УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ШКАФА С ЭЛЕКТРОННЫМ ИЛИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ

Полезная модель относится к системе охлаждения воздуха и может быть использована для охлаждения шкафа с электронным, в том числе ИТ-оборудованием, а также с другим электротехническим оборудованием.
Известен термоэлектрический кондиционер, выполненный по сплит-системе, состоящий из теплообменника для выброса тепла и термоэлектрических модулей, с прикрепленными к ним с одной стороны радиаторами, с поверхности которых вентиляторами сгоняется в объем холодный воздух, а с другой стороны - радиаторами, через которые циркулирует охлаждающая вода (см. пат. РФ №35416, F24F 5/00).
Недостатком известной сплит-системы является низкая эффективность охлаждения оборудования, размещенного в стационарном помещении, за счет неравномерного распределения по всему его объему охлаждающего воздуха, в результате чего в указанном объеме возможно образование застойных зон теплого воздуха.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является климатическая сплит-система Rittal для охлаждения электронного оборудования в шкафу, состоящая из компрессорно-конденсаторного блока, соединенного трубопроводом для циркуляции хладагента с охлаждающим блоком, внутри которого установлен испаритель, при этом в одной из стенок корпуса выполнены сквозные отверстия, одни из которых - приточные с закрепленными в них циркуляционными вентиляторами, а другие - щелевидные для вытяжки охлаждающего воздуха в шкаф с оборудованием (см. Инструкцию по эксплуатации компактной климатической сплит-системы RITTAL TOP THERM, 2014, с. 2, 40, 42 фиг. 17).
Недостатком указанной системы является недостаточная эффективность охлаждения ИТ - оборудования за счет неравномерности распределения охлаждающего воздуха внутри шкафа, так как направление движения охлаждающего воздуха в нем происходит в одном направлении, а это приводит к возникновению застойных зон перегрева в полости шкафа.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в повышении эффективности охлаждения оборудования.
Технический результат заключается в создании направленных струйных потоков охлаждающего воздуха во внутрь шкафа при обеспечении возможности регулирования их направления в охлаждаемом объеме.
Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для охлаждения шкафа с электронным и электротехническим оборудованием, содержащем прямоугольный пустотелый корпус, внутри которого установлен испаритель с патрубками для подвода и отвода хладагента, причем в одной из стенок указанного корпуса выполнены сквозные отверстия, одно из которых - приточное, с установленным в нем циркуляционным вентилятором, а другое - щелевидное вытяжное отверстие, согласно изменению, испаритель выполнен в виде плоского ребристо-трубчатого теплообменника, который установлен внутри корпуса наклонно и жестко прикреплен верхней кромкой к лицевой стенке, а нижней кромкой - к задней стенке указанного корпуса, при этом сквозное приточное отверстие с установленным в нем циркуляционным вентилятором расположено на задней стенке корпуса выше уровня крепления верхней кромки испарителя, а сквозное щелевидное вытяжное отверстие расположено на указанной стенке корпуса под нижней кромкой испарителя, и в нем установлены жалюзи с возможностью поворота в вертикальной плоскости.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
- на фиг. 1 схематично изображено заявляемое устройство, в аксонометрии;
- на фиг. 2 схематично изображен плоский ребристо-трубчатый теплообменник, в аксонометрии.
Устройство для охлаждения шкафа с электронным или электротехническим оборудованием выполнено в виде прямоугольного пустотелого корпуса 1 (фиг. 1), внутри которого наклонно установлен испаритель, выполненный в виде плоского ребристо-трубчатого теплообменника 2 (фиг. 1, 2), который верхней кромкой 3 жестко прикреплен к лицевой стенке 4 (фиг. 1) корпуса 1, а нижней кромкой 5 - к задней стенке 6.
В задней стенке 6 (фиг. 1) корпуса 1 выполнено сквозное приточное отверстие 7 и сквозное вытяжное щелевидное отверстие 8. Причем сквозное приточное отверстие 7 расположено выше уровня крепления верхней кромки 3 испарителя и в нем установлен циркуляционный вентилятор 9. А сквозное щелевидное отверстие 8 расположено под нижней кромкой 5 ребристо-трубчатого теплообменника 2, и в нем установлены жалюзи 10 (фиг. 1) с возможностью поворота в вертикальной плоскости, что позволяет изменять направление движения скоростных потоков воздуха. Патрубок для подвода хладагента 11 (фиг. 1, 2) присоединен к входному участку трубчатого змеевика 12 (фиг. 2), жестко зафиксированного по высоте теплообменника 2 посредством пластинчатых ребер 13, а патрубок для отвода хладагента 14 (фиг. 1, 2) присоединен к выходному участку змеевика 12 теплообменника 2. Причем патрубки 11, 14 выведены наружу корпуса 1 и предназначены для подсоединения к заявляемому устройству любых известных устройств, обеспечивающих подготовку и подачу хладагента.
Так, например, в заявляемом устройстве может быть использован известный компрессорно-конденсаторный блок, описанный в Инструкции по эксплуатации сплит-системы Haier, 2014, с. 62 (см. приложение 2).
Позицией 15 на фиг. 1 обозначен шкаф для охлаждения размещенного в нем электронного или электротехнического оборудования.
Работает устройство следующим образом.
Предварительно корпус 1 (фиг. 1) заявляемого устройства жестко крепят на любую стенку шкафа 15 для охлаждения размещенного в нем оборудования. Для этого в шкафу 15 выполняют сквозные отверстия (на фиг. не показано) соосные приточному 7 и сквозному щелевидному 8 отверстиям. Затем к патрубкам 11 и 14 соответственно для подвода и отвода хладагента присоединяют любой известный компрессорно-конденсаторный блок (на фиг. не показано). Такое соединение обеспечивает создание в заявляемом устройстве замкнутую циркуляционную систему, способствующую интенсивной циркуляции хладагента в корпусе 1 (фиг. 1). При этом в качестве хладагента может быть использован хладагент марок R-407C, R-410A (см. ГОСТ ISO 817-2014).
После этого охлажденный жидкий хладагент, по патрубку 11 поступает в змеевик 12 (фиг. 2) теплообменника 2 (фиг. 1), по которому, перемещаясь вверх, охлаждает до заданной температуры поверхность змеевика 12 и пластинчатых ребер 13.
Одновременно через приточное отверстие 7 посредством вентилятора 9 из шкафа 15 в верхнюю часть полости корпуса 1 заявляемого устройства под давлением поступает теплый воздух, который затем перемещаясь вниз контактирует с холодной поверхностью змеевика 12 и пластинчатых ребер 13 теплообменника 2. По мере перемещения вниз воздух интенсивно охлаждается и через просветы между трубопроводом змеевика 12 поступает в нижнюю часть полости корпуса 1.
При этом хладагент в змеевике 12 (фиг. 2), нагреваясь, испаряется и через патрубок 14 (фиг. 2) теплообменника 2 выводится из корпуса 1 в компрессорно-конденсаторный блок. А так как теплый воздух нагнетается вентилятором 9 (фиг. 1) в верхнюю часть полости корпуса 1 под давлением, то скорость его при перемещении вниз по теплообменнику 2 не теряется и остается достаточно высокой, в связи с чем из нижней части полости корпуса 1 поступает в шкаф 15 через сквозное щелевое отверстие 8 с расположенными в нем поворотными жалюзи 10, образующие при этом в указанном отверстии 8 вертикально расположенные каналы.
Проходя сквозь указанные каналы, скоростной поток холодного воздуха равномерно рассекается на отдельные струи и, попадая в полость шкафа 15 с электронным или электротехническим оборудованием, равномерно распределяется по его объему, обеспечивая при этом интенсивное и равномерное охлаждение оборудования без образования застойных зон.
В то же время воздух, нагреваясь от оборудования, поднимается вверх по шкафу 15, и через отверстие 7 (фиг. 1) посредством вентилятора 9 нагнетается в корпус 1 заявляемого устройства. При этом цикл повторяется.
Кроме того, жалюзи 10, установленные в щелевом отверстии с возможностью поворота позволяют при необходимости изменять направление движения скоростных потоков струй и, направлять их в места расположения оборудования с высоким тепловыделением. Это предотвращает образование в шкафу 15 застойных зон перегрева, а, следовательно, повышает эффективность охлаждения электронного или электротехнического оборудования.