Шкаф радиоэлектронной аппаратуры
Владельцы патента RU 2267240:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" (RU)
Изобретение относится к устройствам для размещения и охлаждения тепловыделяющей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения РЭА при снижении энергетических затрат на охлаждение. Согласно изобретению используется принудительное воздушное охлаждение от холодильной машины. РЭА размещена в не менее чем в двух вертикальных стойках шкафа. Аппаратура с различным тепловыделением размещена ярусно в разных стойках, разделенных между собой перегородкой с отверстиями, выполненными между ярусами. Охлаждение аппаратуры с малым тепловыделением осуществляется приточной вентиляцией снизу вверх с предварительным проходом воздуха из атмосферы через испаритель холодильной машины для его охлаждения и сушки. Охлаждение аппаратуры с большим тепловыделением осуществляется вытяжной вентиляцией сверху вниз с добавлением холодного воздуха, поступающего через отверстия в перегородке из соседней стойки. Отработавший воздух, пройдя через конденсатор холодильной машины и тем самым охлаждая его, удаляется вытяжным вентилятором в атмосферу. 1 ил.
Изобретение относится к устройствам для размещения и охлаждения тепловыделяющей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).
Известны шкафы с естественным воздушным охлаждением [1], с принудительным воздушным охлаждением [2] и с жидкостным охлаждением [3].
Недостатком известных устройств является либо низкая эффективность охлаждения РЭА [1], либо сложность конструкции, громоздкость и удорожание шкафов из-за наличия в них специальных воздуховодов и трубопроводов [2, 3].
Известно также устройство [4] с принудительным воздушным охлаждением, содержащее корпус, РЭА с большим тепловыделением, мощные элементы которой закреплены на основаниях радиаторов, и воздуховоды, на боковых стенках которых напротив радиаторов имеются отверстия, по одному на каждый радиатор (прототип).
Недостатками прототипа являются его неэкономичность из-за наличия специальных воздуховодов, занимающих относительно большой объем шкафа, невысокая эффективность охлаждения, т.к. аппаратура, расположенная за радиатором, организованно не охлаждается, а также отсутствие охлаждения и осушки атмосферного воздуха, что отрицательно сказывается на надежности работы РЭА.
Указанные недостатки отсутствуют в предлагаемом шкафу РЭА с принудительным воздушным охлаждением от холодильной машины, содержащем корпус и не менее двух вертикальных стоек, причем аппаратура с различным тепловыделением размещена ярусно в разных стойках, разделенных между собой перегородкой с отверстиями, расположенными между ярусами, при этом приточный вентилятор через испаритель холодильной машины соединен с входом стойки с малым тепловыделением, а выход стойки с большим тепловыделением через конденсатор холодильной машины соединен с вытяжным вентилятором.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности охлаждения РЭА при снижении энергетических затрат на охлаждение.
Для пояснения работы предлагаемого устройства на чертеже представлен вариант конструктивного выполнения шкафа, где обозначено:
1 - корпус,
2 - аппаратура малой мощности (с малым тепловыделением),
3 - аппаратура большой мощности (с большим тепловыделением),
4 - испаритель холодильной машины,
5 - отверстия в перегородке между стойками,
6 - конденсатор холодильной машины,
7 - приточный вентилятор,
8 - вытяжной вентилятор,
9 - перегородка между стойками с большим и малым тепловыделением.
Шкаф содержит корпус 1, разделенный на стойки, в которых размещается аппаратура 2 малой мощности и аппаратура 3 большой мощности.
Приточный вентилятор 7 через испаритель 4 холодильной машины соединен с входом стойки с аппаратурой 2, а выход стойки с аппаратурой 3 через конденсатор 6 холодильной машины соединен с вытяжным вентилятором 8.
Стойки с аппаратурой 2 и аппаратурой 3 сообщаются между собой посредством отверстий 5 в перегородке 9.
Охлаждение радиоэлектронной аппаратуры шкафа производится следующим образом.
При работе аппаратуры воздух из атмосферы приточным вентилятором 7 подается в испаритель 4 холодильной машины, где он охлаждается до требуемых параметров и осушается. Затем, пройдя по стойке с маломощной аппаратурой 2, воздух поступает в закрытое помещение, в котором размещается шкаф с РЭА. Вытяжным вентилятором 8 воздух из закрытого помещения поступает через вытяжное отверстие в верхнюю часть стойки с мощной аппаратурой 3. Этого воздуха достаточно для охлаждения верхнего блока в стойке. Для охлаждения остальных блоков в стойке с аппаратурой 3 к основному потоку воздуха подмешивается дополнительное количество воздуха через отверстия 5, выполненные перед каждым последующим охлаждаемым блоком (диаметр отверстий 5 перед каждым последующим блоком рассчитывается отдельно так, чтобы обеспечить равномерное охлаждение аппаратуры по всей высоте стойки). После охлаждения стойки с аппаратурой 3 воздух поступает в конденсатор 6 холодильной машины, тем самым охлаждая его, а затем удаляется вытяжным вентилятором 8 в атмосферу.
Из описания видно, что:
1. Предварительное охлаждение и осушка атмосферного воздуха испарителем холодильной машины способствует созданию благоприятных климатических условий в шкафу для работы РЭА, что положительно влияет на надежность ее работы.
2 Наличие в шкафу стоек с различным тепловыделением позволяет использовать стойку с малым тепловыделением в качестве воздуховода для дополнительной подачи воздуха в стойку с большим тепловыделением. И если подача воздуха основного потока по стандартной схеме (сверху вниз) обеспечивает охлаждение аппаратуры по всему объему стойки с большим тепловыделением, то дополнительный подмес воздуха из соседней стойки позволяет выполнить это охлаждение равномерным по всей высоте стойки. При этом значительно снижается гидравлическое сопротивление всего шкафа, так как часть воздуха проходит по более короткому пути через отверстия.
3 Использование отработавшего воздуха для охлаждения конденсатора холодильной машины позволяет исключить установку дополнительных вентиляторов охлаждения конденсатора.
Все это позволяет повысить эффективность охлаждения РЭА и в целом снизить энергетические затраты на охлаждение.
Источники информации
1 Шкаф радиоэлектронной аппаратуры. А.с. №1213553, МПК Н 05 К 7/20, заявка №3741863 от 21.05.84 г.
2 Шкаф для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры. А.с. №1027848, МПК Н 05 К 7/20, заявка №3382114 от 12.01.82 г.
3 Шкаф радиоэлектронной аппаратуры. Патент №2106076, МПК Н 05 К 7/20, заявка №95120771 от 09.12.95 г.
4 Шкаф радиоэлектронной аппаратуры. Полезная модель №1593, МПК Н 05 К 7/20, заявка №94018469 от 23.05.94 г.
Шкаф радиоэлектронной аппаратуры с принудительным воздушным охлаждением и корпусом, отличающийся тем, что он содержит холодильную машину и не менее двух вертикальных стоек, причем аппаратура с различным тепловыделением размещена ярусно в разных стойках, разделенных между собой перегородкой с отверстиями, расположенными между ярусами, при этом приточный вентилятор через испаритель холодильной машины соединен с входом стойки с малым тепловыделением, а выход стойки с большим тепловыделением через конденсатор холодильной машины соединен с вытяжным вентилятором.
