那么这种理想状况有什么具体要求呢?
简单地说就是要使半导体制冷器件两端的热(或冷)能充分有效地发散出去;
对于冷端来说是储能器,热端则是散热器;
目前世界上采用最多的是散热器(包括冷端)加风扇的方式,类似于给CPU散热;
如果散热器的体积足够大,风扇的风力也足够大,那么就能够及时将发热体(例如制冷器件的热端)的热能充分散发出去;
另外,散热器的材质、几何形状,对于散热效率也起着至关重要的作用;
材质分为银(最佳)、铜(较好)和铝(次之)等等,从经济等方面来看,采用铝制的散热器比较符合实际;
笔者原来自制过一种10L的半导体电冰箱,采用12V直流电源;
该电冰箱采用一块12V3A的半导体制冷器件(相当于上海生产的1203制冷器系列),铝制散热器的尺寸大约是15×10×4cm,外形类似于CPU散热器,也是使用12V0.27A(CPU使用)的散热风扇;
在环境温度为38摄氏度,箱内储存物达50%容积时,电冰箱工作3小时之后,箱内温度就低于零摄氏度了;
还有一点,半导体制冷器件对于供电电源的波纹系数有严格的要求,普通的稳压电源是不能胜任的,这也是制约半导体制冷器件发展的重要因素之一;
如果希望电冰箱的体积更大,则需要将上述散热器的体积按比例加大,最好是加大根号2(即1.414)倍,风扇的风力也需加大,以保证散热所需;
最后,祝你实验成功。
简单而言制冷片能够制冷是半导体p-n结在电场的作用下所产生的。在给半导内体p-n结施加一定的电压的情况容下,电子从p区要穿过n区就需要耗能从而产生热量;如果热量被空气或者其它物体散发,因平衡的需要会进行补充,这就产生吸热现象即制冷了。因此半导体制冷片在使用时必须要保证热端的散热效果,否则不但不能制冷而且会造成制冷片的损坏。
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。
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。
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