單級半導體制冷器制冷特性分析及研究.pdf

1、隨著半導體材料優(yōu)值系數的提高，半導體制冷技術被廣泛應用于軍事，航天，醫(yī)療，微電子領域進行快速制冷或高精度溫度控制，相比于蒸汽壓縮式制冷，半導體制冷技術具有無污染，低噪音，可靠性高，易于集成化等優(yōu)點，但是其制冷效率較低，通常單級半導體制冷器的COP在0.2-0.6 之間，遠低于蒸汽壓縮式制冷的COP值。在民用領域還無法與傳統(tǒng)制冷競爭。因此半導體制冷性能的提高，對進一步拓寬其應用領域與范圍有著重要的意義，同時有助于半導體制冷向高效節(jié)能的方向

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

3、體制冷過程中的非穩(wěn)態(tài)傳熱特性，提出一種基于半導體冰箱的仿真模型，對半導體冰箱在不同輸入電壓，熱負載工況下非穩(wěn)態(tài)特性進行了數值模擬，隨后作者建立半導體冰箱實驗臺，對一臺20L 半導體冰箱進行了實驗研究，與數值模擬結果進行比較，顯示兩者吻合較好。模擬與實驗結果均顯示，對一半導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，半導體制冷器性能受多個參數的相互影響，實際設計中不同工況下使得COP