: статья / E. N. Vasil'ev // Сибирский журнал науки и технологий. - 2018. -
Т. 19,
№ 1. - P17-21
. - ISSN 2587-6066
Перевод заглавия: Расчет характеристик термоэлектрической системы охлаждения теплонагруженных элементов радиоэлектронной аппаратуры
Аннотация: Modern technologies make it possible to construct electronic devices that combine small sizes and high energy con- sumption, which requires the optimization of thermal modes. A promising direction to improve cooling intensity of the heat-loaded element (HLE) and precision of temperature control is applying thermoelectric modules (TEMs), which endow the heat release system with a cooling function, i. e., allow to reach temperatures of the HLE below ambient temperature. In the present paper, the processes of heat transfer in thermoelectric system of cooling and temperature control (TESCTC) are comprehensively considered. The temperature field in the capacity of heat-distributing plate (HDP), and influence of the heat flux inhomogeneity on the HLE temperature increase have been defined. The results of operating modes calculations, taking into account the heat-power release of HLE, performance of TEM, parameters of HDP and cooler, and magnitude of thermal resistance of thermal contacts have been presented. The calculation method allows to determine the temperature of HLE and to optimize TESCTC modes to achieve maximum cooling effi- ciency and lower energy consumption. It has been found that the optimal power supply current of TEM, corresponding to the modes with the maximum efficiency of cooling, depends on the thermal resistance of the heat sink system and the power of the heat load.
Современные технологии позволяют производить радиоэлектронные устройства, сочетающие малые раз- меры и высокое энергопотребление, что обостряет проблему обеспечения оптимальных тепловых режимов. Перспективным направлением для повышения интенсивности охлаждения теплонагруженного
элемента (ТНЭ) и точности терморегулирования является применение термоэлектрических модулей (ТЭМ), которые наделяют теплоотводящую систему функцией охлаждения, т. е. дают возможность достигать температу- ры ТНЭ ниже значения внешней среды. Комплексно рассмотрены процессы теплообмена в термоэлектриче- ской системе охлаждения и терморегулирования (ТЭСОТ). Определено температурное поле в объеме тепло- распределяющей пластины (ТРП) и влияние неоднородности теплового потока на увеличение температуры ТНЭ. Представлены результаты расчета режимов работы с учетом мощности тепловыделения ТНЭ, рабо- чих характеристик ТЭМ, параметров ТРП и кулера, величины термических сопротивлений тепловых контак- тов. Расчетная методика позволяет определять температуру ТНЭ и проводить оптимизацию режимов ТЭ- СОТ с целью достижения максимальной эффективности охлаждения и снижения энергозатрат. Установле- но, что оптимальная сила тока питания ТЭМ, соответствующая режимам с максимальной эффективностью охлаждения, зависит от термического сопротивления системы теплоотвода и мощности тепловой нагрузки.
РИНЦ Держатели документа: Krasnoyarsk Science Centre SB RAS, Institute of Computational Modelling SB RAS
Доп.точки доступа: Vasil'ev, E.N.; Васильев Е.Н.
