热电式冷冻系统(Thermoelectric Refrigeration System)
1820年德国物理学家西百克(Seeback)发现二块不同的金属以导体接在一起,从一端加热,另一端产生电压(Electric Voltage)如下图所示,如以导线构成回路,则有电流产生,并从产生电压端发现有热放出。此种由热生电之现象,称之为西百克效应(Seeback Effect)。
通电正极端之半导体称为“P”,负极端称为“N”特别注意“P”“N”并非表示电流正负二极,仅为二块不同之半导体之表示符号而已。P,N各一时称为一组热电偶(Thermoelectric Couple),二组以上热电偶串联在一起时称为复电偶(Module)。
如将皮尔物效应之吸热端旋转于冷房中,放热端放置于室外,则通直流电后,吸热端即在冷房中吸热传递至室外散热端排除,而达到了热传递的目的,产生冷房中的冷冻效果。传导热量的媒介物即为电子,故此系统即称热电式冷冻系统,又称电子冷冻系统,如下图即为热电偶之电子冷冻系统怀得电偶之电子冷冻系统。直接通以直流电即可使用,如通过交流电源时,必须要加整流器(Rectifier)将交流变成直流方可使用。将一温度控制器置于冷房中,直接控制电源即可调节冷房顺的温度。
热电式冷冻系统所采用的半导体为含能量较大的金属合金或氧化物,使用时为降低电阻截面积相当的大,目前一般所采用的为碲(Te)、铋(Bi)、硒(Se)、锑(Sb)。
优点:
(1)使用简单,占地面积较少。
(2)无活动部分,故不会发生摩擦、振动及噪音。
(3)寿命较长,除非半导体使用不当受到冲击或流过太大之电流。
(4)保养容易。
(5)若改变电流方向,则改变吸放热端,故可作冷却或加热之系统用。
(6)除霜方便,仅改变电流之方向即可除霜。
缺点:
(1)相同容量时,此压缩机冷冻系统成本高。
(2)功率系数较压缩系统为低。
热电式冷冻系统应用广泛,如冰箱、工业电视摄影机冷却管、光电测定装置,以及潜水艇中之空气调节,并开始发展到控制各种电子装备的温度(如电脑、航空电子装置等)。
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