BE1031101B1 - Heat exchange technology - Google Patents
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Abstract
Aspekte der Erfindung betreffen eine Vorrichtung (100) sowie ein System (500) zum Wärmetauschen. Es ist ein Wärmetauscher (200) umfasst, dazu ausgebildet, Wärme von zumindest einem elektrischen und/oder elektronischen Modul (350) abzuleiten. Weiter ist eine Aufnahmevorrichtung (300) zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen und/oder elektronischen Modul (350) umfasst. Zumindest eine wärmeaufnehmende Komponente (220) des Wärmetauschers (200) beansprucht in einem ersten Zustand (246) ein erstes Volumen (222), und die wärmeaufnehmende Komponente (220) des Wärmetauschers beansprucht in einem zweiten Zustand (247) ein zweites Volumen (224), wobei das zweite Volumen größer ist als das erste Volumen. Die zumindest eine wärmeaufnehmende Komponente (220) des Wärmetauschers (200) im zweiten Zustand (247) weist einen thermischen Kontakt (226) zu einer Oberfläche des zumindest einem aufnehmbaren elektrischen und/oder elektronischen Moduls (350) auf zur Ableitung von Wärme.Aspects of the invention relate to a device (100) and a system (500) for heat exchange. A heat exchanger (200) is included, designed to dissipate heat from at least one electrical and/or electronic module (350). Furthermore, a receiving device (300) for receiving at least one electrical and/or electronic module (350) is included. At least one heat-absorbing component (220) of the heat exchanger (200) takes up a first volume (222) in a first state (246), and the heat-absorbing component (220) of the heat exchanger takes up a second volume (224) in a second state (247), wherein the second volume is larger than the first volume. The at least one heat-absorbing component (220) of the heat exchanger (200) in the second state (247) has a thermal contact (226) with a surface of the at least one accommodateable electrical and/or electronic module (350) for dissipating heat.
Description
Technik zum WärmetauschenHeat exchange technology
Die Erfindung betrifft eine Technik zum Wärmetauschen. Insbesondere betrifft dieThe invention relates to a technique for heat exchange. In particular, the
Erfindung eine Vorrichtung zum Wärmetauschen und ein System zumInvention a device for heat exchange and a system for
Wärmetauschen, bei der bzw. dem Abwärme von elektrischen und/oder elektronischen Baugruppen abgeführt wird und so eine Überhitzung der Baugruppen vermieden wird.Heat exchange, in which waste heat is dissipated from electrical and/or electronic components, thus preventing overheating of the components.
Beim Betrieb von elektrischen und/oder elektronischen Modulen fällt ein erheblichesWhen operating electrical and/or electronic modules, a considerable amount of
Maß an Abwärme an. Diese Abwärme erhitzt die beteiligten Bauteile undamount of waste heat. This waste heat heats the components involved and
Baugruppen, sodass deren Betriebstemperatur überschritten wird. Entsprechend ist eine Kühlung unverzichtbar, um den ordnungsgemäßen Betrieb der Bauteile undcomponents, so that their operating temperature is exceeded. Accordingly, cooling is essential to ensure the proper operation of the components and
Baugruppe aufrecht zu erhalten. Bei mäßiger Erhitzung wird hierbei oft eineassembly. With moderate heating, this often results in a
Luftkühlung eingesetzt, mit der die zu kühlenden Bauteile und Baugruppen umstrichen werden, oft mit Unterstützung von Ventilatoren oder ähnlichem. SolcheAir cooling is used to circulate the components and assemblies to be cooled, often with the support of fans or similar. Such
Anwendungen sind zum Beispiel aus Personal-Computern oder ähnlichenApplications are, for example, personal computers or similar
Einrichtungen bekannt.facilities known.
Die so erreichbare Leistung an Wärmeabfuhr reicht allerdings für Module, insbesondere im Bereich der Leistungselektronik und Hochleistungscomputer, häufig nicht aus. Zum Beispiel stellen Ladesäulen für elektrisch betriebene Fahrzeuge typischerweise eine Ladeleistung von 100 kW (Kilowatt) und darüber hinaus bereit, bei der die anfallende Abwärme nur noch mit der deutlich effizienterenHowever, the heat dissipation performance achieved in this way is often not sufficient for modules, especially in the field of power electronics and high-performance computers. For example, charging stations for electrically powered vehicles typically provide a charging capacity of 100 kW (kilowatts) and more, where the waste heat generated can only be dissipated with the much more efficient
Flüssigkeitskühlung abtransportiert werden kann. So können bei Anfall großerLiquid cooling can be transported away. This means that when large amounts of
Mengen von Abwärme flüssigkeitsgekühlte Module zum Einsatz kommen, bei denen direkt an den wesentlichen Wärmeerzeugern jeweils hinsichtlich Wärmeleistung undLiquid-cooled modules are used to reduce the amount of waste heat, which are directly connected to the main heat generators in terms of heat output and
Form angepasste Wärmetauscher die Abwärme aufnehmen. Die einzelnen Module sind an den Kühlkreislauf des Systems anzuschließen, das auch die restlichenHeat exchangers adapted to the shape of the module absorb the waste heat. The individual modules are to be connected to the cooling circuit of the system, which also
Kühlkomponenten bereitstellt. Zur Vermeidung von Undichtigkeiten in den Modulen sowie im ganzen System, welche im genannten Anwendungsbereich nicht nurCooling components. To avoid leaks in the modules and in the entire system, which in the above-mentioned application area not only
Kurzschlüsse verursachen, sondern ein erhebliches Gefährdungspotential und eine erhebliche Schadenshöhe darstellen, sind hochwertige Kühlkomponenten bereitzustellen, die zumindest im Bereich der Module modulspezifisch ausgeführt sein müssen. Entsprechend sind solche Lösungen teuer in der Anschaffung und aufwändig in Wartung und Betrieb.Since these cooling systems not only cause short circuits but also represent a significant risk potential and a significant amount of damage, high-quality cooling components must be provided, which must be designed specifically for the modules at least in the area of the modules. Accordingly, such solutions are expensive to purchase and complex to maintain and operate.
Mit anderen Worten produzieren Module der Leistungselektronik undIn other words, power electronics modules and
Rechenschaltkreise aufgrund von Verlustleistung im Betrieb Wärme, die in dem intern eingebauten Kühlkörper als Wärmetauscher an ein Kühlmedium abgegeben wird. Durch den aufgebauten Kreislauf transportiert man diese Abwärme dann aus dem geschlossenen Außengehäuse und gibt die Wärme mittels eines zweitenComputer circuits generate heat due to power loss during operation, which is transferred to a cooling medium in the internally installed heat sink as a heat exchanger. This waste heat is then transported out of the closed outer casing through the built-in circuit and the heat is transferred by means of a second
Wärmetauschers an die Umgebungsluft oder Fluss- und Grundwasser ab.heat exchanger to the ambient air or river and groundwater.
Allerdings treten dabei die folgenden Nachteile auf:However, the following disadvantages occur:
Innerhalb der Module ist ein Kühlkörper verbaut, welcher mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit gefüllt ist. Es gibt mehrere Abdichtungsflächen, welche dauerhaft dicht sein müssen. Weiter muss der Kühlkörper mit eingeschlossenerInside the modules, a heat sink is installed which is filled with a pressurized liquid. There are several sealing surfaces which must be permanently sealed. Furthermore, the heat sink must be enclosed
Flüssigkeit gegen die Elektronik isoliert sein. Zusätzlich sind die Anschlussstellen für die Kühlung am Gehäuse, die Stecker und Gegenstecker für Rohre und Schläuche relativ teuer, da diese unter Druck gesteckt und getrennt werden müssen ohne dasLiquid must be insulated from the electronics. In addition, the connection points for the cooling on the housing, the plugs and mating plugs for pipes and hoses are relatively expensive, as they have to be plugged and unplugged under pressure without the
Flüssigkeit aus dem Kühlsystem entweicht. Darüber hinaus können die verbautenLiquid escapes from the cooling system. In addition, the installed
Kühlkörper aufwändig und teuer sein, da Fräsungen, Gewindeeinzüge undHeat sinks can be complex and expensive, as milling, threading and
Abdichtungen benötigt werden. Es müssen korrosionsbeständige und gleichzeitig wärmeleitende Materialien verwendet werden. Wenn ein Kühlkörper innerhalb desSeals are required. Corrosion-resistant and at the same time heat-conducting materials must be used. If a heat sink is installed inside the
Moduls verbaut ist, nimmt dieser ein entsprechendes Volumen ein. Um dieses zusätzliche Volumen muss das Gehäuse des Moduls größer ausfallen.module, it takes up a corresponding volume. The housing of the module must be larger to accommodate this additional volume.
Beschränkend wirkt darüber hinaus, dass die Oberfläche des Kühlkörpers, welche für die Kontaktierung der verlustbehafteten Bauteile und Baugruppen zu Verfügung steht, wesentlich kleiner als die Oberfläche des Gehäuses des Moduls ist.Another limiting factor is that the surface of the heat sink, which is available for contacting the lossy components and assemblies, is much smaller than the surface of the module's housing.
Alternativ können Kühlplatten (fachsprachlich auch als "Cool Plates" bezeichnet) dasAlternatively, cooling plates (also known as "cool plates") can
Modul zur Kühlung mechanisch kontaktieren, zum Beispiel durch Anschrauben. Dazu muss der innere Aufbau der Module so ausgeführt sein, dass die verlustbehaftetenContact the module mechanically for cooling, for example by screwing it on. For this purpose, the internal structure of the modules must be designed in such a way that the lossy
Bauteile und Baugruppen im Modul inre Abwärme gegen die Oberfläche desComponents and assemblies in the module transfer waste heat to the surface of the
Gehäuses bringen. An dieser Oberfläche wird die Kühlplatte kontaktiert. Bei dieserhousing. The cooling plate is contacted on this surface. In this
Lösung kann eine modulinterne Kühlung entfallen. Nachteilig ist allerdings, dass dieThis solution eliminates the need for internal module cooling. The disadvantage, however, is that the
Oberflächen des Kühlkörpers und des Moduls sehr eben und steif sein müssen, damit der thermische Übergang effektiv funktioniert. Das hat zur Folge, dass diese einen erheblichen mit Gewicht und Kosten verbundenen Materialeinsatz erfordern und mechanisch nachgearbeitet werden müssen, beispielsweise durch Planfräsen.The surfaces of the heat sink and the module must be very flat and rigid so that the thermal transition works effectively. This means that they require a considerable amount of material, which is associated with weight and cost, and must be mechanically reworked, for example by face milling.
Weiter müssen die beiden Oberflächen am Kühlkörper und am Modul großflächigFurthermore, the two surfaces on the heat sink and the module must be
Kontakt haben, um den Wärmetransport zu gewährleisten. Diese Verbindung muss dauerhaft und unabhängig von Wärmeausdehnung, Vibrationen und weiteren mechanischen Belastungen sein, zum Beispiel durch Verschrauben. Und selbst wenn dies erreicht ist, sind im Vergleich zur modulinternen Kühlung die wärmeleitenden Pfade länger und damit der Wärmewiderstand größer. Schließlich ist die Kühlplatte teuer, da korrosionsbeständige und wärmeleitende Materialien (Kupfer, Edelstahl, Aluminium) verwendet werden, und aufwändig, da Fräsungen,Contact to ensure heat transport. This connection must be permanent and independent of thermal expansion, vibrations and other mechanical stresses, for example through screwing. And even if this is achieved, the heat-conducting paths are longer and thus the thermal resistance greater compared to cooling within the module. Finally, the cooling plate is expensive because corrosion-resistant and heat-conducting materials (copper, stainless steel, aluminum) are used, and complex because milling,
Gewindeeinzüge, Abdichtungen gefertigt werden.Thread inserts and seals can be manufactured.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Kontaktierung zumThe invention is therefore based on the object of making contact with
Wärmetauschen zu vereinfachen, insbesondere an Rechenschaltkreisen, leistungselektronischen Bauteilen und deren Wärmeverteilern (fachsprachlich: auchTo simplify heat exchange, especially in computer circuits, power electronic components and their heat distributors (technical term:
Wärmespreitzer oder Heat-Spreader). Alternativ oder ergänzend besteht die Aufgabe zur Reduzierung des Gewichtes und der Materialkosten sowie einer Vereinfachung der Handhabung.Alternatively or additionally, the task is to reduce weight and material costs as well as simplify handling.
Die Aufgabe wird oder die Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigenThe task or tasks are assigned the characteristics of the independent
Ansprüche gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Claims are solved. Appropriate embodiments and advantageous further developments of the invention are specified in the dependent claims.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.Embodiments of the invention are described below with partial reference to the figures.
Gemäß einem ersten Aspekt umfasst eine Vorrichtung zum Wärmetauschen einenAccording to a first aspect, a device for heat exchange comprises a
Wärmetauscher, der dazu ausgebildet ist, Wärme von zumindest einem elektrischen und/oder elektronischen Modul abzuleiten. Weiter umfasst die Vorrichtung eineHeat exchanger designed to dissipate heat from at least one electrical and/or electronic module. The device further comprises a
Aufnahmevorrichtung mit zumindest einer Aufnahme, die dazu ausgebildet ist, das zumindest eine elektrische und/oder elektronische Modul aufzunehmen. Zumindest eine wärmeaufnehmende Komponente des Wärmetauschers beansprucht in einem ersten Zustand ein erstes Volumen. Die wärmeaufnehmende Komponente desReceiving device with at least one receptacle which is designed to receive the at least one electrical and/or electronic module. At least one heat-absorbing component of the heat exchanger takes up a first volume in a first state. The heat-absorbing component of the
Wärmetauschers beansprucht in einem zweiten Zustand ein zweites Volumen, wobei das zweite Volumen größer ist als das erste Volumen. Die zumindest eine wärmeaufnehmende Komponente des Wärmetauschers ist im zweiten Zustand dazu angeordnet, einen thermischen Kontakt zu einer Oberfläche des zumindest einen aufnehmbaren elektrischen und/oder elektronischen Moduls herzustellen zurHeat exchanger occupies a second volume in a second state, wherein the second volume is larger than the first volume. The at least one heat-absorbing component of the heat exchanger is arranged in the second state to establish thermal contact with a surface of the at least one absorbable electrical and/or electronic module for
Ableitung der Wärme.Dissipation of heat.
Vorteilhaft kann so der thermische Kontakt zwischen der wärmeaufnehmendenThis can advantageously increase the thermal contact between the heat-absorbing
Komponente des Wärmetauschers und des in der Aufnahme aufgenommenen elektrischen und/oder elektronischen Moduls vereinfacht, formflexibel und/oder reversibel (d.h. lösbar) realisiert sein.Components of the heat exchanger and the electrical and/or electronic module accommodated in the holder can be simplified, flexible in shape and/or reversible (i.e. detachable).
Beispielsweise weist die zumindest eine wärmeaufnehmende Komponente desFor example, the at least one heat-absorbing component of the
Wärmetauschers im zweiten Zustand einen thermischen Kontakt zur Oberfläche des zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Moduls auf zur Ableitung derHeat exchanger in the second state has a thermal contact with the surface of the at least one electrical and/or electronic module for dissipating the
Wärme, wenn das zumindest eine Modul in der jeweiligen Aufnahme aufgenommen ist.Heat if at least one module is accommodated in the respective recording.
Die zumindest eine wärmeaufnehmende Komponente des Wärmetauschers kann aufgrund des kleineren ersten Volumens im ersten Zustand dazu angeordnet sein, den thermischen (und optional mechanischen) Kontakt zur Oberfläche des zumindest einen aufnehmbaren Moduls zu lösen (d.h. zu öffnen). Beispielsweise ist die wärmeaufnehmende Komponente des Wärmetauschers im ersten Zustand von derDue to the smaller first volume, the at least one heat-absorbing component of the heat exchanger can be arranged in the first state to release (i.e. open) the thermal (and optionally mechanical) contact with the surface of the at least one absorbable module. For example, the heat-absorbing component of the heat exchanger in the first state is separated from the
Oberfläche des zumindest einen aufnehmbaren Moduls beabstandet.Surface of the at least one recordable module.
Alternativ oder ergänzend kann sich die wärmeaufnehmende Komponente desAlternatively or additionally, the heat-absorbing component of the
Wärmetauschers im zweiten Zustand aufgrund des größeren zweiten Volumens bis zur Oberfläche des zumindest einen aufnehmbaren Moduls erstrecken und/oder sich an die Oberfläche des zumindest einen Moduls (beispielsweise anformend) anschmiegen.Heat exchanger in the second state due to the larger second volume extend to the surface of the at least one accommodateable module and/or nestle against the surface of the at least one module (for example, molding).
Die Oberfläche des zumindest einen Moduls muss nicht plan sein und/oder muss keine Oberfläche eines Gehäuses sein. Durch die Ausdehnung vom ersten zum zweiten Volumen kann sich die wärmeaufnehmende Komponente in den Bauraum des jeweiligen Moduls erstecken und/oder einzelne Bauteile und Baugruppen direkt kontaktieren. Optional wirkt die wärmeaufnehmende Komponente im zweitenThe surface of the at least one module does not have to be flat and/or does not have to be a surface of a housing. Due to the expansion from the first to the second volume, the heat-absorbing component can extend into the installation space of the respective module and/or directly contact individual components and assemblies. Optionally, the heat-absorbing component acts in the second
Zustand nicht nur thermisch, sondern auch formschlüssig und/oder reibschlüssig mit dem jeweiligen Modul zusammen, sodass das jeweilige Modul im zweiten Zustand gegen eine Entnahme mechanisch gesichert ist.In the first state, the module is not only thermally but also positively and/or frictionally connected to the respective module, so that the respective module is mechanically secured against removal in the second state.
Durch die Kontraktion vom zweiten zum ersten Volumen kann die wärmeaufnehmeBy contracting from the second to the first volume, the heat absorption
Komponente einen formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Eingriff in das jeweiligeComponent a positive and/or frictional engagement in the respective
Modul lösen. Der erste und zweite Zustand kann beispielsweise allein durch denModule. The first and second state can be determined, for example, by the
Druck eines Kühlmediums in der wärmeaufnehmenden Komponente (beispielsweise 5 einen Systemdruck) gesteuert sein.Pressure of a cooling medium in the heat-absorbing component (e.g. 5 a system pressure).
Das Kühlmedium kann ein Kühlmittel (beispielsweise eine Kühlflüssigkeit) oder einThe cooling medium can be a coolant (e.g. a cooling liquid) or a
Kältemittel sein.refrigerant.
Das Beanspruchen des ersten und zweiten Volumens kann ein Einnehmen des jeweiligen Volumens oder ein Aufweisen des jeweiligen Volumens bedeuten. Das zumindest eine elektrische und/oder elektronische Modul wird verkürzt auch als das zumindest eine Modul oder kurz als das Modul bezeichnet. Die abgeleitete Wärme kann auch als Abwärme bezeichnet werden.The use of the first and second volumes can mean taking up the respective volume or having the respective volume. The at least one electrical and/or electronic module is also referred to as the at least one module or simply as the module. The dissipated heat can also be referred to as waste heat.
Die Aufnahmevorrichtung kann ein (elektrischer oder elektronischer) Schaltschrank, ein Elektronikschrank (fachsprachlich auch als Rack bezeichnet), eineThe mounting device can be a (electrical or electronic) control cabinet, an electronics cabinet (also known as a rack), a
Versorgungssäule oder dergleichen sein.supply column or something similar.
Die Vorrichtung kann in der Aufnahmevorrichtung der Kühlung von Bauteilen undThe device can be used in the mounting device for cooling components and
Baugruppen (beispielsweise Leistungskomponenten) im zumindest einen Moduls dienen. Aufgrund der Vergrößerung des Volumens beim Übergang vom ersten zum zweiten Zustand kann die wärmeaufnehmende Komponente des Wärmetauschers die Bauteile und Baugruppen (beispielsweise Leistungskomponenten) jeweils direkt zur Ableitung der Wärme kontaktieren. Hierzu kann das zumindest eine Modul gehäuselos oder zur wärmeaufnehmenden Komponente des Wärmetauschers hin offen sein.Assemblies (for example power components) in at least one module. Due to the increase in volume during the transition from the first to the second state, the heat-absorbing component of the heat exchanger can contact the components and assemblies (for example power components) directly in order to dissipate the heat. For this purpose, the at least one module can be housingless or open towards the heat-absorbing component of the heat exchanger.
Die Vorrichtung zum Wärmetauschen kann eine Mehrzahl von Komponenten umfassen. Die Komponenten können die genannte wärmeaufnehmendeThe device for heat exchange may comprise a plurality of components. The components may include the heat-absorbing
Komponente des Wärmetauschers (kurz: wärmeaufnehmendeComponent of the heat exchanger (short: heat-absorbing
Wärmetauscherkomponente) zur Aufnahme der Abwärme umfassen. Eineheat exchanger component) to absorb the waste heat. A
Transportkomponente kann dem Transport eines die Wärmetauscherkomponente durchströmenden Kühlmediums (beispielsweise eines Kühlmittels oder einesTransport component can be used to transport a cooling medium flowing through the heat exchanger component (for example a coolant or a
Kältemittels) dienen. Das Kühlmittel kann eine Kühlflüssigkeit sein. Eine wärmeabgebende Komponente des Wärmetauschers kann der Abkühlung desThe coolant can be a cooling liquid. A heat-emitting component of the heat exchanger can be used to cool the
Kühlmediums dienen. Die wärmeabgebende Wärmetauscherkomponente kann außerhalb der Aufnahmevorrichtung angeordnet sein, beispielsweise zur Abgabe derThe heat-emitting heat exchanger component can be arranged outside the receiving device, for example to release the
Wärme an Umgebungsluft, Flusswasser oder Grundwasser.Heat from ambient air, river water or groundwater.
Die Vorrichtung kann ein geschlossenes Kühlsystem (d.h. einen Kühlkreislauf) umfassen. Dabei wird in der Regel die wärmeaufnehmende Komponente desThe device may comprise a closed cooling system (i.e. a cooling circuit). In this case, the heat-absorbing component of the
MWärmetauschers von der wärmeabgebenden Komponente des Wärmetauschers räumlich getrennt, zum Beispiel indem diese Komponenten in getrennten Räumen oder innerhalb bzw. außerhalb eines Gehäuses der Aufnahmevorrichtung angeordnet sind. Die Verbindung der wärmeaufnehmenden und wärmeabgebendenM heat exchanger is spatially separated from the heat-emitting component of the heat exchanger, for example by arranging these components in separate rooms or inside or outside a housing of the receiving device. The connection of the heat-absorbing and heat-emitting
Komponenten kann durch die Transportkomponente, beispielsweise Schläuche mit dem Kühlmedium (d.h. Kühlmittel oder Kältemittel) realisiert sein. Das Kühlmedium kann in den Schläuchen zwischen den wärmeaufnehmenden und wärmeabgebendenComponents can be realized by the transport component, for example hoses with the cooling medium (i.e. coolant or refrigerant). The cooling medium can be in the hoses between the heat-absorbing and heat-emitting
Komponenten zirkuliert. Die Zirkulation kann durch eine Umwälzpumpe für dascomponents. The circulation can be achieved by a circulation pump for the
Kühlmedium (beispielsweise als Teil der Transportkomponente) angetrieben oder unterstützt sein. Es kann aber auch die Zirkulation durch Schwerkraft und/oder (beispielsweise thermisch angetriebene) Konvektion aufrechterhalten sein.Cooling medium (for example as part of the transport component) can be driven or supported. However, circulation can also be maintained by gravity and/or (for example thermally driven) convection.
Die wärmeaufnehmende Komponente des Wärmetauschers, die dazu ausgebildet ist, Wärme von zumindest einem elektrischen und/oder elektronischen Modul abzuleiten, kann auch als (beispielsweise sich anformender) Kühlkörper bezeichnet werden. Er kann verschiedene Volumen einnehmen.The heat-absorbing component of the heat exchanger, which is designed to dissipate heat from at least one electrical and/or electronic module, can also be referred to as a (for example molded) heat sink. It can take up different volumes.
Die wärmeaufnehmende Komponente kann eine dehnbare Außenhaut (auch: Hülle oder Oberfläche) mit elastischen Eigenschaften aufweisen. Ohne das Einwirken vonThe heat-absorbing component can have a stretchable outer skin (also: cover or surface) with elastic properties. Without the influence of
Kräften, zum Beispiel in Form eines erhöhten Systemdrucks, optional Drucks desForces, for example in the form of increased system pressure, optionally pressure of the
Kühlmediums (beispielsweise des Kühlmittels oder des Kältemittels), zieht sich diecooling medium (e.g. the coolant or the refrigerant), the
Außenhaut zusammen, sodass sich das Volumen der wärmeaufnehmendenouter skin, so that the volume of the heat-absorbing
Komponente reduziert (beispielsweise auf das erste Volumen). Wird die wärmeaufnehmende Komponente in der Aufnahmevorrichtung (beispielsweise in einem elektronischen Schaltschrank oder einer Versorgungssäule) angeordnet, kann durch das reduzierte erste Volumen der Einbau oder die Entnahme des zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Moduls in entsprechende Führungen oder Aufnahmen ermöglicht sein. Wird hingegen der Systemdruck, optional der Druck des Kühlmediums (beispielsweise des Kühimittels oder des Kältemittels), vergrößert, dehnt sich die AuBenhaut der wärmeaufnehmenden Komponente, sodass sich dasComponent is reduced (for example to the first volume). If the heat-absorbing component is arranged in the receiving device (for example in an electronic control cabinet or a supply column), the reduced first volume can enable the installation or removal of at least one electrical and/or electronic module in corresponding guides or receptacles. If, however, the system pressure, optionally the pressure of the cooling medium (for example the coolant or the refrigerant), is increased, the outer skin of the heat-absorbing component expands so that the
Volumen der wärmeaufnehmenden Komponente zum zweiten Volumen vergrößert.Volume of the heat absorbing component is increased to the second volume.
Die vergrößerte wärmeaufnehmende Komponente kontaktiert nun das zumindest eine in der Aufnahme einbaubare elektrische und/oder elektronische Modul, indem es mit seiner Außenhaut mit einem gewissen Druck (beispielsweise der Differenz zwischen dem Druck des Kühlmediums und einer Oberflächenspannung derThe enlarged heat-absorbing component now contacts the at least one electrical and/or electronic module that can be installed in the holder by pressing its outer skin against a certain pressure (for example, the difference between the pressure of the cooling medium and a surface tension of the
Außenhaut) an dem Modul (beispielsweise an dessen Bauteilen oder Baugruppen) anliegt. Somit entsteht der thermische Kontakt (auch als thermische Brücke bezeichnet), über den die Wärme abgeführt werden kann.outer skin) is in contact with the module (for example, its components or assemblies). This creates the thermal contact (also known as a thermal bridge) through which the heat can be dissipated.
In Ausführungsbeispielen kann in der Vorrichtung zum Wärmetauschen die wärmeaufnehmende Komponente des Wärmetauschers in der Aufnahmevorrichtung oberhalb und/oder unterhalb der Aufnahme des elektrischen und/oder elektronischenIn embodiments, in the device for heat exchange, the heat-absorbing component of the heat exchanger can be arranged in the receiving device above and/or below the receiving device of the electrical and/or electronic
Moduls angeordnet sein. Die Komponente des Wärmetauschers kann vorzugsweise montiert sein. Im ersten Zustand der Komponente des Wärmetauschers ist einmodule. The heat exchanger component can preferably be mounted. In the first state of the heat exchanger component, a
Entfernen oder Hinzufügen des zumindest einen elektrischen oder elektronischenRemoving or adding at least one electrical or electronic
Moduls in die Aufnahme der Aufnahmevorrichtung möglich.Module into the holder of the mounting device.
Vorteilhaft kann so ein Einsetzen und/oder ein Entfernen und/oder Wechsel des elektrischen und/oder elektronischen Moduls ausgeführt werden, ohne weitereAdvantageously, the electrical and/or electronic module can be inserted and/or removed and/or replaced without further
Berücksichtigung eines Kühlkörpers oder Arbeitsschritte zum Anschluss einerConsideration of a heat sink or work steps for connecting a
Wasserkühlung. Weiter vorteilhaft können zu kühlende Bauteile des elektrischen und/oder elektronischen Moduls in der Oberseite und/oder an der Unterseite desWater cooling. Further advantageously, components of the electrical and/or electronic module that are to be cooled can be located in the top and/or bottom of the
Moduls angeordnet sein.module.
Es können auch an der Oberseite und an der Unterseite des Moduls Kühlkörper angeordnet sein. Der Kühlkörper, die sogenannte Komponente des Wärmetauschers, verkleinert dabei sein Volumen dergestalt, dass der Bauraum in der Vorrichtung zurHeat sinks can also be arranged on the top and bottom of the module. The heat sink, the so-called component of the heat exchanger, reduces its volume in such a way that the installation space in the device for
Aufnahme des elektrischen und/oder elektronischen Moduls frei wird. So kann dasThe electrical and/or electronic module can be accommodated in a space that is
Modul und der Kühlkörper mit kleinem Volumen berührungslos nebeneinander anordenbar sein.The module and the heat sink with a small volume can be arranged next to each other without contact.
In weiteren Ausführungsbeispielen kann das zumindest eine aufnehmbare elektrische oder elektronische Modul zu kühlende Leistungskomponenten umfassen. Mit anderen Worten kann die Oberfläche zu kühlende Flächen derIn further embodiments, the at least one electrical or electronic module that can be accommodated can comprise power components to be cooled. In other words, the surface to be cooled can comprise areas of the
Leistungskomponenten umfassen. Der thermische Kontakt zum elektrischen und/oder elektronischen Modul kann einen thermischen Kontakt mit einer Baugruppe oder Bauteilen (beispielsweise den zu kühlenden Leistungskomponenten) oder den zu kühlenden Leistungskomponenten umfassen. Alternativ oder ergänzend kann der thermische Kontakt als Druckkontakt ausgebildet sein. Ein Anpressdruck des thermischen Kontakts kann von einem Druck des Kühlmediums in der wärmaufnehmenden Komponente abhängen.Power components. The thermal contact with the electrical and/or electronic module can comprise a thermal contact with an assembly or components (for example the power components to be cooled) or the power components to be cooled. Alternatively or additionally, the thermal contact can be designed as a pressure contact. A contact pressure of the thermal contact can depend on a pressure of the cooling medium in the heat-absorbing component.
Vorteilhaft kann so durch direkten Kontakt von wärmeaufnehmender Komponente (d.h. dem verformbaren Kühlkörper) und dem Bauteil oder der Baugruppe (beispielsweise der Leistungskomponente) eine gute Wärmeableitung erzielt werden, ohne auf die Wärmeleitung von weiteren Komponenten (beispielsweise Gehäuse oder Wärmeverteiler) angewiesen zu sein. Wärmeleitende Pfade können so kürzer und der Wärmewiderstand reduziert sein.Advantageously, good heat dissipation can be achieved through direct contact between the heat-absorbing component (i.e. the deformable heat sink) and the component or assembly (e.g. the power component), without having to rely on heat conduction from other components (e.g. housing or heat spreader). Heat-conducting paths can thus be shorter and thermal resistance reduced.
Leistungskomponenten können Komponenten der Leistungselektronik undPower components can be components of power electronics and
Rechenschaltkreise sein. Dabei ist die Leistungselektronik ein Teilgebiet dercomputing circuits. Power electronics is a sub-area of
Elektrotechnik, das sich mit der Umformung elektrischer Energie mit schaltenden elektronischen Bauelementen beschäftigt. Typische Anwendungen sind Umrichter (oder Frequenzumrichter) im Bereich der elektrischen Antriebstechnik,Electrical engineering, which deals with the conversion of electrical energy using switching electronic components. Typical applications are converters (or frequency converters) in the field of electrical drive technology,
Solarwechselrichter und Umrichter für Windkraftanlagen zur Netzeinspeisung regenerativ erzeugter Energie oder Schaltnetzteile. Auch Leistungskomponenten fürSolar inverters and converters for wind turbines for feeding renewable energy into the grid or switching power supplies. Also power components for
Ladesäulen von elektrisch betriebenen Fahrzeugen fallen darunter. Ferner können die Leistungskomponenten Hochleistungslaser und Komponenten zur Anregung eines optisch aktiven Mediums eines solchen Lasers sein. Beispiele fürCharging stations for electrically powered vehicles fall under this category. Furthermore, the power components can be high-power lasers and components for exciting an optically active medium of such a laser. Examples of
Rechenschaltkreisen sind Prozessoren und Speicher.Computing circuits include processors and memory.
Der thermische Kontakt kann eine Vielzahl von Stellen im Modul umfassen.The thermal contact can include a variety of locations in the module.
In anderen Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung zum Wärmetauschen einen thermischen Kontakt mit einer wärmeleitenden Außenfläche des elektrischen und/oder elektronischen Moduls umfassen. Dabei kann der thermische Kontakt alsIn other embodiments, the device for heat exchange may comprise a thermal contact with a heat-conducting outer surface of the electrical and/or electronic module. The thermal contact may be
Druckkontakt ausgebildet sein. Optional kann die wärmeleitende Außenfläche alspressure contact. Optionally, the heat-conducting outer surface can be designed as
Aluminiumblech ausgeführt sein, vorzugsweise als gewalztes Aluminiumblech.be made of aluminium sheet, preferably rolled aluminium sheet.
Vorteilhaft kann so eine großflächige Kontaktstelle ausgebildet werden zur Ableitung größerer Wärmemengen. Weiter können modulinterne Kühlstrukturen für verschiedene Bauelemente ausgebildet sein, die in ihrer Anordnung jetzt nicht mehr direkt von einzelnen festen Kühlkörpern kontaktiert und/oder mit Zu- und Abläufen einer Wasserkühlung versehen werden müssen.This makes it possible to advantageously form a large-area contact point for dissipating large amounts of heat. Furthermore, cooling structures can be formed within the module for various components, which no longer need to be directly contacted by individual solid heat sinks and/or provided with water cooling inlets and outlets.
Die modulinterne Kühlstruktur kann thermisch mit der wärmeleitenden Außenfläche des Moduls verbunden sein. Sie kann eine Metallstruktur umfassen, die mit den zu kühlenden Bauelementen und der wärmeleitenden Außenfläche fest verbunden ist, zum Beispiel verschraubt ist. Es können auch eine Mehrzahl von wärmeleitendenThe cooling structure inside the module can be thermally connected to the heat-conducting outer surface of the module. It can comprise a metal structure that is firmly connected, for example screwed, to the components to be cooled and the heat-conducting outer surface. A plurality of heat-conducting
Außenflächen an einem Modul angeordnet sein. Sie können auch an einer oberenouter surfaces on a module. They can also be arranged on an upper
Fläche des Moduls und/oder an einer unteren Fläche des Moduls angeordnet sein.surface of the module and/or on a lower surface of the module.
Weiter können ergänzend auch Leistungskomponenten des Moduls direkt vomIn addition, power components of the module can also be supplied directly from the
Kühlkörper wärmeleitend kontaktierbar sein.Heat sink must be able to be contacted in a thermally conductive manner.
Weiter können die wärmeleitenden Außenflächen oder die Leistungskomponenten eine gewisse Oberflächenrauigkeit und/oder Unebenheiten aufweisen. Durch den thermischen Druckkontakt kann auch dann noch ein hohes Maß an Wärme abgeleitet werden.Furthermore, the heat-conducting outer surfaces or the power components can have a certain surface roughness and/or unevenness. Even then, a high degree of heat can still be dissipated through thermal pressure contact.
In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Komponente des Wärmetauschers den ersten Zustand bei einem ersten Systemdruck im Wärmetauscher einnehmen. DieIn further embodiments, the component of the heat exchanger can assume the first state at a first system pressure in the heat exchanger. The
Komponente des Wärmetauschers kann den zweiten Zustand bei einem zweitenComponent of the heat exchanger can change the second state at a second
Systemdruck im Wärmetauscher einnehmen, wobei der zweite Systemdruck höher als der erste Systemdruck ist. Die Ausdehnung einer Oberfläche der Komponente des Wärmetauschers variiert abhängig vom Systemdruck. Die Komponente dessystem pressure in the heat exchanger, with the second system pressure being higher than the first system pressure. The expansion of a surface of the component of the heat exchanger varies depending on the system pressure. The component of the
Wärmetauschers kann optional eine Kissen-Form haben.Heat exchanger can optionally have a pillow shape.
Vorteilhaft kann so die Ausdehnung der Komponente des Wärmetauschers, der alsAdvantageously, the expansion of the component of the heat exchanger, which serves as
Kühlkörper ausgeführt sein kann, kontrolliert werden.Heat sink can be checked.
Die druckabhängige Ausdehnung der elastischen Oberfläche kann mehrereThe pressure-dependent expansion of the elastic surface can be several
Druckstufen umfassen, die verschiedenen Dehnungen entsprechen können.pressure levels that can correspond to different strains.
Alternativ oder ergänzend kann die elastische Oberfläche aus mehrerenAlternatively or additionally, the elastic surface can consist of several
Teiloberflächen aufgebaut sein. Dabei können Zonen mit geringerer Dehnung undPartial surfaces can be constructed. Zones with lower elongation and
Zonen mit größerer Dehnung umfasst sein. Somit können Zonen parallel zu dem aufnehmbaren elektrischen und/oder elektronischen Modul eine größere Dehnbarkeit aufweisen als Zonen im Wesentlichen senkreicht zu dem aufnehmbaren elektrischen und/oder elektronischen Modul. Somit lässt sich die Kontaktfläche zurZones with greater stretching can be included. Thus, zones parallel to the electrical and/or electronic module to be accommodated can have a greater stretchability than zones essentially perpendicular to the electrical and/or electronic module to be accommodated. Thus, the contact surface to the
Wärmeableitung weiter vergrößern ohne den Systemdruck weiter zu erhöhen.Further increase heat dissipation without further increasing the system pressure.
In Ausführungsbeispielen kann die Oberfläche zumindest eine der Eigenschaften dicht gegenüber Kühlmittel oder Kälteflüssigkeit, reifsfest, stichfest, temperaturbeständig von -40°C bis +100°C, langlebig und elektrisch isolierend aufweisen.In embodiments, the surface can have at least one of the properties of being impermeable to coolant or refrigerant, frost-proof, puncture-proof, temperature-resistant from -40°C to +100°C, durable and electrically insulating.
Vorteilhaft wird so ein besonders robuster Kühlkörper erreicht.This advantageously results in a particularly robust heat sink.
Die Dichtigkeit gegenüber Kühlmittel oder Kälteflüssigkeit umfasst dabei alleThe tightness against coolant or refrigerant fluid includes all
Betriebsdrücke und auftretenden Temperaturen des Wärmetauschers. Weiter umfasst sie den flüssigen und gasförmigen Zustand der Kälteflüssigkeit. Die ausreichende Reißfestigkeit ist über die Lebensdauer der Oberfläche gegeben. Sie sichert den Kühlkörper gegen fehlerhaften Werkzeugeinsatz, gegen Fehlmontage, zum Beispiel des elektrischen und/oder elektronischen Moduls. Die ausreichendeoperating pressures and temperatures occurring in the heat exchanger. It also covers the liquid and gaseous state of the cooling liquid. Sufficient tear resistance is provided over the service life of the surface. It protects the heat sink against incorrect use of tools and against incorrect assembly, for example of the electrical and/or electronic module. Sufficient
Stichfestigkeit sorgt für die entsprechende Robustheit gegen Stiche, zum Beispiel bei fehlerhaften Werkzeugeinsatz. Die Temperaturbeständig von -40°C bis +100°C ermöglicht den Betrieb mit verschiedenen Kühlmitteln und Kälteflüssigkeiten. So kann Wasser als Kühlmittel verwendet werden, aber auch Ammoniak. DiePuncture resistance ensures the appropriate robustness against punctures, for example in the case of incorrect tool use. The temperature resistance from -40°C to +100°C enables operation with various coolants and cooling liquids. Water can be used as a coolant, but also ammonia. The
Kälteflüssigkeit R134a, R513A und R450A eignen sich für Anwendungen bis hinunter zu -25°C Verdampfungstemperatur. Für Tiefkühlanwendungen können auch R404A,Refrigerant fluids R134a, R513A and R450A are suitable for applications down to -25°C evaporation temperature. For deep-freeze applications, R404A,
R507A und R422A bis -45°C eingesetzt werden. Die elektrische Isolierung ist bei jeder Dehnungsstufe der Oberfläche und bei jeder Temperatur vorteilhaft, um elektrische Kurzschlüsse im Modul beziehungsweise dessen Bauteilen undR507A and R422A down to -45°C. The electrical insulation is advantageous at every expansion level of the surface and at every temperature in order to avoid electrical short circuits in the module or its components and
Komponenten zu vermeiden.components to be avoided.
In anderen Ausführungsbeispielen kann die Oberfläche der Komponente desIn other embodiments, the surface of the component of the
Wärmetauschers beim ersten Volumen und beim zweiten Volumen seine geometrische Grundform beibehalten.Heat exchanger retains its basic geometric shape in the first volume and in the second volume.
Vorteilhaft kann so eine Grundform gewählt werden, die beim ersten Volumen eine kompakte Bauform zulässt und beim zweiten Volumen eine großflächige Auflage zulässt. Das kann zum Beispiel die Form eines kastenförmigen Kissens sein, bei dem beim ersten Volumen und beim zweiten Volumen im Wesentlichen die Höhe desIt is advantageous to choose a basic shape that allows a compact design for the first volume and a large-area support for the second volume. This can, for example, be the shape of a box-shaped cushion, where the height of the cushion is essentially the same for the first volume and the second volume.
Kissens über die Fläche aus Breite und Höhe des Kissens konstant ist und somit frei von herausragenden Teilen mit größerer Höhe ist. Diese Form kann auch als kastenförmige Kissenform bezeichnet werden. Beim ersten Volumen ist diecushion is constant over the area of width and height of the cushion and is therefore free of protruding parts with a greater height. This shape can also be called a box-shaped cushion shape. In the first volume, the
Kissenhöhe geringer als beim zweiten Volumen, während sich die Fläche desCushion height is lower than in the second volume, while the area of the
Kissens aus Breite und Höhe nicht verändert. Die Grundform des kastenförmigenThe width and height of the cushion remain unchanged. The basic shape of the box-shaped
Kissens kann als Dreieck, Viereck, Sechseck oder Vieleck ausgebildet sein. Sie kann auch als kreisförmige oder ovale Grundform ausgebildet sein. Alternativ kann dieThe shape of the cushion can be triangle, square, hexagon or polygon. It can also be circular or oval. Alternatively, the
Höhe des Kissens beim ersten Volumen und beim zweiten Volumen auch örtlich abnehmen, sodass Einbuchtungen in der Oberfläche entstehen.The height of the cushion decreases locally in the first volume and also in the second volume, creating indentations in the surface.
In weiteren Ausführungsbeispielen kann die wärmeaufnehmende Komponente desIn further embodiments, the heat-absorbing component of the
Wärmetauschers eine plattenförmige räumliche Ausdehnung aufweisen. Die wärmeaufnehmende Komponente des Wärmetauschers weist dabei einen zentralen festen Körper (beispielsweise eine Stützstruktur) und eine die Oberfläche umfassende Hülle auf, wobei der zentrale feste Körper die Hülle in Längs- undHeat exchanger have a plate-shaped spatial extension. The heat-absorbing component of the heat exchanger has a central solid body (for example a support structure) and a shell covering the surface, whereby the central solid body surrounds the shell in longitudinal and
Querrichtung ausfüllt. Optional kann der zentrale feste Körper als Blech mittransverse direction. Optionally, the central solid body can be made of sheet metal with
Ausnehmungen oder als dünner Kunststoffkörper, zum Beispiel <= 5mm, mitrecesses or as a thin plastic body, for example <= 5mm, with
Ausnehmungen ausgeführt sein.recesses must be made.
Vorteilhaft kann so eine Vielzahl von Grundformen der als Kühlkörper ausgeführtenAdvantageously, a variety of basic shapes of the heat sink can be used
Komponente des Wärmetauschers genau vorgegeben sein.Component of the heat exchanger must be precisely specified.
Wie bereits ausgeführt, kann diese Grundform als kastenförmiges Kissen alsAs already mentioned, this basic shape can be used as a box-shaped pillow as
Dreieck, Viereck, Sechseck oder Vieleck ausgebildet sein. Sie kann auch als kreisförmige oder ovale Grundform ausgebildet sein. Allerdings können durch den dieTriangle, square, hexagon or polygon. It can also be designed as a circular or oval basic shape. However, the
Hülle in Längs- und Querrichtung ausfüllenden zentralen festen Körper die geometrische Grundform größer ausfallen und entsprechend jede gewünschte Länge und/oder Breite und oder geometrische Form einnehmen. So sind auch lokaleThe central solid body filling the shell in the longitudinal and transverse direction can be larger and can take on any desired length and/or width and/or geometric shape. This also allows local
Aussparungen und/oder lokale Ergänzungen oder Ausdehnungen der Fläche ausRecesses and/or local additions or extensions of the area from
Länge und Breite möglich. Durch die Verwendung von Blech kann der zentrale festeLength and width possible. By using sheet metal, the central fixed
Körper kompakt ausgeführt sein, insbesondere mit geringerer Höhe als bei einerBody should be compact, especially with a lower height than a
Ausführung in Kunststoff. Bei einer Ausführung in Kunststoff kann diePlastic version. In a plastic version, the
Korrosionsfestigkeit gegen das Kühlmittel oder die Kälteflüssigkeit verbessert sein.Corrosion resistance to the coolant or refrigerant fluid must be improved.
Die optionalen Ausnehmungen des zentralen festen Körpers sind als Löcher imThe optional recesses of the central solid body are designed as holes in the
Körper ausgeführt. Dabei kann eine gleichmäßige Verteilung der Löcher auf dem zentralen festen Körper vorgesehen sein. Es können alternativ auchThe holes can be evenly distributed on the central solid body. Alternatively,
Lochschwerpunkte auf dem zentralen festen Körper vorgesehen sein, die zumHole centers on the central solid body should be provided, which
Beispiel in der Mitte der Platte einen vermehrten Durchfluss des Kühlmittels oder derFor example, in the middle of the plate an increased flow of the coolant or the
Kälteflüssigkeit erlauben. Der zentrale feste Körper kann auch als umlaufender festerThe central solid body can also be used as a surrounding solid
Rand mit einem mittig angeordneten Gitter ausgeführt sein, das am Rand befestigt ist. In weiteren Ausführungsbeispielen ist es möglich, von der flächigen Ausdehnung in Länge und Breite abzuweichen. So lassen sich eine treppenförmige Ausführung,Edge can be designed with a centrally arranged grid that is attached to the edge. In other embodiments, it is possible to deviate from the flat extension in length and width. For example, a stepped design,
Rampen und/oder Löcher in der Längs- und Breitenrichtung vorsehen.Provide ramps and/or holes in the length and width directions.
In Ausführungsbeispielen kann die Hülle der wärmeaufnehmenden Komponente desIn embodiments, the casing of the heat-absorbing component of the
Wärmetauschers mit ihrer Ober- und Unterseite im ersten Zustand näher am zentralen festen Körper positioniert sein. Die Hülle mit ihrer Ober- und Unterseite kann im zweiten Zustand entfernter vom zentralen festen Körper positioniert sein.The heat exchanger with its top and bottom can be positioned closer to the central solid body in the first state. The shell with its top and bottom can be positioned further away from the central solid body in the second state.
Vorteilhaft kann so die Grundform der als Kühlkörper ausgeführten wärmeaufnehmenden Komponente des Wärmetauschers im ersten und im zweitenAdvantageously, the basic shape of the heat-absorbing component of the heat exchanger, which is designed as a heat sink, can be used in the first and second
Zustand beibehalten werden. Zum Beispiel kann ein schwerkraftbedingtesFor example, a gravity-induced
Durchhängen des verformbaren Kühlkörpers oder ein Blockieren der jeweiligenSagging of the deformable heat sink or blocking of the respective
Aufnahme, insbesondere im ersten Zustand, vermieden werden. Dies kann durch elastische Elemente zwischen der Oberfläche und dem zentralen festen Körper erreicht werden. So kann auch bei unebenen, nicht flächig ausgeführten zentralen festen Körpern eine nahe Positionierung der Oberfläche am zentralen festen Körper erreicht werden. Ergänzend oder alternativ kann diese nahe Positionierung auch durch die Elastizität der Oberfläche erreicht werden, die sich im ersten Zustand an den zentralen festen Körper schmiegt, zum Beispiel bei geringem Druck desRecording, especially in the first state, can be avoided. This can be achieved by elastic elements between the surface and the central solid body. In this way, even with uneven, non-flat central solid bodies, a close positioning of the surface to the central solid body can be achieved. In addition or alternatively, this close positioning can also be achieved by the elasticity of the surface, which in the first state clings to the central solid body, for example with low pressure of the
Kühlmittels.coolant.
Die Aufnahmevorrichtung kann stationär sein. Alternativ oder ergänzend könnenThe recording device can be stationary. Alternatively or in addition,
Aufnahmen der Aufnahmevorrichtung vertikal übereinander angeordnet sein.The recording device's recordings must be arranged vertically one above the other.
In den gleichen oder anderen Ausführungsbeispielen kann in derIn the same or other embodiments, in the
Aufnahmevorrichtung der vertikale Abstand der Aufnahmen (z.B. der Platz zurRecording device the vertical distance of the recordings (e.g. the space for
Aufnahme) für das elektrische und/oder elektronische Modul einer Rack-Holder) for the electrical and/or electronic module of a rack
Höheneinheit h, beispielsweise h=4,445 cm, entsprechen (beispielsweise für ein 19-Height unit h, for example h=4.445 cm (for example for a 19-
Zoll-Rack). Die Summe der Bauhöhen des aufnehmbaren elektrischen und/oder elektronischen Moduls und der Komponente des Wärmetauschers kann der einfachen oder vielfachen Höheneinheit (HE) entsprechen.inch rack). The sum of the heights of the electrical and/or electronic module and the heat exchanger component can correspond to a single or multiple height unit (HE).
Vorteilhaft kann durch die Kompatibilität mit dem 19-Zoll-Industriestandard IEC 60297-3-100 (in Deutschland DIN 41494), IEC 60297-3-101 / IEEE 1101.11ECCompatibility with the 19-inch industrial standard IEC 60297-3-100 (in Germany DIN 41494), IEC 60297-3-101 / IEEE 1101.11EC
60297-3-102 / IEEE 1101.10/11 eine Vielzahl von Baugruppen zum Einsatz kommen als elektrisches und/oder elektronisches Modul.60297-3-102 / IEEE 1101.10/11 a variety of assemblies are used as electrical and/or electronic modules.
Darüber hinaus kann auch die (als verformbarer Kühlkörper bezeichnete) wärmeaufnehmende Komponente des Wärmetauschers allein für die Verwendung in den weit verbreiteten Racks (beispielweise für 19 Zoll-Module) gehandelt werden.In addition, the heat-absorbing component of the heat exchanger (called a deformable heat sink) can also be traded alone for use in the widely used racks (for example for 19-inch modules).
Weiter können zu kühlende elektrische und/oder elektronische Module die Bauhöhe der als Kühlkörper ausgeführten wärmeaufnehmenden Komponente desFurthermore, electrical and/or electronic modules to be cooled can increase the height of the heat-absorbing component of the
Wärmetauschers bei ihrer eigenen Bauhöhe berücksichtigen, sodass dieheat exchanger in their own construction height, so that the
Kombination von elektrischem und/oder elektronischem Modul und der wärmeaufnehmenden Komponente des Wärmetauschers in das genanntenCombination of electrical and/or electronic module and the heat-absorbing component of the heat exchanger in the mentioned
Standardhöhenma{ passt. Somit ist eine Kombination mit anderen Modulen gemäß einem Standard für Racks (beispielsweise für 19-Zoll-Racks) in der Vorrichtung zumThis allows a combination with other modules according to a standard for racks (for example for 19-inch racks) in the device for
Wärmetauschen ermöglicht.Heat exchange is possible.
In weiteren Ausführungsbeispielen kann die wärmeaufnehmende Komponente desIn further embodiments, the heat-absorbing component of the
Wärmetauschers ein die Wärme ableitendes und durchfliebendes Kühimedium umfassen. Das Kühlmedium kann an einer Eintrittsstelle in die wärmeaufnehmendeThe cooling medium can be introduced into the heat-absorbing
Komponente eintreten. Das Kühlmedium kann mäanderförmig durch die wärmeaufnehmende Komponente geführt sein. Das Kühlmedium kann an einercomponent. The cooling medium can be guided in a meandering manner through the heat-absorbing component. The cooling medium can be
Austrittsstelle aus der wärmeaufnehmenden Komponente austreten. Optional kann das Kühlmedium aus Wasser (oder einer wasserbasierten Lösung), Öl oder einerexit point from the heat-absorbing component. Optionally, the cooling medium can consist of water (or a water-based solution), oil or a
Öölbasierten Lösung) oder Alkohol (beispielsweise Ethanol) oder einer alkoholischenoil-based solution) or alcohol (e.g. ethanol) or an alcoholic
Lösung bestehen.solution exists.
Vorteilhaft kann so die Abwärme durch das Kühlmedium effizient aufgenommen und abgeführt werden.Advantageously, the waste heat can be efficiently absorbed and dissipated by the cooling medium.
Das Kühimedium kann dabei als Kühlmittel oder als Kälteflüssigkeit ausgeführt sein, wie oben bereits ausgeführt ist. In der Ausführung als Kühlmittel kann dasThe cooling medium can be designed as a coolant or as a cooling liquid, as already explained above. In the coolant version, the
Kühlmedium auf Wasser basieren. Die Eintrittsstelle und die Austrittsstelle in die wärmeaufnehmende Komponente können als Tülle oder Rohr ausgeformt sein, das an einem Ende fest und flüssigkeitsundurchlässig mit der Oberfläche der alsCooling medium based on water. The entry point and the exit point into the heat-absorbing component can be formed as a nozzle or tube, which at one end is firmly and impermeably connected to the surface of the
Kühlkörper ausgeführten Komponente des Wärmetauschers verbunden ist. Am anderen Ende der Eintrittsstelle und der Austrittsstelle kann ein Schlauch fest und flüssigkeitsundurchlässig befestigt sein zur Zuführung beziehungsweise Abführung des Kühlmittels oder der Kälteflüssigkeit. Die Befestigung kann lösbar ausgeführt sein, zum Beispiel als Dreh- oder Schraubverschluss. Die Befestigung kann alternativ auch unlösbar ausgeführt sein, zum Beispiel als Verklebung oder alsAt the other end of the inlet and outlet, a hose can be attached firmly and impermeably to supply or discharge the coolant or cooling liquid. The attachment can be detachable, for example as a twist or screw cap. Alternatively, the attachment can also be non-detachable, for example as an adhesive or as a
Verpressung. Die Eintrittsstelle und die Austrittsstelle können diagonal gegenüber an den Enden der als Kühlkörper ausgeführten Komponente angeordnet sein. Sie können alternativ auch nebeneinander angeordnet sein. Die mäanderförmigePressing. The entry point and the exit point can be arranged diagonally opposite each other at the ends of the component designed as a heat sink. Alternatively, they can also be arranged next to each other. The meandering
Führung des Kühlmittels oder der Kälteflüssigkeit kann als gleichmäßiger Mäander durch die wärmeaufnehmende Komponente des Wärmetauschers ausgeführt sein.The coolant or refrigerant can be guided in a uniform meander through the heat-absorbing component of the heat exchanger.
Alternativ kann der Mäander auch ungleichmäßig durch die wärmeaufnehmendeAlternatively, the meander can also be unevenly distributed through the heat-absorbing
Komponente des Wärmetauschers verlaufen, wobei besondere Kühlschwerpunkte des elektrischen und/oder elektronischen Moduls für eine erhöhte Wärmeaufnahme berücksichtigt werden können.Component of the heat exchanger, whereby special cooling focuses of the electrical and/or electronic module can be taken into account for increased heat absorption.
In Ausführungsbeispielen kann das Kühlmedium als Kühlmittel oder alsIn embodiments, the cooling medium can be used as a coolant or as
Kälteflüssigkeit (d.h. Kältemittel) ausgeführt sein, wobei bei der Ausführung alsRefrigerant liquid (i.e. refrigerant), whereby in the case of the design as
Kälteflüssigkeit ein Kompressor und/oder ein Verdampfen der Kälteflüssigkeit beimRefrigerant a compressor and/or evaporation of the refrigerant during
Kühlvorgang mit umfasst ist.Cooling process is included.
Vorteilhaft kann bei Anwendung eines Kühlmittels ein umweltfreundliches Kühlmittel, zum Beispiel Wasser, verwendet werden. Vorteilhaft kann bei Anwendung einerWhen using a coolant, it is advantageous to use an environmentally friendly coolant, for example water. When using a
Kälteflüssigkeit ein größerer Kühleffekt erzeugt werden, wobei hier der Druckwechsel der Kälteflüssigkeit beim festen zum flüssigen Aggregatsübergang und umgekehrt durch entsprechende Ausgleichbehälter berücksichtigt wird.A greater cooling effect can be generated by using a cooling liquid, whereby the pressure change of the cooling liquid during the transition from solid to liquid unit and vice versa is taken into account by means of appropriate expansion tanks.
Häufig wird als Kühlmittel Wasser zum Einsatz kommen wegen seiner allgemeinenWater is often used as a coolant because of its general
Verfügbarkeit, seiner bereits genannten Umweltverträglichkeit und seiner günstigenavailability, its already mentioned environmental compatibility and its low
Kosten. Die Kälteflüssigkeit kann temperaturabhängig ausgewählt und eingesetzt sein, beispielsweise gemäß der oben beschriebenen Temperaturbereiche.Costs. The cooling fluid can be selected and used depending on the temperature, for example according to the temperature ranges described above.
In anderen Ausführungsbeispielen kann der Wärmetauscher eine wärmeabgebendeIn other embodiments, the heat exchanger may comprise a heat-emitting
Komponente zur Kühlung des Kühlmediums umfassen. Das Kühlmedium wird zumComponent for cooling the cooling medium. The cooling medium is used for
Eintritt in die Eintrittsstelle der wärmeaufnehmende Komponente von der wärmeabgebenden Komponente bereitgestellt, Das Kühlmedium wird nach Austritt aus der Austrittsstelle der wärmeaufnehmenden Komponente von der wärmeabgebenden Komponente aufgenommen. Optional wird das Kühlmedium zwischen der wärmeaufnehmenden Komponente und der wärmeabgebendenEntry into the entry point of the heat-absorbing component is provided by the heat-emitting component. The cooling medium is absorbed by the heat-emitting component after exiting the exit point of the heat-absorbing component. Optionally, the cooling medium is provided between the heat-absorbing component and the heat-emitting component.
Komponente durch Schläuche, Ventile und Verteiler geleitet.Component is passed through hoses, valves and distributors.
Vorteilhaft wird so der Transport und die Kühlung des Kühlmediums zentral realisiert, sodass die notwendigen Bauteile nur einmal vorhanden sein müssen und entsprechend Bauraum und Kosten reduziert werden.This advantageously means that the transport and cooling of the cooling medium is carried out centrally, so that the necessary components only have to be present once, thus reducing installation space and costs.
Die Schläuche zum Transport des Kühlmediums erlauben eine flexible Anordnung der wärmeaufnehmenden Komponente des Wärmetauschers, der als Kühlkörper ausgeführt sein kann. Ventile und Verteiler erlauben eine individuelle Nutzung mehrerer wärmeaufnehmender Komponenten des Wärmetauschers, die so zum Teil außer Betrieb genommen werden können oder je nach Ausführung sogar im Betrieb austauschbar sind.The hoses for transporting the cooling medium allow a flexible arrangement of the heat-absorbing component of the heat exchanger, which can be designed as a heat sink. Valves and distributors allow individual use of several heat-absorbing components of the heat exchanger, which can be partially taken out of operation or, depending on the design, can even be replaced during operation.
In weiteren Ausführungsbeispielen sind die Ventile und/oder der Verteiler innerhalb der Aufnahmevorrichtung angeordnet, aber außerhalb eines Bereichs zur Aufnahme des elektrischen und/oder elektronischen Moduls. Die Schläuche können in der wärmeaufnehmenden Komponente fest eingeschweißt sein. Der Wärmetauscher kann einen Kompressor und/oder eine Drossel (auch: De-Kompressor) umfassen zurIn further embodiments, the valves and/or the distributor are arranged within the receiving device, but outside an area for receiving the electrical and/or electronic module. The hoses can be firmly welded into the heat-absorbing component. The heat exchanger can comprise a compressor and/or a throttle (also: de-compressor) for
Veränderung des Systemdrucks des Kühlmediums.Change in the system pressure of the cooling medium.
Optional können ein erstes und ein zweites elektrisches und/oder elektronischesOptionally, a first and a second electrical and/or electronic
Modul in die Aufnahmevorrichtung aufnehmbar sein, wobei dem ersten und dem zweiten elektrischen und/oder elektronischen Modul eine erste und eine zweite wärmeaufnehmende Komponente des Wärmetauschers zugeordnet sein kann. DerModule can be accommodated in the receiving device, wherein the first and the second electrical and/or electronic module can be assigned a first and a second heat-absorbing component of the heat exchanger. The
Systemdruck in der ersten und der zweiten wärmeaufnehmenden Komponente desSystem pressure in the first and second heat absorbing components of the
Wärmetauschers kann durch Ventile voneinander abweichend eingestellt werden.Heat exchangers can be adjusted differently using valves.
Vorteilhaft kann so die Betriebssicherheit der Vorrichtung durch die verschiedenenThe operational reliability of the device can thus be advantageously increased by the various
Bereiche erhöht werden, insbesondere wenn diese gegeneinander flüssigkeitsundurchlässig ausgestaltet sind.areas, especially if they are designed to be liquid-tight against each other.
Das Verschweißen der Schläuche erhöht ebenfalls die Betriebssicherheit derWelding the hoses also increases the operational reliability of the
Vorrichtung. Der Kompressor und/oder De-Kompressor zur Veränderung desDevice. The compressor and/or de-compressor to change the
Systemdrucks des Kühlmediums kann einen Eingang und Ausgang aufweisen oder mehrere Eingänge und mehrere Ausgänge haben, wobei im letzteren Fall einzelne wärmeaufnehmende Komponenten des Wärmetauschers oder Gruppen der wärmeaufnehmenden Komponenten des Wärmetauschers getrennt voneinander versorgt werden können. Alternativ kann dieser Effekt mit Ventilen am Ausgang beziehungsweise Eingang des Kompressor/De-Kompressor erzielt werden.System pressure of the cooling medium can have one inlet and one outlet or several inlets and several outlets, whereby in the latter case individual heat-absorbing components of the heat exchanger or groups of heat-absorbing components of the heat exchanger can be supplied separately from each other. Alternatively, this effect can be achieved with valves at the outlet or inlet of the compressor/decompressor.
In Ausführungsbeispielen kann ein System zum Wärmetauschen ausgebildet sein.In embodiments, a system for heat exchange may be designed.
Das System umfasst ein elektrisches und/oder elektronisches Modul und eineThe system comprises an electrical and/or electronic module and a
Vorrichtung zum Wärmetauschen.Device for heat exchange.
Vorteilhaft kann das System einen Betrieb mit zu kühlender Leistungselektronik sicherstellen durch eine Vermeidung von Überhitzungen durch Abwärme.The system can advantageously ensure operation with power electronics that need to be cooled by avoiding overheating due to waste heat.
Das System kann zum Beispiel als Ladestation für elektrisch betriebene Fahrzeuge ausgebildet sein.The system can, for example, be designed as a charging station for electrically powered vehicles.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen, die wahlweise miteinander kombinierbar sind, näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings using preferred embodiments which can optionally be combined with one another.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung einer Vorrichtung zum Wärmetauschen in einer ersten Ausführungsform,Fig. 1 is a schematic block diagram of a heat exchanger in a first embodiment,
Fig. 2 eine schematische Blockdarstellung eines elektrischen und/oder elektronischen Moduls mit Leistungskomponenten,Fig. 2 is a schematic block diagram of an electrical and/or electronic module with power components,
Fig. 3 eine schematische Blockdarstellung eines elektrischen und/oder elektronischen Moduls mit einer wärmeleitenden Außenfläche,Fig. 3 is a schematic block diagram of an electrical and/or electronic module with a heat-conducting outer surface,
Fig. 4a eine schematische Blockdarstellung einer ersten Ausführungsform einer wärmeaufnehmenden Komponente des Wärmetauschers in einer erstenFig. 4a is a schematic block diagram of a first embodiment of a heat-absorbing component of the heat exchanger in a first
Perspektive,Perspective,
Fig. 4b eine schematische Blockdarstellung einer ersten Ausführungsform einer wärmeaufnehmenden Komponente des Wärmetauschers in einer zweitenFig. 4b is a schematic block diagram of a first embodiment of a heat-absorbing component of the heat exchanger in a second
Perspektive,Perspective,
Fig. 5 eine schematische Blockdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer wärmeaufnehmenden Komponente des Wärmetauschers,Fig. 5 is a schematic block diagram of a second embodiment of a heat-absorbing component of the heat exchanger,
Fig.6 eine schematische Blockdarstellung einer Vorrichtung zum Wärmetauschen in einer zweiten Ausführungsform,Fig.6 is a schematic block diagram of a heat exchange device in a second embodiment,
Fig. 7 eine schematische Blockdarstellung einer Vorrichtung zum Wärmetauschen in einer dritten Ausführungsform,Fig. 7 is a schematic block diagram of a heat exchanger in a third embodiment,
Fig.8 eine schematische Blockdarstellung eines Systems zum Wärmetauschen,Fig.8 is a schematic block diagram of a heat exchange system,
Fig. 9 eine schematische Blockdarstellung einer wärmeaufnehmendenFig. 9 is a schematic block diagram of a heat absorbing
Komponente des Wärmetauschers, undComponent of the heat exchanger, and
Fig. 10 eine schematische Blockdarstellung einer Ladesäule.Fig. 10 is a schematic block diagram of a charging station.
Fig. 1 zeigt eine schematische Blockdarstellung einer allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichneten Vorrichtung zum Wärmetauschen in einer erstenFig. 1 shows a schematic block diagram of a device, generally designated by reference numeral 100, for heat exchange in a first
Ausführungsform. Sie umfasst einen Wärmetauscher 200, der dazu ausgebildet ist,Embodiment. It comprises a heat exchanger 200 which is designed to
Wärme von zumindest einem elektrischen und/oder elektronischen Modul 350 abzuleiten. Weiter umfasst sie eine Aufnahmevorrichtung 300 zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen und/oder elektronischen Modul 350. Die wärmeaufnehmende Komponente 220 des Wärmetauschers 200 beansprucht in einem ersten Zustand ein erstes Volumen 222, und die wärmeaufnehmendeHeat from at least one electrical and/or electronic module 350. It further comprises a receiving device 300 for receiving at least one electrical and/or electronic module 350. The heat-absorbing component 220 of the heat exchanger 200 occupies a first volume 222 in a first state, and the heat-absorbing
Komponente des Wärmetauschers beansprucht in einem zweiten Zustand ein zweites Volumen 224, wobei das zweite Volumen größer ist als das erste Volumen.Component of the heat exchanger occupies a second volume 224 in a second state, wherein the second volume is larger than the first volume.
Die zumindest eine wärmeaufnehmende Komponente 220 des Wärmetauschers 200 weist im zweiten Zustand einen thermischen Kontakt 226 zu einer Oberfläche des zumindest einen aufnehmbaren elektrischen und/oder elektronischen Moduls 350 auf zur Ableitung von Wärme.In the second state, the at least one heat-absorbing component 220 of the heat exchanger 200 has a thermal contact 226 to a surface of the at least one absorbable electrical and/or electronic module 350 for dissipating heat.
Die wärmeaufnehmende Komponente 220 des Wärmetauschers 200 in derThe heat absorbing component 220 of the heat exchanger 200 in the
Aufnahmevorrichtung 300 ist oberhalb und/oder unterhalb (nicht gezeigt) derReceiving device 300 is above and/or below (not shown) the
Aufnahme des elektrischen und/oder elektronischen Moduls (350) angeordnet. Sie ist vorzugsweise montiert, wobei im ersten Zustand der Komponente 220 desReceptacle of the electrical and/or electronic module (350). It is preferably mounted, wherein in the first state of the component 220 of the
Wärmetauschers 200 ein Entfernen oder Hinzufügen des zumindest einen elektrischen oder elektronischen Moduls in die Aufnahme der Aufnahmevorrichtung 300 möglich ist.Heat exchanger 200, removal or addition of the at least one electrical or electronic module into the receptacle of the receiving device 300 is possible.
Fig. 2 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines elektrischen und/oder elektronischen Moduls 350 mit Leistungskomponenten 360. Dabei umfasst das zumindest eine aufnehmbare elektrische oder elektronische Modul 350 die zu kühlende Leistungskomponenten 360. Ein thermischer Kontakt zwischen der zu kühlenden Leistungskomponente 360 und der (in Fig. 1, nicht in Fig. 2 gezeigten) wärmeaufnehmenden Komponente 220 des Wärmetauschers 200 kann hergestellt werden. Der thermische Kontakt kann als Druckkontakt ausgebildet sein.Fig. 2 shows a schematic block diagram of an electrical and/or electronic module 350 with power components 360. The at least one accommodateable electrical or electronic module 350 comprises the power components 360 to be cooled. A thermal contact can be established between the power component 360 to be cooled and the heat-absorbing component 220 of the heat exchanger 200 (shown in Fig. 1, not in Fig. 2). The thermal contact can be designed as a pressure contact.
Fig. 3 lehrt eine schematische Blockdarstellung eines elektrischen und/oder elektronischen Moduls 350 mit einer wärmeleitenden Außenfläche 370. Dabei umfasst das zumindest eine aufnehmbare elektrische oder elektronische Modul 350 die zu kühlende wärmeleitende Außenfläche 370. Ein thermischer Kontakt zwischen der zu kühlenden wärmeleitenden Außenfläche 370 und der (nicht gezeigten) wärmeaufnehmenden Komponente 220 des Wärmetauschers 200 kann hergestellt werden. Der thermische Kontakt kann als Druckkontakt ausgebildet sein. Optional kann die wärmeleitende Außenfläche 370 als Aluminiumblech ausgeführt sein, vorzugsweise als gewalztes Aluminiumblech.Fig. 3 shows a schematic block diagram of an electrical and/or electronic module 350 with a heat-conducting outer surface 370. The at least one accommodateable electrical or electronic module 350 comprises the heat-conducting outer surface 370 to be cooled. Thermal contact can be established between the heat-conducting outer surface 370 to be cooled and the heat-absorbing component 220 (not shown) of the heat exchanger 200. The thermal contact can be designed as a pressure contact. Optionally, the heat-conducting outer surface 370 can be designed as an aluminum sheet, preferably as a rolled aluminum sheet.
Die wärmeaufnehmenden Komponente 220 des Wärmetauschers 200 (in Fig. 1, nicht in Fig. 3 gezeigt) nimmt in dem ersten Zustand einen ersten Systemdruck imThe heat absorbing component 220 of the heat exchanger 200 (shown in Fig. 1, not in Fig. 3) in the first state absorbs a first system pressure in
Wärmetauscher 200 ein. Die wärmeaufnehmende Komponente 220 desHeat exchanger 200. The heat absorbing component 220 of the
Wärmetauschers 200 nimmt in dem zweiten Zustand einen zweiten Systemdruck imHeat exchanger 200 assumes in the second state a second system pressure in
Wärmetauscher 200 ein, wobei der zweite Systemdruck höher beziehungsweise größer als der erste Systemdruck ist. Die Ausdehnung einer Oberfläche 230 der wärmeaufnehmenden Komponente 220 des Wärmetauschers 200 (nicht gezeigt) variiert abhängig vom Systemdruck. Optional hat die wärmeaufnehmendeHeat exchanger 200, wherein the second system pressure is higher or greater than the first system pressure. The expansion of a surface 230 of the heat-absorbing component 220 of the heat exchanger 200 (not shown) varies depending on the system pressure. Optionally, the heat-absorbing
Komponente 220 des Wärmetauschers 200eine Kissen-Form (siehe Fig. 1).Component 220 of heat exchanger 200 has a pillow shape (see Fig. 1).
Die Oberfläche 230 (siehe Fig. 1) der wärmeaufnehmenden Komponente 220 desThe surface 230 (see Fig. 1) of the heat-absorbing component 220 of the
Wärmetauschers 200 weist zumindest eine der Eigenschaften dicht gegenüberHeat exchanger 200 has at least one of the properties densely
Kühlmittel oder Kälteflüssigkeit, reiRßfest, stichfest, temperaturbeständig von -40°C bis +100°C, langlebig und elektrisch isolierend auf. Die Oberfläche 230 der Komponente 220 des Wärmetauschers behält beim ersten Volumen und beim zweiten Volumen seine geometrische Grundform bei.Coolant or refrigerant liquid, tear-resistant, puncture-resistant, temperature-resistant from -40°C to +100°C, durable and electrically insulating. The surface 230 of the component 220 of the heat exchanger retains its basic geometric shape in the first volume and the second volume.
Fig. 4a lehrt eine schematische Blockdarstellung einer ersten Ausführungsform einer wärmeaufnehmenden Komponente 220 des Wärmetauschers 200 in einer erstenFig. 4a teaches a schematic block diagram of a first embodiment of a heat-absorbing component 220 of the heat exchanger 200 in a first
Perspektive, der Draufsicht. Die wärmeaufnehmende Komponente 220 desPerspective, the top view. The heat-absorbing component 220 of the
Wärmetauschers 200 weist eine plattenförmige räumliche Ausdehnung auf. Weiter weist die wärmeaufnehmende Komponente 220 des Wärmetauschers 200 einen zentralen festen Körper 240 und eine die Oberfläche 230 umfassende Hülle 245 auf.Heat exchanger 200 has a plate-shaped spatial extension. Furthermore, the heat-absorbing component 220 of the heat exchanger 200 has a central solid body 240 and a shell 245 surrounding the surface 230.
Der zentrale feste Körper 240 füllt die Hülle 245 in Längs- und Querrichtung aus.The central solid body 240 fills the shell 245 in the longitudinal and transverse directions.
Optional ist der zentrale feste Körper 240 als Blech mit Ausnehmungen oder als dünner Kunststoffkörper mit Ausnehmungen ausgeführt.Optionally, the central solid body 240 is designed as a sheet metal with recesses or as a thin plastic body with recesses.
Fig. 4b lehrt eine schematische Blockdarstellung einer ersten Ausführungsform einer wärmeaufnehmenden Komponente 220 des Wärmetauschers 200 in einer zweitenFig. 4b teaches a schematic block diagram of a first embodiment of a heat-absorbing component 220 of the heat exchanger 200 in a second
Perspektive, der Vorderansicht. Insbesondere ist die ebene Ausführung (plattenförmig) des zentralen festen Körpers 240 gezeigt. Ergänzend zu Fig. 4a sind die Eintrittsstelle 236 und die Austrittsstelle 238 der Flüssigkeit der wärmeaufnehmenden Komponente 220 des Wärmetauschers gezeigt.Perspective, the front view. In particular, the flat design (plate-shaped) of the central solid body 240 is shown. In addition to Fig. 4a, the inlet point 236 and the outlet point 238 of the liquid of the heat-absorbing component 220 of the heat exchanger are shown.
Fig. 5 lehrt eine schematische Blockdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer wärmeaufnehmenden Komponente 220 des Wärmetauschers 200. Die Hülle 245 der wärmeaufnehmenden Komponente 220 des Wärmetauschers 200 ist mit ihrer Ober- und Unterseite im ersten Zustand 246 näher am zentralen festen Körper 240 positioniert. Die Hülle 245 ist mit ihrer Ober- und Unterseite im zweiten Zustand 247 entfernter vom zentralen festen Körper 240 positioniert. Ergänzend sind dieFig. 5 shows a schematic block diagram of a second embodiment of a heat-absorbing component 220 of the heat exchanger 200. The shell 245 of the heat-absorbing component 220 of the heat exchanger 200 is positioned with its top and bottom in the first state 246 closer to the central solid body 240. The shell 245 is positioned with its top and bottom in the second state 247 further away from the central solid body 240. In addition, the
Eintrittsstelle 236 und die Austrittsstelle 238 der Flüssigkeit der wärmeaufnehmendenEntry point 236 and exit point 238 of the liquid of the heat-absorbing
Komponente 220 des Wärmetauschers 200 gezeigt.Component 220 of heat exchanger 200 is shown.
Fig. 6 lehrt eine schematische Blockdarstellung einer Vorrichtung 100 zumFig. 6 teaches a schematic block diagram of an apparatus 100 for
Wärmetauschen in einer zweiten Ausführungsform. Dabei entspricht in derHeat exchange in a second embodiment. In the
Aufnahmevorrichtung 300 der senkrechte Abstand der Aufnahmen für ein elektrisches und/oder elektronisches Modul 350 einer 19 Zoll-Rack-Höheneinheit h, insbesondere h=4,445 cm. Die Summe der Bauhöhen des aufnehmbaren elektrischen und/oder elektronischen Moduls 350 und der wärmeaufnehmendenReceiving device 300, the vertical distance between the receptacles for an electrical and/or electronic module 350 of a 19-inch rack height unit h, in particular h=4.445 cm. The sum of the heights of the electrical and/or electronic module 350 that can be accommodated and the heat-absorbing
Komponente 220 des Wärmetauschers 200 entspricht dem senkrechten einfachen oder vielfachen Abstand (nicht gezeigt) der Aufnahmen der 19 Zoll RackComponent 220 of the heat exchanger 200 corresponds to the vertical single or multiple distance (not shown) of the mounts of the 19 inch rack
Höheneinheiten.height units.
Fig. 7 lehrt eine schematische Blockdarstellung einer Vorrichtung 100 zumFig. 7 teaches a schematic block diagram of an apparatus 100 for
Wärmetauschen in einer dritten Ausführungsform. Die wärmeaufnehmendeHeat exchange in a third embodiment. The heat-absorbing
Komponente 220 des Wärmetauschers 200 umfasst ein die Wärme ableitende durchfließendes Kühlmedium, wobei das Kühlmedium an einer Eintrittsstelle 236 in die wärmeaufnehmende Komponente 220 eintritt, wobei das Kühlmedium mäanderförmig (nicht gezeigt) durch die wärmeaufnehmende Komponente 220 geführt wird und wobei das Kühlmedium an einer Austrittsstelle 238 aus der wärmeaufnehmenden Komponente 220 austritt. Optional besteht das Kühlmedium aus Wasser oder einer wasserbasierten Lösung.Component 220 of heat exchanger 200 comprises a cooling medium flowing through to dissipate heat, wherein the cooling medium enters the heat-absorbing component 220 at an inlet point 236, wherein the cooling medium is guided through the heat-absorbing component 220 in a meandering manner (not shown), and wherein the cooling medium exits the heat-absorbing component 220 at an outlet point 238. Optionally, the cooling medium consists of water or a water-based solution.
Das Kühlmedium kann als Kühlmittel oder als Kälteflüssigkeit ausgeführt sein. Bei der Ausführung als Kälteflüssigkeit ist ein Verdampfen der Kälteflüssigkeit beimThe cooling medium can be designed as a coolant or as a cooling liquid. When designed as a cooling liquid, the cooling liquid evaporates during
Kühlvorgang mit umfasst. Der Wärmetauscher 200 umfasst eine wärmeabgebendeCooling process includes. The heat exchanger 200 comprises a heat-emitting
Komponente 250 zur Kühlung des Kühlmediums.Component 250 for cooling the cooling medium.
Das Kühlmedium zum Eintritt in die Eintrittsstelle 236 der wärmeaufnehmendenThe cooling medium for entering the inlet point 236 of the heat-absorbing
Komponente 220 wird von der wärmeabgebenden Komponente 250 bereitgestellt.Component 220 is provided by heat dissipating component 250.
Das Kühlmedium wird nach Austritt aus der Austrittsstelle 238 der wärmeaufnehmenden Komponente 220 von der wärmeabgebenden Komponente 250 aufgenommen. Optional wird das Kühlmedium zwischen der wärmeaufnehmenden Komponente 220 und der wärmeabgebenden Komponente 250 durch Schläuche, Ventile und/oder Verteiler (nicht gezeigt) geleitet.The cooling medium is absorbed by the heat-emitting component 250 after exiting the exit point 238 of the heat-absorbing component 220. Optionally, the cooling medium is passed between the heat-absorbing component 220 and the heat-emitting component 250 through hoses, valves and/or distributors (not shown).
Die Ventile und/oder der Verteiler können innerhalb der Aufnahmevorrichtung 300 angeordnet sein, aber außerhalb eines Bereichs zur Aufnahme des elektrischen und/oder elektronischen Moduls 350. Die Schläuche in der wärmeaufnehmendenThe valves and/or the manifold may be arranged within the housing 300, but outside an area for receiving the electrical and/or electronic module 350. The hoses in the heat-absorbing
Komponente 220 sind fest eingeschweißt. Der Wärmetauscher 200 umfasst einenComponent 220 are welded in place. The heat exchanger 200 comprises a
Kompressor/De-Kompressor 270 zur Veränderung des Systemdrucks desCompressor/De-compressor 270 for changing the system pressure of the
Kühlmediums. Optional sind ein erstes und ein zweites elektrisches und/oder elektronisches Modul 350 (nicht gezeigt) in der Aufnahmevorrichtung 300 aufnehmbar, wobei dem ersten und dem zweiten elektrischen und/oder elektronischen Modul 350 eine erste und eine zweite wärmeaufnehmendeCooling medium. Optionally, a first and a second electrical and/or electronic module 350 (not shown) can be accommodated in the receiving device 300, wherein the first and the second electrical and/or electronic module 350 are provided with a first and a second heat-absorbing
Komponente 220 (nicht gezeigt) des Wärmetauschers 200 zugeordnet sind. DerComponent 220 (not shown) of the heat exchanger 200. The
Systemdruck in der ersten und der zweiten wärmeaufnehmenden Komponente 220 des Wärmetauschers 200 kann durch Ventile (nicht gezeigt) voneinander abweichend eingestellt werden.System pressure in the first and second heat-absorbing components 220 of the heat exchanger 200 can be adjusted differently from each other by valves (not shown).
Fig. 8 zeigt eine schematische Blockdarstellung eines Systems zum Wärmetauschen 400. Das System zum Wärmetauschen 400 umfasst ein elektrisches und/oder elektronisches Modul 350 und eine Vorrichtung 100 zum Wärmetauschen.Fig. 8 shows a schematic block diagram of a heat exchange system 400. The heat exchange system 400 comprises an electrical and/or electronic module 350 and a heat exchange device 100.
Die Erfindung kann mit anderen Worten wie folgt beschrieben werden.In other words, the invention can be described as follows.
Ausgehend vom beschriebenen Stand der Technik wird erfinderisch der technischeBased on the described prior art, the technical
Effekt einer Vereinfachung der mechanischen Kontaktierung, einer Reduzierung desEffect of simplifying the mechanical contact, reducing the
Gewichtes und der Materialkosten sowie einer Vereinfachung der Handhabung erreicht.Weight and material costs as well as simplification of handling are achieved.
Zumindest einzelne Ausführungsbeispiele der Vorrichtung 100 können, wie in Fig. 9 dargestellt, ein Kissen aus weichem Material als die wärmeaufnehmendeAt least some embodiments of the device 100 can, as shown in Fig. 9, use a cushion made of soft material as the heat-absorbing
Komponente 220 des Wärmetauschers 200 umfassen, welches von einemComponent 220 of the heat exchanger 200, which is
Kühlmedium durchflossen ist, durch den beaufschlagten Druck des Kühlmediums sich ausdehnt und an die Konturen der zu kühlenden Flächen anpasst. Diecoolant flows through it, expands due to the pressure of the coolant and adapts to the contours of the surfaces to be cooled. The
Schlauchanschlüsse 236, 238 der Schläuche 380 sind vorzugsweise fest eingeschweißt.Hose connections 236, 238 of the hoses 380 are preferably welded in place.
Der verformbare Kühlkörper, d.h. die wärmeaufnehmende Komponente 220 desThe deformable heat sink, i.e. the heat-absorbing component 220 of the
Wärmetauschers 200, kann fachsprachlich auch als Kühlbeutel oder fremdsprachlich als "Cool-Bag" bezeichnet werden.Heat exchanger 200, can also be referred to as a cooling bag or in foreign language as a "cool bag".
Die wärmeaufnehmende Komponente 220 kann im zweiten Zustand gegen eineThe heat-absorbing component 220 can, in the second state, be protected against a
Oberfläche eines Leistungsmoduls 360 (nicht gezeigt) kontaktiert werden und diesesSurface of a power module 360 (not shown) and this
Leistungsmodul 360 kühlen.Cooling power module 360.
Die Materialspezifikation des Cool-Bags beinhaltet beispielsweise folgendeThe material specification of the Cool-Bag includes, for example, the following
Eigenschaften: Wasserdichtigkeit, Reißfestigkeit, Stichfestigkeit, Flexibilität bei gegebener Formstabilität, Temperaturbeständigkeit für einen Temperaturbereich bis +100°C, Langlebigkeit sowie elektrische Isolationsfestigkeit.Properties: Waterproofness, tear resistance, puncture resistance, flexibility with given dimensional stability, temperature resistance for a temperature range up to +100°C, durability and electrical insulation strength.
Die folgende Erläuterung und das Ausführungsbeispiel erfolgt auf der Basis einerThe following explanation and the example are based on a
Ladestation für elektrisch betriebene Fahrzeuge.Charging station for electrically powered vehicles.
Fig. 10 zeigt einen schematischen Aufbau einer Ladesäule 500. DieFig. 10 shows a schematic structure of a charging station 500. The
Leistungsmodule 350 (elektrische und/oder elektronische Module) sind in 19 ZollPower modules 350 (electrical and/or electronic modules) are available in 19 inch
Gehäusen 300 (Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen und/oder elektronischen Modul) übereinander in einem Rack (nicht gezeigt) gestapelt.Housings 300 (receiving device for receiving at least one electrical and/or electronic module) stacked on top of each other in a rack (not shown).
Jedes Leistungsteil 350 hat eine volle X*19 Zoll Höhe in der Frontblende, aber dasEach 350 power unit has a full X*19 inch height in the front panel, but the
Gehäuse ist in der Höhe etwas kleiner bemessen, um Platz für einen Cool-Bag 220 zu haben. Die Cool-Bags sind in einem 19 Zoll Rack mit Halterungen (nicht gezeigt) vormontiert. Dies kann zum Beispiel unter den Schienen erfolgen (nicht gezeigt). Die 19 Zoll-Einschübe 350 werden dazwischen platziert.The height of the housing is slightly smaller to accommodate a Cool-Bag 220. The Cool-Bags are pre-mounted in a 19-inch rack with brackets (not shown). This can be done, for example, under the rails (not shown). The 19-inch 350 slots are placed in between.
Ebenso sind die Schläuche 380, Verteiler 385, Luft-Wasser-Wärmetauscher 386 und die Zirkulationspumpe 387 dargestellt.The hoses 380, distributor 385, air-water heat exchanger 386 and the circulation pump 387 are also shown.
Wesentliche Vorteile ergeben sich wie folgt: - Wenn die Zirkulationspumpe 387 abgeschaltet ist und somit keinen Druck aufbaut, können die Leistungsmodule 350 zwischen den Cool-Bags 220 bestückt oder entfernt werden. Dabei bleibt der Kühlkreislauf unbeeinflusst. Durch dieseThe main advantages are as follows: - When the circulation pump 387 is switched off and therefore does not build up pressure, the power modules 350 can be fitted or removed between the Cool-Bags 220. The cooling circuit remains unaffected. This
Arbeitsschritte gibt es keinen Verlust des Kühlmittels aus dem Kreislauf. Somit gibt es auch kein Risiko durch offene Flüssigkeit im Elektronikraum. Es kommen auch keine Lufteinschlüsse ins System. - Keine Ventile oder Steckkomponenten im Elektronikraum. DieThere is no loss of coolant from the circuit during the entire work process. This means that there is no risk of open liquid in the electronics room. There are also no air pockets in the system. - No valves or plug-in components in the electronics room. The
Anschlussleitungen 380 werden erst im Wärmetauscher-Bereich (wärmeabgebendeConnection lines 380 are only connected in the heat exchanger area (heat-emitting
Komponente 250) an die Verteiler 385 angeschlossen zu geringen Kosten. KeinComponent 250) connected to the distributor 385 at low cost. No
Risiko einer Undichtigkeit. Minimale Anzahl an Verbindungsstellen und/oderRisk of leakage. Minimum number of connection points and/or
Abdichtungsebenen im System. - Die Oberflächen für den Wärmeaustausch sind im Vergleich zum etabliertenSealing levels in the system. - The surfaces for heat exchange are compared to the established
Konzept um Faktoren größer. Zum Beispiel ergibt sich eine Breite von circa 44cm (bei 19 Zoll) multipliziert mit der Tiefe des Gehäuses - Das Cool-Bag kann mechanische Unebenheiten ausgleichen. Es können zumconcept by factors larger. For example, the width is approximately 44cm (at 19 inches) multiplied by the depth of the case - The Cool-Bag can compensate for mechanical unevenness.
Beispiel Gehäuseoberflächen 360, 370 aus gewalztem Aluminiumblech verwendet werden. Oder leicht hervorstehenden Teile oder Senkkopfschrauben können überbrückt werden.Example housing surfaces 360, 370 made of rolled aluminum sheet can be used. Or slightly protruding parts or countersunk screws can be bridged.
- Keine leitende Verbindung zwischen dem Kühlmittel und der- No conductive connection between the coolant and the
Leistungselektronik 360. - Ermöglicht eine Mischung aus standardisiertem 19-Zoll-Einschubsystem (alsPower Electronics 360. - Enables a mix of standardized 19-inch rack system (as
Beispiel der Aufnahmevorrichtung 300) und leistungsstarkem Kühlmedium, das auch als Wasserkühlung ausgeführt sein kann.Example of the holding device 300) and a powerful cooling medium, which can also be designed as water cooling.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist für Fachkundige ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Messsituation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen. Folglich ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle Ausführungsbeispiele, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen.Although the invention has been described with reference to exemplary embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes may be made and equivalents may be substituted. Furthermore, many modifications may be made to adapt a particular measurement situation or material to the teachings of the invention. Consequently, the invention is not limited to the disclosed embodiments, but includes all embodiments that fall within the scope of the appended claims.
Bezugszeichen 100 Vorrichtung zum Wärmetauschen 200 Wärmetauscher 220 Wärmeaufnehmende Komponente des Wärmetauschers, beispielsweise sich anformender Kühlkörper 222 Erstes Volumen der wärmeaufnehmenden Komponente des Wärmetauschers 224 Zweites Volumen der wärmeaufnehmenden Komponente desReference numeral 100 Device for heat exchange 200 Heat exchanger 220 Heat-absorbing component of the heat exchanger, for example molded heat sink 222 First volume of the heat-absorbing component of the heat exchanger 224 Second volume of the heat-absorbing component of the
Wärmetauschers 226 Thermischer Kontakt 230 Oberfläche der wärmeaufnehmenden Komponente des Wärmetauschers 236 Eintrittsstelle eines Kühlmediums in die wärmeaufnehmende Komponente desHeat exchanger 226 Thermal contact 230 Surface of the heat-absorbing component of the heat exchanger 236 Entry point of a cooling medium into the heat-absorbing component of the
Wärmetauschers 238 Austrittsstelle des Kühlmediums aus der wärmeaufnehmenden Komponente des Wärmetauschers 240 Zentraler fester Körper der wärmeaufnehmenden Komponente desHeat exchanger 238 Outlet point of the cooling medium from the heat-absorbing component of the heat exchanger 240 Central solid body of the heat-absorbing component of the
Wärmetauschers, beispielsweise innenliegende Stützstruktur 245 Hülle der wärmeaufnehmenden Komponente des Wärmetauschers, vorzugsweise die Oberfläche der wärmeaufnehmenden Komponente umfassende konvexe Hülle 246 Hülle näher am zentralen festen Körper 247 Hülle entfernter vom zentralen festen Körper 250 Wärmeabgebende Komponente des Wärmetauschers 2/0 Kompressor oder Drossel (De-Kompressor) des Wärmetauschers 300 Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen und/oder elektronischen Modul 350 Elektrisches und/oder elektronisches ModulHeat exchanger, for example internal support structure 245 Shell of the heat-absorbing component of the heat exchanger, preferably convex shell encompassing the surface of the heat-absorbing component 246 Shell closer to the central solid body 247 Shell further away from the central solid body 250 Heat-emitting component of the heat exchanger 2/0 Compressor or throttle (de-compressor) of the heat exchanger 300 Receiving device for receiving at least one electrical and/or electronic module 350 Electrical and/or electronic module
360 Bauteile oder Baugruppen, beispielsweise Leistungskomponenten, des elektrischen und/oder elektronischen Moduls360 Components or assemblies, such as power components, of the electrical and/or electronic module
370 Wärmeleitende Außenfläche des elektrischen und/oder elektronischen Moduls 380 Schlauch370 Thermally conductive outer surface of the electrical and/or electronic module 380 Hose
385 Verteiler 386 Luft-Wasser-Wärmetauscher 387 Zirkulationspumpe 400 System zum Wärmetauschen 500 Ladesäule385 Distributor 386 Air-water heat exchanger 387 Circulation pump 400 Heat exchange system 500 Charging station
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---|---|---|---|---|
US20070297137A1 (en) * | 2006-06-26 | 2007-12-27 | Glahn Timothy J | Passive conductive cooling module |
US8780556B1 (en) * | 2012-03-26 | 2014-07-15 | Lochheed Martin Corporation | Fluid actuated cooling card retainer |
US20160165748A1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | Microsoft Corporation | System for effectvely transfering heat from electronic devices and method for forming the same |
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2022
- 2022-12-02 BE BE20225981A patent/BE1031101B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070297137A1 (en) * | 2006-06-26 | 2007-12-27 | Glahn Timothy J | Passive conductive cooling module |
US8780556B1 (en) * | 2012-03-26 | 2014-07-15 | Lochheed Martin Corporation | Fluid actuated cooling card retainer |
US20160165748A1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | Microsoft Corporation | System for effectvely transfering heat from electronic devices and method for forming the same |
Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Effective date: 20240701 |