ПАССИВНАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ РАДИОЭЛЕМЕНТОВ В СЪЕМНОМ МОДУЛЕ
PASSIVE COOLING SYSTEM OF RADIOACTIVE ELEMENTS IN DETACHABLE MODULE

Изобретение относится к области электроники, в частности к охлаждению теплонапряженных компонентов постоянно работающих электронных приборов, включая компьютеры, а также к области теплотехники, в частности к тепловым трубам.
2
Многие современные электронные приборы содержат элементы, рассеивающие при работе большое количество тепла. Поэтому такие приборы нуждаются в эффективных системах обеспечения температурного режима. Наиболее актуальна эта проблема в вычислительной технике, работающей в круглосуточном режиме. Для вычислительной техники характерна высокая плотность рассеиваемого теплового потока, которая может достигать от 70 до 150 Вт/см.
Известна «Пассивная система охлаждения настольного компьютера» (см. патент РФ №2297661 от 29.07.2005, опубликованный в БИ №11 от 20.04.2007 г.), содержащая тепловые трубы с зонами испарения и конденсации с расположенной между ними транспортной зоной, тепловые интерфейсы, сопряженные с зонами испарения и конденсации, и радиатор с вертикальным оребрением, выполненный в виде стенки системного бока компьютера, к которому присоединены тепловые интерфейсы зон конденсации.
Вышеуказанная система охлаждения является наиболее близкой по технической сущности к заявляемой системе и поэтому выбрана в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является большое термическое сопротивление системы охлаждения в переходных зонах от зоны конденсации тепловой трубы к тепловому интерфейсу, от теплового интерфейса к радиатору. Особенно это актуально, если объектов охлаждения несколько, что характерно, например, для современных материнских плат, содержащих теплонапряженные слоты памяти нескольких процессоров, платы расширения (графического адаптера, сетевой карты и т.д.).
Решаемой задачей является создание более эффективной системы охлаждения за счет снижения общего термического сопротивления, снижения уровня шума.
Достигаемым техническим результатом является снижение термического сопротивления системы охлаждения за счет снижения количества переходных сопротивлений, а также минимизации расстояний кондуктивного переноса тепла к поверхности контакта теплового разъема, снижения шумности системы охлаждения по отношению к традиционным вентиляторным системам охлаждения.
Для достижения технического результата в пассивной системе охлаждения радиоэлементов в съемном модуле, содержащей плату с размещенными на ней тепловыделяющими элементами, поверхности которых через тепловые интерфейсы сопряжены с зонами испарения тепловых труб, новым является то, что дополнительно введен тепловой разъем, в одной части которого выполнена полость с образованием общего коллектора зон конденсации тепловых труб, а в другой части теплового разъема выполнен канал для циркуляции охлаждающей жидкости.
Введение теплового разъема позволяет модуль, состоящий из платы с теплонапряженными компонентами и пассивной системы охлаждения, включающей в себя тепловые интерфейсы, тепловые трубы и одну часть теплового разъема, выполнить съемным. Во второй части теплового разъема выполнен канал, по которому циркулирует охлаждающая жидкость активной системы охлаждения, например, машинного зала.
На фиг.1 представлена заявляемая пассивная система охлаждения радиоэлементов в съемном модуле.
На фиг.2 представлено поперечное сечение теплового разъема заявляемой системы охлаждения.
Пассивная система охлаждения радиоэлементов в съемном модуле содержит плату 1 с размещенными на ней тепловыделяющими элементами 2, поверхности которых через тепловые интерфейсы 3 сопряжены с зонами испарения 4 тепловых труб, тепловой разъем 5, в одной части 6 которого выполнена полость 7 с образованием общего коллектора зон конденсации 8 тепловых труб, а в другой части 9 теплового разъема выполнен канал 10 для циркуляции охлаждающей жидкости.
Пассивная система охлаждения радиоэлементов в съемном модуле работает следующим образом.
Радиоэлементы 2, расположенные на плате 1, выделяют тепло, которое через тепловые интерфейсы 3 передается к зонам испарения 4 тепловых труб. Тепловые трубы представляют собой заполненные теплоносителем герметичные теплопередающие устройства с расположенной внутри них капиллярной структурой.
Под воздействием тепловой энергии происходит испарение теплоносителя в зоне испарения 4 тепловых труб. Затем тепловая энергия переносится паром в виде скрытой теплоты испарения в зону конденсации 8 тепловых труб и далее в полость 7 общего коллектора, расположенного в одной части 6 теплового разъема 5. Циркулирующая в другой части 9 теплового разъема 5 жидкость охлаждает тепловой разъем, при этом в общем коллекторе 7 теплоноситель конденсируется. Образовавшийся конденсат, под действием капиллярных сил, возвращается в зону испарения 4.
Был изготовлен опытный образец пассивной системы охлаждения, который подтвердил ее работоспособность.