單級(jí)半導(dǎo)體制冷器制冷特性分析及研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體材料優(yōu)值系數(shù)的提高，半導(dǎo)體制冷技術(shù)被廣泛應(yīng)用于軍事，航天，醫(yī)療，微電子領(lǐng)域進(jìn)行快速制冷或高精度溫度控制，相比于蒸汽壓縮式制冷，半導(dǎo)體制冷技術(shù)具有無(wú)污染，低噪音，可靠性高，易于集成化等優(yōu)點(diǎn)，但是其制冷效率較低，通常單級(jí)半導(dǎo)體制冷器的COP在0.2-0.6 之間，遠(yuǎn)低于蒸汽壓縮式制冷的COP值。在民用領(lǐng)域還無(wú)法與傳統(tǒng)制冷競(jìng)爭(zhēng)。因此半導(dǎo)體制冷性能的提高，對(duì)進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域與范圍有著重要的意義，同時(shí)有助于半導(dǎo)體制冷向高效節(jié)能的方向

2、邁進(jìn)。
　　 在提高半導(dǎo)體制冷器性能的研究方面，首先要確定半導(dǎo)體制冷器性能的影響參數(shù)。本文以一常規(guī)單級(jí)半導(dǎo)體制冷器為研究對(duì)象，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型求得其制冷量，COP在穩(wěn)態(tài)條件下關(guān)于各影響參數(shù)的解析解。綜合分析了解析式中各參數(shù)（電流，熱阻，尺寸因子，熱電模塊對(duì)數(shù)）對(duì)半導(dǎo)體制冷器性能的影響程度，確定了影響半導(dǎo)體制冷器制冷量和COP 值的主要參數(shù)，給出了一定設(shè)計(jì)工況下，COP 值最優(yōu)的各參數(shù)的取值范圍。
　　 接著本文研究了半導(dǎo)

3、體制冷過(guò)程中的非穩(wěn)態(tài)傳熱特性，提出一種基于半導(dǎo)體冰箱的仿真模型，對(duì)半導(dǎo)體冰箱在不同輸入電壓，熱負(fù)載工況下非穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，隨后作者建立半導(dǎo)體冰箱實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)一臺(tái)20L 半導(dǎo)體冰箱進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行比較，顯示兩者吻合較好。模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果均顯示，對(duì)一半導(dǎo)體制冷器輸入逐漸遞增的電壓可以在某一瞬態(tài)獲得相比穩(wěn)態(tài)更低的制冷溫度。
　　 本文研究表明，半導(dǎo)體制冷器性能受多個(gè)參數(shù)的相互影響，實(shí)際設(shè)計(jì)中不同工況下使得COP