中科都菱醫(yī)用冰箱中的嵌入式冷藏保存箱,是一種使用半導(dǎo)體制冷技術(shù)生產(chǎn)的冰箱。
半導(dǎo)體冰箱,也稱之為電子冰箱。是一種在制冷原理上與普通冰箱完全不同的產(chǎn)品,它以一塊40毫米見方、4毫米厚的半導(dǎo)體芯片通過高效環(huán)形雙層熱管散熱及傳導(dǎo)技術(shù)和自動變壓變流控制技術(shù)實現(xiàn)制冷,被喻為小的“壓縮機”。由于半導(dǎo)體制冷器屬電子物理制冷,根本不用制冷工質(zhì)和機械運動部件,從而徹底解決了介質(zhì)污染和機械振動等機械制冷冰箱所無法解決的應(yīng)用問題,并在小容量低溫冷藏箱方面具有更加顯著的節(jié)能特性,極具開發(fā)推廣價值。
半導(dǎo)體電子制冷又稱熱電制冷,或者溫差電制冷,它是利用"帕爾帖效應(yīng)"的一種制冷方法,與壓縮式制冷和吸收式制冷并稱為三大制冷方式。
1843年,法國物理學(xué)家帕爾帖在銅絲的兩頭各接一根鉍絲,再將兩根鉍絲分別接到直流電源的正負(fù)極上,通電后,他驚奇的發(fā)現(xiàn)一個接頭變熱,另一個接頭變冷;這個現(xiàn)象后來就被稱為"帕爾帖效應(yīng)"。
"帕爾帖效應(yīng)"的物理原理為:電荷載體在導(dǎo)體中運動形成電流,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動時,就會釋放出多余的熱量。反之,就需要從外界吸收熱量(即表現(xiàn)為制冷)
所以,"半導(dǎo)體電子制冷"的效果就主要取決于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(dǎo)電導(dǎo)熱性能好,但制冷效率極低(不到1%)。半導(dǎo)體材料具有極高的熱電勢,可以成功的用來做小型的熱電制冷器。
經(jīng)過多次實驗,科學(xué)家發(fā)現(xiàn):P型半導(dǎo)體(Bi2Te3-Sb2Te3)和N型半導(dǎo)體 (Bi2Te3-Bi2Se3)的熱電勢差大,應(yīng)用中能夠在冷接點處表現(xiàn)出明顯制冷效果。
電子冰箱簡單結(jié)構(gòu)為:將P型半導(dǎo)體,N型半導(dǎo)體,以及銅板,銅導(dǎo)線連成一個回路,銅板和導(dǎo)線只起導(dǎo)電作用,回路由 12V直流電供電,接通電流后,一個接點變冷(冰箱內(nèi)部),另一個接頭散熱(冰箱后面散熱器)。
半導(dǎo)體電子制冷的優(yōu)點:
1.結(jié)構(gòu)簡單,部件少,維修方便
2.無機械傳動部件,無磨損,無噪音,壽命長
3.無需制冷劑制冷(壓縮式和吸收式都需要),環(huán)保
4,效率高,耗電量低(在100W以下,耗電量只有壓縮式和吸收式的一半)
5.因為使用制冷片制冷,所以半導(dǎo)體冰箱可以做到任意大小,甚至有用usb接口供電的usb冰箱出現(xiàn)。
半導(dǎo)體電子制冷的缺點:
1.制冷溫度與環(huán)境溫度有關(guān)(一般環(huán)境溫度低于20度),不能制冰 (此問題也可以通過多級制冷片串聯(lián)來解決,但是串聯(lián)后必須加強散熱,否則容易燒毀制冷片)
多級制冷片
2.冰箱容積不能超過100升(高于100升,其制冷效果下降,耗電量增加)
3.因為制冷片一面散熱,而且產(chǎn)熱多,所以必須使用散熱設(shè)備,這也增加了半導(dǎo)體冰箱的成本,如果使用風(fēng)扇,還會增加耗電量,產(chǎn)生輕微噪音。
4.半導(dǎo)體冰箱在做較大的冰箱時成本較高,不利于大規(guī)模推廣。
半導(dǎo)體冰箱的應(yīng)用:
由于半導(dǎo)體制冷材料的優(yōu)缺點點,所以半導(dǎo)體冰箱的應(yīng)用主要在小型冰箱上較多,如車載冰箱,usb冰箱,胰島素冷藏設(shè)備等


