热电制冷器是一种不用制冷剂、没有运动件的电器。它的热电堆起着普通制冷压缩机的作用，冷端及其交热换器相当于普通制冷装置的蒸发器，而热端及其热交换器则相当于冷凝器。通电时，自由电子和空穴在外电场的作用下，离开热电堆的冷端向热端运动，相当于制冷剂在制冷压缩机中的压缩过程。在热电堆的冷端，通过热交换器吸热，同时产生电子一空穴对，这相当于制冷剂的蒸发器中的吸热和蒸发。在热电堆的热端.发生电子一空穴对的复合，同时通过热交换器散热，相当于制冷剂在冷凝器的放热和凝结。
机械压缩式制冷与热电制冷系统间存在着一些类似的地方，各对应部位见图8-10。
每个系统中，最重要的是热边和冷边内能改变的方法。对于蒸气压缩循环，节流阀是使能量变化的设备。当制冷剂离开冷凝器时，它是处在高压和中等温度下的饱和液体，当制冷剂通过节流阀时，它绝热等焓膨胀。因此，制冷剂是作为低压、低温、低质量的蒸气而离开节流阀，而且处于最低的能级状态。这使制冷剂在蒸发过程中能吸收大量的热。没有节流阀，压力就不变，制冷剂的熔就不变，也就不会出现“抽热”。在热电制冷系统中的类似部分是P型和n型半导体材料中电子能量的差，假若整个系统电子能级相同，也就不会出现“抽热”。两种系统的能级图示于图8-11。
