Система воздушного охлаждения
Владельцы патента RU 2339881:
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Лианозовский электромеханический завод" (RU)
Изобретение относится к системам обеспечения температурных режимов и может быть использовано при воздушном охлаждении оборудования, в том числе радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), расположенной на подвижных носителях. Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение системы воздушного охлаждения, размещенной на подвижном носителе РЭА, снижение массогабаритных характеристик, энергопотребления и стоимости системы, повышение ее надежности. Указанный результат достигается тем, что в известную систему воздушного охлаждения, содержащую приточный и вытяжной вентиляторы и воздуховоды, введен трубный переключатель потока воздуха с одним клапаном - одним контуром уплотнения, который в одном крайнем положении соединяет выход вытяжного вентилятора и вход приточного вентилятора с атмосферой, а в другом - выход вытяжного - со входом приточного вентилятора. 10 ил.
Предлагаемое изобретение относится к системам обеспечения температурных режимов и может быть использовано при воздушном охлаждении оборудования, в том числе радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), расположенной на подвижных носителях.
При воздушном охлаждении РЭА атмосферным воздухом возникает необходимость регулировать (уменьшать или увеличивать) приток холодного воздуха из атмосферы в зависимости от его температуры. Для этого служат переключатели потока воздуха (ППВ), позволяющие полностью или частично перекрывать поступление атмосферного воздуха в аппаратуру. При этом немаловажное значение имеют массогабаритные характеристики ППВ (особенно в системах воздушного охлаждения летательных аппаратов), а также их энергопотребление, стоимость и надежность.
Применяемые в настоящее время ППВ имеют один клапан - один контур уплотнения и электропривод. Используя два таких ППВ, можно регулировать приток атмосферного воздуха в простой системе приточно-вытяжной вентиляции с открытым внешним контуром, однако при этом невозможно осуществить рециркуляцию воздуха для обдува аппаратуры по внутреннему закрытому контуру (без доступа или при частичном поступлении атмосферного воздуха), что необходимо, например, при крайних (положительных или отрицательных) значениях температуры атмосферного воздуха или при его загрязнении.
Прототипом предлагаемой системы может служить система воздушного охлаждения электронной аппаратуры, приведенная на фиг.1. («Проблемы вентиляции и кондиционирования воздуха» под общей редакцией проф. Э.Х.Одельского, Высшая школа, 1969, стр.208, рис.3). Данная система воздушного охлаждения позволяет преобразовывать открытый внешний в закрытый внутренний контуры воздушного охлаждения и состоит из приточного и вытяжного вентиляторов, воздуховодов и трех ППВ, при помощи которых аппаратура может охлаждаться либо атмосферным воздухом, либо вытяжным воздухом, либо их смесью.
Так, при открытых клапанах ППВ 1 и ППВ 3 и закрытом клапане ППВ 2 вытяжной воздух из охлаждаемой аппаратуры полностью поступает в атмосферу, а приточный воздух полностью поступает из атмосферы.
При закрытых (или частично закрытых) клапанах ППВ1 и ППВ 3 и открытом (или частично открытом) клапане ППВ2 вытяжной воздух полностью или частично подается на рециркуляцию, а атмосферный воздух либо не используется, либо используется частично. Недостатком прототипа является наличие в нем трех ППВ, что увеличивает массогабаритные характеристики, стоимость и энергопотребление системы, а также снижает ее надежность. Кроме того, пропорциональная синхронизация работы трех ППВ затруднительна.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение системы воздушного охлаждения, размещенной на подвижном носителе РЭА, снижение массогабаритных характеристик, энергопотребления и стоимости системы, повышение ее надежности (при сохранении возможности рециркуляции воздуха).
Указанный результат достигается тем, что в известную систему воздушного охлаждения, содержащую приточный и вытяжной вентиляторы с воздуховодами, введен трубный ППВ с одним приводом и одним клапаном - одним контуром уплотнения, но обеспечивающий все режимы.
Предлагаемая система воздушного охлаждения, структурная схема которой представлена на фиг.2, содержит приточный 1 и вытяжной 2 вентиляторы, воздуховоды 3, подводящие к охлаждаемой аппаратуре 4 и отводящие от нее воздух, и трубный ППВ 5. В одном крайнем положении (при разомкнутых воздуховодах) ППВ 5 соединяет воздуховодами 3 выход вытяжного вентилятора 2 и вход приточного вентилятора 1 с атмосферой. В другом крайнем положении (при замкнутых воздуховодах) ППВ 5 соединяет выход вытяжного вентилятора 2 с входом приточного вентилятора 1, обеспечивая режим рециркуляции.
Работа системы воздушного охлаждения (Фиг.2) может происходить в трех режимах: охлаждение только атмосферным воздухом (в одном крайнем положении ППВ 5 - при разомкнутых воздуховодах 3), охлаждение только воздухом, рециркулирующим по замкнутому контуру (в другом крайнем положении ППВ 5 - при замкнутых воздуховодах 3), охлаждение смесью рециркулирующего и атмосферного воздуха - при неполностью замкнутых воздуховодах, когда на охлаждение аппаратуры 4 поступает часть вытяжного воздуха (другая его часть выводится в атмосферу) и атмосферный воздух.
На фиг.3-10 представлены варианты исполнения трубного ППВ с одним приводом и одним клапаном - одним контуром уплотнения, способные работать в трех режимах: в режиме рециркуляции, в режиме вентиляции с забором воздуха из атмосферы и удалением отработавшего воздуха в атмосферу, а так же в режиме с частичной рециркуляцией и с частичным подмесом воздуха из атмосферы в зависимости от величины их открытия, (режим частичной рециркуляции с частичным подмесом воздуха из атмосферы, в вариантах не описывается) (привод показан только на фиг.3 и 4).
На фиг.3 представлен вариант трубного ППВ, который включает в себя неподвижную часть 6 воздуховода, к которой через ось прикреплена его подвижная часть 7, привод 8, соединенный механически с подвижной частью 7 воздуховода, и мягкую вставку 9. При свернутом приводе 8 подвижная часть 7 воздуховода прижимается к неподвижной части 6 и закрывает доступ атмосферного воздуха в воздуховод. На фиг.4 представлен тот же вариант трубного ППВ при раздвинутом приводе 8, когда подвижная часть 7 воздуховода отклонена, и атмосферный воздух попадает в систему охлаждения.
В некоторых случаях одна из рабочих сторон трубного ППВ может быть закрыта конструкциями, в этом случае удобно использовать вариант трубного ППВ, представленного на фиг.5 и фиг.6. ППВ в этом случае представляет из себя подвижный клапан 10 на неподвижном воздуховоде 6, непосредственно к клапану прикреплен подвижный воздуховод 7, который двигается вместе с клапаном. При закрытом клапане 10 атмосферный воздух не попадает в воздуховод (режим рециркуляции). При открывании клапана подвижный воздуховод направляет отработавший воздух в атмосферу, а открытое отверстие в неподвижном воздуховоде обеспечивает приток атмосферного воздуха.
Часто один или оба вентилятора не имеют достаточной герметичности или имеют повышенную шумность, в этом случае один или оба вентилятора устанавливают в вентиляционных контейнерах. Тогда трубный ППВ можно выполнить в конфигурации фиг.7 и фиг.8. К контейнеру 11 подсоединен приточный вентилятор 1, а в контейнере установлен вытяжной вентилятор 2. Подвижный клапан 10 размещен на контейнере. Непосредственно к клапану прикреплен воздуховод 7, который двигается вместе с клапаном. При закрытом клапане 10 воздух с выхода вытяжного вентилятора 2 поступает на вход приточного вентилятора 1 (режим рециркуляции). При открывании подвижного клапана 10 воздуховод 7 направляет отработавший воздух в атмосферу, а свободное от воздуховода сечение клапана обеспечивает приток атмосферного воздуха в контейнер, причем, как и в остальных конструкциях остается один уплотнительный контур.
В некоторых конструкциях с контейнерным размещением трубных ППВ подвижный воздуховод может быть полностью ликвидирован фиг.9 и фиг.10. В этом случае выхлопное отверстие вытяжного вентилятора 2 размещают в непосредственной близости от подвижного клапана 10 таким образом, что при закрытом клапане 10 воздух с выхода вытяжного вентилятора 2 поступает на вход проточного вентилятора 1, а при открытом клапане 10 воздух через одну из частей клапана вытяжным вентилятором 2 выбрасывается в атмосферу, а через другую часть клапана 10 всасывается приточным вентилятором 1 из атмосферы.
Таким образом, введение в прототип, содержащий приточный и вытяжной вентиляторы с воздуховодами, трубного ППВ позволяет подавать вытяжной воздух на полную или частичную рециркуляцию, т.е. преобразовывать контур воздушного охлаждения из открытого в закрытый, используя один ППВ с одним электроприводом и одним клапаном - одним контуром уплотнения, что снижает массу, габариты, энергопотребление и стоимость предложенной системы воздушного охлаждения и повышает ее надежность.
Система воздушного охлаждения радиоэлектронной аппаратуры, содержащая приточный и вытяжной вентиляторы и воздуховоды, создающие открытый внешний и закрытый внутренний контуры воздушного охлаждения, отличающаяся тем, что в нее введен трубный переключатель потока воздуха с одним приводом и одним клапаном - одним контуром уплотнения, который в одном крайнем положении соединяет воздуховодами выход вытяжного вентилятора и вход приточного вентилятора с атмосферой, а в другом - выход вытяжного - с входом приточного вентилятора.
