Система охлаждения компьютера Российский патент 2024 года по МПК G06F1/20 H05K7/20 

Настоящее изобретение относится к конструктивным элементам вычислительных машин, в частности к средствам охлаждения, более точно к системе охлаждения компьютера. Изобретение может быть использовано для охлаждения тепловыделяющих компонентов компьютера.

Из уровня техники известна система охлаждения компьютера, описанная в CN 101636068 A, 27.01.2010 или TW 201251591 A, 16.12.2012, и содержащая теплопередающий элемент, устанавливаемый на тепловыделяющий компонент компьютера (процессор), и соединенную с ним гибкими шлангами охлаждающую панель, выполненную в виде стенки корпуса компьютера, и содержащую канал для охлаждающей жидкости. Кроме того, система содержит помпу.

В упомянутых системах жидкостью охлаждается только центральный процессор. Вместе с тем, если использовать жидкость для охлаждения и других компонентов компьютера, это значительно увеличит число шлангов и соединений, что повысит вероятность протечки охлаждающей жидкости. Кроме того, упомянутые системы охлаждения сложно обслуживать, например, для замены материнской платы необходимо: отсоединить все теплопередающие элементы, заменить материнскую плату, слить охлаждающую жидкость, заменить все теплопередающие элементы на новые (подходящие под новую материнскую плату), закрепить новые теплопередающие элементы на новой материнской плате, залить охлаждающую жидкость.

Также, из уровня техники известны устройства охлаждения тепловыделяющих компонентов электронных устройств, описанные в US 2022163269 A1, 26.05.2022 или CN 210377352 U, 21.04.2020, и предусматривающие установку на тепловыделяющий компонент электронного устройства охлаждающей панели, содержащей канал для охлаждающей жидкости.

Упомянутые устройства закрепляются непосредственно на тепловыделяющий компонент электронного устройства, либо на несущий элемент вблизи него, таким образом, имеются ограничения по габаритам и массе панели, соответственно, и ограничения по эффективности охлаждения. Кроме того, для обслуживания или замены упомянутых компонентов также необходим демонтаж панели, что повышает риск возникновения протечки.

Кроме того, из уровня техники известны устройства для охлаждения ноутбуков и планшетов, описанные в CN 105813442 A, 27.07.2016 и CN 16352195 U, 19.04.2022, соответственно. Упомянутые устройства осуществляют теплосъем с задней стенки планшета и нижней части ноутбука, при помощи теплосъёмных панелей, имеющих каналы для охлаждающей жидкости.

Однако, их эффективность мала из-за наличия большого количества теплопереходов, кроме того, эффективность части теплопереходов не обеспечена на высоком уровне из-за необходимости демонтажа электронных устройств. Кроме того, сами устройства охлаждения весьма громоздки.

Таким образом, задачей изобретения является устранение недостатков известного уровня техники, а технический результат изобретения заключается в создании эффективной система охлаждения компьютера, позволяющей: обеспечить легкий доступ к компонентам компьютера для их обслуживания или замены; исключить необходимость слива охлаждающей жидкости при проведении упомянутого обслуживания или замены; повысить безопасность, путем снижения вероятности протечки, как при упомянутом обслуживании или замене, так и при эксплуатации компьютера в целом.

Кроме того, такая система охлаждения компьютера может быть с легкостью реконфигурирована, в частности, путем добавления необходимых элементов.

Указанный технический результат достигается за счет системы охлаждения компьютера, которая включает:

- по меньшей мере, одну теплосъёмную панель, содержащую, по меньшей мере, один канал для охлаждающей жидкости, и выполненную с возможностью прикрепления к элементам корпуса компьютера, при этом, по меньшей мере, одна теплосъёмная панель выполнена в виде, по меньшей мере, части стенки корпуса компьютера, кроме того, по меньшей мере, одна теплосъёмная панель выполнена съемной или поворотной;

- по меньшей мере, один теплопроводящий элемент, выполненный с возможностью установки на тепловыделяющий компонент компьютера, и имеющий форму и размеры для его нахождения в тепловом контакте с теплосъёмной панелью и обеспечения теплопередачи от тепловыделяющего компонента компьютера к теплосъёмной панели,

- по меньшей мере, одну помпу;

- по меньшей мере, один радиатор, соединенный гибкими шлангами с, по меньшей мере, одной теплосъёмной панелью;

- и, по меньшей мере, один вентилятор.

Кроме того, по меньшей мере, один радиатор, по меньшей мере, одна теплосъёмная панель и соединительные гибкие шланги содержат охлаждающую жидкость.

В частных формах реализации системы охлаждения компьютера технический результат также достигается за счет нижеследующего.

По меньшей мере, одна теплосъёмная панель выполнена из соединённых друг с другом двух слоев, при этом в, по меньшей мере, одном слое выполнена открытая канавка, которая при соединении первого и второго слоев образует, по меньшей мере, один канал для охлаждающей жидкости.

По меньшей мере, один теплопроводящий элемент и, по меньшей мере, одна теплосъёмная панель дополнительно имеют резьбовые средства соединения друг с другом.

Система содержит несколько теплопроводящих элементов, при этом, по меньшей мере, два из них имеют форму и размеры для их нахождения в тепловом контакте с одной теплосъёмной панелью.

Система содержит несколько теплосъёмных панелей, при этом, теплосъёмные панели соединены между собой и с, по меньшей мере, одним радиатором гибкими шлангами.

Тепловой контакт между, по меньшей мере, одним теплопроводящим элементом и, по меньшей мере, одной теплосъёмной панелью дополнительно обеспечивается термопрокладками или термопастой.

По меньшей мере, один вентилятор, установлен для создания воздушного потока, воздействующего на, по меньшей мере, один радиатор.

Первый слой, или второй слой, или оба слоя теплосъёмной панели выполнены из меди или алюминия, или сплава на основе меди или алюминия.

По меньшей мере, один теплопроводящий элемент выполнен из меди или алюминия, или сплава на основе меди или алюминия.

Необходимо отметить, что вышеописанное выполнение системы охлаждения компьютера позволяет обеспечить легкий доступ к компонентам компьютера для их обслуживания или замены, в частности, исключить необходимость слива охлаждающей жидкости из системы. Кроме того, позволяет повысить безопасность, путем снижения вероятности протечки из-за проведения манипуляций по снятию и установке содержащих охлаждающую жидкость элементов системы охлаждения при упомянутом обслуживании или замене компонентов компьютера. Это обусловлено, в частности, тем, что охлаждающая жидкость находится только в теплосъемных панелях, радиаторах и соединяющих их шлангах, а теплопроводящие элементы, устанавливаемые на тепловыделяющие компоненты компьютера, охлаждающей жидкости не содержат.

Настоящее изобретение поясняется следующими графическими материалами.

Фиг. 1. Компьютер, оснащенный настоящей системой охлаждения, одна из теплосъёмных панелей, выполненная в виде поворотной части боковой стенки корпуса, открыта.

Фиг. 2а. Компьютер, оснащенный настоящей системой охлаждения, теплосъёмная панель, выполненная в виде поворотной боковой стенки корпуса, закрыта (разрез, схематично).

Фиг. 2б. Компьютер, оснащенный настоящей системой охлаждения, теплосъёмная панель, выполненная в виде поворотной боковой стенки корпуса, открыта (разрез, схематично).

Фиг. 3а. Корпус компьютера, оснащенный настоящей системой охлаждения, вид на теплосъёмные панели (наружные декоративные панели сняты).

Фиг. 3б. Корпус компьютера, оснащенный настоящей системой охлаждения, пример реализации.

Как показано на фигурах, система охлаждения компьютера включает, по меньшей мере, одну теплосъёмную панель (1), содержащую, по меньшей мере, один канал для охлаждающей жидкости, и выполненную с возможностью прикрепления к элементам корпуса компьютера. На фигурах 1, 3а и 3б проиллюстрированы примеры, в которых система охлаждения компьютера включает несколько теплосъёмных панелей (1).Кроме того, на упомянутых фигурах проиллюстрировано, что, по меньшей мере, одна теплосъёмная панель (1) выполнена в виде, по меньшей мере, части стенки корпуса компьютера, кроме того, по меньшей мере, одна теплосъёмная панель (1) выполнена съемной или поворотной (см. фиг. 1 и 2б).

На фигурах не показано, однако, система охлаждения компьютера включает, по меньшей мере, один радиатор, при этом, одна или несколько теплосъёмных панелей (1), соединены между собой и с, по меньшей мере, одним радиатором гибкими шлангами. Кроме того, по меньшей мере, один радиатор, по меньшей мере, одна теплосъёмная панель и соединительные гибкие шланги содержат охлаждающую жидкостью.

Система охлаждения компьютера содержит, по меньшей мере, одну помпу (2). В проиллюстрированном на фигуре 1 примере помпа (2) расположена на одной из теплосъёмных панелей (1), вместе с тем, помпа может быть установлена отдельно.

Как показано на фигурах 1, 3а и 3б, система содержит, по меньшей мере, один вентилятор (3), который установлен для создания воздушного потока, воздействующего на, по меньшей мере, один радиатор (в проиллюстрированном примере радиатор расположен за вентиляторами).

Как показано на фигурах 1 – 2б, по меньшей мере, один теплопроводящий элемент (4), выполненный с возможностью установки на тепловыделяющий компонент компьютера (5), и имеющий форму и размеры для его нахождения в тепловом контакте с теплосъёмной панелью (1) и обеспечения теплопередачи от тепловыделяющего компонента компьютера (5) к теплосъёмной панели (1).

В частности, тепловой контакт между, по меньшей мере, одним теплопроводящим элементом (4) и, по меньшей мере, одной теплосъёмной панелью (1) дополнительно обеспечивается термопрокладками или термопастой (6). Также, по меньшей мере, один теплопроводящий элемент (4) и, по меньшей мере, одна теплосъёмная панель (1) дополнительно могут иметь резьбовые средства соединения друг с другом (не показаны). Например, резьбовое отверстие в теплопроводящем элементе, отверстие в теплосъёмной панели и резьбовой крепеж, например, винт или болт.

Кроме того, из фигур 2а и 2б видно, что система содержит несколько теплопроводящих элементов (4), при этом, по меньшей мере, два из них имеют форму и размеры для их нахождения в тепловом контакте с одной теплосъёмной панелью (1). В проиллюстрированном на фигуре 1примере в тепловом контакте с одной теплосъёмной панелью (1) находятся три теплопроводящих элемента (4), а в проиллюстрированном на фигурах2а и 2б примере в тепловом контакте с одной теплосъёмной панелью (1) находятся пять теплопроводящих элементов (4), установленных на оперативной памяти и процессоре или чипе. С целью обеспечения высоких показателей теплопроводности, по меньшей мере, один теплопроводящий элемент (4) выполнен из меди или алюминия, или сплава на основе меди или алюминия.

По меньшей мере, одна теплосъёмная панель (1) выполнена из соединённых друг с другом двух слоев, при этом в, по меньшей мере, одном слое выполнена открытая канавка, которая при соединении первого и второго слоев (путем, например, склеивания или соединения винтами с использованием прокладки или герметика) образует, по меньшей мере, один канал для охлаждающей жидкости. В проиллюстрированном варианте, один из слоев (наружный) выполнен из, по меньшей мере, частично прозрачного пластика. Кроме того, с целью обеспечения высоких показателей теплопроводности, внутренний слой(первый или второй слой), или оба слоя теплосъёмной панели (1)выполнены из меди или алюминия, или сплава на основе меди или алюминия.

Система охлаждения компьютера монтируется следующим образом.

На тепловыделяющие компонент компьютера (5), такие как процессор, чипсет, оперативная память, SSD типа М.2, процессор и память видеокарты, иные тепловыделяющие элементы, например, элементы блока питания, устанавливаются с помощью механического крепления, такого как резьбовое или с помощью упругих элементов, с использованием термопасты или термопрокладок теплопроводящие элемент (4).

Каждый теплопроводящий элемент (4) представляет собой объемное тело, выполненное из меди или алюминия, или сплава на основе меди или алюминия, с формой и размерами (в частности высотой) для нахождения в тепловом контакте с теплосъёмной панелью (1) и обеспечения теплопередачи от тепловыделяющего компонента компьютера (5) к теплосъёмной панели (1) (см. фиг. 2а), а также снабженное средствами для установки на тепловыделяющий компонент компьютера (5), такими как кронштейны с отверстиями или прижимами.

Дополнительно, для улучшения теплового контакта, теплопроводящий элемент (4)может быть снабжен резьбовым отверстием для резьбового средства соединения степлосъёмной панелью (1).

Как показано на фигурах 2а и 2б, пять теплопроводящих элементов (4)имеют форму и размеры для их нахождения в тепловом контакте с одной теплосъёмной панелью (1),тепловой контакт между теплопроводящими элементами и теплосъёмной панелью дополнительно обеспечивается термопрокладками или термопастой (6).В проиллюстрированном примере тепловой контакт происходит в одной плоскости, вместе с тем, не исключено ступенчатое выполнение теплосъёмной панели (1) и, соответственно, обеспечение теплового контакта с теплопроводящими элементами (4) в разных плоскостях.

В свою очередь, теплосъёмная панель (1) выполнена из соединённых друг с другом двух слоев, при этом в одном слое выполнена открытая канавка, которая при соединении первого и второго слоев (путем, например, склеивания или соединения винтами с использованием прокладки или герметика) образует канал для охлаждающей жидкости. По меньшей мере, внутренний (находящийся в тепловом контакте с теплопроводящими элементами) слой теплосъёмной панели выполнен из меди или алюминия, или сплава на основе меди или алюминия. Одна или несколько теплосъёмных панелей (1), соединены между собой и с, по меньшей мере, одним радиатором гибкими шлангами.

Система охлаждения имеет помпу (2), которая может быть выполнена отдельно и также соединяться гибкими шлангами, либо может устанавливаться непосредственно на теплосъемную панель (1) (см. фиг. 1).

Пространство внутри упомянутых соединенных гибкими шлангами элементов системы заполнено охлаждающей жидкостью.

Радиатор и помпа (в случае если она выполнена отдельно) размещаются на или в корпусе компьютера и прикрепляются к нему. Кроме того, в или на корпусе компьютера размещается один или более вентилятор (3), который создает воздушный поток, воздействующий на радиатор. Не исключается монтаж вентилятора непосредственно на радиатор.

В свою очередь, теплосъёмные панели (1) прикрепляются к элементам корпуса компьютера, в том числе, в виде части стенки корпуса компьютера. По меньшей мере, одна теплосъёмная панель (1) выполняется съемной или поворотной, например, на петлях (см. фиг. 2а и 2б). Кроме того, в панели могут быть выполнены отверстия для резьбового соединения с теплопроводящими элементами, при помощи болтов или винтов.

Соответственно, когда теплосъёмная панель (1) устанавливается или теплосъёмная панель (1) поворачивается в закрытое положение, внутренний слой теплосъёмной панели (1) вступает в тепловой контакт с теплопроводящими элементами (4).

Как отмечалось ранее, тепловой контакт, может быть улучшен использованием термопасты или термопрокладок (6) и/или резьбового соединения теплопроводящих элементов (4) с теплосъёмной панель (1).

Система охлаждения компьютера обеспечивает следующие процессы теплопередачи: тепло от тепловыделяющих компонентов компьютера (5), например, через термопасту или термопрокладки, переходит к теплопроводящим элементам (4), и далее, также через термопрокладки или термопасту (6) переходит на внутренний слой теплосъёмной панели (1). В свою очередь, жидкость системы охлаждения проходя через каналы в теплосъемной панели (1) снимает тепловую энергию и переносит ее в радиаторы системы охлаждения.

Использование материалов с хорошей теплопроводностью, таких как медь или алюминий, или сплавы на основе меди или алюминия, а также точность изготовления, в частности, теплопроводящих элементов (4) и теплосъёмных панелей (1), позволяет максимизировать теплопроводность от тепловыделяющих компонентов компьютера (5) к охлаждающей жидкости. Вместе с тем, дополнительно, тепловой контакт меду теплопроводящими элементами и теплосъёмной панелью может быть улучшен дополнительными средства их соединения, в частности резьбовыми, как описано ранее.

В свою очередь, теплосъёмная панель (1) имеет значительную площадь, за счет которой часть тепла передается в окружающий воздух, вместе с тем, охлаждающая жидкость посредством помпы направляется в радиатор, который также отдает тепло в окружающий воздух, в частности, посредством воздействующего на него потока воздуха вентилятора (3) или без него.

Система охлаждения компьютера обеспечивает легкий и безопасный доступ к компонентам компьютера, в частности, тепловыделяющим. Для доступа к компонентам компьютера, пользователю необходимо просто снять или повернуть на петлях теплосъёмную панель (1). Вместе с тем, установленные на тепловыделяющих компонентах компьютера (5) теплопроводящие элементы (4) не содержат охлаждающей жидкости, таким образом, как теплопроводящие элементы (4), так и тепловыделяюще компоненты компьютера (5), а также другие компоненты компьютера могут быть легко обслужены (например, замена термопасты) или заменены на другие, без необходимости слива охлаждающей жидкости и риска возникновения протечки.

Изобретение относится к системам охлаждения компьютеров. Технический результат заключается в повышении надежности и ремонтопригодности компьютера, оснащенного системой охлаждения. Указанный технический результат достигается за счет того, что система охлаждения включает: теплосъёмную панель, содержащую, по меньшей мере, один канал для охлаждающей жидкости, и выполненную в виде части стенки корпуса компьютера с возможностью прикрепления к элементам корпуса компьютера, при этом теплосъёмная панель выполнена съемной или поворотной; по меньшей мере, один теплопроводящий элемент для установки на тепловыделяющий компонент компьютера, и имеющий форму и размеры для нахождения в тепловом контакте с теплосъёмной панелью; по меньшей мере, одну помпу; по меньшей мере, один радиатор, соединенный гибкими шлангами с теплосъёмной панелью; по меньшей мере, один вентилятор. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система охлаждения компьютера, включающая:

по меньшей мере, одну теплосъёмную панель, содержащую, по меньшей мере, один канал для охлаждающей жидкости, и выполненную с возможностью прикрепления к элементам корпуса компьютера,

при этом, по меньшей мере, одна теплосъёмная панель выполнена в виде, по меньшей мере, части стенки корпуса компьютера, кроме того, по меньшей мере, одна теплосъёмная панель выполнена съемной или поворотной,

по меньшей мере, один теплопроводящий элемент, выполненный с возможностью установки на тепловыделяющий компонент компьютера, и имеющий форму и размеры для его нахождения в тепловом контакте с теплосъёмной панелью и обеспечения теплопередачи от тепловыделяющего компонента компьютера к теплосъёмной панели,

по меньшей мере, одну помпу,

по меньшей мере, один радиатор, соединенный гибкими шлангами с, по меньшей мере, одной теплосъёмной панелью,

и, по меньшей мере, один вентилятор,

кроме того, по меньшей мере, один радиатор, по меньшей мере, одна теплосъёмная панель и соединительные гибкие шланги содержат охлаждающую жидкость.

2. Система по п. 1, в которой, по меньшей мере, одна теплосъёмная панель выполнена из соединённых друг с другом двух слоев, при этом в, по меньшей мере, одном слое выполнена открытая канавка, которая при соединении первого и второго слоев образует, по меньшей мере, один канал для охлаждающей жидкости.

3. Система по п. 1, в которой, по меньшей мере, один теплопроводящий элемент и, по меньшей мере, одна теплосъёмная панель дополнительно имеют резьбовые средства соединения друг с другом.

4. Система по п. 1, которая содержит несколько теплопроводящих элементов, при этом, по меньшей мере, два из них имеют форму и размеры для их нахождения в тепловом контакте с одной теплосъёмной панелью.

5. Система по п. 1, которая содержит несколько теплосъёмных панелей, при этом теплосъёмные панели соединены между собой и с, по меньшей мере, одним радиатором гибкими шлангами.

6. Система по п. 1, в которой тепловой контакт между, по меньшей мере, одним теплопроводящим элементом и, по меньшей мере, одной теплосъёмной панелью дополнительно обеспечивается термопрокладками или термопастой.

7. Система по п. 1, в которой, по меньшей мере, один вентилятор установлен для создания воздушного потока, воздействующего на, по меньшей мере, один радиатор.

8. Система по п. 2, в которой первый слой, или второй слой, или оба слоя теплосъёмной панели выполнены из меди или алюминия, или сплава на основе меди или алюминия.

9. Система по п. 1, в которой, по меньшей мере, один теплопроводящий элемент выполнен из меди или алюминия, или сплава на основе меди или алюминия.