RU2788038C2 - Thermoelectrical device for heat removal from ree elements - Google Patents
Thermoelectrical device for heat removal from ree elements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788038C2 RU2788038C2 RU2021116191A RU2021116191A RU2788038C2 RU 2788038 C2 RU2788038 C2 RU 2788038C2 RU 2021116191 A RU2021116191 A RU 2021116191A RU 2021116191 A RU2021116191 A RU 2021116191A RU 2788038 C2 RU2788038 C2 RU 2788038C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- teb
- main
- additional
- thermopile
- Prior art date
Links
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 13
- 241000193803 Therea Species 0.000 claims description 7
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электронике и может быть использовано для обеспечения требуемых температурных режимов элементов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).The invention relates to electronics and can be used to provide the required temperature conditions for elements of radio electronic equipment (REA).
Прототипом предлагаемого устройства является прибор, описанный в [1]. Устройство содержит термоэлектрическую батарею (ТЭБ) с теплообменником для тепловыделяющих спаев, собранную из полупроводниковых ветвей разной высоты таким образом, что тепловыделяющие спаи расположены на одном уровне, а теплопоглощающие - на двух уровнях. При этом высокие ветви расположены по краям, а низкие - в середине с образованием в центре ТЭБ углубления, в которое помещен охлаждаемый элемент РЭА в тепловом контакте с теплопоглощающими спаями низких ветвей. Устройство содержит также дополнительный теплообменник, контактирующий с теплопоглощающими спаями высоких ветвей, и блок управления работой ТЭБ, включающий датчик температуры, установленный в углублении ТЭБ, источник электрической энергии и регулятор температуры.The prototype of the proposed device is the device described in [1]. The device contains a thermoelectric battery (TEP) with a heat exchanger for heat-generating junctions, assembled from semiconductor branches of different heights in such a way that heat-generating junctions are located on the same level, and heat-absorbing junctions - on two levels. In this case, the high branches are located at the edges, and the low ones - in the middle with the formation of a recess in the center of the thermopile, in which the cooled REE element is placed in thermal contact with the heat-absorbing junctions of the low branches. The device also contains an additional heat exchanger in contact with the heat-absorbing junctions of the high branches, and a control unit for the operation of the thermopile, including a temperature sensor installed in the recess of the thermopile, a source of electrical energy and a temperature controller.
Недостатком устройства является сложность технологической реализации ТЭБ, состоящей из термоэлементов с различной длиной ветвей, а также одновременное обеспечение оптимальных режимов работы термоэлементов с высокими и низкими ветвями.The disadvantage of the device is the complexity of the technological implementation of the thermopile, consisting of thermoelements with different lengths of branches, as well as the simultaneous provision of optimal operating modes of thermoelements with high and low branches.
Целью изобретения является повышение технологичности изготовления устройства за счет использования термоэлементов, идентичных по своим геометрическим, электро- и теплофизическим характеристикам, а также обеспечение максимального холодильного коэффициента, максимальной холодопроизводительности при работе ТЭБ.The aim of the invention is to improve the manufacturability of the device through the use of thermoelements identical in their geometric, electrical and thermal characteristics, as well as to ensure the maximum coefficient of performance, maximum cooling capacity during the operation of the thermopile.
Цель достигается тем, что ТЭБ разделена на основную и две дополнительные секции, соединенные электрически последовательно и изготовленные из идентичных по своим геометрическим, электро- и теплофизическим характеристикам термоэлементов. Основная секция ТЭБ находится в центре основного теплообменника, а дополнительные секции ТЭБ расположены по краям на выступах основного теплообменника, площадь которых соответствует площади дополнительных секций ТЭБ. Тепловыделяющий элемент РЭА размещен в образовавшемся углублении с обеспечением теплового контакта с теплопоглощающими спаями основной секции ТЭБ. С теплопоглощающими спаями дополнительных секций ТЭБ и тепловыделяющим элементом РЭА контактирует дополнительный теплообменник, при этом основной и дополнительный теплообменники выполнены в виде полой цельнометаллической емкости, заполненной плавящимся рабочим веществом с большой теплотой плавления и температурой плавления, лежащей в диапазоне 35-55°С.The goal is achieved by the fact that the thermopile is divided into the main and two additional sections, connected electrically in series and made of thermoelements identical in their geometric, electrical and thermal characteristics. The main section of the thermopile is located in the center of the main heat exchanger, and additional sections of the thermopile are located at the edges on the protrusions of the main heat exchanger, the area of \u200b\u200bwhich corresponds to the area of the additional sections of the thermopile. The REA fuel element is placed in the formed recess to ensure thermal contact with the heat-absorbing junctions of the main section of the thermopile. An additional heat exchanger is in contact with the heat-absorbing junctions of the additional sections of the thermopile and the REA fuel element, while the main and additional heat exchangers are made in the form of a hollow all-metal container filled with a melting working substance with a high melting heat and a melting temperature lying in the range of 35-55°C.
Устройство содержит основную секцию ТЭБ 1 (см. фиг. 1), находящуюся в центре и две дополнительные секции ТЭБ 2, расположенные по краям. Основная 1 и дополнительные 2 секции ТЭБ, электрически соединенные последовательно, состоят из идентичных по своим геометрическим, электро- и теплофизическим характеристикам термоэлементов. Основная 1 и дополнительные 2 секции ТЭБ своими тепловыделяющими спаями находятся в тепловом контакте с основным теплообменником 3, представляющим собой полую цельнометаллическую емкость, заполненную плавящимся рабочим веществом с большой теплотой плавления и температурой плавления, лежащей в диапазоне 35-55°С, с выступами по краям, площадь которых соответствует площади дополнительных секций ТЭБ 2. Основная 1, дополнительные 2 секции ТЭБ и основной теплообменник 3 образуют конструкцию, имеющую в своей центральной части углубление, в которое с обеспечением теплового контакта с теплопоглощающими спаями основной секции ТЭБ 1 устанавливается тепловыделяющий элемент РЭА 4. С теплопоглощающими спаями дополнительных секций ТЭБ 2 и тепловыделяющим элементом РЭА 4 контактирует дополнительный теплообменник 5, также изготовленный в виде полой цельнометаллической емкости, заполненной плавящимся рабочим веществом с большой теплотой плавления и температурой плавления, лежащей в диапазоне 35-55°С. В непосредственный контакт с тепловыделяющим элементом РЭА 4 приведен датчик температуры 6, выход которого электрически связан с входом регулятора температуры 7, выход последнего электрически связан с основной 1 и дополнительной 2 секциями ТЭБ.The device contains the main section of the thermopile 1 (see Fig. 1), located in the center and two additional sections of the
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Поскольку температурный режим эффективной работы тепловыделяющего элемента РЭА 4 выше температуры окружающей среды, то при такой работе поток теплоты все время направлен от тепловыделяющего элемента РЭА 4 через теплообменники 3 и 5 в окружающую среду. Основная 1 и дополнительная 2 секции ТЭБ, включаясь в этот процесс интенсифицируют теплопередачу. Часть теплоты от тепловыделяющего элемента РЭА 4 передается теплопоглощающим спаям основной секции ТЭБ 1 и через тепловыделяющие спаи - основному теплообменнику 3, который рассеивает ее в окружающую среду. Другая часть передается дополнительному теплообменнику 5, рассеивание теплоты от которого происходит как непосредственно в окружающую среду, так и через теплопоглощающие и тепловыделяющие спаи дополнительных секций ТЭБ 2, а также основной теплообменник 3.Since the temperature regime of efficient operation of the
Так как нет необходимости охлаждать тепловыделяющий элемент РЭА 4 ниже температуры окружающей среды, то регулятор температуры 7 в соответствие с показаниями датчика 6 и заданным на шкале регулятора температуры 7 значением рабочей температуры включает и выключает при необходимости основную 1 и дополнительные 2 секции ТЭБ, поддерживая автоматически температуру тепловыделяющего элемента РЭА 4 в заданном диапазоне.Since there is no need to cool the
Изготовление основной 1 и дополнительных 2 секций ТЭБ из идентичных по своим геометрическим, электро- и теплофизическим характеристикам термоэлементов позволяет повысить технологичность создания устройства.The manufacture of the main 1 and additional 2 sections of the thermopile from thermoelements identical in their geometrical, electrical and thermal characteristics makes it possible to increase the manufacturability of the device.
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ 1824681. Термоэлектрический интенсификатор теплопередачи преимущественно для отвода тепла от элементов радиоэлектроники большой мощности / Исмаилов Т.А. // БИ №24, 1993.1. RF patent 1824681. Thermoelectric heat transfer intensifier mainly for heat removal from high power radio electronics elements / Ismailov T.A. // BI No. 24, 1993.
Claims (1)
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021116191A RU2021116191A (en) | 2022-12-02 |
| RU2788038C2 true RU2788038C2 (en) | 2023-01-16 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2796626C1 (en) * | 2023-01-31 | 2023-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод" | Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1106287A (en) * | 1965-06-11 | 1968-03-13 | Siemens Ag | Semiconductor devices |
| RU2133084C1 (en) * | 1996-05-05 | 1999-07-10 | Дагестанский государственный технический университет | Thermoelectric semiconducting device for heat transfer and temperature stabilization of microassemblies |
| RU2236097C2 (en) * | 2001-11-29 | 2004-09-10 | Дагестанский государственный технический университет | Device for temperature control of high-power radio equipment components |
| US7544883B2 (en) * | 2004-11-12 | 2009-06-09 | International Business Machines Corporation | Integrated thermoelectric cooling devices and methods for fabricating same |
| RU2365071C1 (en) * | 2008-07-17 | 2009-08-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Electronic boards cooling device |
| RU104383U1 (en) * | 2010-11-19 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | DEVICE FOR REGULATING THE HEAT MODE OF THE BATTERY BATTERY AND MEASURING THE POWER OF ITS HEAT DISCHARGE |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1106287A (en) * | 1965-06-11 | 1968-03-13 | Siemens Ag | Semiconductor devices |
| RU2133084C1 (en) * | 1996-05-05 | 1999-07-10 | Дагестанский государственный технический университет | Thermoelectric semiconducting device for heat transfer and temperature stabilization of microassemblies |
| RU2236097C2 (en) * | 2001-11-29 | 2004-09-10 | Дагестанский государственный технический университет | Device for temperature control of high-power radio equipment components |
| US7544883B2 (en) * | 2004-11-12 | 2009-06-09 | International Business Machines Corporation | Integrated thermoelectric cooling devices and methods for fabricating same |
| RU2365071C1 (en) * | 2008-07-17 | 2009-08-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Electronic boards cooling device |
| RU104383U1 (en) * | 2010-11-19 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) | DEVICE FOR REGULATING THE HEAT MODE OF THE BATTERY BATTERY AND MEASURING THE POWER OF ITS HEAT DISCHARGE |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2796626C1 (en) * | 2023-01-31 | 2023-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод" | Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements |
| RU2797034C1 (en) * | 2023-01-31 | 2023-05-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод" | Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements |
| RU2799496C1 (en) * | 2023-01-31 | 2023-07-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод" | Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements |
| RU2800002C1 (en) * | 2023-01-31 | 2023-07-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод" | Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements |
| RU2805986C1 (en) * | 2023-05-12 | 2023-10-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод" | Thermoelectric device for heat removal from rea elements |
| RU2806727C1 (en) * | 2023-05-12 | 2023-11-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод" | Thermoelectric device for heat removal from rea elements |
| RU2806715C1 (en) * | 2023-05-12 | 2023-11-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Ботлихский радиозавод" | Thermoelectric device for heat removal from rea elements |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2788038C2 (en) | Thermoelectrical device for heat removal from ree elements | |
| RU2788108C2 (en) | Thermoelectrical device for heat removal from ree elements | |
| RU2788036C2 (en) | Thermoelectrical device for heat removal from ree elements | |
| RU2788992C2 (en) | Thermoelectric device for removal of heat from ree elements | |
| RU2790357C2 (en) | Thermoelectric device for removal of heat from ree elements | |
| RU2788082C2 (en) | Thermoelectric device for removal of heat from ree elements | |
| RU2788110C2 (en) | Thermoelectrical device for heat removal from ree elements | |
| RU2788037C2 (en) | Thermoelectrical device for heat removal from ree elements | |
| RU2796624C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements | |
| RU2805465C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from radio electronic equipment elements | |
| RU2796625C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements | |
| RU2799496C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements | |
| RU2805979C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from rea elements | |
| RU2795504C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from rea elements | |
| RU2803819C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from radioelectronic equipment elements | |
| RU2805463C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from radio electronic equipment elements | |
| RU2804034C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from radioelectronic equipment elements | |
| RU2799706C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements | |
| RU2796631C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements | |
| RU2797714C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements | |
| RU2803309C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from radioelectronic equipment elements | |
| RU2808221C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from ree elements | |
| RU2805978C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from rea elements | |
| RU2796627C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from electronic equipment elements | |
| RU2800230C1 (en) | Thermoelectric device for heat removal from radioelectronic equipment elements |