DE29821758U1 - Cooling device for computer functional units - Google Patents
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Description
Markus HagedorV (5rMerWe!&*31, ·* 0-4149PNeUSS, gm6g.DOC, Seite : 1 von 14Markus HagedorV (5rMerWe!&*31, ·* 0-4149PNeUSS, gm6g.DOC, Page : 1 of 14
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur geräuscharmen Kühlung von Computerfunktionseinheiten in einem Computergehäuse bei verbesserter Kühlwirkung, durch einen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf. The invention relates to a device for low-noise cooling of computer functional units in a computer housing with improved cooling effect through a closed liquid circuit.
Gattungsgemäße Kühlvorrichtungen sind in großer Zahl im alltäglichen Einsatz. Gemäß dem Stand der Technik werden dabei zum einen Peltier-Elemente zur Kühlung verwendet und zum anderen wird Luft als Kühlmittel zum Transport der Wärme benutzt. Die Kühlvorrichtungen mit Peltier-Elementen gemäß dem Stand der Technik beruhen darauf, daß die von einem elektrischen Strom durchflossene Lötstelle zweier verschiedenartiger Metalle sich je nach der Stromrichtung erwärmt oder abkühlt.Cooling devices of this type are used in large numbers in everyday life. According to the current state of the art, Peltier elements are used for cooling and, on the other hand, air is used as a coolant to transport the heat. Cooling devices with Peltier elements according to the current of the art are based on the fact that the soldering point of two different metals through which an electric current flows heats up or cools down depending on the direction of the current.
Bei den Kühlvorrichtungen, die Luft als Kühlmittel verwenden, werden zwei große Gruppen unterschieden. Die erste ist die Gruppe von Kühlvorrichtungen ist die der passiven Kühlkörper und die zweite ist die Gruppe der aktiven Kühlkörper.When it comes to cooling devices that use air as a coolant, two large groups are distinguished. The first is the group of cooling devices that are passive heat sinks and the second is the group of active heat sinks.
Gemäß dem Stand der Technik werden heute nur noch bei geringeren Anforderungen an die
Kühlwirkung passive Kühlkörper, die mit der zu kühlenden Komponente verbunden werden, eingesetzt.
Als Verbindungselemente sind Klipse, Haken, Kleber, Schrauben und Steckverbindungen bekannt.
Die passiven Kühlkörper bestehen dabei zumeist aus Metallstücken, die einerseits an einer möglichst
großen Fläche Kontakt mit der zu kühlenden Computerfunktionseinheit haben und andererseits eine
durch Kühlrippen vergrößerte Fläche, an welcher die Wärme an die Umgebungsluft abgegeben wird,
aufweisen. Die Kühlwirkung dieser passiven Kühlkörper hängt dabei von der Oberfläche des
Kühlkörpers, welche mit Luft umgeben ist, von der Temperatur der Umgebungsluft und von der
Kontaktfläche zu der zu kühlenden Komponente ab. Die Kühlwirkung der heutigen passiven
Kühlkörper, wie sie dem Stand der Technik entsprechen, ist für moderne Computerfunktionseinheiten aus den folgendem Grund nicht ausreichend:According to the current state of the art, passive heat sinks that are connected to the component to be cooled are only used when the cooling effect is less demanding. Clips, hooks, adhesives, screws and plug connections are known as connecting elements.
The passive heat sinks are mostly made of metal pieces that, on the one hand, have as large an area of contact with the computer functional unit to be cooled as possible and, on the other hand, have an area enlarged by cooling fins, where the heat is released into the ambient air. The cooling effect of these passive heat sinks depends on the surface of the heat sink, which is surrounded by air, on the temperature of the ambient air and on the contact surface with the component to be cooled. The cooling effect of today's passive heat sinks, as they correspond to the state of the art, is not sufficient for modern computer functional units for the following reason:
Da die Wärmeentwicklung moderner Computerfunktionseinheiten, wie z.B. Prozessoren und Festplatten, während des Betriebes in einem Computergehäuse im Vergleich zur empfohlenen Betriebstemperatur relativ hoch ist, ist es notwendig, die Wärme möglichst effektiv an die Umgebungsluft abzugeben und die erwärmte Umgebungsluft möglichst schnell gegen kühlere Umgebungsluft auszutauschen. Aber in Computergehäusen, wie sie heute im alltäglichen Einsatz sind, wird die erwärmte Luft nur durch einen schwachen Luftstrom aufgrund der natürlichen Konvektion von kalter und warmer Luft ausgetauscht, weil die Gehäuse meist zur Geräuschdämmung und aus EMV-technischen Gründen weitestgehend geschlossen sind und durch die vorhandenen Lüftungsöffnungen kaum natürlicher Luftaustausch stattfinden kann.Since the heat generated by modern computer functional units, such as processors and hard drives, is relatively high during operation in a computer case compared to the recommended operating temperature, it is necessary to release the heat into the ambient air as effectively as possible and to exchange the heated ambient air for cooler ambient air as quickly as possible. But in computer cases, as they are in everyday use today, the heated air is only exchanged by a weak air flow due to the natural convection of cold and warm air, because the cases are usually largely closed for noise insulation and EMC reasons and hardly any natural air exchange can take place through the existing ventilation openings.
Daher werden die passiven Kühlkörper heute gemäß dem Stand der Technik, aufgrund der höheren Anforderungen von modernen Computerfunktionseinheiten an die Kühlwirkung, mit Ventilatoren verbunden, welche die erwärmte Luft besser von dem passiven Kühlkörper mit der Computerfunktionseinheit abführen und den Luftstrom im Computergehäuse erhöhen. Diese passivenTherefore, due to the higher requirements of modern computer functional units for cooling, passive heat sinks are now connected to fans according to the state of the art, which better remove the heated air from the passive heat sink to the computer functional unit and increase the air flow in the computer case. These passive
Markus Hagedorn* drünerWe*g*31, "0-4140^NeLAS, gm6g.DOC, Seite: 2 von 14Markus Hagedorn* drünerWe*g*31, "0-4140^NeLAS, gm6g.DOC, Page: 2 of 14
Kühlkörper in Verbindung mit einem Ventilator nennt man allgemein aktive Kühlkörper. Die aktiven Kühlkörper werden gemäß dem Stand der Technik an der zu kühlenden Computerfunktionseinheit angebracht. Als Befestigungselemente für aktive Kühlkörper sind Klipse, Haken, Kleber, Schrauben und Steckverbindungen bekannt.Heat sinks in conjunction with a fan are generally called active heat sinks. The active heat sinks are attached to the computer functional unit to be cooled in accordance with the state of the art. Clips, hooks, adhesives, screws and plug connections are known as fastening elements for active heat sinks.
Es ist auch bekannt, daß die Kühlvorrichtung aus einem, oder mehreren, passiven Kühlkörpern an den Computerfunktionseinheiten mit einem, oder mehreren, von der Computerfunktionseinheit getrennt im oder am Computergehäuse angebrachten, leistungsstarken Ventilatoren besteht.It is also known that the cooling device consists of one or more passive heat sinks on the computer functional units with one or more powerful fans mounted separately from the computer functional unit in or on the computer housing.
Da sich bei der Verwendung von Kühlvorrichtungen, die dem Stand der Technik entsprechen, der Luftstrom innerhalb des Computergehäuses nur schwer lenken läßt, werden die gattungsgemäßen Kühlvorrichtungen mit Luftkanälen verbunden, welche die warme Luft an die Aussenseite des Gehäuses abführen bzw. Wärmeabgabeelemente Luft in das Innere des Gehäuses zuführen.Since the air flow inside the computer case is difficult to direct when using cooling devices that correspond to the state of the art, the cooling devices of this type are connected to air ducts that discharge the warm air to the outside of the case or heat dissipation elements that supply air to the inside of the case.
Bei den gattungsgemäßen Kühlvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik ergeben sich verschiedene Probleme während des Betriebes der mit ihnen gekühlten Computerfunktionseinheiten in einem Computergehäuse.With the cooling devices of this type according to the state of the art, various problems arise during the operation of the computer functional units cooled by them in a computer housing.
Bei Kühlvorrichtungen mit Peltier-Elementen ergeben sich Probleme aufgrund der kostspieligen Herstellung. Sie eignen sich nur eingeschränkt für die Verwendung in Computergehäusen bei kostengünstigen Computern. Ein weiteres Problem liegt in der hohen Spannung, die benötigt wird, um eine ausreichende Kühlwirkung zu erreichen. Die Spannung beeinflußt die Computerfunktionseinheiten aufgrund von elektromagnetischen Feldern. Zusätzlich entsteht das Problem, daß die Computerfunktionseinheit gegen einen elektrischen Strom von der Kühlvorrichtung isoliert werden muß.Cooling devices with Peltier elements have problems due to the expensive production. They are only suitable to a limited extent for use in computer cases in inexpensive computers. Another problem is the high voltage that is required to achieve sufficient cooling. The voltage affects the computer functional units due to electromagnetic fields. In addition, there is the problem that the computer functional unit must be insulated from an electric current by the cooling device.
Da die von modernen Computerfunktionseinheiten im Betrieb entwickelte Wärme sehr hoch werden
kann, müssen bei Kühlvorrichtungen, die dem Stand der Technik entsprechen, leistungsstarke
Ventilatoren eingesetzt werden. Es entsteht das Problem, daß diese Ventilatoren ein
Betriebsgeräusch erzeugen, das allgemein in modernen, geräuscharmen Arbeitsumgebungen, wie z.B.
einem Büro, vom Nutzer des Computersystems als sehr störend empfunden wird.
Das Betriebsgeräusch wird zum einen von der Lagerung der Ventilatorachse, der Luftverwirbelung und
zum anderen von Schwingungen, die der Ventilator in dem Computergehäuse hervorruft, erzeugt. Das
Computergehäuse wirkt in diesem Fall als Resonanzkörper.Since the heat generated by modern computer functional units during operation can be very high, high-performance fans must be used in state-of-the-art cooling devices. The problem arises that these fans generate an operating noise that is generally perceived as very disturbing by the user of the computer system in modern, quiet working environments such as an office.
The operating noise is generated by the bearing of the fan spindle, the air turbulence and the vibrations that the fan causes in the computer case. In this case, the computer case acts as a resonance body.
Wenn mehrere Computerfunktionseinheiten gekühlt werden müssen, wird das Betriebsgeräusch noch verstärkt, also werden die P r &ogr; b I e m e verstärkt.When multiple computer functional units need to be cooled, the operating noise is amplified, thus the P r &ogr; b I e m e are increased.
Ein weiteres Problem neben dem Betriebsgeräusch der Ventilatoren ist, daß auch die
Computerfunktionseinheiten Betriebsgeräusche erzeugen. Da zur Kühlung der Computerfunktionseinheiten
Luft zugeführt wird, können die durch die Computerfunktionseinheiten und Ventilatoren
entstandenen Geräusche durch die Belüftungsöffnungen des Gehäuses nach aussen dringen.
Gemäß dem Stand der Technik wird daher das Computergehäuse weitgehend schwingungsgedämmt
und verschlossen, dadurch wird aber wieder das Problem hervorgerufen, daß der Luftaustausch
und die erforderliche Kühlwirkung eingeschränkt wird.Another problem besides the operating noise of the fans is that the computer's functional units also generate operating noise. Since air is supplied to cool the computer's functional units, the noise generated by the computer's functional units and fans can escape through the ventilation openings in the case.
According to the state of the art, the computer case is therefore largely vibration-insulated and sealed, but this again causes the problem that the air exchange and the required cooling effect are restricted.
Markus Hagedorn, Grüner Weg*31, "0-4146VNeUsI, gm6g.DOC, Seite : 3 von 14Markus Hagedorn, Green Way*31, "0-4146VNeUsI, gm6g.DOC, Page : 3 of 14
Bei gattungsbemäßen Kühlvorrichtungen hat man das Problem, daß eine gezielte Lenkung der Wärmeabführung nur sehr eingeschränkt möglich ist. Will man die Luftzuführung oder Luftabführung gezielt lenken, werden gemäß dem Stand der Technik Lüftungskanäle verwendet. Diese Lüftungskanäle haben das Problem, daß sie einen relativ großen Durchmesser haben müssen, damit sie ausreichend Luft transportieren können. Dadurch sind sie in modernen, kompakten Computergehäusen nur schwer unterzubringen.The problem with this type of cooling device is that it is only possible to control the heat dissipation in a very limited way. If you want to control the air supply or air discharge in a targeted way, ventilation ducts are used according to the state of the art. These ventilation ducts have the problem that they have to have a relatively large diameter in order to transport enough air. This makes them difficult to accommodate in modern, compact computer cases.
Aus dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Kühlvorrichtungen für Computerfunktionseinheiten der gattungsgemäßen Art weiterzubilden und die beschriebenen Nachteile und Probleme bezüglich der Kühlwirkung, der Lenkung der Kühlwirkung, des Platzbedarfs, der Geräuschdämmung und der Herstellungskosten weitestgehend auszuschließen.Based on the described prior art, the present invention is based on the task of further developing cooling devices for computer functional units of the generic type and of largely eliminating the described disadvantages and problems with regard to the cooling effect, the control of the cooling effect, the space requirement, the noise insulation and the manufacturing costs.
Zur technischen Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung zunächst vor, daß die
Kühlvorrichtung nicht mehr die Luft als Kühlmittel zum Transport der Wärme, welche durch die zu
kühlende Computerfunktionseinheit hervorgerufen wird, nutzt, sondern, daß als Kühlmittel eine
Flüssigkeit, wie z.B. Wasser, zum Transport der Wärme genutzt wird. Dadurch wird in &ngr; &ogr; r t e i I h
a f t e r Weise eine genauere Lenkung der Wärmeentwicklung, bei geringerem Platzverbrauch und
eine geringere Geräuschentwicklung, bei verbesserter Kühlwirkung erreicht.To solve this problem technically, the invention proposes that the cooling device no longer uses air as a coolant to transport the heat generated by the computer functional unit to be cooled, but that a liquid, such as water, is used as a coolant to transport the heat. This results in &ngr;&ogr; rtei I h
This way, more precise control of heat development is achieved, with less space required and less noise, with improved cooling effect.
Die Erfindung ermöglicht es, bereits weit verbreitete und daher kostengünstige Bauteile zur Herstellung
der Kühlvorrichtung zu verwenden. Die Bauteile können aus verschiedenen Bereichen stammen. So
können z.B. Bauteile aus dem Sanitär- und Heizungsbereich, aus dem Klimanalagen- und
Haushltsgerätebereich und aus dem Bereich der Kraftfahrzeuge verwendet werden.
Zum weiteren Vorteil wird vorgeschlagen, daß als Kühlmittel eine Flüssigkeit, die im Kühlkreislauf
zu einem Gas verdampft wird, wie z.B. Ammoniak, Freon oder Kohlendioxid, zum Transport der
Wärme benutzt wird, dadurch ist eine gesteigerte Wärmeaufnahme möglich.The invention makes it possible to use components that are already widely used and therefore inexpensive to manufacture the cooling device. The components can come from various areas. For example, components from the sanitary and heating sector, from the air conditioning and household appliance sector and from the motor vehicle sector can be used.
As a further advantage, it is proposed that a liquid which is evaporated to a gas in the cooling circuit, such as ammonia, freon or carbon dioxide, is used as a coolant to transport the heat, thereby enabling increased heat absorption.
Weiter schlägt die Erfindung zum besonderen Vorteil vor, daß die Kühlvorrichtung aus einem geschlossenen Kühlkreislauf für das Kühlmittel besteht, in dem die Wärme transportiert wird, bevor sie an die Raumluft oder Aussenluft abgegeben wird.Furthermore, the invention proposes, to the particular advantage, that the cooling device consists of a closed cooling circuit for the coolant, in which the heat is transported before it is released into the room air or outside air.
Zur technischen Ausgestaltung und zum Vorteil schlägt die Erfindung vor, daß der geschlossene Kühlkreislauf mindestens aus einem oder mehreren Wärmeaufnahmeelementen, Leitungen und einem oder mehreren Wärmeabgabeelementen besteht. Die Aufzählung der Elemente der Kühlvorrichtung ist hier nur exemplarisch und nicht abschließend. Dadurch wird eine genaue Lenkung des Wärmetransports bei geringerem Platzverbrauch erzielt. Die Entwicklung der Betriebsgeräusche wird gleichzeitig verringert, da weniger Lüftungsöffnungen im Computergehäuse vorhanden sein müssen und weniger Motoren Schwingungen erzeugen.For technical design and advantage, the invention proposes that the closed cooling circuit consists of at least one or more heat absorption elements, lines and one or more heat emission elements. The list of elements of the cooling device is only exemplary and not exhaustive. This achieves precise control of the heat transport while taking up less space. The development of operating noise is reduced at the same time, since fewer ventilation openings must be present in the computer housing and fewer motors generate vibrations.
Die Erfindung schlägt zum weiteren besonderen Vorteil vor, daß der Kühlkreislauf der Kühlvorrichtung auch hohem Druck standhalten kann. Zur technischen Ausgestaltung werdenThe invention proposes a further particular advantage that the cooling circuit of the cooling device can also withstand high pressure. The technical design
Markus Hagedom, Grüner Weg 31, D-41468T4eu55, gm6g.DOC, Seite : 4 von 14Markus Hagedom, Grüner Weg 31, D-41468T4eu55, gm6g.DOC, Page : 4 of 14
druckfeste Leitungen und Anschlüsse verwendet. Hierdurch ist es möglich, sehr niedrige Temperaturen bei der Kühlung mit einem flüssigen Kühlmittel, welches im Kühlkreislauf zu einem Gas verdampft wird, zu erreichen.pressure-resistant pipes and connections are used. This makes it possible to achieve very low temperatures when cooling with a liquid coolant, which is evaporated into a gas in the cooling circuit.
Zur weiteren vorteil haften Ausgestaltung und zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Leitungen aus einem zur Beförderung des Kühlmittels geeigneten Material gefertigt sind.For a further advantageous embodiment and to solve the problem, the invention proposes that the lines are made of a material suitable for conveying the coolant.
Bei Wasser als Kühlmittel kann das Material z.B. Kunststoff sein. Bei Freon oder anderen Flüssigkeiten, die in der Kühlvorrichtung zu einem Gas verdampft werden, sind die Leitungen z.B. aus Metall. Die Aufzählung der Materialien ist nur exemplarisch und nicht abschließend.If water is used as a coolant, the material can be plastic, for example. If Freon or other liquids are used that are evaporated into a gas in the cooling device, the pipes are made of metal, for example. The list of materials is only an example and not exhaustive.
Zum besonderen Vorteil schlägt die Erfindung vor, daß die Leitungen für das Kühlmittel flexibel sind, dadurch kann die Kühlvorrichtung dem Computergehäuse angepasst werden.As a particular advantage, the invention proposes that the lines for the coolant are flexible, so that the cooling device can be adapted to the computer housing.
In einer weiteren technischen Ausgestaltung wird von der Erfindung mit besonderem Vorteil vorgeschlagen, daß die Leitungen der Kühlvorrichtung wärmegedämmt sind, damit eine gezieltere Lenkung der Wärme erreicht wird.In a further technical embodiment, the invention proposes with particular advantage that the lines of the cooling device are thermally insulated so that a more targeted control of the heat is achieved.
Desweiteren schlägt die Erfindung mit besonderem Vorteil vor, daß die Leitungen mit Anschlußmöglichkeiten für die anderen Elementen der Kühlvorrichtung ausgestattet sind.Furthermore, the invention proposes with particular advantage that the lines are equipped with connection options for the other elements of the cooling device.
Zur technischen Ausgestaltung wird mit besonderem Vorteil vorgeschlagen, · daß die Anschlußmöglichkeiten Schraubverbindungen mit Dichtungen sind. Hierbei ist jeweils eine von zwei Anschlußmöglichkeiten mit einem Innengewinde und die andere mit einem Aussengewinde versehen.For the technical design, it is particularly advantageous to propose that the connection options be screw connections with seals. In this case, one of the two connection options is provided with an internal thread and the other with an external thread.
Die Anschlußmöglichkeiten können aber auch Stulpen mit Klammern oder Steckverbindungen mit Dichtungen sein. Die Aufzählung der Anschlußmöglichkeiten erfolgt hier nur exemplarisch und ist nicht abschließend.The connection options can also be sleeves with clips or plug connections with seals. The list of connection options here is only an example and is not exhaustive.
Zur weiteren technischen Ausgestaltung der Erfindung und zum besonderen Vorteil wird vorgeschlagen, daß die zu kühlenden Computerfunktionseinheiten mit jeweils einem Wärmeaufnahmeelement verbunden werden.For a further technical development of the invention and for particular advantage, it is proposed that the computer functional units to be cooled are each connected to a heat absorption element.
Die Verbindung kann durch Klipse, Schrauben, Stecker oder Kleber hergestellt werden. Die Aufzählung der Verbindungselemente erfolgt hier nur exemplarisch und ist nicht abschließend.The connection can be made using clips, screws, plugs or glue. The list of connecting elements given here is only an example and is not exhaustive.
Das Wärmeaufnahmeelement sollte mit besonderem V &ogr; r t e i I an einer möglichst großen Fläche Kontakt mit der zu kühlenden Computerfunktionseinheit haben.The heat absorption element should, with particular advantage, have as large an area of contact as possible with the computer functional unit to be cooled.
In einer weiteren vorteil haften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Wärmeaufnahmeelement die zu kühlende Computerfunktionseinheit an mindestens vier Seiten umschließt. Dadurch wird eine bessere Dämmung der Betriebsgeräusche der Computerfunktionseinheit erreicht.In a further advantageous embodiment of the invention, it is proposed that the heat absorption element encloses the computer functional unit to be cooled on at least four sides. This achieves better insulation of the operating noise of the computer functional unit.
Die Erfindung schlägt zu ihrem besonderen Vorteil vor, daß das Wärmeaufnahmeelement innen mit einem Strömungskanal für das Kühlmittel versehen ist.The invention proposes, to its particular advantage, that the heat absorption element is provided internally with a flow channel for the coolant.
Zur besonderen Ausgestaltung und zum besonderen Vorteil schlägt die Erfindung weiter vor, daß der Strömungskanal in mehren Windungen durch das Wärmeaufnahmeelement geführt ist.For a special design and particular advantage, the invention further proposes that the flow channel is guided in several turns through the heat absorption element.
Die Erfindung schlägt zur weiteren vorteil haften Ausgestaltung vor, daß die Oberfläche des Strömungskanals, die mit dem Kühlmittel in Kontakt kommt, durch Rippen, Halbkugeln oder Stege vergrössert ist.As a further advantageous embodiment, the invention proposes that the surface of the flow channel that comes into contact with the coolant is enlarged by ribs, hemispheres or webs.
Markus Hagedorn, Grüner Weg 31, D-41468 Neuss, gm6g.DOC, Seite : 5 von 14Markus Hagedorn, Grüner Weg 31, D-41468 Neuss, gm6g.DOC, Page : 5 of 14
In einer weiteren technischen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß das Wärmeaufnahmeelement im Wesentlichen aus einer Leitung für Kühlmittel besteht, die in einem eigenen, wärmeleitenden Gehäuse oder Rahmen in mehreren Windungen verlegt ist. Das Gehäuse oder der Rahmen dient der Formgebung oder der Befestigung des Wärmeaufnahmeelementes.In a further technical embodiment, it is proposed that the heat absorption element consists essentially of a line for coolant, which is laid in several turns in its own, heat-conducting housing or frame. The housing or frame serves to shape or attach the heat absorption element.
Das Wärmeaufnahmeelement ist in &ngr; &ogr; r t e i I harter Weise mit Anschlußmöglichkeiten für Leitungen, durch die das Kühlmittel zugeführt wird und Anschlußmöglichkeiten für Leitungen, durch die das Kühlmittel abgeführt wird, versehen.The heat absorption element is provided in a manner similar to that of the heat absorption element with connection options for lines through which the coolant is supplied and connection options for lines through which the coolant is discharged.
In einer weiteren vorteil haften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Anschlußmöglichkeiten für die Leitungen Schraubverbindungen mit Dichtungen sind. Die Anschlußmöglichkeiten sollten aus Paaren mit je einer Anschlußmöglichkeit mit einem Innengewinde am Anfang des Strömungskanals und einer Anschlußmöglichkeit mit einem Aussengewinde am Ende des Strömungskanals bestehen.In a further advantageous embodiment of the invention, it is proposed that the connection options for the lines are screw connections with seals. The connection options should consist of pairs, each with one connection option with an internal thread at the beginning of the flow channel and one connection option with an external thread at the end of the flow channel.
Die Anschlußmöglichkeiten können auch Stutzen mit Klammern oder Steckverbindungen mit Dichtungen sein. Die Aufzählung der Anschlußmöglichkeiten erfolgt hier nur exemplarisch und ist nicht abschließend.The connection options can also be nozzles with clamps or plug connections with seals. The list of connection options here is only an example and is not exhaustive.
Zur technischen Ausgestaltung schlägt die Erfindung mit besonderem Vorteil vor, daß das Wärmeaufnahmeelement aus einem gut wärmeleitendem Material, wie z.B. Metall, gefertigt ist.For technical design, the invention proposes with particular advantage that the heat absorption element is made of a material with good heat conduction, such as metal.
Die Wärmeaufnahmeelemente sind gemäß dem vorteil haften Vorschlag der Erfindung durch Leitungen für das Kühlmittel mit dem Wärmeabgabeelement und mit weiteren in die Kühlvorrichtung integrierten Elementen verbunden.According to the advantageous proposal of the invention, the heat absorption elements are connected to the heat dissipation element and to other elements integrated into the cooling device by lines for the coolant.
Wenn mehrere Computerfunktionseinheiten gekühlt werden sollen, schlägt die Erfindung zum besonderen Vorteil vor, daß diese mit Wärmeaufnahmeelementen verbunden werden und die Wärmeaufnahmeelemente durch Leitungen für das Kühlmittel mit der Kühlvorrichtung verbunden werden. Dabei können die Wärmeaufnahmeelemente in einer Reihe oder parallel verbunden werden.If several computer functional units are to be cooled, the invention proposes, with particular advantage, that these are connected to heat absorption elements and that the heat absorption elements are connected to the cooling device by lines for the coolant. The heat absorption elements can be connected in a row or in parallel.
Zum besonderen Vorteil schlägt die Erfindung vor, daß mindestens ein Wärmeabgabeelement in die Kühlvorrichtung integriert wird. Zur technischen Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung mit besonderem Vorteil vor, daß die Integration des Wärmeabgabeelements in die Kühlvorrichtung durch Leitungen für das Kühlmittel, wie bei dem Wärmeaufnahmeelement erfolgt.The invention particularly advantageously proposes that at least one heat-emitting element is integrated into the cooling device. To technically solve the problem, the invention particularly advantageously proposes that the heat-emitting element is integrated into the cooling device by means of lines for the coolant, as is the case with the heat-absorbing element.
Das Wärmeabgabeelement ist in &ngr; &ogr; r t e i I harter Weise so gestaltet, daß es die Wärme, die in dem Kühlmittel gespeichert ist, an die Umgebungsluft außerhalb des Gehäuses abgibt.The heat dissipation element is designed in such a way that it dissipates the heat stored in the coolant to the ambient air outside the housing.
Die Aussenseite des Wärmeabgabeelements besteht in &ngr; &ogr; r t e i Ihafter Weise aus mehreren Kühlrippen, durch die die Umgebungsluft strömen kann. Dadurch wird die Oberfläche, an welcher Wärme an die Umgebungsluft abgegeben werden kann, erhöht.The outside of the heat dissipation element consists of several cooling fins through which the ambient air can flow. This increases the surface area over which heat can be dissipated into the ambient air.
Es wird zur technischen Lösung vorgeschlagen, daß das Wärmeabgabeelement ähnlich wie das Wärmeaufnahmeelement aufgebaut ist und von dem Kühlmittel durchströmt wird.As a technical solution, it is proposed that the heat-emitting element is constructed in a similar way to the heat-absorbing element and that the coolant flows through it.
Das Wärmeabgabeelement muß ein größeres Volumen für das Kühlmittel als die Wärmeaufnahmeelemente aufweisen, damit die Wärmeaufnahmeelemente ausreichend gekühlt werden können.The heat dissipation element must have a larger volume for the coolant than the heat absorption elements so that the heat absorption elements can be sufficiently cooled.
Die Erfindung schlägt zur technischen Ausgestaltung und zum besonderen Vorteil vor, daß der Strömungskanal wie bei dem Wärmeaufnahmeelement ausgebildet ist.The invention proposes, for technical design and particular advantage, that the flow channel is designed in the same way as the heat absorption element.
Markus Hagedorn, Grüner Weg 31, D-41468 Neusl, gm6g.DOC, Seite : 6 von 14Markus Hagedorn, Grüner Weg 31, D-41468 Neusl, gm6g.DOC, Page : 6 of 14
Das Wärmeabgabeelement ist in &ngr; &ogr; r t e i I hafter Weise mit denselben Anschlußmöglichkeiten für Kühlmittelleitungen versehen, wie das Wärmeaufnahmeelement.The heat dissipation element is provided in a similar manner with the same connection options for coolant lines as the heat absorption element.
Die Erfindung schlägt zum besonderen Vorteil vor, daß das Wärmeabgabeelement an der Aussenseite des Computergehäuses befestigt ist.The invention proposes, with particular advantage, that the heat dissipation element is attached to the outside of the computer housing.
Als Befestigungsmittel sind z.B. Schrauben, Nieten, Steckverbinder oder Kleber möglich. Die Aufzählung der Befestigungsmittel ist exemplarisch und nicht abschließend.Possible fastening materials include screws, rivets, connectors or adhesives. The list of fastening materials is exemplary and not exhaustive.
Die Erfindung schlägt in einer weiteren technischen Ausgestaltung vor, daß das Wärmeabgabeelement getrennt von dem Computergehäuse aufgestellt wird.In a further technical embodiment, the invention proposes that the heat-emitting element is installed separately from the computer housing.
Zum besonderen Vorteil wird von der Erfindung vorgeschlagen, daß das Wärmeabgabeelement im Freien aufgestellt wird. Dadurch wird erreicht, daß kalte Aussenluft zur Kühlung benutzt wird und die Geräuschbelastung in der Arbeitsumgebung verringert wird.The invention particularly advantageously proposes that the heat emitting element be installed outdoors. This ensures that cold outside air is used for cooling and the noise pollution in the working environment is reduced.
Zur weiteren technischen Ausgestaltung und zum besonderen Vorteil schlägt die Erfindung vor, daß mehrere Wärmeaufnahmeelemente mit Computerfunktionseinheiten in mehreren Computergehäusen zu einer Kühlvorrichtung verbunden werden und daß in diesen Kühlkreislauf nur ein leistungstarkes Wärmeabgabeelement integriert wird.For further technical development and for particular advantage, the invention proposes that several heat absorption elements are connected to computer functional units in several computer housings to form a cooling device and that only one powerful heat dissipation element is integrated into this cooling circuit.
Die Erfindung schlägt mit besonderem Vorteil vor, daß das Wärmeabgabeelement bei Wasser als Kühlmittel ein Kühler ist.The invention proposes with particular advantage that the heat dissipation element is a cooler when water is used as the coolant.
Weiter schlägt die Erfindung vor, daß das Wärmeabgabeelement ein Verdampfer ist, wenn dieser vom Kühlmittel im Kühlkreislauf zur Wärmeabgabe benötigt wird.The invention further proposes that the heat dissipation element is an evaporator if it is required by the coolant in the cooling circuit to dissipate heat.
Weiter schlägt die Erfindung vor, daß das Wärmeabgabeelement Kompressor ist, wenn dieser vom Kühlmittel im Kühlkreislauf zur Wärmeabgabe benötigt wird.The invention further proposes that the heat dissipation element is a compressor if it is required by the coolant in the cooling circuit to dissipate heat.
Die Erfindung schlägt mit besonderem Vorteil weiter vor, daß ein oder mehrere Zirkulationselemente für das Kühlmittel zusätzlich in der Kühlvorrichtung integriert werden. Durch dieses Zirkulationselement wird die Zirkulation des Kühlmittels in der Kühlvorrichtung angetrieben. Das Zirkulationselement ist beispielsweise eine Pumpe, ein Kompressor oder ein Verdampfer für das Kühlmittel.The invention further proposes, with particular advantage, that one or more circulation elements for the coolant are additionally integrated into the cooling device. The circulation of the coolant in the cooling device is driven by this circulation element. The circulation element is, for example, a pump, a compressor or an evaporator for the coolant.
Zur technischen L ö s u &eegr; g der Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Integration eines Zirkulationselementes für das Kühlmittel in die Kühlvorrichtung wie bei dem Wärmeaufnahmeelement durch Leitungen für das Kühlmittel erfolgt.As a technical solution to the problem, the invention proposes that the integration of a circulation element for the coolant into the cooling device, as in the case of the heat absorption element, takes place through lines for the coolant.
Das Zirkulationselement ist in &ngr; &ogr; r t e i I hafter Weise mit denselben Anschlußmöglichkeiten für Kühlmittelleitungen versehen, wie das Wärmeaufnahmeelement.The circulation element is provided in a similar manner with the same connection options for coolant lines as the heat absorption element.
Zur weiteren technischen Ausgestaltung und zum besonderen Vorteil schlägt die Erfindung vor, daß das Zirkulationselement im Inneren des Computergehäuses angebracht ist. Hierdurch werden die Betriebsgeräusche des Zirkulationselementes gedämmt.For further technical refinement and for particular advantage, the invention proposes that the circulation element is installed inside the computer housing. This reduces the operating noise of the circulation element.
Als Mittel zur Anbringung sind z.B. Schrauben, Nieten, Steckverbinder oder Kleber möglich. Die Aufzählung der Möglichkeiten zur Anbringung ist exemplarisch und nicht abschließend.Possible attachment methods include screws, rivets, connectors or adhesives. The list of attachment options is exemplary and not exhaustive.
Es wird eine geringere Geräuschentwicklung als bei einer Luftkühlung erreicht, da nur noch ein Motor für ein Zirkulationselement eingesetzt werden muß.The noise level is lower than with air cooling, as only one motor needs to be used for one circulation element.
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Zum besonderen Vorteil wird von der Erfindung vorgeschlagen, daß das Zirkulationselement im Freien aufgestellt wird. Hierdurch wird eine verbesserte Geräuschdämmung in der Arbeitsumgebung erreicht.The invention proposes, to particular advantage, that the circulation element is installed outdoors. This achieves improved noise insulation in the working environment.
Zur weiteren technischen Ausgestaltung und zum besonderen Vorteil schlägt die Erfindung vor, daß mehrere Wärmeaufnahmeelemente mit Computerfunktionseinheiten in mehreren Computergehäusen zu einer Kühlvorrichtung verbunden werden und daß in dieser Kühlvorrichtung nur ein leistungstarkes Zirkulationselement für das Kühlmittel integriert wird.For further technical development and for particular advantage, the invention proposes that several heat absorption elements with computer function units in several computer housings are connected to form a cooling device and that only one powerful circulation element for the coolant is integrated into this cooling device.
Zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird mit besonderem Vorteil vorgeschlagen, daß das Zirkulationselement eine Pumpe für das Kühlmittel ist.To further develop the invention, it is particularly advantageously proposed that the circulation element is a pump for the coolant.
In einer weiteren vorteil haften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Zirkulationselement ein Kompressor für das Kühlmittel ist, wenn das Kühlmittel einen Kompressor zur Zirkulation im Kühlkreislauf der Kühlvorrichtung benötigt.In a further advantageous embodiment of the invention, it is proposed that the circulation element is a compressor for the coolant if the coolant requires a compressor for circulation in the cooling circuit of the cooling device.
In einer weiteren vorteil haften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Zirkulationselement ein Verdampfer für das Kühlmittel ist, wenn das Kühlmittel einen Verdampfer zur Zirkulation im Kühlkreislauf der Kühlvorrichtung benötigt.In a further advantageous embodiment of the invention, it is proposed that the circulation element is an evaporator for the coolant if the coolant requires an evaporator for circulation in the cooling circuit of the cooling device.
Die Erfindung schlägt weiter mit besonderem Vorteil vor, daß einzelne Elemente der Kühlvorrichtung, wie z.B. das Zirkulationselement oder das Wärmeabgabeelement in einem Gehäuse für das Kühlvorrichtungselement untergebracht werden.The invention further proposes, with particular advantage, that individual elements of the cooling device, such as the circulation element or the heat dissipation element, are accommodated in a housing for the cooling device element.
Daraus ergibt sich der besondere Vorteil, daß das Gehäuse für Kühlvorrichtungs-Elemente
entweder in dem Computergehäuse oder aussen an dem Computergehäuse angebracht werden kann
oder in Entfernung ausserhalb des Computergehäuses oder im Freien aufgestellt werden kann.
Die Erfindung schlägt zum weiteren Vorteil vor, daß in dem Gehäuse für das Kühlvorrichtungs-Element
mehrere Elemente der Kühlvorrichtung, wie z.B. ein Zirkulationselement und ein Wärmeabgabeelement untergebracht sind.This results in the particular advantage that the housing for cooling device elements can be mounted either inside the computer housing or outside the computer housing or can be installed at a distance outside the computer housing or outdoors.
The invention proposes, as a further advantage, that several elements of the cooling device, such as a circulation element and a heat dissipation element, are accommodated in the housing for the cooling device element.
In einer weiteren technischen Ausgestaltung wird von der Erfindung mit besonderem Vorteil vorgeschlagen, daß das Gehäuse für das Element der Kühlvorrichtung schallgedämmt ist.In a further technical embodiment, the invention proposes with particular advantage that the housing for the element of the cooling device is soundproofed.
Weitere V &ogr; r t e i Ie und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description based on the figures. In the figures:
Figur 1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines aufgeschnittenen Computergehäuses
mit einer montierten Computerfunktionseinheit;Figure 1 is a schematic, perspective view of a cutaway computer case
with a mounted computer functional unit;
Figur 2 eine schematische, perspektivische Darstellung eines geöffneten Wärmeaufnahme-Elementes; Figure 2 is a schematic, perspective view of an opened heat absorption element;
Figur 3 eine schematische, perspektivische Darstellung eines aufgeschnittenen Wärmeaufnahme-Elementes,
das die Computerfunktionseinheit an vier Seiten umschließen kann;Figure 3 is a schematic perspective view of a cutaway heat absorption element,
which can enclose the computer functional unit on four sides;
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Figur 4 eine schematische, perspektivische Darstellung eines aufgeschnittenen Computergehäuses
mit einer montierten Computerfunktionseinheit, die durch die Kühlvorrichtung gekühlt wird;Figure 4 is a schematic, perspective view of a cut-open computer case
with a mounted computer functional unit which is cooled by the cooling device;
Figur 5 eine schematische, perspektivische Darstellung mehrerer Computergehäuse und ein räumlich
entferntes Gehäuse für Elemente der Kühlvorrichtung, in das ein Wärmeabgabeelement und
ein Zirkulationselement der Kühlvorrichtung integriert ist.Figure 5 is a schematic perspective view of several computer housings and a spatially remote housing for elements of the cooling device, into which a heat dissipation element and
a circulation element of the cooling device is integrated.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Computergehäuses 2 mit einer montierten Computerfunktionseinheit 1 dargestellt. Das Computergehäuse ist oben und vorne aufgeschnitten und an der rechten Seite im oberen Teil aufgeschnitten.Figure 1 shows an embodiment of a computer housing 2 with a mounted computer functional unit 1. The computer housing is cut open at the top and front and cut open on the right side in the upper part.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines von der Erfindung vorgeschlagenen Wärmeaufnahmeelementes. Es ist ein geöffnetes Gehäuse 24 des Wärmeaufnahmeelementes zu sehen. Man sieht den Strömungskanal 9 für das Kühlmittel und die Anschlußmöglichkeiten 10,11 für die Kühlmittelleitungen der Kühlvorrichtung.Figure 2 shows an embodiment of a heat absorption element proposed by the invention. An open housing 24 of the heat absorption element can be seen. The flow channel 9 for the coolant and the connection options 10, 11 for the coolant lines of the cooling device can be seen.
In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines von der Erfindung vorgeschlagenen Wärmeaufnahmeelementes gezeigt. Es ist ein aufgeschnittenes Gehäuse 12 eines Wärmeaufnahmeelementes, das die Computerfunktionseinheit an vier Seiten umschliessen kann, dargestellt. Es sind weiter eine Kühlmittelleitung 13 und Anschlußmöglichkeiten 10,11 für weitere Kühlmittelleitungen der Kühlvorrichtung zu sehen.Figure 3 shows a further embodiment of a heat absorption element proposed by the invention. A cut-open housing 12 of a heat absorption element, which can enclose the computer function unit on four sides, is shown. A coolant line 13 and connection options 10, 11 for further coolant lines of the cooling device can also be seen.
Die Darstellung der Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer an dem aufgeschnittenen Computergehäuse 2 aus Figur 1 und der Computerfunktionseinheit 1 aus Figur 1 montierten Kühlvorrichtung, wie sie von der Erfindung vorgeschlagen wird. Hierbei ist beispielhaft ein Wärmeaufnahmeelement 3 an einer Computerfunktionseinheit 1 angebracht. Das Wärmeaufnahmeelement 3 ist über Leitungen für Kühlflüssigkeit 6,7,8 mit einem Zirkulationselement 4 für Kühlflüssigkeit und einem Wärmeabgabeelement 5 zu einem Kühlkreislauf verbunden. Diese Ausführung der Kühlvorrichtung ist nur beispielhaft. Es sind auch andere Ausführungen des Kühlkreislaufes vorgesehen.The illustration in Figure 4 shows an embodiment of a cooling device mounted on the cut-open computer housing 2 from Figure 1 and the computer functional unit 1 from Figure 1, as proposed by the invention. Here, for example, a heat absorption element 3 is attached to a computer functional unit 1. The heat absorption element 3 is connected to a circulation element 4 for coolant and a heat emission element 5 to form a cooling circuit via lines for coolant 6, 7, 8. This design of the cooling device is only an example. Other designs of the cooling circuit are also provided.
In Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer Kühlvorrichtung gezeigt, bei der mehrere Wärmeaufnahmeelemente mit Computerfunktionseinheiten in mehreren Computergehäusen 17,18,19 über Leitungen für Kühlmittel 20,21,22,23 mit einem räumlich entfernten Gehäuse für Kühlvorrichtungselemente 14 zu einem Kühlkreislauf verbunden sind. In das Gehäuse für Kühlvorrichtungselemente 14 sind ein Zirkulationselement 15 und ein Wärmeabgabeelement 16 integriert.Figure 5 shows an embodiment of a cooling device in which several heat absorption elements with computer functional units in several computer housings 17, 18, 19 are connected to a spatially remote housing for cooling device elements 14 via lines for coolants 20, 21, 22, 23 to form a cooling circuit. A circulation element 15 and a heat emission element 16 are integrated into the housing for cooling device elements 14.
Die Ausgestaltungsmöglichkeiten des Kühlkreislaufs sind hier nicht abschließend aufzählbar. Der Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, Computerfunktionseinheiten mit einer Kühlvorrichtung, die aus einem Kühlkreislauf für flüssige Kühlmittel besteht, zu kühlen. Dabei kann das flüssige Kühlmittel inThe design options for the cooling circuit cannot be listed exhaustively here. The invention is based on the principle of cooling computer functional units with a cooling device that consists of a cooling circuit for liquid coolants. The liquid coolant can be
Markus Hagedorn, Grüner Weg 31, **D-4146*8*Neuss, gm6g.DOC, Seite : 9 vonMarkus Hagedorn, Grüner Weg 31, **D-4146*8*Neuss, gm6g.DOC, Page : 9 of
dem Kühlkreislauf der Kühlvorrichtung auch zu einem Gas verdampft werden. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen nur der Erläuterung und sind nicht beschränkend.the cooling circuit of the cooling device can also be evaporated into a gas. The described embodiments are for illustrative purposes only and are not restrictive.
Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
1 Computerfunktionseinheit1 computer functional unit
2 Computergehäuse2 computer cases
3 Wärmeaufnahmeelement3 Heat absorption element
4 Zirkulationselement4 Circulation element
5 Wärmeabgabeelement5 Heat emitting element
6 Leitung für Kühlmittel6 Line for coolant
7 Leitung für Kühlmittel7 Line for coolant
8 Leitung für Kühlmittel8 Line for coolant
9 Strömungskanal9 Flow channel
10 Anschlußmöglichkeit für Kühlmittelleitungen10 Connection option for coolant lines
11 Anschlußmöglichkeit für Kühlmittelleitungen11 Connection option for coolant lines
12 Gehäuse des Wärmeaufnahmeelementes12 Housing of the heat absorption element
13 Leitung für Kühlmittel13 Line for coolant
14 Gehäuse für Elemente der Kühlvorrichtung14 Housing for elements of the cooling device
15 integriertes Zirkulationselement15 integrated circulation element
16 integriertes Wärmeabgabeelement16 integrated heat dissipation element
17 Computergehäuse mit auf Computerfunktionseinheiten montierten Wärmeaufnahmeelementen17 Computer housings with heat absorbing elements mounted on computer functional units
18 Computergehäuse mit auf Computerfunktionseinheiten montierten Wärmeaufnahmeelementen18 Computer cases with heat absorbing elements mounted on computer functional units
19 Computergehäuse mit auf Computerfunktionseinheiten montierten Wärmeaufnahmeelementen19 Computer housings with heat absorbing elements mounted on computer functional units
20 Leitung für Kühlmittel20 Line for coolant
21 Leitung für Kühlmittel21 Coolant line
22 Leitung für Kühlmittel22 Coolant line
23 Leitung für Kühlmittel23 Coolant line
24 Gehäuse des Wärmeaufnahmeelementes24 Housing of the heat absorption element
Claims (1)
daß das Wärmeaufnahmeelement ein eigenes Gehäuse aus einem wärmeleitenden Material hat.^.Cooling device for computer functional units, according to one of the preceding claims, characterized in
that the heat absorption element has its own housing made of a heat-conducting material.
Wärmeaufnahmeelement aufgebaut ist und von dem Kühlmittel durchströmt wird.22.Cooling device for computer functional units according to one of the preceding claims, characterized in that the heat emitting element such as the
Heat absorption element is constructed and through which the coolant flows.
Computerfunktionseinheiten in mehreren Computergehäusen zu einem Kühlkreislauf der
Kühlvorrichtung verbunden werden und daß in diesen Kühlkreislauf nur ein leistungstarkes
Wärmeabgabeelement integriert wird.26.Cooling device for computer functional units according to one of the preceding claims, characterized in that several heat absorption elements with
Computer functional units in several computer cases to form a cooling circuit of the
cooling device and that in this cooling circuit only a powerful
Heat dissipation element is integrated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29821758U DE29821758U1 (en) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | Cooling device for computer functional units |
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| DE29821758U1 true DE29821758U1 (en) | 1999-05-12 |
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