导语:空调是深受人们欢迎的一种电器,它能够调节室内温度,为用户提供非常舒适的室内环境。炎炎夏日,空调可以为用户带来一片清凉隆隆寒冬,空调可以为用户带来一片温暖。现在,各种先进的空调技术层出不穷,一种名为半导体空调的新型空调进入了千家万户。那么什么是半导体空调呢?它的工作原理是什么?半导体空调哪家好呢?下面这篇文章就为大家一一解答这些疑问。
半导体空调原理
半导体空调的原理是半导体制冷,也就是说,半导体空调是采用半导体制冷的技术进行工作的。那么问题来了,什么是半导体制冷技术?请看下文。
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。这就是半导体空调的工作原理。
半导体空调哪家好(厂家推荐)
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半导体空调价格
半导体空调属于一种比较新兴的制冷设备,在市场上的价格还是比较高的。市场上的半导体空调的价格高低不一。综合来看,高品质的半导体空调的价格大约在3000元左右,中档的半导体空调的价格在2000元到3000元之间,一般品质的半导体空调的价格大约在2000元左右。当然,这是小编给出的参考价格,价格信息来源于网络,仅供用户参考。
上面为大家详细介绍了半导体空调的原理,我们可以看出半导体空调具有更加高效、更加环保的性能优势和特点,更加适合于用户的使用。除此之外,还为大家介推荐了几个非常不错的半导体空调的生产厂家,这些厂家都有着自己的独特优势,用户如果有需要,可以根据自己的需求偏好进行选择。半导体空调的价格信息上面已经为大家做了详细的介绍,希望可以起到参考的作用。
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P型半导体是在本征半导体硅中加入3价元素锗形成的,本征半导体是一种晶格结构,每一个硅原子都会和它四周的硅原子形成共价键结构,在常温下由于热运动,最外层的硅原子就会挣脱原子核的束缚成为自由电子,失去电子后在原来的地方就留下一个空位,这就叫空穴。在本征半导体中加入3价元素锗后,某些硅原子就会被锗原子取代,锗原子最外层只有3个电子,它和四周的硅原子形成共价键结构时,还缺少一个电子,所以可以认为每一个锗原子都提供一个空穴。半导体制冷又称温差电制冷、或热电制冷。是未来电冰箱制冷技术发展的一个方向。半导体制冷是利用特种半导体材料,制成制冷器件,通电后直接制冷,因此得名半导体制冷。
用两种不同金属组成一对热电偶,当在热电偶中通以直流电流时,将在电偶的不同结点处,产生吸热和放热现象,这种现象称为珀尔帖效应。
利用珀尔帖效应制成的半导体制冷器的电偶,是由一种特制的N型和P型半导体组成的。N型半导体是靠电子导电的,而P型半导体是靠所谓“空穴”来导电的。
不论N型半导体中的自由电子,还是P型半导体中的空穴,它们都参与导电,统称为“载流子”,由“载流子”导电的现象,是半导体所特有的。
半导体制冷原理是把一个P型半导体和一个N型半导体,用铜连接片焊接而成电偶对,如图2-7所示。当直流电流从N型半导体流向P型半导体时,则在2、3端的铜连接片上产生吸热现象,此端称为冷端;而在1、4端的铜连接片上产生放热现象,此端称为热端。如果电流方向反过来,则冷、热端将互换。
图2-7 半导体制冷器电偶对的工作原理
当这个制冷器件中通入一定数量的直流电时,冷端会逐渐冷却下来,并出现结霜;而热端的温度逐渐升高,并向周围环境放热。载流子在金属和半导体中的势能大小是不同的,所以载流子在流过结点时,必然会引起能量的传递。当电流的极性如图2-7所示,电子从电源负极出发经金属片—结点4—P型半导体—结点3—金属片—结点2—N型半导体—结点1—金属片,回到电源正极。由于左半部是P型半导体,导电方式是空穴型的,空穴的流动方向与电子流动方向相反。所以空穴是从金属片—结点3—P型半导体—结点4—金属片,回到电源负极。
空穴在金属中具有的能量、低于在P型半导体中空穴所具有的能量:当空穴在电场作用下,由金属片通过结点3到达P型半导体时,必须增加一部分能量,但空穴本身是无法增加能量的,只有从金属片中吸收能量、并把这部分热能转变为空穴的势能,因此,在结点3处的金属片被冷却下来。当空穴沿P型半导体通向结点4流向金属片时,由于P型半导体中空穴能量大于金属中空穴的能量,因而要释放出多余的势能,并将其以热能的形式放出来,所以结点4处的金属被加热。
图2-7中右半部是N型半导体与金属的联结,是靠自由电子导电的,而电子在金属中的势能低于N型半导体中电子的势能。在电场作用下,电子从金属中通过结点2到达N型半导体时,必然要增加势能,这部分势能也只能从金属片的热能取得,因此使结点2处的金属片“冷却”下来。当电子从N型半导体经过结点1流向金属片时,因电子是由势能较高的地方流向势能较低的地方,故释放出多余的势能,并将其变成热能,使结点1处的金属片加热,这样上部的金属片被冷却下来,成为冷端;而下部的两个联接片均放出热量,成为热端。
当电源正负极性调换时,因电子空穴的流动方向将与上述相反,故冷热端将互换。
综上所述,半导体制冷的吸热和放热是由载流子(电子和空穴)流过结点时,由势能的变化而引起能量的传递,这就是半导体制冷的本质。
由于一个电偶对产生的热电效应较小(一般约为1.163W左右,视元件的尺寸大小而异),所以实际应用时是将数十个电偶对串联起来,将冷端放在一起,热端放在一起,称为热电堆,将热电堆和热交换器用焊接方式连接起来制成半导体制冷器,如图2-8所示。其特点是结合强度高、接触热阻小,适用于热流密度较大的情况。为了保持电绝缘,在热电堆和热交换器之间用金属化瓷片材料进行绝缘。
图2-8 半导体制冷器的热电堆
我国目前应用的制冷半导体材料,多数是以碲化铋为基体的三元固熔体合金,其中P型材料是Bi2Te3-Sb2Te3;N型材料是Bi2Te3-Bi2Se3。由于半导体材料性能的限制,目前半导体制冷的效率比一般压缩式要低,耗电量约大1倍。但在几十瓦小能量的情况下,由于半导体制冷器的效率与能量大小无关,故对微小型制冷装置,反而比压缩式经济。此外由于半导体制冷器必需使用直流电源,价格贵,使它的应用受到一定的限制。
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