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热电制冷技术的研究现状
2019-01-10 19:09 阅读(167)
        热电制冷,又称为半导体制冷和温差电制冷等,是建立在帕尔贴(Peltier)效应基础上的一种制冷技术。早在20世纪30年代热电制冷技术就已经出现了,但由于效率过低,未得到实际应用。直至20世纪50年代,因热电材料的迅猛发展,热电制冷器才逐步走向实际应用,由于热电制冷技术不可替代的优点,因而在军事、航空、航海、科研、医疗、化工、日常生活等领域得到了的广泛应用。而20世纪90年代CFCS制冷工质全球性的禁用和热电材料技术的发展更进一步促进了热电制冷技术的应用和研究。
       在热电制冷循环的最佳工作状态的研究方面,沙亚西从工程经济性角度分析了热电制冷最佳工作电流密度选择的方法,其方法的可行性也通过计算和实验加以证明。杨玉顺等应用热力学方法分析了热电制冷循环中获得最大制冷系数、最大制冷量和最大制冷温差的条件,并给出了按最大制冷系数和按最大制冷量两种不同要求时的最佳特性参数选择原则。陈晓航等以制冷系数和制冷率作为目标函数分析热电制冷器的性能特性,进而确定工作电流的最佳范围,最终确定热电制冷器的内部结构参数,以达到优化设计的目的。文献采用数值计算或实验研究的方法证明最佳电流处于最大制冷系数和最大制冷量两种工况下所输入的电流之间。   
       在热电系统结构优化的研究方面,Cheng等采用遗传算法确定热电偶臂的最佳尺寸以达到热电制冷器的最优化设计。同样,文献都表明器件的几何尺寸对其性能的影响,并给出合理选择相关参数的设计方法。文献研究了系统热端的散热强度对其性能的影响,实验表明,在一定范围内,良好的热端散热可以使系统的性能系数大大提高,可见热端优化设计的重要性。HoSung Lee提出无量纲分析的方法来优化热电制冷装置的设计。Zhou等提出了装置最优化设计通用的理论模型,并指出冷热端有限的总传热系数的合理分配可以获得最大的COP及制冷量。
 

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