A. 半導體製冷片原理及其技術運用
半導體製冷片(TE)也叫熱電製冷片,是一種熱泵,它的優點是沒有滑動部件,應用在一些空間受到限制,可靠性要求高,無製冷劑污染的場合。
半導體製冷片的工作運轉是用直流電流,它既可製冷又可加熱,通過改變直流電流的極性來決定在同一製冷片上實現製冷或加熱,這個效果的產生就是通過熱電的原理,以下的圖就是一個單片的製冷片,它由兩片陶瓷片組成,其中間有N型和P型的半導體材料(碲化鉍),這個半導體元件在電路上是用串聯形式連結組成。
半導體製冷片的工作原理
當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯結成電偶對時,在這個電路中接通直流電流後,就能產生能量的轉移,電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量,成為冷端由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量,成為熱端。吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導體材料N、P的元件對數來決定,以下三點是熱電製冷的溫差電效應。
1、塞貝克效應(SEEBECKEFFECT)
一八二二年德國人塞貝克發現當兩種不同的導體相連接時,如兩個連接點保持不同的溫差,則在導體中產生一個溫差電動勢:ES=S.△T
式中:ES為溫差電動勢
S(?)為溫差電動勢率(塞貝克系數)
△T為接點之間的溫差
2、珀爾帖效應(PELTIEREFFECT)
一八三四年法國人珀爾帖發現了與塞貝克效應的效應,即當電流流經兩個不同導體形成的接點時,接點處會產生放熱和吸熱現象,毀巧放熱或吸熱大小由電流的大小來決定。
Qл=л.Iл=aTc
式中:Qπ為放熱或吸熱功率
π為比例系數,稱為珀爾帖系數
I為工作電流
a為溫差電動勢率
Tc為冷接點溫度
3、湯姆遜效應(THOMSONEFFECT)
當電流流經存在溫度梯度的導體時,除了由導體電阻產生的焦耳熱之外,導體還要放出或吸收熱量,在溫差為△T的導體兩點之間,其放熱量或吸熱量為:
Qτ=τ.I.△T
Qτ為放熱或吸熱功率
τ為湯姆遜系數
I為工作電流
△T為溫度梯度
以上的理論直到本世紀五十年代,蘇聯科學院半導體研究所約飛院士對半導體進行了大量研究,於一九五四年發表了研究成果,表明碲化鉍化合物固溶體有良好的製冷效果,這是最早的也是最重要的熱電半導體材料,至今還是溫差製冷中半導體材料的一種主要成份。
約飛的理論得到實踐應用後,有眾多的學者進行研究到六十年代半導體製冷材料的優值系數,才達到相當水平,得到大規模的應用,也就是我們現在的半導體製冷片件。
中國在半導體製冷技術開始於50年代末60年代初,當時在國際上也是比較早的研究單位之一,60年代中期,半導體材料的性能達到了國際水平,60年代末至80年代初是我國半導體製冷片技畢扮術發展的一個台階。在此期間,一方面半導體製冷材料的優值系數提高,另一方面拓寬其應用領域。中國科學院半導體研究所投入了大量的人力和物力,獲得了半導體製冷片,因而才有了現在的半導體製冷片的生產及其兩次產品的開發和應用。
製冷片的技術應用
半導體製冷片作為特種冷源,在技術應用上具有以下的優點和特點:
1、不需要任何製冷劑,可連續工作,沒有污染源沒有旋轉部件,不會產生回轉效應,沒有滑動部件是一種固體片件,工作時沒有震動、噪音、壽命長,安裝容易。
2、半導體製冷片具有兩種功能,既能製冷,又能加熱,製冷效率一般不高,但制熱效率很高,永遠大於1。因此使用一個片件就可以代替分立的加熱系統和製冷系統。
3、半導體製冷片是電流換能型片件,通過輸入電流的控制,可實現高精度的溫度控制,再加上溫度檢測和控制手段,很容易實現遙控、程式控制、計算機控制,便於組成自動控制系統。
4、半導體製冷片熱慣性非常小,製冷制熱時間很快,在熱端散熱良好冷端空載的情況下,通電不到一分鍾,製冷片就能達到最大溫差。
5、半導體製冷片的反向使用就是溫差發電,半導體製冷片一般適用於中低溫區發電。
6、半導體製冷片的單個製冷元件對的功率很小,但組合成電堆,用同類型的電堆串、並聯的方法組合成製冷系統的話,功率就可以做的很大,因此製冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍。
7、半導體製冷片的溫差范圍,從正溫到負溫度都可以實現手余灶。
通過以上分析,半導體溫差電片件應用范圍有:製冷、加熱、發電,製冷和加熱應用比較普遍,有以下幾個方面:
1、軍事方面:導彈、雷達、潛艇等方面的紅外線探測、導行系統。
2、醫療方面;冷力、冷合、白內障摘除片、血液分析儀等。
3、實驗室裝置方面:冷阱、冷箱、冷槽、電子低溫測試裝置、各種恆溫、高低溫實驗儀片。
4、專用裝置方面:石油產品低溫測試儀、生化產品低溫測試儀、細菌培養箱、恆溫顯影槽、電腦等。
5、日常生活方面:空調、冷熱兩用箱、飲水機、電子信箱等。此外,還有其它方面的應用,這里就不一一提了。
半導體製冷片的散熱方式
半導體製冷片件的散熱是一門專業技術,也是半導體製冷片件能否長期運行的基礎。良好的散熱才能獲得最低冷端溫度的先決條件。以下就是半導體製冷片的幾種散熱方式:
1、自然散熱。
採用導熱較好的材料,紫銅鋁材料做成各種散熱片,在靜止的空氣中自由的散發熱量,使用方便,缺點是體積太大。
2、充液散熱。
用較好的散熱材料做成水箱,用通液體或通水的方法降溫。缺點是用水不方便,浪廢太大,優點是體積小,散熱效果最好。
3、強迫風冷散熱。
工作氣氛為流動空氣,散熱片所用的材料和自然散熱片相同,使用方便,體積比自然冷卻的小,缺點是增加一個風機出現噪音。
4、真空潛熱散熱。
最常用的就是「熱管」散熱片,它是利用蒸發潛熱快速傳遞熱容量。
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B. 半導體製冷原理
半導體製冷原理
半導體製冷又稱電子製冷,或者溫差電製冷,是從50年代發展起來的一門介於製冷技術和半導體技術邊緣的學科,它利用特種半導體材料構成的P-N結,形成熱電偶對,產生珀爾帖效應,即通過直流電製冷的一種新型製冷方法,與壓縮式製冷和吸收式製冷並稱為世界三大製冷方式。
半導體製冷器特點
半導體製冷器具有無雜訊、無振動、不需製冷劑、體積小、重量輕等特點,且工作可靠,操作簡便,易於進行冷量調節。但它的製冷系數較小,電耗量相對較大,故它主要用於耗冷量小和佔地空間小的場合,如電子設備和無線電通信設備中某些元件的冷卻。
有的也用於家用冰箱,但不經濟。半導體製冷片是一個熱傳遞的工具。當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯結成的熱電偶對中有電流通過時,兩端之間就會產生熱量轉移,熱量就會從一端轉移到另一端,從而產生溫差形成冷熱端。
C. 半導體製冷的工作原理是怎樣的
半導體製冷又稱溫差電製冷、或熱電製冷。是未來電冰箱製冷技術發展的一個方向。半導體製冷是利用特種半導體材料,製成製冷器件,通電後直接製冷,因此得名半導體製冷。
用兩種不同金屬組成一對熱電偶,當在熱電偶中通以直流電流時,將在電偶的不同結點處,產生吸熱和放熱現象,這種現象稱為珀爾帖效應。
利用珀爾帖效應製成的半導體製冷器的電偶,是由一種特製的N型和P型半導體組成的。N型半導體是靠電子導電的,而P型半導體是靠所謂「空穴」來導電的。
不論N型半導體中的自由電子,還是P型半導體中的空穴,它們都參與導電,統稱為「載流子」,由「載流子」導電的現象,是半導體所特有的。
半導體製冷原理是把一個P型半導體和一個N型半導體,用銅連接片焊接而成電偶對,如圖2-7所示。當直流電流從N型半導體流向P型半導體時,則在2、3端的銅連接片上產生吸熱現象,此端稱為冷端;而在1、4端的銅連接片上產生放熱現象,此端稱為熱端。如果電流方向反過來,則冷、熱端將互換。
圖2-8 半導體製冷器的熱電堆
我國目前應用的製冷半導體材料,多數是以碲化鉍為基體的三元固熔體合金,其中P型材料是Bi2Te3-Sb2Te3;N型材料是Bi2Te3-Bi2Se3。由於半導體材料性能的限制,目前半導體製冷的效率比一般壓縮式要低,耗電量約大1倍。但在幾十瓦小能量的情況下,由於半導體製冷器的效率與能量大小無關,故對微小型製冷裝置,反而比壓縮式經濟。此外由於半導體製冷器必需使用直流電源,價格貴,使它的應用受到一定的限制。
D. 我想用12706半導體製冷片做一個小空調給2立方的空間降溫,需要多少製冷片多大的電源
理論上單片最大溫差59度,看你需求,想當冷庫使用估計要一百片以上。
E. 用什麼當做半導體製冷用什麼材料可以製作半導體材料在什麼電器里有
你好:
——★1、利用半導體 PN 結的 「帕爾貼」 效應,就可以做半導體製冷的。例如:汽車冷暖保溫箱(半導體製冷塊改變電源極性,就可以達到冷熱轉換的)。
——★2、市售的 半導體製冷塊 ,就是利用半導體 PN 結的 帕爾貼 效應製冷的。你可以到網上搜索,產品還是很好買到的。
F. 半導體致冷片(製冷片)原理是什麼
在原理上,半導體的製冷片只能算是一個熱傳遞的工具,雖然製冷片會主動為晶元散熱,但依然要將熱端的高於晶元的發熱量散發掉。在製冷片工作期間,只要冷熱端出現溫差,熱量便不斷地通過晶格的傳遞,將熱量移動到熱端並通過散熱設備散發出去。因此,製冷片對於晶元來說是主動製冷的裝置,而對於整個系統來說,只能算是主動的導熱裝置,因此,採用半導體製冷裝置的ZENO96智冷版,依然要採取主動散熱的方式對製冷片的熱端進行降溫。 風扇以及散熱片的作用主要是為製冷片的熱端散熱,通常熱端的溫度在沒有散熱裝置的時候會達到100度左右,極易超過製冷片的承受極限,而且半導體製冷效率的關鍵就是要盡快降低熱端溫度以增大兩端溫差,提高製冷效果,因此在熱端採用大型的散熱片以及主動的散熱風扇將有助於散熱系統的優良工作。在正常使用情況下,冷熱端的溫差將保持在40~65度之間。 當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯結成電偶對時,在這個電路中接通直流電流後,就能產生能量的轉移,電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量,成為冷端由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量,成為熱端。吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導體材料N、P的元件對數來決定,以下三點是熱電製冷的溫差電效應。
1、塞貝克效應
(SEEBECKEFFECT) 一八二二年德國人塞貝克發現當兩種不同的導體相連接時,如兩個連接點保持不同的溫差,則在導體中產生一個溫差電動勢:ES=S.△T 式中:ES為溫差電動勢 S為溫差電動勢率(塞貝克系數) △T為接點之間的溫差
2、珀爾帖效應
(PELTIEREFFECT) 一八三四年法國人珀爾帖發現了與塞貝克效應的效應,即當電流流經兩個不同導體形成的接點時,接點處會產生放熱和吸熱現象,放熱或吸熱大小由電流的大小來決定。 Qл=л.Iл=aTc 式中:Qπ為放熱或吸熱功率 π為比例系數,稱為珀爾帖系數 I為工作電流 a為溫差電動勢率 Tc為冷接點溫度
3、湯姆遜效應
(THOMSONEFFECT) 當電流流經存在溫度梯度的導體時,除了由導體電阻產生的焦耳熱之外,導體還要放出或吸收熱量,在溫差為△T的導體兩點之間,其放熱量或吸熱量為: Qτ=τ.I.△T Qτ為放熱或吸熱功率 τ為湯姆遜系數 I為工作電流 △T為溫度梯度 以上的理論直到本世紀五十年代,蘇聯科學院半導體研究所約飛院士對半導體進行了大量研究,於一九五四年發表了研究成果,表明碲化鉍化合物固溶體有良好的製冷效果,這是最早的也是最重要的熱電半導體材料,至今還是溫差製冷中半導體材料的一種主要成份。 約飛的理論得到實踐應用後,有眾多的學者進行研究到六十年代半導體製冷材料的優值系數,才達到相當水平,得到大規模的應用,也就是我們現在的半導體製冷片件。 中國在半導體製冷技術開始於50年代末60年代初,當時在國際上也是比較早的研究單位之一,60年代中期,半導體材料的性能達到了國際水平,60年代末至80年代初是我國半導體製冷片技術發展的一個台階。在此期間,一方面半導體製冷材料的優值系數提高,另一方面拓寬其應用領域。中國科學院半導體研究所投入了大量的人力和物力,獲得了半導體製冷片,因而才有了現在的半導體製冷片的生產及其兩次產品的開發和應用。
以上內容來自http://..com/question/169411393.html
G. 什麼是半導體製冷
導語:半導體這個東西對於大家來說肯能是比較陌生的,因為半導體是一種科研上用的東西,在我們日常生活中是比較少見的。我們日常生活中見到的主要是一些半導體製作的產品,比如說我們常用的半導體收音機以及半導體製作的其他的一些產品。最近幾年來,隨著科技的發展,人們又將半導體用於了製冷技術。那麼到底什麼是半導體呢?半導體製冷技術究竟是什麼樣的呢,它的工作原理是什麼樣的呢?今天小編就來給大家簡單的介紹一下什麼是半導體以及什麼是半導體製冷技術。
什麼是半導體:
要想很好的了解什麼是半導體製冷技術,首先就必須要明確半導體的概念,也就是要知道什麼是半導體以及和半導體相關的一些信息。半導體中的導指的就是是否導電的意思。半導體指的就是在平常的溫度下,在導體和絕緣體之間的材料。半導體既不是導體又是絕緣體,而是介於二者之間的一種神奇的材料。半導體的最大的優點就是它的導電性可以受到人們的控制,人們只要改變溫度就可以改變半導體的導電性,這就是人們青睞半導體的原因之一。
半導體製冷:
半導體因為它的獨特的優點,所以它的作用是非常大的,而且它的用途非常廣泛。半導體用於製冷就是近幾年來人們開發利用半導體的一個很好的例子。半導體材料在最近幾年裡呈現出了迅速發展的趨勢,所以各國科研部門都在加大對於半導體製冷技術的研究。半導體製冷其實是一種熱電製冷,因為熱電器本來就是一種半導體,所以人們把它叫做半導體製冷器。半導體製冷器的製冷效果是非常好的,所以一直是人們青睞的對象。
半導體製冷的應用:
既然半導體製冷器有這么好的效果,這么多的優點,那麼半導體製冷技術都會應用到那些領域呢?接下來小編介紹一下。一般來說半導體的應用領域主要有農業領域、醫療領域以及日常生活等方面。農業方面主要是用來給溫室大棚控制溫度;醫療方面主要是用來研究一些新的技術;日常主要是用來給家用電器降溫。
以上就是小編今天為大家介紹的關於半導體以及半導體製冷的一些介紹。如果大家對半導體製冷感興趣的話,可以了解一下具體的內容。
H. 半導體製冷空調價格及廠家推薦
隨著半導體材料的的不斷發展,到上個世紀50年代,我們的製冷器從單純的實驗室研究逐漸走上工程實踐進而進入市場,進入21世紀,人們對生活的要求越來越高,空調逐漸走進人們的視線,而半導體製冷空調作為成熟的產品受到人們的熱捧,那麼哪些廠家的半導體製冷空調比較好呢,下面小編就給大家詳細介紹幾家半導體製冷空調的生產廠家。
一、杭州轉輪除濕設備有限公司
廠家簡介:杭州轉輪除濕設備有限公司成立於2008年02月01日,注冊資金為人民幣300萬元,其公司緊挨著多條高數公路,交通非常便利,產品銷往全國多個省市,該公司的主打產品轉輪除濕機更是得到消費者的高度認可。
主營產品:茶葉設備、調溫除濕機、恆溫恆濕空調機、酒窖專用空調機、除濕加濕一體機、工業除濕機、轉輪除濕機、加濕機、家用商用除濕機、高溫型除濕機
推薦產品:高標准高精度調溫恆濕空調
型號:CFH-S系列
價格:¥32800.00
地址:浙江杭州拱墅區
二、上海全銳電器設備有限公司
廠家簡介:上海全銳電器設備有限公司成立於2010年01月19日,是一家集設計、研發、生產、銷售以及售後服務於一體的新型機電公司,其主要生產方向為工業空調以及自動化控制裝置,其產品暢銷全國各地。
主營產品:機櫃空調型號、風扇過濾器型號、熱交換器型號、全銳風機系列型號、台灣卡固KAKU風機及濾網、機櫃文件夾、溫度控制器
推薦產品:控制櫃空調
型號:EA300
價格:¥2250.00
地址:上海金山區
三、佛山市依懇豐機電設備有限公司
廠家簡介:佛山市依懇豐機電設備有限公司成立於2008年12月24日,是一家專門生產熱交換機以及配套設施的企業,其公司先進的生產設備和一流的技術為公司的發展墓定了堅實的基礎。
主營產品:熱泵鈑金、暖風機、冷凝器機組、蒸發器、全銅換熱器、凈化干盤管、熱交換器、換熱製冷空調設備
推薦產品:加工中央空調
型號:各種型號定做
價格:¥6800.00
地址:廣東佛山南海區
以上就是小編為大家推薦的關於在半導體製冷空調方面做的比較好的一些企業代表,他們在生產設備和技術上都是國內比較靠前的,我們在選擇這方面產品的時候可以參考小編給大家推薦的這幾家,小編還是建議大家在消費的時候先上網查閱相關信息再下訂單。