资源描述：
《关注半导体制冷研究与发展-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、..,()V胡1N1第1卷第1期制冷与空调一rl且ry212001年2月R卫FRIGE]刃汀IONANDAIRC()NDITIONINGFeb0关注半导体制冷研究与发展倪美琴陈兴华庄斌舵(扬州大学)(江苏省建筑工程总公司),。、摘要利用拍尔帖效应的半导体制冷可以冷却或加热物体应用于许多场合半导体制冷器具有压缩式吸收,,、式制冷机无法替代的优点随着CFqJ犯P几制冷剂逐渐禁止使用半导体制冷技术尤其值得我们研究应用和推。广关扭词半导体制冷器拍尔帖效应优值系数Dve曲叩itntiSt以勺onof段n五du改oro刀ilT阮h呸汀ng
2、巧科玫ando盯er~飞浏,,TO二01前吉)的最大值此时制冷量oQ目前工业生产的,,半导体制冷又称温差电制冷或热电制冷是50热电堆的公T二65一72K这时热端温度瓦=~,年代末随着半导体技术发展而发展起来的一项新型别X)K多级热电堆的OT~=150K;。,制冷技术与常规的压缩式制冷相比较具有无运、、、、动部件无制冷剂可制冷也可制热体积小重量轻。等优点随着半导体新材料的研制以及制冷剂替代,,的步伐加快半导体制冷技术的发展速度越来越快。,其应用范围也越来越广近十年来全世界各种半,导体制冷器件的生产量以平均15一20%年增长率。,
3、的速度发展目前处于领先地位的是俄罗斯和美}!,,}国日本和中国也正在迎头赶上可以说半导体制冷1。图半导体制冷原理图已成为制冷技术中一项新的技术热点,2半导体制冷的原理和特性oQ一最大制冷量;~:;根据拍尔帖效应当直流电通过一对不同金属#oI一最大制冷能力时的工作电流最佳值,。或半导体时会`在它们的连接点产生吸热(冷端)或~一最大制冷系数。,放热反,(热端)现象利用冷端可用于制成制冷器半导体制冷器有两种工作状态即最大制冷量。,,之可制成热泵热电制冷器的基本元件是由P型半。状态q~和最大制冷效率状态~实际应用时。。。导体:N型半导
4、体材料组成的电偶如图1所示根据需要选择相应工况时的工作参数比如由热:=a一1一实际应用的半导体制冷器是由一定数量的热电偶电堆制冷量的表达式oQTJ甩zIR私T,:,(可由几对到几百对)组成热电堆一级热电堆的工a(式中为材料的温差电动势率K为半导体热传,、△T二一K(△T二一TO,,作温度3040几0T瓦分别导系数I为回路电流)从而可知制冷量随电流变、,是热冷端的温度)一般用于室温范围的恒温器和,,化有极大值此时电流定为标若控制电流即可控。,。冷藏箱为了获得更低的温度可做成多级结构。制制冷量,此,时前一级(较高温度级)的冷端是后
5、一级热端的制冷用半导体材料性能的好坏用优值系数Z。:,散热器比如一台水冷式半导体制冷器在真空条,:的大小来衡量它取决于材料的物理性质电导率,一、,。件下可将红外线探测元件冷却到低于10℃的低。几aZ=`热导率和温差电动势率。护从(’K)。温例如我国以前生产的半导体材料的优质系数Z幻3,一,,半导体制冷用热电堆特性可用如下一些基本x3`10(-K)用这种材料制成的一级电堆所能达到。,:的最大温差乙T幻60参数说明~K半导体材料的Z值越大,、,△了双△T二一Zco时制冷系认一最大温差即冷热端温差(瓦其热电制冷性能越好当~数也趋向:
6、第期倪美琴等l关注半导体制冷研究与发展,,:,。。最理想的逆卡诺循环的制冷系数因此半导体制使用很方便例如汽车座位冷却器摩托车头盔冷,、。冷行业的主要任务之一是提高半导体材料的优值系却器飞机火车内的饮水冷却器瑞典和法国已在。,数Z火车车厢的空调器中使用半导体制冷器件我国也3半导体制冷的特点和应用现状。正在为电动汽车研制太阳能辅助热电空调系统,,半导体制冷的特点是应用的灵活性强只要改在工业上和远程通讯上使用半导体制冷器件,,变电流电压就能很方便地实现工况转换而且还可可以实现对温度变化过程的控制其中包括精确地,、。,以通过改变电流的
7、方向达到冷却加热两用目的维持各种电子器件的温度可以很好消除外部热作。尽管半导体制冷器的效率和经济性在功率大的情况用的干扰计算机系统和各种自动化装置中使用半,,,下大大低于蒸汽压缩式制冷机但因蒸汽压缩式制导体恒温调节器光纤通讯系统用冷却器和激光二,。、冷机使用的制冷剂CFqHCFQ对大气臭氧层有破极管冷却器可以使它们的参数稳定,,坏作用将逐渐被禁止使用而且半导体制冷器不需商业上应用的半导体制冷器件有酒吧间饮料冷,。,,、、要制冷剂从生态学观点看对环境是友好的半导却器超市冷藏柜黄油冰淇淋奶油冷却和搅沫装:,、,,。体制冷还有一些优
8、点结构简单体积小重量轻没置牛奶冷却器等等,,、、有运动部件故无振动无磨损无噪声;制冷速度和医用半导体冷却器件也多种多样例如用于血,,,温度高低可通过调节电流强度即可实现高精度的液分析仪药用可移动式与固定式冰箱家用胰岛素,;除箱时只要改变电流方向冷却器;生物组织的实验室标本和切
