Стойка охлаждения электронных блоков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 8 ОА 1 19) 5/О 5 Н Пи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) СТОЙКА ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ БЛОКОВ(57) Изобретение относится к холодильнойтехнике, в частности к охлаждению электронных блоков современных сверхбыстродействующих электронно-вычислительныхмашин, Изобретение позволяет значительно повысить надежность и интенсивностьтеплообмена при минимальных энергопотерях теплопередающих элементов электронных Ьлоков в полном диапазоне нагрузок тем, что в стойке охлаждения электронных блоков, содержащей канал 1 с циркулирующим в нем хладагентом, соединенный с теплопередающими элементами 9 электронных блоков 10, канал 1 соединяется с теплопередающими элементами 9, снабженными полостями, посредством теплоотводящего коллектора 3, выполненного в виде оребренного перфорированного резервуара, заполненного жидким хладагентом, снабженного трубками 8, установленными в отверстиях перфорации 5 резервуара и соединенными с полостями теплопередаащих элементов 9, при этом коллектор 3 в веохней части снабжен газовой камерой 7, соединенной с полостью коллектора 3, 2 ил.Изобретение относится к холодильнойтехнике, связанной с охлаждением электронных приборов, конкретнее к охлаждению электронных блоков современныхсверхбыстродействующих электронно-вычислительных машин,Целью изобретения являтся повышениенадежности и интенсивности теплообменапри минимальных энергопотерях теплопередающих элементов электронных блоков. 10На фиг.1 представлена схема стойки охлаждения электронных блоков; на фиг,2 -разрез А - А на фиг.1. Стойка содержит канал1, в котором циркулирует поток дросселированного хладагента после конденсатора 2, 15омывающий теплоотводящий коллектор 3 сребрами 4 и отверстиями перфорации 5, полость которого, заполненная жидким хладагентом с уровнем 6, находящимся на высотенижней части газовой камеры 7, через трубки 8, установленные в отверстиях перфорации 5, соединяется с полостямитеплопередающих элементов 9 электронныхблоков 10. Направление потока на всасывание компрессора показано стрелкой 11, 25Стойка охлаждения электронных блоков работает следующим образом,Мощность электронных блоков 10 лежит в пределах от 50 до 500 Вт, Всего блоковв стойке охлаждения процессора 56. Задают испарения в полостях теплопередающихэлементов 9 около 20 С, что исключает запотевание блоков в заданных климатическихусловиях эксплуатации стойки и соответствуеттехническим условиям эксплуатации электронных блоков, температурным характеристикам полупроводниковых переходов.Включают питание блоков,что соответствует началу испарения хладагента в полостях .теплопередающих элементов и приводит к 40притоку газообразного хладагента черезтрубки 8 в полость перфорированного коллектора 3, где он проходит через жидкийхладагент и начинает конденсироваться,так как температура жидкого хладагента 4519,2 С, а температура хладагента в канале,омывающем коллектор 3, 18,50 С, Газ, несконденсировавшийся в процессе барботирования через жидкий хладагент, скаплива 50ется в газовой камере 7, где и конденсируется, стекая в полость коллектора. Объем испарившегося хладагента в полостях теплопередающих элементов 9 занимает жидкий хладагент, поступающий из коллектора 3 по трубкам 8. Испытания проводились в полном диапазоне нагрузок(0-100), которце задавались включением и отключением электронных блоков, Номинальная мощность составила около 15 кВт.При этой мощности полный температурный перепад между теплопередающими элементами 9 и потоком хладагента в канале 1 составил 1,5 С, при нулевой 0,5 С. Этот перепад был связан с энергопотерями в стенке коллектора (1,2 С), который можно значительно снизить, увеличив поверхность теплообмена,коллектора, и потерями при смешении хладагента в коллекторе(около 0,3 С). При нулевой нагрузке температура теплопередающего элемента составила 19,8 С, В процессе испытаний измерялась температура на поверхности теплопереда-,. ющего блока как при нулевой, так и при 100-ной нагрузках, Перекос более 0,1 С отмечен не был, а наблюдался он лишь в местах установки мощных микросхем, При одновременном включении всех блоков также не наблюдалось отклонение температуры в переходном режиме, так как жидкий хладагент в теплопередающих блоках сразу вскипал и последующая циркуляция хладона в коллекторе обеспечивалась на требуемом уровне, Иначе говоря, не бцл замечен эффект, обычно сопровождающий пусковце условия, при этом стойка охлаждения никак не готовилась к пуску и не требует никакой подготовки в принципе. Коэффициенты теплоотдачи, замеренные в процессе испарения, составили 10 кВт/(м С), в процессе конденсации - 9,6 кВт/(м С).Стойка охлаждения обеспечивает весьма высокую надежность теплоотвода от электронных блоков, В полном диапазоне нагрузок не было отмечено повышений температуры в теплопередающих блоках, в том числе и температурных перекосов более чем на 0,1 С, в то время как блоки допускают перекосы, равные 2 С, Наблюдалась надежная циркуляция газообразного хладагента из теплопередающих блоков в коллектор и жидкого из коллектора в теплопередающие блоки, о чем свидетельствовали как минимальный перепад температур в коллекторе при смешении, который составил 0,3 С, так и отсутствие превышений температуры в теплопередающих блоках. Другими словами, процессы испарения в теплопередающих блоках - изотермические, в канале также, а перепад на стенке коллектора составил всего 1,2 С. Указанные процессы свидетельствуют о высокой интенсивности процессовтеплообмена,которыесоответствуют по коэффициентам теплоотдачи уровням, близким к максимальным, около 10 кВт/(м еС), в процессе конденсации в коллекторе коэффициенттеплоотдачи составил 9,6 кВт/(м.С). Об очень низких энергопотерях свидетельствует незначительный температурный перепад (1,5 С) до процессов испарения в коллекторе, что по существу1695080 Составитель Н.Алесеевактор Н.Цалихина Техред М.Моргентал Корректор В рняк аказ 4152 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 пренебрежимо мало, так как в стенке коллектора перепад составил 1,2 С, а потери при смешении газа после теплопередающих блоков с жидким хладагентом в коллекторе составили 0,3 С. 5 Формула изобретенияСтойка охлаждения электронных блоков, содержащая канал для хладагента, соединенный с теплопередающими элементами 10 электронных блоков, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и интенсивности теплообмена при минимальных энергопотерях теплопередающих элемен 15 тов электронных блоков в полном диапазоне нагрузок, канал для хладагента соединен с теплопередающими элементами, выполненными с внутренними полостями, посредством дополнительно установленного теплоотводящего коллектора, выполненного в виде оребренного перфорированного резервуара для жидкого хладагента, снабженного трубками, установленными в отверстиях перфорации резервуара и соединенными с полостями тепло- передающих элементов, при этом коллектор в верхней части снабжен газовой камерой, соединенной с полостью теплоотводящего коллектора.