СИСТЕМА ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ
SYSTEM OF AIR COOLING OF HEAT RELEASE ELECTRONIC MODULES

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре для охлаждения электронных модулей и может быть использовано, например, в системе охлаждения компьютера.
Известно техническое решение (Патент на полезную модель РФ №79366, Н05K 7/20, G12B 15/02, опубл. 2008.12.27), в котором система воздушного охлаждения компьютерного оборудования, размещенного в компьютерных стойках, установленных в замкнутом помещении на расстоянии от его боковых стенок, содержащая экран, делящий объем на "холодный" и "горячий" коридоры, и установленные в нем вентиляторные модули охлаждения, причем система снабжена по крайней мере одним клапаном избыточного давления, установленным между "холодным" и "горячим" коридорами в пространстве, свободном от компьютерного оборудования и ограничивающим перепад давления между "холодным" и "горячим" коридорами заданной величиной. Причем клапан избыточного давления представляет собой жалюзийную решетку. Причем экран размещен в потолочной части замкнутого объема.
Выявлены следующие недостатки аналога: наличие движущихся элементов (лопастей вентиляторов) уменьшает надежность устройства; наличие "холодных" и "горячих" коридоров обеспечивает замкнутый поток движения воздуха, что снижает эффективность отвода тепла от устройства, работающий вентилятор, расположенный внутри устройства, так же приводит к возникновению электромагнитных помех и шума.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является система охлаждения тепловыделяющих блоков (Патент РФ №2043704, Н04В 1/036, дата публикации: 1995.09.10, патентообладатель: Отделение №22 Организации «Техноторн»), содержащая герметичный корпус-теплообменник с оребренными стенками с внешней и внутренней сторон, камеру для размещения тепловыделяющих блоков, расположенную в центральной части внутреннего объема герметичного корпуса-теплообменника, и вентилятор для принудительной конвекции охлаждающего воздуха, причем камера для размещения тепловыделяющих блоков выполнена с возможностью образования со стенками герметичного корпуса-теплообменника боковых каналов для потоков охлаждающего воздуха, сообщающихся с ней, причем вентилятор для принудительной конвекции охлаждающего воздуха расположен на входе камеры размещения тепловыделяющих блоков с образованием воздухоотвода для потока охлаждающего воздуха.
Недостатки этого технического решения: охлаждаемые потоки действуют на стенки камеры, что приводит к нагреву охлаждающего потока; от нагревающих элементов до стенок герметичного корпуса передача тепла осуществляется воздухом, что резко уменьшает эффективность теплоотвода; вращающийся элемент вентилятора уменьшает надежность устройства; работающий вентилятор, расположенный внутри устройства, так же приводит к возникновению электромагнитных помех и шума.
Техническим результатом изобретения является создание бесшумной, эффективной и надежной системы воздушного охлаждения электронных модулей, расположенных в герметичном корпусе, с обеспечением защиты электронных модулей от воздействия электромагнитных помех.
Технический результат достигается тем, что система воздушного охлаждения электронных модулей, содержащая герметичный корпус-теплообменник с оребренными стенками с внешней стороны, камеру для размещения тепловыделяющих электронных модулей, воздуховод для потока охлаждающего воздуха, причем оребренные стенки выполнены в виде полых ребер с формированием камер для размещения электронных модулей, где теплонагруженные элементы электронных модулей имеют тепловой контакт с внутренней стенкой камеры, электрическая связь между электронными модулями выполнена гибкими печатными платами и/или электрическими соединителями, а внешнее пространство между полыми ребрами образует воздуховод для потока охлаждающего воздуха.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, 2.
На фиг.1 показан общий вид устройства. На фиг.2 показан поперечный разрез устройства, где:
1 - корпус;
2 - теплообменник;
3 - стенка;
4 - крышка;
5 - полое ребро;
6 - камера;
7 - электронный модуль;
8 - теплонагруженный элемент;
9 - гибкая печатная плата;
10 - электрический соединитель;
11 - нетеплонагруженный элемент;
12 - воздуховод.
Система воздушного охлаждения электронных модулей содержит герметичный корпус 1 (фиг.1, 2). Корпус 1 состоит из следующих составных частей: двух теплообменников 2 с оребренными стенками 3 с внешней стороны и двух крышек 4.
В теплообменнике 2 оребренные стенки выполнены в виде полых ребер 5 с формированием камер 6 для размещения электронных модулей 7, где теплонагруженные элементы 8 электронных модулей 7 имеют тепловой контакт с внутренней стенкой камеры 6, электрическая связь между электронными модулями 7 выполнена гибкими печатными платами 9 и/или электрическими соединителями 10. При этом нетеплонагруженные элементы 11 расположены на другой стороне по отношению к теплонагруженным элементам 8. Внешнее пространство между полыми ребрами 5 образует воздуховод 12 для потока охлаждающего воздуха.
Система воздушного охлаждения электронных модулей 7 использует воздушные потоки, создаваемые архимедовой силой во внешнем пространстве между полыми ребрами 5, что способствует бесшумному и эффективному охлаждению электронных модулей 7. Теплонагруженные элементы 8 электронных модулей 7 имеют тепловой контакт с внутренней стенкой камеры 6, что способствует эффективной передаче тепла от теплонагруженных элементов 8. Замкнутый герметичный корпус 1 и расположение каждого электронного модуля 7 в своей камере 6 способствует эффективной защите от электромагнитных помех.
При работе электронные модули 7 выделяют определенное количество тепла и в зависимости от режима работы и температуры окружающей среды температура электронных модулей 7 стабилизируется на определенном уровне.
Из вышесказанного следует, что система воздушного охлаждения электронных модулей промышленно применима и решает поставленную техническую задачу: позволяет повысить эффективность охлаждения и надежность устройства, работает бесшумно и обеспечивает защиту от электромагнитных помех.