1,、熱電制冷器原理
熱電制冷器也叫半導體制冷器,溫差電制冷器或電子制冷器,,主要應用伯爾貼原理,,制冷片溫差范圍:+90℃到-130℃。制冷功率:幾毫瓦到上萬瓦,。與常規(guī)的壓縮式制冷和吸收式制冷完全不同,。
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2022-12-22 14:18 上傳
1,2 為金屬電橋(結(jié)點),;3,,4 為電偶臂;5 為直流電源
圖1 半導體制冷原理
如圖所示,,用P 型半導體材料形成一個電偶臂,,N型半導體材料形成另一個電偶臂。用金屬電橋?qū)蓚電偶臂連接在一起,。
將直流電壓加在電偶兩端,,載流子在外電場的作用下,按照一定方向運動在回路中,。
在金屬中,,電子的能量比N 型半導體中的能量要低。電子能量流進N 型臂從金屬中,,要將能量吸收進去,,可以看到吸熱效應在結(jié)點,;一個結(jié)點的電子相
遇空穴,在P 型臂中,,電子離開空穴在另一個結(jié)點,。在相遇的時候,空穴和電子復合在一起,,將能量放出來,,然后導致熱效應在結(jié)點的地方。
離開空穴的時候,,就要將能量吸收,,從而導致電子空穴產(chǎn)生,然后導致吸熱效應在結(jié)點的地方,。
總而言之,,空穴、電子到達的時候,,在結(jié)點放熱,,當離開的時候,就吸收熱量,。在圖1 中,,制冷就是金屬電橋1 變冷;致熱就是金屬電橋2 變熱,,整
個回路是半導體制冷器的工作原理,。
2、熱電制冷器優(yōu)點
(1)可制冷也可制熱,,可靠無污染,。
(2)不需要循環(huán)制冷劑 不像我們使用的電冰箱或者空調(diào)制熱制冷還需要循環(huán)制冷劑和一套制冷系統(tǒng),比如壓縮機,、冷凝器,、膨脹閥和蒸發(fā)器
等,它不需要別的制冷劑,;
(3)它不產(chǎn)生噪音,,只需給半導體材料中通入電流
(4)它沒有運動部件,不會產(chǎn)生振動,;
(5)無需連續(xù)的工作,用多個半導體連在一起能夠讓制冷(制熱)功率變大,。
3,、應用場合
由于半導體制冷器的上述優(yōu)點,半導體冷卻器獲得了廣泛應用,。
(1)在軍事方面,,半導體制冷得到了充分的應用,,例如軍用導航、通訊車,、潛艇,、導彈;
(2)醫(yī)療領(lǐng)域的冷力,、白內(nèi)障摘除器,、血液分析儀等,實驗室方面的電子低溫測試裝置,、冷阱,、各種高低溫儀器,以及目前的研究熱點,,如早產(chǎn)兒
保育箱,。
(3)家電民用領(lǐng)域 便攜式汽車冷暖箱、冷熱飲水機,、小型熱電空調(diào)冰箱,、小型恒溫控制系統(tǒng);
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(4)工業(yè)領(lǐng)域 CPU冷卻裝置、寒冷帶,,控制系統(tǒng)中電磁閥的加熱或伴熱,;微機芯片的制冷,同樣在航空航天方面,,讓半導體制冷應用也非常
廣泛。
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