基于SolidWorks Flow Simulation的车载半导体制冷箱的仿真分析

半导体制冷箱的制冷效率是评价制冷箱性能的重要参数,因此提高制冷效率是设计的重点。对制冷装配体与制冷箱的耦合方式进行优化,并运用SolidWorks Flow Simulation软件进行仿真分析。对比得出,在制冷装配体风扇外表面与制冷箱内壁重合、所开槽尺寸为41.7 mm×41.7 mm×20 mm、风扇为吸气时,制冷箱内温度最低。     

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.     

冷/热端散热对半导体冷藏箱性能的影响

研究了水冷式半导体冷藏箱冷端和热端传热对冷藏箱性能的影响.通过试验及计算,分析了冷藏箱性能与冷端风扇电压及热端冷却水温度的关系.冷端传热强化后,冷藏箱的耗电量几乎不变,制冷量和制冷系数增加,制冷温度及热端、冷端温度差降低,制冷性能上升.热端冷却水温度降低,耗电量、制冷量及制冷系数增加,制冷温度降低,半导体的热端、冷端温度差减小,运行性能提高.研究结果可为通过改善半导体冷端和热端传热提高半导体冷藏箱的性能提供试验和理论依据.     

基于半导体制冷片的温度控制系统的设计

设计一种用于缸外传感器工作温度调节控制的模块,使红外传感器在低温下工作,以提高红外传感器的探测性能.通过以mega16芯片为核心,以半导体制冷片为制冷元件,以PID算法为基础构建了一套半导体温度调节系统[1].实验结果表明,半导体制冷温度控制系统能够为红外探测器提供所需的工作温度.     

冷/热端散热对半导体冷藏箱性能的影响

研究了水冷式半导体冷藏箱冷端和热端传热对冷藏箱性能的影响.通过试验及计算,分析了冷藏箱性能与冷端风扇电压及热端冷却水温度的关系.冷端传热强化后,冷藏箱的耗电量几乎不变,制冷量和制冷系数增加,制冷温度及热端、冷端温度差降低,制冷性能上升.热端冷却水温度降低,耗电量、制冷量及制冷系数增加,制冷温度降低,半导体的热端、冷端温度差减小,运行性能提高.研究结果可为通过改善半导体冷端和热端传热提高半导体冷藏箱的性能提供试验和理论依据.     

与蒸发冷却相结合的半导体制冷装置性能分析

研究一种蒸发冷却与半导体制冷相结合的空调系统.按照测量冷热端进出水温度,推导公式计算的方法,得出了其不同工况下半导体制冷装置的制冷系数、制冷功率与电流的关系.实验结果表明,该半导体制冷片的最佳工作电流为3至4A,此时制冷系数最高可达4.2,得出了串联工况下略优于并联工况,水流量大略优于水流量小的结论.四组该半导体制冷装置与蒸发冷却设备相结合即可满足20m2空调区域的需求.     

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.     

大功率半导体激光器恒温系统

采用半导体制冷和风冷混合制冷的方式对大功率半导体激光器进行恒温工作控制.通过实验研究半导体激光器的工作温度保持在45℃以内,控温精度在±0.1℃的状态下稳定工作,半导体激光器输出功率达到15.28W.     

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．     

基于半导体制冷的热电偶实验仪

介绍了半导体制冷片的基本结构,基于半导体制冷片和单片机设计了热电偶温度特性研究实验,设计完成了温度特性研究系统的硬件电路和软件构造,探讨了单片机和半导体制冷片在物理实验中的应用。该实验平台具有很好的扩张性,可用于设计组成各种温度控制类的实验内容。所完成的温度特性研究实验系统具有集成度高、体积小、使用方便等特点。     

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.     

基于半导体制冷的大功率LED温度控制系统

采用半导体制冷技术对大功率LED主动散热,设计并搭建了以微控制器(STC89C52)和半导体制冷器(TEC1-12703)为核心的大功率LED温度控制系统,实现了温度的测量、显示、设置及控制。该温控系统的控制部分输出不同占空比的PWM波,控制半导体制冷片驱动电流的大小,从而达到不同的制冷效果,完成温度控制。实验结果表明,当环境温度为22~25℃时使用该系统对7×3 W的LED模组进行温度控制,可使LED模组的基板温度稳定在40~70℃。LED基板的上、下极限温度分别设置为64℃和65℃时,实际制冷所消耗的功率只有LED工作功率的27%。该系统制冷速度可达14℃/min,温度波动仅为±0.5℃,满足LED散热的需要。     

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.     

高温水环境下摄像头机芯的半导体冷却结构和实验研究

在核电厂换料水池高温区域的视频检查中,摄像头机芯放热和外界热传导可能导致机芯因工作环境温度过高而停机.为解决此问题,就半导体制冷片在高温(55±3)℃水环境下对摄像头的制冷效果进行了实验研究,通过试验得到了制冷片工作电压对制冷效果的影响.在此基础上对比分析了不同散热器的降温效果.研究结果表明,半导体制冷片的应用可以有效控制(55±3)℃水环境下摄像头工作环境温度,从而解决了核电厂换料水池高温区域视频检查摄像头的停机问题,为核电厂高温水下视频检查提供可靠的技术支持.     

太阳能在汽车辅助空调系统中的应用

针对夏日户外停车时,车内温度迅速上升这一问题,提出了利用太阳能作为能源驱动汽车的辅助空调系统方案.首先介绍了车内气流管理控制系统,通过该系统控制驱动风扇,使室内外空气流通达到温度平衡;其次利用太阳能半导体制冷技术,设计车载半导体制冷空调;最后对这两种辅助温控系统做了比较.     

单级低温系统性能实验研究

对制冷工质进行了比较分析,选择了制冷工质。在此基础上构建了低温保存箱制冷实验系统,并对该制冷系统的工作特性和保存箱的温度特性进行了测试。实验结果表明,利用R404A作为制冷循环工质,系统启动后1.7h,保存箱内的环境温度下降到-43℃,达到了设计要求,系统工作稳定、可靠。     

基于H桥驱动电路的半导体制冷片恒温控制系统

设计了一种以单片机HT46R47为核心,半导体制冷片为发热制冷体的智能恒温控制系统.通过H桥驱动电路控制半导体制冷片进行加热或制冷,实现了自动恒温控制.     

基于Kinetis K60的冰箱制冷系统设计

以冰箱制冷系统设计为研究目标进行系统硬件电路及温度控制系统设计.硬件系统包含Kinetis K60模块、DS18B20数字温度传感器模块、继电器模块、OLED液晶屏显示模块、出口级HT064189类半导体制冷片及电源等,软件包含不同控制子程序.控制系统可以实现温度设定、温度显示、开关制冷模式、温度处理等功能,其中温度处理主要是采用最小二乘法原理对采集到的温度进行线性拟合.该系统也可应用于车载冰箱、饮水机、恒温箱等电子系统设计中.     

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。     

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。