半导体制冷器件的开发利用

半导体制冷又称“热电制冷”、“温差电制冷”,是一种采用半导体制冷元件,利用热电制冷效应的特殊制冷方式.因为其没有运动部件,也没有磨损、震动和噪声,工作可靠且不受重力影响,向小型化发展不受限制,改变电流方向可以从制冷转换到加热工况,因此,可用于电器和仪表的微型冷却或恒温装置,特别适宜于要求消除振动和噪声的工作环境,不能使用常规制冷系统的高压和水下环境,以及失重或移动的环境.尽管半导体制冷的效率较低,它已在实验技术、医疗技术、宇航、海洋和国防工程等领域得到了广泛的应用,已能达到140K低温和产生35.2KW空调制冷量,并在微型制冷装置中处于不可缺少的地位.最近,由于环境保护问题越来越受到人们的重视,半导体制冷由于不使用制冷剂,将作为取代传统的制冷剂——氟里昂的一种新型材料,其产品在民用领域的应用日显重要性.     

半导体制冷技术及其发展

半导体制冷主要是帕尔帖效应（Peltier effect）在制冷方面的应用。文章介绍了半导体制冷的原理、优点和不足。半导体制冷器由热电堆和导线组成,无任何机械运动部件,噪音低,无磨损,寿命长 具有高度的可靠性和良好的可维修性 不用制冷剂,对环境没有污染,绿色环保 不足是用于制冷时效率较低,损耗大。半导体制冷在工业、医疗卫生、军事等很多方面得到了广泛的应用。此外在电子设备的方面,半导体制冷也有着广泛的应用。     

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.     

温差发电演示仪的制作

温差发电现象最早是在金属中发现的,由于两种金属接触的温差电现象特别微弱,在很长一段时间内没有得到发展.用半导体制冷片来制作热电转换实验仪,可直观地演示半导体的热电效应,并在实验教学中应用.     

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.     

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。     

半导体制冷研究概述

半导体制冷因其无震动,无噪音、可靠性高,熟惯性小、冷量输出无级调节等优点,已成为温控执行器研究的热点之一。本文在介绍了半导体制冷的基本原理后,对目前半导体制冷的关键技术进行了简要分析和总结,包括材料、工作状态．散热方式等方面的研究进展,预测了半导体制冷后续值得关注和研究的方面。     

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.     

半导体制冷技术及其在电冰箱中的应用

阐述了半导体制冷的技术特点及其在电冰箱中的应用。半导体制冷具有许多优越性,随着半导体制冷技术的进步,其应用有着广阔的前景。     

散热方式影响半导体制冷效率的实验研究

通过几种散热方式对半导体制冷元件热端散热效果的比较,证明了可通过改善传热条件来提高半导体的制冷效率。     

半导体家用空调机

该发明产品采用半导体电堆作冷源,重力热管散热,在制冷的同时,还可供应一定数量的温水,夏天吹冷风,冬天可取暖,一机两用。已制出技术样机,欢迎参观洽谈。该机不用氟利昂作制冷媒介,无噪声,无振动,无机械磨损,使用寿命长,不需压缩机,在室内可移动,局部环境制冷比普通空调机快,功耗300W,制冷功率300大卡/时,能进     

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.     

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.     

半导体制冷元件特性参数测量及选用

提出了一种操作简便、精度好、可靠性高的半导体制冷元件特性参数测试方法，设计了专用实验装置，通过试验对不同型号半导体制冷元件的特性参数进行了对比分析．进一步将这些元件分别用于小型半导体冰箱进行制冷性能测试，并根据实验和理论分析结果提出了进一步提高半导体制冷装置效率的有效途径．     

利用半导体致冷片研制小型电冰箱

阐述了半导体制冷技术的发展和原理,应用半导体制冷技术制作了半导体冰箱,并进行了实验测试.     

关于新型半导体制冷方法的研究

本文主要介绍新型半导体制冷材料的特征及制冷方法的革新。与传统制冷技术的应用展开对比,综合考虑传统方法的优点,把半导体制冷技术推广到新兴应用领域。利用最新科学技术,开发研究微型设备。     

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。     

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.     

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.