поверхность

Изобретение относится к области охлаждающих или нагревательных устройств ( F21V 29/00

Из существующего уровня техники известно Охлаждающая пластина для светодиодного дисплея (CN201355892Y, Н05К 7/20, 02.12.2009). Устройство представляет собой охлаждающую пластину, которая устанавливается на заднюю поверхность платы светодиодного модуля с помощью болтов, пластина может быть выполнена в форме металлического радиатора с ребрами. Такая конструкция позволяет улучшить охлаждение модулей экрана. Недостатки: большая масса изделия из-за установки охлаждающих пластин на каждую плату; необходимость ручной установки радиаторов с помощью болтовых соединений; низкая эффективность охлаждения с помощью радиаторов при высокой температуре окружающей среды.

Из существующего уровня техники известно устройство охлаждения

светодиодного дисплея (CN201363702Y, F21V 29/00, 13.01.2009).

Характеризуется наличием: радиатора, расположенного на внешней стороне корпуса дисплея, теплопоглотителя, расположенного в корпусе светодиодного дисплея и закрепленного на обратной стороне светодиодной поверхности дисплея, циркуляционного насоса, соединенного с впускной трубой

теплоотвода и выпускной трубой радиатора, и резервуар для жидкости;

охлаждение поверхности дисплея производится за счет циркуляции

охлаждающей жидкости между теплопоглотителем и внешним радиатором. Недостатки: использование жидкости для охлаждения осложняет изготовление и обслуживание таких дисплеев; система жидкостного охлаждения значительно повышает массу дисплея; оборудование для жидкостного охлаждения значительно дороже систем воздушного охлаждения.

Из существующего уровня техники известно системой охлаждения на основе электрогидродинамический газового потока (US20100177519A1, F04B17/00, 23.01.2006). Изобретение относится к системам охлаждения и, в частности, к системам охлаждения, обеспечивающим принудительный конвективный газовый поток для рассеивания тепла от светодиодов. В системе охлаждения используется теплоотвод в сочетании с ЭГД-насосом, в котором могут использоваться такие явления, как коронный ветер или микромасштабный коронный ветер. Для реализации теплоотвода от светодиодов может быть использован массив охлаждающих каналов. Недостатки: для создания необходимого воздушного потока необходимо создавать высокие напряжения в десятки киловольт, из-за высокого напряжения установка может быть опасна для человека; КПД ЭГД-насоса низкий из-за расходования части энергии на образование микровихрей; сложность использования устройства в уличных условиях из-за высокой запыленности и высокой влажности воздуха, что может привести к электрическому пробою воздуха высоким напряжением.

Из существующего уровня техники известно устройство для отвода тепла в устройстве отображения (RU 2586451, F28D1/02, 13.05.2014). Сущность изобретения заключается в том, что устройство отображения содержит панель отображения; и теплорассеивающий модуль, имеющий форму пластины, соответствующей панели отображения для поддержания задней поверхности панели отображения, при этом теплорассеивающий модуль включает в себя, по меньшей мере, один теплорассеиватель, имеющий форму пластины, при этом, по меньшей мере, один теплорассеиватель включает в себя рабочую текучую среду, вводимую в, по меньшей мере, один теплорассеиватель, и, по меньшей мере, один канал, обеспеченный внутри, по меньшей мере, одного

теплорассеивателя для направления рабочей текучей среды. Недостатки:

наличие текучей среды осложняет производство и техническое обслуживание устройства; отсутствует устройство которое позволяет удерживать панели на несущей поверхности ; устройство мало эффективно при использовании с двухсторонним экраном который обладает большим тепловыделением.

Современные уличные светодиодные экраны выделяют много энергии в виде тепла от 300 ватт до 1000 ватт на квадратный метр. Для того, чтобы

светодиоды преждевременно не выходили из строя, их температура не должна превышать 70 градусов Цельсия.

Обычные светодиодные экраны охлаждаются с помощью массивных

вентиляторов, установленных внутри кабинетов со светодиодными модулями. Также существуют решения с жидкостным охлаждением модулей, когда тепловая энергия сначала отводится от светодиодных модулей с помощью жидкого теплоносителя, а затем теплоноситель охлаждается или

конденсируется в теплообменнике с использованием вентилятора. Такие решения увеличивают толщину и массу экрана.

Так как уличные экраны могут достигать сотен квадратных метров, масса таких экранов может достигать нескольких тонн. Большая толщина и масса экрана ведут к увеличению размеров несущих конструкций, к перерасходу материалов и удорожанию всего экрана в целом. Стоимость несущих конструкций может достигать 30% от стоимости самого светодиодного экрана. Для того, чтобы создать тонкие двухсторонние экраны с минимальной массой, существующие решения не подходят, нужны новые способы отвода тепловой энергии от светодиодных модулей.

Задачами, на решение которых направлено данное изобретение, являются: обеспечение эффективного отвода тепла от модулей экрана; обеспечение возможности простой замены модулей, без снижения эффективности

охлаждения; обеспечение возможности эффективного охлаждения модулей для тонких двусторонних экранов; обеспечение простоты изготовления; снижение массы и габаритов экрана за счет эффективной системы отвода тепла от модулей.

Поставленные задачи решаются следующим образом

Способ отвода излишней тепловой энергии от модулей (1) экрана реализуется следующим образом. Один или более съемных модулей (1) экрана

размещаются на несущей поверхности (4). Тепловая энергия передается от модулей (1) экрана на несущую поверхность (4) через одну или несколько теплопроводящих пленок (3), размещенных между модулями (1) экрана и несущей поверхностью (4). Теплопроводящие пленки (3) могут обладать ферромагнитными свойствами, а модули (1) экрана при этом удерживаются на несущей поверхности (4) за счет сил магнитного притяжения между одним или более фрагментами теплопроводящей пленки (3), прикрепленным к модулям (1) экрана, и одной или более фрагментами теплопроводящей пленки (3), прикрепленным к несущей поверхности (4). Таким образом обеспечивается возможность простой замены модулей (1) экрана без снижения эффективности охлаждения. Модули (1) экрана могут сниматься и устанавливаться на несущую поверхность (4), не повреждая теплопроводную пленку (3) и не ухудшая эффективность теплоотвода, в отличии от стандартных решений, где

теплопроводящая пленка приклеивается с двух сторон, с одной стороны к тепловыделяющему стройству, с другой стороны к устройсту отвода тепла.

Несущая поверхность (4) может представлять собой монолитную плиту с каналами охлаждения (5) внутри, или несущая поверхность (4) может состоять из одного или более теплопроводящих профилей, с каналами охлаждения (5) внутри. Несущая поверхность (4) охлаждается за счет расположенных внутри нее одного или более каналов охлаждения (5). Теплоноситель в процессе своего движения через каналы охлаждения (5) нагревается от стенок каналов охлаждения (5) и выходит наружу, унося с собой излишнюю тепловую энергию. В качестве теплоносителя может использоваться газ или жидкость. Охлаждение может осуществляться путем естественной конвекции

теплоносителя внутри каналов охлаждения (5) или путем принудительной прокачки теплоносителя внутри каналов охлаждения (5). Таким образом обеспечивается эффективный отвод тепла от модулей (1) экрана. Модули (1) экрана могут размещаться с двух сторон несущей поверхности (4), таким образом обеспечивается эффективное охлаждения модулей (1) экрана для тонких двусторонних экранов.

Простота изготовления обеспечивается за счет экструзии профилей несущей поверхности (4), с дальнейшей наклейкой на их поверхность теплопроводящей пленки (3). Эти операции хорошо освоены промышленностью и имеют низкую себестоимость.

Снижение массы и габаритов экрана обеспечивается за счет эффективной системы отвода тепла от модулей (1) экрана, которая не требует

непосредственного обдува модулей (1) экрана с помощью вентиляторов.

Краткое описание чертежей

На фигурах (1-5) показаны элементы экрана и их компоновка в одностороннем и двустороннем вариантах реализации экрана.

Список фигур

1. Модуль экрана с теплопроводящей пленкой, вид сзади.

2. Несущая поверхность с теплопроводящей пленкой, вид спереди.

3. Несущая поверхность с модулями, разнесенный вид спереди.

4. Несущая поверхность с двухсторонним расположением модулей,

разнесенный вид спереди.

5. Несущая поверхность с двухсторонним расположением модулей, вид спереди.

Список элементов, изображенных на фигурах

1. Модуль экрана.

2. Светоизлучающая поверхность модуля. 3. Теплопроводящая пленка.

4. Несущая поверхность, состоящая из набора профилей.

5. Канал охлаждения.

Устройство

Экран состоит из несущей поверхности (4) и модулей (1) экрана размещенных на этой ней. Несущая поверхность (4) может представлять собой монолитную плиту с каналами охлаждения (5) внутри, или несущая поверхность (4) может состоять из одного или более теплопроводящих профилей, с каналами охлаждения (5) внутри. Несущая поверхность (4) охлаждается за счет расположенных внутри нее одного или более каналов охлаждения (5). Модули (1) экрана могут размещаться с двух сторон несущей поверхности (4). Один или более съемных модулей (1) экрана размещаются на несущей поверхности (4). При этом модули (1) экрана сзади и несущая поверхность (4) спереди покрыты фрагментами теплопроводящей пленки (3), прикрепленным к модулям (1) экрана, и несущей поверхности (4) таким образом чтобы плотно соприкасаться друг с другом.

Устройство изготавливается следующим образом:

Несущая поверхность (4) состоит из одного или нескольких профилей, которые могут изготавливаться из различных материалов. Профили могут

изготавливаться методом экструзии пластика или металлов (алюминия, меди и др). Каналы охлаждения (5) формируются внутри несущей поверхности (4) в процессе экструзии. Если профили изготавливаются из полимера, для улучшения теплопроводящих свойств в полимер добавляются

теплопроводящие частицы (частицы металла, угольные волокна или

углеродные нанотрубки).

Теплопроводящие пленки изготавливаются стандартными промышленными методами из полимеров (например силикона или винила) с добавлением теплопроводящих частиц (частицы металла, угольные волокна или углеродные нанотрубки). На несущую поверхность спереди наносится теплопроводящая пленка (3). Теплопроводящая пленка (3) может наноситься также на модули (1) экрана сзади. Теплопроводящая пленка (3) может наноситься с помощью приклеивания фрагментов пленки (3) на поверхность или с помощью

напыления специального теплопроводящего состава на поверхность с последующим отверждением (полимеризацией). Модули (1) экрана могут изготавливаться с использованием любой

существующей промышленной технологии.

Работа устройства осуществляется следующим образом:

Модули (1) экрана в процессе своей работы выделяют тепловую энергию. Эта тепловая энергия передается через теплопроводящие пленки (3) на несущую поверхность (4). Несущая поверхность (4) при этом нагревается и передает тепловую энергию к теплоносителю, который проходит сквозь каналы охлаждения (5). Теплоноситель выходит из несущей поверхности (4), унося с собой тепловую энергию.

Теплоноситель может циркулировать (подниматься вверх канала охлаждения (5)) благодаря тепловой конвекции. Теплоноситель может прокачиваться через каналы охлаждения (5) с помощью вентиляторов (в случае использования газа) или насосов (в случае жидкости). В самом простом варианте в качестве теплоносителя используется обычный воздух из окружающей среды, который прокачивается вентиляторами через каналы охлаждения (5), расположенные внутри несущей поверхности (4).