Шкаф с радиоэлектронной аппаратурой Российский патент 2019 года по МПК G12B15/06 H05K7/20 

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности, предназначено для поддержания оптимальной температуры в объеме шкафа, что способствует стабильной работе техники.

Прототипом устройства является шкаф с радиоэлектронной аппаратурой, описанный в [1]. Устройство, содержит герметически плотный корпус шкафа, переднюю индикаторную панель, отображающую температурные режимы, теплопроводящую пластину, которая находится в контакте с системой зоны испарения тепловых труб, зону конденсации тепловых труб, находящуюся в тепловом контакте с высокотеплопроводной пластиной и установленными на ней холодными спаями ТЭБ (термоэлектрические батареи) и в шахматном порядке тепловыми мостиками, блок управления, электрически связанный с индикатором, системой вентиляторов, датчиком температуры и блоком питания. Данное устройство неэффективно с точки зрения обеспечения теплового режима радиоэлектронной аппаратуры, т.к. при выделении большого количества тепла радиоэлектроникой система охлаждения не будет справляться с возложенной задачей. Также недостатком данного шкафа является то, что неудобно обеспечивать температурные режимы работы элементов РЭА, размещенных в шкафу, имеющих унифицированные геометрические размеры. Тепловая труба имеет одну зону конденсации, что недостаточно для стабильного режима работы системы охлаждения.

Целью изобретения является повышение эффективности отвода тепла из объема шкафа.

На фиг. 1 изображен общий вид системы охлаждения термоэлектрического шкафа (сбоку и сверху). На фиг. 2 показан общий вид шкафа с расположенными в нем системами охлаждений.

Устройство состоит из системы охлаждения, отображенной на фиг. 1: тепловых труб - 1; межтрубного оребрения - 2 всей области испарения; зоны конденсации - 3 с обоих концов тепловых труб; тепловых мостиков - 4 в зоне конденсации; ТЭБ - 5; боковых стенок шкафа, играющих роль радиатора - 6 для снятия тепла с горячих спаев термоэлектрических батарей и тепла, выделяемого аппаратурой в зависимости от конфигурации включения; высокотеплопроводящих пластин - 7. На фигурах не изображены датчики температуры, соединенные электрически с блоком управления, блоком питания и индикационным дисплеем.

Принцип действия. Выделяемое тепло от установленной в шкаф аппаратуры отводится тепловыми трубами, находящимися в тепловом контакте с зоной испарения. Зона испарения тепловых труб выполнена с оребрением, что увеличивает интенсивность испарения тепловых труб, и тем самым получаем низкое тепловое сопротивление шкафа. Зоны конденсации тепловых труб контактируют с системой из теплопроводящих пластин - 7, ТЭБ - 5, тепловых мостиков - 4 и боковых стенок шкафа, выполненных в виде радиатора с обеих сторон (справа и слева). Пары хладагента тепловой трубы, попав в зону конденсации, переходят в жидкую фазу и стекают обратно в зону испарения, тем самым снимая тепло с внутреннего объема шкафа. При избыточном тепловыделении аппаратуры для эффективности теплоотвода в зоне конденсации труб применяем ТЭБ - 5. Зона конденсации тепловых труб находится в плотном контакте с теплопроводящими пластинами - 7, на которых установлены в шахматном порядке тепловые мостики - 4 с ТЭБ - 5 (холодными спаями к тепловой трубе). Количество мостиков и ТЭБ различно, в зависимости от необходимой мощности отвода. Суть тепловых мостиков заключается в экономии электроэнергии, т.к. они через себя передают тепло на радиатор, которое снимается посредством естественной конвекции. Тепловые мостики выполнены из медных прямоугольников размером с установленных ТЭБ. Количество труб может быть различно в зависимости от выделяемой мощности аппаратурой, в нашем случае установлено три. Если интенсивность тепловыделения усиливается в шкафу, то подается сигнал с датчика температуры на блок управления для подачи питания на ТЭБ. Тем самым эффективность работы тепловых труб повышается. Отвод тепла с горячих слоев ТЭБ осуществляется при помощи боковых стенок – 6, играющих роль радиатора. Преимуществом предлагаемой конструкции также является отсутствие значительных дополнительных энергозатрат для регулирования температурного режима радиоэлектронной аппаратуры в шкафу и использование тепловых мостиков. Чтобы устранить обратные теплопритоки от жесткой фиксации высокотеплопроводящих пластин - 7 используются теплоизоляционные крепления.

Литература

1. Патент RU 2399174 С1.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности предназначено для поддержания оптимальной температуры в объеме шкафа, что способствует стабильной работе техники. Технический результат - повышение эффективности отвода тепла из объема шкафа - достигается тем, что шкаф с радиоэлектронной аппаратурой содержит систему охлаждения, состоящую из тепловых труб с межтрубным оребрением всей области их испарения, зоны конденсации с обоих концов тепловых труб, тепловых мостиков в зоне конденсации, термоэлектрических батарей (ТЭБ), боковых стенок шкафа, играющих роль радиатора для снятия тепла с горячих спаев ТЭБ и тепла, выделяемого аппаратурой в зависимости от конфигурации включения, теплопроводящих пластин. 4 ил.

Шкаф с радиоэлектронной аппаратурой, имеющий корпус, тепловые трубы для отвода тепла, блок управления и температурный датчик, панель с индикацией температурных режимов, тепловые мостики, термоэлектрические батареи (ТЭБ), отличающийся тем, что боковые стенки шкафа выполнены в виде радиаторов, тепловые трубы выполнены с оребрением по всей зоне испарения, расположенной в их средней части и находящейся в тепловом контакте с выделяемой тепло аппаратурой, расположенной в шкафу, зоны конденсации выполнены с обеих сторон тепловых труб и находятся в плотном контакте с теплопроводящими пластинами, на которых расположены ТЭБ, отвод тепла с горячих спаев которых осуществляется с помощью боковых стенок шкафа, выполненных в виде радиаторов, и тепловых мостиков, передающих тепло на радиаторы, при этом ТЭБ холодными спаями обращены к тепловым трубам.