熱電式冷凍系統(tǒng)(Thermoelectric Refrigeration System)
1820年德國物理學家西百克(Seeback)發(fā)現(xiàn)二塊不同的金屬以導體接在一起,從一端加熱,另一端產(chǎn)生電壓(Electric Voltage)如下圖所示,如以導線構(gòu)成回路,則有電流產(chǎn)生,并從產(chǎn)生電壓端發(fā)現(xiàn)有熱放出。此種由熱生電之現(xiàn)象,稱之為西百克效應(Seeback Effect)。
通電正極端之半導體稱為“P”,負極端稱為“N”特別注意“P”“N”并非表示電流正負二極,僅為二塊不同之半導體之表示符號而已。P,N各一時稱為一組熱電偶(Thermoelectric Couple),二組以上熱電偶串聯(lián)在一起時稱為復電偶(Module)。
如將皮爾物效應之吸熱端旋轉(zhuǎn)于冷房中,放熱端放置于室外,則通直流電后,吸熱端即在冷房中吸熱傳遞至室外散熱端排除,而達到了熱傳遞的目的,產(chǎn)生冷房中的冷凍效果。傳導熱量的媒介物即為電子,故此系統(tǒng)即稱熱電式冷凍系統(tǒng),又稱電子冷凍系統(tǒng),如下圖即為熱電偶之電子冷凍系統(tǒng)懷得電偶之電子冷凍系統(tǒng)。直接通以直流電即可使用,如通過交流電源時,必須要加整流器(Rectifier)將交流變成直流方可使用。將一溫度控制器置于冷房中,直接控制電源即可調(diào)節(jié)冷房順的溫度。
熱電式冷凍系統(tǒng)所采用的半導體為含能量較大的金屬合金或氧化物,使用時為降低電阻截面積相當?shù)拇?,目前一般所采用的為碲(Te)、鉍(Bi)、硒(Se)、銻(Sb)。
優(yōu)點:
(1)使用簡單,占地面積較少。
(2)無活動部分,故不會發(fā)生摩擦、振動及噪音。
(3)壽命較長,除非半導體使用不當受到?jīng)_擊或流過太大之電流。
(4)保養(yǎng)容易。
(5)若改變電流方向,則改變吸放熱端,故可作冷卻或加熱之系統(tǒng)用。
(6)除霜方便,僅改變電流之方向即可除霜。
缺點:
(1)相同容量時,此壓縮機冷凍系統(tǒng)成本高。
(2)功率系數(shù)較壓縮系統(tǒng)為低。
熱電式冷凍系統(tǒng)應用廣泛,如冰箱、工業(yè)電視攝影機冷卻管、光電測定裝置,以及潛水艇中之空氣調(diào)節(jié),并開始發(fā)展到控制各種電子裝備的溫度(如電腦、航空電子裝置等)。
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