Способ отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов в виде излучения
Владельцы патента RU 2405230:
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU)
Изобретение относится к способам охлаждения и теплоотвода, например к способам охлаждения компьютерного процессора. Технический результат - улучшение процесса охлаждения и теплоотвода тепловыделяющих электронных компонентов. Достигается тем, что разработано термоэлектрическое устройство, состоящее из термомодуля, горячие спаи которого представляют собой светодиодные излучатели, предназначенные для преобразования тепловой энергии, поступившей с холодных спаев в виде электрического тока, в энергию излучения, отводящего тепло от охлаждаемого устройства в окружающую среду. Конструкция термоэлектрического устройства представляет собой термомодуль, в котором в качестве полупроводниковых ветвей p-типа и n-типа выбраны такие материалы, что протекающий ток на одном из спаев будет формировать излучение, а не нагрев, как в обычном термомодуле, причем в другом спае будет происходить поглощение тепловой энергии в соответствии с эффектом Пельтье. Использование представленного устройства позволит повысить эффективность теплопередачи и уменьшить габариты теплоотвода, а также, тем самым, увеличить интенсивность работы систем охлаждения. 1 ил.
Изобретение относится к способам охлаждения и теплоотвода, например к способам охлаждения компьютерного процессора.
Известен термоэлектрический теплоотвод [1], выполненный из термомодулей, у которого основание теплоотвода представляет собой базовый термомодуль, стержни теплоотвода игольчатого типа расположены на основании в шахматном или коридорном порядке, каждый стержень состоит из оптимального числа (2 или 3) расположенных каскадно друг над другом дополнительных термомодулей, имеющих площадь значительно меньшую, чем базовый термомодуль.
Задача изобретения - улучшение процесса охлаждения и теплоотвода тепловыделяющих электронных компонентов.
Для решения поставленной задачи разработано термоэлектрическое устройство, состоящее из термомодуля, горячие спаи которого представляют собой светодиодные излучатели, предназначенные для преобразования тепловой энергии, поступившей с холодных спаев в виде электрического тока, в энергию излучения, отводящего тепло от охлаждаемого устройства в окружающую среду. Такой способ имеет преимущества перед обычными термомодулями с горячими и холодными спаями в том, что можно получить более низкую температуру на холодном спае, так как уменьшается паразитный кондуктивный перенос со стороны горячего спая, который нагревается гораздо меньше за счет того, что часть энергии уходит в виде излучения, а не преобразуется в тепло на горячем спае. Дополнительным преимуществом является быстродействие процесса отвода тепла в виде излучения. Энергия излучения прямо пропорционально зависит от частоты излучения. Поэтому, для повышения эффективности отвода тепла, целесообразно использовать такие материалы p-типа и n-типа полупроводниковых ветвей, которые применяются в светодиодах ультрафиолетового излучения.
На чертеже представлена конструкция термоэлектрического устройства, реализующая заявленный способ.
Конструкция термоэлектрического устройства представляет собой термомодуль, в котором в качестве полупроводниковых ветвей p-типа 1 и n-типа 2 выбраны такие материалы, что протекающий ток на одном из спаев 3 будет формировать излучение, а не нагрев, как в обычном термомодуле, причем в другом спае 4 будет происходить поглощение тепловой энергии в соответствии с эффектом Пельтье.
Использование представленного изобретения позволит повысить эффективность теплопередачи и уменьшить габариты теплоотвода, а также, тем самым, увеличить интенсивность работы систем охлаждения.
Возможность повышения теплопередачи путем использования излучения имеет перспективу применения для дискретных источников тепловыделения, например мощных полупроводниковых компонентов (тиристоров, диодов, транзисторов и т.д.). Кроме того, имеется возможность для рекуперации энергии излучения обратно в электрическую энергию при помощи солнечных батарей. Это позволит снизить энергозатраты устройства в целом.
Литература
1. Патент РФ №2288555, кл. H05K 7/20, опубл. 27.11.2006, Бюл. №33.
Способ отвода тепла от тепловыделяющих электронных компонентов в виде излучения, заключающийся в применении для отвода тепла от электронного компонента термомодуля, примыкающего холодными спаями к электронному компоненту, отличающийся тем, что горячие спаи термомодуля представляют собой светодиодные излучатели, предназначенные для преобразования тепловой энергии, поступившей с холодных спаев в виде электрического тока в энергию излучения, отводящего тепло от охлаждаемого электронного компонента в окружающую среду.
