Комбинированная система охлаждения электронных блоков

Изобретение предназначено для эффективного охлаждения электронных блоков различной аппаратуры, в том числе радиоэлектронной, работающей при различных температурных режимах. Технический результат – создание комбинированной системы охлаждения электронных блоков сравнительно простой конструкции и обладающей высокой эффективностью охлаждения. Достигается тем, что в комбинированной системе охлаждения электронных блоков, содержащей панель из высокотеплопроводного материала, в которой выполнены распределительный канал, микроканалы и каналы для охлаждающей жидкости, содержащие прямые и изогнутые участки, на входе и выходе каналов установлены штуцеры. Каналы содержат элементы (завихрители), создающие турбулентность. Между прямыми участками каналов внутри панели, в параллельной плоскости установлены стержни системы воздушного охлаждения, имеющие на выступающих из панели концах оребрение, размещенное в цилиндрическом кожухе, контактирующем боковой поверхностью с панелью и имеющем в торцевой части воздушный вентилятор, а оребрение выполнено в виде наборов чередующихся круглых и квадратных пластин с отверстиями, установленных перпендикулярно оси стержней. Причем количество пластин и размер выполненных в них отверстий увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору стержня к последующим стержням. Микроканалы выполнены параллельно прямолинейным участкам каналов, расположены с каналами в одной плоскости и сообщаются одним концом с каналами в зоне изогнутых участков, а другим - с распределительным каналом. 5 ил.

 

Предлагаемое изобретение предназначено для эффективного охлаждения электронных блоков различной аппаратуры, в том числе радиоэлектронной, работающей при различных температурных режимах.

Может использоваться в радиоэлектронной промышленности, производстве кондиционеров, бытовой техники и систем охлаждения.

Известен корпус модуля активной фазированной антенной решетки [Патент РФ на полезную модель №175877, МПК H01Q 21/00), опубл. 21.12.2017, Б.И. №36], содержащий теплопроводящее основание с расположенными на нем местами для установки охлаждаемых элементов, под которыми, с обеспечением теплового контакта с корпусом модуля, расположены тепловые трубы так, что зоны их испарения находятся под местами для установки охлаждаемых элементов, а зоны конденсации находятся с внешней стороны корпуса модуля и снабжены устройствами воздушного охлаждения. Корпус модуля активной фазированной антенной решетки представляет собой единый массив, непосредственно в котором, в параллельных каналах содержащих фитиль и паропровод, сформированы тепловые трубы, находящиеся в непосредственном тепловом контакте между собой, при этом корпус модуля одновременно является стенками сформированных в нем тепловых труб и минимально возможное расстояние от места установки охлаждаемого элемента до тепловой трубы будет равно толщине стенки тепловой трубы с учетом технологических требований ее изготовления.

К недостаткам данного устройства следует отнести сложность конструкции и невысокую эффективность охлаждения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является корпус охлаждения блока радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) [Патент РФ на полезную модель №165492, МПК Н05К 7/20, опубл. 20.10.2016, Б.И. №29], содержащий панель из высокотеплопроводного материала, с установленными на панели элементами РЭА, в которой выполнены распределительные и коллекторные каналы для охлаждающей жидкости, содержащие прямые и изогнутые участки, на входе и выходе коллекторных каналов установлены штуцеры, панель для охлаждения элементов РЭА содержит микроканалы и полости для охлаждающей жидкости, соединенные с распределительными каналами, полости и распределительные каналы содержат элементы в виде зубцов, канавок, выступов, создающие турбулентность.

К недостаткам данного устройства следует отнести сложность конструкции и невысокую эффективность охлаждения.

Задачей данного изобретения является создание комбинированной системы охлаждения электронных блоков сравнительно простой конструкции и обладающей высокой эффективностью охлаждения.

Поставленная задача достигается тем, что в комбинированной системе охлаждения электронных блоков содержащей панель из высокотеплопроводного материала, в которой выполнены распределительные каналы, микроканалы и каналы для охлаждающей жидкости, содержащие прямые и изогнутые участки, на входе и выходе каналов установлены штуцеры, а каналы содержат элементы (завихрители), создающие турбулентность, между прямыми участками каналов, внутри панели, в параллельной плоскости установлены стержни системы воздушного охлаждения, имеющие на выступающих из панели концах оребрение, размещенное в цилиндрическом кожухе, контактирующем боковой поверхностью с панелью и имеющем в торцевой части воздушный вентилятор, а оребрение выполнено в виде наборов чередующихся круглых и квадратных пластин с отверстиями, установленных перпендикулярно оси стержня, причем количество пластин и размер выполненных в них отверстий увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору стержня к последующим стержням, а микроканалы выполнены параллельно прямолинейным участкам каналов, расположены с каналами в одной плоскости и сообщаются одним концом с каналами в зоне изогнутых участков, а другим с распределительным каналом.

На фиг. 1 показана схема комбинированной системы охлаждения электронных блоков.

На фиг. 2 представлено (в масштабе 2:1) оребрение стержней 6.

На фиг. 3 показан вид Б (в масштабе 2:1).

На фиг 4. изображено (в масштабе 2:1) размещение элементов 5.

На фиг. 5 показано расположение стержней 6, каналов 3 и микроканалов 2 в поперечном сечении панели 1.

Комбинированная система охлаждения электронных блоков содержит панель 1 из высокотеплопроводного материала, в которой выполнены микроканалы 2 и каналы 3 для охлаждающей жидкости, содержащие прямые и изогнутые участки. На входе и выходе каналов 3 установлены штуцеры 4. Каналы 3 на входе содержат элементы (завихрители) 5, создающие турбулентность.

Между прямыми участками каналов 3, внутри панели 1, в параллельной плоскости установлены стержни 6 системы воздушного охлаждения, имеющие на выступающих из панели 1 концах оребрение, размещенное в цилиндрическом кожухе 7, контактирующем боковой поверхностью с панелью 1 и имеющем в торцевой части воздушный вентилятор 8. С целью интенсивности теплообмена оребрение выполнено в виде наборов чередующихся круглых 9 и квадратных 10 пластин с отверстиями 11, установленных перпендикулярно оси стержня 6

Количество пластин 9 и 10, а также размер выполненных в них отверстий И увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору 8 стержня к последующим стержням. Микроканалы 2 выполнены параллельно прямолинейным участкам каналов 3, расположены с каналами 3 в одной плоскости и сообщаются одним концом с каналами 3 в зоне изогнутых участков, а другим с распределительным каналом 12.

Комбинированная система охлаждения электронных блоков работает следующим образом

При штатном режиме работы электронных блоков в условиях нормальных или пониженных температур окружающей среды охлаждение осуществляется только воздушной частью системы.

Воздушный поток, создаваемый вентилятором 8 движется внутри цилиндрического кожуха, обтекая наборы установленных перпендикулярно осям стержней 6 чередующихся круглых 9 и квадратных 10 пластин с отверстиями 11. При таком взаимодействии происходит интенсивное охлаждение. Наличие отверстий 11 формирует интенсивную циркуляцию воздуха между пластинами 9 и 10. Выполнение пластин 9 и 10 разной формы (круглыми и квадратными) также позволяет повысить интенсивность теплоотдачи за счет организации различных типов обтекания.

С целью снижения габаритов устройства и упрощения его конструкции цилиндрический кожух 7, контактирует боковой поверхностью с панелью 1.

Для снижения габаритов и улучшения интенсивности охлаждения стержни 6 системы воздушного охлаждения размещены между прямыми участками каналов 3, внутри панели 1, в параллельной плоскости.

Благодаря тому, что количество пластин 9 и 10, а также размер выполненных в них отверстий 11 увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору 8 стержня к последующим стержням удается повысить эффективность охлаждения отдаленных от воздушного вентилятора 8 стержней 6, а также снизить гидравлическое сопротивление воздушному потоку.

В случаях, когда воздушная система охлаждения не позволяет поддерживать требуемый температурный режим электронного блока (работа в условиях повышенных температур окружающей среды, высокая нагрузка и т.д.) дополнительно включается система жидкостного охлаждения.

Охлаждающая жидкость поступает в каналы 3 для охлаждающей жидкости и движется по ним забирая тепло от панели 1, охлаждая электронный блок. Наличие у каналов 3 прямых и изогнутых участков позволяет задействовать большую поверхность и компактно разместить канал 3 в панели 1. Для интенсификации теплоотдачи каналы 3 содержат элементы (завихрители) 5, создающие турбулентность.

С целью обеспечения равномерного охлаждения в панели 1 размещены микроканалы 2, которые установлены параллельно прямолинейным участкам каналов 3 и расположены с ними в одной плоскости. Одним концом микроканалы 2 сообщаются с каналами 3 в зоне изогнутых участков, а другим с распределительным каналом 12, который соединяет все микроканалы 2.

Таким образом, при нормальном температурном режиме в предлагаемой комбинированной системе охлаждения электронных блоков задействуется только воздушное охлаждение, которое обладает высокой надежностью и потребляет незначительное количество энергии.

В случае повышенных температурных нагрузок включается система жидкостного охлаждения, позволяющая интенсифицировать процесс охлаждения и поддерживать электронный блок в работоспособном состоянии в критические моменты. При стабилизации температуры электронного блока до рабочих значений система жидкостного охлаждения выключается.

Заявленная комбинированная система охлаждения электронных блоков имеет сравнительно простую конструкцию и позволяет обеспечивать работоспособность электронных блоков в различных температурных условиях.

Комбинированная система охлаждения электронных блоков, содержащая панель из высокотеплопроводного материала, в которой выполнены распределительные каналы, микроканалы и каналы для охлаждающей жидкости, содержащие прямые и изогнутые участки, на входе и выходе каналов установлены штуцеры, каналы содержат элементы (завихрители), создающие турбулентность, отличающийся тем, что между прямыми участками каналов, внутри панели, в параллельной плоскости установлены стержни системы воздушного охлаждения, имеющие на выступающих из панели концах оребрение, размещенное в цилиндрическом кожухе, контактирующем боковой поверхностью с панелью и имеющем в торцевой части воздушный вентилятор, а оребрение выполнено в виде наборов чередующихся круглых и квадратных пластин с отверстиями, установленных перпендикулярно оси стержня, причем количество пластин и размер выполненных в них отверстий увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору стержня к последующим стержням, а микроканалы выполнены параллельно прямолинейным участкам каналов, расположены с каналами в одной плоскости и сообщаются одним концом с каналами в зоне изогнутых участков, а другим с распределительным каналом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к стойке для устройства распределительного шкафа, состоящей из основной рамы, которая содержит четыре вертикальные профилированные распорки и восемь горизонтальных профилированных распорок, четыре из указанных профилированных распорок образуют прямоугольную раму стойки с постоянным поперечным сечением; рама стойки имеет периферийный паз, который образован по меньшей мере двумя сторонами профилированной распорки и который открыт в направлении внешней стороны рамы стойки; раскрытая стойка характеризуется тем, что прямоугольная дополнительная рама вставлена в паз.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности предназначено для поддержания оптимальной температуры в объеме шкафа, что способствует стабильной работе техники.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств.

Изобретение относится к системам охлаждения и термостатирования приборов и узлов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) радиолокационных станций (РЛС), установленной на военных гусеничных машинах (ВГМ).

Изобретение относится к области вычислительной техники для управления охлаждением серверов. Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения центра обработки данных.

Устройство относится к электронагревателям, в частности к электронагревателям в системах безопасности ядерных реакторов АЭС. В блоке трубчатых электронагревателей оборудования, включающем крышку, в которой жестко герметично закреплены трубчатые электронагреватели с выводами, предлагается на крышке блока трубчатых электронагревателей со стороны выводов трубчатых электронагревателей установить цилиндрическую обечайку, на верхней половине которой выполнить сквозную перфорацию, на внутренней поверхности цилиндрической обечайки жестко закрепить несколько тепловых экранов с отверстиями для каждого трубчатого электронагревателя, причем диаметр отверстий в тепловых экранах превышает наружный диаметр трубчатого электронагревателя.

Изобретение относится к вычислительному устройству, имеющему спектрально-селективное устройство эмиссии излучения. Технический результат - охлаждение вычислительного устройства без сокращения его функциональных возможностей при достижении компонентами компьютерного устройства рабочих температур с применением спектрально-селективного устройства эмиссии излучения, эмиссия и отражение которого выполняются для обращения солнечного света.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Автомобиль содержит источник электрической энергии, электромоторный кожух с размещенными в нем электромоторами для ведущих колес и блок управления мощностью, закрепленный на электромоторном кожухе, сконфигурированный для управления приводной электрической мощностью электромоторов с использованием электрической энергии источника электрической энергии.

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для повышения надежности ответственной аппаратуры на борту летательного аппарата за счет снижения вероятности возникновения явления электрохимической миграции.

Изобретение относится к электротехнике. Многофункциональное устройство (100) содержит опору (12), выполненную с возможностью перемещения между парковочным, в частности, горизонтальным положением и/или положением под потолком помещения и отличающимся от горизонтального рабочим положением.

Изобретение относится к оборудованию для охлаждения электронных компонентов, в частности к системе непосредственного жидкостного охлаждения электронных компонентов.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности предназначено для поддержания оптимальной температуры в объеме шкафа, что способствует стабильной работе техники.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности предназначено для поддержания оптимальной температуры в объеме шкафа, что способствует стабильной работе техники.

Изобретение относится к конструкции электронных устройств, требующих жидкостного охлаждения находящихся в них теплонагруженных элементов. Технический результат - создание теплосъемного канала магистрали системы жидкостного охлаждения радиоэлектронных устройств, обеспечивающего эффективное охлаждение тепловыделяющих элементов, расположенных вдоль протяженной поверхности.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств.

Изобретение относится к системам охлаждения и термостатирования приборов и узлов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) радиолокационных станций (РЛС), установленной на военных гусеничных машинах (ВГМ).

Изобретение относится к системам охлаждения и термостатирования приборов и узлов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) радиолокационных станций (РЛС), установленной на военных гусеничных машинах (ВГМ).

Изобретение относится к области вычислительной техники для управления охлаждением серверов. Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения центра обработки данных.

Изобретение относится к области вычислительной техники для управления охлаждением серверов. Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения центра обработки данных.

Устройство относится к электронагревателям, в частности к электронагревателям в системах безопасности ядерных реакторов АЭС. В блоке трубчатых электронагревателей оборудования, включающем крышку, в которой жестко герметично закреплены трубчатые электронагреватели с выводами, предлагается на крышке блока трубчатых электронагревателей со стороны выводов трубчатых электронагревателей установить цилиндрическую обечайку, на верхней половине которой выполнить сквозную перфорацию, на внутренней поверхности цилиндрической обечайки жестко закрепить несколько тепловых экранов с отверстиями для каждого трубчатого электронагревателя, причем диаметр отверстий в тепловых экранах превышает наружный диаметр трубчатого электронагревателя.

Изобретение предназначено для эффективного охлаждения электронных блоков различной аппаратуры, в том числе радиоэлектронной, работающей при различных температурных режимах. Технический результат – создание комбинированной системы охлаждения электронных блоков сравнительно простой конструкции и обладающей высокой эффективностью охлаждения. Достигается тем, что в комбинированной системе охлаждения электронных блоков, содержащей панель из высокотеплопроводного материала, в которой выполнены распределительный канал, микроканалы и каналы для охлаждающей жидкости, содержащие прямые и изогнутые участки, на входе и выходе каналов установлены штуцеры. Каналы содержат элементы, создающие турбулентность. Между прямыми участками каналов внутри панели, в параллельной плоскости установлены стержни системы воздушного охлаждения, имеющие на выступающих из панели концах оребрение, размещенное в цилиндрическом кожухе, контактирующем боковой поверхностью с панелью и имеющем в торцевой части воздушный вентилятор, а оребрение выполнено в виде наборов чередующихся круглых и квадратных пластин с отверстиями, установленных перпендикулярно оси стержней. Причем количество пластин и размер выполненных в них отверстий увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору стержня к последующим стержням. Микроканалы выполнены параллельно прямолинейным участкам каналов, расположены с каналами в одной плоскости и сообщаются одним концом с каналами в зоне изогнутых участков, а другим - с распределительным каналом. 5 ил.

Наверх