В данной работе исследуются вопросы эффективности работы системы микропроцессор-система жидкостного охлаждения — холодильная машина и поддержания оптимальной температуры электронных компонентов. Для этого проведены эксперименты на системе охлаждения микропроцессора с встроенной холодильной машиной (миничиллер), содержащей миникомпрессор и микроканальные теплообменники. Проведен эксперимент с контролем всех основных параметров холодильной машины и микропроцессора. На основании полученных данных построена математическая модель, описывающая изменение мощности системы охлаждения и параметров работы холодильной машины и позволяющая рассчитывать температуры и расходы теплоносителя, а также получать наиболее эффективные режимы для работы системы охлаждения. Получены данные для коэффициентов теплопередачи в микроканальных конденсаторе и испарителе при работе холодильной машины. Построена математическая модель холодильной машины. Получены экспериментальные данные в ходе работы холодильной установки в системе охлаждения микропроцессора. Построена математическая модель системы охлаждения на базе холодильной машины. Построенные математические модели позволяют проектировать и моделировать систему охлаждения для процессоров с высокой вычислительной мощностью и высоким тепловыделением. Использование холодильной машины имеет высокую перспективность, так как даже при малых размерах холодильной машины, она имеет высокую холодопроизводительность в сравнение со стандартными система жидкостного охлаждения. Так, при максимальном тепловом потоке от процессора около 150–200 Вт, холодильная установка, в данном исследовании, имеет холодопроизводительность около 220 Вт при температуре кипения около 10 °C и температуре конденсации 40 °С, что позволяет рекомендовать водяные системы охлаждения со встроенными холодильными машинами для высокопроизводительных компьютеров и небольших рабочих станций