RU2727201C1 - Combined cooling system for electronic units - Google Patents
Combined cooling system for electronic units Download PDFInfo
- Publication number
- RU2727201C1 RU2727201C1 RU2019142761A RU2019142761A RU2727201C1 RU 2727201 C1 RU2727201 C1 RU 2727201C1 RU 2019142761 A RU2019142761 A RU 2019142761A RU 2019142761 A RU2019142761 A RU 2019142761A RU 2727201 C1 RU2727201 C1 RU 2727201C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- panel
- channels
- cooling system
- electronic units
- coil
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
- F26B3/10—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour carrying the materials or objects to be dried with it
- F26B3/12—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour carrying the materials or objects to be dried with it in the form of a spray, i.e. sprayed or dispersed emulsions or suspensions
-
- 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
- H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
- H05K7/20136—Forced ventilation, e.g. by fans
- H05K7/20145—Means for directing air flow, e.g. ducts, deflectors, plenum or guides
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение предназначено для эффективного охлаждения электронных блоков различной аппаратуры, в том числе, радоэлектронной, работающей при различных температурных режимах.The proposed invention is intended for effective cooling of electronic units of various equipment, including radio electronic, operating at different temperature conditions.
Известен корпус модуля активной фазированной антенной решетки [Патент РФ №175877, МПК H01Q 21/00, опубл. 21.12.2017, БИ №36], содержащий теплопроводящее основание с расположенными на нем местами для установки охлаждаемых элементов, под которыми, с обеспечением теплового контакта с корпусом модуля, расположены тепловые трубы так, что зоны их испарения находятся под местами для установки охлаждаемых элементов, а зоны конденсации находятся с внешней стороны корпуса модуля и снабжены устройствами воздушного охлаждения. Корпус модуля активной фазированной антенной решетки представляет собой единый массив, непосредственно в котором, в параллельных каналах содержащих фитиль и паропровод, сформированы тепловые трубы, находящиеся в непосредственном тепловом контакте между собой, при этом корпус модуля одновременно является стенками сформированных в нем тепловых труб и минимально возможное расстояние от места установки охлаждаемого элемента до тепловой трубы будет равно толщине стенки тепловой трубы с учетом технологических требований ее изготовления.The body of the active phased array antenna module is known [RF Patent No. 175877, IPC H01Q 21/00, publ. 12/21/2017, BI No. 36], containing a heat-conducting base with places on it for installing cooled elements, under which, with thermal contact with the module case, heat pipes are located so that their evaporation zones are under the places for installing cooled elements, and condensation zones are located on the outside of the module case and are equipped with air cooling devices. The casing of the active phased antenna array module is a single array in which, in parallel channels containing a wick and a steam line, heat pipes are formed that are in direct thermal contact with each other, while the casing of the module is simultaneously the walls of the heat pipes formed in it and the minimum possible the distance from the installation site of the cooled element to the heat pipe will be equal to the wall thickness of the heat pipe, taking into account the technological requirements of its manufacture.
К недостаткам данного устройства следует отнести невысокую эффективность охлаждения.The disadvantages of this device include low cooling efficiency.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является комбинированная система охлаждения электронных блоков содержащая панель из высоко [Патент РФ №2696020, МПК Н05К 7/209 09, опубл. 30.07.2019, БИ №22] теплопроводного материала, в которой выполнены распределительные каналы, микроканалы и каналы для охлаждающей жидкости, содержащие прямые и изогнутые участки, на входе и выходе каналов установлены штуцеры, каналы содержат элементы, создающие турбулентность, между прямыми участками каналов, внутри панели, в параллельной плоскости установлены стержни системы воздушного охлаждения, имеющие на выступающих из панели концах оребрение, размещенное в цилиндрическом кожухе, контактирующем боковой поверхностью с панелью и имеющем в торцевой части воздушный вентилятор, а оребрение выполнено в виде наборов установленных перпендикулярно оси стержня чередующихся круглых и квадратных пластин с отверстиями, причем количество пластин и размер выполненных в них отверстий увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору стержня к последующим стержням, а микроканалы выполнены параллельно прямолинейным участкам каналов, расположены с каналами в одной плоскости и сообщаются одним концом с каналами в зоне изогнутых участков, а другим с распределительным каналом.Closest to the proposed invention is a combined cooling system for electronic units containing a panel of high [RF Patent No. 2696020, IPC N05K 7/209 09, publ. 07/30/2019, BI No. 22] heat-conducting material, in which the distribution channels, microchannels and channels for the coolant containing straight and curved sections are made, fittings are installed at the inlet and outlet of the channels, the channels contain elements that create turbulence between the straight sections of the channels, inside the panel, in a parallel plane, the rods of the air cooling system are installed, having ribs on the ends protruding from the panel, placed in a cylindrical casing that contacts the side surface with the panel and has an air fan in the end part, and the ribs are made in the form of sets of alternating round ones installed perpendicular to the rod axis and square plates with holes, and the number of plates and the size of the holes made in them increase from the rod closest to the air fan to the subsequent rods, and the microchannels are made parallel to the straight sections of the channels, are located with the channels in the same plane and communicate with one end m with channels in the area of curved sections, and another with a distribution channel.
К недостаткам данного устройства следует отнести невысокую эффективность охлаждения.The disadvantages of this device include low cooling efficiency.
Задачей данного изобретения является создание комбинированной системы охлаждения электронных блоков сравнительно простой конструкции и обладающей высокой эффективностью охлаждения.The objective of this invention is to provide a combined cooling system for electronic units of a relatively simple design and having a high cooling efficiency.
Поставленная задача достигается тем, что в комбинированной системе охлаждения электронных блоков, содержащей панель из высокотеплопроводного материала, в которой выполнены распределительные каналы, микроканалы и каналы для охлаждающей жидкости, содержащие прямые и изогнутые участки, на входе и выходе каналов установлены штуцеры, каналы содержат элементы, создающие турбулентность, между прямыми участками каналов, внутри панели, в параллельной плоскости установлены стержни системы воздушного охлаждения, имеющие на выступающих из панели концах оребрение, размещенное в цилиндрическом кожухе, контактирующем боковой поверхностью с панелью и имеющем в торцевой части воздушный вентилятор, а оребрение выполнено в виде наборов установленных перпендикулярно оси стержня чередующихся круглых и квадратных пластин с отверстиями, причем количество пластин и размер выполненных в них отверстий увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору стержня к последующим стержням, а микроканалы выполнены параллельно прямолинейным участкам каналов, расположены с каналами в одной плоскости и сообщаются одним концом с каналами в зоне изогнутых участков, а другим с распределительным каналом, под панелью, в центральной ее части, размещен змеевик дополнительной системы жидкостного охлаждения со штуцерами, причем трубы змеевика дополнительной системы жидкостного охлаждения в верхних частях контактируют с поверхностью панели, а на нижней части панели, между прямыми участками труб змеевика дополнительной системы жидкостного охлаждения выполнено оребрение в виде прикрепленных к панели параллельных пластин трапецеидальной формы с отверстиями посередине, а в боковой части панели, напротив цилиндрического кожуха размещен дополнительный вентилятор.The task is achieved by the fact that in the combined cooling system of electronic units, containing a panel of highly heat-conducting material, in which distribution channels, microchannels and channels for coolant are made containing straight and curved sections, fittings are installed at the inlet and outlet of the channels, the channels contain elements, creating turbulence, between the straight sections of the channels, inside the panel, rods of the air cooling system are installed in a parallel plane, having ribs on the ends protruding from the panel, placed in a cylindrical casing contacting the side surface with the panel and having an air fan in the end part, and the ribbing is made in in the form of sets of alternating round and square plates with holes installed perpendicular to the axis of the rod, the number of plates and the size of the holes made in them increase from the rod closest to the air fan to the subsequent rods, and the microchannels are made of a pair Along the rectilinear sections of the channels, they are located with the channels in the same plane and communicate with one end with the channels in the zone of the curved sections, and the other with the distribution channel, under the panel, in its central part, there is a coil of an additional liquid cooling system with fittings, and the pipes of the coil of the additional system liquid cooling in the upper parts contact the surface of the panel, and on the lower part of the panel, between the straight sections of the coil pipes of the additional liquid cooling system, ribbing is made in the form of parallel trapezoidal plates attached to the panel with holes in the middle, and in the side part of the panel, opposite the cylindrical casing additional fan.
На фиг. 1 показана схема комбинированной системы охлаждения электронных блоков.FIG. 1 shows a diagram of a combined cooling system for electronic units.
На фиг. 2 представлено (в масштабе 2:1) оребрение стержней 6.FIG. 2 shows (on a scale of 2: 1) ribbing of
На фиг. 3 показан вид Б (в масштабе 2:1).FIG. 3 shows view B (on a scale of 2: 1).
На фиг 4. изображено (в масштабе 2:1) размещение элементов 5.Figure 4. shows (on a scale of 2: 1) the arrangement of elements 5.
На фиг. 5 показано расположение стержней 6, каналов 3 и микроканалов 2 в поперечном сечении панели 1.FIG. 5 shows the arrangement of
Комбинированная система охлаждения электронных блоков содержит панель 1 из высокотеплопроводного материала, в которой выполнены микроканалы 2 и каналы 3 для охлаждающей жидкости, содержащие прямые и изогнутые участки. На входе и выходе каналов 3 установлены штуцеры 4. Каналы 3 на входе содержат элементы 5, создающие турбулентность.The combined cooling system of electronic units contains a
Между прямыми участками каналов 3, внутри панели 1, в параллельной плоскости установлены стержни 6 системы воздушного охлаждения, имеющие на выступающих из панели 1 концах оребрение, размещенное в цилиндрическом кожухе 7, контактирующем боковой поверхностью с панелью 1 и имеющем в торцевой части воздушный вентилятор 8. С целью интенсивности теплообмена оребрение выполнено в виде наборов установленных перпендикулярно оси стержня 6 чередующихся круглых 9 и квадратных 10 пластин с отверстиями 11.Between the straight sections of the channels 3, inside the
Количество пластин 9 и 10, а также размер выполненных в них отверстий 11 увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору 8 стержня к последующим стержням. Микроканалы 2 выполнены параллельно прямолинейным участкам каналов 3, расположены с каналами 3 в одной плоскости и сообщаются одним концом с каналами 3 в зоне изогнутых участков, а другим с распределительным каналом 12.The number of plates 9 and 10, as well as the size of the holes 11 made in them, increases from the rod closest to the air fan 8 to the subsequent rods.
Под панелью, в центральной ее части, размещен змеевик 13 дополнительной системы жидкостного охлаждения со штуцерами 14. Трубы змеевика 13 дополнительной системы жидкостного охлаждения в верхних частях контактируют с поверхностью панели 1. На нижней части панели 1, между прямыми участками труб змеевика 13 дополнительной системы жидкостного охлаждения выполнено оребрение в виде прикрепленных к панели параллельных пластин 15 трапецеидальной формы с отверстиями 16 посередине, а в боковой части панели, напротив цилиндрического кожуха размещен дополнительный вентилятор 17.Under the panel, in its central part, there is a coil 13 of an additional liquid cooling system with
Комбинированная система охлаждения электронных блоков работает следующим образом.The combined cooling system of electronic units works as follows.
При штатном режиме работы электронных блоков в условиях нормальных или пониженных температур окружающей среды охлаждение осуществляется только воздушной частью системы.During normal operation of electronic units in conditions of normal or low ambient temperatures, cooling is carried out only by the air part of the system.
Воздушный поток, создаваемый вентилятором 8, движется внутри цилиндрического кожуха, обтекая наборы установленных перпендикулярно осям стержней 6 чередующихся круглых 9 и квадратных 10 пластин с отверстиями 11. При таком взаимодействии происходит интенсивное охлаждение. Наличие отверстий 11 формирует интенсивную циркуляцию воздуха между пластинами 9 и 10. Выполнение пластин 9 и 10 разной формы (круглыми и квадратными) также позволяет повысить интенсивность теплоотдачи за счет организации различных типов обтекания.The air flow created by the fan 8 moves inside the cylindrical casing, flowing around the sets of alternating round 9 and 10 square plates with holes 11 installed perpendicular to the axes of the
С целью снижения габаритов устройства и упрощения его конструкции цилиндрический кожух 7, контактирует боковой поверхностью с панелью 1.In order to reduce the dimensions of the device and simplify its design, the cylindrical casing 7 contacts the side surface with the
Для снижения габаритов и улучшения интенсивности охлаждения стержни 6 системы воздушного охлаждения размещены между прямыми участками каналов 3, внутри панели 1, в параллельной плоскости.To reduce the size and improve the cooling intensity, the
Количество пластин 9 и 10, а также размер выполненных в них отверстий 11, увеличивается от ближнего к воздушному вентилятору 8 стержня к последующим стержням, удается повысить эффективность охлаждения отдаленных от воздушного вентилятора 8 стержней 6, а также снизить гидравлическое сопротивление воздушному потоку.The number of plates 9 and 10, as well as the size of the holes 11 made in them, increases from the rod closest to the air fan 8 to the subsequent rods, it is possible to increase the cooling efficiency of the
В случаях, когда воздушная система охлаждения не позволяет поддерживать требуемый температурный режим электронного блока (работа в условиях повышенных температур окружающей среды, высокая нагрузка и т.д.) дополнительно включается система жидкостного охлаждения.In cases when the air cooling system does not allow maintaining the required temperature regime of the electronic unit (operation at high ambient temperatures, high load, etc.), the liquid cooling system is additionally switched on.
Охлаждающая жидкость поступает в каналы 3 для охлаждающей жидкости и движется по ним, забирая тепло от панели 1, охлаждая электронный блок. Наличие у каналов 3 прямых и изогнутых участков позволяет задействовать большую поверхность и компактно разместить канал 3 в панели 1. Для интенсификации теплоотдачи каналы 3 содержат элементы 5, создающие турбулентность.Coolant enters the coolant channels 3 and moves along them, taking heat from
С целью обеспечения равномерного охлаждения в панели 1 размещены микроканалы 2, которые установлены параллельно прямолинейным участкам каналов 3 и расположены с ними в одной плоскости. Одним концом микроканалы 2 сообщаются с каналами 3 в зоне изогнутых участков, а другим с распределительным каналом 12, который соединяет все микроканалы 2.In order to ensure uniform cooling, the
Благодаря тому, что под панелью, в центральной ее части, размещен змеевик 13 дополнительной системы жидкостного охлаждения со штуцерами 14 удается обеспечить дополнительное охлаждение панели, необходимое при повышенных тепловых нагрузках. Для повышения эффективности охлаждения трубы змеевика 13 дополнительной системы жидкостного охлаждения в верхних частях контактируют с поверхностью панели 1.Due to the fact that under the panel, in its central part, there is a coil 13 of an additional liquid cooling system with
Наличие на нижней части панели 1, между прямыми участками труб змеевика 13 дополнительной системы жидкостного охлаждения оребрения в виде прикрепленных к панели параллельных пластин 15 трапецеидальной формы с отверстиями 16 посередине и размещение в боковой части панели, напротив цилиндрического кожуха дополнительного вентилятора 17 позволяет дополнительно охладить пластину. Направление охлаждающего воздушного потока, создаваемого дополнительным вентилятором 17 перпендикулярно потоку в кожухе 7. Это позволяет обеспечить равномерное охлаждение пластины и повысить эффективность отбора тепла. Выполнение отверстий 16 позволяет многократно разделять воздушные потоки и интенсифицировать охлаждение.The presence on the lower part of the
Расположение змеевика 13 дополнительной системы жидкостного охлаждения и оребрения в виде прикрепленных к панели параллельных пластин 15 трапецеидальной формы с отверстиями 16 посередине на нижней части пластины позволяет задействовать дополнительно ее нижнюю свободную от охлаждаемых устройств поверхность.The location of the coil 13 of the additional liquid cooling system and fins in the form of parallel trapezoidal plates 15 attached to the panel with
Таким образом, при нормальном температурном режиме в предлагаемой комбинированной системе охлаждения электронных блоков задействуется только воздушное охлаждение, которое обладает высокой надежностью и потребляет незначительное количество энергии.Thus, under normal temperature conditions in the proposed combined cooling system for electronic units, only air cooling is used, which is highly reliable and consumes a small amount of energy.
В случае повышенных температурных нагрузок включается система жидкостного охлаждения, позволяющая интенсифицировать процесс охлаждения и поддерживать электронный блок в работоспособном состоянии в критические моменты. При стабилизации температуры электронного блока до рабочих значений система жидкостного охлаждения выключается.In the event of increased temperature loads, a liquid cooling system is switched on, which makes it possible to intensify the cooling process and maintain the electronic unit in a working condition at critical moments. When the temperature of the electronic unit stabilizes to operating values, the liquid cooling system is turned off.
Заявленная комбинированная система охлаждения электронных блоков имеет сравнительно простую конструкцию и позволяет обеспечивать работоспособность электронных блоков в различных температурных условиях.The claimed combined cooling system for electronic units has a relatively simple design and allows to ensure the performance of electronic units in various temperature conditions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019142761A RU2727201C1 (en) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | Combined cooling system for electronic units |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019142761A RU2727201C1 (en) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | Combined cooling system for electronic units |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2727201C1 true RU2727201C1 (en) | 2020-07-21 |
Family
ID=71741187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019142761A RU2727201C1 (en) | 2019-12-17 | 2019-12-17 | Combined cooling system for electronic units |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2727201C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8434227B2 (en) * | 2006-01-19 | 2013-05-07 | Modine Manufacturing Company | Method of forming heat exchanger tubes |
RU165492U1 (en) * | 2016-01-11 | 2016-10-20 | Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" ОАО "ОКБ-Планета" | REA BLOCK COOLING HOUSING |
RU175877U1 (en) * | 2017-06-05 | 2017-12-21 | Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" ОАО "ОКБ-Планета" | CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE |
RU2696020C1 (en) * | 2018-09-04 | 2019-07-30 | Антон Андреевич Румянцев | Combined cooling system of electronic units |
-
2019
- 2019-12-17 RU RU2019142761A patent/RU2727201C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8434227B2 (en) * | 2006-01-19 | 2013-05-07 | Modine Manufacturing Company | Method of forming heat exchanger tubes |
RU165492U1 (en) * | 2016-01-11 | 2016-10-20 | Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" ОАО "ОКБ-Планета" | REA BLOCK COOLING HOUSING |
RU175877U1 (en) * | 2017-06-05 | 2017-12-21 | Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" ОАО "ОКБ-Планета" | CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE |
RU2696020C1 (en) * | 2018-09-04 | 2019-07-30 | Антон Андреевич Румянцев | Combined cooling system of electronic units |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2696020C1 (en) | Combined cooling system of electronic units | |
US11482740B2 (en) | Power battery pack having heat superconducting heat exchanger and power battery pack system | |
RU2589642C2 (en) | Air conditioning device comprising liquid-air heat exchanger with peltier elements | |
US8622116B2 (en) | Heat absorbing or dissipating device with multi-pipe reversely transported temperature difference fluids | |
RU2702138C1 (en) | Electronic units cooling system | |
RU175877U1 (en) | CASE OF AN ACTIVE PHASED ANTENNA ARRAY MODULE | |
KR102037682B1 (en) | Cooling device and cold water storage of water treatment apparatus | |
RU2700660C1 (en) | Combined cooling system | |
RU2727201C1 (en) | Combined cooling system for electronic units | |
CN109392283A (en) | Phase change evaporator and phase-change heat sink | |
US10006662B2 (en) | Condensing heat exchanger fins with enhanced airflow | |
RU2765789C1 (en) | Combined cooling system for electronic components | |
CN214361534U (en) | Vacuum high-pressure gas quenching furnace | |
KR102101030B1 (en) | Air conditioner using thermoelement module | |
RU2768258C1 (en) | Combined cooling system | |
KR101396539B1 (en) | Device for testing temperature of mobile memory module | |
KR100533694B1 (en) | Shell and Tube Type Heat Exchanger | |
CN106247816A (en) | Cooling tower and data center cooling system for data center | |
KR101551874B1 (en) | Power thyristor unit cooling system | |
KR101151016B1 (en) | Hot air blowing apparatus using thermal storage oil | |
RU2662459C1 (en) | Heat exchanger with liquid heat carrier (options) | |
KR100701799B1 (en) | Heat exchanger | |
RU2007130875A (en) | COOLING DEVICE | |
KR20220095917A (en) | Passive cooling device for cooling main control room of nuclear power plant | |
CN220733310U (en) | Heat radiation system and industrial CT machine |