ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА МОДУЛЬНОГО ЭЛЕКТРОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Цель. В статье рассматривается термоэлектрическая охлаждающая система (ТЭОС) для обеспечения теплового режима модульного электронного оборудования (МЭО), размещенного в шкафу. Основной задачей, стоящей при проведении экспериментальных исследований, являлось определение температурных зависимостей тепловыделяющих элементов имитатора электронной платы при их охлаждении воздушным потоком от параметров ТЭОС. Метод. Для проведения экспериментальных исследований термоэлектрической системы охлаждения электронных плат в блоках кассетной конструкции с использованием термоэлектрической охлаждающей системы был разработан стенд, на котором исследовался разработанный и изготовленный в лаборатории опытный образец. Результат. Представлены направления конструктивных решений использования ТЭОС устройства, приведено описание экспериментального стенда и методики проведения эксперимента, приведены зависимости температуры на имитаторе электронной платы от отводимой ТЭОС мощности, температур горячих и холодных спаев, скорости воздушного потока и расстояния между электронными платами. Вывод. “кспериментальные исследования подтверждают работоспособность разработанной системы охлаждения МЭО; указанный способ охлаждения имеет преимущества перед обычным принудительным или естественным и достигать температур, необходимых по техническим условиям эксплуатации; при выборе вентилятора для обеспечения принудительного циркулирования воздушного потока в системе необходимо учитывать скорость воздушного потока в канале; необходимо резервировать мощность источника электропитания для функционирования ТЭОС пропорционально мощности источников тепловыделений. Кроме того, важным моментом для функционирования ТОУ является обеспечение эффективного отвода теплоты с горячих спаев используемых ТЭМ, и при отсутствии условий для его реализации делает невозможным применение предложенной системы.

термоэлектрическая охлаждающая система, тепловой режим, электронное оборудование, экспериментальные исследования, электронная плата

1. Исмаилов Т.А. Термоэлектрические полупроводниковые устройства и интенсификаторы теплопередачи. С.-Пб.: Политехника, 2005.

2. Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М. Охлаждение радиоэлектронных систем: учебное пособие. - Махачкала: ИПЦ ДГТУ, 2012. – 165 с.

3. Исмаилов Т.А., Гаджиев Х.М., Нежведилов Т.Д. Термостабилизация микроэлектронной аппаратуры при помощи полупроводниковых термоэлектрических устройств.- Махачкала: ИПЦ ДГТУ, 2013. – 149 с.

4. Рашидханов А.Т., Юсуфов Ш.А. Система обеспечения теплового режима шкафа телекоммуникационного оборудования. / Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2017;44(2):87-96. DOI:10.21822/2073-6185-2017-44-2-87-96

5. Патент РФ № 2203523 Шкаф для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры / Исмаилов Т.А., Цеханская Т.Э., Салманов Н.Р., Юсуфов Ш.А.

6. Патент РФ №369860. Устройство охлаждения аппаратуры / Воронин Г.И., Антонов Ю.В., Федоров В.Н., Чижиков Ю.В., Дрынь В.П.

7. Патент РФ №1755398 Устройство для охлаждения тепловыделяющей аппаратуры. / Сидорин В.И.

8. Патент РФ №1287699 Устройство для охлаждения тепловыделяющей аппаратуры. /Абросимов А.И.

9. Патент РФ №1595321 Устройство для охлаждения тепловыделяющей аппаратуры. / Калишин Н.А., Колесников А.А., Максимова М.А., Ульянов Н.А.

10. Ханов Г. В. Альтернативный способ охлаждения процессоров в компьютере / Г. В. Ханов, Е. Б. Белкина // Экология и жизнь : сб. ст. XVIII междунар. науч.-практ. конф., апрель 2010 г. / Приволжский Дом знаний [и др.]. – Пенза, 2010. – C. 137–139.

11. Разработка и моделирование микроканальных систем охлаждения [Текст]: монография / Д.А. Коновалов, И.Г. Дроздов, Д.П. Шматов, С.В. Дахин, Н.Н. Кожухов //Воронеж: ВГТУ, 2013. – 222 с.

12. Проектирование и испытания охладителей силовых полупроводниковых приборов [Текст] / C.A. Панфилов, В.М. Каликанов, Ю.А. Фомин, А.С. Саванин // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2008. – № 3. – С. 41-43.

13. Arnaud, L., Ludovic, G., Mouad, D., Hamid, Z., & Vincent, L. (2014). Comparison and Impact of Waste Heat Recovery Technologies on Passenger Car Fuel Consumption in a Normalized Driving Cycle. Energies, 7(8), 5273–5290. doi:10.3390/en7085273

14. Cleary, M. (2014). Nanostructured High Temperature Bulk Thermoelectric Energy Conversion for Efficient Waste Heat Recovery. In 2014 Annual Merit Review and Peer Evaluation Meeting. Washington, DC.: DOE Vehicle Technologies Office. Retrieved from http://energy.gov/sites/prod/files/2014/07/f17/ace082_cleary_2014_o.pdf.

15. Das, R. (2013). The Rise of Thermoelectrics. Retrieved February 17, 2014, from Energy Harvesting Journal: http://www.energyharvestingjournal.com/articles/the-rise-of-thermoelectrics-471 00005925.as

16. Haddad, C., Périlhon, C., Danlos, A., François, M.-X., & Descombes, G. (2014). Some Efficient Solutions to Recover Low and Medium Waste Heat: Competitiveness of the Thermoacoustic Technology. Energy Procedia, 50, 1056–1069. doi:10.1016/j.egypro.2014.06.125

17. Jovovic, V. (2014). Thermoelectric Waste Heat Recovery Program for Passenger Vehicles. In 2014 Annual Merit Review and Peer Evaluation Meeting. Washington, DC.: DOE Vehicle Technologies Office. Retrieved from http://energy.gov/sites/prod/files/2014/07/f17/ace080_barnhart_2014_o.pdf

18. Chen, G.; Dresselhaus, M.S.; Esfarjani, K.; Ren, Z.F.; Zebarjadi. M. Perspectives on thermoelectrics: From fundamentals to device applications. Energy Environ. Sci. 2012.

19. Hadjistassou, C.; Kyriakides, E.; Georgiou, J. Designing high efficiency segmented thermoelectric generators. Energy Convers. Manag. 2013, 66, pp.165–172.

20. Apertet, Y.; Ouerdane, H.; Goupil, C.; Lecoeur, Ph. Efficiency at maximum power of thermally coupled heat engines. Phys. Rev. E 2012, 85, 041144.