Calculation of characteristics of thermoelectric cooling system of heat-loaded elements of radio electronic equipment

Бесплатный доступ

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.

Еще

Thermoelectric module, heat mode, heat-loaded element, cooling system, thermal resistance

Короткий адрес: https://sciup.org/148177794

IDR: 148177794

Список литературы Calculation of characteristics of thermoelectric cooling system of heat-loaded elements of radio electronic equipment

  • Ненашев А. П. Конструирование радиоэлектронных средств. М.: Высш. школа, 1990. 432 с.
  • Thermoelectric air-cooling module for Chang electronic devices/Y. W. Chang //Applied Thermal Engineering. 2009. Vol. 29, No. 13, P. 2731-2737.
  • Thermoelectric water-cooling device applied to electronic equipment/H. S. Huang //International Communications in Heat and Mass Transfer. 2010. Vol. 37, No. 2. P. 140-146.
  • Zhu L., Tan H., Yu J. Analysis on optimal heat exchanger size of thermoelectric cooler for electronic cooling applications//Energy conversion and management. 2013. Vol. 76. P. 685-690.
  • Термоэлектричество в инженерных задачах современной техники охлаждения/В. М. Гладущенко //Электронные и электромеханические системы и устройства. Томск: АО «НПЦ «Полюс». 2016. С. 177-183.
  • Пат. 2511922 Российская Федерация, МПК7 F 25 B 21/02. Термоэлектрический блок охлаждения/Деревянко В. А., Гладущенко В. М., Васильев Е. Н. и др. № 2012142405/06; заявл. 04.10.2012; опубл. 10.04.2014, Бюл. № 10.
  • Васильев Е. Н. Математическая модель для расчета характеристик термоэлектрических модулей охлаждения//Журнал Сиб. федер. ун-та. Сер. «Техника и технология». 2015. Т. 8. № 8. С. 1017-1023.
  • Васильев Е. Н., Деревянко В. А. Расчет эффективности термоэлектрических модулей для охлаждения радиоэлектронных элементов//Решетневские чтения: материалы XVII Междунар. науч. конф. (12-14 нояб. 2013, г. Красноярск)/под общ. ред. Ю. Ю. Логи-нова; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2013. Т. 1. С. 211-213.
  • Васильев Е. Н., Деревянко В. А. Анализ эффективности применения термоэлектрических модулей в системах охлаждения радиоэлементов//Вестник СибГАУ. 2013. № 4(50). С. 9-13.
  • Васильев Е. Н. Расчет и оптимизация режимов термоэлектрического охлаждения теплонагруженных элементов//Журнал технической физики. 2017. Т. 87, № 1. С. 80-86.
  • Васильев Е. Н. Оптимизация режимов термо-электрического охлаждения теплонагруженных элементов с учетом термического сопротивления тепло-отводящей системы//Журнал технической физики. 2017. Т. 87, № 9. С. 1290-1296.
  • Самарский А. А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1989. 616 с.
  • Глинский И. А., Зенченко Н. В. Расчет тепло-распределяющего элемента конструкции для мощных СВЧ-транзисторов//Микроэлектроника. 2015. Т. 44, № 4. С. 269-274.
  • Semenyuk V. A., Bezverkhov D. B. Modeling and Minimization of Intercascade Thermal Resistance in Multi-Stage Thermoelectric Cooler//Proc. of the XVI Inter. Conf. on Thermoelectrics. Dresden, Germany, 1997, IEEE. P. 701-704.
  • Вычислительное моделирование процессов теплообмена в системах терморегулирования космических аппаратов/Е. Н. Васильев //Вычислительные технологии. 2009. Т. 14, № 6. С. 19-28.
  • Васильев Е. Н., Никифорова Е. С. Математическое моделирование теплового режима гипертепло-проводного радиатора мощного радиоэлемента//Вестник СибГАУ. 2005. Вып. 3. С. 23-26.
Еще
Статья научная