热电热泵在非设计工况条件下的性能分析

采用直流电源模拟太阳能电池板输出不稳定电压驱动热电热泵工作,通过实验测试研究了在连续长时间工作、电压跳跃变化和极限电压工况下,热电热泵冷端温度T c、热端温度T h、冷热端温差T d的变化对其制冷/制热的性能系数(COP)的影响。结果表明,在适宜的电压范围内,热电热泵的制冷速度快、工作性能稳定且能够长时间连续工作,而制热效果明显优于制冷效果,制热效率(E h)平均高于制冷效率(E c)约0.8;热电热泵的最佳工作电压区间为2~4 V,此时的冷端温度低、制冷量大、COP值在理想范围(E c=0.87~1.89,E h=1.75~2.75);随着工作电压增高,热电热泵的冷热端温差增大,COP值减小,当电压大于8V后,冷热端温差大于45℃,COP值降至最小,工作性能较差。     

热电热泵在非设计工况条件下的性能分析

 采用直流电源模拟太阳能电池板输出不稳定电压驱动热电热泵工作,通过实验测试研究了在连续长时间工作、电压跳跃变化和极限电压工况下,热电热泵冷端温度T_c、热端温度T_h、冷热端温差T_d的变化对其制冷/制热的性能系数（COP）的影响。结果表明,在适宜的电压范围内,热电热泵的制冷速度快、工作性能稳定且能够长时间连续工作,而制热效果明显优于制冷效果,制热效率（E_h）平均高于制冷效率（E_c）约0.8;热电热泵的最佳工作电压区间为2~4 V,此时的冷端温度低、制冷量大、COP 值在理想范围(E_c=0.87~1.89,E_h=1.75~2.75);随着工作电压增高,热电热泵的冷热端温差增大,COP 值减小,当电压大于8V 后,冷热端温差大于45℃,COP 值降至最小,工作性能较差。     

电子设备热电散热器的节能优化研究

{针对环境温度对热电散热器性能影响很大的特点,对采用热电制冷系统冷却的户外电子设备散热器进行了数值模拟研究,并得出了用于设计户外电子设备热电散热器的冷热端最优热导分配比.模拟结果表明:当室外月平均气温为0~40℃时,散热器最优热导分配比为0.42~0.54;系统散热器的总热导值从30W·m/K增至50W·m/K,单片热电制冷片所承担的冷负荷从20W增至30W的情况对散热器的最优热导分配比取值影响很小.     

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。     

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。     

热电制冷的有限元模拟

影响热电制冷器性能的主要因素有热电材料、冷热端强化散热方式等,利用数值模拟技术对冷热端不同散热方式:双自然对流、冷端自然对流热端强制对流以及冷端与人体接触热端强制对流的工况下,热电偶内部通过的电流对冷端温度的影响进行分析。对比有限元模拟结果与实验结果,从中找出与理论计算产生误差的原因及实验存在的问题,得出有限元模拟技术在热端制冷器温度控制方面的可预测性。     

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.     

半导体制冷技术的研究现状及发展方向

半导体制冷技术是一门以热电制冷材料为基础的新兴制冷技术.通过阅读大量文献,从热电材料、结构设计、冷热端散热方式3个方面对半导体制冷技术近年来的研究热点和成就进行了总结和论述,并指出了半导体制冷技术的发展方向.热电材料决定了优值系数Z,可以从根本上提高材料的制冷性能,但研究难度较大,发展缓慢;优化结构设计可以有效地提高制冷单元的实际性能系数,重点在于优化尺寸因子G和热电阻,缺点是实际加工工艺复杂;减小热电偶冷热端的温差有利于提高制冷量,可以大幅提高制冷系数,有效的散热方式是提高半导体制冷效率的重要因素.     

R290/CO2自然工质低温复叠式制冷循环理论分析

介绍了低温环境下采用自然工质R290和CO2的复叠式制冷循环。分析了R290和CO2的物性特征，通过对R290／CO2复叠式制冷循环的理论分析，在一定的蒸发温度和冷凝蒸发器传热温差下，计算出循环存在最优的低温循环冷凝温度和最优质量流量比；为提高循环效率和保证循环的安全运行。应尽可能地升高蒸发温度、降低冷凝温度和减少冷凝蒸发器的传热温差，可以看出R290／CO2的复叠式制冷循环在低温制冷条件下有很好的发展前景．     

热电制冷恒温器研究

热电制冷恒温器是一种能够提供低温恒温条件的装置,被广泛应用于低温制冷、低温超导和临床医疗等领域。介绍了一种基于半导体制冷原理的小型高精度恒温器的设计过程及其温控系统的结构。系统设计分别从制冷器壳体结构和恒温控制器的优化设计入手,采取具有智能积分补偿环节的PID控制器,并在实验中实现了常温下-40～20℃的可调温范围,通过比对,调温精度与0.1℃分度的二等标准水银温度计显示值高度一致,且热负荷在25mW～3W范围内,从设定温度开始工作用时不超过10min。     

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.     

吸附机理及吸附式制冷分析

系统地阐述了固体吸附式制冷的吸附机理和吸附量方程，并在比较各种吸附量方程的基础上推荐了适合实际情况的两种吸附量方程作为研究吸附式制冷的建模方程；提出了最佳吸附周期的新概念，并对影响其大小的关键因素进行了详细地分析．     

Heat driven refrigeration cycle at low temperatures

Absorption refrigeration cycle can be driven by low-grade thermal energy, such as solar energy, geothermal energy and waste heat. It is beneficial to save energy and protect environment. However, the applications of traditional absorption refrigeration cycle are greatly restricted because they cannot achieve low refrigeration temperature. A new absorption refrigeration cycle is investigated in this paper, which is driven by low-grade energy and can get deep low refrigeration temperature. The mixture refrigerant R23 R134a and an absorbent DMF are used as its working fluid. The theoretical results indicate that the new cyde can achieve -62℃ refrigeration temperature when the generation temperature is only 160℃. This refrigeration temperature is much lower than that obtained by traditional absorption refrigeration cycle. Refrigeration temperature of -47.3℃ has been successfully achieved by experiment for this new cycle at the generation temperature of 157~C, which is the lowest temperature obtained by absorption refrigeration system reported in the literature up to now. The theoretical and experimental results prove that new cycle can achieve rather low refrigeration temperature.     

半导体制冷技术研究

本文讨论了目前制冷技术存在的问题,详尽分析了半导体制冷的特点、应用及发展动向。     

制冷在油烟净化中的应用

从油烟、有毒有害废气净化的原理入手 ,结合对当前所采取措施的细致分析 ,提出将制冷装置引入到对油烟、废气的治理和控制思想 .依据这个思想 ,对制冷装置在油烟净化中的实际应用作了初步研究 .     

Magnetic refrigeration materials

Magnetic refrigeration has drawn much attention because of its greater efficiency and higher reliability than the traditional gas-cycle refrigeration technology. Recently, a kind of new materials with a giant magnetocaloric effect in the subroom temperature range, Gd5 (Six Ge1- x)4, was discovered, which boosts the search for high-performance magnetic refrigerants. However, the intermetallic compounds Gd5 (SixGe1 - x )4 belong to the first order transition materials; their performance in practical magnetic refrigeration cycles remains controversial. In this paper the developing tendency of the refrigerants are discussed on the basis of our work.     

化学吸附制冷循环的热力学分析

在分析基本吸附制冷循环的基础上,建立了基本吸附制冷循环热力过程中的各个热量的计算表达式.针对氯化钙氨吸附制冷实验系统的两种典型工况(制冷工况和空调工况),就解吸终了温度和吸附终了温度对制冷性能的影响进行了热力计算和分析,明确了空调工况下制冷系统性能更好的原因,并对计算结果从热力学理论角度进行了分析验证.     

电磁制冷理论与技术研究

电磁制冷技术是电磁学基础理论研究的成果,随着不断的研究和实验,它将替代目前普遍采用的一些制冷技术,具有比较广阔的应用前景.     

透平膨胀制冷在高温矿井降温中的应用

高温矿井独头掘进工作面的高温热害问题,严重影响掘进工程作业进度,危害工人的身体健康,目前所采用的降温措施效果都不理想。首次提出利用井下作业所用高压空气作为制冷工质,通过透平膨胀机等熵膨胀降温,来达到降温除湿的目的。所设计的系统流程简单,技术可靠,对于解决井下高温热害问题具有重要的实用意义。开展等熵膨胀制冷技术用于井下空调系统的研究,也具有重要的学术价值。     

氨水吸收式制冷循环的分析与改进

通过对影响氨水吸收式制冷循环因素的定性和定量分析，了解这些因素变化如何影响制冷循环的ＣＯＰ值，以及如何控制这些因素的变化使制冷循环的ＣＯＰ值达到最大；并指出完全回收制冷循环的精馏热可使循环的ＣＯＰ值有较大幅度的提高。其分析结果可为今后制冷的优化设计提供帮助。