Спосіб та система для охолоджування в закритих просторах пристроїв

1. Способ для о хлаждения в закрыты х про странства х устройств, таки х, как тепловыделяю щие элементы телекоммуникационного оборудо вания, предусматрива ющий перемещение в за крытом пространстве воздушны х масс, отличаю щийся тем, что размещают в закрытом простран стве блок о хлаждения, который обеспечивает по ток холодного воздуха , перемещающе гося с низ кой скоростью в нижней части закрыто го про странства, и осуществляют всасывание нагретого воздуха, перемещающегося с низкой скоростью а верхней части закрытого пространства, причем для охлаждения устройств поток холодного возду ха , по ступающий из блока о хлаждения, подают снизу, достигают контакта с устройствами, кото рые будут о хлаждаться, и нагреваемый устройст Настоящее изобретение относится к способу и системе охлаждения для устройств, которые установлены в закрытом пространстве, например, телекоммуникационного оборудования. За прототип заявляемого изобретения принят способ для охлаждения в закрытых пространствах устройств, таких, как тепловыделяющие элементы телекоммуникационного оборудования, предусматривающий перемещение в закрытом пространстве воздушных масс [1]. В качестве прототипа предлагаемого изобретения принята также система для охлаждения в закрытых пространствах устройств, таких, как тепловыделяющие элементы телекоммуникационного оборудования, содержащая блок охлаждения [1]. Недостатком известного способа охлаждения является то, что конвекционное перемещение воздушны х потоков в закрытом пространстве , не вами теплый воздух выводят сверху. 2. Система для охлаждения в закрытых простран ства х устройств, таких, как тепловыделяющие элементы телекоммуникационного оборудования, содержащая блок охлаждения, отличающаяся тем, что блок о хлаждения установлен в закрытом пространстве и содержит элемент, предназначен ный для подачи потока вытесняюще го холодного воздуха, перемещающегося с низкой скоростью в нижней части закрытого пространства, и элемент, предназначенный для всасывания нагретого воз душного потока, перемещающегося с низкой ско ростью в вер хней части закрытого пространства, при этом система выполнена с возможностью за сасывания хо лодного воздуха из выте сняющего потока холодно го воздуха сниз у для о хлаждения устройств, а устройства выполнены с возможно стью подачи нагретого воздуха выше к нагретому воздушному потоку 3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что блок охлаждения содержит вывод холодного воздуха из нижней части блока о хлаждения и воздухозабор ник нагретого воздуха в вер хней части блока о х лаждения. 4. Система по п. 2 , отлича ющаяся тем, что уст ройства, подвергаемые охлаждению, выполнены в виде полок, предназначенных для направления нагретого воздушного потока. подвергаемое регулированию извне, в случае , если скорость распространения воздушных потоков достаточно высока, может сопровождаться возникновением турбулентности. Кроме того, способ не обеспечивает равномерного охлаждения тепловыделяющих элементов. Недостаток известной системы охлаждения заключается в том, что она подразумевает процесс естественной конвекции воздушных потоков, и поэтому эффективность ее во многом зависит от влияния внешних факторов, например, скорости и температуры окр ужающего воздуха . В связи с этим при перемещении воздушных потоков в процессе охлаждения не исключено возникновение явления турбулентности, что существенно снижает эффективность и равномерность охлаждения. В основу изобретения поставлена задача повышения эффективности способа для охлаждения СМ О см о 00 см 28020 в закрытых пространствах путем осуществления в закрытом пространстве принудительной подачи холодного воздуха и принудительного всасывания горячего воздуха, что позволяет регулировать скорость перемещения воздушных масс до оптимальной, исключающей возникновение турбулентности, а также интенсифицирует засасывание холодного воздуха во внутреннее пространство охлаждаемого устройства, и тем самым обеспечивает равномерность его охлаждения. В основу изобретения поставлена также задача достижения равномерного и эффективного охлаждения в системе для охлаждения в закрытых пространствах путем оснащения блока охлаждения конструктивными элементами, регулирующими подачу и всасывание воздушных масс и оптимизации конструктивного исполнения устройства, подвергаемого охлаждению, что позволяет регулировать скорость перемещения воздушных масс до оптимальной, исключающей возникновение турбулентности, а также интенсифицирует засасывание холодного воздуха во внутреннее пространство охлаждаемого устройства и, тем самым, обеспечивает равномерность его охлаждения. Поставленная задача достигается за счет того, что в способе для охлаждения в закрытых пространства х устройств, таких, как тепловыделяющие элементы телекоммуникационного оборудования, предусматривающем перемещение в закрытом пространстве воздушны х масс, согласно изобретению, размещают в закрытом пространстве блок охлаждения, который обеспечивает поток холодного воздуха , перемещающегося с низкой скоростью в нижней части закрытого пространства, и осуществляют всасывание нагретого воздуха, перемещающегося с низкой скоростью в верхней части закрытого пространства, причем для охлаждения устройств поток холодного воздуха, поступающий из блока охлаждения, подают снизу, достигают контакта с устройствами, которые будут охлаждаться, и нагреваемый устройствами теплый воздух выводят свер ху. Поставленная задача достигается также за счет того, что в системе для охлаждения в закрытых пространствах устройств, таких, как тепловыделяющие элементы телекоммуникационного оборудования, содержащей блок охлаждения, согласно изобретению, блок охлаждения установлен в закрытом пространстве и содержит элемент, предназначенный для подачи потока вытесняющего холодного воздуха, перемещающегося с низкой скоростью в нижней части закрытого пространства и элемент, предназначенный для всасывания нагретого воздушного потока, перемещающегося с низкой скоростью в верхней части закрытого пространства, при этом система выполнена с возможностью засасывания холодного воздуха из вытесняющего потока холодного воздуха снизу для охлаждения устройств, а устройства выполнены с возможностью подачи нагретого воздуха выше к нагретому воздушному потоку. При этом блок охлаждения содержит вывод холодного воздуха из нижней части блока охлаждения и воздухозаборник нагретого воздуха в верхней части блока охлаждения, а устройства , подвергаемые охлаждению, выполнены в виде полок, предназначенных для направления нагретого воздушного потока. В заявляемом изобретении с целью охлаждения телекоммуникационного оборудования в отсеках стоек, установленных в закрытых пространствах, предложены способ и система для охлаждения телекоммуникационного оборудования, установленного в отсеках стоек з закрытых пространствах, с энергосбережением с высокой эксплуатационной надежностью и незначительным техническим обслуживанием и с несколькими подвижными частями. Оба вышеупомянутых принципа объединены и использованы в аппаратных помещениях, в которых необходимо охлаждать установленное в них оборудование При охлаждении и нагревании воздуха количество тепловой энергии, которое может передаваться через воздух за единицу времени, определяется, в основном, двумя параметрами: количеством охлажденного воздуха (или нагретого) за единицу времени и понижением (повышением) температуры воздуха. Когда одинаковое количество тепловой энергии необходимо передать за единицу времени, эти два параметра являются противоположными; большое количество воздуха за единицу времени эквивалентно низкой разности температур воздуха ; высокая разность температур требует меньшего количества воздуха за единицу времени. Сочетание распространения вытесняющего воздуха (распространения холодного воздуха) и естественной конвекции, возникающей при нагреве воздуха и охлаждении тепловыделяющих предметов, упоминается здесь, как охлаждение вытеснением. В дальнейшем изобретение поясняется конкретным вариантом его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых: фиг. 1 изображает пространство, в котором, согласно изобретению, установлены система охлаждения и охлаждаемое оборудование; фиг 2а изображает картину движения поступающего воздуха перед отсеками стойки; фиг. 2Ь изображает на виде сбоку про хождение поступающе го воздуха через стойку; фиг. 3 показывает расслоение теплого и холодного воздуха перед стойкой и выше. На фиг. 1 схематично изображены размещенные в закрытом пространстве или в помещении 1 блок 2 охлаждения и стойки 3, в которых размещены тепловыделяющие элементы (устройства), которые необходимо охлаждать. Предполагается, что помещение будет герметичным. Блок 2 охлаждения сконструирован таким образом, чтобы отбирать теплый воздух на уровне потолка, охлаждать воздух и затем выпускать охлажденный воздух с низкой скоростью на уровне пола. Передняя поверхность вы вода 4 воздуха делае тся большой для то го, чтобы получить низкую скорость воздуха, Возврат нагретого в помещении воздуха осуществляется посредством всасывания в воздухозаборник 5 блока охлаждения, который расположен как можно ближе к потолку и охлаждается в блоке охлаждения и возвращается в помещение через вывод 4 воздуха, который расположен как можно ближе к поверхности пола. Поступающий холодный воздух распространяется с низкой скоростью, то есть воздух рассеивается в помещении рядом со стойкой, в которой должны располагаться тепловыделяющие элементы. По 28020 ступающий холодный воздух на ходится теперь перед стойкой и поднимается от поверхности пола вверх до уровня, находяще гося ниже наивысшей точки стойки. Нагреваемый воздух будет проходить различными путями. Это зависит от конструкции стойки и размещенного в ней оборудования. Однако общая особенность заключается в том, что поступающий холодный воздух засасывается во внутреннее пространство стойки и тем самым охлаждает размещенные там тепловыделяющие элементы, в то время как теплый воздух вы ходит из верхней части стойки. Вы ходящий теплый выпускаемый воздух намного теплее и легче воздуха, поступающего перед отсеком и, следовательно, будет находиться между потолком и поступающим воздухом, см. фиг. 3. Теплый выпускаемый воздух также движется с достаточно медленной скоростью для того, чтобы избежать турбулентности. Теплый воздух медленно посредством всасывания поступает обратно в блок охлаждения. На фиг. 2а изображено движение воздушного потока перед стойкой и в стойке. Обычно лицевые панели стойки делают перфорированными так, чтобы позволить поступающем у воздуху проходить в стойку. Часть воздушного потока проходит мимо первой стойки к стоящей рядом соседней стойке, и так далее. На фиг. 2Ь изображен поступающий воздух, проходящий через переднюю перфорированную панель 6 стойки и расположенные напротив тепловыделяющие элементы 7, размещенные в стойке, и затем проходящий вверх через стойку. На фиг. 2Ь также показаны траектории, соответствующие прохождению воздуха через стойку, когда тепловыделяющие элементы размещены на полках 8. Совсем не обязательно эти полки можно изготавливать так, чтобы они отводили нагретый воздух по направлению к вытяжке, расположенной у задней панели стойки. Принцип эффективен при условии, что выходящий воздух может подниматься и выходить из верхней части стойки. Также совершенно не обязательно иметь перфорированную переднюю панель. Однако для того, чтобы обеспечить контакт с тепловыделяющими элементами, о бязательно должен быть ввод для поступающего воздуха в нижней части конструкции стойки. Вентиляторы можно также установить в стойке для всасывания поступающего холодного воздуха. В сокращенном виде представлены три требования по конструкции стойки: — поступающий воздух должен вводиться че рез переднюю панель и ли через нижнюю часть стойки; — воздух должен проходить, соприкасаясь с тепловыделяющими элементами, размещенными в стойке и таким образом нагреваться; — воздух должен выходи ть из верхней части стойки. Обнар ужено, что при следо вании по пути перемещения поступающего воздуха от передней части блока о хлаждения до места расположения одной из полок, которые поддерживают тепловы деляющие элементы внутри стойки, как обозначе но стре лками на фиг. 2а и фиг. 2Ь, температура остается неизменной по всей траектории вплоть до это го места. Вып ускаемый воздух вы ходи т из верхней части стойки. Поступающий хоподный воздух и выпускаемый теплый воздух остаются разделенными друг от друга. Поступающий воздух рассеивается по всей поверхности пола, от уровня пола до точки, незначительно превышающей переднюю панель стойки, тогда как выпускаемый воздух собирается ниже уровня потолка. На фиг. 3 изображен вид с одной стороны положения двух областей относительно стойки и показано расслоение теплого и холодного воздуха перед стойкой и над стойкой. Способ осуществляют следующим образом. Теплый воздух на уровне потолка отбирают с помощью засасывания через воздухозаборник 5 блока 2 охлаждения, в котором воздух о хлаждают, затем выпускают охлажденным с низкой скоростью на уровне пола. Охлажденный воздух проходит через стойку 3 с расположенными в ней тепловыделяющими элементами, которые отдают свое тепло воздуху, нагревая его. Возврат воздуха осуществляют посредством всасывания в воздухозаборник 5 блока охлаждения, и процесс повторяется. Распространение вытесняющего воздуха, поступающего из блока охлаждения, и вывод воздуха из стойки с очень низкой турбулентностью приводит в результате к двум слоям воздуха с различной температурой и с низкими скоростями потоков в противоположных направлениях: холодному воздуху, распространяющемуся по поверхности пола дальше от блока охлаждения и поблизости от все х стоек в помещении или в пространстве, и теплому воздуху, проходящему вдоль потолка дальше от стойки и обратно в блок охлаждения. В свою очередь, это приводит к тому, что поступающий воздух заполняет все стойки, расположенные в помещении, и вы водится изо всех стоек. Кроме того, поступающий воздух будет иметь ту же самую температур у перед всеми стойками, при условии, что температура поступающего воздуха, выходя щего из блока охлаждения, будет постоянной во времени. Это дает равномерное и эффективное охлаждение всех стоек, расположенных в помещении. Система охлаждения работает следующим образом. Через воздухозаборник 5 блока 2 охлаждения в закрытом пространстве 1 с расположенными в нем стойками с устройствами, подвергаемыми охлаждению, осуществляется забор (всасывание) нагретого воздуха. Прошедший через блок 2 охлаждения воздух на уровне пола закрытого пространства 1 направляется к охлаждаемым устройствам, и, пройдя в вертикальном направлении стойки и снова нагреваясь, направляется вверх к уровню потолка. Далее теплый воздух снова засасывается в блок 2 охлаждения для повторения цикпа. Вышеописанная конструкция также обеспечивает высокоэффективн ую систему благодаря тому, что большое отли чие по температуре между поступающим воздухом и выпускаемым воздухом в блоке охлаждения сочетается с относительно высокой температурой поступающего воздуха, и к тому же температура парообразования увеличивает эффективность схемы компрессора, хотя низкая скорость воздушного потока позволит использовать относительно небольшие и маломощные вентиляторы. 28020 » Вход воздуха