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半导体制冷与机械压缩式制冷的比较

   2020-05-08 子琪2570
核心提示:半导体制冷器是一种不用制冷剂、没有运动部件的电器。它的热电堆起着普通制冷压缩机的作用,冷端及其热交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。

    半导体制冷器是一种不用制冷剂、没有运动部件的电器。它的热电堆起着普通制冷压缩机的作用,冷端及其热交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,这相当于制冷剂在蒸发器中的吸热和蒸发。在热电堆的热端,发生电子空穴对的复合,同时通过热交换器散热,相当于制冷剂在冷凝器中的放热和凝结。


    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,每个系统中,最重要的是热端和冷端内能改变的方法。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,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,是绝热焙相等的节流过程。因此,制冷剂是作为低压、低温、低质量的蒸汽而离开节流阀,而且处于最低的能级状态。这使制冷剂在汽化过程中能吸收大量的热。没有节流阀,压力就不改变,制冷剂的焓就不变,也就不会出现“抽热”。在热电制冷系统中的类似部分是C型和N型半导体材料中存在的电子能量的差。假若整个系统电子能级相同,也就不会出现“抽热”。

 
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