用半导体致冷块自制微型空调
晨怡热管华忠2008-1-3010:01:47
本人用半导体致冷块、取暖器外壳、贯流电扇、音响功放大功率管的铝散热器、水箱、电源等组装成半导体空调。它无氟、无磨损、无噪音、无泄漏、且可用蓄电池低压电直接供电。在所有移动场合使用可不用逆变器，它广泛应用于船舶、舰艇、潜水艇和需移动场合，用水来作冷媒，带走热量，管内的水排到船外，来提高效率，成本只有350元。取10块12V5A致冷块并联在一起，功率大约在600W左右(如太凉，可只用5块致冷块并联)，找一个PTC取暖器，拆开外壳，取出原PTC片，保留贯流风扇，或者用报废空调挂机外壳，再找一截合适厚度和长度的功放散热片。另用六块长方形铜板拼焊成一个大小合适的水箱，绝不能漏水(见图1)，然后把致冷块、散热器、水箱三者用口4-6颗螺丝牢牢固定在一起。接着根据暖风机外壳、固定螺丝柱的位置钻好孔，用自攻螺丝旋紧固定(不能往水箱打孔，以防漏水。在固定之前，应在致冷块两面涂上硅脂，并短暂通电，找出冷热端，作好标记)，越紧越好。然后在水箱上开2个孔，并焊上管接，再套上塑料水管，用于冷媒(水)循环，用小水泵抽排(见图2)，以达到最高效率。冬夏使用，可改变正负二极，以进行冷暖切换，很是方便。
半导体电子制冷原理
?????半导体电子制冷又称热电制冷，或者温差电制冷，它是利用"帕尔帖效应"的一种制冷方法，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。??????1843年，法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝，再将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上，通电后，他惊奇的发现一个接头变热，另一个接头变冷；这个现象后来就被称为"帕尔帖效应"。??????"帕尔帖效应"的物理原理为：电荷载体在导体中运动形成电流，由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级想低能级运动时，就会释放出多余的热量。反之，就需要从外界吸收热量（即表现为制冷）。
?????所以，"半导体电子制冷"的效果就主要取决于电荷载体运动的两种材料的能级差，即热电势差。纯金属的导电导热性能好，但制冷效率极低（不到1%）。半导体材料具有极高的热电势，可以成功的用来做小型的热电制冷器。?????经过多次实验，科学家发现：P型半导体（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型半导体(Bi2Te3-Bi2Se3)的热电势差最大，应用中能够在冷接点处表现出明显制冷效果。
通上电源之後，冷端的热量被移到热端，导致冷端温度降低，热端温度升高，这就是著名的Peltiereffect。这现象最早是在1821年，由一位德国科学家ThomasSeeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背後真正的科学原理。到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家JeanPeltier，才发现背後真正的原因，这个现象直到近代随著半导体的发展才有了实际的应用，也就是[致冷器]的发明(注意，这种叫致冷器，还不叫半导体致冷器)。下面我们来看一下半导体致冷器的结构：
??????由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成，而NP之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最後由两片陶瓷片像夹心饼乾一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好，外观如右图所示，看起来像三明治(下图为实物图)：
正视图
侧视图
?????电子冰箱简单结构为：将P型半导体，N型半导体，以及铜板，铜导线连成一个回路，铜板和导线只起导电作用，回路由12V直流电供电，接通电流后，一个接点变冷（冰箱内部），另一个接头散热（冰箱后面散热器）。
半导体电子制冷的优点为：1.结构简单，部件少，维修方便；2.无机械传动部件，无磨损，无噪音，寿命长；3.无需制冷剂制冷（压缩式和吸收式都需要），绝对环保；4.效率高，耗电量低（在100W以下，耗电量只有压缩式和吸收式的一半。
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