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汽车冰箱制冷原理是什么_汽车冰箱制冷原理
tamoadmin 2024-08-23 人已围观
简介1.半导体车载冰箱的制冷原理是什么?2.汽车冰箱的车载冰箱制冷原理3.车载冰箱半导体制冷原理4.车载冰箱原理图解5.空调与冰箱制冷的原理一样吗?不一样的话各是什么?从制冷方式来说,车载冰箱只有两个种类:压缩机式 / 半导体式。半导体式车载冰箱,本身的重量低,价格相对便宜,移动较为方便;但是制冷性能较差,最低制冷温度只能到5℃,本身质量较差,故障率高,耗电量相对高。压缩机式车载冰箱,制冷性能较好,最
1.半导体车载冰箱的制冷原理是什么?
2.汽车冰箱的车载冰箱制冷原理
3.车载冰箱半导体制冷原理
4.车载冰箱原理图解
5.空调与冰箱制冷的原理一样吗?不一样的话各是什么?
从制冷方式来说,车载冰箱只有两个种类:压缩机式 / 半导体式。
半导体式车载冰箱,本身的重量低,价格相对便宜,移动较为方便;但是制冷性能较差,最低制冷温度只能到5℃,本身质量较差,故障率高,耗电量相对高。
压缩机式车载冰箱,制冷性能较好,最低制冷温度可达-18℃,本身质量好,压缩机可使用10年以上,故障率低,耗电量相对低;但是本身重量大(压缩机5KG以上),不方便移动,价格相对比较贵。
两种车载冰箱的适用场景是有区别的,理论上来说压缩机车载冰箱的温度范围更大,性能更好使用更稳定,所以使用场景更广泛;半导体车载冰箱在许多其他场景(宿舍、日常保鲜等)具有较大优势,关键是售价便宜。
比如需要有物品需要冷冻时,建议使用压缩机车载冰箱;如果是考虑偶尔使用,稍微降低物品温度,可以选用价格较低的半导体冰箱。
选择什么样的车载冰箱还是要根据自己的需求来确定,在享用科技新产品带来的便利同时,也避免不必要的浪费。
半导体车载冰箱的制冷原理是什么?
热力学在生活中的实例有:
1、空调与冰箱的制冷系统(将电能转移热能)。
原理:制冷系统可以把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽,使蒸汽的体积减小,压力升高。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽,使之压力升高后送入冷凝器,在冷凝器中冷凝成压力较高的液体。
经节流阀节流后,成为压力较低的液体后,送入蒸发器,在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽,再送入压缩机的入口,从而完成制冷循环。
2、汽车和火车中的内燃机(将热能转化为机械能)。
原理:内燃机将燃料和空气混合,在其汽缸内燃烧,释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。
3、电饭锅中的加热装置(将电能转化为热能)。
原理:将盛好食物的内锅放到发热板上,使其底部与发热板中心的限温中感温软磁铁贴合。按下琴键开关,软磁铁下方的永久磁铁即上升至与软磁铁接触;此时锅尚未升温,软磁铁处于居里温度以下,呈良好铁磁性,能被永久磁铁磁化并将其吸持在高点位置。
处于高点位置的软磁铁带动内部杠杆动作,将电路上、下触点接通,电热元件通电发热,锅内食物被加热升温。
4、微波炉的加热装置(将电磁能转化为热能)。
原理:微波炉的加热原理是以物料吸收微波能是物料中极性分子与微波电磁场相互作用的结果,在外加交变电磁场作用下,物料内极性分子极化并随外加交变电磁场极性变更而交变取向,如此众多的极性分子因频繁相互间摩擦损耗,使电磁能转化为热能。
扩展资料:
热力学过程的应用主要应用在以下这些方面:
1、化工生产。
(1)、流体的压缩过程。
这是流体的升压过程,其目的是供给能量以克服流体输送过程中受到的阻力,或满足后续工序的要求。气体压缩过程的功耗,可用压缩机的等熵效率估算,也可用压缩机的等温效率估算。
(2)、流体的膨胀过程。
这是流体的降压过程。流体膨胀的目的是降低流体的压力,以适应后续工序的需要。如锅炉的蒸汽压力高于用汽设备的使用压力时,降压才能使用。还可以降低气体的温度,以获得低温或使气体液化,如制冷和深度冷冻时的气体降压。
(3)、蒸汽动力循环。
这是利用工作介质的循环变化将热能转化为机械能的过程。最简单的蒸汽动力循环是兰金循环。液态工作介质在锅炉吸热而蒸发成为过热蒸汽,再经透平膨胀成低压湿蒸汽,接着进入冷凝器冷凝成为饱和液体,最后经泵加压重又进入锅炉中,完成了一个循环。
2、制冷循环。
这是利用制冷工作介质的循环变化将热量由低温物体传给高温环境的过程。制冷循环有空气压缩制冷循环、蒸气压缩制冷循环、蒸汽喷射制冷循环、吸收制冷循环等。
化工生产用制冷循环的目的,是获得低温以发生预期的变化,或充分利用低温位热。例如小型工厂中用吸收制冷装置回收利用低温位热,以节约电能。
3、热泵循环。
热泵循环的流程与蒸气压缩制冷循环相同,区别仅在于工作的温度范围不同:热泵循环的下限温度是环境温度,上限温度为供热温度;制冷循环的上限温度是环境温度,下限温度为制冷温度。
在化工生产中,通过热泵循环提高热的温位,热能可以循环使用或回收利用。对于温度降低不大的过程,例如沸点上升不大的蒸发和组分沸点差很小的精馏,都可通过热泵循环以节约能耗。
百度百科-热力学过程
汽车冰箱的车载冰箱制冷原理
半导体冰箱,又被人们称为电子冰箱,它和其他使用压缩机的冰箱产品不同。
电子半导体车载冰箱是利用特种半导体材料构成的P-N结,形成热电偶对,通过一块较小的半导体芯片使用帕尔贴原理,在两种不同的导体所构成的电路中直流电路通过时在结点的金属片接头处开释热量,通过不同的电流流向实现制冷和制热的最终目的。
得益于这种制冷方式,电子半导体式的车载冷暖箱可以制冷及制热,工作温度范围5℃到65℃。
车载冰箱半导体制冷原理
半导体电子制冷又称热电制冷,或者温差电制冷,它是利用“帕尔帖效应”的一种制冷方法,与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。
1843年,法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝,再将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上,通电后,他惊奇的发现一个接头变热,另一个接头变冷;这个现象后来就被称为“帕尔帖效应”。 “帕尔帖效应”的物理原理为:电荷载体在导体中运动形成电流,由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级,当它从高能级想低能级运动时,就会释放出多余的热量。反之,就需要从外界吸收热量(即表现为制冷)。
所以,“半导体电子制冷”的效果就主要取决于电荷载体运动的两种材料的能级差,即热电势差。纯金属的导电导热性能好,但制冷效率极低(不到1%)。半导体材料具有极高的热电势,可以成功的用来做小型的热电制冷器。 经过多次实验,科学家发现:P型半导体(Bi2Te3-Sb2Te3)和N型半导体(Bi2Te3-Bi2Se3)的热电势差最大,应用中能够在冷接点处表现出明显制冷效果。
通上电源之后,冷端的热量被移到热端,导致冷端温度降低,热端温度升高,这就是著名的Peltiereffect。这现象最早是在1821年,由一位德国科学家ThomasSeeback首先发现,不过他当时做了错误的推论,并没有领悟到背後真正的科学原理。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JeanPeltier,才发现背後真正的原因,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NP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乾一样夹起来,陶瓷片必须绝缘且导热良好,看起来像三明治.
电子冰箱简单结构为:将P型半导体,N型半导体,以及铜板,铜导线连成一个回路,铜板和导线只起导电作用,回路由12V直流电供电,接通电流后,一个接点变冷(冰箱内部),另一个接头散热(冰箱后面散热器)。
车载冰箱原理图解
车载小冰箱的半导体制冷原理 半导体制冷技术 材料是当今世界的三大支柱产业之一,材料是人类赖以生存和发展的物质基础,尤其是近几十年来随着人类科学技术的进步,材料的发展更是日新月异,新材料层出不穷,其中半导体制冷材料就是其中的一个新兴的热门材料,其实半导体制冷技术早在十九世纪三十年代就已经出现了,但其性能一直不尽如人意,一直到了二十世纪五十年代随着半导体材料的迅猛发展,热点制冷器才逐渐从实验室走向工程实践,在国防、工业、农业、医疗和日常生活等领域获得应用,大到可以做核潜艇的空调,小到可以用来冷却红外线探测器的探头,因此通常又把热电制冷器称为半导体制冷器。 半导体制冷器件大致可以分为四类: (1)用于冷却某一对象或者对某个特定对象进行散热,这种情况大量出现在电子工业领域中; (2)用于恒温,小到对个别电子器件维持恒温 ,大到如制造恒温槽,空调器等; (3)制造成套仪器设备,如环境实验箱,小型冰箱,各种热物性测试仪器等; (4)民用产品,冷藏烘烤两用箱,冷暖风机等。 半导体制冷的应用: (1)在高技术领域和军事领域 对红外探测器,激光器和光电倍增管等光电器件的制冷。比如,德国Micropelt公司的半导体制冷器体积非常小,只有1个平方毫米,可以和激光器一起使用TO封装。 (2)在农业领域的应用 温室里面过高或过低的温度,都将导致秧苗坏死,尤其部分名贵植物对环境更加敏感,迫切需要将适宜的温度检测及控制系统应用于现代农业。 (3)在医疗领域中的应用 半导体温控系统在医学上的应用更为广泛。如:用于蛋白质功能研究、基因扩增的高档PCR仪、电泳仪及一些智能精确温控的恒温仪培养箱等;用于开发具有特殊温度平台的扫描探针显微镜等。 半导体制冷的优点 半导体制冷器的尺寸小,可以制成体积不到1cm小的制冷器;重量轻,微型制冷器往往能够小到只有几克或几十克。无机械传动部分,工作中无噪音,无液、气工作介质,因而不污染环境,制冷参数不受空间方向以及重力影响,在大的机械过载条件下,能够正常地工作;通过调节工作电流的大小,可方便调节制冷速率;通过切换电流方向,可是制冷器从制冷状态转变为制热工作状态;作用速度快,使用寿命长,且易于控制。 半导体制冷器件的工作原理 半导体制冷器件的工作原理是基于帕尔帖原理,该效应是在1834年由J.A.C帕尔帖首先发现的,即利用当两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时,在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量,而另一个接头处则吸收热量,且帕尔帖效应所引起的这种现象是可逆的,改变电流方向时,放热和吸热的接头也随之改变,吸收和放出的热量与电流强度I[A]成正比,且与两种导体的性质及热端的温度有关,即: Qab=Iπab πab称做导体A和B之间的相对帕尔帖系数 ,单位为[V], πab为正值时,表示吸热,反之为放热,由于吸放热是可逆的,所以πab=-πab 帕尔帖系数的大小取决于构成闭合回路的材料的性质和接点温度,其数值可以由赛贝克系数αab[V.K-1]和接头处的绝对温度T[K]得出πab=αabT与塞贝克效应相,帕尔帖系也具有加和性,即: Qac=Qab+Qbc=(πab+πbc)I 因此绝对帕尔帖系数有πab=πa- πb 金属材料的帕尔帖效应比较微弱,而半导体材料则要强得多,因而得到实际应用的温差电制冷器件都是由半导体材料制成的。 半导体制冷材料的发展 AVIoffe和AFIoffe指出,在同族元素或同种类型的化合物质间,晶格热导率Kp随着平均原子量A的增长呈下降趋势。RWKeyes通过实验推断出,KpT近似于Tm3/2ρ2/3A-7/6成比例,即近似与原子量A成正比,因此通常应选取由重元素组成的化合物作为半导体制冷材料。 半导体制冷材料的另一个巨展是1956年由AFIoffe等提出的固溶体理论,即利用同晶化合物形成类质同晶的固溶体。固溶体中掺入同晶化合物引入的等价置换原子产生的短程畸变,使得声子散射增加,从而降低了晶格导热率,而对载流子迁移率的影响却很小,因此使得优值系数增大。例如50%Bi2Te3-50%Bi2Se3固溶体与Bi2Te3相比较,其热导率降低33%,而迁移率仅稍有增加,因而优值系数将提高50%到一倍。 Ag(1-x)Cu(x)Ti Te、Bi-Sb合金和YBaCuO超导材料等曾经成为半导体制冷学者的研究对象,并通过实验证明可以成为较好的低温制冷材料。下面将分别减少这几种热电性能较好的半导体制冷材料。 二元Bi2Te3-Sb2Te3和Bi2Te3-Bi2Se3固溶体 二元固溶体,无论是P型还是N型,晶格热导率均比Bi2Te3有较大降低,但N型材料的优值系数却提高很小,这可能是因为在Bi2Te3中引入Bi2Se3时,随着Bi2Se3摩尔含量的不同呈现出两种不同的导电特性,势必会使两种特性都不会很强,通过合适的掺杂虽可以增强材料的导电特性,提高材料的优值系数,但归根结底还是应该在本题物质上有所突破。 三元Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3固溶体 Bi2Te3 和Sb2Te3是菱形晶体结构,Sb2Se3是斜方晶体结构,在除去大Sb2Se3浓度外的较宽组份范围内,他们可以形成三元固溶体。无掺杂时,此固溶体呈现P型导电特性,通过合适的掺杂,也可以转变为N型导电特性。在二元固溶体上添加Sb2Se3有两个优点:首先是提高了固溶体材料的禁带宽度。其次是可以进一步降低晶格热导率,因此Sb2Se3不论是晶体结构还是还是平均原子量,都与Bi2Te3 和Sb2Te3相差很大。当三元固溶体中Sb2Te3+5% Sb2Se3的总摩尔含量在55%~75%范围时,晶格热导率最低,约为0.8×10-2W/cm K,这个值要略低于二元时的最低值0.9×10-2W/cm K。 但是,添加Sb2Se3也会降低载流子的迁移率,将会降低优值系数,因此必须控制Sb2Se3的含量。 P型Ag(1-x)Cu(x)Ti Te材料 AgTi Te材料由于具有很低的热导率(k=0.3 W/cm K),因此如能通过合适的掺杂提高其载流子迁移率μ和电导率σ,将有可能得到较高的优值系数Z。RMAyral-Marin等人通过实验研究,发现将AgTi Te和CuTi Te通过理想的配比形成固溶体,利用Cu原子替换掉部分Ag原子后,可以得到一种性能较好的P型半导体制冷材料Ag(1-x)Cu(x)Ti Te,其中x在0.3左右时,材料的热电性能最好。由此可见Ag(1-x)Cu(x)Ti Te的确是一种较好的P型半导体制冷材料。 N型Bi-Sb合金材料 无掺杂的Bi-Sb合金是目前20K到220K温度凡内优值系数最高的半导体制冷材料,其在富Bi区域内为N型,而当Sb含量超过75%时将转变为P型。在Bi的单晶体中引入Sb,没有改变晶体结构,也没有改变载流子(包括电子和空穴)浓度,但是拉大了导带和禁带之间的宽度。Sb的含量为0~5%时禁带宽度约为0eV,即导带和禁带相连,属于半金属;Sb含量在5%~40%时,禁带宽度值基本是在0.005eV左右,当Sb的含量在12%~15%时,达到最大,约为0.014eV,属于窄带本征半导体。由上文所述,禁带宽度的增加必将提高材料的温差电动势。80K到110K温度范围内,是Bi85Sb15的优值系数最高,高温时则是Bi92Te8最高。 YBaCuO超导材料 根据上面的介绍可知,在50K到200K的温度范围内,性能最好的半导体制坑材料是n型Bi(100-x)Sbx合金,其中Sb的含量在8%~15%。在100K零磁场的情况下,Bi-Sb合金的最高优值系数可达到6.0×10-3K-1,而基于Bi、Te的p型固溶体材料在100K时的优值系数却低于2.0×10-3K-1并且随着温度的下降迅速减小。因此,必须寻找一种新的p型低温热电材料,以和n型Bi-Sb合金组成半导体制冷电对。利用高Tc氧化物超导体代替p型材料,作为被动式p型电臂(称为HTSC臂,即High Tc Supercon-ducting Legs),理论上可以提高电队的优值系数,经过实验证明也确实可行。半导体制冷电对在器件两臂满足最佳截面比时的最佳优值系数为: zmax= (1)式中的下标p和n分别对应p型材料和n型材料。由于HTSC超导材料的温差电动势率α几乎为零,但其电导率无限大,因此热导率κ和电导率δ的比值κ/δ却是无限小的,这样式(1)可以简化为: zmax(HTSC)=即由n型热电材料和HTSC臂所组成的制冷电对的优值系数,将等于n型材料的优值系数。 Mosolov A B等人分别利用以SrTiO3座基地的YBaCuO超导薄膜和复合YBaCuO-Ag超导陶瓷片作为被动式HTSC臂材料,用Bi91Sb9合金作为n型材料,制成单级半导体制冷器。实验结果表明:利用YBaCuO超导薄膜制成的制冷器,热端温度维持在85K,零磁场时可达到9.5K的最大制冷温差,加上0.07T横向磁场时能达到14.4K;利用YBaCuO-Ag超导陶瓷片制成的单击制冷器,热端温度维持在77K时,相应的最大制冷温差分别是11.4K和15.7K。从半导体制冷器最大制冷温差计算公式,可以反算出80Kzuoyou这种制冷电对的优值系数约为6.0×10-3K-1,可见这种电对组合是有着很好的应用潜力的。随着高Tc超导体材料的发展,这种制冷点队的热端温度将会逐渐提高,优值系数也将逐渐增大,比将获得跟广泛的应用。
空调与冰箱制冷的原理一样吗?不一样的话各是什么?
车载冰箱分为半导体式和压缩机式两大类,两种类型的车载冰箱工作原理也大有差异,接下来我们就来了解一下半导体车载冰箱和压缩机车载冰箱的原理吧。
半导体车载冰箱又被称为电子冰箱,和传统冰箱通过制冷剂来制冷不同,半导体车载冰箱的原理属于电子物理制冷。这种制冷方式是利用了“帕尔帖效应”,电荷载体在导体中运动形成电流,由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级,当它从高能级向低能级运动时,就会释放出多余的热量。反之,就需要从外界吸收热量。这也是为什么半导体车载冰箱既可以制冷又可以制热。
不过半导体车载冰箱的优缺点同样明显,优点是体积小、方便携带、零污染、既能制冷又能制热、噪音小等,缺点是制冷效率低,制冷效果受环境影响。
而压缩机车载冰箱则是传统家用冰箱的分支,工作原理同样是由电动机提供机械能,通过压缩机对制冷系统做功。这类冰箱的优点无疑是制冷效果好、容量大、能够冰冻,缺点是体积大重量较重,车用时携带不方便。
您好!
基本原理是一样的,空调室内机(蒸发器)和室外机(冷凝器)是用风扇强制换热,冰箱的蒸发器和冷凝器是通过自然对流和辐射换热。
冰箱和空调的温度不同,制冷剂也不同,冰箱要0度以下,而空调只要制冷到5至7度就可以了。
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