求半导体空调和磁制冷冰箱的制冷原理~

半导体空调原理：

半导体制冷器件的工作原理是基于帕尔帖原理，该效应是在1834年由J.A.C帕尔帖首先发现的，即利用当两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时，在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量，而另一个接头处则吸收热量，且帕尔帖效应所引起的这种现象是可逆的，改变电流方向时，放热和吸热的接头也随之改变，吸收和放出的热量与电流强度I[A]成正比，且与两种导体的性质及热端的温度有关，即： Qab=Iπab

πab称做导体A和B之间的相对帕尔帖系数 ，单位为[V], πab为正值时，表示吸热，反之为放热，由于吸放热是可逆的，所以πab=－πab

帕尔帖系数的大小取决于构成闭合回路的材料的性质和接点温度，其数值可以由赛贝克系数αab[V.K-1]和接头处的绝对温度T[K]得出πab=αabT与塞贝克效应相，帕尔帖系也具有加和性，即：

Qac=Qab+Qbc=(πab+πbc)I

因此绝对帕尔帖系数有πab=πa－ πb

金属材料的帕尔帖效应比较微弱，而半导体材料则要强得多，因而得到实际应用的温差电制冷器件都是由半导体材料制成的。

磁制冷冰箱原理：

磁冰箱是根据磁热效应的原理制成的。稀土元素钆（Gd）是一种具有巨磁热效应的金属，在等温磁化时向外界放出热量，在绝热去磁时温度降低，因而可从外界吸取热量，达到制冷目的。为了完成制冷循环过程，可先在高温环境中对工质施加外磁场，并等温地实现伴随着熵减少而进行的放热过程；然后在低温下撤去外磁场，让工质进行等温吸热，最后在这两个过程之间用适当的过程加以连接，就可完成制冷 *** 作。用不同种类的过程连接上述两个过程可以得到不同的磁制冷循环，如磁卡诺循环、磁斯特林循环、磁埃里克森循环以及磁布雷顿循环等。

  磁卡诺循环是用绝热去磁和绝热磁化过程连接两个等温过程（见图1）。在这个循环中，外部对制冷工质所做的功相当于四边形ABCD的面积。下面以最简单的磁卡诺循环为例对绝热去磁制冷过程进行说明（见图2）。

等温磁化过程（图1中的AB过程）：热开关Ⅰ闭合、Ⅱ断开，磁场施加于磁工质，使熵减小，通过高温热源与磁工质的热端连接，热量从磁工质传入高温热源。   绝热去磁过程（图1中的BC过程）：热开关Ⅰ断开、Ⅱ仍断开，逐渐移去磁场，磁工质内自旋系统逐渐无序，在去磁过程中消耗内能，使磁工质温度下降到低温热源温度。   等温去磁过程（图1中的CD过程）：Ⅱ闭合、Ⅰ仍断开，磁场继续减弱，磁工质从低温热源吸热。   绝热磁化过程（图1中的DA过程）：Ⅱ断开、Ⅰ仍断开，施加一较小磁场，磁工质温度逐渐上升到高温热源温度。

  由于室温附近磁性离子系统的热运动大大加强，磁性工质的磁有序度难以形成，在受外磁场作用前后的磁熵变大大减小，同时强磁场的产生也受到许多条件的限制，磁热效应也大减弱。为了进一步提高室温磁制冷机的效率，通常主要应用磁埃里克森循环制冷机，图3是金属钆在200～300K条件下的T-S图。若按磁卡诺循环制冷（图中1'23'4'1'），则温降很小。埃里克森循环（图中12341）由四个过程组成，1→2为等温磁化、2→3为等磁场过程（温度降低）、3→4为等温去磁（吸热制冷）、4→1为等磁场过程（温度上升）。

磁冰箱的核心是一个旋转装置，该装置包括含有金属钆片的转轮和一块高磁场强度稀土永磁铁。工作时，钆轮通过永磁铁缺口进入磁场后出现巨大的磁热效应，由此导致钆轮升温，系统内第一条循环管道的水将钆轮温度升高获得的热量带走，以使钆轮冷却；当钆轮离开磁场后，钆轮温度就会下降到低于它进入磁场前的温度，此时系统内第二条循环管道的水通过钆轮并被钆轮冷却，被冷却的水成为制冷源，可用于制冷；若用凝固点远低于纯水的液体（如水和乙醇的1：1混合液）作为制冷源，就可制成有冷冻功能的实用型冰箱。

这一科研成果彻底改变了传统的冰箱制冷系统，工作时只需驱动钆轮转动的发动机、抽水机的电力，从而节约了能源。该系统工作时无声、几乎无振动。如果用近年来新发现的GdSiGe系磁致冷材料（在室温附近，Gd5Si2Ge2的磁热效应是金属钆的两倍）或新近研究出的铁锰磷砷合金材料替代金属钆片，其制冷效率将更高。

半导体冰箱使用七大注意事项

半导体冰箱使用七大注意事项。冰箱是我们常见的家用电器，它可以帮助我们保鲜食材，半导体冰箱使用时要注意一些小细节。接下来就由我带大家了解半导体冰箱使用七大注意事项。

半导体冰箱使用七大注意事项1

1、半导体冰箱只能制冷或制热，不能制冰，不能用来存放冰激凌等冷冻食品，不具备像压缩机冰箱一样的制冷效果。

2、半导体冰箱只能降到比环境温度低20℃-25℃的温度，最低能制冷到5℃，但并不是说环境温度为10℃时，箱内能降低到-10℃。

3、请保持半导体冰箱通风口与散热孔的畅通，注意及时清理风扇或防尘罩上的灰尘。

4、切勿将物品塞入半导体冰箱散热孔和进风口孔处、半导体冰箱使用时应远离热源。

5、当加热功能和制冷功能进行转换时，必须关掉电源，等待5分钟后再启动冰箱。

6、清洁半导体冰箱时，请关掉所有电源、请不要使用硬物和强力清洁剂清理冰箱。

7、确定半导体冰箱的变化温度和环境温度，这些将提供给你可期望的半导体冰箱能达到温度方面的粗略指导，制冷温度标示通常为：可达到低于环境温度20度以下。

半导体冰箱使用七大注意事项2

什么是半导体冰箱

半导体冰箱，也称之为电子冰箱。是一种在制冷原理上与普通冰箱完全不同的产品，它以一块40毫米见方、4毫米厚的半导体芯片通过高效环形双层热管散热及传导技术和自动变压变流控制技术实现制冷，被喻为世界最小的“压缩机”。由于半导体制冷器属电子物理制冷，根本不用制冷工质和机械运动部件，从而彻底解决了介质污染和机械振动等机械制冷冰箱所无法解决的应用问题，并在小容量低温冷藏箱方面具有更加显著的节能特性极具开发推广价值。

半导体冰箱优点

1、无机械传动部件，无磨损，无噪音，寿命长

2、无需制冷剂制冷(压缩式和吸收式都需要)，绝对环保

3，效率高，耗电量低(在100W以下，耗电量只有压缩式和吸收式的一半)

4、因为使用制冷片制冷，所以半导体冰箱可以做到任意大小，甚至有用usb接口供电的usb冰箱出现。

半导体冰箱缺点

1、制冷温度与环境温度有关(一般低于环境温度20度)，不能制冰 (此问题也可以通过多级制冷片串联来解决，但是串联后必须加强散热，否则容易烧毁制冷片)。

2、冰箱容积不能超过100升(高于100升，其制冷效果下降，耗电量增加)

3、因为制冷片一面散热，而且产热多，所以必须使用散热设备，这也增加了半导体冰箱的'成本，如果使用风扇，还会增加耗电量，产生轻微噪音。

4、半导体冰箱在做较大的冰箱时成本较高，不利于大规模推广。

半导体冰箱使用七大注意事项3

六大冰箱使用常识

1、肉类存放

冷藏肉不用清洗,带盒直接放在冷藏室较冷处的地方,而普通肉则要好好清洗,切成合适一餐用的块或切好丝、片,分别装在冷藏盒或保鲜袋中封好,把长时间不吃的食物放在冷冻箱里,第二天要吃的肉放在冷藏室下层。肉不可以反复化冻,否则食用价值损失极大。

2、蔬菜存放

蔬菜水果购买来的时候往往带有污物和泥土,其中可能藏有大量微生物,容易污染冰箱内的其他食物,造成交叉污染。因此,蔬菜和水果应先清洗干净、甩干水分,用清洁的保鲜袋装好,用保鲜膜封好,或者放进密封容器,让它们彼此隔离,擦干净后再放进冰箱保存。包装食品也要放入冰箱。

3、生熟食存放

在冰箱中生熟食物宜分开,熟食应放入加盖的容器中存放,避免细菌交叉感染。

4、使用保鲜膜

有害使用聚氯乙烯材质制成的保鲜膜,经过长时间的包裹,食物中的油脂很容易将保鲜膜中的增塑剂“乙基氨”溶解,该增塑剂对人体内分泌系统有很大破坏作用,会扰乱人体的激素代谢。因此买回家的熟食就应该把保鲜膜撕掉,或者覆盖保鲜膜时,尽量别把食物装太满,以防食物接触到保鲜膜。

5、冷冻过的菜

此种食物加热后再吃无论是凉菜还是热菜,在经过用筷子搅拌、唾液混杂后,使得微生物在温热的菜肴中迅速繁殖,因此存放于冰箱内的食物必须烧透再食用,以杀灭可能因污染而带入的致病菌,防止病从口入。

6、化冻后食品

此类食品不宜再存放冰箱经化冻的肉类和鱼等不宜再次置冰箱保存,因为化冻过程中食物可能受污染,微生物会迅速繁殖。

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