DE10222442A1 - Heat exchanger unit for dissipating waste heat e.g. for processor chip in computer, uses closed fluid system having two hollow bodies coupled via hollow lines - Google Patents

Heat exchanger unit for dissipating waste heat e.g. for processor chip in computer, uses closed fluid system having two hollow bodies coupled via hollow lines

Info

Publication number
DE10222442A1
DE10222442A1 DE2002122442 DE10222442A DE10222442A1 DE 10222442 A1 DE10222442 A1 DE 10222442A1 DE 2002122442 DE2002122442 DE 2002122442 DE 10222442 A DE10222442 A DE 10222442A DE 10222442 A1 DE10222442 A1 DE 10222442A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hollow
medium
thermal energy
lines
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE2002122442
Other languages
German (de)
Inventor
Bernhard Harter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE2002122442 priority Critical patent/DE10222442A1/en
Publication of DE10222442A1 publication Critical patent/DE10222442A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

The heat exchanger unit has a small hollow body (3) attached to an object (2) generating waste heat via a clamp clip (4) and connected via a hollow lines (8) with a larger hollow body (6), which is coupled to a pressure capsule. The system provided by the hollow bodies and the hollow lines is filled with a fluid, the lines provided with valves (9) and the small hollow body is coupled to a buffer space (10).

Description

In technischen Anlagen insbesondere in Geräten wie in der Elektronik, Verbrennungssystemen und ähnlichem entstehen große thermische Energien auf kleinstem Raum. Größtenteils sind die Objekte mit großer thermischer Energiedichte behaftet und von kleinen Abmessungen. Diese thermische Energien werden häufig auf größere und handlichere Gebilde überführt. Größtenteils erfolgt diese Überleitung und Ableitung mittels der bekannten Wärmetauscher, Flüssigkeitswärmetauscher und der sogenannten Kühlkörper. In technical systems, especially in devices such as electronics, combustion systems and the like, large thermal energies arise in the smallest space. Most of them are Objects with high thermal energy density and small dimensions. This thermal energies are often transferred to larger and more manageable structures. For the most part, this transfer and discharge takes place using the known heat exchangers, Liquid heat exchanger and the so-called heat sink.

Kühlkörper sind spezielle Wärmetauscher, die thermische Energie von einer kleinen Objektoberfläche auf eine große Oberfläche ableiten, was eine günstige Übertragung und Ableitung der Energie, in der Regel auf Luft mit sich bringt. Um die thermische Energie auch unter dem sogenannten "worst case" Bedingungen ab führen zu können, bedarf es des Einsatzes von großen Kühlkörpern. Je größer die Kühlkörperoberfläche und je größer die Temperaturdifferenz zwischen Kühlerkörperoberfläche und dem vom Kühlkörper umspülten Medium wie Luft ist, um so günstiger ist eine thermische Energieübertragung. Heatsinks are special heat exchangers that take thermal energy from a small one Derive object surface onto a large surface, which is a cheap transfer and Derivation of energy, usually involves air. To thermal energy too To be able to lead under the so-called "worst case" conditions, it is necessary to use it of large heat sinks. The larger the heat sink surface and the larger the Temperature difference between the surface of the radiator body and that around which the heat sink flows Medium as air is, the cheaper thermal energy transfer.

Bei dem Einsatz eines Kühlkörpers gilt ferner, daß die abzuführende thermische Energie bei unzureichender abgestimmter Kühlkörpergröße, dieser und der damit verbundene Objektkörper mit Temperaturerhöhung reagiert. Dadurch erreicht in vielen Fällen die Objekttemperatur die Maximaltemperatur, da die thermische Energieübertragung auf das Medium ungünstig verläuft. Die häufigsten Ursachen sind die, daß einerseits die Medientemperatur, wie Luft, bereits ein hohes thermisches Niveau inne hat, andererseits aus Gründen der Objekteinhausung (da elektronische Teile) eine freie Konvektion (Zirkulation) des Mediums nicht möglich ist, oder der Kühlkörper aus Platzgründen zu klein ist. When using a heat sink, the thermal energy to be dissipated also applies inadequate matched heat sink size, this and the associated object body reacted with an increase in temperature. In many cases, this means that the object temperature reaches Maximum temperature because the thermal energy transfer to the medium is unfavorable. The most common causes are that, on the one hand, the media temperature, like air, is already a has a high thermal level, on the other hand for reasons of object housing (there electronic parts) a free convection (circulation) of the medium is not possible, or the heat sink is too small for space reasons.

Ausgehend vom dem obigen Stand der Technik liegt das Problem zugrunde, daß die mechanischen Abstimmungen und die thermischen Anpassungen zu den Objekten ungünstig sind. Starting from the above prior art, the problem is that the mechanical adjustments and the thermal adjustments to the objects unfavorable are.

Zudem weisen oft die Oberflächen der Objekte Unebenheiten auf, was einen hohen Wärmedurchgangswiderstand impliziert, oder die mechanische Befestigung für einen Kühlkörper scheitert an der zu kleinen Unterkonstruktion des Objektes oder ähnliches. In addition, the surfaces of the objects often have unevenness, which is high Thermal resistance implies, or mechanical attachment for one Heat sink fails due to the too small substructure of the object or the like.

Aus den besagten Gründen und weil größtenteils eine Vergrößerung des Kühlkörpers ausscheidet, ist oft eine zusätzliche Zwangsbelüftung von nöten, wobei ein Lüfter auf den Kühlkörper montiert wird. Größtenteils sind die Kühlkörperabmessungen im Verhältnis zur geforderterten Objekttemperatur so gewählt, daß trotz Zwangsbelüftung die Kühlkörperoberfläche nahezu die Maximaltemperatur erreicht. For the reasons mentioned and because for the most part an enlargement of the heat sink eliminates, additional forced ventilation is often required, with a fan on the Heatsink is installed. For the most part, the heat sink dimensions are in relation to required object temperature selected so that despite forced ventilation Heat sink surface almost reached the maximum temperature.

In Computerstationen und ähnlichem ist bei höheren Umgebungstemperaturen der Einsatz von größeren Kühlkörpern meist aus räumlichen Gründen oder der Einsatz von einer größeren Zwangsbelüftung wegen der Geräuschentwicklung ausgeschlossen. In computer stations and the like, the use of larger heat sinks mostly for spatial reasons or the use of a larger one Forced ventilation excluded due to noise.

Eine andere Art der Energieableitung erfolgt mittels einem Wärmerohr (Heatpipe). Dabei wird in einem Rohrstück Medium zum Verdampfen gebracht, während im übrigen Rohr das verdampfte Medium kondensiert und der Wärmequelle wieder zugeführt wird. Another type of energy dissipation is by means of a heat pipe. Doing so medium evaporated in a piece of pipe, while in the rest of the pipe evaporated medium condenses and is returned to the heat source.

Hierbei liegt das Problem zu Grunde, daß die Objekttemperatur der Kondensttemperatur entspricht und oft eine Temperaturübertragung vom Rohr zur Umgebung ungünstig verläuft, sobald die Temperaturdifferenz zwischen Kondensattemperatur und Umgebungstemperatur klein ist. Ein thermischer Energieaustausch findet dabei kaum oder nicht statt. Diese ungünstige Gegebenheiten ist besonders in Rechnerräumen oder in warmen Regionen zu beobachten. The underlying problem here is that the object temperature is the condensation temperature corresponds and often a temperature transfer from the pipe to the environment is unfavorable, as soon as the temperature difference between condensate temperature and ambient temperature is small. There is little or no thermal energy exchange. This awkward Circumstances can be observed particularly in computer rooms or in warm regions.

Mittels des bekannten Verfahrens des Siedens von flüssigen Medien und dem damit verbundenen Phasenübergang von flüssigen Medien zu gasförmigen mit der damit einhergehenden Verdampfungswärme, ist die Aufgabe eine Systemeinheit zu schaffen, das das Übertragen und Ableiten von thermischer Energie von kleiner Objektoberfläche ermöglicht. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Siedetemperatur dem Objekt angepaßt ist. By means of the known method of boiling liquid media and thus associated phase transition from liquid media to gaseous with the associated associated evaporation heat, the task is to create a system unit that the Allows transfer and dissipation of thermal energy from small object surfaces. It is assumed that the boiling temperature is adapted to the object.

Da die Verdampfungswärme beim Zustandswechsel von flüssiger in gasförmige Form im wesentlichen viel größer ist als die spezifische Wärmekapazität, ist ein großer thermischer Energieabtransport von einem kleinem Objekt mit einem körperlich abgestimmten Systemaufbau gegeben. Because the heat of vaporization when changing from liquid to gaseous form in is much larger than the specific heat capacity, is a large thermal Energy dissipation from a small object with a physically tailored one System structure given.

Da meist eine Kontaktierung des Mediums auf bestehende elektronische Objekte ausscheidet, also eine Modulation eines Hohlraums auf das bestehende Objekt ausgeschlossen ist, wird in der Regel auf einen Aufsatz zurück gegriffen, der mit der Objektebene kontaktiert ist. Aus den besagten Gründen der gegebenen Objektoberflächen und der gegebenen Aufsatzmontage ist hier die Erfindung anhand eines Aufsatzes erläutert. Since contact with the medium on existing electronic objects is usually ruled out, modulation of a cavity on the existing object is excluded in usually used an essay that is in contact with the object level. For the stated reasons of the given object surfaces and the given Attachment mounting the invention is explained here using an attachment.

Erfindungsgemäß ist hier eine Konstruktion gegeben, die die Ableitung der thermischen Energie von der Objektoberfläche ermöglicht, wobei das Medium direkt oder indirekt mit der Objektoberfläche kontaktiert wird, und seinerseits verdampft. According to the invention, there is a construction here that derives the thermal Enables energy from the object surface, the medium directly or indirectly with the Object surface is contacted, and in turn evaporates.

Der erfinderische Systemaufbau besteht aus zwei miteinander verbundenen und zueinander abgestimmten Hohlkörpern. The inventive system structure consists of two interconnected and mutually coordinated hollow bodies.

Es ist eine Systemeinheit geschaffen, die die Montage eines kleinen, handlichen und leichten hohlen Aufbaus ermöglicht, der auf die Objektoberfläche montiert ist, und mit einem großen örtlich abgesetzten und höher montierten Hohlkörper (Wärmetauscher) in Verbindung steht. Die beiden Hohlkörper sind mechanisch mit Rohr(en), Schläuch(en) oder Ähnlichem verbunden, wobei die Rohre mit Ventile bestückt sind. Des weiteren steht der kleine Hohlkörper mit einem Pufferspeicher in Verbindung. Das Innere der Hohlkörper enthält Medium (Flüssigkeit), wobei die Siedepunkttemperatur des Mediums auf die Objekttemperatur abgestimmt ist. It is a system unit created which is the assembly of a small, handy and light hollow structure, which is mounted on the object surface, and with a large remotely located and higher mounted hollow body (heat exchanger) is connected. The both hollow bodies are mechanically connected with pipe (s), hose (s) or the like, the tubes are equipped with valves. Furthermore, the small hollow body stands with one Buffer storage in connection. The inside of the hollow body contains medium (liquid), whereby the boiling point temperature of the medium is matched to the object temperature.

Das im System befindliche Medium ist im thermischen Gleichgewicht, was die Kontinuität von zu- und abgeführter thermischer Energie beinhaltet. The medium in the system is in thermal equilibrium, which is the continuity of thermal energy input and output includes.

Die immerwährende thermische Abfolge ist die, daß die thermische Energie vom Objektkörper auf den Aufbau übertragen wird. Der Aufbau (kleiner hohler Quader) nimmt die thermische Energie auf und leitet diese auf das Medium. Das Medium wird so durch den Aufbau bzw. das Objekt erwärmt, bis die Siedetemperatur erreicht ist. Bei der gegebenen Siedetemperatur verdampft Medium, das seinerseits durch Ausgasen die thermische Energie abtransportiert. Durch das Ausgasen von Medium ist das Ableiten auf einen anderen großen abgesetzten Wärmetauscher (Kühlkörper; großen hohlen Quader) gegeben. Der große Wärmetauscher steht seinerseits mit seiner Außenhaut mit einem anderen Medium, meist Luft, in Kontakt. Durch die große Oberfläche ist gegeben, daß bereits bei kleinen Temperunterschieden des verdampften inneren Mediums zum äußeren Medium (Luft) die Ableitung der thermischen Energie günstig von statten geht. Das im Inneren des großen Wärmetauschers abkühlende Medium kondensiert und fließt in den kleinen Hohlzylinder zurück. Dadurch ist ein Gleichgewicht im System von erzeugter thermischer Energie zur abgeführten thermischen Energie vorhanden. The everlasting thermal sequence is that the thermal energy from the object body is transferred to the body. The structure (small hollow cuboid) takes the thermal Energy and directs it to the medium. The medium is through the structure or the The object is heated until the boiling temperature is reached. At the given boiling temperature evaporates medium, which in turn transports the thermal energy away by outgassing. By degassing the medium, diverting it to another large one is offset Heat exchanger (heat sink; large hollow cuboid) given. The large heat exchanger is standing in turn with its outer skin in contact with another medium, usually air. Through the large surface is given that even with small differences in temperature of the evaporated inner medium to the outer medium (air) the dissipation of thermal energy favorably goes from. The medium that cools inside the large heat exchanger condenses and flows back into the small hollow cylinder. This creates a balance in the system of generated thermal energy available for dissipated thermal energy.

Findet kein thermischer Energieaustausch von inneren Medium zum äußeren Medium (Luft) statt, so werden die Ventile geschlossen. Durch die Hupbewegung an der Druckdose wird in dem abgesetzten Wärmetauscher eine Druckerhöhung vorgenommen, die zu einer Medientemperaturerhöhung führt. Durch die Vergrößerung der Temperaturdifferenz von inneren Medium zum äußeren Medium ist der thermischer Energieaustausch verbessert. Der mit dem Objekt gekoppelte Aufbau ist mit einem Pufferspeicher verbunden, der vorübergehend das Gas auf nimmt. Ist der Energieaustausch zur Umgebung abgeschlossen werden die Ventile geöffnet und der Inhalt des Puffers strömt in den großen Wärmetauscher. Der gesamte Vorgang wir Zyklisch wiederholt. Does not find thermal energy exchange from the inner medium to the outer medium (air) instead, the valves are closed. The honking movement on the pressure cell turns into the remote heat exchanger made a pressure increase, which leads to a Media temperature increase leads. By increasing the temperature difference from the inside Thermal energy exchange is improved medium to external medium. The one with the Object coupled construction is connected to a buffer tank that temporarily holds the gas on takes. When the energy exchange to the environment is completed, the valves are opened and the contents of the buffer flow into the large heat exchanger. The whole process Repeated cyclically.

Bei dem auf das Objekt aufmodulierten Hohlkörper (Aufbau) ist die entsprechende Prozeßabfolge gegeben. In the case of the hollow body (structure) modulated onto the object, the corresponding one is Process sequence given.

Erfindungsgemäß ist die Kopplung vom Medium zum Objekt dadurch gegeben, daß auf den Objektkörper ein passend abgestimmter Aufbau installiert ist, was die Übertragung und den Abtransport von thermischer Energie vom Objekt ermöglicht. Dies erfolgt in der Weise, daß entweder ein zusätzlich aufgebauter hohler Quader montiert ist, oder mittels eines hohlraumschaffenden aufmodulierten Materials ein solcher geschaffen wird. According to the invention, the coupling from the medium to the object is given by the fact that the Object body a suitably coordinated structure is installed, what the transmission and the Ability to remove thermal energy from the object. This is done in such a way that either an additional hollow cuboid is installed, or by means of a cavity-creating modulated material such is created.

Der mit der Erfindung gegebene Vorteil ist, daß bei kleinen Objekten mit teilweise großer thermischer Energiedichte, also hoher Temperatur, diese mittels einfacher mechanischer Gebilde vom Objekt abgeführt wird. The advantage given by the invention is that in the case of small objects with partly large ones thermal energy density, i.e. high temperature, this by means of simple mechanical Entities from the object is removed.

Ein weiterer durch den Systemaufbau gegebener Vorteil ist, daß durch das Verfahren ein größerer Energieabtransport vom Oberflächenbereich erfolgt und damit thermische Energie, die aus einer Quelle mit großer Energiedichte herrührt, abgeleitet wird. Another advantage given by the system structure is that the method provides a Greater energy is removed from the surface area and thus thermal energy comes from a source with high energy density.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind, daß durch Druckvariation d. h. eine Siedetemperaturvariation ein thermischer Energieaustausch von inneren Medium zum äußeren Medium (Luft) günstig verläuft. The advantages achieved by the invention are that by pressure variation d. H. a Boiling temperature variation is a thermal energy exchange from the inner medium to the outer Medium (air) runs favorably.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß auf die gegebenen Objekte leichte, kleine mechanische Aufbauten montiert oder moduliert sind. The advantage achieved with the invention is, in particular, that the given Objects light, small mechanical structures are mounted or modulated.

Erfindungsgemäß entfallen aufwendige und unhandliche Aufbauten wie Kühlkörper, die sich auf das Objekt ungünstig montieren lassen. According to the invention, complex and unwieldy structures such as heat sinks are eliminated have it unfavorably mounted on the object.

Ein Vorteil ist, daß durch das Verdampfen sowohl der Aufbau als auch das Objekt eine konstante Oberflächentemperatur erhält. One advantage is that both the structure and the object become one through evaporation maintains constant surface temperature.

Der mit der Erfindung gegebene Vorteil ist, daß durch Modulation bei einer nicht planen Oberfläche ein kleiner Hohlraum auf das Objekt aufgebracht werden kann, in dem das Verdampfen von Medien von statten geht. The advantage given by the invention is that by modulating one does not plan Surface a small cavity can be applied to the object in which the Evaporation of media takes place.

Die Methode des Verdampfens bzw. des Ausgasens ist effektiv, weil das Ausgasen bei unebenen Oberflächen und sogenannten Hintergehungen genauso von statten geht wie bei ebenen Oberflächen. The method of evaporation or outgassing is effective because the outgassing at uneven surfaces and so-called bypasses as well as with flat surfaces.

Bevorzugt werden Medien eingesetzt, die eine Siedetemperatur aufweisen, die auf die Objekttemperatur einfach ab zu stimmen sind und möglichst eine große Verdampfungswärme aufweisen. Media are preferably used which have a boiling temperature which is based on the Object temperature are easy to coordinate and if possible a large heat of vaporization exhibit.

Medien wie Methoxynonafluorbutan, Aceton, Methanol, Isopropylalkohol, Benzol usw. deren spezifische Verdampfungstemperaturen und die Siedetemperatur niedrig sind, finden am häufigsten in der Mikroelektronik Verwendung. Media such as methoxynonafluorobutane, acetone, methanol, isopropyl alcohol, benzene, etc. specific evaporation temperatures and the boiling temperature are low on most common in microelectronics use.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist, daß zum gegebenem Systemaufbau die bekannte Siedetemperaturvariierung mittels einer Druckvariierung erfolgt. Die gebräuchlichen Medien, die einem Unterdruck ausgesetzt werden, reagieren, indem diese die Siedetemperatur senken. Bei Druckerhöhung entsprechend umgekehrt. Another useful and advantageous embodiment of the invention is that given System structure the known boiling temperature variation takes place by means of a pressure variation. The common media that are exposed to negative pressure respond by this lower the boiling temperature. If the pressure increases, the reverse is true.

Bei einer ungünstigen Anpassung von gewünschter Objekttemperatur zur gegebenen Siedetemperatur, wird mittels der Druckvariierung das Medium und die damit gegebene Medientemperatur auf die Objekttemperatur angepaßt. With an unfavorable adaptation of the desired object temperature to the given one Boiling temperature, the medium and the resulting with the pressure variation Media temperature adapted to the object temperature.

Bei der sich in einem geschlossenen Unterdrucksystem befindenden Menge von Medium ist vorausgesetzt, daß die abgeführte thermische Energie, die Verdampfungsenergie bzw. die Menge des verdampfenden Mediums und die damit einhergehende zugeführte thermische Energie begrenzt ist, so daß der Unterdruck im System erhalten bleibt, wobei dieser durch eine zusätzlich installierte Unterdruckdose aufrecht erhalten wird. With the amount of medium in a closed vacuum system provided that the dissipated thermal energy, the evaporation energy and the Amount of the evaporating medium and the accompanying thermal supplied Energy is limited so that the negative pressure in the system is maintained, this being by a additionally installed vacuum box is maintained.

Eine Unterdruckdose die an den abgesetzten montierten Hohlkörper gekoppelt ist, besteht aus einer Unterdruckkammer, die einen Unterdruck aufrecht erhält. Eine Membrane, die durch Hupzylinder in ihrer Stellung verändert wird, trägt dafür Sorge, daß das System stets den gewünschten Druck (Unterdruck, Normaldruck, Überdruck) erfährt. Die Druckkammer kann bereits Bestand des abgesetzten gelegenen Hohlkörpers sein. A vacuum box that is coupled to the remote, assembled hollow body consists of a vacuum chamber that maintains a vacuum. A membrane that passes through Horn position is changed ensures that the system always the desired pressure (negative pressure, normal pressure, positive pressure) experiences. The pressure chamber can already exist in the deposited hollow body.

Wie vorhergehend Beschrieben wird anschließend der Vorgang der Druckerhöhung genutzt um den Energieaustausch zur Umgebung zu begünstigen. As previously described, the process of increasing the pressure is then used around favor the exchange of energy with the environment.

Bei offenen Systemen mit Vakuumisierungsstationen ist eine Leistungsbegrenzung nicht erforderlich, da ein immerwährender Unterdruck aufrecht erhalten werden kann. Hier ist eine Nachspeisung für das entwichene Medium erforderlich. In the case of open systems with vacuum stations, there is no performance limitation required as a permanent negative pressure can be maintained. Here is one Make-up required for the escaped medium.

Erfindungsgemäß ist von Vorteil, daß ein Unterdrucksystem geschaffen ist, daß der Unterdruck mittels einer Unterdruckdose aufrecht erhalten bleibt und bei herabgesetzter Siedetemperatur die Verdampfungswärme des Phasenübergangs genutzt wird. It is advantageous according to the invention that a vacuum system is created that the vacuum maintained by means of a vacuum can and at a reduced boiling temperature the heat of vaporization of the phase transition is used.

Von Vorteil ist, daß die herabgesetzte Siedetemperatur eine günstige thermische Energieableitung vom Objekt zum Aufbau ermöglicht bestimmt werden kann. It is advantageous that the reduced boiling temperature is a favorable thermal Energy dissipation from the object to the construction can be determined.

Erfindungsgemäß ist von Vorteil, daß mittels Druckerhöhung der thermische Energieaustausch zur Umgebung begünstigt ist. It is advantageous according to the invention that the thermal energy exchange is achieved by increasing the pressure to the environment.

Anwendungen sind beim Einsatz und der Nutzung auf dem elektrischen Gebiet wie der Mikroprozessorenkühlung oder bei der Kühlung von Zylinderköpfen und ähnlichem zu finden. Applications are like the use in the electrical field like that To find microprocessor cooling or in the cooling of cylinder heads and the like.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand einer Computerleiterplatte (Elektronikeinsatz) schematisch und skizzenhaft dargestellt und wird, soweit es für das Verständnis der Erfindung notwendig ist, im folgenden näher erläutert. Es zeigt: An embodiment of the invention is based on a computer circuit board (Electronics insert) is shown schematically and sketchily and, as far as it is for the Understanding of the invention is necessary, explained in more detail below. It shows:

Fig. 1 zeigt beispielhaft den schematischen Aufbau einer Verdampfereinheit. Fig. 1 shows an example of the schematic structure of an evaporator unit.

Auf einer Leiterplatte 1 ist eine elektronische Einheit (Mikroprozessor) mit großer thermische Energiedichte montiert. Auf das Objekt (Prozessor) 2 ist ein Aufbau 3 (kleiner hohler Quader) montiert wobei der Aufbau mit einer Bügelklammer 4 auf das Objekt aufgeflanscht wird. Auf der Gehäusewand 5 ist ein abgesetzten Kühlkörper 6 bzw. ein großer hohler Quader montiert. Sowohl der kleine als auch der große hohle Quader ist hier durch mehrere zylindrische Löchern gehöhlt, die längs und quer durch die Körper getrieben sind und diese miteinander verbinden. Die einzelnen Löcher sind mit Verschlußschrauben 7 geschlossen. Der kleine hohle Quader ist mechanisch mit einem großen hohlen Quader verbunden. Die Verbindung(en) 8 sind innen hohl, die mit Ventilen 9 bestückt sind. Ein Pufferspeicher 10 ist an eine Verbindung gekoppelt. Eine Einlaßöffnung ermöglicht die Befüllung des Systems mit Flüssigkeit. Eine Verschlußschraube 11 verschließt die Einlaßöffnung bzw. den großen hohlen Quader. Ein Flächenteil des gegebenen großen Kühlkörpers ist als Membrane 12 ausgebildet. Die Membrane ist seinerseits als ein Faltbalken ausgebildet, der auf den Kühlkörper aufgeschweißt (geklebt) ist. An electronic unit (microprocessor) with a high thermal energy density is mounted on a printed circuit board 1 . A structure 3 (small hollow cuboid) is mounted on the object (processor) 2 , the structure being flanged onto the object with a bracket clip 4 . A stepped heat sink 6 or a large hollow cuboid is mounted on the housing wall 5 . Both the small and the large hollow cuboid are hollowed out by several cylindrical holes that are driven lengthways and across the body and connect them to each other. The individual holes are closed with screw plugs 7 . The small hollow cuboid is mechanically connected to a large hollow cuboid. The connection (s) 8 are hollow inside, which are equipped with valves 9 . A buffer memory 10 is coupled to a connection. An inlet opening allows the system to be filled with liquid. A screw plug 11 closes the inlet opening or the large hollow cuboid. A surface part of the given large heat sink is designed as a membrane 12 . The membrane itself is designed as a folding bar that is welded (glued) to the heat sink.

Claims (2)

1. Wärmetauschereinheit zum Kühlen von Geräten und Geräteteilen, wobei die thermische Energie von diesen abgeleitet wird, gekennzeichnet dadurch, daß auf ein Objekt ein kleiner hohler Aufbau montiert oder moduliert ist, dieser mit hohlen Leitungen mit einem größeren, örtlich abgesetzten hohlen Aufbau in Verbindung steht, wobei das Hohlvolumen teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, der größere Hohlkörper mit einer Druckdose in Verbindung steht, wobei die Leitungen zum kleineren mit Ventilen bestückt sind und wobei der kleinere Hohlkörper mit einem Pufferspeicher in Verbindung steht. 1. Heat exchanger unit for cooling devices and device parts, the thermal energy being derived therefrom, characterized in that a small hollow structure is mounted or modulated on an object, which is connected to hollow lines with a larger, locally offset hollow structure , wherein the hollow volume is partially filled with a liquid, the larger hollow body is connected to a pressure cell, the lines to the smaller one are equipped with valves and the smaller hollow body is connected to a buffer store. 2. Wärmetauschereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siedetemperatur des Mediums der Objekttemperatur angepaßt wird in der Weise, daß der Druck in den Hohlkörpern durch eine Druckdose, variiert wird, daß mittels Unterdruck die Siedetemperatur sinkt, das Medium bei relativ niedriger Temperatur verdampft und dabei die Wärmeenergie des Objekts aufnimmt, durch Erhöhung des Drucks im größeren Hohlkörper und gleichzeitiges Schließen der Ventile in den Leitungen zwischen beiden Hohlkörpern ein Temperaturzuwachs des Mediums und damit ein günstigerer thermischer Energieaustausch zur Umgebung erreicht wird, wobei ein Pufferspeicher zwischen beiden Hohlkörpern das verdampfte Medium aus dem kleineren Hohlkörper aufnimmt, wobei dieser Zyklus laufend wiederholt wird. 2. Heat exchanger unit according to claim 1, characterized in that the boiling temperature the medium of the object temperature is adjusted in such a way that the pressure in the Hollow bodies through a pressure can, that is varied by means of negative pressure The boiling temperature drops, the medium evaporates at a relatively low temperature and the Absorbs thermal energy of the object by increasing the pressure in the larger hollow body and simultaneously closing the valves in the lines between the two hollow bodies Temperature increase of the medium and thus a cheaper thermal energy exchange to the environment is reached, with a buffer between the two hollow bodies evaporated medium takes up from the smaller hollow body, this cycle ongoing is repeated.
DE2002122442 2002-05-22 2002-05-22 Heat exchanger unit for dissipating waste heat e.g. for processor chip in computer, uses closed fluid system having two hollow bodies coupled via hollow lines Ceased DE10222442A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002122442 DE10222442A1 (en) 2002-05-22 2002-05-22 Heat exchanger unit for dissipating waste heat e.g. for processor chip in computer, uses closed fluid system having two hollow bodies coupled via hollow lines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002122442 DE10222442A1 (en) 2002-05-22 2002-05-22 Heat exchanger unit for dissipating waste heat e.g. for processor chip in computer, uses closed fluid system having two hollow bodies coupled via hollow lines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10222442A1 true DE10222442A1 (en) 2003-12-11

Family

ID=29432182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002122442 Ceased DE10222442A1 (en) 2002-05-22 2002-05-22 Heat exchanger unit for dissipating waste heat e.g. for processor chip in computer, uses closed fluid system having two hollow bodies coupled via hollow lines

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10222442A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004020642A1 (en) * 2004-04-22 2005-11-10 Höhne, Sven, Dipl.-Ing (FH) Cooling device for electronic microprocessors operates with a gravity cooling element with a flow of liquid expanding during heating and a radiator for contracting liquid
DE102006011333A1 (en) * 2006-03-09 2007-09-13 Behr Industry Gmbh & Co. Kg Device for cooling, in particular electronic components

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004020642A1 (en) * 2004-04-22 2005-11-10 Höhne, Sven, Dipl.-Ing (FH) Cooling device for electronic microprocessors operates with a gravity cooling element with a flow of liquid expanding during heating and a radiator for contracting liquid
DE102006011333A1 (en) * 2006-03-09 2007-09-13 Behr Industry Gmbh & Co. Kg Device for cooling, in particular electronic components

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69728004T2 (en) Temperature control for electronic circuits
EP0001123B1 (en) Capsule for cooling semiconductor chips
DE602006000243T2 (en) Liquid-cooled thermosyphon for electronic components
DE102005011807A1 (en) Method and arrangement for cooling a substrate, in particular a semiconductor
DE112006000645B4 (en) Systems for improved passive liquid cooling
DE102007053219A1 (en) Cooling device for a computer system
US10349557B2 (en) Electronics rack with compliant heat pipe
WO2014180749A1 (en) Device having an electronic component and a refrigeration machine for cooling the electronic component, and method for cooling an electronic component
US20170245396A1 (en) Electronics rack with selective engagement of heat sink
EP2881690B1 (en) Cooling device for removal of a heat flow
DE20314532U1 (en) Device for dissipating heat from electronic and electrical components
DE2837353C2 (en) Cooling device for cooling heat loss generating electronic power semiconductor components with a coolant circuit
DE112016006713T5 (en) CLIMATE CONTROL DEVICE
DE10222442A1 (en) Heat exchanger unit for dissipating waste heat e.g. for processor chip in computer, uses closed fluid system having two hollow bodies coupled via hollow lines
EP0540886B1 (en) Method and device for temperature limitation
DE102007042998A1 (en) Electronic circuit arrangement with a functionally independent of the built-in heat sink, and heat sink for it
DE102013217615B4 (en) Steam condenser with three-dimensionally folded structure
DE19903743A1 (en) Cooling water supply arrangement passes cold energy between open force-cooled or naturally operated cooling tower and phase change storage device by activating cold water circuit
DE1156426B (en) Device for electrothermal heat conversion
EP3207777A1 (en) Cooling apparatus for cooling an electrical device
DE3604909A1 (en) Heat-transmission element for evaporator
EP1969625A1 (en) Circuit arrangement comprising a heat exchanging device
DE102014223071A1 (en) Evaporator replacement, preferably for a thermally driven adsorption and adsorption
DE102010040107A1 (en) Thermoelectric device for generating electrical energy
DE102008058370A1 (en) Power converter heating and cooling device, has cooler comprising cooler mounting with continuous longitudinal channels that pass over entire length, and spiral grooves implemented at ends of channels

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection