熱電制冷系統(tǒng)性能優(yōu)化及水冷熱電空調(diào)的實驗研究.pdf

1、熱電制冷技術(shù)憑借其制冷迅速、負荷可調(diào)性強、環(huán)境友好等特性，己成功應(yīng)用于航天、軍事、電子等領(lǐng)域。如今以環(huán)保和節(jié)能的緊迫性為背景，借助新材料和其它相關(guān)技術(shù)的滲透和促進，熱電制冷技術(shù)迎來了新的發(fā)展機遇和動力，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。但熱電制冷技術(shù)的研究目前主要集中于提高熱電材料的性能上，而針對系統(tǒng)性能優(yōu)化尤其是運行參數(shù)的研究相對欠缺，這制約著熱電制冷技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。 本文對理想熱電制冷系統(tǒng)建立了無量綱熱力學(xué)模型，結(jié)合模型分析了優(yōu)值系數(shù)、工作

2、電流和熱、冷端溫度比值三個基本參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響，并基于目前熱電材料性能及系統(tǒng)運行溫度范圍，討論了理想系統(tǒng)最大制冷量和最大制冷效率工況，對實際系統(tǒng)設(shè)計工況的選擇給出建議。 論文對實際熱電制冷系統(tǒng)的分析，通過引入了冷、熱側(cè)熱阻、熱媒流量及熱媒初始溫度三個實際運行參數(shù)，建立了完善的系統(tǒng)熱力學(xué)穩(wěn)態(tài)模型。在統(tǒng)一的冷、熱側(cè)換熱條件下，數(shù)值研究了各運行參數(shù)對熱電制冷系統(tǒng)性能的作用。 搭建了水冷熱電空調(diào)實驗系統(tǒng)，詳細介紹了實驗裝置四

3、大部件的設(shè)計選型，研究實驗系統(tǒng)各運行參數(shù)與性能參數(shù)間關(guān)系，并利用實驗測試值驗證了模型的可靠性。 研究結(jié)果表明，提高熱電材料優(yōu)值系數(shù)z和降低熱、冷端溫度比值t，可提升制冷效率和制冷量并同時擴大系統(tǒng)工作電流區(qū)域，并且優(yōu)值系數(shù)、溫度比值均對制冷效率的影響更大；與系統(tǒng)冷側(cè)相比，熱側(cè)換熱能力的完善更有利于提高系統(tǒng)性能，并在較高輸入功率時有助于制冷量的釋放，較低輸入功率時有助于制冷效率的提高；就水冷熱電空調(diào)制冷工況而言，基于目前熱電模塊性能