ШКАФ ДЛЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ

Полезная модель относится к устройству терморегуляции, в частности к климатическому шкафу для терморегуляции оборудования. Может использоваться в шкафах, установленных на открытом воздухе.
Известна система охлаждения компьютерного оборудования по патенту на полезную модель RU 94791, H05K 7/20, G12B 15/02, 2010, включающая стойки с информационно-технологическим оборудованием. Стойки размещены в помещении, которое содержит экран, разделяющий помещение на «холодный» и «горячий» коридоры. Вентиляторы охлаждения забирают воздух из «горячего» коридора и через окна в экране выбрасывают охлажденный воздух в «холодный» коридор. Для равномерного поступления горячего воздуха на вентиляторы охлаждения, воздушные потоки в «горячем» коридоре перемешиваются при помощи вентиляторов, расположенных на двух противоположных стенах коридора сверху и снизу. Такие же вентиляторы имеются и в «холодном» коридоре. Недостатком данного технического решения является необходимость установки большого числа вентиляторов, что усложняет конструкцию системы.
Известно техническое решение по патенту RU 108263 «Радиоэлектронный блок с системой охлаждения» H05K 7/20, 2011. Радиоэлектронный блок содержит систему охлаждения корпуса, включающую входное отверстие для воздуха и выходное. Охлаждающий воздух делится на потоки посредством модулей с тепловыделяющими элементами. Малогабаритные тепловыделяющие элементы объединены в микроблок с заливкой теплопроводным компаундом. Радиоэлектронный блок содержит воздуховоды, выполненные в виде радиаторов, размещенные в отверстиях печатной платы, при этом внешняя поверхность воздуховодов контактирует с теплопроводным компаундом, а внутренняя поверхность воздуховодов контактирует с воздушным потоком. Недостатки данного технического решения заключается в отсутствии возможности выравнивания температуры в различных частях блока и настройки охлаждающего воздуха на определенную температуру, а также в сложности конструкции системы охлаждения.
Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения является изобретение по авторскому свидетельству SU 1412020, «Шкаф для охлаждения блоков радиоэлектронной аппаратуры» H05K 7/20, H01L 23/34, 1988. Шкаф содержит вентиляторы, теплообменник в виде зигзагообразных трубопроводов, расположенных на стенках шкафа, и радиоэлектронные блоки. Стенки шкафа выполнены полыми и имеют внутреннюю и внешнюю поверхности, между которыми расположены перегородки, образующие воздуховодные каналы. Охлаждающий воздух снизу при помощи вентиляторов входит во внутренний объем шкафа, пройдя через всю зону шкафа, воздух нагревается и поступает в полость верхней стенки, а затем проходит в воздуховодные каналы. В воздуховодных каналах воздух охлаждается за счет теплообмена со стенками, охлажденными проходящей по трубопроводу холодной жидкостью. Затем охлажденный воздух вновь поступает во внутренний объем шкафа. Недостатком данного технического решения является сложная система охлаждения воздуха, требующая обеспечения циркуляции жидкости и охлаждения жидкости внешним теплообменным контуром, расположенным вне шкафа. Также недостатком является низкая эффективность охлаждения оборудования посредством вентиляторов, так как установленное в шкафу оборудование препятствует прохождению охлаждающего воздуха, вследствие чего образуются непродуваемые зоны и встречные воздушные потоки.
Техническая задача заявляемой полезной модели - повышение эффективности работы шкафа для терморегуляции оборудования.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является равномерное обеспечение требуемой температуры воздуха по всему объему шкафа.
Технический результат достигается за счет того, что шкаф для терморегуляции оборудования, содержащий корпус, теплообменный элемент, управляемый контроллером, воздуховод, характеризуется тем, что входные и выходные отверстия теплообменного элемента расположены внутри шкафа, воздуховод выполнен в виде трубы, верхний конец которой присоединен к входному отверстию теплообменного элемента, а нижний свободный конец расположен около нижней поверхности шкафа.
Данный технический результат обеспечивается за счет того, что воздуховод, закрепленный одним концом на теплообменном элементе позволяет разделять воздушные потоки идущие на радиатор и потоки идущие с радиатора, тем самым исключается смешивание воздушных потоков и обеспечивается поддержание заданной температуры воздуха по всему объему шкафа. Наличие воздуховода устраняет необходимость установки нескольких вентиляторов внутри шкафа, действие которых вызывает встречные воздушные потоки и создает непродуваемые зоны, таким образом, достигается упрощение конструкции и повышение эффективности работы устройства.
Радиатор может работать как в режиме обогрева, так и в режиме охлаждения оборудования, в зависимости от условий окружающей среды. Воздуховод выполнен в виде гофрированной алюминиевой трубы, покрытой воздухонепроницаемым материалом.
На фигуре 1 представлен разрез шкафа с оборудованием.
Устройство содержит корпус шкафа 1, с оборудованием 2, терморегулирующий элемент 3, воздуховод 4, контроллер 5.
Устройство работает следующим образом. При изменении температуры оборудования 2, расположенного в корпусе шкафа 1, ниже или выше требуемого значения, контроллер 5 приводит в действие теплообменный элемент 3, например, термоэлектрическую сборку на элементах Пельтье (далее термоэлектрическая сборка). Термоэлектрическая сборка состоит из элементов Пельтье и двух радиаторов, размещенных один снизу, второй сверху от элементов Пельтье. Термоэлектрическая сборка связана с термоконтроллером и термодатчиком. Для терморегуляции шкафа используют только нижний радиатор, обращенный внутрь шкафа, верхний радиатор заглушают. Воздух, находящийся внутри корпуса шкафа 1 проходит по воздуховоду 4, куда засасывается вентилятором, установленным на нижнем радиаторе и, пройдя через термоэлектрическую сборку, достигает требуемой температуры, затем через выходные отверстия выдувается во внутреннюю полость корпуса шкафа 1. Пройдя через весь шкаф и стабилизировав температуру оборудования 2, воздух вновь поступает в воздуховод 4.
Таким образом, полезная модель позволяет осуществлять равномерную терморегуляцию шкафа по всему объему.