不同热端温度条件下的两级制冷片性能分析

在热电堆数量比n及无量纲电流j变化的条件下,对两级热电制冷器在不同热端温度T_h条件下进行性能分析.通过分析不同热端温度条件下净制冷量q^*和制冷系数COP的表达式,对参数n,j进行优化,给出了不同优化要求条件下n,j的取值范围.     

太阳能半导体制冷因素的研究及其性能优化

以探讨影响太阳能半导体制冷因素为主线,对太阳能半导体制冷性能进行了优化探讨.分析了太阳能半导体的应用前景和工作原理.对影响太阳能半导体制冷性能的因素包括太阳辐射强度、太阳能电池板的光电转换效率、半导体制冷热端散热方式、半导体制冷系统的设计工况、蓄电池的工作状态、半导体制冷电臂的结构以及热电材料的优值系数进行了系统分析.对太阳能半导体制冷系统提出了一些建议和优化措施.     

半导体制冷效率及空间冷量传递特性试验研究

半导体制冷效率的大小取决于热电堆冷热端的温差,而强化热端的散热与强化冷端的冷量散发有利于降低热电堆冷热端的温差,从而提高半导体的制冷效率。本文探讨了由半导体冷端提供准量进行制冷的空间温度在自然对流和强制对流状态下随时间变化的规律。结果表明强制对流有助于冷量的传递和制冷效率的提高。     

小型水冷半导体制冷箱的初步设计

基于半导体制冷原理,在半导体热电堆的最优工况下,选择最佳散热方式水冷散热,对小型半导体制冷箱进行设计.使其在最优工况下工作,即可获得较大的制冷量,又可消耗较小的功率,从而降低其功率及成本,使综合效益达到最优状态,从而提高了半导体制冷箱的制冷性能.     

热电制冷过程中散热强度对制冷参数的影响分析

对热电制冷电偶对进行传热分析，得到了热电制冷性能与热端散热强度之间的微分方程，在第三类边界条件下进行求解可得到热电制冷性能与热端散热强度之间的解析关系式，经过对其进行数值计算和求解，得出了散热强度对热电制冷性能影响的曲线，由此得出：随着散热强度的不断增强，热电制冷的性能逐渐提高，当热端散热强度增加到一定值后，散热强度的增加对制冷性能的影响就趋于缓慢，从经济性考虑，热电制冷中存在最佳热散热强度，不可能无限制地通过提高热端散热强度来改变热电制冷的制冷性能，所以，在实际应用中应合理优化设计和改进热端散热系统。     

密闭空间串联式两级热电制冷器瞬态特性分析

综合考虑包括汤姆孙效应在内的热电材料内部效应,建立工作在绝热表面空间内和非绝热表面空间内的串联式两级热电制冷器计算模型,通过分析冷热端温度、级间温差等参数的瞬态变化对两级热电制冷器性能的影响,得到了制冷空间温度、制冷量、制冷系数等性能参数随时间的变化规律. 分别改变输入电流、热电偶数量和热电偶分配比,对比分析了2种模型的最低制冷温度、降至稳定温度耗时、制冷量和制冷系数的变化规律. 结果表明,与相同条件的单级热电制冷器相比,两级热电制冷器降温所需时间较长但可达到更低的制冷温度;适当增大电流可以有效减少制冷耗时,且存在最佳电流、最佳热电偶数量和最佳热电偶分配比,分别使制冷空间温度最低,制冷器制冷系数最大.     

半导体冷藏箱热端最佳散热方式的实验研究

从提高半导体冷藏箱制冷效率入手,通过对小型半导体蓄冷箱热端散热情况分析,建立了热端散热实验系统.分别对风冷散热、热管散热、热管与风冷组合散热三种散热方式进行了综合实验研究.分析其散热方式的特点及优势,研究在不同散热方式下冷藏箱制冷性能,找出使冷藏箱整体运行效率达到最优的散热方案,对今后半导体冷藏箱热端散热的进一步优化起到了重要的推动作用.     

基于热电原理的太阳能制冷箱的设计

为了提高太阳能的利用率,设计了一种基于太阳能的设计方案,通过利用太阳能板,吸收太阳能转变成电能,再利用热电原理实现制冷箱的制冷医用需求,详细阐述基于太阳能的热电制冷方案、设计原理、设计方案,对制冷箱中所选取的半导体材料和制冷端的换热方式进行了深入的研究,最后对太阳能制冷箱的制冷性能进行了详细分析．     

不同热端温度对低温热电制冷试验箱制冷性能的影响

为优化低温热电制冷试验箱的制冷效率及降低其冷热端温差,理论计算了热电制冷片热端温度为56.18℃和27.31℃时电流、电压、冷热端温差对试验箱制冷性能的影响。建立了三维数学传热模型,模拟了3种热电制冷片布置方式对制冷箱温度分布的影响。结果表明：当热端温度由56.18℃降至27.31℃时,低温热电制冷试验箱的制冷量由150.2 W降至139.5 W,制冷系数由4.41降至3.09,冷凝温度由-22.30℃降至-41.90℃。可见,热电制冷片热端温度的降低能够获得更低的冷凝温度,较高的热端温度拥有较好的制冷性能。     

风冷半导体空调的散热问题

设计由两组半导体模块组成的半导体空调系统,整个系统输入功率为170 W,制冷空间为600 mm×600 mm×600 mm,性能系数COP为0.62.实验结果表明,制冷实验20 min后,制冷空间的温度下降了11℃.同时探讨不同储冷块对实际制冷量的影响,结果表明,半导体热电堆存在合适的储冷块厚度.TEC1-12708型半导体制冷片在12 V、2.8 A工况下运行时,储冷块厚度为10 mm时可以得到较大的实际制冷量.     

热电制冷装置在船用空调系统中的应用

人工高效多晶体半导体的出现以及获得高优值系数半导体技术的进步，促进了热电制冷的广泛应用，其中包括在船舶上的应用。介绍了热电式制冷元件的热电特性，制冷原理和热电多制冷机在船用空调系统中的应用及其发展前景。     

热电制冷口杯底部传热设计

为提高热电制冷口杯的加热与制冷效率,分析了热电制冷片三种布局下的传热效果,然后对口杯底部传热进行了设计.采用该设计将有利于在口杯上实现加热与制冷的双重功能.     

半导体温差发电器的热力学准则和性能参数

应用非平衡态热力学和有限时间热力学理论,导出了半导体温差发电器输出功率和效率的一般表达式;兼顾输出功率和效率,给出了半导体温差发电器优化性能的热力学准则;分析了效率随塞贝克系数与汤姆孙系数之比的变化,指出塞贝克系数与汤姆孙系数之比是半导体温差发电器的一个重要性能参数.     

药品配送冷藏箱制冷技术现状及关键技术

医药行业是关系到国计民生的行业.药品能够顺利发挥治病救人的作用,除了药品自身性能优异之外,良好的储藏输运环境也十分重要.药品在配送过程中需要处于适宜的温湿度环境中,以确保其活性.对此,需要配备专业设计的药品配送储藏箱完成药物的冷链配送.介绍并对比了冷藏箱三种主要的制冷方式:半导体制冷、相变蓄冷和蒸汽压缩式制冷,认为半导体制冷相较于其他两种方式,温度调控更精确,无需制冷剂则无污染,制作工艺相对成熟,是较好的制冷手段.同时结合近年来中外文献,介绍了药品配送冷藏箱的发展状况,从能源供给、外界环境、内部气流和除湿除霜四个方面归纳冷藏箱设计要点,并提出了药品配送冷藏箱的发展方向.     

小空间半导体制冷的实验研究

在对半导体制冷实验研究的基础上,模拟小空间(1m3)的制冷环境,对影响半导体制冷的因素进行了讨论.实验结果表明,半导体热电堆两端的散热器和散冷器的结构是影响半导体制冷效率的一个很重要的因素,热电堆的工作电压和电流与制冷效率也有着密切的关系.该研究结果对半导体制冷技术在实际空调系统的进一步发展和应用具有一定的指导意义.     

Silicon nanowires as efficient thermoelectric materials

Thermoelectric materials interconvert thermal gradients and electric fields for power generation or for refrigeration. Thermoelectrics currently find only niche applications because of their limited efficiency, which is measured by the dimensionless parameter ZT-a function of the Seebeck coefficient or thermoelectric power, and of the electrical and thermal conductivities. Maximizing ZT is challenging because optimizing one physical parameter often adversely affects another. Several groups have achieved significant improvements in ZT through multi-component nanostructured thermoelectrics, such as Bi(2)Te(3)/Sb(2)Te(3) thin-film superlattices, or embedded PbSeTe quantum dot superlattices. Here we report efficient thermoelectric performance from the single-component system of silicon nanowires for cross-sectional areas of 10 nm x 20 nm and 20 nm x 20 nm. By varying the nanowire size and impurity doping levels, ZT values representing an approximately 100-fold improvement over bulk Si are achieved over a broad temperature range, including ZT approximately 1 at 200 K. Independent measurements of the Seebeck coefficient, the electrical conductivity and the thermal conductivity, combined with theory, indicate that the improved efficiency originates from phonon effects. These results are expected to apply to other classes of semiconductor nanomaterials.     

新型半导体温差发电器的优化设计

提出一种新型的半导体温差发电器,以效率和输出功率为目标函数分析其性能特性,计算在不同情况下温差发是电器的最大效率和输出功率,进而优化温差发电器的内部结构,确定工作电流的最佳范围,所得结果可为新型的半导体温差发电器的优化设计和最佳运行提供有价值的理论指导,可促进半导体温差发电器的进一步开发和在不同高新科技领域中的应用。     

Research of refrigeration system for a new type of constant temperature hydraulic tank

Different from the traditional hydraulic oil cooling method,a new type of constant temperature oil tank cooling system based on semiconductor refrigeration technology is designed. This paper studies the principle of semiconductor refrigeration and establishes a heat transfer model. Semiconductor cooler on piping refrigeration is simulated,and influence of the parameters on the outlet temperature,such as pipe pressure difference of inlet and outlet,pipe length,pipe radius,are gotten,and then hydraulic tank semiconductor refrigeration system is proposed. The semiconductor refrigeration system can control temperature at 37 ± 1°C.     

基于ANSYS Workbench软件的半导体制冷器性能模拟研究

利用ANSYS Workbench数值模拟软件研究了输入电压、热端温度、半导体单元属性、半导体电偶臂及级间绝缘材料属性等因素对二级半导体制冷器冷端温度、冷端冷量及制冷系数等性能的影响.研究表明:在一定范围内,保持半导体制冷器热端温度不变,冷端温度随着输入电压的增大而递减;保持输入电压不变,冷端温度随着热端温度的升高而递增;保持输入电压和热端温度不变,冷端冷量随着冷端温度的升高而递增;在冷端温度、热端温度一定时,制冷系数ε随着输入电压的增大而迅速减小;半导体单元高度的增加和单元间距的减小都可以使冷端达到更低温度;随着半导体电偶臂及级间绝缘材料属性即热导率、高度的增加,冷端温度均呈递增趋势.模拟结果与实验数据对比显示,两者具有较好的吻合性.