半导体制冷器是怎么工作的?

半导体制冷器是怎么工作的?,第1张

在使用中,应把冷却对象与冷端接触,把散热片与冷端接触。电源接通后,制冷器就会从冷却对象吸热,把热量输送到热端,并通过散热片释放给大气环境,用这类制冷器可以达到室温以下70℃的低温。由于整个制冷器中没有任何运动部件,这使得半导体制冷器特别结实耐用。

找到热驳缱换性能好、导电性能好和导热性能差的半导体材料,提高制冷效率,是半导体制冷的制冷机走进千家万户的关键。

半导体制冷片原理:

由直流电源提供电子流所需的能量,通上电源后,电子负极(-)出发,首先经过P型半导体,于此吸热量,到了N型半导体,又将热量放出,每经过一个NP模块,就有热量由一边被送到另外一边造成温差而形成冷热端。

冷热端分别由两片陶瓷片所构成,冷端要接热源,也就是欲冷却之。在以往致冷器是运用在CPU的,是利用冷端面来冷却CPU,而热端面散出的热量则必需靠风扇来排出。制冷器也应用于做成车用冷/热保温箱,冷的方面可以冷饮机,热的方面可以保温热的东西。

半导体制冷片作为特种冷源,在技术应用上具有以下的优点和特点:

1、不需要任何制冷剂,可连续工作,没有污染源没有旋转部件,不会产生回转效应,没有滑动部件是一种固体片件,工作时没有震动、噪音、寿命长,安装容易。

2、半导体制冷片具有两种功能,既能制冷,又能加热,制冷效率一般不高,但制热效率很高,永远大于1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。

3、半导体制冷片是电流换能型片件,通过输入电流的控制,可实现高精度的温度控制,再加上温度检测和控制手段,很容易实现遥控、程控、计算机控制,便于组成自动控制系统。

4、半导体制冷片热惯性非常小,制冷制热时间很快,在热端散热良好冷端空载的情况下,通电不到一分钟,制冷片就能达到最大温差。

5、半导体制冷片的反向使用就是温差发电,半导体制冷片一般适用于中低温区发电。

6、半导体制冷片的单个制冷元件对的功率很小,但组合成电堆,用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话,功率就可以做的很大,因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。

7、半导体制冷片的温差范围,从正温90℃到负温度130℃都可以实现。

目前它的制冷效率只能达到普通氟里昂制冷机的1/3。“低效”意味着获得相同的制冷效果,要费更多的电。因此,半导体制冷的应用目前还不普及,仅仅主要用于一些特殊的场合。例如计算机芯片、激光器、微波放大器、光电放大器等精密器件的冷却。在运输过程中生物样品的冷却,小轿车中的食品冰柜有的也采用半导体制冷器。


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