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熱管理技術
熱管理技術
熱管理技術是在塞貝克、珀爾帖、湯姆遜效應及其他一些現象的基礎上,對一個系統的熱量或者溫度進行管理,例如熱電致冷。
技術發展路線 技術設備能力
FerroTec,作為一家集研發、生產、銷售于一體的熱電半導體致冷器制造商,致力于為全球客戶提供整體熱解決方案。經過近三十年的發展,已成為一家全球化的熱電半導體致冷器及其組件供應商。

 熱電制冷器:

也被稱為珀爾帖制冷器,是一種以半導體材料為基礎,可以用作小型熱泵的電子元件。通過在熱電制冷器的兩端加載一個較低的直流電壓,熱量就會從元件的一端流到另一端。此時,制冷器的一端溫度就會降低,而另一端的溫度就會同時上升。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,在一個熱電制冷器上就可以同時實現制冷和加熱兩種功能。因此,熱電制冷器還可以用于精確的溫度控制。

 

 珀爾帖效應:

當在兩個節點T1和T2輸入一個電壓Vin,回路中會產生一個相應的電流I。接頭A處的熱量會被吸收,從而產生一個微弱的制冷現象,而在另一個接頭B處,隨著熱量流入,溫度會升高。鑒于這個效應是可逆的,所以如果將電流反向,熱流的方向也隨之反向。珀爾帖效應的數學公式可以表示成左圖一。

Qc或者Qh=pxy×I

其中,pxy代表兩種材料x和y的珀爾帖系數之差,單位是V;

I是電流,單位是A;

Qc和Qh分別代表制冷和加熱的速率,單位是w。

隨著電流的流動,導體中同時也會產生焦耳熱,大小可以用I2R(R是電路中的電阻)表示。這個焦耳熱效應與珀爾帖效應相反,將導致制冷器制冷效果的降低。

 

熱電制冷結構:實際應用中的熱電制冷器一般包括兩個或多個半導體電偶臂。使用導電和導熱性都比較好的導流片串聯成一個單體。而一個熱電制冷器一般是由一對或者多對這樣的單體重復排列而成,從電流通路上看,呈串聯方式;從熱流通路上看,呈并聯方式。這些單體和導流片通常都被安裝在兩片陶瓷基板之間。這些基板的作用是將所有的結構機械性的連接在一起,并且保持每個單體與其它結構和外界焊接面之間相互絕緣。 上圖所示的模型里面有兩對p型和n型電偶臂,也就是說有兩對溫差電偶對。在熱電制冷的過程中,熱流(被實際吸收在熱電制冷器里面的熱量)正比于制冷器上加載的直流電流的大小。通過0到最大值之間調整加載電流的大小,可以調整和控制熱流和溫度。



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