SE524171C2 - Low temperature heat supply apparatus for directly-cooled electronic components, has fan which controls amount of recirculated air to inlet duct and amount of discharged air leaving outlet duct through valve - Google Patents

Abstract

A valve (11) arranged in the outlet duct, opens under the influence of the air pressure so as to discharge air from the duct. A fan (13) arranged in a transverse junction draws air from the outlet duct and controls the amount of recirculated air to the inlet duct and also the amount of discharged air leaving the outlet duct through the valve.

Description

20 'ffzs ffšso 524 171 ' 2 Ändamålet med föreliggande uppfinning år att förenkla befintliga system för åter- cirkulation av luft i utomhusskåp. The object of the present invention is to simplify dangerous systems for recirculation of air in outdoor cabinets.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Detta ändamål uppnås med hjälp av en anordning, såsom inledningsvis definierats och som kännetecknas av att ett envägsspjäll i utloppskanalen är anordnat att öppnas under inverkan av den av elektroniken uppvärmda luftens tryck på spjället för ut- släpp av luft från utloppskanalen, samtidigt som en varvtalsreglerad fläkt är anord- nad i tvärförbindelsen att suga luft från utloppskanalen och därmed reglera mängden återcirkulerad luft till inloppskanalen samt mängden utsläppt luft från utloppskana- len via envägsspjället. Härmed förenklas återcirkulation av luft till inloppskanalen genom att en passiv reglering av spjället är möjlig för att ombesörja öppning och stängning. Med passiv spj ällreglering avses ett spjäll där inget direkt mekaniskt in- grepp eller motor krävs för öppning och stängning, och därför inte heller behöver någon styr- och reglerutrustning eller energiförsörjning av motor etc. Således upp- nås ett förenklat sätt för att säkerställa att direktkyld elektronik håller en temperatur över 0° C genom att den av elektroniken uppvärmda luften kan blandas med kall luft i inloppskanalen för att höja temperaturen på den till elektroniken tillförda kylluften.SUMMARY OF THE INVENTION This object is achieved by means of a device, as initially initiated and characterized in that a one-way damper in the outlet duct is arranged to open under the influence of the pressure of the electrically heated air on the damper for discharge of air from the outlet as simultaneous discharge. a speed-controlled fl shaft is arranged in the cross-connection to suck air from the outlet duct and thereby regulate the amount of recirculated air to the inlet duct and the amount of air released from the outlet duct via the one-way damper. This simplifies recirculation of air to the inlet duct by making a passive control of the damper possible to ensure opening and closing. Passive damper control refers to a damper where no direct mechanical intervention or motor is required for opening and closing, and therefore also does not need any control and regulating equipment or energy supply of motor etc. Thus a simplified way is achieved to ensure that direct cooling electronics maintain a temperature above 0 ° C in that the air heated by the electronics can be mixed with cold air in the inlet duct to raise the temperature of the cooling air supplied to the electronics.

Företrädesvis är styrlameller anordnade i anslutning till tvärförbindelsen. Härmed undviks att luft strömmar genom tvärförbindelsen då fläkten är avstängd.Preferably, guide lamellae are arranged in connection with the cross-connection. This prevents air from flowing through the cross-connection when the fl shaft is switched off.

Lämpligen är en värmare anordnad i inloppskanalen. Härmed kan vid låga tempe- raturer och kallstarter uppvännd luft tillföras elektroniken.Suitably a heater is arranged in the inlet duct. In this way, used air can be supplied to the electronics at low temperatures and cold starts.

F öreträdesvis är en övervakningsenhet anordnad att avkänna och registrera tempe- raturer i inloppskanalen och utloppskanalen för att i beroende av dessa temperaturer reglera fläktens varvtal och/eller värmarens värrnetillförsel. Härmed kan elektroni- kens optimala kylning uppnås. 10 15 20 ~_:::25 ffim *524 171 3 KORT FIGURBESKRIVNIN G Uppfinningen kommer nu att beskrivas nämnare med hjälp av en föredragen utfö- ringsform och med hänvisning till bifogade figurblad, på vilka: Fi g. l visar enligt uppfinningen anordnad direktkyld elektronik i ett utomhusskåp med ett spjäll, en cirkulationsfläkt för återcirkulation av utgående uppvärmd luft och en värmare, varvid funktionen visas vid en omgivningstemperatur över 0° C.Preferably, a monitoring unit is arranged to sense and register temperatures in the inlet duct and the outlet duct in order to regulate the speed of the fl shaft and / or the heat supply of the heater, depending on these temperatures. With this, the optimal cooling of the electronics can be achieved. 10 15 20 ~ _ ::: 25 f * m * 524 171 3 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described more specifically by means of a preferred embodiment and with reference to the appended ur gur blades, on which: Fig. 1 shows direct cooled according to the invention. electronics in an outdoor cabinet with a damper, a circulation fl gen for recirculation of outgoing heated air and a heater, the function being displayed at an ambient temperature above 0 ° C.

F ig. 2 visar funktionen hos den direktkylda elektroniken i fig. 1 vid en omgivnings- temperatur under O° C.F ig. 2 shows the function of the directly cooled electronics in fi g. 1 at an ambient temperature below 0 ° C.

Fig. 3 visar funktionen hos den direktkylda elektroniken i fig. 1 vid kallstart.Fig. 3 shows the function of the directly cooled electronics in fi g. 1 at cold start.

DETALJERAD BESKRIVNING I figur l visas en anordning 8 för att kyla elektronik 1 i ett utomhusskåp 2. Genom en nedre inloppskanal 9 tillförs direkt med en kylfläkt 4 anordnad i anslutning till elektroniken luft från omgivningen till elektroniken för dess kylning. Den från den direktkylda elektroniken strömmande uppvärmda luften leds bort genom en övre utloppskanal 10 via ett envägsspjäll 11 ut till omgivande luft. Envägsspjället är an- ordnat att släppa ut uppvärmd luft från den övre kanalen 10, men förhindra att släp- pa in utomhusluft till kanalen. Spjället ll är normalt stängt och hålls stängt med hjälp av en fjäder 20, alternativt kan spjällets tyngd säkerställa att spjället normalt hålls stängt. För att öppning skall ske måste ett högre tryck finnas på den högra si- dan av spjället för att övervinna fjädems 20 kraft/spjällets tyngd. Det är således den av elektroniken uppvärmda luftens tryck på spjället som möjliggör öppning och 10 15 20 ÜTß 524 171 4 . ...- ...- dänned utsläpp av luft från utloppskanalen. Så snart tillräckligt mycket högre tryck inte längre finns, stängs spjället ll av fjädern 20 eller slår igen av sin egen tyngd.DETAILED DESCRIPTION Figure 1 shows a device 8 for cooling electronics 1 in an outdoor cabinet 2. Through a lower inlet duct 9, air from the environment to the electronics for its cooling is supplied directly with a cooling shaft 4 arranged in connection with the electronics. The heated air flowing from the directly cooled electronics is led away through an upper outlet duct 10 via a one-way damper 11 out to ambient air. The one-way damper is arranged to let heated air out of the upper duct 10, but to prevent outdoor air from being let into the duct. The damper 11 is normally closed and kept closed by means of a spring 20, alternatively the weight of the damper can ensure that the damper is normally kept closed. In order for opening to take place, a higher pressure must be applied to the right side of the damper to overcome the force of the spring 20 / the weight of the damper. It is thus the pressure of the air heated by the electronics on the damper which enables opening and 10 15 20 ÜTß 524 171 4. ...- ...- dänned emissions of air from the outlet duct. As soon as sufficiently much higher pressure no longer exists, the damper 11 is closed by the spring 20 or strikes off its own weight.

Om ett högre tryck finns på den vänstra sidan förblir spjället stängt. En ansats 18 säkerställer att spj ället endast kan öppnas åt ett håll.If there is a higher pressure on the left side, the damper remains closed. A shoulder 18 ensures that the damper can only be opened in one direction.

Mellan deniövre kanalen och den undre kanalen finns en tvärförbindelse 12 med en reglerbar cirkulationsfläkt 13 såsom en varvtalsstyrd cirkulationsfläkt. I den nedre kanalen 9 finns en reglerbar uppvärmningsanordning 14, med vilken luften från om- givningen och/eller luften från tvärförbindelsen kan värmas för att den direktkylda elektroniken skall ha en lägsta temperatur. Med cirkulationsfläkten 13 kan utgående varmluft från elektroniken tillföras den kalla luften som sugs in till elektroniken.Between the upper channel and the lower channel there is a cross-connection 12 with an adjustable circulation 13 13 such as a speed-controlled circulation.. In the lower duct 9 there is a controllable heating device 14, with which the air from the surroundings and / or the air from the cross-connection can be heated in order for the directly cooled electronics to have a lowest temperature. With the circulating fl shaft 13, outgoing hot air from the electronics can be supplied to the cold air which is sucked into the electronics.

Cirkulationsfläkten 13 kan även vara anordnad att cirkulera luften under en kallstart, då varken elektroniken 1 eller dess kylfläkt 4 är i funktion. Tvärförbindelsens inlopp och utlopp kan vara försett med styrlameller 15 eller flänsar för styrning av luftflö- det. Med en övervakningsenhet 16 avkänns temperaturerna i inloppskanalen, regle- ras cirkulationsfläktens varvtal och uppvärmningsanordningens värmetillförsel.Circulation 13 13 can also be arranged to circulate the air during a cold start, as neither the electronics 1 nor its cooling 4 4 is in operation. The inlet and outlet of the cross-connection may be provided with guide lamellae 15 or fl means for controlling air fl fate. With a monitoring unit 16, the temperatures in the inlet duct are sensed, the speed of the circulating shaft and the heat supply of the heating device are regulated.

Då utomhustemperaturen är över 0-5 ° C år cirkulationsfläkten 13 och uppvänn- ningsanordningen 14 inaktiva och utomhusluften sugs in med kylfläkten 4 i anslut- ning till elektroniken l och elektroniken kyls direkt och den uppvärmda luften går in i den övre kanalen 10 och vidare ut till omgivande atmosfär, se fig. 1.When the outdoor temperature is above 0-5 ° C, the circulation fl filter 13 and the coil 14 are inactive and the outdoor air is sucked in with cooling fl the filter 4 in connection with the electronics 1 and the electronics are cooled directly and the heated air enters the upper duct 10 and further out. to the surrounding atmosphere, see fi g. 1.

I fig. 2 visas funktionen hos anordningen 8 vid en omgivningstemperatur under O° C. Vid utomhustemperaturer under 0-5° C är cirkulationsfläkten 13 i drift. Genom att reglera varvtalet på cirkulationsfläkten kan regleras hur mycket av den uppvärm- da luften som skall blåsas in i kylluften till elektroniken 1 och på så sätt kan tempe- raturen regleras på luften som passerar elektroniken. Vid mycket låga temperaturer och liten värmeavgivning från elektroniken kan värme tillföras den passerande luft- strömmen med uppvärmningsanordningen/värrnaren 14 i den nedre kanalen 9. Om 10 15 20 h.. u» u . n n. e; -u . 0 e u ~ e n n. - c . e . . , . . ~ u u v a n .--. a a . -.- - a . n .... . , . . ,, . 1 o - n p s... . a . , v ~ u . 1 u... . 5 cirkulationsflåkten 13 skulle haverera kan en viss uppvärmning av luften in till elektroniken ske med hjälp av värmaren.I fi g. 2 shows the operation of the device 8 at an ambient temperature below 0 ° C. At outdoor temperatures below 0-5 ° C, the circulation 13 13 is in operation. By regulating the speed of the circulating fl shaft, it is possible to regulate how much of the heated air is to be blown into the cooling air to the electronics 1, and in this way the temperature of the air passing the electronics can be regulated. At very low temperatures and little heat dissipation from the electronics, heat can be supplied to the passing air stream with the heater / heater 14 in the lower duct 9. In 10 h 20 h .. u »u. n n. e; -u. 0 e u ~ e n n. - c. e. . ,. . ~ u u v a n .--. a a. -.- - a. n ..... ,. . ,,. 1 o - n p s .... a. , v ~ u. 1 u .... If the circulation 13 should fail, a certain heating of the air into the electronics can take place with the aid of the heater.

Vid kallstart, när omgivningstemperatur och elektronik har en temperatur under 0° C, kan ingen värme avges från elektroniken och dess kylfläkt 4 är ej i drift. Med en kallstartsfunktion kan elektroniken vännas upp till en temperatur på 5° C. I figur 3 visas funktionen vid kallstart med envägsspj ället 11 stängt och enbart ett cirkuleran- de luftflöde. Luften får då cirkulera genom elektroniken 1 med hjälp av cirkulations- fläkten 13 och luften värms upp med vännaren 14. Envägsspj ället säkerställer att ingen luft sugs in utifrån och därmed suger cirkulationsfläkten 13 bara luft från elektroniken och blåser sedan in denna luft uppvärmd till elektroniken.During a cold start, when the ambient temperature and electronics have a temperature below 0 ° C, no heat can be emitted from the electronics and its cooling shaft 4 is not in operation. With a cold start function, the electronics can be turned up to a temperature of 5 ° C. The air is then allowed to circulate through the electronics 1 by means of the circulation shaft 13 and the air is heated with the fan 14. The one-way damper ensures that no air is sucked in from outside and thus the circulation fan 13 only sucks air from the electronics and then blows in this air heated to the electronics.

Med övervakningsenhetens 16 avkänning och registrering av temperaturerna i in- loppskanalen och utloppskanalen kan övervakningsenheten vara anordnad att regle- ra cirkulationsflåktens 13 varvtal och uppvärmningsanordningens 14 värmetillförsel för att elektroniken optimala kylning skall kunna uppnås.With the monitoring unit 16 sensing and registering the temperatures in the inlet duct and the outlet duct, the monitoring unit can be arranged to regulate the speed of the circulation fl shaft 13 and the heat supply of the heating device 14 in order to achieve optimal cooling of the electronics.

Lämpligen anordnas något slags filter för att filtrera luften innan den tillförs den elektroniska utrustningen i syfte att skydda den känsliga elektroniska utrustningen från föroreningar och dylikt.Suitably, some kind of filter is provided to filter the air before it is supplied to the electronic equipment in order to protect the sensitive electronic equipment from contaminants and the like.

Claims (1)

10 15 20 51330 524171 PATENTKRAV10 15 20 51330 524171 PATENT REQUIREMENTS 1. Anordning för att tillföra värme vid låga temperaturer till direktkyld elektronik placerad i ett utomhusskåp eller liknande, innefattande: - en inloppskanal (9) för tillförsel av utomhusluft till elektroniken; - en utloppskanal (10) för bortförsel av den av elektroniken uppvärmda utom- husluften; - en tvärförbindelse (12) anordnad mellan utloppskanalen (10) och inloppskana- len (9) för möjlig återcírkulation av den av elektroniken uppvärmda utomhus- luften från utloppskanalen (10) till inloppskanalen (9), kännetecknad av att - ett envägsspjäll (11) är anordnat i utloppskanalen (10) att öppnas under inver- kan av den av elektroniken uppvärmda luftens tryck på spjället för utsläpp av luft från utloppskanalen (10); - en varvtalsreglerad fläkt (13) är anordnad i tvärförbindelsen (12) att suga luft från utloppskanalen och därmed reglera mängden återcirkulerad luft till inlopps- kanalen samt mängden utsläppt luft från utloppskanalen (10) via envägsspjållet (11). . Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att styrlameller (15) är anord- nade i anslutning till tvärförbindelsen. . Anordning enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av att en värmare (14) är anordnad i inloppskanalen (9), varvid vid låga temperaturer och kallstarter upp- värrnd luft kan tillföras elektroniken (1). . Anordning enligt patentkrav 3, kännetecknad av att en övervakningsenhet (16) är anordnad att avkänna och registrera temperaturer i inloppskanalen (9) och ut- loppskanalen (10) för att i beroende av dessa temperaturer reglera fläktens (13) varvtal och/eller värmarens (14) värrnetillförsel, i syfte att elektronikens opti- 524 171 7 .. u... mala kylning skall kunna uppnås.Device for supplying heat at low temperatures to directly cooled electronics placed in an outdoor cabinet or the like, comprising: - an inlet duct (9) for supplying outdoor air to the electronics; - an outlet duct (10) for the removal of the outdoor air heated by the electronics; - a cross connection (12) arranged between the outlet duct (10) and the inlet duct (9) for possible recirculation of the outdoor air heated by the electronics from the outlet duct (10) to the inlet duct (9), characterized in that - a one-way damper (11) is arranged in the outlet duct (10) to be opened under the influence of the pressure of the air heated by the electronics on the damper for emitting air from the outlet duct (10); a speed-controlled fan (13) is arranged in the cross-connection (12) to suck air from the outlet duct and thereby regulate the amount of recirculated air to the inlet duct and the amount of emitted air from the outlet duct (10) via the one-way valve (11). . Device according to Claim 1, characterized in that guide lamellae (15) are arranged in connection with the cross-connection. . Device according to Claim 1 or 2, characterized in that a heater (14) is arranged in the inlet duct (9), whereby heated air can be supplied to the electronics (1) at low temperatures and cold starts. . Device according to Claim 3, characterized in that a monitoring unit (16) is arranged to sense and register temperatures in the inlet duct (9) and the outlet duct (10) in order to control the speed of the fan (13) and / or the heater ( 14) heat supply, in order that the electronics' opti- 524 171 7 .. u ... mala cooling can be achieved.