RU2339881C2

RU2339881C2 - Air cooling system

Info

Publication number: RU2339881C2
Application number: RU2006145624/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Кузенков (RU); Александр Николаевич Кузенков; Александр Борисович Курамин (RU); Александр Борисович Курамин; ев Александр Петрович Сер (RU); Александр Петрович Серяев; Андрей Георгиевич Фиделин (RU); Андрей Георгиевич Фиделин
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-11-27
Also published as: RU2006145624A

Abstract

FIELD: engines and pumps, heating.

SUBSTANCE: known air cooling system comprising an input and extract fans and air ducts incorporates additionally an air flow pipe switch furnished with one valve, i.e. one sealing circuit, that, in one extreme position communicates the extract fan outlet and the input fan inlet with atmosphere, and, in the other extreme position, it communicates the extract fan outlet with the input fan inlet.

EFFECT: simpler air cooling circuit, lower weight and overall dimensions, reduced power consumption, lower costs and higher reliability.

10 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к системам обеспечения температурных режимов и может быть использовано при воздушном охлаждении оборудования, в том числе радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), расположенной на подвижных носителях.The present invention relates to systems for providing temperature conditions and can be used for air cooling of equipment, including electronic equipment (CEA) located on movable media.

При воздушном охлаждении РЭА атмосферным воздухом возникает необходимость регулировать (уменьшать или увеличивать) приток холодного воздуха из атмосферы в зависимости от его температуры. Для этого служат переключатели потока воздуха (ППВ), позволяющие полностью или частично перекрывать поступление атмосферного воздуха в аппаратуру. При этом немаловажное значение имеют массогабаритные характеристики ППВ (особенно в системах воздушного охлаждения летательных аппаратов), а также их энергопотребление, стоимость и надежность.When airborne REA is cooled by atmospheric air, it becomes necessary to regulate (decrease or increase) the inflow of cold air from the atmosphere depending on its temperature. For this purpose, air flow switches (PPV) are used, which completely or partially block the flow of atmospheric air into the equipment. At the same time, the weight and size characteristics of PPVs (especially in aircraft air cooling systems), as well as their energy consumption, cost and reliability, are of no small importance.

Применяемые в настоящее время ППВ имеют один клапан - один контур уплотнения и электропривод. Используя два таких ППВ, можно регулировать приток атмосферного воздуха в простой системе приточно-вытяжной вентиляции с открытым внешним контуром, однако при этом невозможно осуществить рециркуляцию воздуха для обдува аппаратуры по внутреннему закрытому контуру (без доступа или при частичном поступлении атмосферного воздуха), что необходимо, например, при крайних (положительных или отрицательных) значениях температуры атмосферного воздуха или при его загрязнении.Currently used PPVs have one valve - one sealing circuit and an electric actuator. Using two such PPVs, it is possible to regulate the flow of atmospheric air in a simple supply and exhaust ventilation system with an open external circuit, however, it is not possible to recirculate air to blow the equipment along an internal closed circuit (without access or with a partial supply of atmospheric air), which is necessary, for example, at extreme (positive or negative) temperatures of atmospheric air or when it is polluted.

Прототипом предлагаемой системы может служить система воздушного охлаждения электронной аппаратуры, приведенная на фиг.1. («Проблемы вентиляции и кондиционирования воздуха» под общей редакцией проф. Э.Х.Одельского, Высшая школа, 1969, стр.208, рис.3). Данная система воздушного охлаждения позволяет преобразовывать открытый внешний в закрытый внутренний контуры воздушного охлаждения и состоит из приточного и вытяжного вентиляторов, воздуховодов и трех ППВ, при помощи которых аппаратура может охлаждаться либо атмосферным воздухом, либо вытяжным воздухом, либо их смесью.The prototype of the proposed system can serve as an air cooling system of electronic equipment, shown in figure 1. (“Problems of ventilation and air conditioning” under the general editorship of Prof. E.K. Odelsky, Higher School, 1969, p. 208, Fig. 3). This air cooling system allows you to convert the outdoor outdoor to indoor indoor air cooling circuits and consists of supply and exhaust fans, air ducts and three PPV, with which the equipment can be cooled with either atmospheric air or exhaust air, or a mixture thereof.

Так, при открытых клапанах ППВ 1 и ППВ 3 и закрытом клапане ППВ 2 вытяжной воздух из охлаждаемой аппаратуры полностью поступает в атмосферу, а приточный воздух полностью поступает из атмосферы.So, with open valves ППВ 1 and ППВ 3 and a closed valve ППВ 2, exhaust air from the cooled equipment completely enters the atmosphere, and the supply air completely enters from the atmosphere.

При закрытых (или частично закрытых) клапанах ППВ1 и ППВ 3 и открытом (или частично открытом) клапане ППВ2 вытяжной воздух полностью или частично подается на рециркуляцию, а атмосферный воздух либо не используется, либо используется частично. Недостатком прототипа является наличие в нем трех ППВ, что увеличивает массогабаритные характеристики, стоимость и энергопотребление системы, а также снижает ее надежность. Кроме того, пропорциональная синхронизация работы трех ППВ затруднительна.With closed (or partially closed) valves PPV1 and PPV 3 and open (or partially open) valve PPV2, exhaust air is completely or partially supplied to recirculation, and atmospheric air is either not used or partially used. The disadvantage of the prototype is the presence of three PPV in it, which increases the overall dimensions, cost and power consumption of the system, and also reduces its reliability. In addition, the proportional synchronization of the three PPV is difficult.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение системы воздушного охлаждения, размещенной на подвижном носителе РЭА, снижение массогабаритных характеристик, энергопотребления и стоимости системы, повышение ее надежности (при сохранении возможности рециркуляции воздуха).The technical result of the invention is to simplify the air cooling system located on the CEA mobile carrier, reduce the overall dimensions, power consumption and cost of the system, increase its reliability (while maintaining the possibility of air recirculation).

Указанный результат достигается тем, что в известную систему воздушного охлаждения, содержащую приточный и вытяжной вентиляторы с воздуховодами, введен трубный ППВ с одним приводом и одним клапаном - одним контуром уплотнения, но обеспечивающий все режимы.The specified result is achieved by the fact that in the known air cooling system containing supply and exhaust fans with air ducts, a pipe PPV with one drive and one valve is introduced - one seal circuit, but providing all modes.

Предлагаемая система воздушного охлаждения, структурная схема которой представлена на фиг.2, содержит приточный 1 и вытяжной 2 вентиляторы, воздуховоды 3, подводящие к охлаждаемой аппаратуре 4 и отводящие от нее воздух, и трубный ППВ 5. В одном крайнем положении (при разомкнутых воздуховодах) ППВ 5 соединяет воздуховодами 3 выход вытяжного вентилятора 2 и вход приточного вентилятора 1 с атмосферой. В другом крайнем положении (при замкнутых воздуховодах) ППВ 5 соединяет выход вытяжного вентилятора 2 с входом приточного вентилятора 1, обеспечивая режим рециркуляции.The proposed air cooling system, the structural diagram of which is shown in Fig. 2, contains a supply 1 and exhaust 2 fans, air ducts 3 leading to the cooled equipment 4 and taking air away from it, and a pipe PPV 5. In one extreme position (with open air ducts) PPV 5 connects the outlet 3 of the exhaust fan 2 and the input of the supply fan 1 to the atmosphere with air ducts 3. In the other extreme position (with closed ducts) PPV 5 connects the output of the exhaust fan 2 with the input of the supply fan 1, providing a recirculation mode.

Работа системы воздушного охлаждения (Фиг.2) может происходить в трех режимах: охлаждение только атмосферным воздухом (в одном крайнем положении ППВ 5 - при разомкнутых воздуховодах 3), охлаждение только воздухом, рециркулирующим по замкнутому контуру (в другом крайнем положении ППВ 5 - при замкнутых воздуховодах 3), охлаждение смесью рециркулирующего и атмосферного воздуха - при неполностью замкнутых воздуховодах, когда на охлаждение аппаратуры 4 поступает часть вытяжного воздуха (другая его часть выводится в атмосферу) и атмосферный воздух.The operation of the air cooling system (Fig. 2) can occur in three modes: cooling only with atmospheric air (in one extreme position of the air supply unit 5 - with open air ducts 3), cooling only with air recirculating in a closed circuit (in the other extreme position of the air supply unit 5 - when closed ducts 3), cooling with a mixture of recirculating and atmospheric air - with incompletely closed ducts, when part of the exhaust air enters the cooling apparatus 4 (the other part is discharged into the atmosphere) and atmospheric air .

На фиг.3-10 представлены варианты исполнения трубного ППВ с одним приводом и одним клапаном - одним контуром уплотнения, способные работать в трех режимах: в режиме рециркуляции, в режиме вентиляции с забором воздуха из атмосферы и удалением отработавшего воздуха в атмосферу, а так же в режиме с частичной рециркуляцией и с частичным подмесом воздуха из атмосферы в зависимости от величины их открытия, (режим частичной рециркуляции с частичным подмесом воздуха из атмосферы, в вариантах не описывается) (привод показан только на фиг.3 и 4).Figure 3-10 presents embodiments of the pipe PPV with one drive and one valve - one seal circuit, capable of working in three modes: in recirculation mode, in ventilation mode with air intake from the atmosphere and exhaust air to the atmosphere, as well as in the mode with partial recirculation and with partial admixture of air from the atmosphere, depending on the size of their opening, (the partial recirculation mode with partial admixture of air from the atmosphere is not described in the variants) (the drive is shown only in Figs. 3 and 4).

На фиг.3 представлен вариант трубного ППВ, который включает в себя неподвижную часть 6 воздуховода, к которой через ось прикреплена его подвижная часть 7, привод 8, соединенный механически с подвижной частью 7 воздуховода, и мягкую вставку 9. При свернутом приводе 8 подвижная часть 7 воздуховода прижимается к неподвижной части 6 и закрывает доступ атмосферного воздуха в воздуховод. На фиг.4 представлен тот же вариант трубного ППВ при раздвинутом приводе 8, когда подвижная часть 7 воздуховода отклонена, и атмосферный воздух попадает в систему охлаждения.Figure 3 presents a variant of the pipe PPV, which includes a fixed part 6 of the duct, to which its movable part 7, an actuator 8, mechanically connected to the movable part 7 of the duct, and a soft insert 9 are attached through the axis. When the actuator 8 is rolled up, the movable part 7 of the duct is pressed against the fixed part 6 and closes the access of atmospheric air into the duct. Figure 4 presents the same version of the pipe PPV with the drive 8 apart, when the movable part 7 of the duct is rejected, and atmospheric air enters the cooling system.

В некоторых случаях одна из рабочих сторон трубного ППВ может быть закрыта конструкциями, в этом случае удобно использовать вариант трубного ППВ, представленного на фиг.5 и фиг.6. ППВ в этом случае представляет из себя подвижный клапан 10 на неподвижном воздуховоде 6, непосредственно к клапану прикреплен подвижный воздуховод 7, который двигается вместе с клапаном. При закрытом клапане 10 атмосферный воздух не попадает в воздуховод (режим рециркуляции). При открывании клапана подвижный воздуховод направляет отработавший воздух в атмосферу, а открытое отверстие в неподвижном воздуховоде обеспечивает приток атмосферного воздуха.In some cases, one of the working sides of the pipe PPV can be closed by structures, in this case it is convenient to use the version of the pipe PPV presented in Fig. 5 and Fig. 6. PPV in this case is a movable valve 10 on a stationary duct 6, a movable duct 7 is attached directly to the valve, which moves with the valve. With the valve 10 closed, atmospheric air does not enter the duct (recirculation mode). When the valve is opened, the movable duct directs the exhaust air into the atmosphere, and the open hole in the stationary duct ensures the flow of atmospheric air.

Часто один или оба вентилятора не имеют достаточной герметичности или имеют повышенную шумность, в этом случае один или оба вентилятора устанавливают в вентиляционных контейнерах. Тогда трубный ППВ можно выполнить в конфигурации фиг.7 и фиг.8. К контейнеру 11 подсоединен приточный вентилятор 1, а в контейнере установлен вытяжной вентилятор 2. Подвижный клапан 10 размещен на контейнере. Непосредственно к клапану прикреплен воздуховод 7, который двигается вместе с клапаном. При закрытом клапане 10 воздух с выхода вытяжного вентилятора 2 поступает на вход приточного вентилятора 1 (режим рециркуляции). При открывании подвижного клапана 10 воздуховод 7 направляет отработавший воздух в атмосферу, а свободное от воздуховода сечение клапана обеспечивает приток атмосферного воздуха в контейнер, причем, как и в остальных конструкциях остается один уплотнительный контур.Often one or both fans do not have sufficient tightness or have increased noise, in which case one or both fans are installed in ventilation containers. Then the pipe PPV can be performed in the configuration of Fig.7 and Fig.8. A supply fan 1 is connected to the container 11, and an exhaust fan 2 is installed in the container. A movable valve 10 is placed on the container. Directly to the valve, an air duct 7 is attached, which moves together with the valve. With the valve 10 closed, the air from the outlet of the exhaust fan 2 enters the inlet of the supply fan 1 (recirculation mode). When the movable valve 10 is opened, the air duct 7 directs the exhaust air into the atmosphere, and the valve section, free from the air duct, provides an influx of atmospheric air into the container, and, as in other designs, there remains one sealing circuit.

В некоторых конструкциях с контейнерным размещением трубных ППВ подвижный воздуховод может быть полностью ликвидирован фиг.9 и фиг.10. В этом случае выхлопное отверстие вытяжного вентилятора 2 размещают в непосредственной близости от подвижного клапана 10 таким образом, что при закрытом клапане 10 воздух с выхода вытяжного вентилятора 2 поступает на вход проточного вентилятора 1, а при открытом клапане 10 воздух через одну из частей клапана вытяжным вентилятором 2 выбрасывается в атмосферу, а через другую часть клапана 10 всасывается приточным вентилятором 1 из атмосферы.In some designs with container placement of pipe PPV movable duct can be completely eliminated figure 9 and figure 10. In this case, the exhaust outlet of the exhaust fan 2 is placed in the immediate vicinity of the movable valve 10 so that when the valve 10 is closed, the air from the outlet of the exhaust fan 2 enters the inlet of the flow fan 1, and when the valve 10 is open, air is passed through one of the valve parts by the exhaust fan 2 is released into the atmosphere, and through the other part of the valve 10 is sucked in by the supply fan 1 from the atmosphere.

Таким образом, введение в прототип, содержащий приточный и вытяжной вентиляторы с воздуховодами, трубного ППВ позволяет подавать вытяжной воздух на полную или частичную рециркуляцию, т.е. преобразовывать контур воздушного охлаждения из открытого в закрытый, используя один ППВ с одним электроприводом и одним клапаном - одним контуром уплотнения, что снижает массу, габариты, энергопотребление и стоимость предложенной системы воздушного охлаждения и повышает ее надежность.Thus, the introduction into the prototype, containing the supply and exhaust fans with air ducts, of the pipe PPV allows the supply of exhaust air for full or partial recirculation, i.e. convert the air cooling circuit from open to closed, using one PPV with one electric drive and one valve - one sealing circuit, which reduces the weight, dimensions, energy consumption and cost of the proposed air cooling system and increases its reliability.

Claims

The air cooling system of electronic equipment, containing supply and exhaust fans and air ducts, creating an open external and closed internal air cooling circuits, characterized in that a pipe switch of air flow with one drive and one valve is introduced into it - one seal circuit, which is at one extreme position, connects the exhaust fan outlet and the intake fan input with the atmosphere through the ducts, and in the other, the exhaust outlet connects to the supply fan inlet.