半导体制冷原理.ppt

2.3.1空气制冷 图2-162
无回热空气制冷机系统图
Ⅰ-压缩机Ⅱ-冷却器
Ⅲ-膨胀机Ⅳ-冷箱图2-162示出无回热空气制冷机系统图现在进行理论循环的性能计算，单位制冷量及冷却器的单位热负荷分别是：从而可计算出循环消耗的单位功及制热系数：则上式可简化为：因为热源温度是恒值，此时比较标准循环应当是可逆卡诺循环，其制冷系数为：图2-164无回热空气制冷机实际循环图2-164中1-2s-3-4s-1为实际循环，而循环1-2a-3-4a-1可认为是只考虑换热端部温差，这样计算的实际循环的制冷系数为：由上式可以看出，在 给定的情况下，必然有一个最佳值 最大。为此对式(2-152)，求导，并令 可得：则按式(2-154)可求出最佳压力比：2.3.2热电制冷NEXT半导体材料内部结构的特点，决定了它产生的温差电现象比其他金属要显著得多，所以热电制冷都采用半导体材料，亦称半导体制冷当电偶对通以直流电I时，因珀尔贴效应产生的吸热量与电流I成正比当电流通过电偶对时，热电元件内还要放出焦耳热。焦耳热与电流的平方成正比，即：除了焦耳热以外，由于半导体的导热，从电堆热端还要传给冷端一定的热量：电偶对工作时，电源既要对电阻做功，又要克服热电势做功，故消耗的功率为2.3.2.2热电制冷的特性分析将上式对I取偏倒数，并令其等于零，就可以求出最佳电流值与其对应的最大温降:若两电偶臂的几何尺寸相同( )具有相同的导热系数 及相同的电阻率 ，则式（2-169）变为若 ，则下面再来分析电堆的制冷系数与供给热电堆的电流值的关系。将式(2-165)对电流取偏倒数，并令其等于零，得到与最大制冷系数相对应的电流及电压值式中2.3.2.3多级热电堆图2-166多级热电堆的结构型式

a)串联二级热电堆b)并联二级热电堆
c)串并联三级热电堆半导体制冷设备的特点及应用2、半导体制冷的用途2.3.3蒸气喷射式制冷循环NEXT
图2-168蒸气喷射式制冷系统的温熵图现在可根据图2-168进行理论循环的热力计算。泵功较小，如果予以忽略，则整个制冷机的热平衡式为△h2/△h1图2-169中的实验关系曲线也可用下式表示