无量纲优值对热电制冷系统性能影响分析

建立了无量纲稳态系统热力学模型。并用该模型分析了优值系数对系统性能的影响,优值系数是热电制冷器性能的内在制约,散热和温度条件则是热电制冷性能的外在制约,无量纲优值体现了二者对系统的影响。热电制冷系统的特殊优势再度受到人们关注,但在热电材料优值系数受到限制的现实条件下,热电制冷系统在能效上是难以与压缩式制冷空调系统比较的。     

影响热电制冷性能的关键因素及其分析

在忽略汤姆逊效应的情形下,推导出热电制冷臂的传热微分方程,利用数值模拟的方法,分析了在不同工作电流下各种热电效应的影响,及工作电流和冷、热端换热系数3种因素对热电制冷性能的综合影响。分析了3种因素对热电制冷性能的影响程度与顺序,发现电流是最关键的影响因素,且需要较低制冷温度时可提高冷端换热系数,需要较大制冷量或制冷系数时可适当提高热端换热系数,但冷、热端换热系数对制冷性能的影响存在一个最优值。提出了热电制冷器件的设计和应用的优化工况及方案,在提高制冷性能的同时节约了成本。     

微型热电制冷器非稳态特性的热电模拟研究

在微型热电制冷器应用中,精密恒温器、医疗仪器、电子控制元件等的快速制冷以及在环境条件变化情况下的适应性调节,都体现了非稳态研究的重要价值.介绍了一种利用等效电路网络思想来研究微型热电制冷器非稳态特性的方法.首先基于热电模拟思想,建立了微型热电制冷器的等效电路模型,该模型综合考虑了结构尺寸、非控制端温度、控制端热流量、附加热阻、附加电阻、工作电流以及驱动源等因素对器件特性的影响.然后利用该模型分别分析了制冷与热泵模式下,控制端热量、非控制端温度、工作电流等运行条件随时间改变时,对微型热电制冷器非稳态工作特性的影响.并最终得出了控制端的负载、非控制端温度、工作电流等参数对控制端温度Tcs影响的基本规律,这为微型热电制冷技术的深入研究和应用提供了理论指导.     

半导体激光器在不同制冷条件下散热研究

对半导体激光器在不同制冷条件下的散热进行实验研究.通过设计温度测试系统,分别在被动制冷、单条水路主动制冷和U型回路主动制冷的条件下,测量了多个高功率LD在不同工作电流下的温度,研究了在不同制冷条件下LD温度随电流的变化,发现U型回路主动制冷条件下,LD的散热效果最好.     

太阳能半导体空调制冷装置模块化实验研究

建立了以水为热交换媒介的太阳能热电模块制冷实验系统.系统配置了双位能量存储装置,用以储存昼夜温差能和太阳光电转换电能,以备无日照或日照不足时系统能够连续工作.热电制冷装置模块化,用以适应制冷功率变化较大的空间制冷,并在制冷启动与温度维持不同阶段实现较大功率的切入或撤出.制冷模块以半导体热电元件为核心,冷热端均以导热性能良好的紫铜作为热交换材料,以热容量较大的水作为冷却液和散热循环液.热交换装置采取集合散热冷却分流的集散一体化热交换系统.对制冷模块制冷性能进行了实验分析,并对制冷效果进行了模拟实验,实验结果基本达到了设计的预期.     

延伸波长InGaAs探测器封装用二级热电制冷器性能研究

真空封装技术是延伸波长InGaAs探测器的主要封装方法之一,热电制冷器可为延伸波长InGaAs探测器焦平面提供低温环境。测试了基于真空封装技术无热负载条件下二级热电制冷器的性能,研究了二级热电制冷器在不同输入电流(功率)时冷、热端温差与热负载的关系,测试了二级热电制冷器在低温工况下的制冷性能以及二级热电制冷器处于不工作状态时的表观热导率。结果表明,热沉温度为274 K时,冷端可以达到221.4 K并实现77.5 K的冷、热端温差;当输入电流一定时,随着热负载的增加,冷、热端温差呈线性趋势减小,且斜率随着输入电流增大而增大;二级热电制冷器冷、热端温差在较高温度时更大,即制冷性能更好;当温度分别为233.1 K 和249.8 K时,表观热导率分别为11.30 W/(m·K)和8.29 W/(m·K)。     

电子器件热电制冷温度条件的优化

基于热电制冷热力学循环分析了热电制冷器正常工作的温度条件,以及两种极限工况性能受工作温度条件的制约关系。优值系数是热电制冷器性能的内在制约,散热和温度条件则是热电制冷性能的外在制约,热电制冷元件工作的温度特性与电子元件工作的理想温度条件是非常适应的。基于热电制冷的主动冷却技术对高热流密度电子集成部件的封装散热具有重大意义。     

热电制冷器制冷工作电流特性分析

随着高性能制冷CCD成像系统已经成为航天成像式探测的一个重要发展方向,热电制冷作为一种有效的电子设备冷却方法广泛用于重要部件的主动热控.为了实现热电制冷器工作电流的合理选择,在分析热电制冷机理的基础上,首先介绍了热电模块的3种工作模式(制冷、加热和热电发电),同时研究了热电偶内温度分布的一般形式,最后,在第一类边界条件...     

电子元器件热电冷却技术研究进展

在深刻分析热电制冷机理的基础上,结合国内外学者对热电制冷技术用于电子元器件热管理的理论分析,从芯片整体表面散热和局部热点消除两方面,详细介绍了集成电路芯片热电冷却实验的国内外研究进展;对芯片热电冷却技术的数值模拟与热电制冷器(TEC)的选型优化进行了详细报道;指出国内缺乏芯片热电冷却的应用研究,在芯片散热的整体研究水平上与国外仍有差距.芯片热电冷却及其表面的热管理将是今后提高电子元器件散热性能的一个重要研究方向.     

芯片冷却中热电制冷器性能的实验研究

设计了电子芯片冷却实验装置,对热电制冷器在电子芯片冷却中的冷却效果和制冷性能进行了研究。实验结果表明,不仅热电制冷片热端冷却水流量是影响冷却效果的重要因素,而且热电电流和芯片功率与热电冷却性能也有着密切的关系。实验结果对热电冷却器的最佳冷却性能的确定具有一定的参考意义。