试剂仓半导体制冷模组热端散热器的仿真研究

半导体制冷模组热端散热器的散热性能将直接影响其制冷效率,因此在半导体制冷模组实际工作中,半导体制冷模组的高效工作离不开有效的散热方式。针对这一问题,根据实际构建三维模型,利用COMSOL■Multiphysics■软件模拟仿真计算,对热端的翅片式散热器进行了一系列研究。对仿真结果进行对比分析和讨论,分别探究了散热器风速大小、材料以及翅片参数对散热器散热性能的影响。结果表明:随着风速增大,热端温度不断降低;由于传热系数、比热容和密度等物性参数的不同,相同结构下不同材料的散热器散热性能存在较大差异;翅片参数的改变将改变对流传热过程从而影响散热器散热性能,合理减小翅片高度和翅片厚度在提升散热器经济性的同时并不会显著降低其散热性能。研究结果提高了翅片式散热器的散热性能和经济性,进而提高半导体制冷模组的制冷性能,为实际工程的应用提供了借鉴和参考。

基于半导体制冷的可穿戴降温服设计

在炎热的夏天,建筑工人、电力人员、消防员、保安、环卫人员、快递小哥等很多行业工作人员需要在高温下进行工作,长时间高温的工作环境容易对工作人员的工作效率、生产安全和身体健康等造成负面影响,甚至会造成热射病、高温中暑等危险。为了给高温环境下工作的人员提供一种便捷实用的制冷产品,针对目前已有的微型风扇制冷、冰袋制冷、相变材料(PCM)制冷等降温服存在的缺陷,设计了一种轻便可靠的基于半导体制冷技术的可穿戴降温服。基于半导体制冷的可穿戴降温服使用半导体制冷片作为核心制冷源,以STC15W4K56S4单片机为主控芯片,设计了温度采集模块、温度调控模块、半导体制冷模块、OLED液晶屏显示模块等多硬件模块于一体的半导体制冷自动控制循环系统。降温服内部敷设有硅胶软管,冷却后的液体通过硅胶软管流向衣服各部位,从而达到降低人体温度的效果。同时,针对脸部及头部区域,在衣领位置安装雾化器进行降温,用冷却后的雾化水分子散热,让脸部头部区域更好的降温体验。通过实验证明设计的可行性,能够在短时间内达到人体的舒适温度,有效缓解工作人员的高温作业烦恼,保障工作人员的身体健康。

空气冷却式降温服用半导体制冷装置的实验与模拟

设计了一款空气冷却式降温服,并确定其冷却功率及进出口空气的状态参数和流量,同时计算了空气冷却式降温服用半导体制冷装置所需的制冷功率。对半导体制冷装置进行实验和数值模拟,通过实验数据验证了数值模拟计算模型的准确性,并提出优化方案。采用验证过的数值模拟计算模型对半导体制冷装置进行优化设计与计算,优化后半导体制冷装置在干球温度为34.4℃、湿球温度为27.9℃的环境中可提供流量和温度分别为6.283×10^(-3) m^(3)/s和29℃的冷风,符合空气冷却式降温服的设计要求。

与蒸发冷却相结合的半导体制冷装置性能分析

研究一种蒸发冷却与半导体制冷相结合的空调系统.按照测量冷热端进出水温度,推导公式计算的方法,得出了其不同工况下半导体制冷装置的制冷系数、制冷功率与电流的关系.实验结果表明,该半导体制冷片的最佳工作电流为3至4A,此时制冷系数最高可达4.2,得出了串联工况下略优于并联工况,水流量大略优于水流量小的结论.四组该半导体制冷装置与蒸发冷却设备相结合即可满足20m2空调区域的需求.

半导体制冷制热在风电机组中应用研究

风电机组需适应中国不同的复杂气候环境条件和地理条件,面临低温、高温和高湿等复杂气候环境条件的影响。未来风电机组向大型化、多样化、高可靠性和智能化的方向发展,现有风电机组广泛应用的传统风冷和液冷技术已无法满足未来风电机组的散热、加热和除湿等需求,由“传统化”向“多元化”转变是未来风电机组热管理技术的重要发展方向。半导体制冷制热技术作为非常有应用前景的新型冷却技术,对半导体制冷制热技术在风电机组中的应用场景进行了研究。

基于半导体制冷的小功率双控温便携冰箱设计研究

人们生活水平不断提高,对日常用具要求也逐渐提高,现今市场上出现诸多小型便捷式日用电器,尤其便捷式小功率冰箱受到人们广泛关注,但是就当前小型冰箱来看,功能设计较为单一,不足以满足人们多元化需求。为此,本文基于当前小冰箱设计,计算半导体制冷小功率冰箱制冷量、蓄电池容量以及电池功率,设计半导体制冷片、散热系统、软件程序,通过对小冰箱箱体进行实验测试,分析小箱冰箱的制冷性能、运转性能,以期满足人们日常冰镇需要。

基于半导体制冷的光模块高低温测试系统

5G网络建设和大规模数据中心建设带来了大量光模块需求。在光模块生产制造中,为了保障光模块在环境温度变化情况下能够长时间正常工作,需要检测模块在不同温度下的性能,而进行高低温测试。高低温测试在光模块制造成本中占了很大比重。设计了一种基于半导体制冷器(Thermo Electric Cooler)的光模块高低温测试系统,相较传统基于热流仪的方案,不需要压缩空气,能够大幅降低功耗、噪声和整体成本,且能够实现与热流仪相当的升降温时间。该系统对于节能减排、降低光模块制造成本有重要意义。

半导体制冷技术及其发展

半导体制冷主要是帕尔帖效应(Peltier effect)在制冷方面的应用。文章介绍了半导体制冷的原理、优点和不足。半导体制冷器由热电堆和导线组成,无任何机械运动部件,噪音低,无磨损,寿命长;具有高度的可靠性和良好的可维修性;不用制冷剂,对环境没有污染,绿色环保;不足是用于制冷时效率较低,损耗大。半导体制冷在工业、医疗卫生、军事等很多方面得到了广泛的应用。此外在电子设备的方面,半导体制冷也有着广泛的应用。

半导体制冷演示实验

研制了可用于物理教学演示的半导体制冷演示仪 ,半导体制冷器是纯固体制冷源 ,既能制冷又能制热 ,体积小 ,重量轻 ,使用方便 ,无污染 ,有广泛的应用前景 。

半导体制冷效率及空间冷量传递特性试验研究

半导体制冷效率的大小取决于热电堆冷热端的温差 ,而强化热端的散热与强化冷端的冷量散发有利于降低热电堆冷热端的温差 ,从而提高半导体的制冷效率 .本文探讨了由半导体冷端提供冷量进行制冷的空间温度在自然对流和强制对流状态下随时间变化的规律 .结果表明强制对流有助于冷量的传递和制冷效率的提高 .

半导体制冷元件特性参数测量及选用

提出了一种操作简便、精度好、可靠性高的半导体制冷元件特性参数测试方法,设计了专用实验装置,通过试验对不同型号半导体制冷元件的特性参数进行了对比分析.进一步将这些元件分别用于小型半导体冰箱进行制冷性能测试,并根据实验和理论分析结果提出了进一步提高半导体制冷装置效率的有效途径.

半导体制冷器制冷性能的综合影响因素探讨及其优化设计分析

对于半导体制冷器优化研究的目的在于使其制冷性能最优化。本文通过对半导体制冷器的结构尺寸及热电材料相关物性参数进行了较系统的研究,推荐出了最佳理论设计值。同时,采用数值分析与解析求解相结合的方法,综合讨论了在稳态条件下,优值系数、最优结构尺寸、冷热媒温度、电流、介质端面对流换热强度等参数变化对热电制冷器制冷性能的改善影响,以及各性能参数之间的相互制约关系。结论对于实际热电制冷系统的优化设计以及系统性能的提高提供了理论依据。

半导体制冷温控系统的设计及误差分析

简要叙述了半导体制冷原理,介绍一种半导体制冷器温度控制系统的设计,给出了设计原理和电路图。系统设计完成后对其进行了温度试验测试,测试结果证实温度控制误差小于±0.8℃,测试结果表明,该控制系统完全可实现对半导体制冷器的双向精确恒温控制。最后对整个控制系统进行了误差分析,提出了解决措施。

半导体制冷器除湿实验研究

为了探讨半导体制冷器用于家用除湿的潜力,本文利用半导体制冷器搭建了半导体除湿系统,待处理的湿空气先后流经冷热端肋片换热器,达到除湿的目的。在自然室温环境下,对空气温湿度、热电堆电压及处理风量等影响制冷器性能的因素进行了实验研究与分析,并通过实验方法优化了半导体制冷器实际运行时的除湿能力及除湿效率,为半导体除湿机的设计及改进提供了实验依据。结合最佳工作电压,最佳处理风量的选取,在环境温度26℃,相对湿度65%工况下,本制冷器最大除湿量可达150 g/h,除湿效率0.37。

热管散热半导体制冷系统的实验研究

半导体制冷利用半导体材料的珀尔帖效应来实现,不使用压缩机和制冷剂,且不存在噪声和制冷剂污染环境的问题。半导体制冷系统的性能好坏与热端的散热条件有直接关系,为改善热端散热条件,研制了1台热管散热型半导体冷箱。通过性能测试实验,确定了半导体制冷系统的最佳工况,并比较热管散热、风冷散热和水冷散热方式对系统制冷性能的影响。实验结果表明:热管散热是半导体制冷系统的最佳热端散热方式。

小空间半导体制冷的实验研究

在对半导体制冷实验研究的基础上,模拟小空间(1m3)的制冷环境,对影响半导体制冷的因素进行了讨论.实验结果表明,半导体热电堆两端的散热器和散冷器的结构是影响半导体制冷效率的一个很重要的因素,热电堆的工作电压和电流与制冷效率也有着密切的关系.该研究结果对半导体制冷技术在实际空调系统的进一步发展和应用具有一定的指导意义.

基于增量式PID控制的半导体制冷温控系统

为实现半导体制冷装置制冷温度的精确控制,设计了基于数字式温度传感器DS18B20的控制硬件和基于增量式PID的控制算法。多个DS18B20构成分布式的温度采集系统,获取试验箱内的温度数据,并传递给上位机。温度控制算法根据最近三次温度采样值计算控制量,进而确定半导体制冷片的工作状态,调节箱体内的温度。在给定目标温度的前提下,进行了80min的制冷试验,试验结果表明该温控系统具有较好的控制效果。

半导体制冷型高帧频CMOS数字摄像机及其成像噪声分析

为了提高高速CMOS图像传感器的成像质量,降低图像传感器暗电流和随机噪声,介绍了采用半导体制冷方法设计的高帧频CMOS数字摄像机成像系统,并针对该相机系统设计出结构一体化的多级半导体制冷器,实现了制冷量可控。实验结果表明,图像传感器制冷后的温度与环境温度的温差最大可达40℃;通过降低传感器温度很大程度上减少了暗电流固定模式噪声和瞬态随机噪声;此外,在摄像机内硬件实现了彩色滤波阵列转换和列向非均匀性校正,使输出图像信噪比提高了6 dB。该相机系统具有集成度高,结构紧凑,高分辨率,高帧频,高信噪比,宽动态范围,成像质量好等特点。

基于半导体制冷器件的温度控制实验平台开发

介绍了基于单片机和半导体制冷片的温度控制实验平台设计方案。该平台采用模块化设计思想,通过不同功能的模块设计和组合,构造以温度控制为目标的系列实验。实验平台由单片机开发板、半导体制冷片驱动模块、温度检测模块等构成,可以完成调理电路设计、A/D和D/A程序设计、串口程序设计、虚拟仪器面板设计、温度控制算法设计等多项实验,为多门课程的教学实验服务。温度控制系统实验平台具有体积小、功耗低、使用方便的特点,便于教师和学生使用。

半导体制冷器优化设计工作状态的实验研究

模拟小空间制冷环境,在实验确定半导体制冷器最大制冷系数状态和最大制冷量状态工作参数基础上,综合分析计算给出了等功率状态和最佳工作状态参数,弥补传统设计理论的不足,为半导体制冷器优化设计提供依据。