DE202014010695U1

DE202014010695U1 - Montagegestell für die Anordnung von elektronischen Komponenten

Info

Publication number: DE202014010695U1
Application number: DE202014010695.9U
Authority: DE
Original assignee: ZAKRYITOE AKTSIONERNOE OBSCHESTVO "RSC TECHNOLOGIES"; Zakryitoe Aktsionernoe Obschestvo Rsc Tech
Current assignee: ZAKRYITOE AKTSIONERNOE OBSCHESTVO "RSC TECHNOLOGIES"; Zakryitoe Aktsionernoe Obschestvo Rsc Tech
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2016-05-09
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: US20160007503A1; CN205210788U; WO2014158057A1

Abstract

Montagegestell für die Anordnung von elektronischen Komponenten, umfassend:
– einen Satz von horizontalen Querstreben und vertikalen Stehern des Gestells mit mindestens einem inneren Kanal für die Durchführung eines Kältemittels, der einen Kanal für die Zuleitung des Kältemittels und für die Abgabe des Kältemittels bildet,
– mindestens zwei horizontale Balken, die an den horizontalen Querstreben des Gestells befestigt sind, und auf ihnen angeordnet mindestens eine elektronische Komponente,
wobei eine der horizontalen Quersterben mindestens einen biegsamen Schlauch umfasst, der mit dem Kältemittelzuleitungskanal verbunden ist, um an diesen einen eigenen Kältemittelzuleitungskanal mindestens einer elektronischen Komponente anzuschließen,
wobei die benachbarte horizontale Querstrebe mindestens einen biegsamen Schlauch umfasst, der mit dem Kältemittelableitungskanal verbunden ist, um an diesen einen eigenen Kältemittelableitungskanal mindestens einer elektronischen Komponente anzuschließen,
– eine Einlassöffnung für die Zuleitung des Kältemittels in den Kältemittelzuleitungskanal,
– und eine Auslassöffnung für die Ableitung des Kältemittels aus dem Kältemittelableitungskanal.

Description

Das angemeldete Gebrauchsmuster betrifft die Elektrotechnik, insbesondere die Vorrichtungen zur Montage und Kühlung von Stromversorgungsblöcken von Rechenmodulen eines Computers, Netzeinrichtungen und Speichersystemen und in einer besonderen Ausführung die Systeme und Methoden zur Kühlung von Modulsystemen ohne Einsatz von Wasserzirkulation.
Der technischen Lösung am nächsten ist das Patent RF RU2088059C1 vom 20.08.1997, in dem ein Schrank beschrieben ist, umfassend: einen Satz von horizontalen und vertikalen Schrankstehern, mindestens zwei horizontale Balken und/oder Wände, die an dem vertikalen Steher des Schranks befestigt sind, mit mindestens einem inneren Kanal für die Durchführung eines Kältemittels und auf mindestens einer auf diesem angeordneten elektronischen Komponente, Ein- und Auslassöffnungen für die Zuleitung des Kältemittels, Kanäle für die Zuleitung und Ableitung des Kältemittels die entsprechend mit den Ein- und Auslassöffnungen verbunden sind. Ein Nachteil des oben erwähnten Schranks besteht darin, dass er es nicht ermöglicht, in seiner Struktur elektronische Komponenten mit einer inhomogenen Wärmefreisetzung zu montieren, die mit eigenen flüssigen Kühlmitteln unterschiedlicher Ausführung versehen sind.
Die Verlustleistung von integrierten Schaltungen, Vorrichtungen, die integrierte Schaltungen umfassen, nimmt weiter zu. Dieser Trend erfordert die Optimierung der Kühlsysteme sowohl auf Modul- als auch auf Systemebene. Vor allem sind eine Vergrößerung des Luftstromvolumens, das für die wirksame Kühlung der Hochleistungsmodule notwendig ist, und eine Erhöhung der Temperatur der Luft, die aus den zu kühlenden Modulen austritt, erforderlich. In der Regel sind viele Vorrichtungen, wie beispielsweise Rechenmodule, aber auch die entsprechende Elektronik (zum Beispiel Prozessoren, Speicher, Festplatten, Netzeinrichtungen, Versorgungsblöcke, Verstärker, usw.) in einem Gehäuse, einer Aufnahmekonstruktion angeordnet oder an den Rändern eines Gestells oder Chassis untergebracht. Üblicherweise werden die Komponenten mit Luft gekühlt, die sich in parallele Richtungen, in der Regel von vorne nach hinten, bewegt und von einem oder mehreren Vorrichtungen (beispielsweise Ventilatoren) angetrieben wird. Die größer werdende Wärmeleistung an den Rändern eines Gehäuses oder Chassis kann mit Hilfe der Bereitstellung eines größeren Luftstroms ausgeglichen werden, beispielsweise durch Verwendung eines leistungsfähigeren Ventilators oder Erhöhung der Drehgeschwindigkeit. Allerdings ist dieser Ansatz im Zusammenhang mit großen Datenverarbeitungszentren nicht möglich. Die angenommene Wärmebilanz wird durch eine Erhöhung des Luftvolumens, das in dem Raum bewegt wird, gewährleistet. In manchen Fällen kann sich auch eine Situation ergeben, in der warme Luft, die aus einer der Ausrüstungen austritt, zum Eingang der nächstliegenden gelangt. Außerdem kann der Pegel des akustischen Lärms der von einem leistungsstarken Luftgehäuse oder -chassis bewegten Luft innerhalb der zulässigen Grenzen sein, und der gesamte akustische Lärm in dem Raum kann über den zulässigen Pegel hinausgehen. Außerdem haben die Luftleitungen in den Gehäusen ein begrenztes Ausmaß, weshalb keine Möglichkeit besteht, die Aerodynamik und die Akustik des Ein- und Austritts der Luftströme zu optimieren. Ebenso kommt es auf Grund des Durchgangs eines nicht optimierten Luftstroms zu einer Schwingung, deren Amplitude sich durch Interferenz in nahe liegenden elektronischen Leiterplatten weiterhin vergrößert. Somit besteht ein erheblicher Bedarf nach Stärkung der Kühlmechanismen von elektronischen Komponenten und der Komponenten selbst, auf individueller Basis und auf allen Montageebenen, inklusive der Schienen, des Gehäuses oder des Montageschranks. Die Notwendigkeit des Kühlens der aktuellen und zukünftigen hohen Wärmebelastung von den elektronischen Komponenten erfordert die Entwicklung neuer Kühlsysteme, wie flüssiger Kühlsysteme und Verfahren zur Herstellung von Montageschränken. Ein Montageschrank mit einem System zur Verteilung eines flüssigen Kältemittels zur Montage von elektronischen Komponenten mit inhomogener Wärmefreisetzung, die mit flüssigen Kühlmitteln versehen sind, der hier beschrieben ist, richtet sich an die Notwendigkeit der Entwicklung von flüssigen Kühlsystemen der elektronischen Einrichtungen und die Erleichterung der Kühlung von elektronischen Mehrkomponentensystemen, wie Stehern, die mehrere Arten unterschiedlicher Elektronik und Schienen umfassen. Der Montageschrank ersetzt völlig die einzelnen Gehäuse von elektronischen Einrichtungen und ermöglicht es, in seiner Struktur elektronische Komponenten mit einer inhomogenen Wärmefreisetzung zu montieren, die mit flüssigen Kühlmitteln unterschiedlicher Ausführung versehen sind. Die vorliegende Erfindung ist gültig für die Montage von Komponenten auf einer horizontalen Ebene wie auch auf mehreren.
Das technische Ergebnis der vorgeschlagenen technischen Lösung ist die Erhöhung der Wirksamkeit und der Wirtschaftlichkeit der Konstruktion eines Kühlsystems für Elektronikmodule eines Computers, die Vereinfachung ihrer Konstruktion und Verbesserung der Zuverlässigkeit, die Verringerung des Energieverbrauchs des Kühlsystems insgesamt.
Das erwähnte technische Ergebnis wird dadurch erreicht, dass der Schrank für die Montage von elektronischen Komponenten folgendes umfasst:

– einen Satz von horizontalen Querstreben und vertikalen Stehern des Gestells mit mindestens einem inneren Kanal für die Durchführung eines Kältemittels, der einen Kanal für die Zuleitung des Kältemittels und für die Abgabe des Kältemittels bildet,
– mindestens zwei horizontale Balken, die an den horizontalen Querstreben des Gestells befestigt sind, und auf ihnen angeordnet mindestens eine elektronische Komponente,

– eine Einlassöffnung für die Zuleitung des Kältemittels in den Kältemittelzuleitungskanal,
– und eine Auslassöffnung für die Ableitung des Kältemittels aus dem Kältemittelableitungskanal.

Außerdem kann in jedem der horizontalen Böden mindestens ein innerer Kanal für die Durchführung des Kältemittels vorgesehen sein, an dessen Eingang und Ausgang biegsame Schläuche für die Zuleitung und Ableitung des Kältemittels angeschlossen werden können.
Die ungeraden horizontalen Querstreben des Schranks und die vertikalen Steher einer Seite des Schranks bilden den Kältemittelzuleitungskanal, und die geraden horizontalen Querstreben des Schranks und die vertikalen Steher der anderen Seite bilden den Kältemittelableitungskanal oder umgekehrt.
Für eine wirksame Funktion des Schranks wird zur Einlassöffnung das Kältemittel zugeleitet, und die Auslassöffnung dient zur Ableitung des erwärmten Kältemittels, sowie es vorteilhaft ist, an die Einlassöffnung mit Hilfe eines Ventils eine Pumpe anzuschließen, die das Kältemittel aus einem externen Kältemittelbehälter, in dem das Kältemittel wirksam gekühlt wird, zuleitet.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die biegsamen Schläuche am Ende Beschläge des Typs John Guest oder ein Ventil mit einem John Guest Beschlag aufweisen.
Im Prinzip können die Kanäle des Schranks durch Anbringen von biegsamen Schläuchen in den horizontalen und vertikalen Stehern des Schranks und Beschlägen des Typs John Guest oder Ventilen mit John Guest Beschlägen unter Bildung der verschiedenen Kältemittelzuleitungs- und -ableitungskanäle hergestellt werden.
Der vorgeschlagene Schrank zur Montage von elektronischen Komponenten kann in jedem beliebigen externen Schrank angeordnet und befestigt und als Verstärkungselement für die Aufnahme der Gewichtsbelastung von Seiten mindestens einer elektronischen Komponente.
Das vorgeschlagene Gebrauchsmuster ist durch die folgenden Figuren erklärt:
1 – allgemeine Ansicht eines Schranks zur Montage von elektronischen Komponenten;
2 – Bewegungsplan der Kältemittelströme innerhalb des Schranks;
3 – Beispiel für die Verbindung von biegsamen Schläuchen mit den Kältemittelableitungs-/-zuleitungskanälen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen.
Die vorgeschlagene technische Lösung besteht in der Herstellung einer Struktur eines Montageschranks mit einem System zur Verteilung eines flüssigen Kältemittels in Form einer einzigen Einheit, die zur Gänze die einzelnen Gehäuse der Elektronikeinrichtungen ersetzt und es ermöglicht, in ihrer Struktur elektronische Komponenten mit inhomogener Wärmefreisetzung, die mit flüssigen Kühlmitteln unterschiedlicher Ausführungen versehen sind, zu montieren. 1. Die Konstruktion besteht aus der Struktur des Montageschranks, 1, einem System zur Verteilung des flüssigen Kältemittels, 1, das für die Montage an einer der vorderen und/oder hinteren und/oder seitlichen Wände des Montageschranks bestimmt ist, welcher Strukturen für die Anordnung von elektronischen Komponenten mit inhomogener Wärmefreisetzung, die mit flüssigen Kühlmitteln unterschiedlicher Ausführung versehen sind, umfasst. Das System zur Verteilung des flüssigen Kältemittels umfasst einen Kanal zur Zuleitung des Kältemittels und einen Kanal zur Ableitung des Kältemittels, die für die Gewährleistung der Kühlung mindestens eines Elektronikmoduls, das mit einem flüssigen Kühlmittel versehen ist, bestimmt sind, wobei das System mindestens eine Einlassöffnung, Pos. 4, 2, und eine Auslassöffnung, Pos. 5, 2, umfasst, die mit dem Kanal, Pos. 6, zur Zuleitung des Kältemittels verbunden sind. Das System zur Verteilung des flüssigen Kältemittels umfasst zusätzlich eine Vielzahl von biegsamen Schläuchen, die jeweils mit dem Kältemittelzuleitungskanal und dem Kältemittelableitungskanal des flüssigen Kühlmittels, das im Elektronikschrank verwendet wird, verbunden sind. Die elektronischen Komponenten mit inhomogener Wärmefreisetzung unterschiedlicher Ausführung, die mit flüssigen Kühlmitteln versehen sind, werden auf den Richtböden, Pos. 7, 3, auch durch andere Mittel, wie beispielsweise ein Bodenbefestigungssystem, Pos. 7, montiert.
Obenstehend wurden die grundlegenden Merkmale eines Schranks zur Montage von elektronischen Komponenten dargelegt, aber es ist für jeden Fachmann auf dem vorliegenden technischen Gebiet offensichtlich, dass auf Basis der dargelegten Daten Varianten von Schränken, beispielsweise mit Kühlvarianten zu der vorgeschlagenen und der Luftkühlung, geschaffen werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

RU 2088059 C1 [0002]

Claims

Montagegestell für die Anordnung von elektronischen Komponenten, umfassend: – einen Satz von horizontalen Querstreben und vertikalen Stehern des Gestells mit mindestens einem inneren Kanal für die Durchführung eines Kältemittels, der einen Kanal für die Zuleitung des Kältemittels und für die Abgabe des Kältemittels bildet, – mindestens zwei horizontale Balken, die an den horizontalen Querstreben des Gestells befestigt sind, und auf ihnen angeordnet mindestens eine elektronische Komponente, wobei eine der horizontalen Quersterben mindestens einen biegsamen Schlauch umfasst, der mit dem Kältemittelzuleitungskanal verbunden ist, um an diesen einen eigenen Kältemittelzuleitungskanal mindestens einer elektronischen Komponente anzuschließen, wobei die benachbarte horizontale Querstrebe mindestens einen biegsamen Schlauch umfasst, der mit dem Kältemittelableitungskanal verbunden ist, um an diesen einen eigenen Kältemittelableitungskanal mindestens einer elektronischen Komponente anzuschließen, – eine Einlassöffnung für die Zuleitung des Kältemittels in den Kältemittelzuleitungskanal, – und eine Auslassöffnung für die Ableitung des Kältemittels aus dem Kältemittelableitungskanal.
Montagegestell für die Anordnung von elektronischen Komponenten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem der horizontalen Böden mindestens ein innerer Kanal für die Durchführung eines Kältemittels ausgeführt ist, an den biegsame Schläuche zur Zuleitung und Ableitung des Kältemittels angeschlossen werden können.
Montagegestell für die Anordnung von elektronischen Komponenten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ungeraden horizontalen Querstreben des Gestells und die vertikalen Steher einer Seite des Gestells einen Zuleitungskanal des Kältemittels bilde, wobei die geraden horizontalen Querstreben des Gestells und die vertikalen Steher der anderen Seite des Gestells einen Kanal zur Ableitung des Kältemittels bilden oder umgekehrt.
Montagegestell für die Anordnung von elektronischen Komponenten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Einlassöffnung das gekühlte Kältemittel zugeleitet wird, und die Auslassöffnung zur Ableitung des erwärmten Kältemittels dient.
Montagegestell für die Anordnung von elektronischen Komponenten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die biegsamen Schläuche am Ende einen John Guest Beschlag oder ein Ventil mit einem John Guest Beschlag aufweisen.
Montagegestell für die Anordnung von elektronischen Komponenten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es in jedem beliebigen externen Schrank angeordnet und befestigt werden kann und als Verstärkungselement für die Aufnahme der Gewichtsbelastung von Seiten mindestens einer elektronischen Komponente dient.