×

关注微信公众号

温差制冷[11]:冰箱应用

[复制链接]
发表于 2022-10-29 21:12:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

目前在民用市场影响最大的热电制冷应用,是基于半导体制冷原理的热电冰箱。与军事、医疗、电子冷却及其他一些新兴领域的应用不同,热电冰箱已经在民用市场中占据了稳定的位置,成为低功耗制冷领域的可靠替代品,便携式冰箱和高品质饮品保温器就是其应用的体现。与基于传统制冷技术的冰箱相比(如:基于蒸汽压缩系统的最常用的冰箱),半导体制冷冰箱有其独特的优势:体积小、无运动部件、无需使用制冷剂、环保无污染等。常用的半导体制冷冰箱有两种类型:家用冰箱和便携式冰箱,两者之间的主要区别在于可用电力的不同,或使用电池,抑或通过太阳能光伏电池板供电。

图1所示为一种家用热电冰箱,其整体结构由冷藏柜、两个热交换器,帕尔贴模块、直流电源和温度控制器组成。当施加直流电流时,热量通过电荷载体(电子或空穴)从模块的一侧送到另一侧达到制冷的目的。虽然这种热电冰箱的COP相对较低,但可以通过提高热交换器的效率或改进模块接触电阻、热界面和热交换器来弥补,因此,在大多数方面都可与传统的压缩机式冰箱相媲美。但在使用这种家电冰箱时,需防止换热器表面出现冷凝水或者结冰导致换热热阻骤然增大的情况发生。

1.jpg
图1 家用热电冰箱示意图
图2所示为一种便携式半导体车载冰箱,不难看出,冰箱机体结构紧凑、体积小、方便携带。其整体结构由散热风扇,散热板,制冷片,蓄冷块组成,可通过改变电流方向实现制冷/加热的双重功效,在严苛的机械振动环境下亦可正常使用。然而,目前的便携式车载半导体冰箱还存在制冷效率低、制冷温度高(只能冷藏,不能冷冻)、制冷速率慢等缺点,但是由于汽车市场庞大,加之人们对车载冰箱的便捷性、安全性及智能性的偏爱,相信便携式半导体冰箱将得到更好的发展和应用。 2.jpg 图2 便携式热电冰箱分解示意图(图片源于网络)图3所示为一种便携式太阳能热电冰箱,利用可再生能源进行供电。光伏系统白天吸收太阳辐射能并转化成电能,向冰箱的各个组件提供电流;集成的电池蓄电系统储存多余的太阳辐射能,用于在夜间或阴雨天提供必要的电源,以保证连续稳定运行。图4展示了这种太阳能热电冰箱的系统示意图及主要工作组件。由图可见,整个系统耦合了光伏发电系统和电池蓄电系统保证冷却室的稳定运行。冷却室中,一侧设置帕尔贴模块,其冷侧固定在冷却室内,热侧则用于加热应用或直接散热到环境当中;外侧设置性能优异的绝热保护层以防止热量从高温环境传递到冷却室,以保证室内冷却效果。这种系统对于电力匮乏、太阳能资源丰富的地区来说具有得天独厚的优势,是商用冰箱系统的一种替代方案。
3.jpg
图3 太阳能热电冰箱实物图
4.jpg
图4 太阳能热电冰箱系统及组件示意图

回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

快速回复 返回顶部 返回列表