RU2297661C2 - Passive cooling system for desktop computers - Google Patents
Passive cooling system for desktop computers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2297661C2 RU2297661C2 RU2005124229/09A RU2005124229A RU2297661C2 RU 2297661 C2 RU2297661 C2 RU 2297661C2 RU 2005124229/09 A RU2005124229/09 A RU 2005124229/09A RU 2005124229 A RU2005124229 A RU 2005124229A RU 2297661 C2 RU2297661 C2 RU 2297661C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooling system
- heat
- radiator
- evaporation
- condenser
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электроники, в частности к охлаждению теплонапряженных компонентов электронных приборов, включая компьютеры, а также к области теплотехники, в частности к тепловым трубам.The invention relates to the field of electronics, in particular to the cooling of heat-stressed components of electronic devices, including computers, as well as to the field of heat engineering, in particular to heat pipes.
Многие современные электронные приборы содержат элементы рассеивающие при работе большое количество тепла. Для обеспечения рабочих тепловых режимов таких элементов необходимы специальные меры по их охлаждению. Наиболее актуально проблема охлаждения стоит в компьютерной технике, где плотности теплового потока, рассеиваемые с поверхности быстродействующих процессоров, могут достигать 70-100 Вт/см2. Общеизвестна активная система охлаждения компьютерных блоков, которая состоит из набора индивидуальных радиаторов сопряженных с вентиляторами. Стандартный компьютер настольного исполнения содержит 3-4 вентилятора. Основными недостатками такого охлаждения является повышенный шум и низкая надежность, связанная с ограниченным сроком службы вентиляторов. Кроме того, интенсивный обмен и перемешивание воздуха ведут к сильному запылению внутренности блока, осложняющему условия работы остальных элементов.Many modern electronic devices contain elements that dissipate a large amount of heat during operation. To ensure the working thermal conditions of such elements, special measures are required for their cooling. The most urgent problem of cooling is in computer technology, where the heat flux density scattered from the surface of high-speed processors can reach 70-100 W / cm 2 . The well-known active cooling system for computer units, which consists of a set of individual radiators associated with fans. A standard desktop computer contains 3-4 fans. The main disadvantages of this cooling are increased noise and low reliability associated with the limited life of the fans. In addition, intensive exchange and mixing of air leads to strong dusting of the inside of the unit, which complicates the working conditions of the remaining elements.
Известна пассивная система охлаждения "Система охлаждения плат для коммуникационного оборудования с наружной установкой" [Патент Японии №11330758], в которой контактная поверхность центрального процессора соединена через теплопроводящую пластину с обычной тепловой трубой цилиндрического сечения, другой конец которой соединен с торцом монтажной платы, выполненным из теплопроводного материала. Этот торец платы находится в механическом контакте с держателем монтажных плат, который также содержит тепловую трубу, соединяющую его с внешним радиатором, закрепленным на задней стенке прибора и охлаждаемым свободной конвекцией воздуха.Known passive cooling system "A cooling system for circuit boards for communication equipment with an external installation" [Japanese Patent No. 11330758], in which the contact surface of the central processor is connected through a heat-conducting plate to a conventional heat pipe of cylindrical section, the other end of which is connected to the end of the circuit board made of heat conducting material. This end of the board is in mechanical contact with the mounting plate holder, which also contains a heat pipe connecting it to an external radiator mounted on the rear wall of the device and cooled by free air convection.
Недостатком такой системы является высокое термическое сопротивление системы, обусловленное дополнительным механическим разъемным соединением между интерфейсом платы и держателя. Существенное термическое сопротивление вносит также кондуктивный перенос тепла в самих интерфейсах последовательно соединенных тепловых труб.The disadvantage of this system is the high thermal resistance of the system, due to the additional mechanical detachable connection between the interface of the board and the holder. Conductive heat transfer also introduces significant thermal resistance at the interfaces of the heat-pipes connected in series.
Известна другая пассивная система охлаждения "Компьютерная система с бесшумным охлаждением" [Патент США №6,867,985], в которой материнская плата с центральным процессором и жесткий диск размещены в узком пространстве, ограниченном толщиной жесткого диска, между двумя большими радиаторами, выполняющими одновременно роль стенок корпуса. При этом центральный процессор и жесткий диск прижаты своими плоскостями непосредственно к внутренним поверхностям радиаторов-стенок, расположенных друг против друга. Тепло от радиаторов отводится в окружающую среду свободной конвекцией.Another passive cooling system is known, “Computer System with Silent Cooling” [US Patent No. 6,867,985], in which a motherboard with a central processor and a hard disk are located in a narrow space limited by the thickness of the hard disk between two large heatsinks that simultaneously play the role of the case walls. In this case, the central processor and the hard drive are pressed with their planes directly to the inner surfaces of the radiator walls, located opposite each other. Heat from the radiators is removed to the environment by free convection.
Недостатком этой системы также является высокое термическое сопротивление. Особенно это актуально для охлаждения центрального процессора, который имеет сравнительно небольшую контактную поверхность 1-3 см2 и большую плотность тепловыделения. Дальнейшее распространение тепла от места контакта к ребрам радиатора, расположенным на площади порядка 1000 см2, происходит только за счет теплопроводности. В результате радиатор обладает значительной неизотермичностью и, следовательно, низкой эффективностью. Повышение изотермичности радиатора возможно лишь за счет увеличения толщины основания радиатора, которое сопровождается значительным увеличением массы. Кроме того, такая компоновка элементов компьютера с системой охлаждения исключает использование материнских плат стандартных конфигураций, содержащих слоты с модулями памяти и платами расширения (графического адаптера, сетевой карты и т.д.) и другие элементы, выступающие за пределы контактной поверхности центрального процессора.The disadvantage of this system is also the high thermal resistance. This is especially true for cooling the central processor, which has a relatively small contact surface of 1-3 cm 2 and a high heat density. Further heat propagation from the contact point to the radiator fins located on an area of the order of 1000 cm 2 occurs only due to thermal conductivity. As a result, the radiator has significant non-isothermal and, therefore, low efficiency. An increase in the isothermality of the radiator is possible only by increasing the thickness of the base of the radiator, which is accompanied by a significant increase in mass. In addition, this arrangement of computer elements with a cooling system eliminates the use of standard configuration motherboards containing slots with memory modules and expansion cards (graphics adapter, network card, etc.) and other elements that extend beyond the contact surface of the central processor.
Наиболее близкой к заявляемому изобретению является пассивная система охлаждения, представленная в патентной заявке "Компьютер" [Pub.No. US 2004/0228093 A1], которая выбрана в качестве прототипа. Здесь охлаждение таких тепловыделяющих компонентов компьютера, как центральный процессор, процессор графической карты, осуществляется посредством передачи тепла от них теплопередающими устройствами к внутренней поверхности корпуса компьютера, выполненного в виде оребренных наружу радиационных алюминиевых панелей, и последующим рассеянием тепла свободной конвекцией воздуха в окружающую среду. Пассивная система охлаждения настольного компьютера, включает тепловые трубы с зонами испарения и конденсации и расположенной между ними транспортной зоной, тепловые интерфейсы, соединяющие противоположные концы тепловых труб с плоскостями тепловыделяющих компонентов, и радиатор с вертикальным оребрением, выполненный в виде стенки системного блока компьютера, к которому присоединены тепловые интерфейсы зон конденсации.Closest to the claimed invention is a passive cooling system presented in the patent application "Computer" [Pub.No. US 2004/0228093 A1], which is selected as a prototype. Here, the cooling of the computer’s heat-generating components, such as the central processor, and the graphics card processor, is carried out by transferring heat from them with heat transfer devices to the inner surface of the computer case, made in the form of radiating aluminum panels ribbed outward, and subsequent heat dissipation by free convection of air into the environment. A passive cooling system for a desktop computer includes heat pipes with evaporation and condensation zones and a transport zone located between them, thermal interfaces connecting the opposite ends of the heat pipes to the planes of the heat-generating components, and a radiator with vertical fins, made in the form of a wall of the computer system unit to which thermal interfaces of condensation zones are connected.
Существенным недостатком такой системы охлаждения является ее низкая эффективность, выражаемая большим термическим сопротивлением системы в целом, что приводит к значительному увеличению ее массы и габаритов.A significant drawback of such a cooling system is its low efficiency, expressed by the large thermal resistance of the system as a whole, which leads to a significant increase in its mass and dimensions.
Общее термическое сопротивление складывается из цепочки сопротивлений на пути прохождения тепла от охлаждаемого объекта до стока тепла - окружающей среды и включает в себя все контактные сопротивления, сопротивления переходных интерфейсов, теплопередающих устройств и радиатора. Данная система содержит большое число разъемных соединений, обладающих существенным контактным сопротивлением. Кроме того, использование обычных тепловых труб диаметром 6-8 мм ведет к сложности монтажа системы, который может сопровождаться ручной гибкой труб при их установке в посадочные места разъемных тепловых интерфейсов. Достаточно большая жесткость тепловых труб такого диаметра может привести к плохому прилеганию плоскостей элементов и, как следствие, плохому тепловому контакту между ними.The total thermal resistance consists of a chain of resistances along the path of heat transfer from the cooled object to the heat sink - the environment and includes all contact resistances, resistances of the transitional interfaces, heat transfer devices and a radiator. This system contains a large number of detachable connections with significant contact resistance. In addition, the use of conventional heat pipes with a diameter of 6-8 mm leads to the complexity of the installation of the system, which can be accompanied by manual flexible pipes when they are installed in the seats of detachable thermal interfaces. A sufficiently large rigidity of heat pipes of this diameter can lead to poor fit of the planes of the elements and, as a result, poor thermal contact between them.
Использование множества тепловых труб и множества переходных контактных блоков (интерфейсов) увеличивает массу системы. Кроме того, площадь контакта интерфейсов, соединяющих конденсаторы тепловых труб с радиатором, сравнительно мала. С одной стороны, это увеличивает термическое сопротивление перехода, с другой - вынуждает делать основание радиатора толщиной 5-7 мм, поскольку дальнейшее распространение тепла по радиатору осуществляется только за счет теплопроводности. В итоге, общая масса системы охлаждения получается весьма значительной. В данном случае она достигает 25 кг.The use of multiple heat pipes and multiple transition contact blocks (interfaces) increases the mass of the system. In addition, the contact area of the interfaces connecting the condensers of the heat pipes to the radiator is relatively small. On the one hand, this increases the thermal resistance of the transition, on the other hand, it makes the base of the radiator 5-7 mm thick, since further heat is distributed through the radiator only due to thermal conductivity. As a result, the total mass of the cooling system is very significant. In this case, it reaches 25 kg.
В основу изобретения положена задача повышения эффективности системы охлаждения за счет снижения термического сопротивления ее элементов при уменьшении ее массогабаритных размеров и упрощении монтажа в блоке аппаратуры.The basis of the invention is the task of increasing the efficiency of the cooling system by reducing the thermal resistance of its elements while reducing its overall dimensions and simplifying installation in the unit of equipment.
Поставленная задача решается тем, что в пассивной системе охлаждения настольного компьютера, включающей тепловые трубы с зонами испарения и конденсации и расположенной между ними транспортной зоной, тепловые интерфейсы, сопряженные с зонами испарения и конденсации, и радиатор с вертикальным оребрением, выполненный в виде стенки системного блока компьютера, к которому присоединены тепловые интерфейсы зон конденсации, согласно изобретению, каждая тепловая труба выполнена в виде контура, включающего испарительную камеру с зоной испарения и резервуаром для теплоносителя и конденсатор, включающий зону конденсации, а транспортная зона выполнена в виде раздельных пустотелых трубопроводов для пара и жидкости с малым диаметром, подключенных к испарительной камере и конденсатору.The problem is solved in that in a passive cooling system of a desktop computer, including heat pipes with zones of evaporation and condensation and a transport zone located between them, thermal interfaces associated with zones of evaporation and condensation, and a radiator with vertical fins, made in the form of a wall of the system unit a computer to which the thermal interfaces of the condensation zones are connected, according to the invention, each heat pipe is made in the form of a circuit including an evaporation chamber with an evaporated zone and a reservoir for the coolant and a condenser, including a condensation zone, and the transport zone is made in the form of separate hollow pipelines for steam and liquid with a small diameter, connected to the evaporation chamber and condenser.
Испарительная камера может иметь цилиндрическую форму или форму пластин прямоугольного или плоскоовального сечения. В случае цилиндрической формы испарительная камера снабжается специальным переходным элементом, который обеспечивает переход между цилиндрической и плоской поверхностями и выполняет роль теплового интерфейса. Для снижения термического сопротивления между испарительной камерой и тепловым интерфейсом их соединение может быть неразъемным, например паяным. В случае если испарительная камера имеет форму пластины, специальный переходный элемент может не использоваться. Тогда тепловым интерфейсом служит плоская стенка камеры, которая механически прижимается непосредственно к охлаждаемому объекту.The evaporation chamber may have a cylindrical shape or the shape of plates of rectangular or flat oval cross-section. In the case of a cylindrical shape, the evaporation chamber is equipped with a special transition element, which provides a transition between a cylindrical and flat surfaces and acts as a thermal interface. To reduce thermal resistance between the evaporation chamber and the thermal interface, their connection can be one-piece, for example soldered. If the evaporation chamber is in the form of a plate, a special transition element may not be used. Then the thermal interface is the flat wall of the chamber, which is mechanically pressed directly to the cooled object.
Конденсатор тепловой трубы может быть выполнен в виде плоского трубчатого змеевика, витки которого равномерно размещаются на внутренней поверхности радиатора, обеспечивая высокую изотермичность и повышая тем самым его эффективность. Толщина плиты основания радиатора может составлять при этом 0,5-2 мм. Соединение конденсатора с радиатором может быть выполнено неразъемным или разъемным. В первом варианте может использоваться пайка или приклеивание. Во втором варианте трубка конденсатора прижимается к радиатору механически с помощью пластин с винтовым креплением. Этот вариант удобен с точки зрения монтажа системы или когда на один радиатор крепится несколько конденсаторов от разных тепловых труб. Вместе с тем, монтаж для обоих вариантов исполнения достаточно прост благодаря гибкости транспортных зон, состоящих из двух трубок малого диаметра, который составляет обычно 2-3 мм. При этом транспортным зонам может быть придана сложная пространственная форма сообразно удобству их прокладки внутри системного блока.The heat pipe condenser can be made in the form of a flat tubular coil, the turns of which are evenly placed on the inner surface of the radiator, providing high isothermality and thereby increasing its efficiency. The thickness of the base plate of the radiator can be 0.5-2 mm. The connection of the condenser with the radiator can be made one-piece or detachable. In the first embodiment, soldering or gluing may be used. In the second embodiment, the condenser tube is pressed mechanically to the radiator using screw-fastened plates. This option is convenient from the point of view of mounting the system or when several capacitors from different heat pipes are mounted on one radiator. At the same time, installation for both versions is quite simple due to the flexibility of transport zones, consisting of two tubes of small diameter, which is usually 2-3 mm. In this case, the transport zones can be given a complex spatial shape in accordance with the convenience of their laying inside the system unit.
Конденсатор тепловой трубы может быть выполнен также в виде пустотелых пластин снабженных наружным оребрением. Внутреннее пространство конденсатора может быть сформировано также в виде каналов, соединенных по коллекторной или змеевиковой схеме и расположенных между двумя тонкими металлическими листами (0,2-0,5 мм), один из которых имеет наружное оребрение. Низкое термическое сопротивление такой схемы обеспечивается исключением контактных сопротивлений и минимизацией расстояний кондуктивного переноса тепла к ребрам радиатора.The heat pipe condenser can also be made in the form of hollow plates equipped with external fins. The internal space of the capacitor can also be formed in the form of channels connected by a collector or coil circuit and located between two thin metal sheets (0.2-0.5 mm), one of which has an external finning. Low thermal resistance of such a circuit is ensured by the exclusion of contact resistances and the minimization of the conductive heat transfer distances to the fins of the radiator.
Радиатор системы охлаждения может быть дополнительно снабжен двухфазными термосифонами, размещенными вдоль ребер и расположенными на расстоянии друг от друга. Такая конструкция особенно эффективна, когда конденсатор тепловой трубы расположен в его нижней части. Термосифоны выравнивают поле температур в продольном (вертикальном) направлении, уменьшая тем самым термическое сопротивление радиатора.The radiator of the cooling system can be additionally equipped with two-phase thermosiphons located along the ribs and located at a distance from each other. This design is especially effective when the heat pipe capacitor is located in its lower part. Thermosiphons equalize the temperature field in the longitudinal (vertical) direction, thereby reducing the thermal resistance of the radiator.
Оребрение радиатора может быть выполнено в виде гофр, согнутых из тонкостенного (0,1-0,5 мм) теплопроводного материала - алюминия или меди. Такое оребрение позволяет создать достаточно большую теплообменную поверхность при незначительной массе радиатора.The radiator fins can be made in the form of corrugations, bent from a thin-walled (0.1-0.5 mm) heat-conducting material - aluminum or copper. Such finning allows you to create a sufficiently large heat transfer surface with a small mass of the radiator.
Выполнение каждой тепловой трубы в виде контура, включающего испарительную камеру, в которой расположена зона испарения и резервуар для теплоносителя, и конденсатор, в котором расположена зона конденсации, в совокупности с выполнением транспортной зоны в виде раздельных пустотелых трубопроводов для пара и жидкости с малым диаметром, подключенных к испарительной камере и конденсатору, позволяет уменьшить термическое сопротивление системы за счет минимизации числа контактных сопротивлений и повышения изотремичности поверхности радиатора и тем самым повысить эффективность системы охлаждения в целом. За счет равномерного прогрева основания радиатора можно уменьшить его толщину, а следовательно, и массу. За счет естественной гибкости трубопроводов транспортной зоны упрощается монтаж системы в блоке аппаратуры.The execution of each heat pipe in the form of a circuit comprising an evaporation chamber in which the evaporation zone and a reservoir for the coolant are located, and a condenser in which the condensation zone is located, in conjunction with the design of the transport zone in the form of separate hollow pipelines for steam and a small diameter, connected to the evaporation chamber and condenser, it allows to reduce the thermal resistance of the system by minimizing the number of contact resistances and increasing the isotremism of the surface of the radio torus and thereby increase the efficiency of the cooling system as a whole. Due to the uniform heating of the base of the radiator, it is possible to reduce its thickness, and hence the weight. Due to the natural flexibility of the pipelines of the transport zone, the installation of the system in the equipment block is simplified.
На фиг.1 представлен вариант системы охлаждения, в которой испарительная камера тепловой трубы имеет цилиндрическую форму и снабжена тепловым интерфейсом прямоугольного сечения. Конденсатор выполнен в виде плоского змеевика и сопряжен с внутренней поверхностью радиатора, оребрение которого выполнено в виде гофр;Figure 1 presents a variant of the cooling system in which the evaporation chamber of the heat pipe has a cylindrical shape and is equipped with a rectangular rectangular thermal interface. The condenser is made in the form of a flat coil and is paired with the inner surface of the radiator, the fins of which are made in the form of corrugations;
на фиг.2 показана система охлаждения с двумя отдельными тепловыми трубами, испарительные камеры которых выполнены в виде пластин плоскоовального сечения, а их конденсаторы размещены на общем радиаторе;figure 2 shows a cooling system with two separate heat pipes, the evaporation chambers of which are made in the form of plates of flat oval cross-section, and their condensers are placed on a common radiator;
на фиг.3 представлен вариант системы охлаждения с плоской испарительной камерой прямоугольного сечения. Конденсатор системы выполнен в виде пустотелой пластины с наружным оребрением, внутреннее пространство которой сформировано каналами, соединенными по коллекторной схеме;figure 3 presents a variant of a cooling system with a flat evaporation chamber of rectangular cross section. The capacitor of the system is made in the form of a hollow plate with external fins, the inner space of which is formed by channels connected by a collector circuit;
на фиг.4 показана система охлаждения, в которой конденсатор тепловой трубы размещен в нижней части радиатора и снабжен теплораспределяющей пластиной, играющей роль теплового интерфейса. Радиатор дополнительно снабжен термосифонами, расположенными вертикально вдоль ребер на расстоянии друг от друга.figure 4 shows a cooling system in which a heat pipe condenser is located in the lower part of the radiator and is equipped with a heat distribution plate that acts as a thermal interface. The radiator is additionally equipped with thermosiphons located vertically along the ribs at a distance from each other.
Пассивная система охлаждения настольного компьютера включает тепловые трубы, имеющие испарительную камеру 1 и конденсатор 2, соединенные между собой транспортной зоной 3 с образованием замкнутого контура, тепловые интерфейсы 4 и 5, радиатор 6 с вертикальным оребрением 7, выполненный в виде стенки системного блока компьютера. Каждая испарительная камера 1 снабжена зоной испарения 8 и резервуаром 9 для теплоносителя. Транспортная зона 3 выполнена в виде раздельных пустотелых трубопроводов для пара и жидкости с относительно малым диаметром. Испарительная камера 1 (фиг.1) может иметь цилиндрическую форму и снабжаться специальным переходным элементом с плоской контактной поверхностью - тепловым интерфейсом 4. Испарительная камера 1 может быть выполнена также в виде пластин плоскоовального (фиг.2) или прямоугольного (фиг.3, 4) сечения. В случае если размеры контактной поверхности охлаждаемого элемента больше размеров контактной поверхности испарительной камеры, то она также может снабжаться тепловым интерфейсом 4 (фиг.2, 3), выполненным из теплопроводного материала. Тепловым интерфейсом может служить также плоская сторона испарительной камеры 1, если размеры контактной поверхности охлаждаемого элемента соответствуют или меньше размеров плоской стороны испарительной камеры 1.The passive cooling system of a desktop computer includes heat pipes having an
Конденсатор 2 тепловой трубы может быть выполнен в виде плоского змеевика с необходимым числом витков (фиг.1, 2, 4), который сопрягается с плоской внутренней стороной радиатора 6. Соединение конденсатора 2 с радиатором 6 может выполняться неразъемным, например с помощью пайки или приклеивания (фиг.1.), или разъемным (фиг.2, 4) с использованием прижимных пластин, являющихся элементами теплового интерфейса 5 конденсатора 2. В свою очередь и соединение конденсатора 2 с прижимной пластиной может быть неразъемным, как показано на фиг.4, где конденсатор 2 плотно впрессован в эту пластину.The
Конденсатор 2 тепловой трубы может быть выполнен также в виде пустотелых пластин с внутренними каналами, сформированными по коллекторной или змеевиковой схеме. На фиг.3 показана коллекторная схема конденсатора 2, которая характеризуется наличием коллекторов: парового 10 и жидкостного 11 соответственно и параллельного пучка каналов 12, соединяющих коллекторы 10 и 11. Такой конденсатор 2 может быть выполнен из двух металлических листов, один из которых имеет тиснение, формирующее внутренние каналы, а второй является гладким и сопряжен с наружным оребрением 7.The
В системах, представленных на фиг.2 и 4, показаны радиаторы 6, которые могут быть изготовлены методами литья, экструзии или механической обработки и имеют базовое основание 13 и ребра 7. Такие радиаторы 6 дополнительно могут быть снабжены двухфазными термосифонами 14, плотно впрессованными в вертикальные пазы основания 13.In the systems shown in FIGS. 2 and 4,
На фиг.1 показан радиатор с оребрением 7, выполненным в виде гофр из тонкостенного листового материала. Соединение гофр с основанием 13 может быть клеевым, паяным или сварным и должно обеспечивать хороший механический и тепловой контакт.In Fig.1 shows a radiator with fins 7, made in the form of corrugations of thin-walled sheet material. The connection of the corrugations with the base 13 can be glue, soldered or welded and should provide good mechanical and thermal contact.
Кроме перечисленных элементов конструкции, тепловые трубы содержат внутри определенное количество теплоносителя и фитильную структуру из капиллярно-пористого материала (на рисунках не показано), размещенную в зоне испарения 8 испарительной камеры 1. Величина внутреннего объема резервуара 9 испарительной камеры 1 согласована с остальными объемами тепловой трубы таким образом, чтобы вместить жидкий теплоноситель из конденсатора 2 и парового трубопровода транспортной зоны 3, которые в исходном состоянии могут быть частично или полностью заполнены теплоносителем в зависимости от взаимного положения в пространстве испарительной камеры 1 и конденсатора 2.In addition to the structural elements listed, heat pipes contain inside a certain amount of coolant and a wick structure of capillary-porous material (not shown in the figures) located in the
Система охлаждения действует следующим образом. При подводе тепловой нагрузки к зоне испарения 8 теплоноситель, находящийся в фитильной структуре, начинает испаряться. Это сопровождается ростом перепада температуры и давления между испаряющей стороной фитильной структуры, соединенной с паровым трубопроводом транспортной зоны 3, и впитывающей стороной, сообщающейся с резервуаром 9. Под действием этой разности давлений происходит вытеснение теплоносителя из парового трубопровода и конденсатора 2 в резервуар 9. В конденсаторе 2 пар конденсируется, отдавая скрытую теплоту парообразования. Фитильная структура, локально размещенная в зоне испарения 8, является тепловым и гидравлическим затвором и обеспечивает циркуляцию теплоносителя в контуре тепловой трубы. Таким образом, тепловая нагрузка от охлаждаемых элементов передается тепловыми трубами на радиатор 6 с наружным оребрением 7 и рассеивается в окружающую среду естественной конвекцией.The cooling system operates as follows. When the heat load is applied to the
Высокая эффективность пассивной системы охлаждения достигается за счет использования тепловых труб, выполненных в виде контура, и выражается в снижении общего термического сопротивления системы при одновременном снижении массогабаритных параметров.The high efficiency of the passive cooling system is achieved through the use of heat pipes made in the form of a circuit, and is expressed in a decrease in the overall thermal resistance of the system while reducing the overall dimensions.
Все варианты пассивной системы охлаждения, соответствующие пунктам 1-8 формулы изобретения, были реализованы в экспериментальной практике лаборатории теплопередающих устройств Института теплофизики УрО РАН. В частности, были разработаны и успешно испытаны:All options for a passive cooling system corresponding to paragraphs 1-8 of the claims were implemented in experimental practice of the laboratory of heat transfer devices of the Institute of Thermophysics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. In particular, the following were developed and successfully tested:
1. Система охлаждения, выполненная в соответствии с пунктами формулы 1, 2, 4, 7, 8 и включающая контурную тепловую трубу с цилиндрической испарительной камерой ⌀10 мм, снабженную прямоугольным седлом-интерфейсом, транспортные трубопроводы змеевиковый конденсатор, выполненные из трубки ⌀3 мм, и радиатор размерами 400×400×10 мм с оребрением, выполненным в виде гофр. Конструкционный материал тепловой трубы - медь, теплоноситель - вода. Материал радиатора - алюминий. Общий вес системы - 0,85 кг.1. The cooling system, made in accordance with paragraphs of the
Максимальная рассеиваемая тепловая мощность системы составляла 110 Вт. Испытания проводились также в составе системного блока настольного компьютера. Охлаждаемый элемент - центральный процессор AMD Athlon ХР +2500 с частотой 1,8 ГГц. При максимальной производительности процессора и соответствующей этому тепловой мощности около 68 Вт общее термическое сопротивление системы составляло около 0,62 К/Вт.The maximum dissipated thermal power of the system was 110 watts. Tests were also carried out as part of the desktop computer system unit. The cooled element is the AMD Athlon XP + 2500 central processor with a frequency of 1.8 GHz. With a maximum processor performance and corresponding thermal power of about 68 W, the total thermal resistance of the system was about 0.62 K / W.
2.Система охлаждения, выполненная в соответствии с пунктами формулы 1, 3, 5, 8 и включающая контурную тепловую трубу с испарительной камерой в виде пластины размерами 25×60×7 мм, транспортными трубопроводами ⌀3 мм и конденсатор, выполненный в виде пустотелой пластины с наружным оребрением. Конструкционный материал тепловой трубы и радиатора - медь. Теплоноситель - вода. Общий вес системы - 1,6 кг. Максимальная рассеиваемая тепловая мощность системы составляла 120 Вт. Испытания в составе системного блока настольного компьютера проводились с охлаждением центрального процессора Intel Pentium 4 с частотой 2,8 ГГц. При максимальном тепловыделении около 70 Вт общее термическое сопротивление системы составляло около 0,51 К/Вт.2. The cooling system, made in accordance with
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005124229/09A RU2297661C2 (en) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Passive cooling system for desktop computers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005124229/09A RU2297661C2 (en) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Passive cooling system for desktop computers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2297661C2 true RU2297661C2 (en) | 2007-04-20 |
Family
ID=38037026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005124229/09A RU2297661C2 (en) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | Passive cooling system for desktop computers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2297661C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2500013C1 (en) * | 2012-03-19 | 2013-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОФЛОПС" | Liquid-cooling system for electronic devices |
| RU2610144C2 (en) * | 2009-09-28 | 2017-02-08 | Амазон Текнолоджис, Инк. | Modular system for data processing centre (dpc) |
| RU2691215C2 (en) * | 2014-06-02 | 2019-06-11 | МАЙКРОСОФТ ТЕКНОЛОДЖИ ЛАЙСЕНСИНГ, ЭлЭлСи | Integrated evaporative chamber for controlling thermal mode of computing devices |
| US20220146206A1 (en) * | 2019-04-29 | 2022-05-12 | Sunon Electronics (Kunshan) Co., Ltd. | Cooling module |
| RU2796496C1 (en) * | 2020-01-14 | 2023-05-24 | Хонор Дивайс Ко., Лтд. | Mobile terminal, evaporation chamber and its manufacturing method and electronic device |
-
2005
- 2005-07-29 RU RU2005124229/09A patent/RU2297661C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2610144C2 (en) * | 2009-09-28 | 2017-02-08 | Амазон Текнолоджис, Инк. | Modular system for data processing centre (dpc) |
| RU2500013C1 (en) * | 2012-03-19 | 2013-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭКОФЛОПС" | Liquid-cooling system for electronic devices |
| RU2691215C2 (en) * | 2014-06-02 | 2019-06-11 | МАЙКРОСОФТ ТЕКНОЛОДЖИ ЛАЙСЕНСИНГ, ЭлЭлСи | Integrated evaporative chamber for controlling thermal mode of computing devices |
| US10698458B2 (en) | 2014-06-02 | 2020-06-30 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Integrated vapor chamber for thermal management of computing devices |
| US20220146206A1 (en) * | 2019-04-29 | 2022-05-12 | Sunon Electronics (Kunshan) Co., Ltd. | Cooling module |
| RU2796496C1 (en) * | 2020-01-14 | 2023-05-24 | Хонор Дивайс Ко., Лтд. | Mobile terminal, evaporation chamber and its manufacturing method and electronic device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6106704B2 (en) | Thermosyphon system for electronic devices | |
| US10612861B2 (en) | Thermosiphon systems for electronic devices | |
| US7231961B2 (en) | Low-profile thermosyphon-based cooling system for computers and other electronic devices | |
| US7958935B2 (en) | Low-profile thermosyphon-based cooling system for computers and other electronic devices | |
| WO2013018667A1 (en) | Cooling device and electronic device using same | |
| US20100018678A1 (en) | Vapor Chamber with Boiling-Enhanced Multi-Wick Structure | |
| US20050286230A1 (en) | Apparatuses and methods for cooling electronic devices in computer systems | |
| JPH0629683A (en) | Heat pipe type heat dissipation unit for electronic apparatus | |
| US20050135062A1 (en) | Heat sink, assembly, and method of making | |
| RU2297661C2 (en) | Passive cooling system for desktop computers | |
| JP2002305272A (en) | Heat sink and heat dissipation method of electronic component | |
| CN115857644A (en) | Cold plate type heat dissipation device for server | |
| RU2437140C1 (en) | Passive cooling system of radioactive elements in detachable module | |
| US20070295488A1 (en) | Thermosyphon for operation in multiple orientations relative to gravity | |
| CN212786409U (en) | Heat dissipation device and electronic equipment applying same | |
| JP5860728B2 (en) | Electronic equipment cooling system | |
| TWI332145B (en) | Heat dissipation device | |
| CN117156787A (en) | Heat dissipation device | |
| WO2022125053A1 (en) | Housing of transmit/receive module for array antenna | |
| CN101277600B (en) | Cooling device | |
| WO2015111205A1 (en) | Cooling device and electronic device provided with cooling device | |
| JP2004085016A (en) | Radiator | |
| JPH10267570A (en) | Heat pipe type radiator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090730 |