Термоелектричний термостатуючий пристрій для елементної бази обчислювальної техніки

Реферат: Термоелектричний термостатуючий пристрій на основі теплорозсіючого радіатора, торцевого термоелектричного модуля Пельт'є та двосекційного циліндричного корпусу з відповідними теплоакумулюючими матеріалами. При цьому розміщено два додаткові термоелектричні модулі Пельт'є з гнучкими теплоконтактними перегородками, що розташовані в зазорі між бічними циліндричними поверхнями корпусу з теплоакумулюючими матеріалами та теплорозсіючого радіатора. UA 100585 U (12) UA 100585 U UA 100585 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі термоелектрики і знайде застосування при охолодженні та термостатуванні різних елементів твердотільної електроніки, які використовуються як елементна база в обчислювальній техніці, наприклад, різноманітних процесорів. На даний час охолодження та подальше термостатування процесорів проводиться різними методами, в тому числі із застосуванням повітряних, рідинних та термоелектричних охолоджувачів [1]. В цілому, термостатуючі пристрої на їх основі виконують свої функції тільки при нормальних умовах експлуатації. Найбільш близьким аналогом до об'єкту, який заявляється, є термостатуючий пристрій на основі модуля Пельт'є, що розташований між теплорозсіючим радіатором та нижньою робочою гранню двосекційного корпусу, внутрішній об'єм якого заповнено теплоакумулюючими матеріалами ТАМ1 та ТАМ2 з відповідними температурами фазових переходів Т 1 та Т2. На верхній робочій грані цього корпусу розміщено елемент, який термостатується, наприклад стандартний процесор типу Intel. У робочому стані теплота, яка виділяється цим процесором, проходить послідовно через об'єми двох секцій ємності з ТАМ1 та ТАМ2, поглинається термоелектричним модулем та передається теплорозсіючому радіатору, що далі віддає її оточуючому середовищу [2]. Термостатуючі пристрої такої конструкції достатньо широко застосовуються в апаратурі обчислювальної техніки, наприклад в інтернет-обладнанні із вільним розташуванням елементної бази. При цьому теплова постійна часу цих пристроїв має значення τ=2735 хвилин, що є їх великим недоліком. Тому актуальною є задача створення конструкції термоелектричного термостатуючого пристрою, який би характеризувався меншим значенням теплової постійної часу τ. Вказана задача вирішується тим, що в запропонованій конструкції термоелектричного термостатуючого пристрою на основі теплорозсіючого радіатора, торцевого термоелектричного модуля Пельт'є та двосекційного корпуса з відповідними теплоакумулюючими матеріалами, розміщено два додаткових термоелектричних модулі Пельт'є з гнучкими теплоконтактними переходами, що розташовані в зазорі між бічними циліндричними поверхнями корпусу з теплоакумулюючими матеріалами та теплорозсіючого радіатора. У корисній моделі, що заявляється, запропоновано принципове нове технічне рішення, яке полягає в тому, що в конструкції термоелектричного термостатуючого пристрою на основі теплорозсіючого радіатора, торцевого термоелектричного модуля Пельт'є та двосекційного корпуса з відповідними теплоакумулюючими матеріалами, розміщено два додаткових термоелектричних модулі Пельт'є з гнучкими теплоконтактними переходами, що розташовані в зазорі між бічними циліндричними поверхнями корпусу з теплоакумулюючими матеріалами та теплорозсіючого радіатора. Відповідність критерію "новизна" корисної моделі, яка пропонується, забезпечує та обставина, що заявлена сукупність ознак не міститься ні в одному з об'єктів існуючого рівня техніки. Промислове застосування запропонованої корисної моделі не вимагає спеціальних технічних та технологічних прийомів та матеріалів. Її реалізація можлива на існуючих підприємствах приладобудівного напрямку. Запропонований термоелектричний термостатуючий пристрій складається (кресл.) з корпусу 3 у вигляді тонкостінного циліндра з нейзильберга, верхня та нижня грані якого містять торцеві вставки 2 з алюмінію. Внутрішній об'єм корпусу 3 за допомогою алюмінієвої перегородки 5 розділено на дві секції, що заповнено відповідними теплоакумулюючими матеріалами ТАМ1 (4) та ТАМ 2 (6) - (паста ТАП - 10А і поліетиленгліколь, відповідно). На зовнішній торцевій грані верхньої вставки 2 розміщено процесор типу Intel (1), який термостатується. Зовнішня торцева грань нижньої вставки 2 знаходиться у тепловому контакті з торцевим тепловідвідним термоелектричним модулем ТЕМ 9 (ТЕСВ - 41-149), оптимальний струм якого складає 16 А. Нижня робоча грань цього модуля знаходиться у тепловому контакті з теплорозсіючим радіатором 11. Як бічні тепловідвідні термоелектричні модулі ТЕМ 7 та ТЕМ 8 застосовувалися модулі з змінюваною геометрією робочих граней. Така оригінальна особливість - зміна кривизни робочих граней ТЕМ досягалась застосуванням як матеріалів теплопереходів гнучких шарів діелектриків, що характеризуються високим значенням теплопровідності. Їх застосування дає можливість високоефективного відводу тепла від бічної поверхні корпусу 3. Між модулями ТЕМ 7 та ТЕМ 7 (типи ТЕСВ - 1-14 та ТЕСВ - 1-19 з оптимальними струмами 3.9 та 7,0 А, відповідно) розміщено електротеплоізоляційну прокладку 10. Запропонований пристрій працює наступним чином. В залежності від кількості тепла Q 0, що виділяє процесор 1, та температури оточуючого середовища Т о, значення температури 1 UA 100585 U 5 10 15 процесора Тп підтримується при температурах Т 1 або Т2, які визначаються в кінцевому рахунку температурами плавлення речовин ТАМ 1 або ТАМ 2 (Т 1