风冷半导体空调的散热问题

设计由两组半导体模块组成的半导体空调系统,整个系统输入功率为170 W,制冷空间为600 mm×600 mm×600 mm,性能系数COP为0.62.实验结果表明,制冷实验20 min后,制冷空间的温度下降了11℃.同时探讨不同储冷块对实际制冷量的影响,结果表明,半导体热电堆存在合适的储冷块厚度.TEC1-12708型半导体制冷片在12 V、2.8 A工况下运行时,储冷块厚度为10 mm时可以得到较大的实际制冷量.

风冷热电空调器的研制

建立了风冷热电空调器数值模拟模型 ,对空调器进行了模拟计算 .在对风冷热电空调器研制的基础上 ,进行了最佳隔热层厚度、不同结构形式、变工况、变风量和复现性实验 ,验证了仿真程序的可靠性 ,并应用模拟程序对热电材料的优值系数和空调器冷。

水冷热电空调器性能的实验研究

设计搭建了水冷热电空调实验台,在冷却水进水温度为11℃、30℃两种工况下,研究了送风速度、送风温差、冷却水流量、进出水温差、工作电流、制冷量和制冷效率等参数之间的关系。实验结果表明,冷却水流量的变化对空调器性能影响更显著,水冷热电空调可在冷却空气同时制备热水,兼具制冷和热泵功能使其应用更具前景。

基于热电原理的过冷器在家用空调中应用的实验研究

在蒸气压缩制冷系统中,增加系统的过冷度可以提高系统的制冷量及其性能系数。本文设计了一种基于热电制冷原理来增加系统过冷度的空调系统,并在最小制冷,额定制冷和最大制冷三种工况下,对运行过冷装置前后的空调系统的性能进行实验对比。结果表明:采用设计的过冷器后,冷凝器出口的过冷度分别提高了2.3℃、1.9℃和1.5℃,系统的制冷量分别提高了3.6%、3.2%和4%,系统的性能系数分别提高了3.7%、3.1%和4.2%。在下一步的实验中可通过优化热电制冷片的运行工况,进一步提高系统的性能。

太阳能热电空调理论研究与性能分析

从能源利用及环境保护角度出发,设计了一种全新的太阳能热电空调,介绍了它的系统组成特点、工作原理,并分析了影响其性能的因素。

提高温差电空调系统效率的探讨

通过对现有温差电公式进行理论推导,结合具体的试验结论,通过绘制Z-η(COP)、△T-η以及U-η三条关系曲线,直观地反映了最佳ηopt与优值系数Z、温差△T以及工作电压U之间的函数关系,从而为设计高效温差电空调系统奠定了理论基础.基于此,通过改进温差电材料的热电性能、提高优值系数Z、降低冷热面温差、优化工作电压以及引入高密高效散热器、改善散热条件等几个方面,设计了一套高效率的温差电空调系统,其致冷效率可以达到4～5.

一种微型热电空调的研制

研制了一种微型热电空调,主要适合于密闭狭小的空间和小容量情况下的使用。建立了微型热电空调稳态工况数值模型,对空调器进行了模拟计算。对热电空调的结构进行了设计,确定了空调器内、外壁的加工材料和厚度、制冷器的制作方法、隔热层的厚度以及空调器热端的冷却方法,为微型热电空调的产品化奠定了基础。

半导体空调的理论研究与性能分析

介绍了半导体制冷的原理及制冷单元的物理模型,并分析了工作电流、制冷材料的优值系数、冷热端工作温度、温差等对半导体制冷系统的性能的影响,为将实际半导体制冷技术应用于空气调节提供了理论依据。

风冷式热电空调器的改进研究

针对传统型风冷式热电空调器厚度较大的缺点,提出一种改进型结构。利用Icepak软件模拟某工况下传统型风冷式热电空调器和改进型风冷式热电空调器的性能,并通过试验验证模拟方法的可靠性,最后利用数值模拟方法分析电流、空气温度、散热器材料对改进前后空调器性能的影响。模拟结果显示:相同条件下空调器改进前后制冷和制热性能基本相同,改进型风冷式热电空调器更适合应用于沙发、座椅及微型制冷箱等厚度较小的物体。

高效温差电空调器的研制

温差电致冷器具有零污染、长寿命以及易于控温等诸多优点,正得到日益广泛的应用。通过降低温差电致冷组件冷、热面工作温差及工作电压等方法,引入降额及冗余设计,建立高效率致冷工作模式。其次,改进常规的散热方法,设计轻质、高效散热器,大幅度地提高散热性能。此外,优化整机设计,采用交叉流换热结构,进一步提高冷、热风道换热效率,最终研制出高效率的温差电空调器。制作的温差电空调器样机输入功率95W,致冷功率448W,致冷效率达到4.7以上,高于普通的机械式空调器。

基于热电制冷的车用太阳能空调系统

本工作研究了基于热电制冷的车用太阳能空调系统,该系统通过太阳能板独立供电并对模拟车厢空间温度进行调节。试验系统包括太阳能板、锂电池等供能装置及由热电制冷片所组成的空调制冷系统,电池模组采用1×4方形磷酸铁锂电池串联组成,模拟箱体尺寸为400 mm×400 mm×400 mm,内置6个温度传感器进行气温测量,侧壁安置热电偶和热流计以测量壁面温度和通过壁面的热流量。试验研究了太阳能空调的制冷性能,获得了在热电制冷片串联和并联连接情形下箱体的降温曲线,实时测量试验箱体内的热流量,分析了热电制冷片的制冷工作效率及其计算方法。结果表明,环境温度为27℃,两块热电制冷片串联情形下持续工作30 min,密闭箱体内平均温度可降至18.3℃,平均制冷系数为1.03,有效制冷系数为0.79(排除壁面热流量);在两块热电制冷片并联时,密闭箱体内平均温度可降至16.7℃,平均制冷系数为0.38,有效制冷系数为0.28 (排除壁面热流量)。

带有压缩机余热温差发电装置的家用空调性能试验研究

世界范围内的能源危机和环境污染日益严重,为了充分利用家用空调系统中的低品位能,提高空调性能,降低空调能耗,对带有温差发电装置的家用空调性能进行了试验研究。试验结果发现:在额定制冷工况下,利用压缩机余热发电装置的空调系统与空调原型机相比输入功率降低43.5W,制冷量提高2.8%,能效比提高9.0%。温差发电装置中发电片冷热端最大温差为17.5℃,平均温差为13.2℃,冷热端温差较小。系统性能还可通过改变冷却方式和优化系统来提高。因此,温差发电技术在家用空调余热回收方面具有广阔的应用前景。

水冷式太阳能半导体空调的实验研究

设计制作了一种水冷散热式太阳能半导体空调,在不同的冷却水流量、电压和半导体热电堆数量下进行制冷性能测试,得到了在不同工况下的空调制冷功率和空调能效比(COP)。实验结果表明:该空调能够达到4m3小空间的制冷需求,并且COP能达到2.2～2.8。根据实验得到的运行参数评价了该空调的经济性,评价结果表明该空调的年平均费用约为普通压缩式空调的2.1倍。研究结果为半导体空调如何提高COP、降低成本提供了参考。

热电过冷器工作电压优化的试验研究

本文设计了一款基于热电原理的过冷装置,并将其运用到家用空调系统当中,试验研究了最小制冷、额定制冷和最大制冷三种工况下,热电过冷装置在电压为6、8、10、12和14V工作时,其制冷量和能效比的变化;并对运行过冷装置前后空调器系统的性能进行试验对比。结果表明:三种工况下,热电过冷装置在工作电压为12V时,其制冷量达到最大,为95、85、94W,能效比分别为0.86、0.77、0.85,此时空调器的过冷度分别为2.6、2.4、2℃,COP则分别提高了3.4%、3.7%、4.7%。