現(xiàn)代幾種簡單的制冷技術(shù)

1、目錄第一章 制冷的熱力學(xué)基礎(chǔ)2第1節(jié) 熱力學(xué)第一定律2第2節(jié) 熱力學(xué)第二定律6第二章 傳統(tǒng)的制冷物質(zhì)與制冷技術(shù)7第1節(jié) 制冷劑的歷史47第2節(jié) 傳統(tǒng)制冷技術(shù)的簡單介紹7第三章 半導(dǎo)體制冷10第1節(jié) 半導(dǎo)體410第2節(jié) 半導(dǎo)體制冷器11參考文獻(xiàn)12致 謝1313第一章 制冷的熱力學(xué)基礎(chǔ) 第1節(jié) 熱力學(xué)第一定律1、熱力學(xué)第一定律自然界中的所有物質(zhì)都有能量，能量不能被創(chuàng)造也不能被消滅，它只能進(jìn)行能量之間的轉(zhuǎn)換，從一種形態(tài)變成另一種形態(tài)，但是能量的總和不會改變，這就是能量守恒與轉(zhuǎn)換定律，是自然界的基礎(chǔ)規(guī)律之一，也是熱力學(xué)第一定律的理論基礎(chǔ)2。熱力學(xué)第一定律就是能量守恒與轉(zhuǎn)換在一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用。熱

2、力學(xué)第一定律的解析式為： （1.1.1）式中Q為系統(tǒng)中的熱量，表示熱力學(xué)能的變化量，W為與環(huán)境交換的功。式中熱力學(xué)能變化量、熱量Q、和功W都是代數(shù)值，可正可負(fù)，系統(tǒng)吸熱Q值為正，放熱Q值為負(fù)；同理，系統(tǒng)對外做功W為正，反之為負(fù)。系統(tǒng)的熱力學(xué)能增大時(shí)，為正?？梢岳斫鉃樵谝粋€(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)內(nèi)，熱力學(xué)變化量與對環(huán)境做的功的總和為系統(tǒng)中的總熱量。這也說明了一個(gè)道理熱力學(xué)第一定律是一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過程，即在這個(gè)過程中的每一時(shí)刻，系統(tǒng)都處于平衡態(tài)。說簡單些，就是在一個(gè)系統(tǒng)中，熱和功是可以相互轉(zhuǎn)換的，消耗一定量的熱即可產(chǎn)生一定量的功，同時(shí)，消耗一定量的功會產(chǎn)生一定量的熱，但其二者之和是保持不變的一個(gè)固定值。熱力學(xué)的第

3、一定律解析式的微分形式為 (1.1.2)2、熱力學(xué)第一定律對理想氣體的應(yīng)用1下面我們來看看熱力學(xué)第一定律在理想氣體下的一些簡單的能量轉(zhuǎn)換。（1）等體過程等體過程即使在系統(tǒng)體積保持不變，外界做功為零，故此根據(jù)熱力學(xué)第一定律的解析式可得出 (1.1.3)如果設(shè)初始狀態(tài)和終態(tài)的溫度分別為、則公式變?yōu)?(1.1.4)其中為摩爾定容熱容，為常數(shù)。（2）等壓過程等壓過程即為系統(tǒng)的壓強(qiáng)始終保持不變，如果我們設(shè)系統(tǒng)初始狀態(tài)和終態(tài)的體積分別為、則外界對系統(tǒng)做的功為 (1.1.5)如果設(shè)初始狀態(tài)和終態(tài)的溫度分別為、則公式變?yōu)?(1.1.6)其中為摩爾定容熱容，為常數(shù)。（3）等溫過程等溫過程系統(tǒng)溫度保持不變故此，由

4、理想氣體狀態(tài)方程可以得到 (1.1.7)由于理想氣體，內(nèi)能只跟溫度有關(guān)，溫度不變，故內(nèi)能不變，由此可得 (1.1.8)也就是說外界對系統(tǒng)做的功將全部轉(zhuǎn)化為氣體對外界放出的熱，在等溫過程中外界對氣體做的功為 (1.1.9)（4）絕熱過程此過程系統(tǒng)不與外界做能量交換，故此絕熱過程，所以 (1.1.10)在這個(gè)過程中 (1.1.11)式中的，而。除上訴的幾個(gè)過程外，還有多方過程，在此就不做詳細(xì)敘述了。3、循環(huán)過程（1）循環(huán)過程在一個(gè)系統(tǒng)中，有任意一個(gè)狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過一系列的過程后還能回到這個(gè)出發(fā)點(diǎn)的過程叫做循環(huán)狀態(tài)，由字母可以表示為A-B-C-D-A在一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過程的p-V圖像中如果是順時(shí)針循環(huán)則稱之

5、為正循環(huán)，而反之則稱之為逆循環(huán)。（2）循環(huán)過程的效率設(shè)一個(gè)系統(tǒng)從外界吸收的總熱量為而放出的熱量為則系統(tǒng)對外界做的功為 (1.1.12)則其效率為 (1.1.13)4、卡諾循環(huán)1842年法國科學(xué)家尼古拉·卡諾提出了一個(gè)特殊的熱力學(xué)循環(huán)，這個(gè)循環(huán)是由等溫吸熱，絕熱膨脹，等溫放熱，絕熱壓縮四個(gè)過程組成，由等溫吸熱出發(fā)，經(jīng)過絕熱膨脹、等溫放熱、絕熱壓縮回到到等溫吸熱，這由兩個(gè)等溫過程，兩個(gè)絕熱過程組成的特俗的熱力學(xué)循環(huán)被稱為卡諾循環(huán)。這個(gè)卡諾循環(huán)被使用在一個(gè)假象的卡諾熱機(jī)上。31830年至1840年，為了找出這個(gè)熱機(jī)的最大工作效率，埃米爾·克拉佩龍對卡諾循環(huán)進(jìn)行了一次擴(kuò)充。等溫吸熱

6、的過程就是系統(tǒng)從高溫?zé)嵩次鼰岬倪^程，這個(gè)過程中系統(tǒng)膨脹，所以此過程亦成為等溫膨脹；絕熱膨脹的過程中系統(tǒng)對環(huán)境做功，故此溫度將會降低；等溫壓縮的過程中系統(tǒng)向環(huán)境中放出熱量，體積將會被壓縮；絕熱壓縮，系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。如下圖 由狀態(tài)1到狀態(tài)2是等溫膨脹過程，有上文等溫過程公式可知從高溫?zé)嵩次盏臒釣?(1.1.14)狀態(tài)2到狀態(tài)3為絕熱膨脹，溫度降低到，與外界沒有熱量交換，但對外界做功。狀態(tài)3到狀態(tài)4為等溫壓縮，外界對氣體做功，氣體向低溫?zé)嵩捶艧釣?(1.1.15)狀態(tài)4到狀態(tài)1為絕熱壓縮，氣體回歸原狀態(tài)完成一個(gè)循環(huán)，過程中系統(tǒng)與外界沒有能量轉(zhuǎn)移，但外界對系統(tǒng)做功。整個(gè)過程中內(nèi)能不變，其效率為

7、(1.1.16)狀態(tài)1、4和狀態(tài)2、3分別在兩條絕熱線上，所以根據(jù)上文絕熱過程公式知 (1.1.17) (1.1.18)所以可得出效率為 (1.1.19)所以根據(jù)公式可知，卡諾循環(huán)的效率只與高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臏囟扔嘘P(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)。根據(jù)這些，卡諾提出了著名的卡諾定理：（1）在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切可逆熱機(jī)，其效率都相等；（2）在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切不可逆熱機(jī)，其效率都不可能大于可逆熱機(jī)的效率。第2節(jié) 熱力學(xué)第二定律1、熱力學(xué)第二定律2在功與熱的轉(zhuǎn)換當(dāng)中，功可以直接轉(zhuǎn)化成熱，而熱卻不能直接轉(zhuǎn)化為功，在熱轉(zhuǎn)化為功的過程中通常需要第三方的加入。熱量可

8、以從高溫自動向低溫傳遞，而低溫卻不能自發(fā)的向高溫轉(zhuǎn)移；氣體可以自由的膨脹，沒有限度，但是卻不會自動的壓縮。這些過程只會在系統(tǒng)存在溫度差、壓力差的狀態(tài)下自發(fā)進(jìn)行，在自然狀態(tài)下不可逆，不可逆是自發(fā)過程的重要特征和屬性。而熱力學(xué)第二定律就是研究熱現(xiàn)象中過程進(jìn)行的方向、條件及限度的定律。熱力學(xué)第二定律又稱為熵增定律，表示的在自發(fā)過程中一個(gè)孤立系統(tǒng)的混亂度不會減小。簡單的總結(jié)下熱力學(xué)第二定律就是，熱不能自發(fā)的從低溫向高溫移動，如果想要熱從低溫轉(zhuǎn)移高溫就需要一個(gè)制冷（熱泵）的過程達(dá)到低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩磁艧岵⑶冶黄湮盏哪康?。?dāng)讓，這個(gè)過程是要消耗功的。也就是說在自然界中任何過程都是不可能自主恢復(fù)到原始狀態(tài)

9、的。一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過程都是不可逆的。2、制冷循環(huán)的熱力學(xué)分析3根據(jù)上面第一章第三節(jié)內(nèi)容了解到，熱力學(xué)循環(huán)可以分為兩種，一種為正循環(huán)，一種為逆循環(huán)，正循環(huán)即為把熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，這個(gè)過程可以不需要消耗功；而另一種為逆循環(huán)，逆循環(huán)的進(jìn)行需要消耗功來完成，而我們的制冷過程就是一種熱力學(xué)的逆循環(huán)，而這種循環(huán)通常需要制冷機(jī)或熱泵來完成。 由卡諾定理可知，在相同高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切可逆制冷機(jī)其制冷系數(shù)均相等，與制冷的工作物質(zhì)無關(guān)。所以如何提高制冷系數(shù)就成了一大話題由熱力學(xué)第一定律不難得出，制冷機(jī)的效率應(yīng)為 (1.2.1)第二章 傳統(tǒng)的制冷物質(zhì)與制冷技術(shù)第1節(jié) 制冷劑的歷史4制

10、冷劑在一個(gè)多世紀(jì)內(nèi)經(jīng)歷的一個(gè)不斷發(fā)展的過程，第一個(gè)臺實(shí)用的機(jī)械制冷劑是已乙醚作為制冷劑的一種蒸汽壓縮系統(tǒng)，出現(xiàn)在1843年，后經(jīng)歷了30多年的發(fā)展，在1866年人們制作了利用二氧化碳為制冷劑的機(jī)器，并在隨后的一些年里，制冷劑的創(chuàng)新越發(fā)的多樣化人們利用了很多的化學(xué)藥品作為制冷劑，如氨(NH3)氰（石油醚和石腦油）、二氧化硫(R-764)和甲醚，不過這些都僅僅應(yīng)用在工業(yè)上，而食物的保持依然維持著原有的樣子用冬天保持的冰或工業(yè)制造的冰來保持。到了二十世紀(jì)初期，制冷系統(tǒng)有了革命性的突破，大型制冷器被應(yīng)用與大型建筑空氣調(diào)節(jié)當(dāng)中。第一個(gè)應(yīng)用此技術(shù)的大廈是位于德克薩斯圣安東尼奧的梅蘭大廈。世界上首臺以氯氟碳

11、（CFC）機(jī)器是1926年， 托馬斯.米奇尼（Thomas Midgely）開發(fā)的， CFC族，不可燃、無毒與二氧化硫相比時(shí)能效要提高很多。并在幾年后經(jīng)過威利斯·開利的開發(fā)，制冷機(jī)很快的步入了普通百姓家，這也是歷史上第一臺利用離心技術(shù)的離心式制冷機(jī)，可以說二十世紀(jì)初其是制冷技術(shù)飛速發(fā)展的一個(gè)時(shí)代。20世紀(jì)30年代，氟氯昂出現(xiàn)，它的出現(xiàn)顯著的提高了制冷劑的性能，20世紀(jì)50年代開始使用共沸制冷劑，60年代開始使用非共沸制冷劑。1970年，臭氧層變薄問題漸漸浮出了水面，并且認(rèn)定臭氧層變薄的部分起因源于CFC族的使用，并在蒙特利爾議定書中決定淘汰CFC和HCF

12、C族，歷時(shí)1987年。第2節(jié) 傳統(tǒng)制冷技術(shù)的簡單介紹1、蒸氣壓縮式制冷5（1）蒸氣壓縮式制冷的熱力學(xué)原理 物質(zhì)聚集狀態(tài)發(fā)生的改變稱之為相變，例如：氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)、液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。由于在集態(tài)發(fā)生變化的過程中，物質(zhì)的分子將會重新排列，分子熱運(yùn)動的速度發(fā)生變化，故相變的過程往往都會伴隨著能量的改變，系統(tǒng)將在外界吸收熱量或放出熱量，這種熱量稱作潛熱。物質(zhì)發(fā)生相變的過程中從外界吸收的熱量被稱為吸收潛熱；而反之放出的熱量被稱為放出潛熱。發(fā)生吸收潛熱時(shí)物質(zhì)總是從質(zhì)密態(tài)到質(zhì)稀態(tài)的相變；反之，放出潛熱的過程中物質(zhì)總是從質(zhì)稀態(tài)向質(zhì)密態(tài)變化。 液體蒸發(fā)形成蒸氣，從質(zhì)密態(tài)到質(zhì)稀態(tài)的相變，在這個(gè)過程中，

13、系統(tǒng)將從外界吸收大量的熱，從而是外界環(huán)境的溫度下降，利用這個(gè)過程利用該過程的吸熱效的方法被稱為液體蒸發(fā)制冷。如果將液體放入一個(gè)密閉的容器內(nèi)，并且容器內(nèi)除該液體和液體本身蒸發(fā)的蒸氣外沒有其他的物質(zhì)，則在某一壓強(qiáng)下，液體和蒸氣將達(dá)到平衡，這中狀態(tài)稱之為飽和狀態(tài)，此時(shí)，如果將容器內(nèi)的蒸氣抽出一部分，則液體會自動蒸發(fā)出一部分蒸氣，使容器內(nèi)系統(tǒng)重新達(dá)到平衡。如果我們將這中液體作為制冷劑，用希望被冷卻的物質(zhì)作為熱量的供應(yīng)源，只要蒸氣的溫度比被冷卻的物質(zhì)低，則整個(gè)系統(tǒng)將會維持在一定溫度中，此溫度將會低于原有溫度。 如果想讓此過程連續(xù)不斷的進(jìn)行下去，則要將制冷劑蒸氣從容器內(nèi)不斷的抽出，同時(shí)還要補(bǔ)充制

14、冷劑到容器內(nèi)。通過人們的不斷改進(jìn)，找到了一種非常有效的方法，就是通過一定的方法將蒸氣抽出，再設(shè)置一個(gè)回流的過程，使蒸氣冷凝，重新流回到容器內(nèi)。為使制冷劑蒸氣的冷凝過程不再放出熱量，則需要增加壓力，使制冷劑蒸氣可以在常溫下達(dá)到飽和壓力，這樣，就達(dá)到了我們的目的，使制冷劑將在低溫低壓下蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷效應(yīng)；又在常溫和高壓下凝結(jié)成原制冷劑向環(huán)境溫度的介質(zhì)排放熱量。凝結(jié)后的制冷劑液體壓力將高于正常狀態(tài)，所以返回容器的途中需要先將高壓制冷劑的壓強(qiáng)降低。故此，要達(dá)到液體蒸發(fā)制冷循環(huán)的目的，我們必須設(shè)定以下四個(gè)基本過程：制冷劑在低壓的環(huán)境中形成氣體產(chǎn)生低壓的制冷劑蒸氣，抽出低壓制冷劑蒸氣并加壓產(chǎn)生高壓制冷劑蒸

15、氣。經(jīng)過冷凝將高壓制冷劑蒸氣轉(zhuǎn)化為高壓制冷劑液體，高壓制冷劑液體再經(jīng)過降壓返回初始態(tài)。這種利用低沸點(diǎn)制冷劑相變制冷，再借助 壓縮機(jī)抽吸壓縮、冷凝器的放熱冷凝、節(jié)流閥的節(jié)流降壓、蒸發(fā)器的吸熱汽化的不停循環(huán)過程，便是蒸氣壓縮式制冷的熱力學(xué)原理。（2）蒸氣壓縮式制冷的系統(tǒng)組成 單級蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)，冷凝器，膨脹閥和蒸發(fā)器組成。其工作過程如下： 制冷劑在壓力溫度下沸騰，低于被冷卻物體或流體的溫度。壓縮機(jī)不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸氣，并將它壓縮到冷凝壓力，然后送往冷凝器，在壓力下等壓冷卻和冷凝成液體，制冷劑冷卻和冷凝時(shí)放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)(通常是水或空氣)，與冷

16、凝壓力相對應(yīng)的冷凝溫度一定要高于冷卻介質(zhì)的溫度，冷凝后的液體通過膨脹閥或其他節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器。2、吸收式制冷同蒸氣壓縮式制冷一樣，吸收式制冷也是通過制冷劑氣化吸熱過程來完成制冷的，只是不同的是吸收式制冷要同時(shí)用到兩種沸點(diǎn)不同且不起化學(xué)反應(yīng)的制冷劑的溶液，這中均勻的混合溶液被稱為二院溶液。這種均勻的混合并不是簡單混合，而是要從其內(nèi)部的各種物理性質(zhì)的混合，使其壓力、溫度、濃度、密度等等都保持完全的一致，并且不能通過機(jī)械沉淀法和離心法將其分離成原始狀態(tài)。吸收式制冷已經(jīng)成為了現(xiàn)代最為廣泛的制冷方法。吸收式制冷中使用二元溶液作為工質(zhì)，其中低沸點(diǎn)組分用作制冷劑 ,即利用它的蒸發(fā)來制冷；高沸點(diǎn)組

17、分用作吸收劑，即利用它對制冷劑蒸氣的吸收作用來完成工作循環(huán)。吸收式制冷機(jī)主要由幾個(gè)換熱器組成。常用的吸收式制冷機(jī)有氨水吸收式制冷機(jī)和溴化鋰吸收式制冷機(jī)兩種。 下面以溴化鋰吸收式制冷為例進(jìn)行下簡單的講解：二元工質(zhì)中以水為制冷劑的溴化鋰吸收式制冷劑已經(jīng)成了最為廣泛的制冷機(jī)之一。作為制冷劑的水在絕對壓力870Pa的真空狀態(tài)下，只要5的低溫中便可蒸發(fā)，從載冷劑中吸收熱負(fù)荷，溫度降低，低溫冷水源源不斷的向外輸出。溴化鋰最為二元溶液工質(zhì)中的吸收劑，在低溫和常溫下可以高效率的吸收蒸發(fā)的水蒸氣，又能在高溫狀態(tài)下降吸收的水蒸氣再度釋放出去，這樣的不斷吸收水蒸氣和釋放水蒸氣使吸收和釋放完成一個(gè)循環(huán)，這樣

18、制冷便可以連續(xù)不斷的進(jìn)行下去，這就是一個(gè)制冷的循環(huán)。溴化鋰吸收式制冷機(jī)是一個(gè)經(jīng)濟(jì)性非常好的制冷機(jī)，因?yàn)樗谥评溥^程中所需要的熱能來源是多種多樣的，可為蒸汽、廢熱、75'C以上的地下熱水。如果在天然氣以及燃油充足的地方，甚至可以采用直燃型溴化鋰吸收式制冷機(jī)來取代一般的溴化鋰吸收式制冷機(jī)來獲取我們所需的低溫冷水。這種強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)性大大的促進(jìn)了溴化鋰吸收式制冷機(jī)的發(fā)展。同時(shí)溴化鋰吸收式制冷機(jī)也有很大的局限性，因?yàn)殇寤囄帐街评錂C(jī)的制冷劑是水，而水在0一下會結(jié)冰，所以其工作環(huán)境一般要在5以上，否則將不能正常工作。故溴化鋰吸收式制冷機(jī)多用于空氣調(diào)節(jié)工程作低溫冷源，特別適用于大、中型空調(diào)工程中使用

19、。溴化鋰吸收式制冷機(jī)在某些生產(chǎn)工藝中也可用作低溫冷卻水。3、吸附式制冷吸附式制冷的制冷原理 吸附式制冷系統(tǒng)有別于上訴兩種制冷方式的地方在于吸附式制冷應(yīng)用的不再是液體，而是一定的對某種制冷劑具有吸附作用的固體和制冷劑相互結(jié)合而制成的制冷系統(tǒng)，這種具有吸附作用的固體其吸附能力要隨著溫度變化而變化，并且要具有周期性，周期的冷卻和加熱吸附劑，讓其可以交替的解析和吸附。當(dāng)進(jìn)行解析過程的時(shí)候，系統(tǒng)釋放出制冷劑氣體，同時(shí)使其凝為液體；進(jìn)行吸附過程時(shí)，液體蒸發(fā)，制冷。所以，可以說吸附式制冷系統(tǒng)是以熱能為動力的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。吸附制冷的工作介質(zhì)是吸附劑-制冷劑工質(zhì)對，工質(zhì)對有多種，按吸附的機(jī)理說，有物理吸附

20、與化學(xué)吸附之別。最為常見的吸附式系統(tǒng)為沸石-水吸附對。作為對水蒸氣吸收能力較強(qiáng)并且吸附能力對溫度的變化非常敏感的沸石，自然就成了很好的制冷物質(zhì)。沸石是一種鋁硅酸鹽礦物質(zhì)，當(dāng)溫度升高時(shí)，沸石的溫度也隨之提高，解析過程開始進(jìn)行，水變?yōu)樗魵鈴姆惺?dāng)中散發(fā)出去，系統(tǒng)內(nèi)水蒸氣的壓力將會上升，當(dāng)達(dá)到飽和溫度是，水蒸氣凝結(jié)成水，儲存在蒸發(fā)器中；當(dāng)溫度下降沸石的溫度也降低沸石的吸附能力升高，開始吸附水蒸氣，使系統(tǒng)內(nèi)壓力降低，同時(shí)蒸發(fā)器中水不斷蒸發(fā)，吸收周圍熱量，故此達(dá)到降溫的目的。第三章 半導(dǎo)體制冷第1節(jié) 半導(dǎo)體4原子的結(jié)構(gòu)能決定物質(zhì)的導(dǎo)電性，導(dǎo)體的最外層電子極易掙脫原子核的束縛形成自由電子，再外電場的作用

21、下形成電流，一般為低價(jià)元素。高價(jià)元素原子核對外層電子束縛力強(qiáng)，很難形成自由電子，故導(dǎo)電性極差，稱為絕緣體。而半導(dǎo)體的導(dǎo)電性介于二者之間一般為四價(jià)元素，常用硅和鍺作為原料。在形成晶體結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體中人為的摻入特定的雜質(zhì)元素時(shí)就能制成各種半導(dǎo)體電子器件，摻入的雜質(zhì)元素可使半導(dǎo)體在光照和熱輻射的條件下人為控制其導(dǎo)電性。比較典型的就是N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。N型半導(dǎo)體是在純凈的硅晶體中摻入五價(jià)的元素（多為磷元素），使之取代晶體格中硅原子的位置，使半導(dǎo)體中自由電子濃度大于空穴濃度，如圖1-1圖1-1 N型半導(dǎo)體 圖1-2 P型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體是在純凈的硅晶體中摻入三價(jià)的元素（多為硼元素），使之取代晶體格中

22、硅原子的位置，使半導(dǎo)體中空穴濃度大于自由電子濃度，如圖1-2而兩種半導(dǎo)體的組合將會組成我們常用的電子器件，半導(dǎo)體制冷器便是其中一種。第2節(jié) 半導(dǎo)體制冷器半導(dǎo)體制冷器是N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的一種結(jié)合應(yīng)用（PN結(jié)），半導(dǎo)體制冷器是珀?duì)柼谥评浼夹g(shù)方面的應(yīng)用。1、珀?duì)栙N效應(yīng)當(dāng)直流電通過不同的導(dǎo)電材料構(gòu)成的回路時(shí),其接觸面上將產(chǎn)生吸熱或放熱現(xiàn)象稱為珀?duì)柼?yīng)。在珀?duì)柼?yīng)的進(jìn)程中所產(chǎn)生的熱量，我們通常稱之為作珀?duì)柼麩?。對珀?duì)柼?yīng)的物理解釋是：電荷載體在導(dǎo)體中運(yùn)動形成電流。由于電荷載體在不同的材料中處于不同的能級，當(dāng)它從高能級向低能級運(yùn)動時(shí)，便釋放出多余的能量；相反，從低能級向高能級運(yùn)動時(shí)，從外界吸

23、收能量。能量在兩材料的交界面處以熱的形式吸收或放出。    珀?duì)柼?yīng)是由法國科學(xué)家珀?duì)柼?834年發(fā)現(xiàn)的，最初的發(fā)現(xiàn)是熱電致冷和致熱現(xiàn)象即溫差電效應(yīng)。由N、P型材料組成一對熱電偶，當(dāng)熱電偶通入直流電流后，因直流電通入的方向不同，將在電偶結(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生吸熱和放熱現(xiàn)象，稱這種現(xiàn)象為珀?duì)柼?yīng)。2、半導(dǎo)體制冷的原理半導(dǎo)體制冷的原理是利用半導(dǎo)體材料的溫差效應(yīng)。直流電通過由兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)成的電偶時(shí)，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量；如果在放熱端安裝散熱裝置，吸熱端就能通過熱量輸運(yùn)制成簡單方便的新型制冷器；當(dāng)改變直流電極性時(shí)，又能達(dá)到制熱的效果。3、半導(dǎo)體制冷器的優(yōu)點(diǎn)半導(dǎo)體制冷技術(shù)與傳統(tǒng)的制冷技術(shù)有著根本的區(qū)別，它制冷不需要壓縮機(jī)等工業(yè)儀器，所以無噪音，無磨損，故使用壽命長；它在制冷時(shí)不需要用到制冷劑，不會