REFRIGERADOR MIXTO PARA ORDENADORES Y CIRCUITOS ELECTRONICOS.

Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos.

Se constituye a partir de un circuito principal de absorción y un circuito secundario o de evacuación

, unidos por otro circuito llamado intercambiador de calor. Los bloques de líquido refrigerantes del circuito de absorción absorben el calor y el bloque cede la temperatura por transmisión al líquido que circula en su interior. El líquido transmisor circula por el último bloque, y por el intercambiador térmico, cediendo su temperatura al circuito de evacuación. El líquido sale del intercambiador térmico y vuelve a recorrer los componentes. Una vez que se ha evacuado el calor del gas, se conduce a un filtro deshidratador que retiene las posibles partículas y humedad que existan en el circuito frigorífico, desde el filtro pasa al capilar o restrictor que obliga al gas a cambiar de presión, el gas absorbe el calor al cambiar de estado, el capilar o restrictor enlaza con el intercambiador de calor, volviendo a empezar el circuito frigorífico desde el principio

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200702094.

Solicitante: SANTACREU OLIVER,JOSE FERNANDO
SANTACREU NAVARRO,JUAN MIGUEL
.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: VALENCIA.

Inventor/es: .

Fecha de Solicitud: 26 de Julio de 2007.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 21 de Diciembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CIRCUITOS IMPRESOS; ENVOLTURAS O DETALLES DE REALIZACION... > Detalles constructivos comunes a diferentes tipos... > H05K7/20 (Modificaciones para facilitar la refrigeración, ventilación o calefacción)
  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > TRATAMIENTO DE DATOS DIGITALES ELECTRICOS (computadores... > Detalles no cubiertos en los grupos G06F 3/00 - G06F... > G06F1/20 (Medios de enfriamiento)

Clasificación PCT:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CIRCUITOS IMPRESOS; ENVOLTURAS O DETALLES DE REALIZACION... > Detalles constructivos comunes a diferentes tipos... > H05K7/20 (Modificaciones para facilitar la refrigeración, ventilación o calefacción)
  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > TRATAMIENTO DE DATOS DIGITALES ELECTRICOS (computadores... > Detalles no cubiertos en los grupos G06F 3/00 - G06F... > G06F1/20 (Medios de enfriamiento)
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REFRIGERADOR MIXTO PARA ORDENADORES Y CIRCUITOS ELECTRONICOS.

Fragmento de la descripción:

Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos.

La presente invención se refiere a un refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos que se constituye a partir de tres circuitos: Un circuito principal de absorción, un circuito secundario de evacuación y un tercer circuito intercambiador de calor que une el circuito principal y el secundario.

Su aplicación se encuadra dentro de la industria de los refrigeradores destinados a la electrónica y particularmente dentro de la industria de los refrigeradores de ordenadores y circuitos electrónicos.

En el estado de la técnica se conocen refrigeradores de ordenadores así como sistemas de ventilación forzada para componentes informáticos. Se trata de sistemas compuestos de ventiladores adheridos o no a un disipador térmico y éste al componente o cerramiento a refrigerar. Se conocen también sistemas de refrigeración líquida, en los cuales los componentes a refrigerar contienen bloques por los que fluye un líquido refrigerante, transmitiendo el calor producido por los componentes al bloque y éste al líquido, que es refrigerado por radiadores con ventiladores. También se conocen sistemas de refrigeración extrema para cpu de ordenadores, que refrigeran solamente la cpu del pc por medio de un bloque que se adhiere a la misma, haciendo pasar por este bloque un gas refrigerante que evapora a -10ºC.

Los inconvenientes que presentan estos sistemas conocidos frente a la invención propuesta son los siguientes: Los sistemas de ventilación forzada presentan varios ventiladores que generan ruidos y su eficacia depende de la temperatura existente en la caja del ordenador o armario. En los sistemas de refrigeración líquida la eficacia depende de la temperatura del recinto donde se encuentre el ordenador, cuanto mayor es la temperatura del recinto menor es su capacidad de evacuación. Los sistemas de refrigeración extrema sólo son capaces de refrigerar la CPU, no el resto de los componentes y es necesario tomar precauciones para evitar la condensación del elemento de contacto térmico, pudiendo causar daños en el sistema a refrigerar por condensación de agua en los componentes, ya que el bloque metálico que está en contacto con la CPU evapora con un gas a una temperatura de -10ºC.

La presente invención soluciona estos inconvenientes aportando al estado de la técnica las siguientes ventajas: Se eliminan ruidos de ventiladores múltiples. La eficacia del sistema no depende de la temperatura de la caja del pc o armario. Puede trabajar a una temperatura de 50ºC según la temperatura ambiente en el lugar en que esté ubicado el armario. La temperatura del líquido transmisor se mantiene entre valores conocidos, evitando daños a los componentes, por inestabilidad en la temperatura del aire que evacua el calor. Es un sistema capaz de aplicarse a los componentes múltiples de un ordenador o a un armario con componentes electrónicos y no sólo a un componente determinado.

El refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos que se propone en esta invención, se constituye a partir de un conjunto de componentes divididos en los siguientes grupos:

- Bloque de líquido transmisor, encargado de transmitir el calor de los componentes informáticos o electrónicos a un líquido transmisor, constituido por un bloque de material metálico, no corrosivo, hueco y que dispone al menos de una entrada y una salida que permite la unión de la pieza con el resto del sistema. Estos bloques son herméticos y por su interior circula el líquido transmisor. La estanqueidad de la pieza se obtiene mediante bloques estancos o bloques unidos mediante juntas.

- Conducciones de líquido transmisor de calor. Son de material rígido o flexible, según circule gas refrigerante o líquido transmisor anticongelante. Cuando son rígidos permiten el montaje del circuito frigorífico, mientras que si son flexibles permiten el montaje de los bloques de líquido transmisor en serie o en paralelo, dependiendo de las necesidades de cada elemento. Estas conducciones están sujetas a los elementos del sistema mediante bridas o cualquier medio de sujeción apropiado.

- Bomba de líquido transmisor. Elemento que garantiza que el líquido transmisor circule con una presión y velocidad constante, permitiendo el intercambio térmico entre el bloque de líquido y el sistema de extracción del calor sobrante. Esta bomba puede ser sumergible dentro de un depósito donde se almacena el líquido refrigerante y a su vez formar parte de un conjunto llamado intercambiador de calor o puede estar unida mecánicamente mediante juntas, bridas o racores a un depósito, en cuyo caso la bomba es una parte externa más del circuito hidráulico.

- Depósito de líquido transmisor. Situado a la misma altura o mayor que la bomba, para garantizar un flujo de líquido continuo, dispone de diferentes elementos para su rellenado manual o automático, mediante electro válvula, así como para la eliminación de burbujas de aire. Garantiza el remanente de líquido transmisor de temperatura para el circuito de bloques. Dispone al menos de una conexión de entrada y otra de salida para la circulación de líquido transmisor. Este depósito puede ser parte independiente del circuito hidráulico, de la manera que se ha descrito anteriormente, o puede tener en su interior un anillo normalmente de cobre, aunque no necesariamente de ese material, sino que puede ser de cualquier material buen conductor de la temperatura y que no sea corrosivo en presencia de la composición o de la temperatura del líquido refrigerante, circulando por su interior gas refrigerante, por lo tanto el depósito pasaría a tener la función de depósito en sí, como almacenamiento de líquido refrigerante y de intercambiador de calor, ya que a través del anillo refrigerante enfriaría en el mismo depósito el liquido transmisor, en cuyo caso, pasaríamos a tener un depósito de líquido transmisor como mínimo con 4 conexiones, dos para el líquido refrigerante y dos para el anillo de gas refrigerante.

- Intercambiador de calor. Elemento que se encarga del intercambio térmico entre el líquido transmisor y el gas refrigerante, tiene al menos cuatro conexiones con el sistema, una conexión de entrada y otra de salida para el gas refrigerante y otras dos una de entrada y otra de salida para el líquido transmisor. Este intercambiador de calor puede ser de diversas formas, tamaños o potencias, según las necesidades frigoríficas, así como de la disponibilidad de espacio o componentes existentes en las instalaciones en las que se vayan a aplicar la solución de refrigerador mixto. Pueden realizarse montajes donde se aplique un intercambiador de calor estanco en sí (intercambiadores de placas, concéntricos entre dos tubos, multitubular), de una sola pieza, por donde concurren tuberías de gas frigorífico del equipo frigorífico y tuberías de liquido transmisor unidos a un depósito aparte, estanco, y mediante una bomba de líquido transmisor externa, o puede realizarse un intercambiador de inmersión, mediante un depósito, que está rellenado de líquido transmisor y que en su interior existe un anillo frigorífico por el que circula el gas, enfriando este liquido transmisor, siendo opcional que en este deposito este incluida en su interior una bomba de liquido transmisor sumergible, que podría también ser externa y conectada al deposito de manera mecánica mediante juntas estancas. En el montaje preferente este intercambiador térmico es de inmersión en deposito con anillo refrigerante y bomba interna sumergible.

- Depresor capilar o válvula de expansión. Este elemento garantiza la pérdida de presión del gas refrigerante, haciendo...

 


Reivindicaciones:

1. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos caracterizado por estar constituido a partir de un ordenador Pc (1) compuesto por siguientes elementos: Fuente de alimentación (2), placa base (3), Vga (4), disco duro en bloque refrigerador de 5,25'' (5), ram 1 en bloque refrigerador (9), ram 2 en bloque refrigerador (10), un intercambiador (45) de líquido refrigerante frío, bloque refrigerador (5), bloque refrigerador (6), bloque refrigerador (7), bloque refrigerador (8), bloque refrigerador (9) y bloque refrigerador (10).

Estos bloques están interconectados entre sí, mediante tuberías de vinilo o similares (11), al sistema de impulsión de la parte líquida de la bomba sumergible con regulador (34) incorporada en el interior de un depósito estanco (20). Este depósito (20) presenta varios elementos independientes de la bomba (34) y de la espiral de enfriamiento (16) que son: Aislamiento térmico del depósito (37), prensaestopas estancas (13), sonda de temperatura de líquido refrigerante (42), tapón de rellenado manual (36), boya de seguridad de mínimo nivel de líquido refrigerante (43), gomas de amortiguación de vibraciones (21) y tornillos con rosca y doble arandela (31).

El intercambiador de líquido refrigerante frío (45) está situado detrás de la fuente de alimentación (2). La cpu de la placa base (8) se refrigera mediante bloque de líquido. Los sistemas de bloques de la ram 1 (9) y ram 2 (10) son de líquido que envuelven las rams y el calor se transmite al bloque a través de silicona transmisora de calor en estado sólido. El depósito intercambiador de calor (20) incorpora una boya de nivel mínimo de líquido transmisor (43). Este depósito (20) incorpora un aislante térmico (37) y está anclado a la caja o contenedor de forma mecánica, mediante gomas silenciadoras (21) y tornillos con doble arandela (31) u otro sistema de sujeción adecuado. El depósito (20) incorpora un tapón de rellenado (36).

La parte frigorífica del circuito enfriador de líquido transmisor está formado por los siguientes elementos: Compresor frigorífico (17), presostato de alta presión (38), tubería de cobre aislada térmicamente de alta presión (12), intercambiador térmico de circuito frigorífico con ventilación forzada (18), ventilador de intercambiador térmico (19), sonda control de temperatura (41), junta de goma antivibración (28), tornillería de anclaje de ventilador e intercambiador térmico frigorífico (26), gomas antivibratorias de anclaje del compresor (22), tornillería de sujeción del compresor (25), presostato de baja presión (39), sonda de control antihielo (40), anclaje de tuberías frigoríficas rígidas con separador y bridas de gomas (27), anclaje de tuberías rígidas frigoríficas a caja o cerramiento de goma (32), tubería rígida aislada de alta presión (29), tubería rígida de baja presión (30), filtro deshidratador del circuito frigorífico (14), resistor, capilar o válvula termostática (15), espiral o anillo de evaporador de gas frigorífico (16) y depósito de intercambiador de calor (20). El circuito frigorífico es un circuito hermético, efectuado mediante uniones mecánicas con sus respectivas juntas, que tiene en su interior gas frigorífico R-134 A. El ventilador del intercambiador de calor frigorífico (19) está anclado a la caja o cerramiento (1) solidariamente por un sistema de unión apropiado y provisto de una goma aislante de vibraciones (28). El compresor (17) incorpora unos bloques de goma (22) en su anclaje unido solidariamente a la plancha (24). Las tuberías de alta (29) y baja (30) presión están sujetas de forma solidaria con cualquier medio de unión apropiado provisto de gomas antivibratorias.

La unidad de control (23) es de una bahía 5,25'' y va incorporada y anclada mediante tornillos universales para sujeción de estos elementos. Esta unidad de control (23) incorpora un cable de unión representando un bus de conexión para los componentes (44), también incorpora un display LCD de 16 x 1. Incorpora tres botones para interesar las diferentes pantallas de la unidad de control (23). La unidad de control (23) se conecta mediante un puerto RS232, USB al pc (1).

2. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque el circuito frigorífico consigue su hermeticidad en lugar de con uniones mecánicas, con soldaduras.

3. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque los materiales de las conducciones del líquido transmisor, en lugar de rígidos, son flexibles o conjuntamente rígidos y flexibles.

4. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1, caracterizado porque el depósito del líquido transmisor, en lugar de una sola conexión, incorpora conexiones múltiples para varios circuitos de recirculación.

5. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque el depresor o restrictor en lugar de no modulable, es modulable.

6. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1, caracterizado porque la bomba del circuito de impulsión (34), en lugar de incorporar regulador, no lo incorpora.

7. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1, caracterizado porque el aviso del depósito intercambiador de calor (20) desconecta el pc y/o envía un mail a quien corresponda.

8. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1, caracterizado porque el condensador (18) en lugar de ventilación forzada, incorpora cualquier otro tipo de ventilación.

9. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque el circuito frigorífico incorpora cualquier gas adecuado al diseño y sus necesidades frigoríficas.

10. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque la unidad de control (23) incorpora al menos dos bahía 5,25''.

11. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque la unidad de control (23) trabaja en formato de comunicación en bus, con emisores y receptores autónomos para cada elemento, o bien cada actuador tiene sus cables que conectan con la unidad de control (23).

12. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de control (23) dispone de al menos dos display LCD de 16 x 1 y de al menos cuatro botones.

13. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque la unidad de control (23) puede incorporar además de las funciones descritas en la reivindicación 1 todas las necesarias según el diseño y necesidades del sistema.

14. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque la unidad de control (23) conecta con cualquier otro bus de comunicaciones o a través de conversores con el pc.

15. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque el compresor frigorífico (17) puede ser de pistón, rotativo o centrífugo.

16. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque el conjunto depósito (20) y anillo (16) que constituyen el intercambiador de calor frigorífico es un intercambiador frigorífico externo de placas, o bien concéntrico entre dos tubos o multitubular con depósito aparte.

17. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque la boya (43) puede ser un sistema por conducción eléctrica entre dos puntos, o ultrasonidos.

18. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque la bomba (34) no es sumergible, sino que está unida mecánicamente al depósito.

19. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque el deposito (20) no incorpora anillo refrigerante (16), sino que se encuentra unido a él mecánicamente y externamente.

20. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque los prensaestopas (13) son latiguillos unidos al depósito con conexiones mecánicas externas.

21. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque el sistema de rellenado del depósito (20) es automático a través de electroválvula.

22. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1, caracterizado porque el sistema frigorífico compuesto por compresor, intercambiador de calor frigorífico o condensador, ventilador del intercambiador frigorífico o condensador, intercambiador frigorífico de calor por gas-líquido refrigerante, filtro, restrictor, depósito, bomba, sondas frigoríficas y unidad de control se encuentran en otra caja separada del pc o armario e intercomunicada con el mismo mediante tubos de interconexión.

23. Refrigerador mixto para ordenadores y circuitos electrónicos según reivindicación 1 caracterizado porque los presostatos (38) y (39) en lugar de ser de contacto abierto o cerrado, consisten en transductores de presión digitales.