ES2984537T3 - Dispositivo eléctrico que usa un dispositivo de enfriamiento - Google Patents
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Abstract
La presente divulgación proporciona un dispositivo eléctrico que utiliza un dispositivo de refrigeración, que incluye una primera caja, una segunda caja dispuesta en un lado de la primera caja y un dispositivo de potencia dispuesto dentro de la primera caja. El dispositivo de refrigeración está dispuesto dentro de la segunda caja, y el dispositivo de refrigeración incluye un evaporador de sustrato, un primer condensador y una tubería. El dispositivo de refrigeración está configurado para recoger el calor dentro de la primera caja hacia la segunda caja, es decir, el evaporador de sustrato absorbe directamente el calor generado por los dispositivos de alta potencia dentro de la primera caja. Además, el ventilador de alerón dispuesto dentro de la primera caja puede perturbar el aire dentro de la primera caja, de modo que el ventilador de alerón y el evaporador de la primera caja cooperan para intercambiar calor en el aire dentro de la primera caja. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo eléctrico que usa un dispositivo de enfriamiento
Campo técnico
La presente divulgación se refiere al campo técnico de los dispositivos eléctricos y, en particular, a un dispositivo eléctrico que usa un dispositivo de enfriamiento.
Antecedentes
Con el desarrollo de la tecnología, un dispositivo eléctrico continúa actualizándose y mejorando. El número de dispositivos de potencia internos del mismo está aumentando y la potencia de los dispositivos de potencia también está aumentando, lo que hace que el dispositivo eléctrico tenga altos requisitos de enfriamiento.
En la tecnología convencional, por ejemplo, un inversor de cadena usa dos cajas de enfriamiento combinadas con un dispositivo de enfriamiento para disipar el calor. Un área abierta está comunicada con el entorno externo y un área cerrada está aislada del entorno externo. El área abierta es para disipar el calor para el dispositivo principal del dispositivo eléctrico, y otros dispositivos en el área cerrada disipan naturalmente el calor a través de la superficie de la caja y los dispositivos de potencia principales en el área cerrada se apoyan contra el dispositivo de enfriamiento. El conducto de aire en el área abierta es para la entrada de aire desde abajo y la descarga de aire desde arriba. El dispositivo de enfriamiento y el entorno externo se ven obligados a realizar un intercambio de calor por convección, para realizar el enfriamiento de los dispositivos de potencia principales del área cerrada.
Sin embargo, la tecnología convencional tiene principalmente las siguientes desventajas. En primer lugar, el dispositivo de enfriamiento es generalmente un disipador térmico de aletas biseladas, que se ve afectado por la eficacia de las aletas del disipador térmico y tiene una capacidad de enfriamiento limitada para los dispositivos de potencia principales. En segundo lugar, el enfriamiento de otros dispositivos en el área cerrada es principalmente a través del intercambio de calor por convección natural entre la superficie de la caja y el entorno externo, y la eficacia del intercambio de calor es baja.
Por lo tanto, el problema técnico que deben resolver los expertos en la materia actualmente es cómo proporcionar una solución de dispositivo eléctrico con un excelente efecto de enfriamiento.
El documento EP1298975A2 divulga un sistema de enfriamiento modular proporcionado para su uso en un recinto de electrónica que monta una pluralidad de componentes electrónicos generadores de calor. El sistema de enfriamiento incluye un colector de suministro de líquido de enfriamiento, un colector de retorno de líquido de enfriamiento y una pluralidad de módulos de enfriamiento que se pueden montar selectivamente en el recinto de electrónica. El sistema de enfriamiento también incluye una pared fijada en el recinto para separar los componentes electrónicos de los colectores para proteger los componentes electrónicos de cualquier líquido de enfriamiento en caso de fuga del sistema. El documento W02010027311A1 divulga un sistema de enfriamiento para dispositivos electrónicos instalados en un espacio confinado cuyo sistema de enfriamiento comprende un sistema de termosifón de tubería cerrada. El evaporador comprende una pluralidad de barras alargadas adaptadas para disponerse en rebajes en dichos dispositivos electrónicos, en donde las barras alargadas incluyen un paso interno entrante, que está conectado al condensador a través de la primera tubería de conexión, y un paso exterior saliente, que está conectado al condensador a través de la segunda tubería de conexión, y que está dispuesto para estar en contacto térmico con los rebajes de los dispositivos electrónicos, de manera que el calor generado por los dispositivos electrónicos haga que el refrigerante se evapore a medida que pasa a través del paso exterior de manera que los dispositivos electrónicos se enfríen desde dichos rebajes. El condensador se enfría mediante ventilación forzada.
Sumario
En vista del problema identificado anteriormente, la presente divulgación proporciona un dispositivo eléctrico que usa un dispositivo de enfriamiento.
El dispositivo eléctrico incluye una primera caja, una segunda caja dispuesta en un lado de la primera caja, y un dispositivo de potencia dispuesto dentro de la primera caja; y un dispositivo de enfriamiento para enfriar mediante termosifón está dispuesto dentro de la segunda caja; el dispositivo de enfriamiento incluye un evaporador de sustrato, un primer condensador y una tubería, el evaporador de sustrato está conectado al primer condensador a través de la tubería, en donde el dispositivo de potencia incluye uno o más dispositivos de alta potencia y uno o más dispositivos de baja potencia, el uno o más dispositivos de alta potencia están todos dispuestos en un lado del dispositivo de enfriamiento;
o el uno o más dispositivos de alta potencia están configurados respectivamente con los dispositivos de enfriamiento correspondientes, y el uno o más dispositivos de alta potencia están dispuestos respectivamente en un lado de los dispositivos de enfriamiento correspondientes para hacer que el fluido de trabajo dentro del evaporador de sustrato absorba directamente el calor generado por los dispositivos de alta potencia.
Preferentemente, el evaporador de sustrato incluye una o más áreas de subevaporación.
Preferentemente, el número del primer condensador es uno o más, que está conectado a la una o más áreas de subevaporación a través de la tubería en una correspondencia uno a uno.
Preferentemente, el dispositivo de enfriamiento incluye además un evaporador de la primera caja y el evaporador de la primera caja está dispuesto dentro de la primera caja.
Preferentemente, el evaporador de la primera caja está conectado al primer condensador a través de la tubería. Preferentemente, un segundo condensador está dispuesto dentro de la segunda caja, y el evaporador de la primera caja está conectado al segundo condensador a través de la tubería.
Preferentemente, se llena un fluido de trabajo dentro del evaporador de sustrato y el evaporador de la primera caja. Preferentemente, el evaporador de la primera caja, el primer condensador y el segundo condensador son todos intercambiadores de calor de flujo paralelo o intercambiadores de calor de tubo-aleta.
Preferentemente, el dispositivo eléctrico incluye además un ventilador de alerón y un ventilador de enfriamiento, donde el ventilador de alerón está dispuesto dentro de la primera caja para perturbar el aire dentro de la primera caja; y el ventilador de enfriamiento está dispuesto dentro de la segunda caja para descargar el calor recogido por los dispositivos de enfriamiento al entorno externo.
La presente divulgación proporciona el dispositivo eléctrico que usa el dispositivo de enfriamiento y el dispositivo de enfriamiento está configurado para recoger el calor dentro de la primera caja a la segunda caja, es decir, el evaporador de sustrato absorbe directamente el calor generado por los dispositivos de alta potencia dentro de la primera caja y la eficacia de enfriamiento es alta. Además, el ventilador de alerón dispuesto dentro de la primera caja puede perturbar el aire dentro de la primera caja, de manera que el ventilador de alerón y el evaporador de la primera caja cooperen para intercambiar calor en el aire dentro de la primera caja, acelerando así la velocidad del aire dentro de la primera caja que se enfría por el evaporador de la primera caja. El calor dentro de la primera caja se recoge en el primer condensador y/o el segundo condensador en la segunda caja, y el ventilador de enfriamiento descarga el calor recogido, lo que mejora en gran medida la capacidad de enfriamiento del dispositivo eléctrico.
Otras características y ventajas de la presente divulgación se describirán en la siguiente memoria descriptiva y, en parte, se harán evidentes a partir de la memoria descriptiva o se entenderán implementando la presente divulgación. Los fines y otras ventajas de la presente divulgación pueden realizarse y obtenerse a través de las estructuras indicadas en la memoria descriptiva, reivindicaciones y dibujos.
Breve descripción de los dibujos
Para ilustrar más claramente las realizaciones de la presente divulgación o las soluciones técnicas en la tecnología convencional, los dibujos que se usarán en la descripción de las realizaciones o la tecnología convencional se describirán brevemente a continuación en el presente documento. Aparentemente, los dibujos en la siguiente descripción son solo algunas realizaciones de la presente divulgación. Para los expertos en la materia, se pueden obtener otros dibujos basándose en los dibujos proporcionados sin ningún trabajo creativo.
La Figura 1 es un diagrama esquemático que muestra la estructura general del dispositivo eléctrico de acuerdo con la presente divulgación;
La Figura 2 es un diagrama esquemático que muestra la estructura de instalación del evaporador de sustrato de acuerdo con la presente divulgación.
Números de referencia:
1. primera caja; 2. segunda caja;
3. ventilador de alerón; 4. ventilador de enfriamiento;
5. dispositivo de enfriamiento; 6. dispositivo de alta potencia;
51. evaporador de sustrato; 52. evaporador de la primera caja;
53. primer condensador; 54. tubería.
Descripción detallada de las realizaciones
Para hacer los fines, las soluciones técnicas y las ventajas de las realizaciones de la presente divulgación más claras, las soluciones técnicas de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación se describirán clara y completamente como sigue junto con los dibujos en las realizaciones de la presente divulgación. Es evidente que las realizaciones descritas son solo una parte de las realizaciones de acuerdo con la presente divulgación, en lugar de todas las realizaciones. Con base en las realizaciones de la presente divulgación, todas las demás obtenidas sin esfuerzos creativos por las personas normalmente versadas en la materia deberán estar dentro del alcance de protección de la presente divulgación.
La presente divulgación se refiere a un dispositivo eléctrico que usa un dispositivo de enfriamiento, que está configurado para resolver los problemas de que un disipador térmico de aletas biseladas en la tecnología convencional se vea afectado por la eficacia de las aletas del disipador térmico y tiene una capacidad de enfriamiento limitada para los dispositivos de potencia principales, y el enfriamiento de otros dispositivos en el área cerrada es principalmente a través del intercambio de calor por convección natural entre la superficie de la caja y el entorno externo y la eficacia del intercambio de calor es baja.
Como se muestra en la Figura 1, el dispositivo eléctrico que usa el dispositivo de enfriamiento con tecnología de termosifón incluye una primera caja 1, una segunda caja 2 dispuesta en un lado de la primera caja 1, y un dispositivo de potencia dispuesto dentro de la primera caja 1 y un dispositivo de enfriamiento está dispuesto dentro de la segunda caja 2. La primera caja 1 es una caja cerrada, la segunda caja 2 es una caja abierta y el dispositivo de enfriamiento 5 está configurado para recoger el calor generado por los dispositivos de potencia dentro de la primera caja 1, para realizar un enfriamiento rápido generado por los dispositivos de potencia, mejorando así la capacidad de enfriamiento del dispositivo eléctrico.
En esta realización, el dispositivo de potencia incluye uno o más dispositivos de alta potencia 6 y uno o más dispositivos de baja potencia.
En esta realización, el dispositivo de enfriamiento 5 es un dispositivo que usa tecnología de termosifón para el enfriamiento. Preferentemente, el dispositivo de enfriamiento 5 puede ser un radiador de termosifón. A modo de ejemplo, como se muestra en la figura 2, el dispositivo de enfriamiento 5 incluye un evaporador de sustrato 51, un primer condensador 53 y una tubería 54. El evaporador de sustrato 51 está conectado al primer condensador 53 a través de la tubería 54. Uno o más dispositivos de alta potencia 6 están todos dispuestos en un lado del dispositivo de enfriamiento 5; o, el uno o más dispositivos de alta potencia 6 están configurados respectivamente con los dispositivos de enfriamiento 5 correspondientes, y el uno o más dispositivos de alta potencia 6 están dispuestos respectivamente en un lado de los dispositivos de enfriamiento 5 correspondientes, para hacer que el fluido de trabajo dentro del evaporador de sustrato 51 absorba directamente el calor generado por los dispositivos de alta potencia, lo que mejora en gran medida la capacidad de enfriamiento del dispositivo eléctrico al dispositivo de alta potencia y garantiza el funcionamiento normal del dispositivo eléctrico.
El evaporador de sustrato 51 está lleno de fluido de trabajo. La tubería 54 está configurada para conectar el evaporador de sustrato 51 y el primer condensador 53, para formar un bucle entre el evaporador de sustrato 51 y el primer condensador 53, y el fluido de trabajo es capaz de circular en el evaporador de sustrato 51, el primer condensador 53 y la tubería 54.
El evaporador de sustrato 51 incluye una o más áreas de subevaporación; y el número del primer condensador 53 es uno o más. El primer condensador 53 está configurado para coincidir con el área de subevaporación correspondiente, y se forma un bucle entre el área de subevaporación y el primer condensador 53 correspondiente, de manera que el fluido de trabajo sea capaz de circular en el área de subevaporación, el primer condensador 53 correspondiente y la tubería 54. El primer condensador 53 es un intercambiador de calor de flujo paralelo o un intercambiador de calor de tubo-aleta. De acuerdo con los requisitos de enfriamiento, el interior del evaporador de sustrato 51 puede dividirse en una o más áreas de subevaporación independientes y el primer condensador 53 correspondiente puede configurarse para cada área de subevaporación para acelerar la eficacia del enfriamiento.
En esta realización, el dispositivo de enfriamiento 5 incluye además un evaporador 52 de la primera caja, y el evaporador 52 de la primera caja está dispuesto dentro de la primera caja 1, y el evaporador 52 de la primera caja es un intercambiador de calor de flujo paralelo o un intercambiador de calor de tubo-aleta. Específicamente, el evaporador 52 de la primera caja se llena con fluido de trabajo, y el evaporador 52 de la primera caja puede conectarse al primer condensador 53 a través de la tubería 54, y se forma un bucle entre el evaporador 52 de la primera caja y el primer condensador 53, de manera que el fluido de trabajo sea capaz de circular en el evaporador 52 de la primera caja, el primer condensador 53 y la tubería 54. Como alternativa, el segundo condensador está dispuesto dentro de la segunda caja 2 para disipar el calor del evaporador 52 de la primera caja de forma separada, donde el segundo condensador es un intercambiador de calor de flujo paralelo o un intercambiador de calor de tubo-aleta. El evaporador 52 de la primera caja está conectado al segundo condensador a través de la tubería 54, y se forma un bucle entre el evaporador 52 de la primera caja y el segundo condensador, de manera que el fluido de trabajo sea capaz de circular en el evaporador 52 de la primera caja, el segundo condensador 53 y la tubería 54. El evaporador 52 de la primera caja realiza eficazmente el intercambio de calor del aire dentro de la primera caja 1, reduciendo así la temperatura ambiente dentro de la primera caja.
Además, el eléctrico incluye además un ventilador de alerón 3 y un ventilador de enfriamiento 4. El ventilador de alerón 3 está dispuesto dentro de la primera caja 1. El ventilador de enfriamiento 4 está dispuesto dentro de la segunda caja 2.
El ventilador de alerón 3 dentro de la primera caja 1 está configurado para perturbar el aire interno dentro de la primera caja 1. El ventilador de alerón 3 está configurado para perturbar la circulación de aire dentro de la primera caja 1, y el evaporador 52 de la primera caja está configurado para enfriar el aire dentro de la primera caja 1, y el ventilador de alerón 3 también está configurado para aumentar el coeficiente de transferencia de calor del evaporador 52 de la primera caja, de manera que el evaporador 52 de la primera caja pueda disminuir la temperatura de la primera caja 1, y el ventilador de enfriamiento 4 esté configurado para descargar el calor recogido por el dispositivo de enfriamiento 5 en el aire.
A modo de ejemplo, cuando un evaporador de sustrato 51 solo disipa calor para un dispositivo de alta potencia 6, es decir, solo un dispositivo de alta potencia 6 está dispuesto en un evaporador de sustrato 51, y el fluido de trabajo llenado en la cavidad del evaporador de sustrato 51 absorbe el calor generado por el dispositivo de alta potencia 6 y se vaporiza en un estado gaseoso. El fluido de trabajo gaseoso se transmite al primer condensador 53 a través de la tubería 54, y después de que el fluido de trabajo gaseoso complete el intercambio de calor con el aire en el primer condensador 53, el fluido de trabajo gaseoso se condensa en un estado líquido y fluye de regreso al evaporador de sustrato 51, logrando, por consiguiente, que un evaporador de sustrato 51 disipe el calor para un dispositivo de alta potencia 6.
A modo de ejemplo, cuando un evaporador de sustrato 51 disipa calor para múltiples dispositivos de alta potencia, es decir, cuando un evaporador de sustrato 51 está configurado con múltiples dispositivos de alta potencia 6, además de acuerdo con los requisitos de enfriamiento reales, la cavidad interna del evaporador de sustrato 51 se divide en múltiples áreas de subevaporación independientes. Los múltiples primeros condensadores 53 están dispuestos dentro de la segunda caja 2, y las áreas de subevaporación independientes están conectadas a los primeros condensadores 53 correspondientes a través de la tubería 54. De manera que cada primer condensador 53 sea capaz de disipar calor para un área específica del evaporador de sustrato 51, y permita que las áreas de subevaporación disipen el calor de los dispositivos de alta potencia 6 en las áreas correspondientes, para mejorar la precisión y la eficacia del enfriamiento por parte del evaporador de sustrato 51 a los dispositivos de alta potencia 6.
Específicamente, el fluido de trabajo llenado en las áreas de subevaporación independientes del evaporador de sustrato 51 absorbe el calor generado por los dispositivos de alta potencia 6 en el área y se vaporiza en un estado gaseoso. El fluido de trabajo gaseoso se transmite al primer condensador 53 correspondiente a través de la tubería 54, y después de que el fluido de trabajo gaseoso completa el intercambio de calor con el aire en el primer condensador 53, el fluido de trabajo gaseoso se condensa en un estado líquido y fluye de regreso a las áreas de subevaporación independientes del evaporador de sustrato 51, completando, por consiguiente, las áreas de subevaporación del evaporador de sustrato 51 para disipar el calor para los dispositivos de alta potencia en el área.
A modo de ejemplo, el evaporador 52 de la primera caja puede conectarse al primer condensador 53 a través de la tubería 54, o puede proporcionarse un segundo condensador independiente dentro de la segunda caja 2 y conectarse a la segunda caja 2 a través de la tubería 54, para formar un bucle en el evaporador 52 de la primera caja, el primer condensador 53 o el segundo condensador y la tubería 54, y el fluido de trabajo circula en el evaporador 52 de la primera caja, el primer condensador 53 o el segundo condensador y la tubería 54. De esta manera, el evaporador 52 de la primera caja es capaz de intercambiar calor en el aire dentro de la primera caja 1 y reducir aún más la temperatura interna de la primera caja 1.
Para resumir, la presente divulgación usa el enfriamiento 5 para recoger el calor dentro de la primera caja 1 a la segunda caja 2, disponiendo con el ventilador de alerón 3 y el evaporador 52 de la primera caja dentro de la primera caja 1, el ventilador de alerón 3 perturba el aire dentro de la primera caja 1, para ayudar al evaporador 52 de la primera caja a intercambiar calor en el aire dentro de la primera caja 1. Y el evaporador de sustrato 51, el primer condensador 53 y el ventilador de enfriamiento 4 están dispuestos en la segunda caja, de manera que el evaporador de sustrato 51 absorba el calor generado por los dispositivos de alta potencia dentro de la primera caja, y el ventilador de enfriamiento 4 está configurado para disipar el calor dentro de la segunda caja 2, lo que mejora en gran medida la capacidad de enfriamiento del dispositivo eléctrico y resuelve eficazmente los problemas de la capacidad de enfriamiento limitada y baja eficacia de intercambio de calor en la tecnología convencional.
Claims (9)
1. Un dispositivo eléctrico, que comprende:
una primera caja (1),
una segunda caja (2) dispuesta en un lado de la primera caja (1), y
un dispositivo de potencia dispuesto dentro de la primera caja (1); y en donde
un dispositivo de enfriamiento (5) para enfriar mediante termosifón está dispuesto dentro de la segunda caja (2); el dispositivo de enfriamiento (5) comprende un evaporador de sustrato (51), un primer condensador (53) y una tubería (54), y
el evaporador de sustrato (51) está conectado al primer condensador (53) a través de la tubería (54), en donde el dispositivo de potencia comprende uno o más dispositivos de alta potencia (6) y uno o más dispositivos de baja potencia, en donde,
el uno o más dispositivos de alta potencia (6) están todos dispuestos en un lado del dispositivo de enfriamiento (5); o,
el uno o más dispositivos de alta potencia (6) están configurados respectivamente con los dispositivos de enfriamiento (5) correspondientes, y el uno o más dispositivos de alta potencia (6) están dispuestos respectivamente en un lado de los dispositivos de enfriamiento (5) correspondientes para hacer que el fluido de trabajo dentro del evaporador de sustrato (51) absorba directamente el calor generado por los dispositivos de alta potencia.
2. El dispositivo eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el evaporador de sustrato (51) comprende una o más áreas de subevaporación.
3. El dispositivo eléctrico de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el número del primer condensador (53) es uno o más, que está conectado a la una o más áreas de subevaporación a través de la tubería (54) en una correspondencia uno a uno.
4. El dispositivo eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el dispositivo de enfriamiento (5) comprende además un evaporador (52) de la primera caja, y el evaporador (52) de la primera caja está dispuesto dentro de la primera caja (1).
5. El dispositivo eléctrico de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el evaporador (52) de la primera caja está conectado al primer condensador (53) a través de la tubería (54).
6. El dispositivo eléctrico de acuerdo con la reivindicación 4, en donde un segundo condensador está dispuesto dentro de la segunda caja (2) y el evaporador (52) de la primera caja está conectado al segundo condensador a través de la tubería (54).
7. El dispositivo eléctrico de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el fluido de trabajo se llena dentro del evaporador de sustrato (51) y el evaporador (52) de la primera caja.
8. El dispositivo eléctrico de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el evaporador (52) de la primera caja, el primer condensador (53) y el segundo condensador son todos intercambiadores de calor de flujo paralelo o intercambiadores de calor de tubo-aleta.
9. El dispositivo eléctrico de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un ventilador de alerón (3) y un ventilador de enfriamiento (4), en donde el ventilador de alerón (3) está dispuesto dentro de la primera caja (1) para perturbar el aire dentro de la primera caja (1); el ventilador de enfriamiento (4) está dispuesto dentro de la segunda caja (2) para descargar el calor recogido por los dispositivos de enfriamiento (5) de la segunda caja (2).
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