Brevet FR2914406A1 — publié le 20081003

La présente invention concerne de manière générale les systèmes de traitement d'informations et, plus particulièrement, un échangeur de chaleur amélioré-refroidisseur thermoélectrique ayant un refroidissement par liquide. Du fait que la valeur et l'utilisation des informations continuent à croître, les personnes et les entreprises cherchent des moyens supplémentaires pour traiter et mémoriser les informations. L'un des choix mis à la disposition des utilisateurs concerne les systèmes de traitement d'informations. Un système de traitement d'informations d'une manière générale traite, compile, mémorise, et/ou communique des informations ou des données à des fins commerciales, personnelles ou autres, de manière à permettre aux utilisateurs d'exploiter la valeur des in- formations. Du fait que les besoins et impératifs en ter-mes de technologie et de traitement d'informations va-rient entre utilisateurs ou applications, les systèmes de traitement d'informations peuvent également varier en fonction du type d'informations qui sont traitées, de la manière selon laquelle les informations sont traitées, de la quantité d'informations qui sont traitées, mémorisées, ou communiquées, et du degré de rapidité et d'efficacité avec lequel les informations peuvent être traitées, mémo-risées ou communiquées. Les variations des systèmes de traitement d'informations permettent que les systèmes de traitement d'informations soient généraux ou configurés pour un utilisateur spécifique ou une utilisation spécifique telle que le traitement de transactions financières, les réservations de vols, le stockage de données d'entreprises, ou les communications globales. De plus les systèmes de traitement d'informations peuvent inclure une variété de composan.s matériels et logiciels qui peu-vent être configurés peur traiter, mémoriser et communiquer des informations et peuvent inclure un ou plusieurs systèmes informatiques, systèmes de mémorisation de don-nées, et systèmes de gestion de réseaux. Les systèmes de traitement d'informations incluent des processeurs, qui produisent de la chaleur. Dans des sys-ternes de traitement d'informations tels que des ordinateurs de bureau, la chaleur produite par les processeurs est typiquement gérée à l'aide d'un refroidissement par air. Cependant, le refroidissement par air a ses propres limites qui peuvent être dépassées par des microprocesseurs qui sont de plus en plus denses et puissants. Des refroidisseurs thermoélectriques ou TEC (ThermoElectric Coolers) ont ainsi été proposés pour améliorer les performances thermiques. La demande US 2006/0 082 971 pré-sente un système et un procédé pour une dissipation de chaleur incluant un refroidisseur TEC. Selon un premier aspect., l'invention propose un ensemble de refroidisseurs thermoélectriques comportant : une plaque froide ayant un premier côté et un second côté ; un premier refroidisseur thermoélectrique en communication thermique avec le premier côté de la plaque froide ; et un second refroidisseur thermoélectrique en communication thermique avec le second côté de la plaque froide. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un ensemble d'échangeurs de chaleur comportant : un échangeur de cha- leur passif ; un échangeur de chaleur actif ; et un ventilateur adapté pour aspirer de l'air à travers l'échangeur de chaleur passif et souffler de l'air à travers l'échangeur de chaleur actif. Selon un troisième aspect, l'invention propose un ensem-ble d'échangeurs de chaleur comportant : un échangeur de chaleur passif ; un échangeur de chaleur actif ; un ventilateur adapté pour aspirer de l'air à travers l'échangeur de chaleur passif et souffler de l'air à travers l'échangeur de chaleur actif ; et une pompe pour faire circuler le fluide de refroidissement à travers l'échangeur de chaleur actif. On va maintenant -décrire un exemple de réalisation de l'invention. On notera que, dans un souci de simplicité et de clarté de l'illustration, les éléments illustrés sur les figures ne sont pas nécessairement dessinés à l'échelle. Par exemple, les dimensions de certains des éléments sont exagérées par rapport à d'autres éléments. Des modes de réalisation incorporant les enseignements de la présente description sont représentés et décrits en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective partiellement éclatée d'un échangeur de chaleur hybride, et - la figure 2 est une vue en perspective éclatée d'un refroidisseur thermoélectrique de l'échangeur de chaleur hybride. L'utilisation des mêmes symboles de référence sur les différents dessins indique des éléments similaires ou identiques. La description qui suie_ en combinaison avec les figures est fournie pour aider à la compréhension des enseignements décrits ci-après. La description qui va suivre va s'intéresser aux implémentations et aux modes de réalisa- tion spécifiques des enseignements. Cet intérêt permet d'aider à décrire les enseignements et ne doit pas être interprété en tant que limitation de la portée ou de l'applicabilité des enseignements. La figure 1 représente un échangeur de chaleur hybride 10 pour un système de traitement d'informations. Dans le but de la présente description, un système de traitement d'informations peut inclure tout dispositif ou ensemble de dispositifs fonctionnels pour calculer, classer, traiter, émettre, recevoir, récupérer, envoyer, commuter, mé- moriser, afficher, manifester, détecter, enregistrer, re-produire, gérer ou utiliser toute forme d'informations, d'intelligence, ou de données à des fins commerciales, scientifiques, de commande ou autres. Par exemple, un système de traitement d'informations peut être un ordina-teur individuel, un dispositif de mémorisation de réseau, ou tout autre dispositif adapté et peut varier en taille, forme, performance, fonctionnalité et prix. Le système de traitement d'informations peut inclure une mémoire à accès direct (RAM), une ou plusieurs ressources de traite- ment telles qu'une unité centrale de traitement (CPU) ou une logique de commande matérielle ou logicielle, une mémoire à lecture seule (ROM), et/ou d'autres types de mémoire non volatile. Des composants supplémentaires du système de traitement d'informations peuvent inclure une ou plusieurs unités de disque, un ou plusieurs ports ré-seau pour communiquer avec des dispositifs externes ainsi que divers dispositifs d'entrée et de sortie (E/S), tels qu'un clavier, une souris et un afficheur vidéo. Le système de traitement d'informations peut également inclure un ou plusieurs bus opérationnels pour transmettre des communications entre les divers composants matériels. L'échangeur de chaleur hybride 10 inclut un échangeur de chaleur passif ou un radiateur 12, un ventilateur 14 et un ensemble de refroidisseurs thermoélectriques (TEC) 16. Le radiateur 12 est de manière préférée disposé dans une coquille 18, alors que le ventilateur 14 et l'ensemble TEC 16 sont disposés dans un sous-ensemble 20. La coquille 18 et le sous-ensemble 20 forment ensemble un module 22. Une plaque froide micro-canal 24 est également disposée dans le sous-ensemble 20, et est adaptée pour une communication physique et/ou thermique avec une unité centrale de traitement (CPU) 26 (représentée schématique-ment). La plaque froide micro-canal 24 est également adaptée pour une communication fluide avec une paire de conduits 28 et 30. Un fluide réfrigérant, tel que de l'eau, circule dans la pompe 31 vers et/ou depuis le radiateur 12 et à travers les conduits 28 et 30 d'une manière bien connue. La figure 2 représente l'ensemble TEC 16 incluant un échangeur de chaleur par fluide double face ou une plaque froide 32, un refroidisseur TEC supérieur 34, un refroidisseur TEC inférieur 36, un dissipateur thermique supérieur 38, et un dissipateur thermique inférieur 40. La plaque froide 32 inclut des surfaces opposées 42 et 44, ainsi que des conduits 46 et 48 à travers lesquels un fluide de refroidissement circule par l'intermédiaire de la pompe 31. Le refroidisseur TEC supérieur 34 est disposé entre la surface supérieure 42 de la plaque froide 32 et le côté inférieur du dissipateur thermique supérieur 38. De manière similaire, le refroidisseur TEC inférieur 36 est disposé entre la surface inférieure 44 de la plaque froide 32 et le côté supérieur du dissipateur thermique inférieur 40. En se reportant à nouveau à la figure 1, le ventilateur 14 brasse de l'air vers l'intérieur dans la direction de la flèche A à travers le radiateur 12. La température du fluide de refroidissement qui circule par l'intermédiaire de la pompe 31 est ainsi réduite, et la température ambiante de l'écoulement d'air augmente en conséquence lorsqu'il est aspiré dans le sous-ensemble 20. L'écoule-ment d'air est par la suite dirigé par le ventilateur 14 via l'ensemble TEC 16 où il capture de la chaleur à par-tir des ailettes des dissipateurs thermiques 38 et 40. L'échangeur de chaleur hybride 10 peut être actionné sans alimentation dans les refroidisseurs TEC 34 et 36. Pour obtenir des performances supplémentaires, plusieurs ni-veaux de puissance peuvent être délivrés à un ou aux deux refroidisseurs TEC 34 et 36. Sous tension, le flux de courant à travers les refroidisseurs TEC crée une diminu- tion de température au niveau de la région proche des surfaces de plaque froide 42 et/ou 44, lesquelles à leur tour puisent de la chaleur du fluide circulant à travers la plaque froide 32. Cette chaleur est ensuite transportée à travers les refroidisseurs TEC 34 et 36 jusqu'aux bases des dissipateurs thermiques supérieur et inférieur 38 et 40, respectivement, et enfin est rayonnée à travers les ailettes du dissipateur thermique. Avec la puissance appliquée aux refroidisseurs TEC 34 et 36, la température de fluide peut être conservée dans une plage centrée au- tour de 3 degrés centigrade au-dessus de la température de l'air ambiant avec une puissance CPU très élevée et une vitesse de ventilateur relativement faible. En outre, du fait que la température des ailettes du refroidisseur TEC est dans une plage centrée autour de quinze à vingt degrés centigrade au-dessus de la température de fluide, les ailettes du refroidisseur TEC sont efficaces pour transférer de la chaleur vers le courant d'air préchauf- fé. REVENDICATIONS 1. Ensemble de refroidisseurs thermoélectriques (16) ca- ractérisé en ce qu'il comporte : une plaque froide (24) ayant un premier côté et un second côté, un premier refroidisseur thermoélectrique (34) en communication thermique avec le premier côté de la plaque froide (24), et un second refroidisseur thermoélectrique (36) en communication thermique avec le second côté de la plaque froide (24). 2. Ensemble (16) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un premier dissipateur thermique (38) en communication thermique avec le premier refroidisseur thermique (34). 3. Ensemble (16) selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'il comporte un second dissipateur thermique (40) en communication thermique avec le second refroidisseur thermoélectrique (36). 4. Ensemble (16) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un fluide de refroidissement circule à travers la plaque froide. 5. Ensemble (16) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une pompe (31) pour faire circuler un fluide de refroidissement à travers la plaque froide (24).