第三换热器38出口的高压液态冷媒经第二冷却流路32的第二节流装置321节流降温后，进入第二空间12内的整流模块14的冷却铝板内，吸收热量蒸发后再回到外置压缩冷凝机组的第一压缩机37的进口，从而对整流模块14进行冷却。

逆变模块15工作时，通过变频式压缩机组的第二压缩机33提供的系统冷媒冷却。在逆变模块15工作的过程中，第五换热器34出口的高压液态冷媒经第三冷却流路39的第五节流装置391节流降温后，进入第二空间12内的逆变模块15的冷却铝板内，吸收热量蒸发后再回到外置压缩冷凝机组的第二压缩机33的进口，从而对逆变模块15进行冷却。

第二实施例中，第三冷却流路39与主制冷回路连接，在另外的实施方式中，还可以设置辅助的压缩冷凝机组，使第三冷却流路与所述第二冷却流路不相连通而与该辅助的压缩冷凝机组相连组成一个独立的制冷循环回路。

第二实施例中其它未说明的部分可以参考第一实施例的相关内容。

本发明的变频器冷却除湿系统还可以采用其它实施方式。例如，以上实施例中，变频器冷却除湿系统针对的是制冷设备的变频式压缩机组的变频器，利用或部分利用变频式压缩机组的压缩机提供的高压液态冷媒进行冷却除湿。在未示出的实施例中，变频器冷却除湿系统也可以完全采用外置冷却设备对变频器进行冷却除湿。

本发明实施例还提供一种变频式压缩机组，变频式压缩机组包括变频器和用于对变频器进行冷却除湿的前述的变频器冷却除湿系统。

本发明实施例还提供一种制冷设备，包括前述的变频式压缩机组。制冷设备例如可以为离心式冷水机组。

根据以上描述可知，本发明以上实施例为满足变频器运行时其各模块的冷却及运行可靠性需要，提出一种变频器冷却除湿系统，该变频器冷却除湿系统具有如下优点：

将电抗模块冷却和变频器内部空气的除湿分开独立处理，能够有效避免变频器外部空气强制循环方案中电抗模块冷却不足的问题，保障变频器的安全可靠运行。

第一换热器和第二换热器两个换热器在冷媒流路上采用串联方式布置利于避免因最小加工尺寸受限而造成的第二空间内的换热器换热量偏大的问题。

两个换热器串联布置，还可以减少换热器前的节流装置(如电子膨胀阀、毛细管等)，减少变频器冷却除湿系统的控制对象，使得控制简单化，更加利于第一冷却流路的流量控制。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (21)

1.一种变频器冷却除湿系统，用于对变频器进行冷却和除湿，其特征在于，所述变频器具有相互隔离的第一空间和第二空间，所述第一空间内设置有电抗模块,所述第二空间内设置有整流模块和逆变模块，所述整流模块具有第一换热板和/或所述逆变模块具有第二换热板，所述电抗模块具有热表面,所述整流模块和逆变模块具有冷表面，所述变频器冷却除湿系统包括第一冷却流路，所述第一冷却流路包括第一换热器和第二换热器，其中，所述第一换热器用于对所述第一空间进行冷却，所述第二换热器用于对所述第二空间进行除湿，所述第一换热器与所述第二换热器串联连接，且所述第二换热器连接于所述第一换热器的下游。

2.根据权利要求1所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述变频器冷却除湿系统包括第一风机，所述第一风机用于使所述第一空间内的空气分别流经所述第一换热器和所述热表面；和/或，所述变频器冷却除湿系统包括第二风机，所述第二风机用于使所述第二空间内的空气分别流经所述第二换热器和所述冷表面。

3.根据权利要求2所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述变频器冷却除湿系统包括第一风机，所述变频器包括第一风道，所述第一风道的进口和出口分别与所述第一空间连通，所述第一风机用于使空气在所述第一风道与所述第一空间内循环；和/或，所述变频器冷却除湿系统包括第二风机，所述变频器包括第二风道，所述第二风道的进口和出口分别与所述第二空间连通，所述第二风机用于使空气在所述第二风道与所述第二空间内循环。

4.根据权利要求3所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述变频器冷却除湿系统包括第一风机，所述变频器包括第一风道，所述第一风机和所述第一换热器中的至少一个位于所述第一风道内；和/或，所述变频器冷却除湿系统包括第二风机，所述变频器包括第二风道，所述第二风机和所述第二换热器中的至少一个位于所述第二风道内。

5.根据权利要求1所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述整流模块具有第一换热板，所述冷表面包括所述第一换热板的外表面。

6.根据权利要求1所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述变频器冷却除湿系统包括第二冷却流路，所述第一换热板具有设置于其内部的第一冷却空间和分别与所述第一冷却空间连通的进口和出口，所述第一换热板通过其进口和出口连接于所述第二冷却流路上。

7.根据权利要求6所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述第二冷却流路与所述第一冷却流路并联设置。

8.根据权利要求1所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述逆变模块具有第二换热板，所述冷表面包括所述第二换热板的外表面。

9.根据权利要求6所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述第二换热板具有设置于其内部的第二冷却空间和分别与所述第二冷却空间连通的进口和出口，其中，所述变频器冷却除湿系统包括所述第二冷却流路，所述第二换热板通过其进口和出口连接于所述第二冷却流路上；或者，所述变频器冷却除湿系统包括第三冷却流路，所述第二换热板通过其进口和出口连接于所述第三冷却流路上。

10.根据权利要求9所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述整流模块具有第一换热板，所述逆变模块具有第二换热板，所述第一换热板和所述第二换热板并联连接于所述第二冷却流路中。

11.根据权利要求9所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述变频器冷却除湿系统包括第三冷却流路和辅助的压缩冷凝机组，所述第三冷却流路与所述第二冷却流路不相连通而与所述辅助的压缩冷凝机组相连组成一个独立的制冷循环回路。

12.根据权利要求1所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述变频器冷却除湿系统还包括用于控制所述第一冷却流路内的冷却流体流量的控制装置。

13.根据权利要求6所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述变频器冷却除湿系统还包括用于控制所述第一冷却流路和所述第二冷却流路内的冷却流体流量的控制装置。

14.根据权利要求9所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述变频器冷却除湿系统还包括用于控制所述第一冷却流路、所述第二冷却流路和所述第三冷却流路内的冷却流体流量的控制装置。

15.根据权利要求1所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述变频器冷却除湿系统包括第一压缩机和第三换热器，所述第一冷却流路包括第一节流装置，所述第一压缩机、所述第三换热器、所述第一节流装置、所述第一换热器和所述第二换热器通过冷媒管路顺次连接并形成制冷回路。

16.根据权利要求15所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述变频器冷却除湿系统包括第二冷却流路，其中，所述整流模块具有第一换热板，所述冷表面包括所述第一换热板的外表面，所述第一换热板具有设置于其内部的第一冷却空间和分别与所述第一冷却空间连通的进口和出口，所述第一换热板通过其进口和出口连接于所述第二冷却流路上，所述第二冷却流路包括第二节流装置，所述第二节流装置的第一端与所述第三换热器和所述第一节流装置之间的所述冷媒管路连接，所述第二节流装置的第二端与所述第一换热板的进口连接，所述第一换热板的出口与所述第二换热器和所述第一压缩机的进口之间的冷媒管路连接。

17.根据权利要求16所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述逆变模块具有第二换热板，所述冷表面包括所述第二换热板的外表面，所述第二换热板具有设置于其内部的第二冷却空间和分别与所述第二冷却空间连通的进口和出口，所述第二换热板通过其进口和出口连接于所述第二冷却流路上，所述第二换热板的进口与所述第二节流装置的第二端连接，所述第二换热板的出口与所述第二换热器和所述第一压缩机的进口之间的冷媒管路连接。

18.根据权利要求15所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述变频器冷却除湿系统包括第四换热器和第三节流装置，所述第四换热器连接于所述第二换热器和所述第一压缩机的进口之间的所述冷媒管路上，所述第三节流装置的第一端与所述第三换热器和所述第一节流装置之间的所述冷媒管路连接，所述第三节流装置的第二端与所述第二换热器和所述第四换热器之间的冷媒管路连接。

19.根据权利要求15所述的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述变频器冷却除湿系统包括通过冷媒管路依次连接形成制冷回路的第二压缩机、第五换热器、第四节流装置和第六换热器，所述变频器冷却除湿系统包括第三冷却流路，所述第三冷却流路包括第五节流装置，所述第五节流装置的第一端与所述第五换热器和所述第四节流装置之间的冷媒管路连接，所述逆变模块具有第二换热板，所述冷表面包括所述第二换热板的外表面，所述第二换热板具有设置于其内部的第二冷却空间和分别与所述第二冷却空间连通的进口和出口，所述第二换热板通过其进口和出口连接于所述第三冷却流路上，所述第二换热板的进口与所述第五节流装置的第二端连接，所述第二换热板的出口与所述第四节流装置和所述第六换热器之间的冷媒管路连接。

20.一种变频式压缩机组，所述变频式压缩机组包括变频器和用于对所述变频器进行冷却除湿的变频器冷却除湿系统，其特征在于，所述变频器冷却除湿系统为根据权利要求1至19中任一项所述的变频器冷却除湿系统。

21.一种制冷设备，包括变频式压缩机组，其特征在于，所述制冷设备包括根据权利要求20所述的变频式压缩机组。