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1、新型制冷技术研究进展宁夏农林科技,NingxiajoumalofA.andFores.Sci.&Tech.2011,52(06):67—7067新型制冷技术研究进展陈军,田芳,蒙德慈,贾旭,高昂,王明,李娜,李莉莎,倪士峰1.西北大学物理学系,陕西西安710069;2.西部资源生物与现代生物技术教育部重点实验室,西北大学生命科学学院,陕西西安710069摘要:在广泛文献检索基础上,总结了主要的新型制冷技术的制冷原理,特点和发展现状,并对其应用前景进行了展望.关键词:新型制冷技术;农业;高效;
2、环保;节能中图分类号:TB66文献标识码:A文章编号:1002—204X(2011)06—0067—04OverviewofResearchonNewRefrigerationTechnologyCHENJimetal(DepartmentofPhysics,No~hwestUniversity,Xi'an,Shaanxi710069)AbstractBasedonextensiveliteraturesearch,thecoolingprinciple,characteristicsanddeve
3、lopmentstatusofseveralmajornewrefrigerationtechnologieshavebeensummarized.Atlast,anoutlookofitsapplicationprospecthasbeenputforward.KeywordsNewrefrigerationtechnologies;Agriculture;Highefficiency;Environmentalprotecting;Energysaving制冷技术在促进国民经济建设以及推动科学技
4、术发展中具有极其重要的作用,在农业方面,如在水果,蔬菜产区,储存水果,蔬菜即需要大量的冷库.寻找和开发更优越的低温制冷技术一直是农产品储藏领域的研究热点,截至目前,传统制冷技术已臻成熟,各种新型制冷手段(半导体制冷,磁制冷,激光制冷等)以其独特的优越性能得到了广泛关注.笔者总结了典型的新型制冷技术的原理,特点,发展现状及其应用前景,以期为工农业生产提供科学资料.1发展新型制冷技术的必要性随着科技的进步和人们生活水平的不断提高,与国计民生息息相关的制冷空调行业也面临着新的机遇和挑战,传统的制冷方式也逐
5、渐暴露出其缺点和不足,尤其是限制破坏臭氧层物质和温室效应气体相关协定的出台,对蒸汽压缩式制冷方式提出了严峻的考验,或者以环保替代制冷剂继续沿用技术成熟的液体汽化制冷方式,或者走一条崭新的途径,即发展新型的制冷方法.为此,半导体制冷,磁制冷,激光制冷,化学吸附式制冷及热声制冷等新型制冷技术应运而生.2主要的新型制冷技术2.1半导体制冷2.1.1基本原理半导体制冷又称为热电制冷或温差电制冷,其理论主要依据是贝塞尔效应和珀尔贴效应.其热电对由半导体材料制造,热电对有2条电偶臂,分别用P型和N型半导体制造.
6、电偶臂的两端均有金属片,称为汇流条.当有电流流经热电对时,在其两端处会产生帕尔贴效应,一面形成冷端,另一面形成热端,冷端从外界吸热,热端对外放热.把这样的热电偶串联到电路中,借助于其他传热器件,使热电制冷组件的热端不断放热,把其冷端放到需要的工作环境中即可降温酬.2.1.2制冷特点半导体制冷无机械运动,无磨损,无噪音,运行可靠,制冷迅速,可做成重量轻,体积小的微型,亚微型,小型半导体制冷器.它不使用制冷剂,绿色环保,可在失重或超重等极端环境下运行,而且便于通过工作电流来实现高精度的温度控制,再加上温
7、度检测和控制方法,容易实现遥控,程控,便于自动化;其缺点是制冷效率较低_lJ.2.1.3研究现状当前,其研究集中在对半导体材料的研发,模块设计制造和系统优化设计等方面.影响其制冷效率的主要因素是材料的电导率和热导率.2.1.4应用前景其在工业,医疗,军事,航空,日用品等多方面有着广阔应用前景:①工业.热电制冷零点基准仪的应用就是对传统以冰块作为零度基准点的重大创新;②医疗.可用于对高烧病人的降温,在外科手术中实施冷冻麻醉等;③军事.应用于导弹,雷达装置中红外探测器的冷却等;④航空.太空望远镜的热设计
8、中就利用了半导体制冷,其正被研究应用于控制红外探测器的工作温度,提高光纤陀螺惯导系统温度稳定性,迅速达到稳定工作状态方面;⑤13用品.日常生活中,半导体制冷可用于冰箱,空调,电脑CPU散热;对温度反应灵敏,使用条件严格的电子元器件,用半导体制冷很适合.在高精尖科技领域内,常对各种电子元器件的温度性能要求很高,为了定标测量标准电子元器件的温度性能,国产超级恒温槽采用半导体制冷,温度控制精度可在0.005℃左右.此外具有我国自主知识产权的高效半导体热电元件其优值系数已在原
