Монтажный каркас для размещения электронных компонентов

Монтажный каркас для размещения электронных компонентов содержит набор горизонтальных перекладин и вертикальных стоек шкафа с, по меньшей мере, одним внутренним каналом для прохождения хладагента, образующие канал подачи хладагента и канал слива хладагента, по меньшей мере, две горизонтальные полки, прикрепленные к горизонтальным перекладинам шкафа, и установленным на ней, по меньшей мере, одним электронным компонентом, при этом одна горизонтальная перекладина включает, по меньшей мере, один гибкий шланг, связанный с каналом подачи хладагента, для подсоединения к нему собственного канала подачи хладагента, по меньшей мере, одного электронного компонента, а соседняя горизонтальная перекладина включает, по меньшей мере, один гибкий шланг, связанный с каналом слива хладагента, для подсоединения к нему собственного канала слива хладагента, по меньшей мере, одного электронного компонента, впускное и выпускное отверстия для подачи вывода хладагента. Техническим результат - повышение эффективности и экономичности конструкции системы охлаждения электронных модулей компьютера, упрощение их конструкции и улучшение надежностных характеристик, сокращение энергопотребления системы охлаждения в целом.

Заявляемая полезная модель относится к электротехнике, в частности к устройствам для монтажа и охлаждения силовых блоков питания вычислительных модулей компьютера, сетевым устройствам и систем хранения и, в определенном воплощении, к системам и методам охлаждения модульных систем без использования циркуляции воздуха.

Наиболее близким техническим решением является патент РФ RU 2088059C1 от 20.08.1997 в котором раскрыт шкаф содержащий: набор горизонтальных и вертикальных стоек шкафа, по меньшей мере, две горизонтальные полки и/или стенки, прикрепленные к вертикальным стойкам шкафа с, по меньшей мере, одним внутренним каналом для прохождения хладагента и установленным на ней, по меньшей мере, одним электронным компонентом, впускное и выпускное отверстия для подачи хладагента, каналы подачи и слива хладагента, связанные соответственно с впускным и выпускным отверстиями. Недостатками выше указанного шкафа является, то что он не позволяет монтировать в своей структуре электронные компоненты с неоднородным тепловыделением, снабженных собственными жидкостными охладителями различной конфигурации.

Рассеиваемая мощность интегральных микросхем, устройств содержащие интегральные микросхемы, продолжает увеличиваться. Эта тенденция требует оптимизации систем охлаждения как на модульном, так и системном уровне. Обычно требуется увеличение объема потока воздуха, необходимо для эффективного охлаждения модулей высокой мощности и увеличение температуры воздуха, выходящего из охлаждаемых модулей. Как правило, многие устройства, такие как вычислительные модули, а также соответствующая электроника (например, процессоры, память, жесткие диски, сетевые устройства, блоки питания, усилители и т.д.), размещены в корпусе, съемной конструкции или совмещены в пределах корзины или шасси. Обычно компоненты охлаждаются воздухом, движущимся в параллельных направлениях, как правило, спереди-назад, движимый одним или несколькими устройствами (например, вентиляторами). Увеличивающаяся тепловая мощность в пределах одного корпуса или шасси может быть скомпенсирована путем обеспечения большего потока воздуха, например, за счет использования более мощного вентилятора или путем увеличения скорости вращения. Однако, этот подход становится неприменим в контексте больших центров обработки данных. Приемлемый тепловой режим обеспечивается увеличением объема воздуха, перемещаемого в помещении. В некоторых случаях может также возникнуть ситуация когда горячий воздух, выходящий от одного оборудования, попадает на вход близлежащих. Кроме того, уровень акустического шума перемещаемого воздуха от мощного корпуса или шасси воздуха может быть в допустимых пределах, то общий акустический шум в помещении может выходить за допустимый уровень. Кроме того, воздуховоды в корпусах имеют ограниченный размер, что не дат возможность оптимизировать аэродинамику и акустику входа и выхода воздушных потоков. Так же, вследствие прохождения неоптимизированного воздушного потока возникает вибрация, амплитуда которой продолжать увеличиваться за счет интерференции, в близко расположенных электронных платах. Соответственно, существует значительная необходимость в укреплении механизмов охлаждения электронных компонентов и самих компонентов, индивидуально и на всех уровнях монтажа, включая, лезвия, корпус или монтажный шкаф. Необходимость охлаждения существующей и будущей высокой тепловой нагрузки от электронных компонентов требует развития новых систем охлаждения, таких как жидкостные системы охлаждения и способов изготовления монтажных шкафов. Монтажный шкаф с системой распределения жидкого хладагента для монтажа электронных компонентов с неоднородным тепловыделением, снабженных жидкостными охладителями, описанный здесь адресован к необходимости развития систем жидкостного охлаждения электронных устройств и для облегчения охлаждения многокомпонентных электронных систем, таких как стойки включающие несколько видов различной электроники или лезвия. Монтажный шкаф полностью заменяет отдельные корпуса электронных устройств и позволяет монтировать в своей структуре электронные компоненты с неоднородным тепловыделением, снабженных жидкостными охладителями различной конфигурации. Данное утверждение справедливо для монтажа компонент как в одном горизонтальном уровне, так и в нескольких.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение эффективности конструкции системы охлаждения электронных модулей компьютера.

Указанный технический результат достигается тем, что шкаф для монтажа электронных компонентов содержит:

- набор из горизонтальных перекладин и вертикальных стоек каркаса с, по меньшей мере, одним внутренним каналом для прохождения хладагента, образующий канал подачи хладагента и канал слива хладагента,

- по меньшей мере, две горизонтальные полки, прикрепленные к горизонтальным перекладинам каркаса, и установленным на них, по меньшей мере, одним электронным компонентом,

при этом одна горизонтальная перекладина включает, по меньшей мере, один гибкий шланг, связанный с каналом подачи хладагента, для подсоединения к нему собственного канала подачи хладагента, по меньшей мере, одного электронного компонента,

а соседняя горизонтальная перекладина включает, по меньшей мере, один гибкий шланг, связанный с каналом слива хладагента, для подсоединения к нему собственного канала слива хладагента, по меньшей мере, одного электронного компонента,

- впускное отверстие для подачи хладагента в канал подачи хладагента,

- и выпускное отверстие для вывода хладагента из канала слива хладагента

Кроме того в каждой из горизонтальных полок может быть выполнен, по меньшей мере, один внутренний канал для прохождения хладагента, ко входу и выходу которого могут подсоединяться гибкие шланги подачи и слива хладагента.

Нечетные горизонтальные перекладины шкафа и вертикальные стойки одной стороны шкафа образуют канал подачи хладагента, а четные горизонтальные перекладины шкафа и вертикальные стойки другой стороны шкафа образуют канал слива хладагента либо наоборот.

Для эффективной работы шкафа к впускному отверстию подается охлажденный хладагент, а выпускное отверстие служит для отвода отепленного хладагента, также к впускному отверстию посредством крана предпочтительно подключать насос подающий хладагент из внешнего резервуара с хладагентом, где хладагент эффективно охлаждается.

Кроме того предпочтительно, чтобы гибкие шланги на конце имели фитинги типа john guest или кран с фитингом john guest.

В принципе все каналы шкафа могут быть изготовлены путем размещения гибких шлангов в горизонтальных и вертикальных стойках шкафа и стыкуемых фитингами типа john guest или кранами с фитингами john guest с образованием раздельных каналов подачи и слива хладагента.

Предлагаемый шкаф для монтажа электронных компонентов может устанавливаться и закрепляется в любом внешнем шкафу и использоваться в качестве силового элемента для восприятия весовой нагрузки со стороны, как минимум одного, электронного компонента.

Предлагаемая полезная модель поясняется следующими фигурами.

Фиг.1 - общий вид шкафа для монтажа электронных компонентов;

Фиг.2 - схема движения потоков хладагента внутри шкафа;

Фиг.3 - показан пример соединения гибких шлангов с каналами слива/подачи хладагента.

Краткое описание чертежей.

Предлагаемое техническое решение состоит в формировании структуры монтажного шкафа с системой распределения жидкого хладагента в виде единой сборки который полностью заменяет отдельные корпуса электронных устройств и позволяет монтировать в своей структуре электронные компоненты с неоднородным тепловыделением, снабженных жидкостными охладителями различной конфигурации Фиг.1. Конструкция состоит из структуры монтажного шкафа Фиг.1, системы распределения жидкого хладагента Фиг.1, которая предназначена для монтажа к одной из передней, и/или задней и/или боковой стенке монтажного шкафа, который включает в себя структуры для установки электронных компонент с неоднородным тепловыделением, снабженных жидкостными охладителями различной конфигурации. Система распределения жидкого хладагента содержит канал подачи хладагента и канал слива хладагента, предназначенные для обеспечения охлаждения по крайней мере одного электронного модуля снабженного жидкостным охладителем, система включает в себя по крайней мере одно впускное поз.4 фиг.2 и выпускное поз.5 фиг.2 отверстия, связанные с каналом поз.6 для подачи хладагента. Система распределения жидкого хладагента дополнительно включает в себя множество гибких шлангов, каждый связанный с каналом подачи хладагента и каналом слива хладагента жидкостного охладителя используемой в шкафу электроники. Электронные компоненты с неоднородным тепловыделением, различной конфигурации, снабженные жидкостными охладителями монтируются в направляющих полок поз.7 Фиг.3 либо иными средствами, например, крепежным инструментом в полках поз.7.

Выше были раскрыты основные особенности шкафа для монтажа электронных компонентов, но любому специалисту в данной области техники, очевидно, что на основе раскрытых данных можно создать вариации шкафов, например, с вариациями охлаждения предлагаемого и воздушного и т.д.

1. Монтажный каркас для размещения электронных компонентов, содержащий:

- набор из горизонтальных перекладин и вертикальных стоек каркаса с, по меньшей мере, одним внутренним каналом для прохождения хладагента, образующий канал подачи хладагента и канал слива хладагента,

- по меньшей мере, две горизонтальные полки, прикрепленные к горизонтальным перекладинам каркаса, с установленным на них, по меньшей мере, одним электронным компонентом,

при этом одна горизонтальная перекладина включает, по меньшей мере, один гибкий шланг, связанный с каналом подачи хладагента, для подсоединения к нему собственного канала подачи хладагента, по меньшей мере, одного электронного компонента,

а соседняя горизонтальная перекладина включает, по меньшей мере, один гибкий шланг, связанный с каналом слива хладагента, для подсоединения к нему собственного канала слива хладагента, по меньшей мере, одного электронного компонента,

- впускное отверстие для подачи хладагента в канал подачи хладагента

- и выпускное отверстие для вывода хладагента из канала слива хладагента.

2. Монтажный каркас для размещения электронных компонентов по п.1, отличающийся тем, что в каждой из горизонтальных полок выполнен, по меньшей мере, один внутренний канал для прохождения хладагента, к которому могут подсоединяться гибкие шланги подачи и слива хладагента.

3. Монтажный каркас для размещения электронных компонентов по п.1, отличающийся тем, что нечетные горизонтальные перекладины каркаса и вертикальные стойки одной стороны каркаса образуют канал подачи хладагента, а четные горизонтальные перекладины каркаса и вертикальные стойки другой стороны каркаса образуют канал слива хладагента, либо наоборот.

4. Монтажный каркас для размещения электронных компонентов по п.1, отличающийся тем, что к впускному отверстию подается охлажденный хладагент, выпускное отверстие служит для отвода отепленного хладагента.

5. Монтажный каркас для размещения электронных компонентов по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что гибкие шланги на конце имеют фитинг john guest или кран с фитингом john guest.

6. Монтажный каркас для размещения электронных компонентов по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он устанавливается и закрепляется в любом внешнем шкафу и используется в качестве силового элемента для восприятия весовой нагрузки со стороны как минимум одного электронного компонента.