珀耳帖元件(英語:Peltier element)是利用珀耳帖效應(yīng)的元件,當電流通過接合在一起的兩種不同金屬時,在接合處會發(fā)生熱傳遞。
目前實用的高效珀耳帖元件不是由兩種金屬制成,而是由三種材料制成:n型半導(dǎo)體、金屬和p型半導(dǎo)體。它通常用作冷卻裝置,因為它利用熱傳遞,但它也可以用作加熱裝置,因為改變電流的方向會改變熱傳遞的方向。
與熱泵和其他設(shè)備不同,珀耳帖設(shè)備只需通過電流即可提供冷卻效果,因此具有不產(chǎn)生噪音或振動的優(yōu)點。此外,該冷卻系統(tǒng)對環(huán)境的影響很小,因為它不需要制冷劑或腐蝕性液體。
珀耳帖元件的應(yīng)用
珀耳帖元件作為清潔冷卻元件被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。
1、食品領(lǐng)域
珀耳帖元件體積小、清潔且安全。用于食品展示柜、小飲料柜、牛奶冷卻器、酒店面包等。
2、工業(yè)領(lǐng)域
工業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備無一例外地對水敏感,但采取了控制溫度、提供較少冷凝的冷空氣以及內(nèi)置冷凝排水管等對策。應(yīng)用范圍包括冷卻操作面板、冷卻監(jiān)控攝像頭、控制面板內(nèi)部零件的局部冷卻、冷卻模具、恒溫恒濕送風(fēng)設(shè)備等。
3. 光場
珀耳帖元件通常用于冷卻有限空間內(nèi)的設(shè)備。具體包括熱源的直接冷卻、小型繼電器箱的冷卻、光檢測元件的溫度控制、激光二極管的溫度控制、CCD攝像機、投影儀、復(fù)印機、監(jiān)控攝像機的冷卻、激光器的冷卻水等。
4. 民用部門
珀耳帖冰箱被用作醫(yī)院和酒店房間的商用冰箱,因為它們沒有振動或噪音,并且具有緊湊的冷卻機構(gòu)。其中包括小型冰箱、冷藏箱、啤酒服務(wù)器、酒窖、水族箱水溫控制、電腦CPU冷卻、除濕機、空氣凈化器、吹風(fēng)機和面部美容設(shè)備的負離子發(fā)生器。
5.其他領(lǐng)域
珀耳帖元件還用于測量分析領(lǐng)域、半導(dǎo)體領(lǐng)域以及醫(yī)療和理化領(lǐng)域的冷卻和加熱。
珀耳帖元件原理
珀耳帖元件目前使用 p 型和 n 型半導(dǎo)體代替金屬。為了使電子從能級較低的p型半導(dǎo)體移動到能級較高的n型半導(dǎo)體,必須從外部攝入能量,此時會發(fā)生吸熱,溫度下降。
此時,如果電流流動的方向相反,電子就會從能量較高的一側(cè)移動到能量較低的一側(cè),從而釋放出多余的能量并產(chǎn)生熱量。因此,珀耳帖元件可以用作冷卻裝置或加熱裝置,具體取決于電流流動的方向。
然而,使用珀耳帖元件的熱轉(zhuǎn)換在功耗方面效率不高,因此不適合大規(guī)模冷卻或加熱。為了有效地冷卻,與使用翅片或風(fēng)扇的散熱/排氣機構(gòu)結(jié)合使用是有效的。
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