热电制冷原理是什么

A. 制冷电器的制冷原理

按照制冷方式分,主要有压缩式制冷、吸收式制冷和热电制冷（又称半导体制冷）等。压缩式制冷是利用压缩机对封闭系统中的气态制冷剂进行压缩，制冷剂在循环流动中经过冷凝、干燥过滤、节流膨胀、蒸发，实现制冷功能。它可使用电动机或电磁振荡作为动力。吸收式制冷是利用充入封闭系统中的氨、氢、水的连续扩散吸收作用实现制冷功能。它可以使用电、煤气、煤油、液化石油气、天然气、太阳能等多种能源作为动力。热电制冷是利用半导体材料的珀耳帖(Peltier)效应实现制冷功能。 冷饮机 制作冷饮料的制冷电器。采用电机压缩式制冷原理制冷。压缩机对充入系统内的制冷剂氟利昂作功，氟利昂在流动过程中发生相变，在蒸发器内液态制冷剂蒸发，吸收饮料的热量；在冷凝器内气态制冷剂被外界空气（或水）冷却而液化，放出热量。如此不断循环，使饮料降温。
冷饮机有浸渍式、喷射式等。喷射式是冷饮机的代表机型（图1 ）。它由贮罐、喷射泵组件、制冷系统、温度控制器等组成。喷射泵自贮罐底部吸入饮料，沿喷淋管送至贮罐上部，喷洒在筒形换热器顶面上，对饮料进行冷却。当饮料温度降到设定温度时，温度控制器断开电路，冷饮机停止工作。喷射式冷饮机的容量一般为15～50l,饮料冷却温度1～7℃，压缩机输出功率100～250W。
冰淇淋器 制作冰淇淋的制冷电器。有带制冷系统和不带制冷系统之分。前者多用于冷饮服务业，后者多用于家庭。两者都是在边冷却、边搅拌的过程中制取冰淇淋。
不带制冷系统的冰淇淋器有两种：
①用碎冰冷却的冰淇淋器。设有内、外两个金属圆筒，外筒外壁敷设隔热层，内筒中盛放预先配制好的冰淇淋液，内外筒之间的环状空间由人工铺装食盐、水和足够多的碎冰块，由于食盐降低了溶液的冰点，所以，盐水溶液温度保持在0℃以下,使之与内筒壁间有良好的换热。制作冰淇淋时，用一台微电机通过减速机构带动搅拌器，在内筒中以低速搅拌冰淇淋液。由于冰淇淋液的热量不断被冷盐水吸收，温度逐渐降低，最后形成由冰的晶粒、空气和液体组成的松软的冰淇淋。
②在冰箱冷冻室内冷却的冰淇淋器。只设一个盛放冰淇淋液的金属圆筒，圆筒中盛放预先配制好的冰淇淋液，装好搅拌器，微电机通过减速机构带动搅拌器低速搅拌冰淇淋液，其热量不断被冷冻室蒸发器吸收，温度逐渐降低，待冰淇淋液冻结到一定硬度，装在内部的弹簧机构动作，使微电机停止转动，制成冰淇淋。 制冰机 制作食用冰块的制冷电器。按冰块的成形方式,分为冰模成形式制冰机（图2）、螺旋送进式制冰机和板状冰式制冰机几种。制冰机的制冰能力以24小时制冰的千克数表示，通常,制冰能力40kg以下的为小型机，40～110kg的为中型机，110kg以上的为大型机。冰块重25g左右。
①冰模成形式制冰机。制冰时,水泵从水槽吸水,通过均匀分布的喷水嘴，将水由下向上喷洒在倒置的冰模模腔（蒸发器）内，使部分水冻结在冰模上，另一部分水回流到水槽中。经过不断喷水、结冰，冰模中的冰层厚度逐渐增加。当冰模结满冰时，时间继电器动作，断开压缩机和水泵电源，脱模电热器电源接通，对冰模加热，使冻结在冰模内的冰块表面融化，并在重力作用下，自动落入贮冰槽中。然后，时间继电器按照预先设定的时间断开脱模电热器电源,并接通压缩机和水泵电源,再次开始制冰。冰模成形式制冰机体积小,制冰效率高,但蒸发器结构及供水系统比较复杂。
②螺旋送进式制冰机。这种制冰机的蒸发器为螺旋筒状，当电动机带动减速机构使螺旋缓慢转动时，供水系统提供的净水也同时被螺旋向上推进，并在推送过程中逐渐被冷却而冻结。到螺旋筒的最上端，水被冻成硬冰，通过切割机构，将硬冰切割成冰块。螺旋送进式制冰机结构复杂，但制冰效率很高。
③板状冰式制冰机。制冰原理与冰模成形式制冰机相同。它采用平板式蒸发器制作板状冰。当冰板厚度达到规定值时，利用压缩机排出的高温高压制冷剂气体使冰板表面融化，继而滑落到电热丝切割栅中，被切割成冰块。板状冰式制冰机的供水制冰系统较简单，使用维修方便，所制冰块透明度高。

B. 低温冷冻机三种制冷原理

低温冷冻机三种制冷原理分别是节流、膨胀、放气原理。在此基础上能采用热力学系统分析方法分析和评价各类低温制冷、气体液化与分离系统等的热力学性能。

C. 热电制冷的原理

是半导体制冷原理吗？

帕尔帖效应：
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。

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）。

D. 怎么利用热能制冷

太阳能是公认的未来人类最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源之一，具有取用方便、能量巨大、无污染、安全性好等优点。据有关资料,我国是太阳能资源十分丰富的国家，三分之二的地区年辐射总量大于5020MJ/m2，开发利用太阳能具有很大潜力。利用太阳能驱动空调系统一方面可以大大减少不可再生能源及电力资源消耗，另一方面因较低的耗电减少了因燃烧煤等常规燃料发电带来的环境污染问题，是当前空调制冷技术领域研究的热点。

驱动制冷的主要方式
根据不同的能量转换方式，太阳能驱动制冷主要有以下两种方式，一是先实现光─电转换，再以电力制冷；二是进行光─热转换，再以热能制冷。

利用太阳能进行光─电转换实现制冷的研究

它是利用光伏转换装置将太阳能转化成电能后，再用于驱动半导体制冷系统或常规压缩式制冷系统实现制冷的方法，即光电半导体制冷和光电压缩式制冷。这种制冷方式的前提是将太阳能转换为电能，其关键是光电转换技术，必须采用光电转换接受器，即光电池，它的工作原理是光伏效应。

太阳能半导体制冷。太阳能半导体制冷是利用太阳能电池产生的电能来供给半导体制冷装置，实现热能传递的特殊制冷方式。半导体制冷的理论基础是固体的热电效应，即当直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点上将产生吸热或放热现象。如何改进材料的性能，寻找更为理想的材料，成为了太阳能半导体制冷的重要问题。太阳能半导体制冷在国防、科研、医疗卫生等领域广泛地用作电子器件、仪表的冷却器，或用在低温测仪、器械中，或制作小型恒温器等。目前太阳能半导体制冷装置的效率还比较低，COP 一般约0.2～0.3，远低于压缩式制冷。

光电压缩式制冷。光电压缩式制冷过程首先利用光伏转换装置将太阳能转化成电能，制冷的过程是常规压缩式制冷。光电压缩式制冷的优点是可采用技术成熟且效率高的压缩式制冷技术便可以方便地获取冷量。光电压缩式制冷系统在日照好又缺少电力设施的一些国家和地区已得到应用，如非洲国家用于生活和药品冷藏。但其成本比常规制冷循环高约3～4 倍。随着光伏转换装置效率的提高和成本的降低，光电式太阳能制冷产品将有广阔的发展前景。

利用太阳能进行光─热转换实现制冷的研究

太阳能光热转换制冷，首先是将太阳能转换成热能，再利用热能作为外界补偿来实现制冷目的。光─热转换实现制冷主要从以下几个方向进行，即太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷、太阳能除湿制冷、太阳能蒸汽压缩式制冷和太阳能蒸汽喷射式制冷。其中太阳能吸收式制冷已经进入了应用阶段，而太阳能吸附式制冷还处在试验研究阶段。

太阳能吸收式制冷的研究。太阳能吸收式制冷的研究最接近于实用化，其最常规的配置是：采用集热器来收集太阳能，用来驱动单效、双效或双级吸收式制冷机，工质对主要采用溴化锂- 水，当太阳能不足时可采用燃油或燃煤锅炉来进行辅助加热。系统主要构成与普通的吸收式制冷系统基本相同，唯一的区别就是在发生器处的热源是太阳能而不是通常的锅炉加热产生的高温蒸汽、热水或高温废气等热源。

太阳能吸附式制冷。太阳能吸附式制冷系统的制冷原理是利用吸附床中的固体吸附剂对制冷剂的周期性吸附、解吸附过程实现制冷循环。太阳能吸附式制冷系统主要由太阳能吸附集热器、冷凝器、储液器、蒸发器、阀门等组成。常用的吸附剂对制冷剂工质对 有活性炭- 甲醇、活性炭- 氨、氯化钙- 氨、硅胶- 水、金属氢化物- 氢等。太阳能吸附式制冷具有系统结构简单、无运动部件、噪声小、无须考虑腐蚀等优点，而且它的造价和运行费用都比较低。

E. 制冷的基本原理

单级蒸汽压缩制冷系统,是由制冷压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四个基本部件组成。它们之间用管道依次连接,形成一个密闭的系统,制冷剂在系统中不断地循环流动,发生状态变化,与外界进行热量交换。 液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后,汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的...