公用设备工程师

半导体制冷原理

半导体致冷器是由半导体所组成的一种冷却装置，于1960年左右才出现，然而其理论基础peltier effect可追溯到19世纪。这现象最早是在1821年，由一位德国科学家thomas seeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背后真正的科学原理。到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家jean peltier，才发现背后真正的原因，这个现象直到近代随著半导体的发展才有了实际的应用，也就是[致冷器]的发明(注意，这种叫致冷器，还不叫半导体致冷器)。

由许多n型和p型半导体之颗粒互相排列而成，而n p之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最後由两片陶瓷片像夹心饼干一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好，外观由许多n型和p型半导体之颗粒互相排列而成，而n p之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最后由两片陶瓷片像夹心饼干一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好。

n型半导体。任何物质都是由原子组成，原子是由原子核和电子组成。电子以高速度绕原子核转动，受到原子核吸引，因为受到一定的限制，所以电子只能在有限的轨道上运转，不能任意离开，而各层轨道上的电子具有不同的能量(电子势能)。离原子核最远轨道上的电子，经常可以脱离原子核吸引，而在原子之间运动，叫导体。如果电子不能脱离轨道形成自由电子，故不能参加导电，叫绝缘体。半导体导电能力介于导体与绝缘体之间，叫半导体。半导体重要的特性是在一定数量的某种杂质渗入半导体之后，不但能大大加大导电能力，而且可以根据掺入杂质的种类和数量制造出不同性质、不同用途的半导体。将一种杂质掺入半导体后，会放出自由电子，这种半导体称为n型半导体。

p型半导体，是靠“空穴”来导电。在外电场作用下“空穴”流动方向和电子流动方向相反，即“空穴”由正板流向负极，这是p型半导体原理。

载流子现象：n型半导体中的自由电子，p型半导体中的“空穴”，他们都是参与导电，统称为“载流子”，它是半导体所特有，是由于掺入杂质的结果。

半导体制冷材料：不仅需要n型和p型半导体特性，还要根据掺入的杂质改变半导体的温差电动势率，导电率和导热率使这种特殊半导体能满足制冷的材料。目前国内常用材料是以碲化铋为基体的三元固溶体合金，其中p型是bi2te3—sb2te3，n型是bi2te3—bi2se3，采用垂直区熔法提取晶体材料。

水环热泵空调系统特点

一、制冷原理

通过水环路把众多的空调机组连接起来的以集中冷却、分散制冷为主要特征的直接蒸发式制冷设备，把传统中央空调和家用空调两者的优点有机的结合起来。

二、系统主要特点

1、系统简单，初投资少

不用制冷机房，没有冷冻水系统和天然气管道。

2、高效节能，运行管理费用低

空调机组能效比eer可达3.5-5.2。空调机组自带冷源并可独立控制，实现了用多少冷量开多少主机系统能量调节比冷水机组更接近于无级调速。冷却水为常温水，水输送过程不会产生冷量衰减，而且能量转换率为一次。

3、空调系统安装工程量小，施工周期短

冷却水管无需保温，省去了冷水机组及冷冻水泵，室内空调系统安装和冷水机组系统一样，因此，安装工程量非常小。

4、维护管理费用低

无需专业专职人员值班，减少了物业管理费用。

5、系统保证能力高

机组电脑板上配置通讯口，通过中央计算机和互联网连接，即可在我公司总部对系统进行远程监控，保证系统安全运行。而冷水机组厂家只能对主机进行监控，系统保证能力差。

6、能量计费方便每个用户均可独立计算电费。

制冷技术

制冷技术是研究获得低温的方式及其机理和应用的科学技术，从广义上讲，凡是低于环境温度的都称为低温。根据在不同的低温温度区域，获得低温的方法及研究对象，又可把制冷技术分为普冷技术和深冷技术。习惯上把普冷技术称为制冷技术，把深冷技术称为低温技术。普冷技术研究的范围是在普冷区，深冷技术研究的范围是在深冷区，它们是以温度 120K 为分界线。

从环境温度到 120K (约-153 度)称之为普冷区，从 120K 到绝对零度(-273.5 度)称之为深冷区。( 20K 到 0K 也有称为超低温或低温区的)获得低温的方式又很多，但总体上可分为物理和化学两种。

物理方法制冷是运用制冷剂在制冷系统中不断的进行状态变化(既处于不同的热力状态)来制冷。一切物质都使由分子所组成的，而物质分子又在不断地运动。由于这种运动的能量大小表明了物体热能的大小，故称为热运动。物体分子热运动的动能大，人的感觉物体就热一些，物体分子热运动的动能小，人的感觉物体就冷一些。

热量只能自发的从高温物体传向低温物体，而不能自发的从低温物体传向高温物体，要把低温物体的热量传到高温物体必须借助外部的能量来实现。

制冷装置借助制冷机来消耗外部的能量，利用物质的状态变化，把被冷却物体的热量传给环境中的高温物体来实现制冷的目的。

所利用的物质通常称为制冷工质或制冷剂。

单级制冷系统的工作原理如图它是由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器通过管道连接，形成一个密闭的制冷循环系统。

高压常温的制冷剂通过膨胀阀节流，变成低压低温的液体，在进入蒸发器，低压低温的制冷剂液体在蒸发器中吸收了外部介质的热量而沸腾(汽化)，变成了低压低温的制冷剂气体。制冷剂气体被制冷压缩机吸入，经制冷压缩机压缩，变成了高压高温的制冷剂气体，在排到冷凝器中与冷却介质(水或空气)进行热交换，被冷凝成高压常温的液体。

这样制冷剂便在系统中做了一次由液变气又由气变成液的制冷循环。从制冷机的排气侧到膨胀阀前的这一段管道，称为高压系统，它的压力为冷凝压力，对应的温度为冷凝温度。

从膨胀阀到制冷机的吸气侧的这一段管道称为低压系统，它的压力为蒸发压力，对应的温度为蒸发温度。

制冷剂在蒸发器中吸收的热量Qo是以制冷机消耗的压缩功Ai为代价而取得的，冷凝器排除的热量Qk等于两者之和，既：Qk=Qo+Ai。

编辑推荐：

2014年暖通考试复习答疑汇总

2014年公用设备师考试(暖通空调)知识点汇总

（责任编辑：hbz）

共2页,当前第1页  第一页  前一页  下一页