半导体制冷应用实例调研

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半导体制冷器件在饮水机中的应用

半导体制冷器件在饮水机中的应用

半导体制冷器件在饮水机中的应用摘要:随着半导体技术不断发展,半导体制冷技术应用越来越广泛,在饮水机、便携式汽车冷暖箱等小功率温控系统使用半导体技术,操控简便且安全可靠。

本文主要是对半导体制冷器件在饮水机中的应用进行研究,通过详细分析半导体器件工作原理、半导体制冷器件使用注意事项以及半导体制冷器件在饮水机中的工作情况,从而探究半导体制冷器件在饮水机中应用和工作机制。

关键词:半导体制冷技术;半导体制冷器件;饮水机;应用半导体材料发展促进了半导体制冷技术的发展,由于半导体制冷技术灵活性、便携性以及可靠性,在各行各业被广泛应用,当前采用半导体制冷技术的产品种类多样,名目繁多,而且还有新型产品不断产生,如冷冻台、石油分析凝点测试仪、医用低温床垫等产品都采用半导体制冷技术进行制冷,而且一些小功率电器也采用半导体制冷技术进行制冷,如汽车用小型空调、便携式冷暖箱、家用饮水机等,半导体制冷技术已成为当前制冷技术研究热点问题。

下文将就半导体制冷器件工作原理及其在饮水机中的应用进行详细探讨。

一、半导体制冷器件工作原理半导体制冷器件又被称作温差电制冷器件,是以珀尔帖效应为理论基础的一种制冷技术。

1、珀尔帖效应珀尔帖效应指的是当电流通过半导体偶时,电偶的一个接头对热量进行吸收,而另外一端则将热量放出,如果给电偶放热那端提供充分的散热条件,使其保持一定温度,那么电偶吸热那端则会从周围介质中不断吸收热量,以实现制冷目的。

2、半导体制冷器件工作原理半导体制冷器件则是依据珀尔帖效应进行制冷。

半导体制冷器件基本结构是热电偶又叫做温差电偶时,半导体材料就是依据半导体温差特性制成的一种固体电子器件。

2.1 基础热电偶结合珀尔帖效应,半导体制冷器件的基础热电偶结构是这样的:热电偶的一个电偶臂是由P型半导体材料构成的,另一个电偶臂则是由N型半导体材料构成的,两个电偶臂之间通过金属电桥相连接。

基础热电偶如图1所示[1]。

图1 基本热电偶结构注:1和2为金属电桥,即结点;3和4为电偶臂;5为直流电源2.2 热电偶工作原理热电偶工作原理也就是半导体制冷器件的工作原理。

半导体制冷应用实例调研

半导体制冷应用实例调研

半导体制冷技术应用实例调研《航天器热控技术》sx1201155 王合旭摘要:制冷即为使某一空间或物体的温度降到低于周围环境温度并维持在规定低温状态的一门科学技术;它随着人们对低温条件的要求和社会生产力的提高而不断发展。

半导体制冷技术就是人们对制冷技术的一次有益探索:半导体制冷器件的工作原理是基于帕尔帖原理,与传统的制冷技术相比有独特的优势。

半导体制冷技术的发展大致经历了温差电流现象和温度反常现象、热电发电和热电制冷进入工程实践、半导体的热电制冷的性能进一步开发热电制冷的应用领域三个阶段。

半导体制冷推动了制冷技术的发展,解决了许多特殊场合的制冷难题,具有独特的优点。

在信息、国防、工业、农业、商业、医疗和日常生活等领域都获得广泛应用。

关键词:半导体制冷、温差效应、技术特点、实例应用。

Abstract: Refrigeration is a space or object temperature below the temperature of the surrounding environment and maintained at a low temperature state provisions of science and technology; it with people on low temperature conditions and the improvement of social productivity and the development of. A beneficial exploration of the semiconductor refrigeration technology is one of the refrigeration technology: principle of semiconductor refrigeration device is based on the principle of the Parr post, there are unique advantages compared with traditional refrigeration technology. Development of semiconductor refrigeration technology has experienced thermoelectric current and temperature anomalies, thermoelectric refrigeration and power generation in engineering practice, the semiconductor thermoelectric refrigeration performance further development of the three stage of application of thermoelectric refrigeration. Semiconductor refrigeration promoted the development of refrigeration technology, solve the cooling problem in many special occasions, has unique advantages. Are widely used in industry, agriculture, national defense, information, business, medical and daily life .Keywords: Semiconductor refrigeration; temperature effect; technical characteristics; applications.目录一、概述 (5)1. 引言 (5)2. 半导体温控的的研究及发展 (5)3. 调研内容 (5)二、半导体制冷技术原理 (5)三、半导体制冷特点 (7)四、半导体制冷的应用 (8)1、太阳能热电空调 (8)2、半导体热水器 (9)3、基于半导体制冷的消暑防护头盔 (10)4、其他应用 (12)五、总结展望 (12)一、概述1.引言半导体制冷亦称热电制冷,是利用特种半导体材料构成的P—N结,在这个电路中接通直流电流后,就能产生能量的转移,电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量,成为冷端;由P型元件流向N型元件的接头释放热量,成为热端。

半导体技术在制冷中的运用

半导体技术在制冷中的运用

半导体技术在制冷中的运用摘要:半导体致冷又称温差电致冷、热电致冷、电子致冷,因为用特种半导体材料,做成致冷器件,不用制冷剂,通电后直接致冷而得名。

随着全球禁止使用对大气层有破坏性的氟利昂致冷物质,半导体致冷技术及应用将会进一步得到发展。

它可以应用在一些空间受到限制,可靠性要求高,无致冷作为一种技术先进、可靠性高、又无污染的制冷新器件,半导体致冷可以广泛应用于各种小功率温度控制系统。

例如便携式汽车冷暖箱,冷热饮水机、微机芯片的致冷等等。

本文详细叙述了拍尔帕效应、半导体致冷片(器件)的工作原理、工作过程、及其特点。

并研究开发了一套基于单片机控制为核心,数字式温度传感器,半导体致冷片,以及固态继电器配合使用的微机芯片温度检测致冷控制系统。

该系统具有很强的实用性和可移植性。

半导体制冷具有许多独特的优点,具有广泛的应用前景。

提高热电制冷性能的关键在于通过增加声子的散射,降低材料的晶格热导率,从而提高材料的优值系数Z。

目前研究发现,性能优良的半导体热电制冷材料主要有三类:P型材料Ag0.58Cu0.29Ti0.29Te四元合金三元Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2-Se3固溶体合金N型Bi-Sb合金。

半导体致冷器(TE)也叫热电致冷器,是一种热泵,它的优点是没有滑动部件,应用在一些空间受到限制,可靠性要求高,无致冷剂污染的场合。

半导体致冷器的工作运转是用直流电流,它既可致冷又可加热,通过改变直流电流的极性来决定在同一致冷器上实现致冷或加热,这个效果的产生就是通过热电的原理,以下的图就是一个单片的致冷器,它由两片陶瓷片组成,其中间有N型和P型的半导体材料(碲化铋),这个半导体元件在电路上是用串联形式连结组成.半导体致冷器的工作原理是:当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时,在这个电路中接通直流电流后,就能产生能量的转移,电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量,成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量,成为热端。

半导体制冷技术在医疗器械ivd行业应用案例讲解

半导体制冷技术在医疗器械ivd行业应用案例讲解

半导体制冷技术在医疗器械ivd行业应用案例讲解半导体制冷技术在医疗器械IVD行业的应用案例讲解如下:案例一:1. 背景:试剂锅是保存检测试剂盒的重要部件,通常试剂必须在合适的温度下保存,因此采用良好的热控手段,对试剂锅内部的空气温度进行控制就显得尤为重要。

2. 解决方案:在试剂锅内部布置一个风扇,其向上抽动内部空气进行流动,使得下部的冷空气(TEC制冷)向上进行流动,进一步导致整个试剂锅的温度均匀。

3. 实施效果:通过模拟分析,对系统的流场、温度场进行分析,仿真TEC 对试剂锅热控的散热效果。

从仿真结果可以看出,截至2700s时,试剂锅内空气温度降低了21℃左右,接近降温至8℃的要求。

随着时间的进行,截至2950s时,试剂锅内温度进一步降低,锅内空气的温度降低至8℃。

截至到3600s,锅内空气的温度进一步降低至5℃左右。

案例二:1. 背景:在某特定温度环境下(例如30℃),需要将试剂锅内的温度控制在2-8℃。

2. 解决方案:模型下部为试剂锅的主体结构,上部部为相应的半导体制冷模块。

模块外部热端散热器采用风冷,模块冷端沿伸风道至锅盖上,冷端将锅内空气循环制冷降温。

试剂锅锅盖上布置进出风口与上部的半导体制冷模块风道对接,其向上循环抽送内部空气流过半导体制冷模组冷端散热器,使得锅内空气温度得到控制。

上部的半导体制冷模块散热采用强迫风冷,模块包括TEC、2个串联的内风机、1个外风机、1个型材散热器及钣金制成的导流风道。

3. 实施效果:仿真结果显示,锅内上部温度低,下部温度高,很多位置无法满足要求的2-8℃。

以上案例表明,半导体制冷技术在医疗器械IVD行业中对于精确控制试剂盒保存温度具有重要作用。

同时,对于不同的应用场景和需求,需要采取不同的技术方案以达到最佳效果。

在实际应用中,还需根据具体情况进行优化和改进,以提高系统的稳定性和可靠性。

2024年半导体制冷器市场调研报告

2024年半导体制冷器市场调研报告

2024年半导体制冷器市场调研报告1. 引言半导体制冷器是一种基于热电效应的制冷器件,通过在不同温度高低之间产生电压差,将热能转移到制冷端,从而实现制冷效果。

随着科技的发展和应用领域的扩大,半导体制冷器在各行各业得到了广泛的应用。

本文将对半导体制冷器市场进行调研,分析其现状和发展趋势。

2. 市场规模及发展概况根据市场调研数据,2019年全球半导体制冷器市场规模达到XX亿美元,预计到2025年将增长到XX亿美元,年复合增长率为XX%。

市场规模的增长主要受到以下几个因素的影响:•科技进步:半导体制冷器技术不断创新和提升,产品性能和效率得到大幅度改善,使得其在各领域的应用范围更广。

•应用领域扩大:半导体制冷器广泛应用于电子设备、医疗器械、汽车、航空航天等领域,随着这些领域的发展和需求的增加,市场需求也相应增长。

•环境保护意识提升:由于半导体制冷器具有无污染、无噪音、无振动等优点,对环境友好,因此大量取代传统制冷设备。

3. 市场竞争格局半导体制冷器市场存在着激烈的竞争。

目前,主要的竞争者包括以下几家公司:1.公司A:公司A是全球领先的半导体制冷器制造商,其产品在性能和质量方面具有明显优势。

公司A在技术研发方面投入大量资源,不断推出新产品和新技术,以满足市场需求。

2.公司B:公司B是一家新兴的半导体制冷器制造商,其产品定位于高性价比市场。

公司B注重产品的价格和市场营销策略,通过不断降低产品价格来争夺市场份额。

3.公司C:公司C是一家专注于特定应用领域的半导体制冷器制造商,其产品在该领域具有较高的专业性和市场认可度。

公司C通过与行业领先企业合作,寻找市场机遇。

4. 市场发展趋势半导体制冷器市场未来面临着以下几个发展趋势:1.小型化:随着电子设备的迷你化和微型化趋势,对小型化制冷器的需求越来越大。

半导体制冷器可以通过微型化设计来满足这一需求。

2.高性能和高效率:市场对半导体制冷器性能和能效的要求越来越高。

制冷器的制冷能力和能源消耗之间的平衡将成为市场竞争的重要因素。

半导体制冷应用实例

半导体制冷应用实例

半导体制冷应用实例在现代科技领域中,半导体制冷技术广泛应用于各种领域,为人类带来了许多便利和创新。

本文将介绍一些半导体制冷应用的实例,展示其在不同领域的重要性和价值。

医疗器械半导体制冷技术在医疗器械领域中发挥着重要作用。

例如,在核磁共振成像(MRI)设备中,需要保持磁体的超导状态,这就需要对其进行制冷。

半导体制冷技术可以提供高效的制冷效果,确保MRI设备的正常运行。

此外,在一些冷冻治疗或热敏感手术中,也可以利用半导体制冷技术进行局部组织的精确冷却,从而实现更精准的医疗治疗方式。

通信设备随着通信技术的不断进步,通信设备的性能要求也越来越高。

在高性能的通信设备中,电子元件工作时会产生大量的热量,影响设备的稳定性和寿命。

半导体制冷技术可以有效降低通信设备的工作温度,提高设备的工作效率和稳定性。

通过在关键部位应用半导体制冷器件,可以有效解决通信设备的散热难题,保障通信系统的正常运行。

光电子领域在光电子领域,激光器件的制冷是一个重要的问题。

激光器件工作时会产生大量的热量,如果不能有效散热,会导致器件性能下降甚至损坏。

利用半导体制冷技术可以实现对激光器件的有效制冷,确保其工作在最佳温度范围内。

这不仅提高了激光器件的性能和稳定性,也拓展了激光技术在光通信、医疗等领域的应用范围。

汽车电子随着汽车电子系统的不断智能化和集成化发展,对于汽车电子设备的稳定性和工作温度范围提出了更高的要求。

半导体制冷技术可以在汽车电子设备中实现对关键元件的精确制冷,确保其正常运行并提高系统性能。

例如,在电动汽车中,电池管理系统和电机控制单元等关键元件可能需要进行制冷以保持稳定工作温度,半导体制冷技术可以为其提供有效的散热解决方案。

通过上述实例的介绍,可以看到半导体制冷技术在各个领域中发挥着重要作用,为现代科技的发展和创新提供了有力支持。

随着技术的不断进步和应用范围的拓展,半导体制冷技术将在更多领域展现出更广阔的应用前景。

半导体制冷原理及应用论文

半导体制冷原理及应用论文

半导体制冷原理及应用论文半导体制冷技术是一种新型的制冷技术,它基于半导体材料的特性,利用半导体材料的电热效应实现制冷。

半导体制冷技术有着许多优点,如体积小、重量轻、无噪音、环保等,因此在很多领域都有广泛的应用。

半导体制冷原理主要基于两种电热效应:皮尔森效应和塔基效应。

皮尔森效应是指在两个不同温度之间的半导体材料中产生的电压差,这个电压差可以用来驱动电流,流过半导体材料时会产生热量,从而实现制冷。

塔基效应是指在某些半导体材料中,当通过它们时,会出现温度的非均匀分布,从而形成冷热不均的效应。

半导体制冷技术的应用非常广泛,下面列举几个主要的应用领域:1. 电子元器件制冷:在电子元器件中,特别是高功率元件中,会产生大量的热量,如果不能及时散热,将会严重影响元器件的正常工作。

而半导体制冷技术可以在很小的体积内提供较大的制冷能力,因此可以被应用于电子元器件的散热中,提高元器件的工作效率和寿命。

2. 生物医学领域:在生物医学领域,有许多需要低温环境的实验和设备,如细胞培养、DNA测序、药物储存等。

传统的制冷设备体积庞大且制冷效果有限,而半导体制冷技术可以提供较为稳定的低温环境,因此在生物医学领域有着广泛的应用前景。

3. 智能物联网设备:随着物联网技术的快速发展,各种智能设备的数量不断增多,而这些设备通常需要使用制冷技术来保持正常工作温度。

传统的制冷设备体积庞大,不适合用于智能设备中,而半导体制冷技术可以提供小型化、低功耗的制冷解决方案,满足智能物联网设备的要求。

4. 光电子器件制冷:在光电子器件中,如激光器、光通信器件等,制冷是非常重要的。

激光器在工作过程中会产生大量的热量,而过高的温度会导致激光器的光学性能下降甚至损坏。

半导体制冷技术可以提供高稳定性的温度控制,确保激光器的正常工作。

总之,半导体制冷技术是一种新兴的制冷技术,具有许多优点和广泛的应用领域。

随着科技的不断进步和半导体材料的发展,相信半导体制冷技术将会有更广阔的应用前景。

半导体制冷技术原理与应用初探

半导体制冷技术原理与应用初探

半导体制冷技术原理与应用初探摘要:随着科学经济的高速发展,制冷技术也在不断的突破更新。

近些年出现了一种新的制冷技术,那就是半导体质量技术。

半导体制冷技术最大的特点就是能打破常规,强制把物体温度降到比周围的温度更低的效果。

它能达到的这种良好的效果对于我们日常的生活以及科学的研究都有着极大的帮助。

本文通过对半导体证技术的原理以及发展进行逐一的讨论,希望能给相关人员一些启发。

关键词:半导体;制冷技术;强行打破热平衡前言:半导体制冷技术是一种典型的电子制冷技术,它的另一个名字是热电制冷。

就目前来说,大部分的热电制冷技术所采用的相关材料都是半导体,所以我们习惯称这种制冷技术为半导体制冷技术。

这个制冷技术是从外国引进的一种新的制冷方式,如果能运用于我们的实际生活当中,将会给我们的生活带来巨大的益处。

1半导体制冷技术的有关原理以及发展历程1.1半导体制冷技术的有关原理半导体制冷技术的最根本原理就是一种温差效应。

它利用了半导体材料导热的的特点用电子的流动来达到一种上下温差不同的效果。

具体的体现方式是让相应的直流电通过时放出或者吸收出不同的热量,从而导致了一种温差的产生。

就比如说如果在放热端装置一个相应的散热的半导体材料,那么这个端口就可以通过相应的热量运输来达到一种制冷的效果,从而变成一个新型的制冷器。

而当我们把电流的方向进行一个逆向改变的话,它又能起到一种制热的效果,这就满足了我们对于制冷和制热效果的需求。

1.2半导体制冷技术的发展历程半导体的制冷技术从根本上来说不能算是一种新型的技术,因为它在上个世纪50年代就曾出现过,而且风靡一时。

流行的原因就是因为它的性能以及制冷的速度都是非常快的。

而且当时电力的发展很迅速,而半导体制冷技术一插上电就能达到一种制冷的效果,致使当时的人们都喜欢这种方式。

相应的机械加工制造厂也更青睐于用这种方式去研究和制造机器。

但是由于当时的硬件质量是比较差的,这就导致这种技术没有一个物质原料的基础,所以也就不能做一个大规模的实用化的发展趋势。

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半导体制冷技术应用实例调研《航天器热控技术》sx1201155 王合旭摘要:制冷即为使某一空间或物体的温度降到低于周围环境温度并维持在规定低温状态的一门科学技术;它随着人们对低温条件的要求和社会生产力的提高而不断发展。

半导体制冷技术就是人们对制冷技术的一次有益探索:半导体制冷器件的工作原理是基于帕尔帖原理,与传统的制冷技术相比有独特的优势。

半导体制冷技术的发展大致经历了温差电流现象和温度反常现象、热电发电和热电制冷进入工程实践、半导体的热电制冷的性能进一步开发热电制冷的应用领域三个阶段。

半导体制冷推动了制冷技术的发展,解决了许多特殊场合的制冷难题,具有独特的优点。

在信息、国防、工业、农业、商业、医疗和日常生活等领域都获得广泛应用。

关键词:半导体制冷、温差效应、技术特点、实例应用。

Abstract: Refrigeration is a space or object temperature below the temperature of the surrounding environment and maintained at a low temperature state provisions of science and technology; it with people on low temperature conditions and the improvement of social productivity and the development of. A beneficial exploration of the semiconductor refrigeration technology is one of the refrigeration technology: principle of semiconductor refrigeration device is based on the principle of the Parr post, there are unique advantages compared with traditional refrigeration technology. Development of semiconductor refrigeration technology has experienced thermoelectric current and temperature anomalies, thermoelectric refrigeration and power generation in engineering practice, the semiconductor thermoelectric refrigeration performance further development of the three stage of application of thermoelectric refrigeration. Semiconductor refrigeration promoted the development of refrigeration technology, solve the cooling problem in many special occasions, has unique advantages. Are widely used in industry, agriculture, national defense, information, business, medical and daily life .Keywords: Semiconductor refrigeration; temperature effect; technical characteristics; applications.目录一、概述 (5)1. 引言 (5)2. 半导体温控的的研究及发展 (5)3. 调研内容 (5)二、半导体制冷技术原理 (5)三、半导体制冷特点 (7)四、半导体制冷的应用 (8)1、太阳能热电空调 (8)2、半导体热水器 (9)3、基于半导体制冷的消暑防护头盔 (10)4、其他应用 (12)五、总结展望 (12)一、概述1.引言半导体制冷亦称热电制冷,是利用特种半导体材料构成的P—N结,在这个电路中接通直流电流后,就能产生能量的转移,电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量,成为冷端;由P型元件流向N型元件的接头释放热量,成为热端。

吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定的。

半导体制冷器件不需要任何制冷剂,可连续工作,无污染,即能制冷又能制热;并且半导体制冷片是电流转换型器件,通过对输入电流的控制即可实现高精度的温度控制。

如今的半导体制冷技术发展,在各行各业有着广泛的应用。

2.半导体温控的的研究及发展温度是工业生产中的重要参数之一,温度检测和控制的准确性直接影响产品的生产。

在很多仪器仪表工业中对温度的要求非常严格,而较高精度的恒温系统是仪表仪器的工作保障。

基于现在的仪器趋于小型化,便携化的发展方向,小型化温控系统的研究意义明显。

中国早在50年代末60年代初,就开始了半导体制冷技术的研究工作;60年代中期,半导体材料的性能达到了国际水平;60年代末至80年代初是我国半导体制冷片技术发展的一个台阶:在此期间,一方面半导体制冷材料的优值系数提高,另一方面拓宽其应用领域。

中国科学院半导体研究所投入了大量的人力和物力,获得了半导体制冷片,因而才有了现在的半导体制冷片在温控系统方面的应用。

控制器件采用半导体制冷器,使得小型温控系统达到了较高的要求,为解决温度控制提供了良好的基础。

3.调研内容本文基于半导体制冷原理及特点展开内容,进而对几例半导体制冷应用做出调研,最后做展望总结。

二、半导体制冷技术原理半导体制冷又称为温差电制冷或热电制冷。

具有热电能量转换特性的材料,在通过直流电时有制冷功能,因此而得名热电制冷。

总的热电效应由同时发生的五种不同的效应组成,它们是:赛贝克效应、珀尔帖效应、汤姆逊效应、焦耳效应和富里叶效应。

赛贝克效应在两种不同导体构成的回路中,如果两个接头出的温度不同,回路中有电动势存在,这种电动势就称为赛贝克电动势或温差电动势:△U -结点1 T结点2T+△T 导体a 导体b图1 赛贝克效应示意图图中△U 是温差电动势,它的大小与两结点间的温差成正比,比例常数为赛贝克系数(也称为温差电动势率),其值为/ab U T α=∆∆式中△T 为两结点间的温差;每种材料都有固定的赛贝克系数,若用a α和b α表示这两种材料的赛贝克系数,那么由这两种材料所制成的热电偶的赛贝克系数为:ab a b ααα=-珀尔帖效应:当直流电流通过由不同导体连接形成的回路时,在结点会产生吸热或放热的现象,这种现象被称为珀尔帖效应。

因为半导体的珀尔帖效应比金属更为强烈,所以用半导体制作的组件可以达到较好的制冷效果: 吸热放热放热电流方向电流方向图2 半导体制冷示意图N 型元件的载流子是电子,P 型元件的载流子是空穴。

当温差电偶的N 型元件接入直流电正极,P 型元件接入负极时,N 型元件中的电子在电场作用下向下移动,在下端与电源的正电荷聚合,聚合时放热, 同样P 型元件中的空穴在电场作用下向下移动,在下端与电源的负电荷聚合,聚合时放热;同时,电子与空穴在上端分离,分离时吸收热量。

当改变电流的方向时,吸热端会变为放热端,放热端会变为吸热端。

汤姆逊效应:当电流通过有温度梯度的导体时,导体和周围环境之间则会发生能量交换,这种效应只涉及一种材料。

图3 汤姆逊效应示意图焦耳效应:单位时间内电流通过导体的产生的热量等于导体的电阻和电流的平方的乘积。

2Q RI =富里叶效应:单位时间内经过均匀介质沿某一方向传导的热量与垂直这个方向的面积和该方向温度梯度的乘积成正比。

Q S T =∆三、 半导体制冷特点与现行的压缩式制冷或吸收式制冷方式相比,半导体制冷是靠电子(空穴)在运动中直接传递热量来实现的,因而有如下优点:1、它没有压缩机和介质管道等机械制冷环节,无机械传动部件,结构简单,低温端高温端电流吸热低温端高温端电流放热没有机械磨损,因此它无噪声、冷熟转换快、操作简单、可靠性高、寿命长,能在任意位置中正常工作;2、它无任何化学制冷剂,不会释放任何其他有害物质,因此无环境污染;3、它是固体化电子器件,热电对可以任意排布、大小形状皆可根据需要改变,占有空间小,可小型化、微型化4、通过改变工作电流的大小来调节制冷速度和制冷温度,控制灵活,调节电压或电流时,易于实现高精度的温控,即使频繁通断电,也不影响工作质量和使用寿命。

而调研现有的半导体制冷产品,主要采用半导体材料有二元Bi2Te3- Sb2Te3和Bi2Te3-Bi2Se3固溶体、三元Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3固溶体、P型Ag(1-x)Cu(x)TiTe材料、N型Bi-Sb合金材料、YBaCuO超导材料等,半导体制冷产品具有特点如下:1、利用特种半导体材料组成PN结进行制冷(或制热),体积小、重量轻、寿命长、无噪音。

2、无机械运动、制冷迅速,便于组成各种结构、形状的制冷器。

3、制冷量可在mw级、kw级变化,制冷温差可达20—150℃范围。

4、由于无气体工质,不会污染环境,是一种真正的绿色制冷器。

四、半导体制冷的应用1、太阳能热电空调大型热电空调大型热电制冷空调一般是指制冷量在1kW以上的装置,主要应用于潜艇、舰艇和列车上,据相关文献报道目前最大制冷量超过30 kW。

潜艇、舰艇的热电制冷空调主要是单元组合式,各单元可独立运行,热端与海水或淡水进行热交换,冷端与舱室内的空气进行充分的换热,平稳运行时制冷COP可达1.1~2.1。

上海交通大学研制的BK-1.5型热电空调器,由热电堆、循环水泵、海水冷却器、通风机、翅片和控制箱等组成,已成功用在潜水器上。

热电制冷空调也成功应用于列车上。

美国某列车热电制冷空调系统的制冷功率17kW,COP约为0.7,同时也能够用于制热。

另有人开发了一套利用太阳能热电技术的汽车内空气调节系统,该系统冷端散热器直接冷却送风气流,而热端采用水循环散热:在38℃的环境温度下,制冷功率4.01 kW,COP为0.42;如果天气晴朗,车顶的太阳能电池可使空调COP提高2%。

小型热电空调小型热电空调的制冷量一般在1kW以内,主要采用陶瓷绝热制冷模块和散热器结合的模式。

调研有一种通过热虹吸管进行强化散热的新型热电制冷货车驾驶室空调装置,该装置采用热电材料优值系数为 2.0×10-3K-1的商业单级热电制冷模块,利用汽车行驶时的压差引导气流,采用大流量、小温差、前上位送风,COP 值为0.51~0.79。

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