RU56103U1

RU56103U1 - COMPUTER COOLING DEVICE

Info

Publication number: RU56103U1
Application number: RU2006107395/22U
Authority: RU
Inventors: Борис Николаевич Харин; Валерий Иванович Дмитрин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Теркон КТТ"
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2006-08-27

Abstract

Полезная модель направлена на направлена на повышение теплопередающей способности и эффективности отвода тепла от электронных компонентов, в том числе, от микропроцессоров персональных компьютеров, и на увеличение тем самым надежности их работы. Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение теплопередающей способности и эффективности отвода тепла путем снижения температуры жидкости, поступающей по конденсатопроводу из конденсатора в компенсационную полость испарителя. Указанный технический результат достигают тем, что в устройстве для охлаждения компьютера, содержащем контурную тепловую трубу, состоящую из испарителя с компенсационной полостью, паропровода, конденсатопровода и конденсатора, и вентилятор, в корпусе которого размещен конденсатор, компенсационная полость испарителя и конденсатопровод размещены в корпусе вентилятора с возможностью обдува потоком воздуха. При этом: конденсатор может быть выполнен в виде трубки плоскоовального сечения, а компенсационная полость - снабжена оребрением. 2 з.п., 2 ил.The utility model aims to increase the heat transfer ability and efficiency of heat removal from electronic components, including microprocessors of personal computers, and thereby increase the reliability of their work. The technical result of the claimed utility model is to increase the heat transfer ability and the efficiency of heat dissipation by lowering the temperature of the liquid flowing through the condensate line from the condenser to the compensation cavity of the evaporator. The specified technical result is achieved in that in a device for cooling a computer containing a loop heat pipe consisting of an evaporator with a compensation cavity, a steam duct, a condensate conduit and a condenser, and a fan in the housing of which a condenser is located, the compensation cavity of the evaporator and the condensate conduit are placed in the fan casing with the possibility of blowing a stream of air. In this case: the capacitor can be made in the form of a tube of flat oval cross-section, and the compensation cavity is equipped with fins. 2 cp, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к теплопередающим устройствам и может быть использована в области электроники, в частности, для отвода тепла в окружающую среду от микропроцессоров персональных компьютеров и других электронных компонентов.The utility model relates to heat transfer devices and can be used in the field of electronics, in particular, to remove heat into the environment from microprocessors of personal computers and other electronic components.

Известно устройство для отвода тепла (М.Mochizuki, Т.Nguyen, К.Mashiko, Y.Saito, V.Wuttijumnong, W.Xiaoping, "Practical application of heat pipe and vapor chamber for cooling high performance personal computer." Proceeding of the 13^th IHPC, September 21-25, 2004, Shanghai, China, p.p.448-454), состоящее из классической тепловой трубы круглого или овального сечения, содержащей на одном конце (испарителе) тепловой интерфейс, с помощью которого труба сопрягается с микропроцессором, а на другом конце (конденсаторе) - ребра в виде пластин, припаянных к трубе, которые обдуваются вентилятором.A device for heat removal is known (M. Mochizuki, T. Nguyen, K. Mashiko, Y.Saito, V. Wuttijumnong, W.Xiaoping, "Practical application of heat pipe and vapor chamber for cooling high performance personal computer." Proceeding of the 13 ^th IHPC, September 21-25, 2004, Shanghai, China, pp448-454), consisting of a classic round or oval heat pipe containing at one end (evaporator) a heat interface through which the pipe mates with the microprocessor and the other end (condenser) - ribs in the form of plates soldered to the pipe, which are blown by a fan.

Недостатком такого устройства является низкая эффективность передачи тепла из-за встречных потоков пара и жидкости в трубе. Работа данного устройства сильно зависит от его положения в пространстве относительно направления действия гравитационных сил. Так, максимальная величина теплопереноса соответствует вертикальному положению устройства, когда конденсатор расположен выше испарителя. При горизонтальном положении, а также при вертикальном, когда, наоборот, испаритель расположен выше конденсатора, конденсату, движущемуся от конденсатора к испарителю, приходится преодолевать действие гравитационных сил. Это обстоятельство резко снижает величину теплопереноса, для увеличения которой возникает необходимость в соответствующем увеличении диаметра трубы, либо увеличении количества труб, что, в свою очередь, неизбежно приводит к увеличению габаритно-массовых характеристик компьютера.The disadvantage of this device is the low efficiency of heat transfer due to the oncoming flows of steam and liquid in the pipe. The operation of this device greatly depends on its position in space relative to the direction of action of gravitational forces. So, the maximum amount of heat transfer corresponds to the vertical position of the device when the condenser is located above the evaporator. In the horizontal position, as well as in the vertical, when, on the contrary, the evaporator is located above the condenser, the condensate moving from the condenser to the evaporator must overcome the effect of gravitational forces. This circumstance sharply reduces the amount of heat transfer, to increase which there is a need for a corresponding increase in the diameter of the pipe, or an increase in the number of pipes, which, in turn, inevitably leads to an increase in the overall mass characteristics of the computer.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является система с удаленным теплообменником на базе миниатюрной контурной тепловой трубы для охлаждения компонентов электроники и микропроцессоров мобильных компьютеров (V.G.Pastukhov, Yu.F.Maidanik, С.V.Vershinin, M.A.Korukov, "Miniature loop heat pipes for electronics cooling", Applied Thermal Engineering 23 (2003) p.p.1125-1135), которая включает в себя контурную тепловую трубу, содержащую испаритель, компенсационную полость, паропровод, конденсатопровод и оребренный конденсатор, а также вентилятор, в корпус которого помещен упомянутый конденсатор.Closest to the claimed technical solution is a system with a remote heat exchanger based on a miniature loop heat pipe for cooling electronic components and microprocessors of mobile computers (VGPastukhov, Yu.F. Maidanik, C.V.Vershinin, MAKorukov, "Miniature loop heat pipes for electronics cooling ", Applied Thermal Engineering 23 (2003) pp1125-1135), which includes a loop heat pipe containing an evaporator, a compensation cavity, a steam pipe, a condensate pipe and a finned condenser, as well as a fan in which the said condenser is placed.

Данное устройство обеспечивает эффективную работу практически при любой ориентации в гравитационном поле, т.к. в нем паровой и жидкостной каналы разделены, а движение теплоносителя обеспечивается за счет специальной капиллярнопористой структуры (фитиля), размещенной в корпусе испарителя.This device provides efficient operation in almost any orientation in the gravitational field, because in it, the vapor and liquid channels are separated, and the movement of the coolant is ensured by a special capillary-porous structure (wick) located in the evaporator body.

Недостатком такого устройства является то, что конденсатор выполнен в виде оребренной цилиндрической трубки, что снижает величину теплопереноса и эффективность его работы из-за недостаточной величины площади внутренней поверхности для конденсации пара. Увеличение же диаметра трубки при одной и той же высоте оребренного конденсатора приводит к уменьшению площади живого сечения для прохода воздуха, а, следовательно, к увеличению аэродинамического сопротивления оребрения, что, в свою очередь, приводит к необходимости использования более мощного вентилятора.The disadvantage of this device is that the condenser is made in the form of a finned cylindrical tube, which reduces the amount of heat transfer and its efficiency due to insufficient internal surface area for steam condensation. An increase in the diameter of the tube at the same height of the finned condenser leads to a decrease in the living cross-sectional area for the passage of air, and, consequently, to an increase in the aerodynamic drag of the finning, which, in turn, necessitates the use of a more powerful fan.

Кроме того, испаритель и конденсатопровод расположены вне зоны обдува воздушным потоком, создаваемым вентилятором, что не позволяет поддерживать температуру жидкости, поступающей по конденсатопроводу из конденсатора в компенсационную полость испарителя, на достаточно низком уровне. В то же время известно, что, чем ниже температура жидкости, тем выше теплопередающая способность и тем ниже температура In addition, the evaporator and the condensate line are located outside the zone of blowing with the air stream created by the fan, which does not allow maintaining the temperature of the liquid entering the condensate line from the condenser into the compensation cavity of the evaporator at a sufficiently low level. At the same time, it is known that the lower the temperature of the liquid, the higher the heat transfer capacity and the lower the temperature

на корпусе элемента, от которого отводится тепло, при этом увеличивается надежность работы этого элемента.on the housing of the element from which heat is removed, while the reliability of this element increases.

В основу полезной модели положена задача повышения теплопередающей способности и эффективности отвода тепла путем снижения температуры жидкости, поступающей по конденсатопроводу из конденсатора в компенсационную полость испарителя.The utility model is based on the task of increasing the heat transfer ability and heat removal efficiency by lowering the temperature of the liquid flowing through the condensate line from the condenser to the compensation cavity of the evaporator.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для охлаждения компьютера, содержащем контурную тепловую трубу, состоящую из испарителя с компенсационной полостью, паропровода, конденсатопровода и конденсатора, и вентилятор, в корпусе которого размещен конденсатор, согласно полезной модели, компенсационная полость испарителя и конденсатопровод размещены в корпусе вентилятора с возможностью обдува потоком воздуха.The problem is solved in that in a device for cooling a computer containing a contour heat pipe consisting of an evaporator with a compensation cavity, a steam pipe, a condensate pipe and a condenser, and a fan in the body of which a condenser is placed, according to a utility model, the compensation cavity of the evaporator and the condensate pipe are located in fan case with the possibility of blowing with a stream of air.

При этомWherein

- компенсационная полость испарителя и конденсатопровод могут быть размещены в корпусе вентилятора частично;- the compensation cavity of the evaporator and the condensate line can be partially placed in the fan casing;

- конденсатор может быть выполнен в виде трубки плоскоовального сечения;- the capacitor can be made in the form of a tube of flat oval section;

- компенсационная полость испарителя может быть снабжена оребрением.- the compensation cavity of the evaporator can be equipped with fins.

Размещение конденсатопровода и оребренной поверхности компенсационной полости испарителя частично или полностью в корпусе вентилятора, в создаваемом им воздушном потоке, позволяет поддерживать температуру жидкости, поступающей по конденсатопроводу из конденсатора в компенсационную полость испарителя, на достаточно низком уровне и способствует повышению теплопередающей способности и эффективности отвода тепла.The placement of the condensate line and the fin surface of the compensation cavity of the evaporator partially or completely in the fan casing, in the air flow created by it, allows maintaining the temperature of the liquid flowing through the condensate line from the condenser to the compensation cavity of the evaporator at a sufficiently low level and helps to increase the heat transfer ability and efficiency of heat removal.

Выполнение конденсатора в виде трубки плоскоовального сечения позволяет увеличить теплопередающую способность и эффективность работы конденсатора за счет увеличения внутренней поверхности для конденсации пара.The implementation of the capacitor in the form of a tube of flat oval cross-section allows to increase the heat transfer ability and the efficiency of the condenser by increasing the internal surface for condensation of steam.

На фиг.1 представлена схема устройства для охлаждения компьютера; на фиг.2 - схема компенсационной полости испарителя с оребрением.Figure 1 presents a diagram of a device for cooling a computer; figure 2 - diagram of the compensation cavity of the evaporator with fins.

Устройство для охлаждения компьютера (фиг.1) состоит из вентилятора 1, размещенного в корпусе 2, испарителя 3 с компенсационной полостью 4 и конденсатора 5, соединенных между собой паропроводом 6 и конденсатопроводом 7.The device for cooling the computer (figure 1) consists of a fan 1, located in the housing 2, an evaporator 3 with a compensation cavity 4 and a condenser 5, interconnected by a steam pipe 6 and a condensate pipe 7.

Как испаритель 3, так и конденсатор 5 выполнены в виде плоскоовальной трубки. Компенсационная полость 4 испарителя 3 снабжена оребрением 8 и вместе с конденсатопроводом 7 расположена в корпусе 2 вентилятора 1.Both the evaporator 3 and the condenser 5 are made in the form of a flat oval tube. The compensation cavity 4 of the evaporator 3 is equipped with a fin 8 and together with the condensate conduit 7 is located in the housing 2 of the fan 1.

Устройство работает следующим образом. При подводе тепла от работающего тепловыделяющего элемента, например, микропроцессора компьютера, к испарителю 3 находящийся внутри него теплоноситель кипит, и образовавшийся при этом пар устремляется по паропроводу 6 в конденсатор 7, где, охлаждаемый потоком воздуха, создаваемым вентилятором 1, конденсируется и далее по конденсатопроводу 7 направляется в компенсационную полость 4 испарителя 3. Поток воздуха омывает конденсатопровод 7 и оребрение 8 компенсационной полости 4 испарителя 3, размещенные в корпусе 2 вентилятора 1, дополнительно охлаждая конденсат, поступающий из конденсатора 5 по конденсатопроводу 7 в компенсационную полость 4 испарителя 3. При этом дополнительно снижается температура испарителя 3 и, соответственно, температура тепловыделяющего элемента, контактирующего с испарителем 3.The device operates as follows. When heat is supplied from a working fuel element, for example, a computer microprocessor, to the evaporator 3, the coolant inside it boils, and the steam formed in this case rushes through the steam line 6 to the condenser 7, where, cooled by the air stream created by the fan 1, it condenses further on through the condensate line 7 is sent to the compensation cavity 4 of the evaporator 3. The air stream washes the condensate line 7 and the fins 8 of the compensation cavity 4 of the evaporator 3, located in the housing 2 of the fan 1, cooling the condensate coming from the condenser 5 through the condensate conduit 7 to the compensation cavity 4 of the evaporator 3. This further reduces the temperature of the evaporator 3 and, accordingly, the temperature of the fuel element in contact with the evaporator 3.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит повысить теплопередающую способность и эффективность отвода тепла от электронных компонентов, в том числе, от микропроцессоров персональных компьютеров, увеличив тем самым надежность их работы.Thus, the proposed technical solution will increase the heat transfer ability and efficiency of heat removal from electronic components, including microprocessors of personal computers, thereby increasing the reliability of their work.

Claims

1. A device for cooling a computer, comprising a contour heat pipe consisting of an evaporator with a compensation cavity, a steam pipe, a condensate pipe and a condenser, and a fan in the housing of which a condenser is located, characterized in that the compensation cavity of the evaporator and a condensate pipe are arranged to blow a stream of air.

2. The device according to claim 1, characterized in that the capacitor is made in the form of a tube of flat oval section.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the compensation cavity is equipped with fins.