DE102006011118B4

DE102006011118B4 - Anordnung zum Kühlen eines elektrischen Büro- oder Haushaltsgerätes

Info

Publication number: DE102006011118B4
Application number: DE200610011118
Authority: DE
Inventors: Eike Steffen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2026-03-09
Also published as: DE102006011118A1

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen eines elektrischen Büro- oder Haushaltsgerätes, vorzugsweise mit einer elektronischen Schaltung, insbesondere mit einem Mikroprozessor, wie bspw. Computer, Notebooks, Hi-Fi-Komponenten, TV-Tuner, Beamer, etc., mit einem Gehäuse und einem geschlossenen, mit einer nichtleitenden Kühlflüssigkeit, bspw. Öl, ganz oder teilweise befüllten Hohlraum zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten; die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Teil der Berandung eines flüssigkeitsgefüllten Hohlraums als Wärmetauschfläche ausgebildet ist, an deren gegenüberliegender Seite ein gasförmiges Medium entlangströmt, um die innerhalb des Gerätes anfallende Verlustwärme aufzunehmen und abzuführen, wobei die äußere, wärmeabgebende Oberfläche der Wärmetauschfläche größer ist als deren innenliegende, wärmeaufnehmende Oberfläche.

Description

Anordnung zum Kühlen eines elektrischen Büro- oder Haushaltsgerätes, vorzugsweise mit einer elektronischen Schaltung, insbesondere mit einem Mikroprozessor, wie bspw. Computer, Notebooks, Hifi-Komponenten, TV-Tuner, Beamer, etc., mit einem Gerätegehäuse und einem geschlossenen, mit einer elektrisch nichtleitenden Kühlflüssigkeit, bspw. Öl, ganz oder teilweise befüllten Hohlraum zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten.
Die Leistungsfähigkeit moderner Elektronik-Geräte wird permanent gesteigert, wobei der Elektronik ein immer größerer Funktionsanteil zugewiesen wird. Dort kommen deshalb immer leistungsfähigere Komponenten zum Einsatz, welche jedoch oftmals eine nicht unbeträchtliche Verlustwärme erzeugen. Deshalb ist bei leistungsfähigen Geräten eine Kühlung meistens unerläßlich. Zumeist müssen Ventilatoren die erwärmte Luft schnell abführen, damit ständig eine ausreichende Temperaturdifferenz zwischen den zu kühlenden Komponenten und der Umgebungsluft aufrechterhalten wird und ein Wärmestau vermieden wird. Leistungsfähige Ventilatoren erzeugen jedoch unüberhörbare Geräusche, was gerade bei Audiogeräten, aber auch bei Computern und Notebooks aufgrund der großen Personennähe als unangenehm erfunden wird.
In der DE 20 2005 002 390 U1 ist zwar schon vorgeschlagen worden, eine Kühlflüssigkeit zu verwenden, welche die zu kühlenden Komponenten direkt umspült. Dabei steigt das erwärmte Öl nach oben; da an der Oberseite des Gerätegehäuses jedoch ein Deckel aufgesetzt ist, also ein Luftspalt zwischen dem Flüssigkeitsspiegel und dem Deckel besteht, kann von dort die Wärme nur über den oberen Bereich der Seitenteile des Gerätegehäuses abgeführt werden. Da andererseits Luft ein schlechter Wärmeleiter ist, so ist eine solche Kühlung sehr uneffektiv und erfordert einen Mittelwert der Kühlmitteltemperatur von 33 °C. Dabei ist die Temperatur knapp unterhalb des Flüssigkeitsspiegels und insbesondere am Entstehungsort der Verlustwärme, bspw. an hochintegrierten elektronischen Bauteilen und Schaltkreisen, deutlich höher und kann dort zu einem Wärmestau in den betreffenden Elektronikkomponenten führen, der zu Fehlfunktionen derselben, im ungünstigsten Fall sogar zu einer Zerstörung führen kann.
Kühlanordnungen, bei denen zu kühlende Komponenten in der Kühlflüssigkeit angeordnet sind, sind aus der DE 20 2004 003 644 U1 , der DE 42 09 477 A1 und der JP 2005-123 594 A bekannt.
Aus den beschriebenen Nachteilen des Standes der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, eine Kühleinrichtung für elektrische Büro- oder Haushaltsgeräte vorzuschlagen, die einerseits weitgehend lautlos arbeitet, andererseits aber Wärmestaus möglichst vollständig vermeidet.
Die Lösung dieses Problems gelingt dadurch, dass wenigstens ein Teil der Berandung eines Hohlraums als Wärmetauschfläche ausgebildet ist, an deren Innenseite eine Flüssigkeit, und an deren gegenüberliegender Seite ein gasförmiges Medium, insbesondere Luft, entlangströmt, um die innerhalb des Gerätes anfallende Verlustwärme aufzunehmen und abzuführen, wobei die äußere, wärmeabgebende Oberfläche der Wärmetauschfläche größer ist als deren innenliegende, wärmeaufnehmende Oberfläche.
Da (unbewegte) Luft im Gegensatz zu weitaus dichteren Flüssigkeiten nur ein geringes Wärmeleitungsvermögen hat, stellt der Wärmeübergang zwischen der Außenseite der Wärmetauschfläche und der umgebenden Luft ein größeres Problem dar als der Wärmeübergang zwischen einer Kühlflüssigkeit und der Innenseite der Wärmetauschfläche. Infolgedessen würde sich ohne die erfindungsgemäße Maßnahme ein Wärmestau an dem äußeren Wärmeübergang ergeben, mit der Folge, dass die Temperatur der Wärmetauschfläche an deren Außenseite nur geringfügig unterhalb der Temperatur der Kühlflüssigkeit liegt, so dass auch an dem inneren Wärmeübergang mangels eines ausreichenden Temperaturgefälles nur eine geringe Wärmeströmung möglich wäre. Indem jedoch die Außenseite der Wärmetauschfläche maximiert wird, kann sich hier ein breiterer Wärmestrom entwickeln, so dass der Wärmestau abgebaut oder zumindest reduziert wird und demzufolge die Temperatur an der Außenseite der Wärmetauschfläche sinkt. Da die Reduzierung der Temperatur auch an der (wärmeren) Innenseite der Wärmetauschfläche spürbar ist, steigt auch dort der Wärmestrom – die Kühlung wird verbessert. Deswegen ist es zu tolerieren, dass nicht die gesamte Gehäusefläche des betreffenden Gerätes zur Kühlung verwendet wird.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die äußere, wärmeabgebende Oberfläche der Wärmetauschfläche wenigstens 10 cm² umfaßt, vorzugsweise mehr als 15 cm², insbesondere mehr als 20 cm². Die zu verwendende Kühlfläche korrespondiert mit der innerhalb des Gerätes anfallenden Verlustwärme. Da diese gerade bei hochintegrierten Schaltkreisen nicht unbeträchtlich sein kann, sollte eine derartige Minimalfläche nicht unterschritten werden. Damit ist sichergestellt, dass die Kühlung auch bei erhöhten Temperaturen – bspw. im Hochsommer, bei direkter Sonneneinstrahlung und/oder in den Tropen – zuverlässig funktioniert.
Um bei gegebener Wärmetauschfläche einen maximalen Wärmefluß zu erzeugen, empfiehlt die Erfindung, dass die äußere, wärmeabgebende Oberfläche der Wärmetauschfläche wenigstens um 1 % größer ist als deren innenliegende, wärmeaufnehmende Oberfläche, vorzugsweise um mehr als 2 %, insbesondere um mehr als 5 %, und vorteilhafterweise sogar um mehr als 10 %. Andererseits kann diese Differenz noch größer sein, bspw. mehr als 20 % oder gar mehr als 40 %.
Bei Verfolgung dieses Erfindungsgedankens ergibt sich, dass die flächenmäßige Differenz zwischen der äußeren, wärmeabgebenden Oberfläche der Wärmetauschfläche und deren innerer, wärmeaufnehmender Oberfläche größer ist als 1 cm², vorzugsweise mehr als 2 cm², insbesondere mehr als 5 cm², mit großem Vorteil sogar mehr als 10 cm².
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die innenliegende, wärmeaufnehmende Oberfläche zumindest in einer Raumrichtung konkav gewölbt ist, insbesondere als Innenwand eines oder mehrerer Rohre ausgebildet ist. Die Verwendung gewölbter Flächen bildet eine erste Möglichkeit, die Fläche der Außenseite gegenüber der Fläche der Innenseite zu vergrößern.
Indem ein Rohr des Wärmetauschers in Mäandern geführt ist, kann eine maximale Fläche in einem Volumen mit geringsten Abmessungen komprimiert werden.
Andererseits ist es auch möglich, dass mehrere, zueinander etwa parallele Rohre im Bereich ihrer Enden jeweils miteinander verbunden sind. Mit dieser Struktur läßt sich auch bei einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit eine große Strömung und damit ein hoher Wärmeumsatz realisieren.
Um den Kühleffekt weiter zu verbessern, kann (können) an der äußeren, wärmeabgebenden Oberfläche der Wärmetauschfläche, insbesondere an der/den Außenseite(n) eines/der Rohrs(-e) eine oder vorzugsweise mehrere Kühlrippen oder -lamellen angeordnet sein. Mit dieser Maßnahme kann die Fläche der Außenseite der Wärmetauschfläche in erheblichem Umfang erhöht werden, bspw. um 50 % oder noch mehr.
Solche Kühlrippen oder -lamellen können von der Längsachse des betreffenden Rohrs etwa lotrecht durchsetzt sein. Dabei sind solche Kühllamellen zumindest in gerade gestreckten Rohrbereichen etwa parallel zueinander. Andererseits kann ihre Grundfläche sich etwa in vertikaler Richtung erstrecken, so dass die Umgebungsluft hindernisfrei an diesen Kühlrippen oder -lamellen entlangströmen kann. Bei vertikal verlaufenden Rohrabschnitten können solche Kühlrippen etwa radial nach außen weisend angeordnet sein
Die Wärmetauschfläche sollte aus einem Wärme gut leitenden Material bestehen, bspw. Metall, insbesondere rostfreiem Edelstahl, Aluminium, Kupfer oder durch einen Überzug vor Korrosion geschütztes Eisen.
Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung des Kühleffektes sieht die Erfindung vor, dass die Wärmetauschfläche an ihrer Außenseite zumindest bereichsweise von einem Schacht umgeben ist, in dem sich eine Konvektionsströmung von einer unteren Lufteintrittsöffnung bis zu einer oberen Luftaustrittsöffnung ausbilden kann. Da die Luft aus einem solchen Schacht nicht seitlich entweichen kann, ist die erwärmte Luft gezwungen, innerhalb des Schachtes bis zu dessen oberseitiger Öffnung aufzusteigen. Dabei saugt die am stärksten erwärmte Luft im oberen Bereich des Schachtes kühle Umgebungsluft durch die unterseitige Eintrittsöffnung an, so dass sich eine maximale Temperaturdifferenz gegenüber der Außenseite der Wärmetauschfläche einstellt.
Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass die Wärmetauschfläche als Schlauch- und/oder Rohrsystem ausgebildet ist, das sich zumindest bereichsweise entfernt von dem zu kühlenden Gerät erstreckt. Dadurch ist dem Anwender die Anordnung des Wärmetauschers weitgehend freigestellt, bspw. läßt sich dieser in einem kühlen Kellerraum anordnen oder im Freien. Auch besteht die Möglichkeit, mehrere Geräte – bspw. alle Computer in einem großen Unternehmen – an ein gemeinsames Kühlsystem anzuschließen.
Der Hohlraum an der Innenseite der Wärmetauschfläche kann direkt mit dem die zu kühlenden Gerätekomponenten aufnehmenden Hohlraum kommunizieren; andererseits ist es aber auch möglich, dass der Hohlraum an der innenliegenden, wärmeaufnehmenden Oberfläche der Wärmetauschfläche von dem Hohlraum zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten durch einen zweiten Wärmetauscher getrennt ist. Dadurch lassen sich in den beiden Hohlräumen unterschiedliche Kühlflüssigkeiten verwenden; bspw. für den die Gerätekomponenten aufnehmenden Hohlraum eine zwar zähflüssige, aber nichtleitende Flüssigkeit, während der davon getrennte Kühlkreislauf mit einer dünnflüssigen, aber ggf. elektrisch leitfähigen Flüssigkeit befüllt sein kann.
Der Hohlraum an der innenliegenden, wärmeaufnehmenden Oberfläche der Wärmetauschfläche sollte eine doppelt zusammenhängende Struktur aufweisen, insbesondere in Form eines in sich geschlossenen Röhrensystems, so dass die Kühlflüssigkeit kontinuierlich im Kreislauf geführt werden kann und dabei die aufgenommene Verlustwärme an der Wärmetauschfläche nach außen abgibt.
Wenn in dem Hohlraum an der innenliegenden, wärmeaufnehmenden Oberfläche der Wärmetauschfläche eine leicht verdampfbare Flüssigkeit eingefüllt ist, läßt sich ein Niederdruckbereich dieses Hohlraums von einem Bereich demgegenüber erhöhten Druckes (Hochdruckbereich) durch ein Entspannungventil einerseits und einen Kompressor andererseits abtrennen. In dem Hochdruckbereich liegt die Kühlflüssigkeit in flüssigem Aggregatszustand vor, in dem Niederdruckbereich ist sie verdampft. Dabei ist die Temperatur in dem Niederdruckbereich höher als in dem Hochdruckbereich.
Damit für die Wärmeübergänge an den beiden Wärmetauschern jeweils eine maximale Temperaturdifferenz zur Verfügung steht, sollte die Wärmetauschfläche in den Niederdruckbereich, der zweite Wärmetauscher in den Hochdruckbereich eingeschalten sein. Der zweite Wärmetauscher könnte dabei direkt innerhalb des Hohlraums zur Aufnahme der zu kühlenden Gerätekomponenten angeordnet werden, sofern dort noch ausreichend Platz zur Verfügung steht. In diesem Fall muß die nichtleitende Flüssigkeit innerhalb des letztgenannten Hohlraums nicht in einem Kreislauf geführt werden.
Mit weiteren Vorteilen weist jedoch auch der Hohlraum zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten eine doppelt zusammenhängende Struktur auf, insbesondere in Form eines in sich geschlossenen Röhrensystems. Solchenfalls kann der zweite Wärmetauscher aus dem Geräteinneren ferngehalten werden, damit die dortige Raumaufteilung nicht gestört wird.
Zur Umwälzung der Kühlflüssigkeit innerhalb des Hohlraums zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten läßt sich innerhalb des Röhrensystems dieses Hohlraums wenigstens eine Pumpe anordnen, insbesondere eine vorzugsweise langsam laufende Ölpumpe.
Dieses Röhrensystem sollte derart aufgebaut sein, dass die Kühlflüssigkeit von der Pumpe an einer Öffnung im oberen Bereich des Hohlraums innerhalb des Gerätegehäuse abgesaugt wird und zu einer Eintrittsöffnung im unteren Bereich des Hohlraums innerhalb des Gerätegehäuses geleitet wird. Dadurch wird gezielt der besonders heiße Teil der Flüssigkeit im oberen Bereich des Gerätehohlraums gekühlt, aufgrund der hohen Wärmedifferenz an den Wärmetauschern ist die Kühlung dadurch besonders effektiv.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Durchströmöffnung im oberen Bereich des Hohlraums innerhalb des Gerätegehäuse sich zu dem darunter liegenden Bereich des Hohlraums trichterförmig erweitert. Dadurch wird die Flüssigkeit aus dem Hohlraum in dem Gerätegehäuse großflächig, im Idealfall über dessen gesamten, horizontalen Querschnitt hinweg, abgesogen, so dass alle Bereiche des Gehäuses näherungsweise etwa gleich stark gekühlt werden.
Zum Schutz vor Leckage der enthaltenen Flüssigkeit sollte der geschlossene Hohlraum zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten abgedichtet sein, bspw. mittels einer Gummidichtung.
Zur Hindurchführung von Energie und/oder elektrischen oder optischen Signalen sieht die Erfindung vor, dass ein Teil der Berandung des geschlossenen, mit einer nichtleitenden Kühlflüssigkeit ganz oder teilweise befüllten Hohlraums zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten durch eine Platine od. dgl. mit Durchkontaktierungen und Anschlüssen an den gegenüberliegenden Flachseiten gebildet ist. Eine solche Platine kann ein Fenster in der Berandung des Hohlraums vollständig verschließen und hermetisch abgedichtet sein, bspw. mittels einer Gummidichtung, Silikon od. dgl. Als Anschlüsse können Lötfahnen dienen und/oder Steckanschlüsse.
Zwecks Aufnahme von Laufwerken für Wechseldatenträger, bspw. zur Aufnahme von Laufwerken für Disketten, CD-ROM, DVD, Video- oder Audio-Cassetten, etc. ist Bereich innerhalb des Gerätegehäuses von dem geschlossenen Hohlraum zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten durch dessen Berandung getrennt. Daher können die Ladeöffnungen solcher Laufwerke jederzeit von außen geöffnet werden.
Die Erfindung zeichnet sich schließlich aus durch einen getrennten Hohlraum zum Umpumpen der Kühlflüssigkeit. Dadurch kann das Gehäuse zu Reparaturzwecken mit geringem Aufwand geöffnet werden.
Weitere Merkmale, Eigenschaften, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der beigefügten Zeichnung. Deren einzige Figur zeigt einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Computer in einer schematischen Darstellung.
Das in der Zeichnung wiedergegebene Gerät 1 ist ein Personalcomputer mit einem Gehäuse 2, einer Hauptplatine 3, wenigstens einem Mikroprozessor 4, wenigstens einem Speicherbaustein 5, wenigstens einem Grafikbaustein 6, einer Festplatte 7, wenigstens einem CD-Laufwerk 8, einem Netzteil 9 sowie ggf. weiterer, optionaler Komponenten.
Mit Ausnahme des CD-Laufwerks 8 sind alle Komponenten 3–7, 9 innerhalb eines vollständig abgedichteten Hohlraums 10 angeordnet, der mit einer nichtleitenden Kühlflüssigkeit gefüllt ist, bspw. mit einem Öl, wobei ein spezielles technisches Öl genauso verwendbar ist wie ggf. Salatöl. Die Ölfüllung ist nicht vollständig, so dass innerhalb des Hohlraums 10 eine Luftblase verbleibt, welche einen Druckausgleich bei Erwärmung und Ausdehnung des Öls ermöglicht.
Das Abteil 11 zur Aufnahme des CD-Laufwerks 8 ist davon durch eine innere Berandungsfläche 12 abgetrennt. Die Berandungsfläche 12 verläuft zumindest abschnittsweise horizontal.
Eine weitere, vorzugsweise vertikale, gehäuseinterne Berandungsfläche 13 trennt den die Komponenten 3–7, 9 enthaltenden Hohlraum 10 von einem seitlich daran anschließenden Luftschacht 14. Dieser erstreckt sich von der Unterseite 15 des Gehäuses bis zu dessen Oberseite 16 und weist eine unterseitige Lufteintrittsöffnung 17 und eine oberseitige Luftaustrittsöffnung 18 auf.
Knapp unterhalb der oberseitigen Luftaustrittsöffnung 18 sitzt innerhalb des Luftschachts 14 ein Wärmetauscher 19. Hierbei kann es sich um einen sog. Radiator handeln, der von dem Öl innerhalb des Hohlraums 10 durchströmt wird, vorzugsweise von oben nach unten. Der Radiator 19 besteht aus einem mäanderförmig geführten Rohr, an dessen Außenseite Kühlrippen oder -lamellen angeordnet, bspw. angeschweißt sind.
Die Luft zwischen diesen Kühlrippen oder -lamellen nimmt daher über eine vergleichsweise große Fläche die Verlustwärme des Öls auf, erwärmt sich dabei, dehnt sich aus, so dass die spezifische Dichte abnimmt, und steigt deshalb nach oben. Dadurch wird über den Luftschacht durch dessen unterseitige Lufteintrittsöffnung 17 kühle Umgebungsluft angesaugt – es kommt eine permanente, die Kühlung fördernde Konvektionsströmung zustande.
Der Zulauf des Radiators 19 ist mit dem Druckanschluß einer Ölpumpe 20 verbunden, die zur Dämpfung der Geräuschentwicklung innerhalb des ölgefüllten Hohlraums 10 angeordnet ist. Diese Ölpumpe 20 saugt das erwärmte Öl aus dem oberen Bereich des Hohlraums 10 an, bspw. über einen unten offenen, sich nach unten erweiternden Trichter.
Nachdem das Öl sich in dem Radiator 19 abgekühlt hat, wird es über eine weitere Leitung nach unten geführt, die nahe der Unterseite 15 des Hohlraums 10 in diesen mündet, und tritt dort wieder in den Hohlraum 10 ein.
Vorzugsweise ist das Gehäuse 2 des Gerätes 1 einschließlich der Berandungsflächen 12, 13 aus Acrylglasplatten gebildet, die dicht miteinander verklebt und/oder verschweißt sind. Infolge des ebenfalls weitgehend farblosen Öls ergeben sich dadurch interessante Einblicke in den inneren Aufbau des Gerätes 1. Außerdem sind Acrylglasplatten korrosionsfrei und können absolut dich miteinander verklebt oder verschweißt werden.
Im Bereich wenigstens einer Berandungsfläche 12, 13 und oder des Gehäuses 2 ist ein Fenster vorgesehen, das durch eine Platine dicht verschlossen ist, bspw. indem die Platine mittels Silikon od. dgl. eingeklebt wird. Diese Platine weist Anschlüsse an ihren beiden Flachseiten auf, welche mittels die Platine durchsetzender Durchkontaktierungen miteinander verbunden sind. Diese Anschlüsse können als Lötfahnen oder -stifte ausgebildet sein oder als Steckverbinder od. dgl.
Seitlich neben dem Hohlraum 10 kann sich ein weiterer Hohlraum befinden mit einem von außen steuer- oder betätigbaren Ventil, so dass durch Umlegen des Gerätes 1 die Ölfüllung von dem Hohlraum 10 in den Ersatzraum fließen kann. An der anderen Flachseite des Gehäuses 2 kann bspw. eine abnehmbare Platte angeordnet sein, die über eine hochdichte Gummidichtung verschließbar ist. Nach Umfüllen des Öls in die Zusatzkammer kann der Hohlraum 10 und ggf. auch das Abteil 11 geöffnet werden, um bspw. einzelne Komponenten 3–9 zu testen, reparieren und/oder auszutauschen. Nach Verschließen dieser abnehmbaren Seitenwand wird das Gerät 1 auf eben diese Seite gelegt und das Ventil zwischen dem Hohlraum 10 und der Zusatzkammer geöffnet, so dass das Öl wieder in seinen ursprünglichen Hohlraum 10 zurückfließt.

Claims

Anordnung zum Kühlen eines elektrischen Büro- oder Haushaltsgerätes (1), vorzugsweise mit einer elektronischen Schaltung (3), insbesondere mit einem Mikroprozessor (4), wie bspw. Computer, Notebooks, Hifi-Komponenten, TV-Tuner, Beamer, etc., mit einem Gerätegehäuse (2) und einem geschlossenen, mit einer elektrisch nichtleitenden Kühlflüssigkeit, bspw. Öl, ganz oder teilweise befüllten Hohlraum (10) zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten (3–7, 9), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Berandung des flüssigkeitsgefüllten Hohlraums (10) als Wärmetauschfläche (19) ausgebildet ist, an deren Außenseite ein gasförmiges Medium entlangströmt, um die innerhalb des Gerätes (1) anfallende Verlustwärme aufzunehmen und abzuführen, wobei die äußere, wärmeabgebende Oberfläche der Wärmetauschfläche (19) größer ist als deren innenliegende, wärmeaufnehmende Oberfläche.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere, wärmeabgebende Oberfläche der Wärmetauschfläche (19) wenigstens 10 cm² umfaßt, vorzugsweise mehr als 15 cm², insbesondere mehr als 20 cm².
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flächenmäßige Differenz zwischen der äußeren, wärmeabgebenden Oberfläche der Wärmetauschfläche (19) und deren innerer, wärmeaufnehmender Oberfläche größer ist als 1 cm², vorzugsweise mehr als 2 cm², insbesondere mehr als 5 cm², mit großem Vorteil sogar mehr als 10 cm².
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere, wärmeabgebende Oberfläche der Wärmetauschfläche (19) wenigstens um 1 % größer ist als deren innenliegende, wärmeaufnehmende Oberfläche, vorzugsweise um mehr als 2 %, insbesondere um mehr als 5 %, und vorteilhafterweise sogar um mehr als 10 %.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegende, wärmeaufnehmende Oberfläche zumindest in einer Raumrichtung konkav gewölbt ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegende, wärmeaufnehmende Oberfläche als Innenwand eines oder mehrerer Rohre ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohr in Mäandern geführt ist.
Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, zueinander etwa parallele Rohre im Bereich ihrer Enden jeweils miteinander verbunden sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der/den Außenseite(n) des/der Rohrs(-e) Kühlrippen oder -lamellen angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen oder -lamellen von der Längsachse des betreffenden Rohrs etwa lotrecht durchsetzt werden.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der äußeren, wärmeabgebenden Oberfläche der Wärmetauschfläche (19) mehrere Kühlrippen oder -lamellen angeordnet sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschfläche (19) aus einem gut Wärme leitenden Material besteht, bspw. Metall.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschfläche (19) an ihrer Außenseite zumindest bereichsweise von einem Schacht (14) umgeben ist, in dem sich eine Konvektionsströmung von einer unteren Lufteintrittsöffnung (17) bis zu einer oberen Luftaustrittsöffnung (18) ausbilden kann.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschfläche (19) als Schlauch- und/oder Rohrsystem ausgebildet ist, das sich zumindest bereichsweise entfernt von dem zu kühlenden Gerät (1) erstreckt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum an der innenliegenden, wärmeaufnehmenden Oberfläche der Wärmetauschfläche (19) von dem mit einer nichtleitenden Kühlflüssigkeit ganz oder teilweise befüllten Hohlraum (10) zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten (3–7, 9) durch einen zweiten Wärmetauscher getrennt ist.
Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum an der innenliegenden, wärmeaufnehmenden Oberfläche der Wärmetauschfläche (19) eine doppelt zusammenhängende Struktur aufweist, insbesondere in Form eines in sich geschlossenen Röhrensystems.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum (10) an der innenliegenden, wärmeaufnehmenden Oberfläche der Wärmetauschfläche (19) eine leicht verdampfbare Flüssigkeit eingefüllt ist, wobei ein Niederdruckbereich des Hohlraums (10) von einem Bereich demgegenüber erhöhten Druckes (Hochdruckbereich) durch ein Entspannungventil einerseits und einen Kompressor andererseits getrennt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsgemäße Wärmetauschfläche (19) in den Niedrigdruckbereich, der zweite Wärmetauscher in den Hochdruckbereich eingeschalten ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mit einer nichtleitenden Kühlflüssigkeit ganz oder teilweise befüllte Hohlraum (10) zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten (3–7, 9) eine doppelt zusammenhängende Struktur aufweist, insbesondere in Form eines in sich geschlossenen Röhrensystems.
Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Röhrensystems eine Pumpe (20) angeordnet ist, insbesondere eine vorzugsweise langsam laufende Ölpumpe, zur Umwälzung der Kühlflüssigkeit innerhalb des Hohlraums (10) zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten (3–7, 9).
Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Röhrensystem derart aufgebaut ist, dass die Kühlflüssigkeit von der Pumpe (20) an einer Durchströmöffnung im oberen Bereich des Hohlraums (10) innerhalb des Gerätegehäuses (2) abgesaugt wird und zu einer Eintrittsöffnung im unteren Bereich des Hohlraums (10) innerhalb des Gerätegehäuses (2) geleitet wird.
Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmöffnung sich zu dem darunter liegenden Bereich des Hohlraums (10) trichterförmig erweitert.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Hohlraum (10) zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten (3–7, 9) abgedichtet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Berandung (12, 13, 2) des geschlossenen Hohlraums (10) zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten (3– 7, 9) durch eine Platine od. dgl. mit Durchkontaktierungen und Anschlüssen an den gegenüberliegenden Flachseiten gebildet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem geschlossenen Hohlraum (10) zur Aufnahme einer oder mehrerer Gerätekomponenten (3–7, 9) durch dessen Berandung (12) getrennter Bereich (11) innerhalb des Gerätegehäuses (2) vorgesehen ist zur Aufnahme von Laufwerken (8) für Wechseldatenträger, bspw. zur Aufnahme von Laufwerken für Disketten, CD-ROM, DVD, Video- oder Audio-Cassetten, etc.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine getrennte, abgedichtete Kammer zum Umfüllen der Kühlflüssigkeit, vorzugsweise seitlich neben dem Hohlraum (10).