Шкаф радиоэлектронной аппаратуры
Владельцы патента RU 2338345:
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU)
Изобретение относится к радиоэлектронике и предназначено для использования при конструировании шкафов для размещения радиоэлектронной аппаратуры с выделением тепловой мощности при ее работе. Технический результат - повышение эффективности отвода тепла из объема шкафа за счет снижение теплового сопротивления и обеспечение возможности регулирования отвода тепла без изменения системы теплоотвода и конструкции шкафа. Достигается путем создания конструкции шкафа радиоэлектронной аппаратуры, содержащей корпус с пластинами из высокотеплопроводного материала, расположенными одна над другой и образующими горизонтальные секции, в которых размещены съемные блоки радиоэлектронной аппаратуры, систему теплоотвода, состоящую из тепловых труб, приведенных в тепловой контакт с пластинами из высокотеплопроводного материала в области зоны испарения тепловой трубы и задней стенкой шкафа, также выполненной из высокотеплопроводного материала, на внешней стороне которой крепится зона конденсации тепловой трубы. Пластины из высокотеплопроводного материала крепятся к задней стенке шкафа через теплоизоляционные прокладки для устранения обратных теплопритоков. Задняя стенка шкафа со стороны радиоэлектронной аппаратуры также имеет теплоизоляционное покрытие, служащее также для обратного переноса тепла с зоны конденсации тепловой трубы в объем шкафа. К задней стенке шкафа крепится кожух для создания канала при работе системы охлаждения в режиме принудительного воздушного охлаждения. Для создания режима принудительного воздушного охлаждения имеется вентилятор, электрически связанный с блоком управления вентилятора. На задней стенке шкафа со стороны крепления тепловых труб устанавливается как минимум один датчик температуры, соединенный электрически с блоком управления вентилятором. Преимуществом предлагаемой конструкции также является отсутствие значительных дополнительных энергозатрат для регулирования температурного режима радиоэлектронной аппаратуры в шкафу. 2 ил.
Изобретение относится к радиоэлектронике и предназначено для использования при конструировании шкафов для размещения радиоэлектронной аппаратуры с выделением тепловой мощности при ее работе.
Общеизвестно, что от теплового режима работы радиоэлектронной аппаратуры существенно зависит ее надежность, и несомненна актуальность вопросов конструирования систем охлаждения радиоэлектронной аппаратуры. При размещении радиоэлектронных устройств в шкафах необходимо уделять внимание эффективности отвода избыточного тепла, выделяемого ими из объема шкафа.
Известны устройства для размещения радиоэлектронной аппаратуры с решением вопроса отвода теплоты от нее, например устройство, содержащее корпус и платы с электронной аппаратурой, при этом на платах размещены теплопроводящие пластины из фольги, которые через средства крепления соединены с корпусом из теплопроводящего материала. Выделяемое тепло через пластины, средства крепления передается корпусу и с помощью излучения сбрасывается с него [1] (а.с. 1638817, Н05К 7/20, 1987). Данное устройство неэффективно с точки зрения обеспечения теплового режима радиоэлектронной аппаратуры.
Известен шкаф радиоэлектронной аппаратуры, содержащий корпус с плитами, расположенными одна над другой и образующими горизонтальные секции, в которых размещены съемные блоки радиоэлектронной аппаратуры, систему теплоотвода [2] (патент 210670, кл. Н05К 7/20, 1998).
Недостатками данного устройства является сложность конструкции и системы обеспечения теплового режима радиоэлектронной аппаратуры.
Известен также шкаф радиоэлектронной аппаратуры, содержащий корпус с задней стенкой, плиты, расположенные одна над другой и образующие горизонтальные секции для размещения радиоэлектронной аппаратуры, торцевой контакт каждой плиты с задней стенкой осуществляется через теплопроводящую пасту. С внешней стороны задней стенки предусмотрены средства крепления для пластины с дополнительными средствами охлаждения с внешней стороны. Пластина может быть выполнена с оребрением - с выступами при естественном охлаждении и при этом может быть снабжена кожухом и каналом для подачи воздуха при применении принудительного воздушного охлаждения, или пластина может быть выполнена с каналом для подачи воды при применении водяного охлаждения [3] (патент №2211551, 7Н05К 7/20).
Недостатками данной конструкции шкафа является наличие значительного теплового сопротивления для теплового потока из шкафа в окружающую среду, обусловленного, во-первых, торцевым контактом плиты с задней стенкой и, во-вторых, невозможностью обеспечения идеального (с точки зрения теплового сопротивления) крепления дополнительной пластины с задней стенкой. Кроме того, данная конструкция не обеспечивает регулирования режима работы системы теплоотвода в процессе работы радиоэлектронной аппаратуры.
Целью изобретения является повышение эффективности отвода тепла из объема шкафа за счет снижение теплового сопротивления и обеспечение возможности регулирования отвода тепла без изменения системы теплоотвода и конструкции шкафа.
Данная цель достигается путем создания конструкции шкафа радиоэлектронной аппаратуры (см. фиг.1 и 2), содержащей корпус 1 с пластинами из высокотеплопроводного материала 2, расположенными одна над другой и образующими горизонтальные секции, в которых размещены съемные блоки радиоэлектронной аппаратуры 3, систему теплоотвода, состоящую из тепловых труб 4, приведенных в тепловой контакт с пластинами из высокотеплопроводного материала в области зоны испарения тепловой трубы и задней стенкой шкафа 5, также выполненной из высокотеплопроводного материала, на внешней стороне которой крепится зона конденсации тепловой трубы. Пластины из высокотеплопроводного материала 2 крепятся к задней стенке шкафа 5 через теплоизоляционные прокладки 6 для устранения обратных теплопритоков. Задняя стенка шкафа 5 со стороны радиоэлектронной аппаратуры также имеет теплоизоляционное покрытие 7, служащее также для обратного переноса тепла с зоны конденсации тепловой трубы в объем шкафа.
К задней стенке шкафа крепится кожух 8 для создания канала 9 при работе системы охлаждения в режиме принудительного воздушного охлаждения. Для создания режима принудительного воздушного охлаждения имеется вентилятор 10, электрически связанный с блоком управления вентилятора. На задней стенке шкафа 5 со стороны крепления тепловых труб устанавливается как минимум один датчик температуры (не показан), соединенный электрически с блоком управления вентилятором (не показан).
Устройство работает следующим образом.
При включении аппаратуры происходит выделение мощности на модулях 3. Указанная мощность передается через пластины 2 на испарительную часть тепловой трубы 4, а посредством ее - на заднюю стенку 5 шкафа, где происходит сброс ее в окружающую среду, за счет чего обеспечивается нормальный температурный режим работы радиоэлектронного устройства внутри шкафа. В блоке управления вентилятором задается минимальная температура задней стенки шкафа 5 и соответственно зоны конденсации тепловых труб 4, при которой необходим принудительный обдув для более эффективного отвода тепла. При превышении тепловой мощности в пиковом режиме работы радиоэлектронной аппаратуры повышается температура задней стенки шкафа, которая регистрируется датчиком температуры, и на блоке управления формируется сигнал для включения вентилятора 10. Таким образом, в случае превышения тепловой мощности относительно нормального режима работы используется дополнительная интенсификация теплообмена со стороны задней стенки шкафа и соответственно зоны конденсации тепловых труб.
Преимуществом предлагаемой конструкции также является отсутствие значительных дополнительных энергозатрат для регулирования температурного режима радиоэлектронной аппаратуры в шкафу.
Шкаф радиоэлектронной аппаратуры, содержащий корпус с задней стенкой, плиты или пластины из высокотеплопроводного материала, расположенные одна над другой и образующие горизонтальные секции для размещения радиоэлектронной аппаратуры, отличающийся тем, что шкаф содержит систему теплоотвода, состоящую из тепловых труб, приведенных в тепловой контакт с пластинами из высокотеплопроводного материала в области зоны испарения тепловой трубы и задней стенкой шкафа, также выполненной из высокотеплопроводного материала, на внешней стороне которой крепится зона конденсации тепловой трубы, причем пластины из высокотеплопроводного материала крепятся к задней стенке шкафа через теплоизоляционные прокладки, а задняя стенка шкафа со стороны радиоэлектронной аппаратуры также имеет теплоизоляционное покрытие, причем к задней стенке шкафа крепится кожух для создания канала при работе системы охлаждения в режиме принудительного воздушного охлаждения, создаваемого вентилятором, электрически связанным с блоком управления вентилятора, блок управления электрически связан как минимум с одним датчиком температуры, размещенным на задней стенке шкафа со стороны крепления тепловых труб.
