RU2722226C1 - Method of constructing a cooling system for radioelectronic modules - Google Patents
Method of constructing a cooling system for radioelectronic modules Download PDFInfo
- Publication number
- RU2722226C1 RU2722226C1 RU2019118954A RU2019118954A RU2722226C1 RU 2722226 C1 RU2722226 C1 RU 2722226C1 RU 2019118954 A RU2019118954 A RU 2019118954A RU 2019118954 A RU2019118954 A RU 2019118954A RU 2722226 C1 RU2722226 C1 RU 2722226C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- radiator
- modules
- radioelectronic
- liquid cooling
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20218—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant without phase change in electronic enclosures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в системах охлаждения радиоэлектронных модулей в радиоэлектронных комплексах.The invention relates to radio engineering and is intended for use in cooling systems of electronic modules in electronic complexes.
Известен способ построения системы охлаждения радиоэлектронных модулей [1 - рис. 5.3, стр. 109-110 - Глушицкий И.В. Охлаждение бортовой аппаратуры авиационной техники. М.; Машиностроние, 1987. - 184 с.], при котором корпус модуля содержит шасси, на котором устанавливают радиоэлектронные узлы модуля, при этом по верхней или нижней поверхности шасси прокладывают трубопровод с теплоносителем жидкостного охлаждения. Трубопровод соединяют с шасси сваркой или пайкой. Трубопроводы модулей подключают к системе прокачки жидкости системы охлаждения.A known method of constructing a cooling system of electronic modules [1 - Fig. 5.3, p. 109-110 - Glushitsky I.V. Cooling on-board equipment of aircraft. M .; Mashinostronie, 1987. - 184 p.], In which the module housing contains a chassis on which the electronic components of the module are mounted, while a pipeline with a liquid coolant is laid along the upper or lower surface of the chassis. The pipeline is connected to the chassis by welding or soldering. The pipelines of the modules are connected to the liquid pumping system of the cooling system.
Недостатком известного способа является необходимость разъемного жидкостного соединения корпуса модуля с системой охлаждения, что усложняет отсоединение модуля и увеличивает длительность операций при замене модулей.The disadvantage of this method is the need for a detachable liquid connection of the module housing to the cooling system, which complicates the disconnection of the module and increases the duration of operations when replacing the modules.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ построения системы охлаждения радиоэлектронных модулей [2 - рис. 2.28, стр. 150 - Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М.; Высш. шк., 1984. - 247 с.], взятый за прототип, при котором устанавливают радиоэлектронные узлы модуля на монтажную плату, отводят тепло от них с помощью тепловых труб, установленных в монтажной плате от передней панели модуля до задней панели модуля, и соединенных одним из концов с теплостоком, расположенным на задней панели модуля, при этом отводят тепло от теплостока путем конвективного воздушного охлаждения при установке его в приборную стойку, при установке модуля в стойку теплосток модуля входит в отверстие в задней стенке стойки, размеры которой соответствуют размерам теплостока модуля.The closest in technical essence to the invention is a method of constructing a cooling system of electronic modules [2 - Fig. 2.28, p. 150 - G. Dulnev Heat and mass transfer in electronic equipment. M .; Higher shk., 1984. - 247 p.], taken as a prototype, in which the electronic components of the module are mounted on the circuit board, heat is removed from them using heat pipes installed in the circuit board from the front panel of the module to the rear panel of the module, and connected by one from the ends with a heat sink located on the rear panel of the module, heat is removed from the heat sink by convective air cooling when installing it in the instrument rack; when installing the module in the rack, the module heat sink enters the hole in the rear wall of the rack, the dimensions of which correspond to the heat sink of the module.
К недостаткам прототипа следует отнести:The disadvantages of the prototype include:
- конвективное воздушное охлаждение обладает низкой эффективностью так, свободная конвекция в газах характеризуется коэффициентом теплоотдачи 2-10 Вт/(м2К), при принудительной конвекции - 10-100 Вт/(м2К) [2 - стр. 18];- convective air cooling has low efficiency so, free convection in gases is characterized by a heat transfer coefficient of 2-10 W / (m 2 K), with forced convection - 10-100 W / (m 2 K) [2 - p. 18];
- снижение эффективности работы системы охлаждения при понижении давления окружающего воздуха.- decrease in the efficiency of the cooling system while lowering the ambient air pressure.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является увеличение эффективности работы системы охлаждения.The problem to which the invention is directed, is to increase the efficiency of the cooling system.
Для решения указанной задачи предлагается способ построения системы охлаждения радиоэлектронных модулей, при котором устанавливают электронные узлы модуля на теплоотводящее основание, отводят тепло от них с помощью тепловых труб, установленных в теплоотводящем основании и соединенных одним из концов с теплостоком, расположенным на задней панели модуля.To solve this problem, a method is proposed for constructing a cooling system for electronic modules, in which the electronic components of the module are mounted on a heat sink base, heat is removed from them using heat pipes installed in the heat sink base and connected at one end to a heat sink located on the rear panel of the module.
Согласно изобретению, на теплостоке радиоэлектронного модуля устанавливают один или несколько ловителей и выполняют крепежные отверстия, в качестве несущей конструкции стойки используют радиатор жидкостного охлаждения, при этом устанавливают его вертикально, выполняют в нем отверстия для ловителей и крепежные отверстия, устанавливают радиоэлектронные модули перпендикулярно к поверхности радиатора жидкостного охлаждения таким образом, чтобы ловители попали в соответствующие отверстия радиатора жидкостного охлаждения, закрепляют радиоэлектронные модули на радиаторе жидкостного охлаждения с помощью винтов через крепежные отверстия, добиваясь при этом плотного соприкосновения теплостоков радиоэлектронных модулей с поверхностью радиатора жидкостного охлаждения, подключают радиатор жидкостного охлаждения с помощью патрубков к теплообменникам и системе прокачки жидкости.According to the invention, one or more catchers are installed on the heat sink of the radio-electronic module and the mounting holes are made, a liquid-cooled radiator is used as the support structure of the rack, it is mounted vertically, holes for the catchers and mounting holes are made in it, the electronic modules are installed perpendicular to the surface of the radiator so that the catchers get into the corresponding openings of the liquid cooling radiator, fix the electronic modules on the liquid cooling radiator with screws through the mounting holes, while ensuring that the heat sinks of the electronic modules are in close contact with the surface of the liquid cooling radiator, connect the liquid cooling radiator using the nozzles to heat exchangers and fluid pumping system.
Техническим результатом предлагаемого способа является независимость работы системы охлаждения от давления окружающего воздуха.The technical result of the proposed method is the independence of the cooling system from the ambient air pressure.
Проведенный сравнительный анализ заявленного способа и прототипа показывает, что их отличие заключается в следующем:A comparative analysis of the claimed method and prototype shows that their difference is as follows:
- в прототипе отвод тепла от радиоэлектронных модулей осуществляется воздушным потоком, в то время как в предлагаемом изобретении для отвода тепла используется жидкость, что увеличивает эффективность работы за счет высокой теплопроводности жидкости;- in the prototype, heat is removed from the electronic modules by air flow, while in the proposed invention, heat is used to remove heat, which increases the efficiency due to the high thermal conductivity of the liquid;
- в прототипе эффективность работы системы охлаждения зависит от давления окружающего воздуха, в то время как в предлагаемом изобретении такая зависимость отсутствует;- in the prototype, the efficiency of the cooling system depends on the pressure of the ambient air, while in the present invention there is no such dependence;
- в прототипе радиоэлектронные модули устанавливаются в шкаф, что требует использования отдельной конструкции шкафа, в то время как в предлагаемом изобретении в качестве несущей конструкции используется радиатор жидкостного охлаждения.- in the prototype, the electronic modules are installed in a cabinet, which requires the use of a separate cabinet design, while in the present invention, a liquid-cooled radiator is used as a supporting structure.
Сочетание отличительных признаков и свойства предлагаемого способа построения системы охлаждения из литературы не известно, поэтому он соответствует критериям новизны и изобретательского уровня.The combination of distinctive features and properties of the proposed method for constructing a cooling system is not known from the literature, therefore, it meets the criteria of novelty and inventive step.
На фиг. 1 приведен вариант соединения радиоэлектронных модулей с радиатором жидкостного охлаждения.In FIG. 1 shows a variant of connecting electronic modules with a liquid cooling radiator.
На фиг. 2. приведен вариант построения радиоэлектронного модуля.In FIG. 2. The option of constructing a radio electronic module is given.
При реализации предложенного способа выполняется следующая последовательность действий:When implementing the proposed method, the following sequence of actions is performed:
- устанавливают электронные узлы радиоэлектронного модуля на теплоотводящее основание со встроенными тепловыми трубами, соединенными одним концом с теплостоком, расположенном на задней панели корпуса радиоэлектронного модуля, устанавливают на теплостоке один или несколько ловителей и выполняют крепежные отверстия - 1;- install the electronic components of the electronic module on the heat sink base with built-in heat pipes connected at one end to a heat sink located on the rear panel of the housing of the electronic module, install one or more catchers on the heat sink and make mounting holes - 1;
- в качестве несущей конструкции стойки используют радиатор жидкостного охлаждения, при этом устанавливают его вертикально, выполняют в нем отверстия для ловителей и крепежные отверстия - 2;- as the supporting structure of the rack use a liquid cooling radiator, while installing it vertically, make holes for catchers and mounting holes in it - 2;
- устанавливают радиоэлектронные модули перпендикулярно к поверхности радиатора жидкостного охлаждения таким образом, чтобы ловители попадали в соответствующие отверстия радиатора жидкостного охлаждения - 3;- install the electronic modules perpendicular to the surface of the liquid cooling radiator so that the traps fall into the corresponding holes of the liquid cooling radiator - 3;
- закрепляют радиоэлектронные модули на радиаторе жидкостного охлаждения с помощью винтов через крепежные отверстия, добиваясь при этом плотного соприкосновения теплостоков радиоэлектронных модулей с поверхностью радиатора - 4;- fix the electronic modules on the liquid cooling radiator with screws through the mounting holes, while achieving close contact of the heats of the electronic modules with the surface of the radiator - 4;
- подключают радиатор жидкостного охлаждения с помощью патрубков к теплообменникам и системе прокачки жидкости - 5.- connect the liquid cooling radiator with the help of nozzles to heat exchangers and a fluid pumping system - 5.
На фиг. 1 показан вариант установки на радиатор жидкостного охлаждения 1 двух радиоэлектронных модулей 2. На задней панели радиоэлектронных модулей 2 размещены теплостоки 3 с ловителями 4 и крепежными отверстиями 5. В качестве несущей конструкции стойки используют радиатор жидкостного охлаждения 1, при этом устанавливают его вертикально, выполняют в нем отверстия 6 для ловители 4 и крепежные отверстия 7.In FIG. 1 shows an installation option for a
Радиоэлектронные модули 2 устанавливают перпендикулярно к поверхности радиатора жидкостного охлаждения 1 таким образом, чтобы ловители 4 попадали в соответствующие отверстия под ловители 6 радиатора жидкостного охлаждения 1. Радиоэлектронные модули 2 закрепляют на радиаторе жидкостного охлаждения 1 с помощью винтов 8 через крепежные отверстия 7 и 5, добиваясь при этом плотного соприкосновения теплостоков 3 радиоэлектронных модулей 2 с поверхностью радиатора жидкостного охлаждения 1.The
Радиатор жидкостного охлаждения 1 подключают с помощь патрубков 9 к теплообменникам и системе прокачки жидкости (на фиг. 1 не показаны).The
На фиг. 2 показан вариант кострукции радиоэлектронного модуля 2, построенного с использованием предлагаемого способа. Он включает в себя шесть электронных узлов 10, содержит (фиг. 2) корпус 11, в котором расположено теплоотводящее основание 12 со встроенными тепловыми трубами, на которое устанавливаются электронные узлы 10. На задней поверхности корпуса 11 расположен теплосток 3, соединенный с теплоотводящим основанием 12 и концами теплоотводящих труб (на фиг. 2 не показаны), расположенных внутри телоотводящего основания 12.In FIG. 2 shows a variant of the construction of a radio
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При работе радиоэлектронных модулей 1 (фиг. 2) тепло, выделяемое их электронными узлами 10, по теплоотводящему основанию 12 отводится на теплостоки 3. За счет плотного контакта теплостоков 3 с поверхностью радиатора жидкостного охлаждения 1 (фиг. 1) выделяемое тепло поступает на радиатор жидкостного охлаждения 1 и отводится жидкостью, прокачиваемой через радиатор жидкостного охлаждения 1 с помощью системы прокачки жидкости (на фиг. 1 не показана).During operation of the radio electronic modules 1 (Fig. 2), the heat generated by their
Предлагаемый способ обеспечивает построение системы охлаждения радиоэлектронных модулей для радиоэлектронных комплексов с любым количеством радиоэлектронных модулей 2. При этом размеры радиаторов жидкостного охлаждения 1 и их количество определяются конфигурацией расположения радиоэлектронных модулей 2 и конструкцией комплекса. Мощность системы прокачки жидкости и поверхность теплообменников рассчитывается исходя из суммарной тепловой энергии, выделяемой радиоэлектронными модулями 2.The proposed method provides the construction of a cooling system for electronic modules for electronic complexes with any number of
Предлагаемый способ построения системы охлаждения радиоэлектронных модулей обеспечивает:The proposed method of constructing a cooling system of electronic modules provides:
- увеличение эффективности отвода тепла за счет более высокой теплопроводности жидкости по сравнению с воздухом, который используется в прототипе;- an increase in the efficiency of heat dissipation due to the higher thermal conductivity of the liquid compared to air, which is used in the prototype;
- независимость эффективности отвода тепла от давления окружающего воздуха, в то время как в прототипе отвод тепла будет ухудшаться со снижением давления воздуха;- independence of the efficiency of heat dissipation from ambient air pressure, while in the prototype heat dissipation will deteriorate with decreasing air pressure;
- упрощение конструкции стойки с радиоэлектронными модулями за счет использования в качестве несущей конструкции радиатора жидкостного охлаждения, в то время как в прототипе радиоэлектронные модули устанавливаются в шкаф, что требует использования отдельной конструкции шкафа.- simplifying the design of the rack with electronic modules due to the use of a liquid cooling radiator as a supporting structure, while in the prototype the electronic modules are installed in the cabinet, which requires the use of a separate cabinet design.
Работоспособность предлагаемого способа была проверена на макете устройства. Испытания показали совпадение полученных характеристик с расчетными.The performance of the proposed method was tested on the layout of the device. Tests showed the coincidence of the obtained characteristics with the calculated ones.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019118954A RU2722226C1 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Method of constructing a cooling system for radioelectronic modules |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019118954A RU2722226C1 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Method of constructing a cooling system for radioelectronic modules |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2722226C1 true RU2722226C1 (en) | 2020-05-28 |
Family
ID=71067295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019118954A RU2722226C1 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Method of constructing a cooling system for radioelectronic modules |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2722226C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809233C1 (en) * | 2023-04-24 | 2023-12-08 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Supporting structure of radio-electronic equipment with built-in heat pipes |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1383520A1 (en) * | 1986-10-08 | 1988-03-23 | Предприятие П/Я Г-4725 | Radio electronic unit |
RU1811043C (en) * | 1991-03-19 | 1993-04-23 | Научно-производственное объединение "Аврора" | Radio electronic equipment bay |
US20110277967A1 (en) * | 2007-04-16 | 2011-11-17 | Stephen Samuel Fried | Liquid cooled condensers for loop heat pipe like enclosure cooling |
RU2604097C2 (en) * | 2015-05-07 | 2016-12-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Heat-conducting base of a radioelectronic unit |
RU2638414C1 (en) * | 2017-01-11 | 2017-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Теркон-КТТ" (ООО "Теркон-КТТ") | Combined system of cooling of server rack elements (versions) |
-
2019
- 2019-06-17 RU RU2019118954A patent/RU2722226C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1383520A1 (en) * | 1986-10-08 | 1988-03-23 | Предприятие П/Я Г-4725 | Radio electronic unit |
RU1811043C (en) * | 1991-03-19 | 1993-04-23 | Научно-производственное объединение "Аврора" | Radio electronic equipment bay |
US20110277967A1 (en) * | 2007-04-16 | 2011-11-17 | Stephen Samuel Fried | Liquid cooled condensers for loop heat pipe like enclosure cooling |
RU2604097C2 (en) * | 2015-05-07 | 2016-12-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Heat-conducting base of a radioelectronic unit |
RU2638414C1 (en) * | 2017-01-11 | 2017-12-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Теркон-КТТ" (ООО "Теркон-КТТ") | Combined system of cooling of server rack elements (versions) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2809233C1 (en) * | 2023-04-24 | 2023-12-08 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Supporting structure of radio-electronic equipment with built-in heat pipes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9913403B2 (en) | Flexible coolant manifold—heat sink assembly | |
US8947873B2 (en) | Immersion-cooled and conduction-cooled electronic system | |
US9313920B2 (en) | Direct coolant contact vapor condensing | |
US5982616A (en) | Electronic apparatus with plug-in heat pipe module cooling system | |
US9282678B2 (en) | Field-replaceable bank of immersion-cooled electronic components and separable heat sinks | |
US8369091B2 (en) | Interleaved, immersion-cooling apparatus and method for an electronic subsystem of an electronics rack | |
US8345423B2 (en) | Interleaved, immersion-cooling apparatuses and methods for cooling electronic subsystems | |
US7057895B2 (en) | Thermal standoff for close proximity thermal management | |
US20080276639A1 (en) | Computer cooling system | |
US10201114B2 (en) | Removable board with cooling system for chassis-based electronic equipment | |
JP2012530997A (en) | Passive cooling enclosure system and method for electronic devices | |
JP5252204B2 (en) | Cooling system | |
RU2522937C1 (en) | Liquid cooling system for multiprocessor computation complex, package and heat sink module | |
WO2022100106A1 (en) | Pluggable device, information communication device, heat dissipation system, and manufacturing method | |
JP2023501828A (en) | Nozzle array and cooling module | |
GB2571053A (en) | Heat sink for immersion cooling | |
RU2722226C1 (en) | Method of constructing a cooling system for radioelectronic modules | |
US10791655B2 (en) | Routing a cooling member along a board | |
WO2015102546A1 (en) | A liquid cooled device enclosure | |
CN117202630A (en) | Cabinet and server | |
JP3213431U (en) | Interface card fluid heat radiation fixing device | |
JP2009158803A (en) | Liquid-cooled housing cooling device | |
TWI518490B (en) | Thermal heat dissipating structure | |
CN110381702B (en) | Electronic device | |
KR100434469B1 (en) | System and method for extracting heat from a printed circuit board assembly |