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热管理技术
热管理技术
热管理技术是在塞贝克、珀尔帖、汤姆逊效应及其他一些现象的基础上,对一个系统的热量或者温度进行管理,例如热电致冷。
技术发展路线 技术设备能力
FerroTec,作为一家集研发、生产、销售于一体的热电半导体致冷器制造商,致力于为全球客户提供整体热解决方案。经过近三十年的发展,已成为一家全球化的热电半导体致冷器及其组件供应商。

 热电制冷器:

也被称为珀尔帖制冷器,是一种以半导体材料为基础,可以用作小型热泵的电子元件。通过在热电制冷器的两端加载一个较低的直流电压,热量就会从元件的一端流到另一端。此时,制冷器的一端温度就会降低,而另一端的温度就会同时上升。值得注意的是,只要改变电流方向,就可以改变热流的方向,将热量输送到另一端。所以,在一个热电制冷器上就可以同时实现制冷和加热两种功能。因此,热电制冷器还可以用于精确的温度控制。

 

 珀尔帖效应:

当在两个节点T1和T2输入一个电压Vin,回路中会产生一个相应的电流I。接头A处的热量会被吸收,从而产生一个微弱的制冷现象,而在另一个接头B处,随着热量流入,温度会升高。鉴于这个效应是可逆的,所以如果将电流反向,热流的方向也随之反向。珀尔帖效应的数学公式可以表示成左图一。

Qc或者Qh=pxy×I

其中,pxy代表两种材料x和y的珀尔帖系数之差,单位是V;

I是电流,单位是A;

Qc和Qh分别代表制冷和加热的速率,单位是w。

随着电流的流动,导体中同时也会产生焦耳热,大小可以用I2R(R是电路中的电阻)表示。这个焦耳热效应与珀尔帖效应相反,将导致制冷器制冷效果的降低。

 

热电制冷结构:实际应用中的热电制冷器一般包括两个或多个半导体电偶臂。使用导电和导热性都比较好的导流片串联成一个单体。而一个热电制冷器一般是由一对或者多对这样的单体重复排列而成,从电流通路上看,呈串联方式;从热流通路上看,呈并联方式。这些单体和导流片通常都被安装在两片陶瓷基板之间。这些基板的作用是将所有的结构机械性的连接在一起,并且保持每个单体与其它结构和外界焊接面之间相互绝缘。 上图所示的模型里面有两对p型和n型电偶臂,也就是说有两对温差电偶对。在热电制冷的过程中,热流(被实际吸收在热电制冷器里面的热量)正比于制冷器上加载的直流电流的大小。通过0到最大值之间调整加载电流的大小,可以调整和控制热流和温度。