.

Охлаждение, основанное на скрытой теплоте плавления

Перспективным для охлаждения РЭА, работающей в режиме повторно-кратковременных тепловыделений, является метод, основанный на использовании плавящихся рабочих веществ со стабильной температурой плавления. Конструктивно устройства, реализующие данный метод, выполняются в виде контейнера, заполненного плавящимся рабочим веществом, в который помещается элемент РЭА. Во время работы основная часть теплоты, рассеиваемого элементом или блоком аппаратуры, поглощается за счет скрытой теплоты плавления вещества. После окончания работы аппаратуры происходит снижение температуры вещества и его затвердевание вследствие теплообмена с окружающей средой. Главным недостатком таких систем, ограничивающих их применение для охлаждения элементов РЭА с высокими мощностями рассеивания, является необходимость поддерживания рабочего вещества в состоянии фазового перехода на протяжении всего цикла работы радиоэлектронного прибора. Так как элемент РЭА в течение времени своего функционирования выделяет значительные мощности, то во многих случаях теплоаккумулирующая способность рабочего вещества оказывается недостаточной для обеспечения требуемого температурного режима на протяжении всего цикла его работы (рабочее вещество полностью расплавится к концу цикла работы элемента РЭА). В результате этого необходимый температурный режим РЭА нарушается, прибор выходит из строя. В связи с этим при охлаждении мощных радиоэлектронных устройств с применением плавящихся рабочих веществ целесообразно использование некоторой дополнительной охлаждающей системы для отвода избытка теплоты них. В отношении энергетических и массогабаритных показателей эффективным является использование в качестве такой дополнительной системы охлаждения термоэлектрической батареи (ТЭБ). Другим недостатком систем охлаждения на основе плавящихся тепловых аккумуляторов является следующее обстоятельство. Для обеспечения движение границы раздела фаз от крайнего верхнего до крайнего нижнего слоя рабочего вещества необходимо постоянное увеличение температуры верхней оболочки устройства относительно температуры плавления до температуры, обусловленной термическим сопротивлением толщины плавящегося агента. Данное обстоятельство снижает эффективность отвода теплоты системой охлаждения от элемента РЭА. Целесообразным является предусмотреть необходимые конструктивные меры для уменьшения степени влияния этого эффекта на теплообмен в емкости с рабочим веществом.

Рекомендуется применять в РЭА, в которых элементы работают в режиме повторно-кратковременной нагрузки. Достоинства получения значительного выигрыша в массе и размерах теплоотвода.   Применение метода основано на использовании различных конструкций охлаждающих устройств, заполненных хладогеном, фазовые превращения которого происходят при температурах ниже предельно-допустимых для прибора. Рабочее вещество должно обладать следующими качествами: 

  • - отсутствием гигроскопичности
  • - отсутствием взаимодействия с металлами
  • - хорошими диэлектрическими свойствами
  • - плавление и отвердевание должно происходить без значительного изменения объёма.

 В качестве вещества, которое будет участвовать в переносе, можно использовать парафин, воск и т.д.