Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности, предназначено для поддержания оптимальной температуры в объеме шкафа, что способствует стабильной работе техники.The invention relates to electronics, in particular, is intended to maintain the optimum temperature in the volume of the cabinet, which contributes to the stable operation of the equipment.
Прототипом устройства является шкаф с радиоэлектронной аппаратурой, описанный в [1]. Устройство, содержит герметически плотный корпус шкафа, переднюю индикаторную панель, отображающую температурные режимы, теплопроводящую пластину, которая находится в контакте с системой зоны испарения тепловых труб, зону конденсации тепловых труб, находящуюся в тепловом контакте с высокотеплопроводной пластиной и установленными на ней холодными спаями ТЭБ (термоэлектрические батареи) и в шахматном порядке тепловыми мостиками, блок управления, электрически связанный с индикатором, системой вентиляторов, датчиком температуры и блоком питания. Данное устройство неэффективно с точки зрения обеспечения теплового режима радиоэлектронной аппаратуры, т.к. при выделении большого количества тепла радиоэлектроникой система охлаждения не будет справляться с возложенной задачей. Также недостатком данного шкафа является то, что неудобно обеспечивать температурные режимы работы элементов РЭА, размещенных в шкафу, имеющих унифицированные геометрические размеры. Тепловая труба имеет одну зону конденсации, что недостаточно для стабильного режима работы системы охлаждения.The prototype of the device is a cabinet with electronic equipment described in [1]. The device contains a hermetically tight cabinet body, a front display panel displaying temperature conditions, a heat-conducting plate that is in contact with the system of the heat pipes evaporation zone, a heat pipe condensation zone that is in thermal contact with a high-heat plate thermopile ( thermoelectric batteries) and in chessboard order by thermal bridges, a control unit electrically connected with an indicator, a fan system, a temperature sensor and a block m power. This device is inefficient from the point of view of ensuring the thermal regime of electronic equipment, because when a large amount of heat is released by radio electronics, the cooling system will not cope with the assigned task. Also the disadvantage of this cabinet is that it is inconvenient to ensure the temperature modes of operation of the elements of electronic equipment placed in the cabinet with unified geometrical dimensions. The heat pipe has one condensation zone, which is not enough for stable operation of the cooling system.
Целью изобретения является повышение эффективности отвода тепла из объема шкафа.The aim of the invention is to increase the efficiency of heat removal from the volume of the cabinet.
На фиг. 1 изображен общий вид системы охлаждения термоэлектрического шкафа (сбоку и сверху). На фиг. 2 показан общий вид шкафа с расположенными в нем системами охлаждений.FIG. 1 shows a general view of the cooling system of a thermoelectric cabinet (side and top). FIG. 2 shows a general view of the cabinet with cooling systems located in it.
Устройство состоит из системы охлаждения, отображенной на фиг. 1: тепловых труб - 1; межтрубного оребрения - 2 всей области испарения; зоны конденсации - 3 с обоих концов тепловых труб; тепловых мостиков - 4 в зоне конденсации; ТЭБ - 5; боковых стенок шкафа, играющих роль радиатора - 6 для снятия тепла с горячих спаев термоэлектрических батарей и тепла, выделяемого аппаратурой в зависимости от конфигурации включения; высокотеплопроводящих пластин - 7. На фигурах не изображены датчики температуры, соединенные электрически с блоком управления, блоком питания и индикационным дисплеем.The device consists of a cooling system shown in FIG. 1: heat pipes - 1; shell fins - 2 of the entire evaporation area; condensation zones - 3 at both ends of heat pipes; thermal bridges - 4 in the condensation zone; TEB - 5; side walls of the cabinet, playing the role of a radiator - 6 for removing heat from the hot junctions of thermoelectric batteries and the heat emitted by the equipment depending on the switching configuration; high heat-conducting plates - 7. The figures do not depict temperature sensors connected electrically to the control unit, power unit and indicator display.
Принцип действия. Выделяемое тепло от установленной в шкаф аппаратуры отводится тепловыми трубами, находящимися в тепловом контакте с зоной испарения. Зона испарения тепловых труб выполнена с оребрением, что увеличивает интенсивность испарения тепловых труб, и тем самым получаем низкое тепловое сопротивление шкафа. Зоны конденсации тепловых труб контактируют с системой из теплопроводящих пластин - 7, ТЭБ - 5, тепловых мостиков - 4 и боковых стенок шкафа, выполненных в виде радиатора с обеих сторон (справа и слева). Пары хладагента тепловой трубы, попав в зону конденсации, переходят в жидкую фазу и стекают обратно в зону испарения, тем самым снимая тепло с внутреннего объема шкафа. При избыточном тепловыделении аппаратуры для эффективности теплоотвода в зоне конденсации труб применяем ТЭБ - 5. Зона конденсации тепловых труб находится в плотном контакте с теплопроводящими пластинами - 7, на которых установлены в шахматном порядке тепловые мостики - 4 с ТЭБ - 5 (холодными спаями к тепловой трубе). Количество мостиков и ТЭБ различно, в зависимости от необходимой мощности отвода. Суть тепловых мостиков заключается в экономии электроэнергии, т.к. они через себя передают тепло на радиатор, которое снимается посредством естественной конвекции. Тепловые мостики выполнены из медных прямоугольников размером с установленных ТЭБ. Количество труб может быть различно в зависимости от выделяемой мощности аппаратурой, в нашем случае установлено три. Если интенсивность тепловыделения усиливается в шкафу, то подается сигнал с датчика температуры на блок управления для подачи питания на ТЭБ. Тем самым эффективность работы тепловых труб повышается. Отвод тепла с горячих слоев ТЭБ осуществляется при помощи боковых стенок – 6, играющих роль радиатора. Преимуществом предлагаемой конструкции также является отсутствие значительных дополнительных энергозатрат для регулирования температурного режима радиоэлектронной аппаратуры в шкафу и использование тепловых мостиков. Чтобы устранить обратные теплопритоки от жесткой фиксации высокотеплопроводящих пластин - 7 используются теплоизоляционные крепления.Operating principle. Heat released from the equipment installed in the cabinet is removed by heat pipes that are in thermal contact with the evaporation zone. The evaporation zone of heat pipes is made with fins, which increases the evaporation rate of heat pipes, and thus we obtain a low thermal resistance of the cabinet. The condensation zones of heat pipes are in contact with a system of heat-conducting plates - 7, thermopile - 5, thermal bridges - 4 and the side walls of the cabinet, made in the form of a radiator on both sides (right and left). Heat pipe refrigerant vapor, once in the condensation zone, passes into the liquid phase and flows back into the evaporation zone, thereby removing heat from the internal volume of the cabinet. In case of excessive heat dissipation of the equipment, we use thermopile-5 for the efficiency of heat removal in the condensation zone of pipes. The condensation zone of heat pipes is in close contact with heat-conducting plates - 7, on which thermal bridges - 4 are installed with thermopile-5 (cold joints to the heat pipe ). The number of bridges and TEB is different, depending on the required power output. The essence of thermal bridges is to save electricity, because they transmit heat through themselves to the radiator, which is removed through natural convection. Thermal bridges are made of copper rectangles the size of the installed thermopile. The number of pipes can be different depending on the power output by the equipment, in our case three are installed. If the heat release intensity is amplified in the cabinet, then a signal is sent from the temperature sensor to the control unit to supply power to the thermopile. Thus, the efficiency of heat pipes increases. Heat is removed from the hot layers of a thermopile by using the side walls - 6, which play the role of a radiator. The advantage of the proposed design is also the absence of significant additional energy consumption for regulating the temperature regime of electronic equipment in the cabinet and the use of thermal bridges. To eliminate reverse heat leakage from rigid fixation of high heat-conducting plates - 7 heat insulating fastenings are used.
ЛитератураLiterature
1. Патент RU 2399174 С1.1. Patent RU 2399174 C1.
