半導體制冷片參數(shù)說明:

Imax:制冷組件達到最大溫差時的工作電流(安培)；

Vmax:制冷組件達到最大溫差時的工作電壓(伏特)；

Th=30℃，即部件的熱表面溫度控制在30℃；

Tmax:制冷部件制冷量QC為0 (W)，熱表面溫度TH為30℃時達到的最大溫差；

Qcmax:溫差δ t = 0℃，熱表面溫度Th=30℃時的最大近似冷卻功率(瓦特)；

ACRes:制冷元件的交流內(nèi)阻；

L×B×H:長×寬×高(厚度)。

半導體制冷應用:

1.太陽能熱電空調(diào)

大型熱電空調(diào):

大型熱電制冷空調(diào)一般是指制冷量在1kW以上的裝置，主要用于潛艇、船舶、火車上。根據(jù)相關文獻，目前最大制冷量超過30 kW。潛艇和艦船的熱電制冷空調(diào)主要是機組組合，各機組可以獨立運行。熱端與海水或淡水換熱，冷端與艙內(nèi)空氣換熱。平穩(wěn)運行時制冷系數(shù)可達1.1 ~ 2.1。上海交通大學研制的BK-1.5熱電空調(diào)由熱電堆、循環(huán)水泵、海水冷卻器、風扇、翅片和控制箱等組成。它已被用于潛水器。熱電制冷空調(diào)也成功應用于火車上。美國一列火車的熱電制冷空調(diào)系統(tǒng)，制冷功率17kW，COP約為0.7，也可用于制熱。還有人利用太陽能熱電技術開發(fā)了一套汽車空調(diào)系統(tǒng)。系統(tǒng)冷端散熱器直接冷卻送風氣流，熱端散熱器利用水循環(huán)散熱:環(huán)境溫度38℃時，制冷功率4.01 kW，COP 0.42；如果天氣晴朗，屋頂?shù)奶柲茈姵乜梢允箍照{(diào)的COP提高2%。

小型熱電空調(diào):

小型熱電空調(diào)的制冷量一般在1kW以內(nèi)，主要采用陶瓷絕熱制冷模塊和散熱器的組合方式。研究了一種利用熱虹吸管強化散熱的新型熱電制冷卡車駕駛室空調(diào)裝置。該裝置采用熱電材料優(yōu)值系數(shù)為2.0×10-3K-1的商用單級熱電制冷模塊，利用車輛行駛時的壓差轉(zhuǎn)向流量，采用大流量、小溫差、前上送風，COP值為0.51 ~ 0.79。此外，新系統(tǒng)將太陽能薄膜電池與建筑照明相結合，作為熱電空調(diào)的輔助能源設備，可同時實現(xiàn)冬夏兩季制熱制冷，夏季制冷系數(shù)可達0.846。其結構如圖4所示:

2.半導體熱水器

半導體空調(diào)熱水器是基于以半導體制冷塊為核心，利用半導體制冷塊的熱端加熱熱水器，利用半導體制冷塊的冷端冷卻空調(diào)的思想。半導體制冷塊夏季使用時，制冷效率可達1.5，冬季使用時，熱效率可達1.8。為了達到更好的效果，使用了10個半導體制冷塊。

半導體制冷塊通電后，加熱和冷卻同時進行。使用半導體制冷塊制冷的關鍵是做好產(chǎn)熱端的散熱工作，保證冷端溫度盡可能低。在額定工況下，制冷塊冷、熱側的最大溫差> 60℃。假設理想散熱條件下熱端溫度為30℃，空載條件下冷端可達-30℃。為了不將熱量排到室外，半導體制冷塊的熱端采用水冷裝置散熱。下圖是半導體熱水器的原理圖:

柜內(nèi)熱水箱為循環(huán)水箱，通過軟管連接進行水循環(huán)，小水箱設有進水管引入自來水。所以小水箱上有三個水閥，分別用來控制水循環(huán)和補充冷水。制冷劑罐與冷凝器、冷凝器與冷泵、冷泵與制冷劑罐的連接構成制冷劑的循環(huán)，也采用簡單的軟管連接。

安裝前要測試每個半導體制冷塊是否能制冷，要注意熱端沒有散熱片不能通電。半導體制冷塊按照1、3、5、7、9和2、4、6、8、10的規(guī)則分為兩組，每組由12V/30A開關電源供電。在開關電源上接一個白熾燈的假負載，調(diào)節(jié)輸出電壓到10V，然后串聯(lián)30A直流電流表和制冷塊。給制冷塊分組通電，每組電流應為15A左右(10V時每個制冷塊的電流為3A左右)。

3.基于半導體制冷的防暑降溫防護頭盔

考慮到半導體制冷小型化、微型化的特點，將半導體制冷技術應用于服裝鞋帽等個人防護裝備是可行的。本實用新型為專利，其設計的頭盔結構如下:

該設計包括罩殼、冰箱、太陽能電池板和供電裝置，冰箱安裝在罩殼上，由半導體制冷片、散熱片、冷卻導塊和風扇組成。制冷片的熱端連接有散熱片，散熱片外設置有冷卻風扇；冷段與冷導塊連接，冷導塊上設有冷氣扇，冷氣扇與帽體內(nèi)壁上的冷氣導管連接，輸送冷氣。

帽子頂部外壁設有太陽能電池板，太陽能電池板與熱傳感器連接，太陽能電池板、熱傳感器和冰箱均與外接電源裝置連接。基于這種設計，目標是在頭盔內(nèi)部提供涼爽和低溫以及保護。

以下是頭盔的俯視圖，包括風扇和冷卻塊的布局:

4.其他應用

基于半導體制冷技術的特點，它廣泛應用于日常生活、醫(yī)療、軍事、工業(yè)和農(nóng)業(yè):

1)日常生活:自制電子元器件冷卻裝置，如計算機CPU中使用的半導體制冷片；

2)醫(yī)學領域:用于活體細胞切片的冷凍切片機，刀片的可控低溫通過半導體技術實現(xiàn)；

3)實驗設備——恒溫金屬浴:用于恒溫保存樣品、酶、核酸和蛋白質(zhì)的設備，應用半導體制冷技術保持可控恒溫；

4)軍事領域:半導體制冷片廣泛用于冷卻紅外探頭、激光發(fā)射器等軍事裝備。