BRPI0703896A2 - trocador de calor hìbrido - Google Patents

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Abstract

TROCADOR DE CALOR HìBRIDO Um conjunto de esfriador termelétrico compreende uma placa fria, um primeiro esfriador termelétrico e um se- gundo esfriador termelétrico. A placa fria tem um primeiro lado e um segundo lado. O primeiro esfriador termelétrico fica em comunicacao térmica com o primeiro lado da placa fria e o segundo esfriador termelétrico fica em comunicacao térmica com o segundo lado da placa fria. Um conjunto detrocador de calor é também revelado.

Description

"TROCADOR DE CALOR HÍBRIDO"
Campo da Revelação
Essa revelação refere-se, de forma geral, a siste-mas de manipulação de informação, e refere-se mais particu-larmente a um trocador de calor otimizado com esfriador ter-moelétrico de dois estágios que possui resfriamento liquido.
ANTECEDENTES
A medida que o valor e o uso da informação conti-nuam a crescer, indivíduos e negócios buscam maneiras adi-cionais de processar e armazenar informação. Uma opção dis-ponível para os usuários é os sistemas de manipulação de in-formação. Um sistema de manipulação de informação geralmenteprocessa, compila, armazena e/ou comunica a informação ou osdados para finalidades de negócios, pessoal ou outras, dessamaneira permitindo que os usuários tirem vantagem do valorda informação. Pelo fato de que a tecnologia e as necessida-des e exigências de manipulação da informação variam entreusuários ou aplicações diferentes, os sistemas de manipula-ção de informação podem também variar quanto à qual informa-ção é manipulada, como a informação é manipulada, quanto dainformação é processada, armazenada ou comunicada, e a rapi-dez e a eficiência que a informação pode ser processada, ar-mazenada ou comunicada. As variações nos sistemas de manipu-lação de informação permitem que os sistemas de manipulaçãode informação sejam gerais ou configurados para um usuárioespecífico ou uso específico tais como o processamento detransação financeira, reservas aéreas, armazenamento de da-dos empresariais ou comunicações globais. Além disso, ossistemas de manipulação de informação podem incluir uma va-riedade de componentes de hardware e software que podem serconfigurados para processar, armazenar e comunicar a infor-mação e podem incluir um ou mais sistemas de computador,sistemas de armazenamento de dados e sistemas de redes.
Os sistemas de manipulação de informação incluemprocessadores, que produzem calor. Em sistemas de manipula-ção de informação tal como computadores de mesa, o calorproduzido pelos processadores é tipicamente controlado comresfriamento a ar. Entretanto, o resfriamento a ar tem limi-tações inerentes que podem ser excedidas por microprocessa-dores que são cada vez mais densos e poderosos. Foram pro-postos, portanto, os esfriadores termelétricos (TEC) paramelhorar o desempenho térmico. A Publicação do Pedido de Pa-tente U.S. 2006/0082971, a revelação do qual é aqui incorpo-rada por referência, mostra um sistema e método para dissi-pação de calor incluindo um TEC.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Será verificado que por simplicidade e clareza deilustração, os elementos ilustrados nas figuras não foramnecessariamente desenhados em escala. Por exemplo, as dimen-sões de alguns dos elementos são exageradas em relação a ou-tros elementos. As modalidades que incorporam os ensinamen-tos da presente revelação são mostradas e descritas com re-lação aos desenhos apresentados aqui, nos quais:
A FIG. 1 é uma vista em perspectiva parcialmenteexplodida de um trocador de calor híbrido eA FIG. 2 é uma vista em perspectiva explodida deum esfriador termelétrico do trocador de calor híbrido.
0 uso dos mesmos símbolos de referência em dese-nhos diferentes indica itens similares ou idênticos.
DESCRIÇÃO DETALHADA
A descrição seguinte em combinação com as figurasé provida para ajudar no entendimento dos ensinamentos reve-lados aqui. A discussão seguinte focalizará em implementa-ções e modalidades específicas dos ensinamentos. Esse foco éprovido para ajudar na descrição dos ensinamentos e não deveser interpretado como uma limitação do escopo ou aplicabili-dade dos ensinamentos.
A FIG. 1 mostra um trocador de calor híbrido 10para um sistema de manipulação de informação. Para finalida-des dessa revelação, um sistema de manipulação de informaçãopode incluir qualquer instrumento ou agregado de instrumen-tos operáveis para calcular, classificar, processar, trans-mitir, receber, recuperar, originar, alternar, armazenar,exibir, manifestar, detectar, gravar, reproduzir, manipularou utilizar qualquer forma de informação, inteligência oudados para finalidades de negócios, científicas, de contro-le, entretenimento ou outras. Por exemplo, um sistema de ma-nipulação de informação pode ser um computador pessoal, umPDA, um dispositivo eletrônico do consumidor, um servidor derede ou dispositivo de armazenamento, um roteador de chaveou outro dispositivo de comunicação de rede, ou qualquer ou-tro dispositivo adequado e pode variar em tamanho, forma,desempenho, funcionalidade e preço. O sistema de manipulaçãode informação pode incluir memória, um ou mais recursos deprocessamento tal como uma unidade de processamento central(CPU) ou lógica de controle de hardware ou software. Compo-nentes adicionais do sistema de manipulação de informaçãopodem incluir um ou mais dispositivos de armazenamento, umaou mais portas de comunicações para comunicação com disposi-tivos externos bem como vários dispositivos de entrada e sa-ída (I/O), tais como um teclado, um mouse e um monitor devídeo. O sistema de manipulação de informação pode tambémincluir um ou mais barramentos operáveis para transmitir ascomunicações entre os vários componentes de hardware.
0 trocador de calor híbrido 10 inclui um trocadorde calor passivo ou radiador 12, um ventilador 14 e um con-junto de esfriador termelétrico (TEC) 16. 0 radiador 12 épreferivelmente disposto em uma cobertura 18, enquanto oventilador 14 e o conjunto de TEC 16 são dispostos em umsubconjunto 20. A cobertura 18 e o subconjunto 20 formam,juntos, um módulo 22. Uma placa fria de micro-canais 24 étambém disposta dentro do subconjunto 20 e é adaptada paracomunicação física e/ou térmica com a CPU 26 (mostrada es-quematicamente) . A placa fria de micro-canais 24 é tambémadaptada para comunicação de fluido com um par de tubos 28 e30. Uma bomba 31 circula o refrigerante líquido, tal comoágua, para e/ou do radiador 12 e através dos tubos 28 e 30em maneira bem conhecida.
A FIG. 2 mostra o conjunto de TEC 16 incluindo umtrocador de calor de fluido de dois lados ou placa fria 32,um TEC superior 34, um TEC inferior 36, um dissipador de ca-Ior superior 38 e um dissipador de calor inferior 40. A pla-ca fria 32 inclui superfícies opostas 42 e 44, bem como tu-bos 46 e 48 através dos quais o refrigerante é circulado pe-la bomba 31. 0 TEC superior 34 é disposto entre a superfíciesuperior 42 da placa fria 32 e o lado inferior do dissipadorde calor superior 38. Similarmente, o TEC inferior 36 é dis-posto entre a superfície inferior 44 da placa fria 32 e olado superior do dissipador de calor inferior 40.
Com referência novamente à FIG. 1, o ventilador 14puxa o ar para dentro na direção da seta A através do radia-dor 12. A temperatura do refrigerante circulado pela bomba31 é, dessa maneira, reduzida, e a temperatura ambiente dofluxo de ar que chega é elevada de maneira correspondentequando ele é puxado para dentro do subconjunto 20. 0 fluxode ar é direcionado a seguir pelo ventilador 14 através doconjunto de TEC 16 onde ele captura o calor das palhetas dosdissipadores de calor 38 e 40.
O trocador de calor híbrido 10 pode ser operadosem energia para os TECs 34 e 36. Para obter desempenho adi-cional, vários níveis de energia podem ser supridos para umou ambos os TECs 34 e 36. Sob energia, o fluxo da correnteatravés dos TECs cria uma diminuição na temperatura na regi-ão perto das superfícies da placa fria 42 e/ou 44, que porsua vez puxa o calor do fluido que circula através da placafria 32. Esse calor é então transportado através dos TECs 34e 36 para as bases dos dissipadores de calor superior e in-ferior 38 e 40, respectivamente, e finalmente é irradiadopara fora através das palhetas do dissipador de calor. Com aenergia aplicada nos TECs 34 e 36, a temperatura do fluidopode ser mantida em uma faixa centralizada ao redor de trêsgraus centígrados acima da temperatura do ar ambiente comenergia de CPU muito alta e velocidade de ventilador razoa-velmente baixa. Também, pelo fato de que a temperatura daspalhetas do TEC fica em uma faixa centralizada ao redor dequinze a vinte graus centígrados acima da temperatura dofluido, as palhetas do TEC são eficientes na transferênciado calor para a corrente de ar pré-aquecida.
Embora somente umas poucas modalidades exemplarestenham sido descritas em detalhes acima, aqueles versados natécnica facilmente verificarão que muitas modificações sãopossíveis nas modalidades exemplares sem se afastar materi-almente dos novos ensinamentos e das vantagens das modalida-des da presente revelação. Dessa maneira, todas tais modifi-cações são planejadas para ser incluídas dentro do escopodas modalidades da presente revelação como definido nas rei-vindicações seguintes.
Nas reivindicações, cláusulas de dispositivo mais função são planejadas para cobrir as estruturas descritas aqui quando executando a função recitada e nãosomente os equivalentes estruturais, mas também estruturasequivalentes.

Claims (19)

1. Conjunto de esfriador termelétrico,CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:uma placa fria tendo um primeiro lado e um segundolado,um primeiro esfriador termelétrico em comunicaçãotérmica com o primeiro lado da placa fria eum segundo esfriador termelétrico em comunicaçãotérmica com o segundo lado da placa fria.
2. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende um primeirodissipador de calor em comunicação térmica com o primeiroesfriador termelétrico.
3. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende um segundodissipador de calor em comunicação térmica com o segundo es-friador termelétrico.
4. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que o refrigerante circula atra-vés da placa fria.
5. Conjunto, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende uma bombapara circular o refrigerante através da placa fria.
6. Conjunto de trocador de calor, CARACTERIZADOpelo fato de que compreende:um trocador de calor passivo,um trocador de calor ativo eum ventilador adaptado para puxar o ar através dotrocador de calor passivo e soprar o ar através do trocadorde calor ativo.
7. Conjunto, de acordo com a reivindicação 6,CARACTERIZADO pelo fato de que o trocador de calor passivocompreende um radiador.
8. Conjunto, de acordo com a reivindicação 6,CARACTERIZADO pelo fato de que o trocador de calor ativocompreende uma placa fria tendo um primeiro lado e um segundo lado.
9. Conjunto, de acordo com a reivindicação 8,CARACTERIZADO pelo fato de que o trocador de calor ativotambém compreende um primeiro esfriador termelétrico em co-municação térmica com o primeiro lado da placa fria e um se-gundo esfriador termelétrico em comunicação térmica com osegundo lado da placa fria.
10. Conjunto, de acordo com a reivindicação 9,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende um primeirodissipador de calor em comunicação térmica com o primeiroesfriador termelétrico.
11. Conjunto, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende um segundodissipador de calor em comunicação térmica com o segundo es-friador termelétrico.
12. Conjunto, de acordo com a reivindicação 8,CARACTERIZADO pelo fato de que o refrigerante circula atra-vés da placa fria.
13. Conjunto, de acordo com a reivindicação 8,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende uma bombapara circular o refrigerante através da placa fria.
14. Conjunto de trocador de calor, CARACTERIZADOpelo fato de que compreende:um trocador de calor passivo,um trocador de calor ativo,um ventilador adaptado para puxar o ar através dotrocador de calor passivo e soprar o ar através do trocadorde calor ativo euma bomba para circular o refrigerante através dotrocador de calor ativo.
15. Conjunto, de acordo com a reivindicação 14,CARACTERIZADO pelo fato de que o trocador de calor passivocompreende um radiador.
16. Conjunto, de acordo com a reivindicação 14,CARACTERIZADO pelo fato de que o trocador de calor ativocompreende uma placa fria tendo um primeiro lado e um segun-do lado.
17. Conjunto, de acordo com a reivindicação 16,CARACTERIZADO pelo fato de que o trocador de calor ativotambém compreende um primeiro esfriador termelétrico em co-municação térmica com o primeiro lado da placa fria e um se-gundo esfriador termelétrico em comunicação térmica com osegundo lado da placa fria.
18. Conjunto, de acordo com a reivindicação 17,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende um primeirodissipador de calor em comunicação térmica com o primeiroesfriador termelétrico.
19. Conjunto, de acordo com a reivindicação 18,CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende um segundodissipador de calor em comunicação térmica com o segundo es-friador termelétrico.
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