半导体制冷器优缺点及应用
作者:小编 | 发布时间: 2021-01-31 | 次浏览
随着科学技术的迅猛发展,半导体致冷器件的材料体系、掺杂种类与浓度、制造工艺等技术性难题被攻破。在国内已有陶瓷工艺方法制备半导体制冷材料的技术,据鉴定,通过该技术研制的材料性能指标处于国际先进水平。另外,具有我国自主知识产权的高效半导体热电元件,其优值系数已在原来的基础上,成倍增长,可以超过 13×10-3K。现在高效的半导体制冷器在温差 50~C时,制冷系数大于3,制冷效率还能高于压缩机制冷。
如今技术的发展使半导体制冷的优势重新显现出来。半导体制冷是一种固体制冷方式,它是靠空穴和电子在运动中直接传递热量来实现的。与压缩机制冷系统相比,没有机械转动部分,无需制冷剂,无 噪声,无污染,可靠性高,寿命长,而且可电流反向加热,易于恒温控制等等。由于元件本身性能得到改进,以前认为是不可能应用这一技术的冷冻箱及 100L以上的冷藏箱,如今也能应用了。半导体冷藏柜等产品在数十年前还只是一个梦想,现在已完全进入到了实用阶段。
不过半导体制冷突出的优势,还在于可实现微小型制冷,功率可做到1W以下,且极轻极小(<50ram 3,<1g),传统的机械式压缩制冷难以替代。比如现在半导体激光器和个人电脑的CPU冷却系统中已经开始应用这一技术。半导体制冷在许多特殊应用领域具有广阔的应用前景。
此外,半导体制冷器件可以用来制作其他许多小家电产品,如帐内小空调、汽车小空调、冷暖机、除湿器、冷饮杯、制冰机、冷暖饮水机、冷暖床垫、空调椅、鱼缸水温调节器、各类芯片制冷器等。
那么,半导体制冷片存在哪些优缺点呢?
半导体制冷片图册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。
通过以上分析,半导体温差电片件应用范围有:制冷、加热、发电,制冷和加热应用比较普遍,有以下几个方面:
1、军事方面:导弹、雷达、潜艇等方面的红外线探测、导行系统。
2、医疗方面;冷力、冷合、白内障摘除片、血液分析仪等。
3、实验室装置方面:冷阱、冷箱、冷槽、电子低温测试装置、各种恒温、高低温实验仪片。
4、专用装置方面:石油产品低温测试仪、生化产品低温测试仪、细菌培养箱、恒温显影槽、电脑等。
5、日常生活方面:空调、冷热两用箱、饮水机、电子信箱等。