热电制冷装置与一般制冷装置的显著区别在于:不使用制冷剂,没有运动部件,重量尺寸宜于小型化,使用直流电工作。
由于不使用制冷剂,消除了制冷剂漏泄将对人体造成的毒害。在这些场合,采用热电制冷是十分合宜的。例如用在密闭的工作室内。
由于没有运动部件,在热电制冷器运行时,无噪音、无振动、无磨损。因此工作可靠,维护方便,使用寿命长。对于潜艇等特殊环境,对噪音和振动有比较高的要求,维护操作亦力求简便。热电制冷装置是比较理想的冷源。
热电制冷器的容积尺寸宜于小型化,这是一般制冷技术所办不到的。小型热电制冷器的产冷量一般在几瓦到几十瓦之间,它的效率与容量大小无关,只取决于热电堆的工作条件。微型热电制冷器的容积和尺寸是相当小的。例如可以达到零下100C℃(173K)的四级复叠式半导体制冷器,它的产冷量只有几十毫瓦,外形大小跟一只香烟盒相仿。
热电制冷装置可以通过调节工作电压来改变它的产冷量和制冷温度。作为仪器仪表的小型冷源,易于实现连续,精密的控制。如热电制冷的零点仪可以达到±0.001K的精度。大型的热电空调装置,改变电路的连接方式可以调节产冷量,低负荷时效率随工作电流减小而提高,超负荷时产冷量可成倍增加。热电制冷装置的这种机动性比较适合船舶的使用要求。
热电制冷装置使用直流电工作,对于工作电压的脉动范围有一定的要求。如果人允许的产冷量损失为1%左右,那末电压的脉动(波纹)系数(交流成分有效值与直流成分的比值)不得超过表8-1的值。
因此,最好采用蓄电池或三相全波整流电源。如果采用单相全波整流方式,必须加上滤波器才能使用。
由于热电制冷的上述特点,在不能使用一般制冷剂和制冷装置的特殊环境以及小容量,小尺寸的制冷条件下,显示出它的优越性,成了现代制冷技术的一个重要组成部分。但是,目前半导体材料的成本比较高,热电制冷的效率比较低,再加上制造工艺比较复杂,必须使用直流电等因素,这些都在一定程度上限制了热电制冷的推广和应用。
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