УСТРОЙСТВО ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ

Полезная модель относится к устройству терморегуляции оборудования размещенного в шкафу, в частности к климатическому шкафу. Может использоваться в шкафах, установленных на открытой местности.
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, действие которых создает встречные воздушные потоки и снижает эффективность охлаждения.
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. Одна из стенок микроблока выполнена наклонной в виде отражателя потока воздуха. Радиоэлектронный блок содержит воздуховоды, выполненные в виде радиаторов. Недостатки данного технического решения заключаются в отсутствии возможности настройки охлаждающего воздуха на определенную температуру, и в сложности конструкции системы охлаждения.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели признано техническое решение по патенту №2318299 «Система охлаждения для приборных и сетевых шкафов и способ охлаждения приборных и сетевых шкафов», H05K 7/20, 2008. Система охлаждения шкафа с электронными модулями включает приточный и вытяжной каналы, воздушно-водяной теплообменник, для охлаждения вытяжного воздуха, воздуховод. Система имеет воздушно-техническое разделение межу холодным приточным воздухом и нагретым вытяжным воздухом выполненное в виде перегородок между электронными модулями и облицовочными панелями шкафа. В разделительной перегородке имеется разрыв для подержания циркуляции воздуха. Недостатком данного технического решения является сложная система отвода тепла, включающая водяное охлаждение. При многократном прохождении нагретого воздуха через воздушно-водяной теплообменник, температура воды будет постепенно увеличиваться, эффективность теплоотвода снижаться. Такой вид теплообмена требует охлаждение жидкости внешним теплообменным контуром, расположенным вне шкафа, что указывает на сложность конструкции и невысокую эффективность работы.
Технической задачей заявляемой полезной модели является улучшение эксплуатационных свойств устройства терморегуляции оборудования.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в повышении эффективности работы устройства терморегуляции оборудования.
Технический результат обеспечивается за счет того, что устройство терморегуляции оборудования, содержащее шкаф, теплообменный элемент с вентилятором, экран, характеризуется тем, что сверху на корпусе шкафа размещен жесткий кожух, в котором установлен экран, выполненный в виде листа, расположенного над верхней стенкой шкафа, в боковых стенках жесткого кожуха выполнены вентиляционные отверстия, экран разделяет внутреннее пространство кожуха на две части, в одной из которых расположены входные вентиляционные отверстия, в другой - выходные вентиляционные отверстия, теплообменный элемент, установлен в отверстие экрана таким образом, что зона всасывания вентилятора расположена в части кожуха с входными отверстиями, радиатор расположен в части кожуха с выходными отверстиями.
Данный технический результат обеспечивается за счет использования экрана. Экран размещен с образованием надэкранной и подэкранной полостей и разделяет потоки воздуха поступающего на входной вентилятор и потоки воздуха прошедшего через радиатор. В боковых стенках жесткого коробчатого кожуха расположены входные и выходные отверстия, экран разделяет их на те, через которые происходит всасывание воздуха из окружающей среды и те, через которые осуществляется выход воздуха в окружающую среду. Выполнение входных отверстий с одной стороны экрана, например, выше поверхности экрана, а выходных - с другой стороны, например, ниже поверхности экрана, исключает возможность смешивания входящего и выходящего воздушных потоков, что повышает эффективность теплоотвода. Экран выполнен в виде горизонтально расположенного листа с отогнутыми краями. Горизонтальная поверхность экрана имеет отверстие, в которое вставлен корпус вентилятора термоэлектрической сборки, таким образом, что зона всасывания вентилятора расположен над экраном, а радиатор под ним.
На фигуре представлен разрез климатического шкафа с оборудованием.
Устройство содержит корпус шкафа 1, коробчатый кожух 2, теплообменный элемент 3 с вентилятором 4, или теплообменный 3 и вентилятор 4, входные вентиляционные отверстия 5, выходные вентиляционные отверстия 6, экран 7.
Устройство работает следующим образом. Воздух из окружающей среды проходит во входные вентиляционные отверстия 5, проходит через зону всасывания вентилятора 4 поступает на радиатор теплообменного элемента 3. Теполообменный элемент может быть выполнен в виде термоэлектрической сборки с элементом Пельтье (далее термоэлектрическая сборка), или в виде любой другой системы кондиционирования. Пройдя через теплообменный элемент 3 воздух нагревается и, пройдя под экраном 7, выходит из коробчатого кожуха 1 через выходные вентиляционные отверстия 6. Вследствие работы теплообменного элемента 3, экран 7 обеспечивает разделение воздушных потоков внутри коробчатого кожуха 1 на холодный, попадающий из окружающей среды, и нагретый - прошедший через радиатор. Благодаря данной циркуляции воздуха и разделению входящих и выходящих потоков с помощью экрана 7 происходит съем температуры с поверхности радиатора и происходит его охлаждение. Благодаря этому исключается перегрев оборудования, установленного внутри шкафа 2. Если теплообменный элемент выполнен в виде термоэлектрической сборки с элементами Пельтье, то сборка вставлена в верхнюю стенку шкафа и вставлена в отверстие экрана так, что вентилятор расположен сверху экрана, а радиатор расположен под экраном, над верхней поверхностью шкафа. Термоэлектрическая сборка связана с контроллером и термодатчиком. Использование указанной термоэлектрической сборки позволяет осуществлять быструю смену режима охлаждения оборудования на режим обогрева и, наоборот, за счет возможности переполяризации элементов Пельтье. Термоэлектрическая сборка позволяет обеспечивать внутри шкафа температуру более низкую, или более высокую, чем температура окружающей среды, за счет чего в шкафу всегда поддерживается требуемое значение рабочего диапазона температур необходимое для надежной работы оборудования. Это повышает эффективность работы климатического шкафа, который используется в качестве устройства терморегуляции оборудования. В случае использования в качестве теплообменного элемента любой другой системы кондиционирования, в состав которой не входят вентиляторы, требуется установка дополнительного вентилятора.
Таким образом, использование полезной модели позволяет повысить эффективность работы устройства терморегуляции оборудования.