Управління тепловим режимом термоелектричного охолоджуючого пристрою приймально-передаючих елементів бортових інформаційних систем

Анотація

Визначальними вимогами до систем забезпечення теплових режимів приймально-передаючих елементів бортових інформаційних систем являються показники надійності і динамічні характеристики. Робота представляє собою продовження досліджень динамічних характеристик термоелектричних охолоджувачів, направлених на аналіз впливу перепадів температури, струмових режимів, конструктивних параметрів пристрою і фізичних параметрів матеріалу термоелементів на сталу часу. В статті проаналізовано вплив тепловідвідної спроможності радіатору на динамічні характеристики, енергетичні і показники надійності однокаскадного термоелектричного охолоджувача. Розроблена динамічна модель термоелектричного охолоджувача з урахуванням масогабаритних параметрів радіатору, які зв’язують основні енергетичні показники охолоджувача з тепловідвідною спроможністю радіатору, робочими струмами, величиною теплового навантаження і відносним перепадом температур. Аналіз динамічної моделі показав, що з ростом тепловідвідної спроможності радіатору при заданому тепловому навантаженні і різних струмових режимах змінюються основні показники охолоджувача. Зменшується необхідна кількість термоелементів, споживана потужність, час виходу на стаціонарний режим, відносна інтенсивність відмов. З ростом відносного робочого струму час виходу на стаціонарний режим роботи зменшується для різних значень тепловідвідної спроможності радіатору. Показано, що мінімальний час виходу на стаціонарний режим роботи забезпечується в режимі максимальної холодопродуктивності. Дослідження проведені при різних значеннях тепловідвідної спроможності радіатору в робочому діапазоні перепадів температур і геометрії термоелементів. Показана можливість мінімізації тепловідвідної поверхні радіатору при різних струмових режимах роботи і зв'язок з основними параметрами, показниками надійності і часом виходу на стаціонарний режим роботи. Порівняльний аналіз масогабаритних характеристик, основних параметрів, показників надійності і динаміки функціонування при раціональному проектування дає можливість вибору компромісних рішень з урахуванням значущості кожного з обмежувальних факторів.