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半導體冰箱是如何制冷的?半導體制冷原理是什么?

發布日期:2018-05-06 10:29:21

半導體冰箱是如何制冷的?半導體制冷原理是什么?

半導體冰箱大家可能比較陌生,也不了解半導體冰箱是如何制冷的?它是利用半導體的溫差效應-就是珀爾帖效應來完成制冷的,半導體冰箱的制冷原理是當電流從任何兩種導體所構成的電偶對中流過時,在接頭處有吸熱和放熱現象,所吸收或放出的熱量,僅與兩種導體的性質及接頭的溫度有關,而與導體其它部分的情況無關,這就是珀爾帖效應。它是可逆效應,改變電流的方向,則冷熱端就會互相變換,原來的冷端變為熱端、熱端變為冷端。構成電偶對的兩種導體參與導電的載流子平均能量差別越大,則珀爾帖效應越明顯,n型半導體和p型半導體構成的電偶對,由于其載流子平均能量差別大,所以珀爾帖效應比較強。

一個電偶所產生的制冷效應較小,所以半導體冰箱實際上都是將數十個電偶連接而成電堆。電偶之間利用銅或鋁聯接片焊接而成,將冷端排在一起,放在半導體冰箱內部,熱端排在一起,放在冰箱之外,這樣就達到了用半導體冰箱制冷的目的。電堆根據所要求的溫差分為單級電堆和多級電堆,通常單級電堆制冷最大溫差在50度左右,為了獲得較大的溫差和更低的溫度,可采用多級電堆制冷。多級電堆的結構是第二級電堆的熱端貼在第一級電堆的冷端,第一級電堆實際上起著第二級電堆的散熱器的作用,一般半導體冰箱只需二級或三級電堆。采用二級電堆制冷,實際可達零下50度,從室溫降至零下50度大約需一小時。各級電堆之間在電路上可采用串聯、并聯和串并聯三種。串聯多級電堆每一級工作電流都相同,級與級之間有良好的絕緣。并聯多級電堆工作總電流較大,但級與級之間不必電絕緣。

半導體冰箱是如何制冷的,現在大家清楚了吧,半導體冰箱與我們常用的壓縮式冰箱結構類似,箱體和控制部分也可以通用,主要差別在制冷系統上。半導體冰箱無機械傳動部分,不用制冷劑,因而無噪音,無泄漏無污染,可靠性高,多級半導體制冷的熱電堆設備簡單,體積小重量輕,冷卻速度快、可通過調節工作電流來控制冷卻速度,便于手動和自動控制,其內部電路維修簡單方便。缺點是半導體冰箱必須使用直流電源,要通以溫度較低的冷卻水(或冷風),使用很不方便,而且成本較高。但隨著電子電工技術的發展,半導體冰箱也必將有其廣闊的使用發展空間。

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