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投入式制冷器是一種以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的電子元件
閱讀：1028 發(fā)布時(shí)間：2022-4-8
投入式制冷器也被稱為珀?duì)柼评淦?，是一種以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，可以用作小型熱泵的電子元件。通過(guò)在熱電制冷器的兩端加載一個(gè)較低的直流電壓，熱量就會(huì)從元件的一端流到另一端。此時(shí)，制冷器的一端溫度就會(huì)降低，而另一端的溫度就會(huì)同時(shí)上升。值得注意的是，只要改變電流方向，就可以改變熱流的方向，將熱量輸送到另一端。所以，在一個(gè)熱電制冷器上就可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)制冷和加熱兩種功能。因此，熱電制冷器還可以用于準(zhǔn)確的溫度控制。
為了給新用戶提供一個(gè)熱電制冷器制冷量的大致概念，我們先以一個(gè)典型的單級(jí)熱電制冷器為例。將這個(gè)單級(jí)熱電制冷器放置在散熱器上，使其保持在室溫。然后將其連接在一個(gè)適當(dāng)?shù)碾姵厣匣蛘咧绷麟娫瓷?，制冷器的冷端溫度?huì)降低到大約-40℃。此時(shí)，制冷器上將達(dá)到相對(duì)熱平衡狀態(tài)，而且制冷器兩端將達(dá)到溫差(DTmax)。如果向冷端不斷輸入熱量，冷端溫度會(huì)逐漸增加，直到與熱端溫度相同。這一時(shí)刻，制冷器會(huì)達(dá)到制冷量(Qnmax)。
投入式制冷器與傳統(tǒng)的機(jī)械式制冷器都遵循相同的熱力學(xué)法則，并且，盡管兩者的組成形式有很大不同，但是其工作原理卻是相同的。機(jī)械式制冷單元中，先使用壓縮機(jī)增加液體的壓力，使制冷劑在體系中循環(huán)流動(dòng)。然后，制冷劑在冷凍區(qū)固化，在隨后的升華過(guò)程中吸收熱量使冷凍區(qū)溫度降低。而在冷凍區(qū)被吸收的熱量被運(yùn)輸?shù)綁嚎s機(jī)，并通過(guò)制冷劑壓縮這個(gè)過(guò)程將熱量傳遞給環(huán)境。相對(duì)的，在熱電制冷系統(tǒng)中，摻雜的半導(dǎo)體材料就充當(dāng)了液態(tài)制冷劑的作用，而冷凝器被散熱器所取代，壓縮機(jī)被直流電源所取代。通過(guò)在熱電制冷器上加載直流電源，使半導(dǎo)體中的電子發(fā)生運(yùn)動(dòng)。在半導(dǎo)體材料的冷端，熱量被電子運(yùn)動(dòng)所吸收，這些電子運(yùn)動(dòng)到材料的另外一端，即熱端。由于材料的熱端連接在散熱器上，熱量也就從材料體內(nèi)傳到散熱器上，然后再被輸送到環(huán)境中。