熱電製冷原理是什麼

A. 製冷電器的製冷原理

按照製冷方式分,主要有壓縮式製冷、吸收式製冷和熱電製冷（又稱半導體製冷）等。壓縮式製冷是利用壓縮機對封閉系統中的氣態製冷劑進行壓縮，製冷劑在循環流動中經過冷凝、乾燥過濾、節流膨脹、蒸發，實現製冷功能。它可使用電動機或電磁振盪作為動力。吸收式製冷是利用充入封閉系統中的氨、氫、水的連續擴散吸收作用實現製冷功能。它可以使用電、煤氣、煤油、液化石油氣、天然氣、太陽能等多種能源作為動力。熱電製冷是利用半導體材料的珀耳帖(Peltier)效應實現製冷功能。 冷飲機 製作冷飲料的製冷電器。採用電機壓縮式製冷原理製冷。壓縮機對充入系統內的製冷劑氟利昂作功，氟利昂在流動過程中發生相變，在蒸發器內液態製冷劑蒸發，吸收飲料的熱量；在冷凝器內氣態製冷劑被外界空氣（或水）冷卻而液化，放出熱量。如此不斷循環，使飲料降溫。
冷飲機有浸漬式、噴射式等。噴射式是冷飲機的代表機型（圖1 ）。它由貯罐、噴射泵組件、製冷系統、溫度控制器等組成。噴射泵自貯罐底部吸入飲料，沿噴淋管送至貯罐上部，噴灑在筒形換熱器頂面上，對飲料進行冷卻。當飲料溫度降到設定溫度時，溫度控制器斷開電路，冷飲機停止工作。噴射式冷飲機的容量一般為15～50l,飲料冷卻溫度1～7℃，壓縮機輸出功率100～250W。
冰淇淋器 製作冰淇淋的製冷電器。有帶製冷系統和不帶製冷系統之分。前者多用於冷飲服務業，後者多用於家庭。兩者都是在邊冷卻、邊攪拌的過程中製取冰淇淋。
不帶製冷系統的冰淇淋器有兩種：
①用碎冰冷卻的冰淇淋器。設有內、外兩個金屬圓筒，外筒外壁敷設隔熱層，內筒中盛放預先配製好的冰淇淋液，內外筒之間的環狀空間由人工鋪裝食鹽、水和足夠多的碎冰塊，由於食鹽降低了溶液的冰點，所以，鹽水溶液溫度保持在0℃以下,使之與內筒壁間有良好的換熱。製作冰淇淋時，用一台微電機通過減速機構帶動攪拌器，在內筒中以低速攪拌冰淇淋液。由於冰淇淋液的熱量不斷被冷鹽水吸收，溫度逐漸降低，最後形成由冰的晶粒、空氣和液體組成的松軟的冰淇淋。
②在冰箱冷凍室內冷卻的冰淇淋器。只設一個盛放冰淇淋液的金屬圓筒，圓筒中盛放預先配製好的冰淇淋液，裝好攪拌器，微電機通過減速機構帶動攪拌器低速攪拌冰淇淋液，其熱量不斷被冷凍室蒸發器吸收，溫度逐漸降低，待冰淇淋液凍結到一定硬度，裝在內部的彈簧機構動作，使微電機停止轉動，製成冰淇淋。 製冰機 製作食用冰塊的製冷電器。按冰塊的成形方式,分為冰模成形式製冰機（圖2）、螺旋送進式製冰機和板狀冰式製冰機幾種。製冰機的製冰能力以24小時製冰的千克數表示，通常,製冰能力40kg以下的為小型機，40～110kg的為中型機，110kg以上的為大型機。冰塊重25g左右。
①冰模成形式製冰機。製冰時,水泵從水槽吸水,通過均勻分布的噴水嘴，將水由下向上噴灑在倒置的冰模模腔（蒸發器）內，使部分水凍結在冰模上，另一部分水迴流到水槽中。經過不斷噴水、結冰，冰模中的冰層厚度逐漸增加。當冰模結滿冰時，時間繼電器動作，斷開壓縮機和水泵電源，脫模電熱器電源接通，對冰模加熱，使凍結在冰模內的冰塊表面融化，並在重力作用下，自動落入貯冰槽中。然後，時間繼電器按照預先設定的時間斷開脫模電熱器電源,並接通壓縮機和水泵電源,再次開始製冰。冰模成形式製冰機體積小,製冰效率高,但蒸發器結構及供水系統比較復雜。
②螺旋送進式製冰機。這種製冰機的蒸發器為螺旋筒狀，當電動機帶動減速機構使螺旋緩慢轉動時，供水系統提供的凈水也同時被螺旋向上推進，並在推送過程中逐漸被冷卻而凍結。到螺旋筒的最上端，水被凍成硬冰，通過切割機構，將硬冰切割成冰塊。螺旋送進式製冰機結構復雜，但製冰效率很高。
③板狀冰式製冰機。製冰原理與冰模成形式製冰機相同。它採用平板式蒸發器製作板狀冰。當冰板厚度達到規定值時，利用壓縮機排出的高溫高壓製冷劑氣體使冰板表面融化，繼而滑落到電熱絲切割柵中，被切割成冰塊。板狀冰式製冰機的供水製冰系統較簡單，使用維修方便，所製冰塊透明度高。

B. 低溫冷凍機三種製冷原理

低溫冷凍機三種製冷原理分別是節流、膨脹、放氣原理。在此基礎上能採用熱力學系統分析方法分析和評價各類低溫製冷、氣體液化與分離系統等的熱力學性能。

C. 熱電製冷的原理

是半導體製冷原理嗎？

帕爾帖效應：
電荷載體在導體中運動形成電流，由於電荷載體在不同的材料中處於不同的能級，當它從高能級想低能級運動時，就會釋放出多餘的熱量。反之，就需要從外界吸收熱量（即表現為製冷）

所以，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。

經過多次實驗，科學家發現：P型半導體（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型半導體 (Bi2Te3-Bi2Se3)的熱電勢差最大，應用中能夠在冷接點處表現出明顯製冷效果。

電子冰箱簡單結構為：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）。

D. 怎麼利用熱能製冷

太陽能是公認的未來人類最合適、最安全、最綠色、最理想的替代能源之一，具有取用方便、能量巨大、無污染、安全性好等優點。據有關資料,我國是太陽能資源十分豐富的國家，三分之二的地區年輻射總量大於5020MJ/m2，開發利用太陽能具有很大潛力。利用太陽能驅動空調系統一方面可以大大減少不可再生能源及電力資源消耗，另一方面因較低的耗電減少了因燃燒煤等常規燃料發電帶來的環境污染問題，是當前空調製冷技術領域研究的熱點。

驅動製冷的主要方式
根據不同的能量轉換方式，太陽能驅動製冷主要有以下兩種方式，一是先實現光─電轉換，再以電力製冷；二是進行光─熱轉換，再以熱能製冷。

利用太陽能進行光─電轉換實現製冷的研究

它是利用光伏轉換裝置將太陽能轉化成電能後，再用於驅動半導體製冷系統或常規壓縮式製冷系統實現製冷的方法，即光電半導體製冷和光電壓縮式製冷。這種製冷方式的前提是將太陽能轉換為電能，其關鍵是光電轉換技術，必須採用光電轉換接受器，即光電池，它的工作原理是光伏效應。

太陽能半導體製冷。太陽能半導體製冷是利用太陽能電池產生的電能來供給半導體製冷裝置，實現熱能傳遞的特殊製冷方式。半導體製冷的理論基礎是固體的熱電效應，即當直流電通過兩種不同導電材料構成的迴路時，結點上將產生吸熱或放熱現象。如何改進材料的性能，尋找更為理想的材料，成為了太陽能半導體製冷的重要問題。太陽能半導體製冷在國防、科研、醫療衛生等領域廣泛地用作電子器件、儀表的冷卻器，或用在低溫測儀、器械中，或製作小型恆溫器等。目前太陽能半導體製冷裝置的效率還比較低，COP 一般約0.2～0.3，遠低於壓縮式製冷。

光電壓縮式製冷。光電壓縮式製冷過程首先利用光伏轉換裝置將太陽能轉化成電能，製冷的過程是常規壓縮式製冷。光電壓縮式製冷的優點是可採用技術成熟且效率高的壓縮式製冷技術便可以方便地獲取冷量。光電壓縮式製冷系統在日照好又缺少電力設施的一些國家和地區已得到應用，如非洲國家用於生活和葯品冷藏。但其成本比常規製冷循環高約3～4 倍。隨著光伏轉換裝置效率的提高和成本的降低，光電式太陽能製冷產品將有廣闊的發展前景。

利用太陽能進行光─熱轉換實現製冷的研究

太陽能光熱轉換製冷，首先是將太陽能轉換成熱能，再利用熱能作為外界補償來實現製冷目的。光─熱轉換實現製冷主要從以下幾個方向進行，即太陽能吸收式製冷、太陽能吸附式製冷、太陽能除濕製冷、太陽能蒸汽壓縮式製冷和太陽能蒸汽噴射式製冷。其中太陽能吸收式製冷已經進入了應用階段，而太陽能吸附式製冷還處在試驗研究階段。

太陽能吸收式製冷的研究。太陽能吸收式製冷的研究最接近於實用化，其最常規的配置是：採用集熱器來收集太陽能，用來驅動單效、雙效或雙級吸收式製冷機，工質對主要採用溴化鋰- 水，當太陽能不足時可採用燃油或燃煤鍋爐來進行輔助加熱。系統主要構成與普通的吸收式製冷系統基本相同，唯一的區別就是在發生器處的熱源是太陽能而不是通常的鍋爐加熱產生的高溫蒸汽、熱水或高溫廢氣等熱源。

太陽能吸附式製冷。太陽能吸附式製冷系統的製冷原理是利用吸附床中的固體吸附劑對製冷劑的周期性吸附、解吸附過程實現製冷循環。太陽能吸附式製冷系統主要由太陽能吸附集熱器、冷凝器、儲液器、蒸發器、閥門等組成。常用的吸附劑對製冷劑工質對 有活性炭- 甲醇、活性炭- 氨、氯化鈣- 氨、硅膠- 水、金屬氫化物- 氫等。太陽能吸附式製冷具有系統結構簡單、無運動部件、雜訊小、無須考慮腐蝕等優點，而且它的造價和運行費用都比較低。

E. 製冷的基本原理

單級蒸汽壓縮製冷系統,是由製冷壓縮機、冷凝器、節流閥和蒸發器四個基本部件組成。它們之間用管道依次連接,形成一個密閉的系統,製冷劑在系統中不斷地循環流動,發生狀態變化,與外界進行熱量交換。 液體製冷劑在蒸發器中吸收被冷卻的物體熱量之後,汽化成低溫低壓的蒸汽、被壓縮機吸入、壓縮成高壓高溫的...