RU2694241C1 - Теплосъемный канал магистрали системы жидкостного охлаждения радиоэлектронных устройств и способ отвода тепла от теплонагруженных радиоэлектронных устройств с использованием этого канала - Google Patents
Теплосъемный канал магистрали системы жидкостного охлаждения радиоэлектронных устройств и способ отвода тепла от теплонагруженных радиоэлектронных устройств с использованием этого канала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2694241C1 RU2694241C1 RU2018127384A RU2018127384A RU2694241C1 RU 2694241 C1 RU2694241 C1 RU 2694241C1 RU 2018127384 A RU2018127384 A RU 2018127384A RU 2018127384 A RU2018127384 A RU 2018127384A RU 2694241 C1 RU2694241 C1 RU 2694241C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat removal
- heat
- channel
- coolant
- cooling
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 32
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G12—INSTRUMENT DETAILS
- G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G12B15/00—Cooling
- G12B15/02—Cooling by closed-cycle fluid-circulating systems
-
- G—PHYSICS
- G12—INSTRUMENT DETAILS
- G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G12B15/00—Cooling
- G12B15/06—Cooling by contact with heat-absorbing or radiating masses, e.g. heat-sink
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к конструкции электронных устройств, требующих жидкостного охлаждения находящихся в них теплонагруженных элементов. Технический результат - создание теплосъемного канала магистрали системы жидкостного охлаждения радиоэлектронных устройств, обеспечивающего эффективное охлаждение тепловыделяющих элементов, расположенных вдоль протяженной поверхности. Достигается тем, что теплосъемный канал магистрали системы жидкостного охлаждения (СЖО) выполнен в виде ограниченной полости, оборудован входным (2) и выходным (3) отверстиями и снабжен коллектором распределения охлаждающей жидкости (4) и перегородками раздела зон теплосъема (7). Коллектор выполнен в виде емкости, зафиксированной в полости (1) канала, с отверстиями (5) для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема (6). Входное отверстие (2) выполнено в коллекторе, а выходное (3) - в стенке, ограничивающей внутреннюю полость канала. Выходное отверстие (3) сориентировано относительно отверстий (5). При охлаждении теплонагруженных элементов подают под давлением охлаждающую жидкость в коллектор (4), которая из отверстий для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема (5) в виде струй попадает на поверхность теплосъема и, снимая тепло, стекает в зону слива и через выходное отверстие возвращается в магистраль СЖО. Перегородками раздела зон теплосъема (7) предотвращают перемещение нагретой жидкости на поверхности соседних зон теплосъема. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к конструкции электронных устройств, требующих жидкостного охлаждения находящихся в них теплонагруженных элементов.
В настоящее время одним из основных потребителей жидкостного охлаждения радиоэлектронных устройств являются электронные модули активных фазированных антенных решеток (АФАР).
Наиболее распространенным вариантом охлаждения является проток охлаждающей жидкости по теплосъемному каналу, на наружной стенке которого установлены теплонагруженные элементы. (Н.И. Каленкович «Радиоэлектронная аппаратура и основы ее конструкторского проектирования», Минск: БГУИР, 2008. - 200 с.).
Прототипом изобретения является теплосъемный канал Охладителя вычислительных модулей компьютера (патент RU 125757 U1, МПК G12B 15/00, G06F 1/20, Н05K 7/20, опубл. 10.03.2013).
Канал включает полость, образованную двумя скрепленными вместе плоскими пластинами с пазами, контактирующий с несколькими тепловыделяющими электронными компонентами, при этом канал имеет впускное и выпускное отверстия соответственно для подачи и слива охлаждающей жидкости.
Недостатком прототипа является то, что при значительном количестве теплонагруженных компонентов, охлаждаемых одним каналом, по мере его протяженности, происходит повышение температуры жидкости и теплосъем с последующих по течению элементов теряет эффективность.
Технической задачей, поставленной при разработке изобретения являлось создание теплосъемного канала магистрали системы жидкостного охлаждения радиоэлектронных устройств, который обеспечивает эффективное охлаждение нескольких тепловыделяющих элементов, расположенных вдоль протяженной поверхности.
Поставленная задача решается конструкцией теплосъемного канала магистрали системы жидкостного охлаждения (СЖО), выполненного в виде ограниченной полости, оборудованный входным и выходным отверстиями, при этом канал снабжен коллектором распределения охлаждающей жидкости, выполненным в виде емкости, зафиксированной в полости канала, с отверстиями для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема и перегородками раздела зон, при этом входное отверстие выполнено в коллекторе, а выходное - в стенке, ограничивающей внутреннюю полость канала и сориентировано относительно отверстий для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема.
Одновременно, при отводе тепла от теплонагруженных радиоэлектронных устройств с использованием вышеприведенной конструкции используется способ, при котором: через входное отверстие подают под давлением охлаждающую жидкость в коллектор распределения охлаждающей жидкости, которая, в виде струй, из отверстий для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема, направленных по нормали к поверхности теплосъема попадает на поверхность теплосъема, образуя на ней турбулентный пограничный слой и, снимая тепло, стекает в зону слива и, через выходное отверстие, возвращается в магистраль СЖО, при этом перегородками раздела зон теплосъема предотвращают перемещение нагретой жидкости на поверхности соседних зон теплосъема.
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения заключается в создании теплосъемного канала магистрали системы жидкостного охлаждения радиоэлектронных устройств, обеспечивающего эффективное охлаждение тепловыделяющих элементов расположенных вдоль протяженной поверхности.
В частном случае исполнения для более высокой степени турбулентности пограничного слоя, что повышает эффективность теплосъема, оси отверстий для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема расположены по нормали к поверхности теплосъема и струи, из отверстий для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема, направляют по нормали к поверхности теплосъема.
Для пояснения сущности заявленного изобретения используются следующие графические изображения:
Фиг. 1 - схема теплосъемного канала в разрезе.
Фиг. 2 - поперечное сечение канала.
Заявленное изобретение может быть использовано в системе жидкостного охлаждения (СЖО), содержащей, в общем случае: теплообменник для охлаждения нагретой жидкости, насос подачи охлажденной жидкости под давлением, магистраль подвода охлажденной жидкости к теплосьемному каналу, теплосъемный канал и магистраль отвода нагретой жидкости в теплообменник.
Теплосъемный канал магистрали системы жидкостного охлаждения (Фиг. 1), выполнен в виде ограниченной полости, оборудован входным (2) и выходным (3) отверстиями и снабжен коллектором распределения охлаждающей жидкости (4) и перегородкам раздела зон теплосъема (7).
Коллектор выполнен в виде емкости, зафиксированной в полости (1) канала, с отверстиями (5) для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема (6).
Отверстия (5) для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема сориентированы относительно них, таким образом, чтобы обеспечить эффективный охват поверхностей теплосъема при осуществлении способа охлаждения, ориентация отверстий определяется конструкторской проработкой.
Перегородки располагаются и фиксируются таким образом, чтобы разделить зоны теплосъема равномерно по количеству отводимого тепла, выбираются при конструкторской проработке аппаратуры.
Входное отверстие (2) выполнено в коллекторе, а выходное (3) в стенке, ограничивающей внутреннюю полость канала.
Выходное отверстие (3) сориентировано относительно отверстий (5) для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема (6), таким образом, чтобы не находиться в области пограничного турбулентного слоя поверхности теплосъема при осуществлении способа охлаждения.
Зоны теплосъема (6) представляют собой полости между поверхностью расположения отверстий (5) на коллекторе и внутренней стенкой канала, в местах установки охлаждаемых теплонагруженных радиоэлектронных устройств (8).
Поверхность теплосъема (9) представляет собой внутреннюю поверхность стенки канала, на наружной стороне которой установлены охлаждаемые теплонагруженные радиоэлектронные устройства (8).
Охлаждение теплонагруженных радиоэлектронные устройств с помощью теплосъемного канала происходит следующим образом: через входное отверстие (2) подают под давлением охлаждающую жидкость в коллектор (4) распределения охлаждающей жидкости, которая из отверстий для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема (5), в виде струй, попадает на поверхность теплосъема, образуя на ней турбулентный пограничный слой и,, снимая тепло, стекает в зону слива, и, через выходное отверстие, возвращается в магистраль СЖО, при этом перегородками раздела зон теплосъема предотвращают перемещение нагретой жидкости на поверхности соседних зон теплосъема.
При этом обеспечивается подача охлажденной жидкости, создающейся струйной подачей охлаждающей жидкости на поверхность теплосъема (9) разрушается вязкий (ламинарный) подслой в турбулентном пограничном слое охлаждающей жидкости, что повышает эффективность охлаждения.
В частном случае исполнения оси отверстий для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема расположены по нормали к поверхности теплосъема и струи, из отверстий для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема, направляют по нормали к поверхности теплосъема при этом энергия движения струи максимально может быть использована при воздействии на поверхность теплосъема по нормали.
Claims (2)
1. Теплосъемный канал магистрали системы жидкостного охлаждения (СЖО) радиоэлектронных устройств, выполненный в виде ограниченной полости, оборудованный входным и выходным отверстиями, отличающийся тем, что снабжен коллектором распределения охлаждающей жидкости, выполненным в виде емкости, зафиксированной в полости канала, с отверстиями для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема и перегородками раздела зон теплосъема, при этом зоны теплосъема представляют собой полости между поверхностью расположения отверстий для подачи охлаждающей жидкости на коллекторе распределения охлаждающей жидкости и внутренней стенкой теплосъемного канала в местах установки охлаждаемых теплонагруженных радиоэлектронных устройств, при этом отверстия для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема сориентированы относительно зон теплосъема таким образом, что оси отверстий для подачи охлаждающей жидкости расположены по нормали к поверхности теплосъема, представляющей собой внутреннюю поверхность стенки канала, на наружной стороне которой установлены охлаждаемые теплонагруженные радиоэлектронные устройства, входное отверстие выполнено в коллекторе распределения охлаждающей жидкости, а выходное - в стенке, ограничивающей внутреннюю полость канала, и сориентировано относительно отверстий для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема таким образом, что не находится в области пограничного турбулентного слоя охлаждающей жидкости на поверхности теплосъема, образующегося при подаче на нее струй охлаждающей жидкости из отверстий для подачи охлаждающей жидкости коллектора распределения охлаждающей жидкости.
2. Способ отвода тепла от теплонагруженных радиоэлектронных устройств с использованием теплосъемного канала по п. 1, при котором через входное отверстие подают под давлением охлаждающую жидкость в коллектор распределения охлаждающей жидкости, которая в виде струй из отверстий для подачи охлаждающей жидкости в зоны теплосъема попадает на поверхность теплосъема, образуя на ней турбулентный пограничный слой и снимая тепло, стекает в зону слива и через выходное отверстие возвращается в магистраль СЖО, при этом перегородками раздела зон теплосъема предотвращается перемещение нагретой жидкости на поверхности соседних зон теплосъема.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018127384A RU2694241C1 (ru) | 2018-07-25 | 2018-07-25 | Теплосъемный канал магистрали системы жидкостного охлаждения радиоэлектронных устройств и способ отвода тепла от теплонагруженных радиоэлектронных устройств с использованием этого канала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018127384A RU2694241C1 (ru) | 2018-07-25 | 2018-07-25 | Теплосъемный канал магистрали системы жидкостного охлаждения радиоэлектронных устройств и способ отвода тепла от теплонагруженных радиоэлектронных устройств с использованием этого канала |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2694241C1 true RU2694241C1 (ru) | 2019-07-10 |
Family
ID=67252414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018127384A RU2694241C1 (ru) | 2018-07-25 | 2018-07-25 | Теплосъемный канал магистрали системы жидкостного охлаждения радиоэлектронных устройств и способ отвода тепла от теплонагруженных радиоэлектронных устройств с использованием этого канала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2694241C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2012174C1 (ru) * | 1990-12-27 | 1994-04-30 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Электронное устройство |
SU1287699A1 (ru) * | 1985-02-04 | 1995-04-20 | Отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики | Устройство для охлаждения тепловыделяющей аппаратуры |
US7190580B2 (en) * | 2004-07-01 | 2007-03-13 | International Business Machines Corporation | Apparatus and methods for microchannel cooling of semiconductor integrated circuit packages |
RU125757U1 (ru) * | 2012-10-26 | 2013-03-10 | Закрытое акционерное общество "РСК Технологии" | Охладитель вычислительных модулей компьютера |
US20140347817A1 (en) * | 2013-05-24 | 2014-11-27 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Jet impingement coolers and power electronics modules comprising the same |
-
2018
- 2018-07-25 RU RU2018127384A patent/RU2694241C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1287699A1 (ru) * | 1985-02-04 | 1995-04-20 | Отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики | Устройство для охлаждения тепловыделяющей аппаратуры |
RU2012174C1 (ru) * | 1990-12-27 | 1994-04-30 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Электронное устройство |
US7190580B2 (en) * | 2004-07-01 | 2007-03-13 | International Business Machines Corporation | Apparatus and methods for microchannel cooling of semiconductor integrated circuit packages |
RU125757U1 (ru) * | 2012-10-26 | 2013-03-10 | Закрытое акционерное общество "РСК Технологии" | Охладитель вычислительных модулей компьютера |
US20140347817A1 (en) * | 2013-05-24 | 2014-11-27 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Jet impingement coolers and power electronics modules comprising the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11653472B2 (en) | Heat sink, heat sink arrangement and module for liquid immersion cooling | |
JP6862777B2 (ja) | マニホールド及び情報処理装置 | |
EP3237992B1 (en) | Liquid cooling with a cooling chamber | |
CN102543916A (zh) | 液冷散热装置 | |
RU2694241C1 (ru) | Теплосъемный канал магистрали системы жидкостного охлаждения радиоэлектронных устройств и способ отвода тепла от теплонагруженных радиоэлектронных устройств с использованием этого канала | |
GB2571053A (en) | Heat sink for immersion cooling | |
US20230048500A1 (en) | Flow-Through, Hot-Spot-Targeting Immersion Cooling Assembly | |
RU167555U1 (ru) | Охладитель вычислительных модулей компьютера | |
RU2662459C1 (ru) | Теплообменник с жидким теплоносителем (варианты) | |
US20240138128A1 (en) | Cooling Module With Integrated Pump for Immersion Cooling in Electronics | |
RU2522181C2 (ru) | Жидкостной охладитель | |
CN217213630U (zh) | 一种液冷设备壳体、液冷设备及液冷系统 | |
RU183433U1 (ru) | Радиоэлектронный блок со встроенной системой распределения охлаждающей жидкости | |
Hefny et al. | The effects of outlet size, shape, and location on spatial temperature distribution reduction via direct jet impinging in power electronics | |
Jain et al. | Performance analysis of inclined microjet impingement heat sink with porous medium | |
UA22628U (en) | Liquid cooling system for power electronic component |