FR2493667A1 - COOLING DEVICE FOR AN INSTALLATION CONTAINING ELECTRONIC OR TELECOMMUNICATIONS EQUIPMENT - Google Patents

COOLING DEVICE FOR AN INSTALLATION CONTAINING ELECTRONIC OR TELECOMMUNICATIONS EQUIPMENT Download PDF

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    • H05K7/20536—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for racks or cabinets of standardised dimensions, e.g. electronic racks for aircraft or telecommunication equipment
    • H05K7/20627—Liquid coolant without phase change
    • H05K7/20645—Liquid coolant without phase change within cabinets for removing heat from sub-racks

Abstract

It includes, in a slide-in module (11) which can be incorporated directly into any installation such as a rack, panel (tray), control console, etc., two cooling elements (12) arranged in a V and in which a refrigerant circulates, and a fan (9) placed between these two elements. This device is used to create, inside the installation in which it is incorporated, a circulation of cooled air passing over the electronic equipment.

Description

Dispositif de refroidissement pour installation contenant des équipements électroniques ou de télécommunications
La présente invention se rapporte à un dispositif de refroidissement pour installation contenant des équipements électroniques ou de télécommunications.Cooling device for installation containing electronic or telecommunications equipment
The present invention relates to a cooling device for installation containing electronic or telecommunications equipment.

Par installation, on entend ici toute structure susceptible de contenir des équipements électroniques, de télécommunications, de commandes, etc., tels que armoires ou racks, tableaux, pupitres, etc. By installation is meant here any structure likely to contain electronic equipment, telecommunications, controls, etc., such as cabinets or racks, tables, desks, etc.

Il est bien connu que les équipements électroniques ou de télécommunications dégagent de la chaleur en fonctionnant, qu'il convient d'éliminer ou au moins de maintenir à un niveau acceptable, d'une part pour ne pas gêner les personnes présentes dans la pièce où de tels équipements sont disposés, et d'autre part pour ne pas modifier les paramètres de fonctionnement des équipements eux-mêmes. It is well known that electronic or telecommunications equipment gives off heat while operating, which should be eliminated or at least maintained at an acceptable level, on the one hand so as not to disturb the people present in the room where such equipment is arranged, and on the other hand so as not to modify the operating parameters of the equipment itself.

Actuellement, trois techniques différentes sont utilisées pour viser au but ci-dessus - la climatisation complète de la pièce, qui est coûteuse,
qui ne résout pas l'interaction du dégagement de cha
leur d'un module sur un autre, et qui est souvent inef
ficace; - le refroidissement de chaque module de façon séparée,
qui est également coûteux et nécessite un dispositif
de refroidissement séparé pour chaque module; et - le refroidissement de chaque installation au moyen d'un
dispositif de refroidissement avec circulation d'air
prise à l'extérieur; cette solution présente le désa
vantage que, malgré la présence de filtres, l'air in
troduit dans l'installation et qui passe à travers
les modules présents dans celle-ci peut néanmoins être
porteur de poussières ou particules microscopiques venant
de l'extérieur et qui sont susceptibles, à long terme,
d'endommager les composants des divers modules; en
outre, un tel système est encombrant et crée également
des courants d'air qui peuvent être désagréables pour
les personnes travaillant à proximité du rack.Currently, three different techniques are used to aim at the above goal - complete air conditioning of the room, which is expensive,
which does not resolve the interaction of cha release
their from one module to another, and which is often inef
effective; - cooling of each module separately,
which is also expensive and requires a device
separate cooling for each module; and - the cooling of each installation by means of a
cooling device with air circulation
taken outside; this solution presents the dice
advantage that, despite the presence of filters, the air in
product in the installation and which passes through
the modules present in it can nevertheless be
carrier of dust or microscopic particles coming
from the outside and which are likely, in the long term,
damage the components of the various modules; in
besides, such a system is bulky and also creates
drafts that can be unpleasant for
people working near the rack.

Le premier objet de la présente invention, visant à remédier aux inconvénients des techniques connues précitées, consiste en un dispositif dé refroidissement pour installation contenant des équipements électroniques ou de télécommunications, caractérisé par le fait qu'il comporte, réunis dans un module standard pouvant être directement incorporé à l'installation, des moyens de circulation de l'air et des moyens de refroidissement de celui-ci. The first object of the present invention, intended to remedy the drawbacks of the aforementioned known techniques, consists of a cooling device for installation containing electronic or telecommunications equipment, characterized in that it comprises, assembled in a standard module which can be directly incorporated into the installation, means for circulating air and means for cooling it.

Un second objet de cette invention consiste en l'utilisation du dispositif de refroidissement ci-dessus dans une installation contenant des équipements électroniques ou de télécommunications,caractérisé par le fait qu'il est incorporé sous la forme d'un module standard directement dans l'installation, de manière à créer à l'intérieur de celle-ci une circulation de l'air passant sur lesdits équipements. A second object of this invention consists in the use of the above cooling device in an installation containing electronic or telecommunications equipment, characterized in that it is incorporated in the form of a standard module directly in the installation, so as to create inside of it an air circulation passing over said equipment.

Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution d'une installation et d'un dispositif de refroidissement selon l'invention. The accompanying drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment of an installation and a cooling device according to the invention.

La figure 1 est une vue en perspective de deux racks adjacents comportant chacun un module de refroidissement. Figure 1 is a perspective view of two adjacent racks each having a cooling module.

Les figures 2A et 2B sont des vues d'un rack respectivement de côté avec la paroi latérale partiellement enlevée et de derrière sans la paroi arrière. Figures 2A and 2B are views of a rack respectively from the side with the side wall partially removed and from behind without the rear wall.

La figure 3 est une vue en plan d'une réalisation du module de refroidissement. Figure 3 is a plan view of an embodiment of the cooling module.

Comme illustré à la figure 1, chaque rack 1 d'un ensemble de racks pour équipements électroniques ou de télécommunications, par exemple de racks standards de 19'', comprenant un certain nombre de modules 2 portant lesdits équipements, sont munis d'un module de refroidissement 3.  As illustrated in FIG. 1, each rack 1 of a set of racks for electronic or telecommunications equipment, for example standard 19 '' racks, comprising a certain number of modules 2 carrying said equipment, are provided with a module cooling 3.

Les racks standards 1, comme illustré sur les figures 2A et 2B, présentent sur leurs faces latérales et leur face arrière une double paroi isolant les équipements électroniques de l'extérieur. Ainsi, il existe sur les trois faces précitées une chambre 4 entre les parois extérieures 5 et les parois intérieures 6, cette chambre 4 entourant les différents modules 2. The standard racks 1, as illustrated in FIGS. 2A and 2B, have on their side faces and their rear face a double wall isolating the electronic equipment from the outside. Thus, on the three aforementioned faces, there is a chamber 4 between the exterior walls 5 and the interior walls 6, this chamber 4 surrounding the various modules 2.

Le principe de cette invention consiste à créer une circulation d'air en circuit fermé à l'intérieur du rack en utilisant pour cela un module de refroidissement 3 incorporé au rack comme un autre module standard. Ce module de refroidissement 3 comporte donc non seulement des moyens de refroidissement de l'air, mais également des moyens destinés à créer la circulation de cet air. The principle of this invention consists in creating an air circulation in closed circuit inside the rack by using for this a cooling module 3 incorporated in the rack like another standard module. This cooling module 3 therefore comprises not only means for cooling the air, but also means intended to create the circulation of this air.

Ainsi, l'air refroidi est envoyé par le module de refroidissement 3 dans la chambre extérieure 4 entourant les modules dans la direction des flèches I, c'est-à-dire de haut en bas. A proximité de l'extrémité inférieure du rack, les parois internes 6 présentent des ouvertures 7, de manière à permettre le passage du courant d'air qui est aspiré vers le haut (flèches II) par le module de refroidissement 3 à travers la chambre centrale 8. Thus, the cooled air is sent by the cooling module 3 into the outer chamber 4 surrounding the modules in the direction of the arrows I, that is to say from top to bottom. Near the lower end of the rack, the internal walls 6 have openings 7, so as to allow the passage of the air current which is sucked up (arrows II) by the cooling module 3 through the chamber central 8.

Le courant d'air passe donc autour ou à travers des modules contenant les équipements électriques présents dans cette chambre 8 de manière à les maintenir à une température appropriée pour leur fonctionnement, et est ainsi réchauffé. Une fois refroidi par le module de refroidissement 3, le courant d'air est réintroduit dans la chambre extérieure 4, et un nouveau cycle recommence.The air flow therefore passes around or through modules containing the electrical equipment present in this chamber 8 so as to maintain them at a temperature suitable for their operation, and is thus heated. Once cooled by the cooling module 3, the air flow is reintroduced into the outer chamber 4, and a new cycle begins again.

Selon des variantes, le module de refroidissement 3' peut être incorporé dans la partie inférieure du rack, et il peut être prévu de telle sorte que la circulation de l'air se fasse dans le sens inverse de celui décrit ci-dessus. According to variants, the cooling module 3 ′ can be incorporated in the lower part of the rack, and it can be provided so that the air circulation takes place in the opposite direction to that described above.

En référence à la figure 3, chaque module de refroidissement 3, dont les dimensions extérieures sont les mêmes que celles d'un module standard afin de pouvoir être incorporé dans une installation contenant des équipements électroniques ou de télécommunications, par exemple dans un rack tel qu'illustré sur les figures 1 et 2, comporte des moyens pour créer une circulation de l'air à l'intérieur de l'installation, dans le cas illustré pour aspirer l'air dans la chambre centrale du rack et pour le renvoyer après refroidissement dans la chambre extérieure de celui-ci; ces moyens consistent par exemple en un ventilateur 9. With reference to FIG. 3, each cooling module 3, the external dimensions of which are the same as those of a standard module in order to be able to be incorporated in an installation containing electronic or telecommunications equipment, for example in a rack such as 'illustrated in Figures 1 and 2, comprises means for creating an air circulation inside the installation, in the illustrated case for sucking the air into the central chamber of the rack and returning it after cooling in the outer chamber thereof; these means consist for example of a fan 9.

Le courant refroidi par passage sur des moyens de refroidissement 12 est donc chassé du module de refroidissement 3 par des ouvertures latérales 10 pratiquées dans les parois latérales 11 dudit module, ces ouvertures 10 étant disposées, en position de service, en face d'ouvertures correspondantes pratiquées dans les parois internes latérales du rack. The current cooled by passage over cooling means 12 is therefore expelled from the cooling module 3 by side openings 10 made in the side walls 11 of said module, these openings 10 being arranged, in the service position, opposite corresponding openings. made in the internal lateral walls of the rack.

Les moyens de refroidissement 12 illustrés sur la figure 3 consistent en deux échangeurs à ailettes disposes en V de telle sorte que le ventilateur 9 soit situé entre les deux branches de ce V, ces échangeurs étant parcourus par une tubulure 13 transportant un fluide réfrigérant, par exemple de l'eau, du glycol, etc. entrant dans le module 3 par un tube d'entrée 14 et en ressortant par un tube de sortie 15, les deux tubes étant tous deux accessibles de l'extérieur du module 3. On peut atteindre en pratique avec un tel module de refroidissement une puissance frigorifique d'environ 10 kW.D'autres moyens de refroidissement peuvent être utilisés, par exemple fonctionnant par évaporation directe. The cooling means 12 illustrated in FIG. 3 consist of two fin exchangers arranged in a V so that the fan 9 is located between the two branches of this V, these exchangers being traversed by a pipe 13 transporting a refrigerant, by example of water, glycol, etc. entering the module 3 via an inlet tube 14 and exiting through an outlet tube 15, the two tubes being both accessible from outside the module 3. In practice, such a cooling module can reach a power refrigeration of approximately 10 kW. Other cooling means can be used, for example operating by direct evaporation.

Bien entendu, le dispositif de refroidissement selon l'invention, se présentant sous la forme d'un module standard comprenant des moyens de mise en circulation de l'air et des moyens de refroidissement de celui-ci, peut être incorporé à n'importe quel type d'installation contenant des équipements électroniques, de télécommunications, de commandes, etc.Lorsque l'installation ne présente pas de double paroi comme dans le cas du rack illustré sur les figures 1 et 2, la circulation de l'air peut être obtenue par exemple en prévoyant des prises d'air à une extrémité de l'installation reliées à l'entrée d'air du module de refroidissement situé à l'autre extrémité de celle-ci, respectivement des conduits d'introduction de l'air refroidi reliés aux sorties du module et destinés à conduire cet air froid soit directement sur les équipements contenus dans l'installation soit vers l'extrémité opposée de celle-ci. Les prises d'air et conduits d'introduction mentionnées ci-dessus sont toujours à l'intérieur de l'enceinte de l'installation, de telle sorte que la circulation d'air s'établisse en circuit fermé. Of course, the cooling device according to the invention, being in the form of a standard module comprising means for circulating the air and means for cooling it, can be incorporated into any what type of installation containing electronic equipment, telecommunications, controls, etc. When the installation does not have a double wall as in the case of the rack illustrated in Figures 1 and 2, air circulation can be obtained for example by providing air intakes at one end of the installation connected to the air inlet of the cooling module situated at the other end of the latter, respectively of the air introduction ducts cooled connected to the module outputs and intended to conduct this cold air either directly to the equipment contained in the installation or to the opposite end thereof. The air intakes and introduction ducts mentioned above are always inside the installation enclosure, so that the air circulation is established in a closed circuit.

Ainsi, selon l'invention, l'incorporation dans une installation contenant des équipements électroniques ou de télécommunications d'un module de refroidissement standard, permet d'obtenir par circulation d'air en circuit fermé un rendement optimal par un fonctionnement sans condensation. De plus, le fait de réaliser le refroidissement par circulation en circuit fermé empêche l'introduction dans une telle installation de poussières ou autres particules provenant du milieu extérieur. Enfin, le grand débit d'air utilisé et la forte pression statique externe assurent une distribution uniforme de l'air dans toute l'installation. Thus, according to the invention, the incorporation in an installation containing electronic or telecommunications equipment of a standard cooling module, makes it possible to obtain by circulation of air in a closed circuit an optimal efficiency by an operation without condensation. In addition, the fact of cooling by circulation in a closed circuit prevents the introduction into such an installation of dust or other particles from the external environment. Finally, the large air flow used and the high external static pressure ensure uniform air distribution throughout the installation.

Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple(s) non limitatif(s) sans sortir du cadre de l'invention.  Of course various modifications can be made by those skilled in the art to the device which has just been described only by way of non-limiting example (s) without departing from the scope of the invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de refroidissement pour installation contenant des équipements électroniques ou de télécommunications, caractérisé par le fait qu'il comporte, réunis dans un module standard (3) pouvant être directement in corporé à l'installation (1), des moyens de circulation (9) de l'air et des moyens de refroidissement (12) de celui-ci.1. Cooling device for installation containing electronic or telecommunications equipment, characterized in that it comprises, assembled in a standard module (3) which can be directly incorporated into the installation (1), circulation means ( 9) air and cooling means (12) thereof. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans le module les moyens de circulation (9) de l'air sont placés entre deux-éléments de refroidissement (12) disposés en V.2. Device according to claim 1, characterized in that in the module the circulation means (9) of the air are placed between two cooling elements (12) arranged in a V. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les éléments de refroidissement (12) présentent des ailettes et sont parcourus par une tubulure (13) transportant un fluide réfrigérant.3. Device according to claim 2, characterized in that the cooling elements (12) have fins and are traversed by a tube (13) carrying a refrigerant. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les orifices d'introduction (14) respectivement de sortie (15) de ladite tubulure sont accessibles de l'extérieur du module.4. Device according to claim 3, characterized in that the introduction orifices (14) respectively outlet (15) of said tubing are accessible from outside the module. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le module présente au moins une ouverture pour l'entrée de l'air située à pro ximité des moyens de circulation de l'air et au moins une ouverture de sortie de l'air refroidi à proximité de chaque élément de refroidissement.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the module has at least one opening for the air inlet located near the air circulation means and at least one opening outlet of the cooled air near each cooling element. 6. Utilisation du dispositif de refroidissement selon la revendication 1 dans une installation contenant des équipements électroniques ou de télécommunications, caractérisée par le fait qu'il est incorporé sous la forme d'un module standard (3) directement dans l'installation (1) de manière à créer à l'intérieur de celle-ci une circulation de l'air passant sur lesdits équipements.6. Use of the cooling device according to claim 1 in an installation containing electronic or telecommunications equipment, characterized in that it is incorporated in the form of a standard module (3) directly in the installation (1) so as to create inside of it a circulation of air passing over said equipment. 7. Utilisation selon la revendication 6, caractériséepar le fait que l'installation présente une enceinte à double paroi et par le fait que le module est disposé de manière à ce qu'il crée une circulation de l'air en circuit fermé entre la chambre externe (4) définie par l'espace entre les deux parois (5,6) de l'enceinte et la chambre interne de celle-ci, les parois intérieures (6) de l'enceinte présentant des ouvertures (7) de passage entre les deux chambres. 7. Use according to claim 6, characterized in that the installation has a double-walled enclosure and in that the module is arranged so that it creates a circulation of air in a closed circuit between the chamber outer (4) defined by the space between the two walls (5,6) of the enclosure and the inner chamber thereof, the inner walls (6) of the enclosure having openings (7) for passage between the two bedrooms. 8. Utilisation selon la revendication 6, caractérisée par le fait que les ouvertures d'entrée (14) respectivement de sortie (15) de l'air du module sont reliées en position de service à des éléments destinés à aspirer respectivement à amener l'air en au moins une région à l'intérieur de l'installation opposée à celle où est disposé le module. 8. Use according to claim 6, characterized in that the inlet openings (14) respectively outlet (15) of the module air are connected in the service position to elements intended to aspirate respectively to bring the air in at least one region inside the installation opposite to that where the module is arranged.
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