⑴ 散熱器十大品牌
風冷:
思民、貓頭鷹、利民、極酷凍凌、捷冷--變形金剛
TT、AVC、銀欣、Tuniq Tower 、ZEROtherm、超頻3 、華碩……
熱管風冷,當前中高端主流散熱方式
為了應付處理器不斷增長的散熱需求,散熱器的發展也日新月異,先前是以開發散熱片的材質為主導,從鋁材發展到鋁+銅,再到純銅散熱器。然而當處理器TDP達到一定高度後,僅靠改善散熱片製造原料和增加散熱器體積來提升散熱效率,很難再有提高和突破。各大生產散熱器廠家開始以散熱方式為技術變革的方向,從風冷、半導體製冷到熱管,再到水冷、水+冰冷甚至更極端的乾冷和液氮製冷。
在2003年,業界就有人提出「風冷還能堅持多久」的疑惑,擠壓熱表面,實現高低不等能量體傳遞能量,這幾乎是當時風冷散熱一致性的散熱傳導模式,普通的風冷模式確實跟不上處理器TDP發展的腳步。而當水冷散熱器剛剛顯身之時,因為其良好的散熱能力,人們似乎一下發現了新大陸,紛紛預測未來將是水冷的天下。
幾年時間過去了,水冷仍然只在少部分玩家中使用,一直未躋身主流行列。雖然從散熱性能上看還是以水冷占優勢,但是它價格偏高,安裝不易,占空間大,且安全性低,另外水(或者其它替代液體)會有變質和內部材料氧化的問題。
除水冷自身缺點以外,使它衰落的另一個原因則是熱管的出現。當熱管進入到PC領域後,傳熱材料的散熱技術獲取了突破從而令人們放棄了水冷,所以水冷的發揮空間正在逐漸變小,未來將慢慢淡出市場,熱管式風冷是目前主要的散熱方式。
值得我們注意的,就是CPU的發熱量增加速度已經放緩,預計未來3年內TDP功率超過130W的怪物級主流CPU不會再出現,而目前的熱管風冷技術已經足夠滿足CPU的散熱需求。隨著熱管產能增加與工藝的成熟,我們預計熱管散熱器的售價也會進一步下調,從目前的中高端市場進入低端市場,被更多用戶選擇。
熱管技術簡析
熱管散熱是一種利用相變過程中要吸收/散發熱量的性質來進行冷卻的技術,1963年由美國Los Alamos國家實驗室的G.M.Grover發明,並率先由IBM最初引入筆記本中。熱管的出現已經有數十年的歷史,而在PC散熱領域被廣泛採用還是近些年的事,但發展迅猛。小到CPU散熱器、顯卡/主板散熱器,大到機箱,我們都可以看到熱管的身影。
熱管具有熱傳遞速度極快的優點,安裝至散熱器中可以有效的降低熱阻值,增加散熱效率。它通過在全封閉真空管內工質的汽、液相變來傳遞熱量,具有極高的導熱性,高達純銅導熱能力的上百倍,有「熱超導體」之美稱。工藝過關、設計出色的熱管CPU散熱器,將具有普通無熱管風冷散熱器無法達到的強勁性能。
從技術角度看,熱管的核心作用提高熱傳遞的效率,將熱量快速從熱源帶離,而非一般意義上所說的「散熱」——這則涵括與外界環境進行熱交換的過程。熱管的動作溫度范圍十分寬廣。從零下200度 ~1000度均可使用熱管導熱。
熱管的工作原理很簡單,熱管分為蒸發受熱端和冷凝端兩部分(具體到產品上,受熱端就是和散熱器底座接觸的部分)。當受熱端開始受熱的時候,管壁周圍的液體就會瞬間汽化,產生蒸氣,此時這部分的壓力就會變大,蒸氣流在壓力的牽引下向冷凝端流動。蒸氣流到達冷凝端後冷凝成液體, 同時也放出大量的熱量,最後藉助毛細力回到蒸發受熱端完成一次循環。
典型的熱管是由管殼、吸液芯和端蓋組成,將管內抽到的負壓後充以適量的工作液體,使緊貼管內壁的吸液芯毛細多孔材料中充滿液體後加以密封。管的一端為蒸發段(加熱段),另一端為冷凝段(冷卻段),根據需要可以在兩段中間布置絕熱段。
◆ 燒結熱管和溝槽熱管
液體冷凝的過程會採用到毛細原理,因此毛細結構是一根合格熱管產品的核心。它主要有三個作用:一是提供冷凝端液體迴流蒸發端的通道,二是提供內壁與液體/蒸氣進行熱傳導的通道,三是提供液氣產生毛細壓力所必須的孔隙。毛細結構分為四種:絲網、溝槽、粉末燒結與纖維四種。在PC散熱器上,大部分都是溝槽與粉末燒結兩類結構,POWDER(燒結熱管)佔80% ;GROOVE(溝槽熱管)佔20%。
燒結式熱管,其毛細結構是通過高溫下銅粉燒結製造而成的。我們最常見的水介質燒結式熱管製造流程大致為:選取99.5%純度的銅粉,銅粉單體粒徑控制在75~150微米。使用工具將外徑5mm紅銅管內部清除干凈,去除毛刺,接著將銅管放到稀硫酸中使用超聲波清洗。清洗干凈之後我們將得到一根內外壁皆十分光滑、無氧化物的銅管。此時將一根細鋼棍插到銅管里(需要工具精確地將鋼棍兒固定在銅管的中央,以方便銅粉均勻填充),將銅管底部用銅片暫時封閉。接著就可以把純銅粉倒入銅管了。裝填完畢之後就可以拿到燒結爐進行燒結。在燒結過程中,溫度的把控也很重要。燒結完成之後使用一個輔助工具把銅管加緊,使用工具把鋼棍抽出即可。
嚴格按照上述流程製造的燒結式熱管,每個部分的毛細結構滲透率都應該大致相同,銅粉燒結塊分布厚度大致均勻。當我們拆開熱管仔細觀察,就可以發現該熱管的燒結工藝是否過關了。
溝槽式熱管是熱管毛細結構中比較製造簡單的一種,採用整體成型工藝製造,成本是一般燒結式熱管的2/3。溝槽式熱管生產方便,但缺點十分明顯。溝槽式熱管對溝槽深度和寬度要求很高,而且其方向性很強。當熱管出現大彎折的時候,溝槽式方向性的特性就成了致命缺點,導致導熱性能大幅度下跌。
目前市面中有些廉價的熱管散熱器,這其中也包括了某些顯卡散熱器,雖然採用了熱管,基本上溝槽式的,因此性能必然不會像高端熱管那樣優秀,不能對這種產品的散熱性能抱以過多的希望。
◆ 熱管的彎曲
熱管直通的狀態下具有最好的熱傳遞效能。但是在實際使用中,熱管經常要被彎曲。彎曲後的熱傳遞性能會出現不同程度下降,這也與工藝好壞有密切聯系。熱管彎曲有一點必須要注意:在彎曲部位要盡量保持直徑無變化,或是變化很小。如果出現嚴重形變,比如本來圓柱形的外壁變成扁平形狀,則會大幅降低熱傳導性能,因為過大的形變會導致熱管內部的毛細結構部分中斷。
溝槽熱管在這方面非常敏感,當溝槽管彎曲90度,導熱性能大降,甚至只能達到原來性能的1/2。部分採用溝槽管的散熱器甚至將其彎曲180度,那樣的效果可想而知了。而燒結式熱管在彎曲時的敏感度就小多了,雖然彎曲後性能也會有部分下降,但是並不明顯。一般高端的熱管散熱器中可以見到燒結管的身影。
如果價格非常低(雙熱管或以上)並且彎曲角度很小(最多90度)的,大多數都是採用溝槽管的。多道彎曲的都是採用燒結管(當然並不絕對,但是基本如此)。
◆ 熱管的直徑
以熱管長度均為150mm計算,經過有關權威機構測試,直徑為3mm的熱管其熱阻值為0.33(測試物體溫度變化區間60~90度)。而直徑為5mm的時候,熱阻立刻降到了0.11,已經可以滿足絕大部分場合對導熱的要求了。而當熱管直徑擴大到8mm的時候,熱阻竟然達到了0.0625,這是大部分金屬材質散熱器難以企及的熱阻。
不同直徑的熱管,最大導熱量區別有多大呢?台灣某研究所給出了一組參考數值。直徑為3mm的正品熱管,2.8個標准熱傳遞周期中只能傳遞15W(15焦耳/s)的熱量。而直徑為5mm的熱管,在1.8個熱傳遞周期最大熱量傳遞達到了45W,是3mm熱管的3倍!而8mm的熱管產品只需0.6個周期就可以傳遞高達80W的熱量。如此高的傳熱量,如果沒有良好的散熱片設計和風扇配合,很容易導致熱量無法正常發散。
顯然,熱管的直徑對傳熱有很明顯的影響,越大效果超好,目前中高端熱管散熱器中多採用6mm的熱管,也有個別是用的8mm產品。
◆ 熱管與鰭片的結合
熱管有著優秀的熱傳導能力,能將處理器的熱量很快的轉移走,但要依靠熱管那小小的散熱面積將熱量轉到空氣中是不可能,必須藉助更多的散熱鰭片。因此熱管與鰭片如何完美結合,是非常關鍵的。目前主要有兩種方式,焊接和穿fin。
熱管與鰭片最常見的連接工藝就是焊接,界面熱阻值較低,但是成本較高。比如鋁鰭片與銅熱管焊接,則需要先將熱管表面電鍍鎳,方可與鋁鰭片焊接到一起。焊接熱管的工藝都有一個很明顯的特徵,就是在熱管上方有焊孔。焊接過程中產生的氣泡和不均勻都會導致散熱效率受損。
穿Fin就是通過機械手段讓熱管直接穿過鰭片。這種工藝成本很低,工序簡單,但是對工藝本身的技術要求較高,否則很容易使熱管與鰭片之間的接觸不緊密而導致界面熱阻過高。合格的穿Fin工藝加工出來的散熱器,熱管與鰭片截面熱阻幾乎完全等同於焊接,但成本卻能大幅降低。實際上,穿Fin工藝是AVC的專利技術,使得AVC散熱器既能有強大的散熱性能,還可保持相對低廉的售價。富士康的沖壓鉚接技術與穿fin類似。
焊接與穿Fin在性能上基本沒有差別。但是在成本方面,焊接會比穿Fin高出每熱管1美元左右的幅度,所以焊接工藝的熱管散熱器價格普遍都比較高。
當前中高端風冷散熱器特點
中高端風冷散熱器,足以應付現在的主流CPU散熱需求。最顯著的特點是熱管的全面應用,並且是多熱管方式(4根以上),熱管普遍採用燒結式熱管,直徑多為6mm。除了成熟的熱管技術應用外,還有些其它特點:
◆ 側向吹風
有些事件在悄悄改變,比如散熱器風扇的安裝方式。傳統的散熱器安裝方式是風扇在頂部,氣流朝下,即垂直於CPU。現在多數在改進風道設計,風扇改為側向吹風,讓氣流的方向平行於CPU。
側向吹風的首要好處是徹底解決風力盲區,因為氣流是平行通過散熱鰭片的,氣流截面的四條邊上的氣流速度最快,而CPU的發熱點正好位於一條邊上。這樣CPU散熱底座吸收的熱量可以被及時帶走。另外一個好處是沒有反彈的風壓(通常向下吹風時,一部分氣流沖至散熱底面並反彈,這會影響散熱器內的氣流運動方向,使的熱交換的效率受到損失)。熱交換效率要高於向下吹風。
當然側面吹風的也有缺點,就是不能直接吹到到熱源——底面。所以,側面進風的關鍵就是如何盡快的把底面的熱量帶到風道。這就給熱管有了發揮的舞台,熱管+密集散熱鰭片的配置,讓底部的熱量盡快傳遞到散熱鰭片上。
⑵ 手機散熱器哪個好
第一名:YDP手機製冷器
此款散熱器,是全網首款採用雙風扇的半導體製冷器。採用了63組製冷晶體,其擁有強大的製冷性能外,搭配雙5000轉強力散熱風扇,四面都可出風,性能非常穩定,快速降溫只要1S。機身小巧,。使用效果最低溫度達到0.1攝散慎氏度,非常不錯的半導體散熱器。
第二名:小米手機散熱器
小米「散熱設備」內含有製冷晶片,合金散熱柱,機身搭載5葉扇。原理是通電後風扇啟動,兩側風道引流加持,讓整個機身實現空氣循環,來降溫內部的製冷晶片,通過貼在手機背部的方式去逐漸降溫。但不足的是製冷晶片本身背後大量的發熱需要通過背部風扇排出,排風口正好就對著我的雙手,機身過寬不方便使用,齊能達到2攝氏度。也是非常不錯的手機散熱器。
第三名:第一衛手機扇熱器
這一款整體使用方式和上一款一樣,一面吸熱,一面散熱。外觀上多了些科技感。不同的是散熱區域的面積比上一款小了,所以雖能製冷,但是因為散熱功能不能達到效果,隨著手機越來越熱,製冷族磨片也會因為吸收了太多的熱量,導致製冷效果也會隨之下降。使用效果還是能達到6攝氏度左右。

散熱器分析:
手機散熱器是可以散熱的,但必須是那種外置的吸附在手機後背的散熱器,帶風扇的那種。
因為現在智能手機的後背都是一大塊鋁合金兆掘斗板,cpu工作時產生的熱量就是通過這塊鋁板向外散發,而散熱器的風扇不斷的向其吹風,可以將熱量迅速帶走。
但缺點是散熱器工作時需要接上usb供電,另外安裝在手機背後導致手機的體積也就增大了。
⑶ 手機散熱器哪個好
手機散熱器哪家好?排行榜】
手機發熱能不能解決?有沒有簡單有效的方法?答案肯定是「有」和「能」。除了找個低溫空調房玩游戲和改游戲畫質降解析度。如果想要健康不感冒,同時不犧牲游戲體驗的話,就需要藉助一些輔助設備了。本次我們在萬能的xx找到了五個小編覺得不錯或者銷量較高的輔助散熱產品,先來介紹一下。
第一名:YDP手機製冷器,價格128.性價比高
此款散熱器,是全網首款採用雙風扇的半導體製冷器。採用了63組製冷晶體,其擁有強大的製冷性能外,搭配雙5000轉強力散熱風扇,四面都可出風,性能非常穩定,快速降溫只要1S。機身小巧,。使用效果最低溫度達到0.1攝氏度,非常不錯的半導體散熱器。
第二名:小米手機散熱器,價格是139元。性價比高
小米「散熱設備」內含有製冷晶片,合金散熱柱,機身搭載5葉扇。原理是通電後風扇啟動,兩側風道引流加持,讓整個機身實現空氣循環,來降溫內部的製冷晶片,通過貼在手機背部的方式去逐漸降溫。但不足的是製冷晶片本身背後大量的發熱需要通過背部風扇排出,排風口正好就對著我的雙手,機身過寬不方便使用,齊能達到2攝氏度。也是非常不錯的手機散熱器。
第三名:第一衛手機扇熱器,價格199.性價比一般!
這一款整體使用方式和上一款一樣,一面吸熱,一面散熱。外觀上多了些科技感。不同的是散熱區域的面積比上一款小了,所以雖能製冷,但是因為散熱功能不能達到效果,隨著手機越來越熱,製冷片也會因為吸收了太多的熱量,導致製冷效果也會隨之下降。使用效果還是能達到6攝氏度左右。
第四名:蜂翼手機散熱器,長下面這樣,價格是99元。
這是一款風冷散熱器,擁有三擋風力調節,從開始使用到最終結束手機保持在三四十度之間,製冷的效果相比夾有半導體製冷的散熱器來說,效果可見一斑,而且還有個缺憾,就是那個噪音非常大,影響整體的游戲體驗吧。更加覺得就是這個價錢實在是.......(此處省略一萬個字)
第五名:倍思手機散熱,價格是55元。
這也是一款風冷散熱器,重量147.9克,三兩多的重量拿起來確實有些拖累了,外形是游戲手柄式設計,用來打《和平精英》這類射擊游戲會比較舒服。卡扣位置適中,不容易卡到按鍵,採用兩個風扇的設計,兼顧手機上下兩個部分。不過風力只有一檔,而且手柄略厚,對我這種手小的人不算太友好。不過散熱器配有1200毫安的電池,隨時可以作為充電寶使用,盡管作用並不那麼大吧。使用效果中,還是可以起到不錯的效果,保持在三十度左右。
整體測試下來,倍思和蜂翼的兩台風冷散熱器可以說都沒什麼效果,而且體驗也不好,非常不推薦。
半導體散熱器就不一樣了,盡管它們看起來都並不便宜,最起碼都上百,但是散熱效果相當不錯。在我們測試的三款液冷散熱器中,最推薦的就是YDP的雙風扇半導體散熱器,,溫度降得快,而且非常穩定,細節也做得相當棒,是一款性價比較高的手機散熱器。
作為一款輔助工具,手機散熱器最大的作用就是改善使用體驗。夏日游戲,夠冷才夠酷!
希望這篇文章能給你們帶來幫助!
⑷ 半導體冰箱品牌介紹
導語:冰箱電視和電腦已經成為了家裡必須的電器,半導體冰箱對於一些人是陌生的對於一些人是熟悉的,它和冰箱一樣都是用來製冷的,但是隨著半導體冰箱的興起,隨之而來的是半導體冰箱的品牌和它的性能,半導體冰箱有著各種各樣的品牌,每個品牌都會有著它出色和不足的地方,半導體冰箱或許在不久的將來會更加的流行,下面就請大家和小兔一起去了解吧。
半導體冰箱,也稱之為電子冰箱。是一種在製冷原理上與普通冰箱完全不同的產品,它以一塊40毫米見方、4毫米厚的半導體晶元通過高效環形雙層熱管散熱及傳導技術和自動變壓變流控制技術實現製冷,被喻為世界最小的「壓縮機」。由於半導體製冷器屬電子物理製冷,根本不用製冷工質和機械運動部件,從而徹底解決了介質污染和機械振動等機械製冷冰箱所無法解決的應用問題,並在小容量低溫冷藏箱方面具有陪鋒更加顯著的節能特性極具開發推廣價值。
半導體電子製冷又稱熱電製冷,或者溫差電製冷,它是利用"帕爾帖效應"的一種製冷方法,與壓縮式製冷和吸收式製冷並稱為世界三大製冷方式。
1、海爾。海爾創立於1984年,經過30年創業創新,從一家資不抵債、瀕臨倒閉的集體小廠發展成為全球白電第一品牌。海爾秉承銳意進取的海爾文化,不拘泥於現有的家電行業的產品與服務形式,在工作中不斷求新求變,積極拓展業務新領域,開辟現代生活解決方案的新思路、新技術、新產品、新服務,引領蔽凳現代生活方式的新潮流,以創新獨到的方式全面優化生活和環境質量。
2、三星。三星電子作為韓國電子產品生產企業,是韓國規模最大的企業,同時也是三星集團子公司中規模最大且在國際市場處於領先地位的企業。該公司在全世界共65個國家擁有生產和銷售法人網路,員工數多達157,000人,2009年超越惠普(HP)躍升為世界最大的IT企業。三星冰箱已在中國銷售多年,無論從技術還是產品質量都已達到很成熟的階段。目前三星企業排名在世界500強,在市場上擁有很高的知名度,深受廣大消費者好評和喜愛。
結束語:相信大家在經過小兔的分析和理解下,大家對半導體冰箱品牌已經有了自己的理解和掌握,在大家越來越蘆並晌注意生活質量的同時,小兔在這里也不希望大家花冤枉的錢去購買不好的半導體冰箱。選擇好的半導體冰箱品牌可以讓自己不必在擔心它的質量問題,可以讓我們的生活更加有保障,半導體冰箱也許會在大家的家庭里出現,那麼好的品牌才是硬道理。最後請大家多多關注土巴兔哦!
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⑸ 半導體小冰箱好用嗎
半導體小冰箱好用嗎
半導體小冰箱好用嗎, 家裡使用半導體製冷小冰箱好的是,結構簡單,價格低,便於攜帶,可以冷熱切換。 缺點製冷效果有限。製冷空間有限,那麼你真的知道半導體小冰箱好用嗎。
一、 半導體冰箱,也稱之為電子冰箱。
是一種在製冷原理上與普通冰箱完全不同的產品,它以一塊40毫米見方、4毫米厚的半導體晶元通過高效環形雙層熱管散熱及傳導技術和自動變壓變流控制技術實現製冷,被喻為世界最小的「壓縮機」。由於半導體製冷器屬電子物理製冷,根本不用製冷工質和機械運動部件,從而徹底解決了介質污染和機械振動等機械製冷冰箱所無法解決的應用問題,並在小容量低溫冷藏箱方面具有更加顯著的節能特性極具開發推廣價值。
二、半導體冰箱優缺點——優點
1、無機械傳動部件,無磨損,無噪音,壽命長。
2、無需製冷劑製冷(壓縮式和吸收式都需要),絕對環保。
3、效率高,耗電量低(在100W以下,耗電量只有壓縮祥握式和吸收式的一半)。
4、因為使用製冷片製冷,所以半導體冰箱可以做到任意大小,甚至有用usb介面供電的usb冰箱出現。
三、半導體冰箱優缺點——缺點
1、半導體冰箱在做較大的冰箱時成本較高,不利於大規模推廣。
2、冰箱容積不能超過100升(高於100升,其製冷效果下降,耗電量增加)。
3、因為製冷片一面散熱,而且產熱多,所以必須使用散熱設備,這也增加了半導體冰箱的成本,如果使用風扇,還會增加耗電量,產生輕微噪音。
4、製冷溫度與環境溫度有關(一般低於環境溫度20度),不能製冰 (此問題也可以通過多級製冷片串聯來解決,但是串聯後必須加強散熱,否則容易燒毀製冷片)。
一、半導體冰箱原理介紹
半導體冰箱製冷脊備器屬電子物理製冷,根本不用製冷工質和機械運動部件,從而徹底解決了介質污染和機械振動等機械製冷冰箱所無法解決的應用問題,並在小容量低溫冷藏箱方面具有更加顯著的`節能特性極具開發推廣價值。
二、半導體冰箱簡單結構
將P型半導體,N型半導體,以及銅板,銅導線連成一個迴路,銅板和導線只起導電作用,迴路由12V直流電供電,接通電流後,一個接點變冷(冰箱內部),另一個接頭散熱(冰箱後面散熱器)。
三、半導體冰箱好用嗎
"半導體電子製冷"的效果就主要取決於電荷載體運動的兩種材料的能級差,即熱電勢差。純金屬的導電導熱性能好,但製冷效率極低(不到1%)。半導體材料具有極高的熱電勢,可以成功的用來做小型的熱電製冷器。由於半導體製冷器屬電子物理製冷,根本不用製冷工質和機械運動部件,從而徹底解決了介質污染和機械振動等機械製冷冰箱所無法解決的應用問題,並在小容量低溫冷藏箱方面具有更加顯著的節能特性極具開發推廣價值。半導體電子製冷又稱熱電製冷,或者溫差電製冷,它是利用"帕爾帖效應"的一種製冷方法,與壓縮式櫻宴毀製冷和吸收式製冷並稱為世界三大製冷方式。
現在國內銷售的復小冰箱主要是包括兩種類型:半導體電子製冷小冰箱和壓縮機小冰箱。半導體製冷小冰箱是指由半導體製冷晶元為製冷系統的小冰箱,而壓 縮機小冰箱是指由壓縮機為製冷系統的小冰箱。兩種小冰箱的製冷方式不同,各自製有各自的優勢和特點。
富信的小冰箱都是半導體電子製冷小冰箱,這種小冰箱無噪音,無振動,為您提供寧靜空間;
無任何製冷劑,不含氟無污染,環保健康,使用廣泛,酒店、 家庭、學校百、辦公室都適用
。此外,電子小冰箱重量小,輕便易攜,方便運輸;性能穩定,節能高效,壽度命長,溫控范圍大概是5-15°,價格通常便宜過壓縮機 。電子小冰箱只您食問物保鮮的最優選擇。
而壓縮機小冰箱比較笨重,不容易移動或運輸。在運行過程中會有些振動和噪音,甚至會影響的食物的儲存,尤其是紅酒,紅酒在儲存時,如果經常受到不 當的震盪,會答影響微生物的再發酵過程。與電子小冰箱相比,壓縮機最大的優勢在於具有冷凍結冰功能。
⑹ 車載冰箱半導體製冷原理
車載小冰箱的半導體製冷原理 半導體製冷技術 材料是當今世界的三大支柱產業之一,材料是人類賴以生存和發展的物質基礎,尤其是近幾十年來隨著人類科學技術的進步,材料的發展更是日新月異,新材料層出不窮,其中半導體製冷材料就是其中的一個新興的熱門材料,其實半導體製冷技術早在十九世紀三十年代就已經出現了,但其性能一直不盡如人意,一直到了二十世紀五十年代隨著半導體材料的迅猛發展,熱點製冷器才逐漸從實驗室走向工程實踐,在國防、工業、農業、醫療和日常生活等領域獲得應用,大到可以做核潛艇的空調,小到可以用來冷卻紅外線探測器的探頭,因此通常又把熱電製冷器稱為半導體製冷器。 半導體製冷器件大致可以分為四類: (1)用於冷卻某一對象或者對某個特定對象進行散熱,這種情況大量出現在電子工業領域中; (2)用於恆溫,小到對個別電子器件維持恆溫 ,大到如製造恆溫槽,空調器等; (3)製造成套儀器設備,如環境實驗箱,小型冰箱,各種熱物性測試儀器等; (4)民用產品,冷藏烘烤兩用箱,冷暖風機等。 半導體製冷的應用: (1)在高技術領域和軍事領域 對紅外探測器,激光器和光電倍增管等光電器件的製冷。比如,德國Micropelt公司的半導體製冷器體積非常小,只有1個平方毫米,可以和激光器一起使用TO封裝。 (2)在農業領域的應用 溫室裡面過高或過低的溫度,都將導致秧苗壞死,尤其部分名貴植物對環境更加敏感,迫切需要將適宜的溫度檢測及控制系統應用於現代農業。 (3)在醫療領域中的應用 半導體溫控系統在醫學上的應用更為廣泛。如:用於蛋白質功能研究、基因擴增的高檔PCR儀、電泳儀及一些智能精確溫控的恆溫儀培養箱等;用於開發具有特殊溫度平台的掃描探針顯微鏡等。 半導體製冷的優點 半導體製冷器的尺寸小,可以製成體積不到1cm小的製冷器;重量輕,微型製冷器往往能夠小到只有幾克或幾十克。無機械傳動部分,工作中無噪音,無液、氣工作介質,因而不污染環境,製冷參數不受空間方向以及重力影響,在大的機械過載條件下,能夠正常地工作;通過調節工作電流的大小,可方便調節製冷速率;通過切換電流方向,可是製冷器從製冷狀態轉變為制熱工作狀態;作用速度快,使用壽命長,且易於控制。 半導體製冷器件的工作原理 半導體製冷器件的工作原理是基於帕爾帖原理,該效應是在1834年由J.A.C帕爾帖首先發現的,即利用當兩種不同的導體A和B組成的電路且通有直流電時,在接頭處除焦耳熱以外還會釋放出某種其它的熱量,而另一個接頭處則吸收熱量,且帕爾帖效應所引起的這種現象是可逆的,改變電流方向時,放熱和吸熱的接頭也隨之改變,吸收和放出的熱量與電流強度I[A]成正比,且與兩種導體的性質及熱端的溫度有關,即: Qab=Iπab πab稱做導體A和B之間的相對帕爾帖系數 ,單位為[V], πab為正值時,表示吸熱,反之為放熱,由於吸放熱是可逆的,所以πab=-πab 帕爾帖系數的大小取決於構成閉合迴路的材料的性質和接點溫度,其數值可以由賽貝克系數αab[V.K-1]和接頭處的絕對溫度T[K]得出πab=αabT與塞貝克效應相,帕爾帖系也具有加和性,即: Qac=Qab+Qbc=(πab+πbc)I 因此絕對帕爾帖系數有πab=πa- πb 金屬材料的帕爾帖效應比較微弱,而半導體材料則要強得多,因而得到實際應用的溫差電製冷器件都是由半導體材料製成的。 半導體製冷材料的發展 AVIoffe和AFIoffe指出,在同族元素或同種類型的化合物質間,晶格熱導率Kp隨著平均原子量A的增長呈下降趨勢。RWKeyes通過實驗推斷出,KpT近似於Tm3/2ρ2/3A-7/6成比例,即近似與原子量A成正比,因此通常應選取由重元素組成的化合物作為半導體製冷材料。 半導體製冷材料的另一個巨大發展是1956年由AFIoffe等提出的固溶體理論,即利用同晶化合物形成類質同晶的固溶體。固溶體中摻入同晶化合物引入的等價置換原子產生的短程畸變,使得聲子散射增加,從而降低了晶格導熱率,而對載流子遷移率的影響卻很小,因此使得優值系數增大。例如50%Bi2Te3-50%Bi2Se3固溶體與Bi2Te3相比較,其熱導率降低33%,而遷移率僅稍有增加,因而優值系數將提高50%到一倍。 Ag(1-x)Cu(x)Ti Te、Bi-Sb合金和YBaCuO超導材料等曾經成為半導體製冷學者的研究對象,並通過實驗證明可以成為較好的低溫製冷材料。下面將分別減少這幾種熱電性能較好的半導體製冷材料。 二元Bi2Te3-Sb2Te3和Bi2Te3-Bi2Se3固溶體 二元固溶體,無論是P型還是N型,晶格熱導率均比Bi2Te3有較大降低,但N型材料的優值系數卻提高很小,這可能是因為在Bi2Te3中引入Bi2Se3時,隨著Bi2Se3摩爾含量的不同呈現出兩種不同的導電特性,勢必會使兩種特性都不會很強,通過合適的摻雜雖可以增強材料的導電特性,提高材料的優值系數,但歸根結底還是應該在本題物質上有所突破。 三元Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3固溶體 Bi2Te3 和Sb2Te3是菱形晶體結構,Sb2Se3是斜方晶體結構,在除去大Sb2Se3濃度外的較寬組份范圍內,他們可以形成三元固溶體。無摻雜時,此固溶體呈現P型導電特性,通過合適的摻雜,也可以轉變為N型導電特性。在二元固溶體上添加Sb2Se3有兩個優點:首先是提高了固溶體材料的禁帶寬度。其次是可以進一步降低晶格熱導率,因此Sb2Se3不論是晶體結構還是還是平均原子量,都與Bi2Te3 和Sb2Te3相差很大。當三元固溶體中Sb2Te3+5% Sb2Se3的總摩爾含量在55%~75%范圍時,晶格熱導率最低,約為0.8×10-2W/cm K,這個值要略低於二元時的最低值0.9×10-2W/cm K。 但是,添加Sb2Se3也會降低載流子的遷移率,將會降低優值系數,因此必須控制Sb2Se3的含量。 P型Ag(1-x)Cu(x)Ti Te材料 AgTi Te材料由於具有很低的熱導率(k=0.3 W/cm K),因此如能通過合適的摻雜提高其載流子遷移率μ和電導率σ,將有可能得到較高的優值系數Z。RMAyral-Marin等人通過實驗研究,發現將AgTi Te和CuTi Te通過理想的配比形成固溶體,利用Cu原子替換掉部分Ag原子後,可以得到一種性能較好的P型半導體製冷材料Ag(1-x)Cu(x)Ti Te,其中x在0.3左右時,材料的熱電性能最好。由此可見Ag(1-x)Cu(x)Ti Te的確是一種較好的P型半導體製冷材料。 N型Bi-Sb合金材料 無摻雜的Bi-Sb合金是目前20K到220K溫度凡內優值系數最高的半導體製冷材料,其在富Bi區域內為N型,而當Sb含量超過75%時將轉變為P型。在Bi的單晶體中引入Sb,沒有改變晶體結構,也沒有改變載流子(包括電子和空穴)濃度,但是拉大了導帶和禁帶之間的寬度。Sb的含量為0~5%時禁帶寬度約為0eV,即導帶和禁帶相連,屬於半金屬;Sb含量在5%~40%時,禁帶寬度值基本是在0.005eV左右,當Sb的含量在12%~15%時,達到最大,約為0.014eV,屬於窄帶本徵半導體。由上文所述,禁帶寬度的增加必將提高材料的溫差電動勢。80K到110K溫度范圍內,是Bi85Sb15的優值系數最高,高溫時則是Bi92Te8最高。 YBaCuO超導材料 根據上面的介紹可知,在50K到200K的溫度范圍內,性能最好的半導體制坑材料是n型Bi(100-x)Sbx合金,其中Sb的含量在8%~15%。在100K零磁場的情況下,Bi-Sb合金的最高優值系數可達到6.0×10-3K-1,而基於Bi、Te的p型固溶體材料在100K時的優值系數卻低於2.0×10-3K-1並且隨著溫度的下降迅速減小。因此,必須尋找一種新的p型低溫熱電材料,以和n型Bi-Sb合金組成半導體製冷電對。利用高Tc氧化物超導體代替p型材料,作為被動式p型電臂(稱為HTSC臂,即High Tc Supercon-cting Legs),理論上可以提高電隊的優值系數,經過實驗證明也確實可行。半導體製冷電對在器件兩臂滿足最佳截面比時的最佳優值系數為: zmax= (1)式中的下標p和n分別對應p型材料和n型材料。由於HTSC超導材料的溫差電動勢率α幾乎為零,但其電導率無限大,因此熱導率κ和電導率δ的比值κ/δ卻是無限小的,這樣式(1)可以簡化為: zmax(HTSC)=即由n型熱電材料和HTSC臂所組成的製冷電對的優值系數,將等於n型材料的優值系數。 Mosolov A B等人分別利用以SrTiO3座基地的YBaCuO超導薄膜和復合YBaCuO-Ag超導陶瓷片作為被動式HTSC臂材料,用Bi91Sb9合金作為n型材料,製成單級半導體製冷器。實驗結果表明:利用YBaCuO超導薄膜製成的製冷器,熱端溫度維持在85K,零磁場時可達到9.5K的最大製冷溫差,加上0.07T橫向磁場時能達到14.4K;利用YBaCuO-Ag超導陶瓷片製成的單擊製冷器,熱端溫度維持在77K時,相應的最大製冷溫差分別是11.4K和15.7K。從半導體製冷器最大製冷溫差計算公式,可以反算出80Kzuoyou這種製冷電對的優值系數約為6.0×10-3K-1,可見這種電對組合是有著很好的應用潛力的。隨著高Tc超導體材料的發展,這種製冷點隊的熱端溫度將會逐漸提高,優值系數也將逐漸增大,比將獲得跟廣泛的應用。
⑺ 製冷機組國內十大品牌是哪些
834年,英國的雅可比·珀金斯試製成功人力轉動的用乙醚為工質的可以連續工作的製冷機。1844年,美國的J.戈里試制了用空氣為工質的製冷機,用在醫院中製冰和冷卻空氣。1872~1874年,D.貝爾和C.von林德分別在美國和德國發明了氨壓縮機,並製成了氨蒸氣壓縮式製冷機,這是現代壓縮式製冷機的發端。19世紀50年代,法國的卡雷兄弟先後研製成功以硫酸和水為工質的吸收式製冷機和氨水吸收式製冷機。1910年出現了蒸汽噴射式製冷機。1930年出現了氟利昂製冷劑,促進了壓縮式製冷機的迅速發展。1945年,美國研製成功溴化銀吸收式製冷機。
原理
編輯語音
①壓縮式製冷機。依靠壓縮機的作用提高製冷劑的壓力以實現製冷循環,按製冷劑種類又可分為蒸氣壓縮式製冷機(以液壓蒸發製冷為基礎,製冷劑要發生周期性的氣-液相變)和氣體壓縮式製冷機(以高壓氣體膨脹製冷為基礎,製冷劑始終處於氣體狀態)兩種,現代製冷機以蒸氣壓縮式製冷機應用最廣。②吸收式製冷機。依靠吸收器-發生器組(熱化學壓縮器)的作用完成製冷循環,又可分為氨水吸收式、溴化鋰吸收式和吸收擴散式3種。③蒸汽噴射式製冷機。依靠蒸汽噴射器(噴射式壓縮器)的作用完成製冷循環。④半導體製冷器。利用半導體的熱-電效應製取冷量。
製冷機的主要性能指標有工作溫度(對蒸氣壓縮式製冷機為蒸發溫度和冷凝溫度,對氣體壓縮式製冷機和半導體製冷器為被冷物體的溫度和冷卻介質的溫度),製冷量(製冷機單位時間內從被冷卻物體移去的熱量)、功率或耗熱量、製冷系數(衡量壓縮式製冷機經濟性的指標,指消耗單位功所能得到的冷量)以及熱力系數(衡量吸收式和蒸汽噴射式製冷機經濟性的指標,指消耗單位熱量所能得到的冷量)等。[2]
種類
編輯語音
製冷機可分為:壓縮式製冷機、吸收式製冷機、蒸汽噴射式製冷機,半導體製冷。其中蒸汽壓縮式製冷機(活塞式、回轉式、螺桿式、離心式)、吸收式製冷機和蒸汽噴射式製冷機應用較為廣泛。我國除少數大冷量和特殊用途的冷凍機外,一般用途的活塞式、離心式、螺桿式、渦旋式 、溴化鋰吸收式、蒸汽噴射式製冷機,以及冷凍、冷藏、低溫試驗等設備都能自己製造。
各種類型製冷機主要特點如下:
1.壓縮製冷
壓縮式製冷機
1)螺桿式製冷機:結構簡單、易損件少、使用壽命長、單級壓縮比高,在大中型製冷量范圍內有取代活塞式的趨勢。
2)活塞式製冷機:技術發展比較成熟,效率高,使用溫度范圍廣,可製成大中小型各種規格產品,是各種製冷機中應用最廣的機種。
3)離心式製冷機:利用高速旋轉的葉輪使製冷劑氣體獲得動能,然後通過擴壓器提高其壓力並冷卻液化,節流而製冷。具有結構緊湊,單機製冷量大,可進行能量調節等特點。用於空調的機器多採用R11、R12製冷劑。
2.吸收製冷
利用吸收劑對製冷劑的吸附作用使製冷劑蒸發而製冷。常用的有氨——水吸收式製冷機和溴化鋰——水吸收式製冷機,用熱源作為動力,消耗電力少,運轉平穩,易損件少,能量調節范圍大,是一種新發展起來的製冷機品種。[3]
容量變化
編輯語音
製冷機容量應該與庫房的熱負荷相匹配。這點可以通過合理的配機和利用能量調節裝置等方法達到。當然,最主要是要有比較好的冷庫安裝節能措施。如果庫房的熱負荷不變,而壓縮機的容量大時,就會使系統蒸發溫度降低,或使壓縮機倒霉,這是很不好調整的製冷系統,製冷裝置穩定性也差。反之,如果製冷機容量減小時,由於機器未能及時吸回蒸發器內形成的製冷劑氣體,又會使蒸發器溫度升高、庫房降溫困難。
當庫房熱負荷及製冷機容量不變時,如蒸發器蒸發管內表面有油膜或管外表面有霜層,也會影響冷卻效果,庫房降溫困難。蒸發溫度較設計要求過高或過低都是不正確的,過高不能滿足食品加工工藝要求,過低使製冷機的能量指標與運轉經濟性變壞。具體表現如下:
①蒸發溫度降低,使製冷機製冷量減少,這是由於蒸發器內的氣體比容增大,單位容積製冷量減少,因而,製冷機每小時循環的製冷劑質量液減少;
②蒸發溫度降低,壓縮每公斤氣體所消耗的功能增加。
節能方法
編輯語音
離心式製冷機節能方法1.製冷機節能原則:提高蒸發溫度,降低冷凝溫度。在滿足設備安全和生產需求的前提下,盡量提高蒸發溫度和降低冷凝溫度。為此加大了冷卻塔的改造,以保證冷卻水效能。
2.防止和減少管道結垢以提高冷凝器和蒸發器的換熱效率補充水如果水處理做的不好,碳酸氫鈣和碳酸氫鎂受熱產生的碳酸鈣和碳酸鎂會沉積在管道上。使導熱性能下降,影響冷凝器和蒸發器的換熱效率,並使設備運行電費大幅度上升。此時除了採用水處理技術外,還可以利用管道定期自動清洗設備進行管道清洗。
3.調整製冷機設備合理的運行負載
在保證設備安全運行的情況下,製冷主機運行在70%-80%負載比運行在100%負載時,單位冷量的功耗更小。運用此方式開機要結合水泵、冷卻塔的運行情況綜合考慮。
4.採用製冷機變頻裝置,調節離心製冷機壓縮機的轉速低壓的冷媒經過離心機後,壓力升高。離心機的轉速越大,壓力升得越高。在實際運行中,設備大多是在非滿負荷運行。固定轉速的離心機在設備小負荷運行時,造成能源浪費。而變頻離心製冷機可以依據負荷的變化,自動調節壓縮機轉速,節能空間比較大。