Управління показниками надійності термоелектричних охолоджувачів при змінному тепловому навантаженні

Анотація

Роботу присвячено обґрунтуванню можливості зниження інтенсивності відмов системи забезпечення теплових режимів під час роботи зі змінним навантаженням шляхом керування показниками надійності термоелектричного охолоджувача. Розглянуто математичну модель оцінки впливу змінного теплового навантаження на показники надійності однокаскадного термоелектричного охолоджувального пристрою за заданого температурного рівня охолодження, температури середовища, геометрії гілок термоелементів для різних струмових режимів роботи. Наведено зв'язок часу виходу охолоджувача на стаціонарний режим із масою і теплоємністю конструкції, відносним робочим струмом, перепадом температур. Наведено результати зв'язку теплового навантаження з робочим струмом, холодильним коефіцієнтом, часом виходу на стаціонарний режим, енергією, що витрачається, тепловідвідної здатністю радіатора, відносною інтенсивністю відмов. Розрахунки проведено за заданого температурного рівня охолодження, температури середовища, перепаду температур, геометрії гілок термоелементів для різних характерних струмових режимів роботи. Показано, що зі зменшенням теплового навантаження за заданої конструкції термоелектричного охолоджувача, зменшується величина робочого струму, що дає змогу збільшити ймовірність безвідмовної роботи. Отриманий зв'язок теплового навантаження з робочим струмом і відносною інтенсивністю відмов слугує первинною інформацією для проектування термоелектричної системи забезпечення теплових режимів тепло навантажених елементів зі змінним тепловим навантаженням. Використовуючи швидкість зміни перепаду температур між тепло навантаженим елементом і холодним електродом охолоджувача як ознаку керування, можна знизити інтенсивність відмов при зменшенні теплового навантаження, що сприяє підвищенню середньої ймовірності безвідмовної роботи.