小型熱電制冷器及溫差發(fā)電初步研究.pdf

1、熱電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)已有150年的歷史,然而,在其后近100年的過程中由于效率低下,一直沒能得到實(shí)際性的應(yīng)用。直到本世紀(jì)50年代隨著性能較好的半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn),溫差熱電技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,在較多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。溫差熱電技術(shù)根據(jù)所利用的熱電效應(yīng)不同,又可分為溫差發(fā)電和溫差熱電制冷(熱)兩大分支。由于溫差熱電制冷具有許多獨(dú)特的優(yōu)越性,如系統(tǒng)簡(jiǎn)單、無機(jī)械傳動(dòng)、無工質(zhì)運(yùn)行、調(diào)控簡(jiǎn)單精確等等,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,溫差熱電制冷(熱)日益受到重視

2、,應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展；溫差發(fā)電技術(shù)相對(duì)來說發(fā)展較慢,主要集中在軍事、航天等領(lǐng)域,而且其核心技術(shù)主要被美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家所掌握,國(guó)內(nèi)處于剛起步階段。本文在分析溫差熱電技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用瓶頸的基礎(chǔ)上,就溫差發(fā)電和溫差熱電制冷兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。
　　 首先,通過理論推導(dǎo)給出了溫差發(fā)電器件的性能參數(shù)及其計(jì)算公式,并建立熱電轉(zhuǎn)換炯效率的分析方法,進(jìn)一步完善了對(duì)溫差發(fā)電器件的性能評(píng)價(jià)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合今后的實(shí)際應(yīng)用情況,設(shè)計(jì)了溫差發(fā)電模塊的性

3、能測(cè)試平臺(tái),通過實(shí)驗(yàn)對(duì)一種新型的微型溫差發(fā)電模塊進(jìn)行測(cè)試,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,得出了冷熱面溫度、循環(huán)水流量、循環(huán)水溫以及溫差發(fā)電模塊的性能(電動(dòng)勢(shì)特性、輸出功率特性、內(nèi)阻特性、伏安特性、串并聯(lián)特性)的變化規(guī)律。
　　 其次,通過理論分析得出了溫差熱電制冷產(chǎn)冷量、制冷效率等的計(jì)算公式,并對(duì)熱電制冷的最佳特性進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上,通過自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)一種熱電芯片的制冷性能進(jìn)行了研究,得出了制冷量隨芯片工作電壓、熱端散熱方式的變化