半導(dǎo)體制冷與壓縮式制冷和吸收式制冷并稱為世界三大制冷方式。半導(dǎo)體制冷是從50年代發(fā)展起來的一門介于制冷技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)邊緣的學(xué)科。以下是半導(dǎo)體制冷片市場現(xiàn)狀分析。
半導(dǎo)體制冷片市場現(xiàn)狀
半導(dǎo)體制冷片,也叫熱電制冷片,是一種熱泵。它的優(yōu)點(diǎn)是沒有滑動(dòng)部件,應(yīng)用在一些空間受到限制,可靠性要求高,無制冷劑污染的場合。利用半導(dǎo)體材料的Peltier效應(yīng),當(dāng)直流電通過兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)成的電偶時(shí),在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量,可以實(shí)現(xiàn)制冷的目的。它是一種產(chǎn)生負(fù)熱阻的制冷技術(shù),其特點(diǎn)是無運(yùn)動(dòng)部件,可靠性也比較高。
半導(dǎo)體制冷技術(shù)是一門以熱電制冷材料為基礎(chǔ)的新興制冷技術(shù)。通過閱讀大量文獻(xiàn),從熱電材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、冷熱端散熱方式3個(gè)方面對半導(dǎo)體制冷技術(shù)近年來的研究熱點(diǎn)和成就進(jìn)行了總結(jié)和論述,并指出了半導(dǎo)體制冷技術(shù)的發(fā)展方向。熱電材料決定了優(yōu)值系數(shù)Z,可以從根本上提高材料的制冷性能,但研究難度較大,發(fā)展緩慢;優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地提高制冷單元的實(shí)際性能系數(shù),重點(diǎn)在于優(yōu)化尺寸因子G和熱電阻,缺點(diǎn)是實(shí)際加工工藝復(fù)雜;減小熱電偶冷熱端的溫差有利于提高制冷量,可以大幅提高制冷系數(shù),有效的散熱方式是提高半導(dǎo)體制冷效率的重要因素。
20世紀(jì)50年代以后,半導(dǎo)體材料在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。熱電性能較好的半導(dǎo)體材料使熱電效應(yīng)的效率大大提高,從而使熱電制冷進(jìn)入工程實(shí)踐領(lǐng)域并得到迅速的發(fā)展。早期出現(xiàn)的半導(dǎo)體制冷器大多是各種小型低溫和恒溫器件,如電子醫(yī)療器械、電子器件冷卻、小型冰箱等方面。后來又在核潛艇上研制了各種半導(dǎo)體制冷空調(diào)和冷藏裝置。半導(dǎo)體制冷空調(diào)器因其能效比、價(jià)格遠(yuǎn)不能與機(jī)械壓縮式、吸收式空調(diào)相比,故還不能為百姓接受,但因其所具有抗震、無泄漏、無噪音、易維修、高可靠性,目前在各個(gè)領(lǐng)域都有了廣泛的應(yīng)用,如潛艇、船舶、電子通訊車、列車空調(diào)等場合已有成功的應(yīng)用。
半導(dǎo)體制冷技術(shù)正在飛速的發(fā)展,目前國內(nèi)對半導(dǎo)體制冷技術(shù)也有進(jìn)展,已經(jīng)研制出雙內(nèi)循環(huán)儲(chǔ)冷式半導(dǎo)體交換器,它與半導(dǎo)體能源組件、散熱系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。這種交換器可以方便應(yīng)用于冰箱、空調(diào)器等制冷產(chǎn)品中,是取代機(jī)械壓縮泵和氟里昂制冷劑的綠色環(huán)保產(chǎn)品。此項(xiàng)技術(shù)在大功率半導(dǎo)體制冷復(fù)合技術(shù)方面在國內(nèi)應(yīng)屬領(lǐng)先水平。而在半導(dǎo)體制熱效率應(yīng)用方面則率先開辟了新的領(lǐng)域。
隨著低溫電子學(xué)得到迅速的發(fā)展,在多種元器件和設(shè)備冷卻上,半導(dǎo)體制冷有獨(dú)特的作用。采用半導(dǎo)體制冷技術(shù),對電子元件進(jìn)行冷卻,能有效改善其參數(shù)的穩(wěn)定性,或使信噪比得到改善,從而提高放大和測量裝置的靈敏度和準(zhǔn)確度。 半導(dǎo)體制冷器可以用直接制冷方式和間接制冷方式來冷卻電子器件和設(shè)備。
綜上所述,半導(dǎo)體制冷片利用特種半導(dǎo)體材料構(gòu)成的P-N結(jié),形成熱電偶對,產(chǎn)生珀?duì)柼?yīng),即通過直流電制冷的一種新型制冷方法。在半導(dǎo)體制冷技術(shù)的應(yīng)用中,需要因地制宜,根據(jù)不用的使用要求,設(shè)計(jì)出不用的性能,以拓展該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,可以堅(jiān)信,半導(dǎo)體制冷技術(shù)的未來會(huì)發(fā)展得越來越好,越來越廣。以上是半導(dǎo)體制冷片市場現(xiàn)狀分析。
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