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热电制冷模块热物性参数理论获取方法及精度分析

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红外与激光工程 2016年第6期45卷 184-189页

作者：王卓申利梅胡灿陈焕新华中科技大学制冷及低温工程系湖北武汉430074

获取精确的热电模块的热物性参数值是热电制冷系统性能分析的关键。制冷量是衡量热电制冷性能的参数,根据厂商数据单以及半导体材料与温度相关的热物性经验公式,绘制了采用常物性参数法、变物性参数法分析制冷量的性能曲线图,并提出通... 详细信息

获取精确的热电模块的热物性参数值是热电制冷系统性能分析的关键。制冷量是衡量热电制冷性能的参数,根据厂商数据单以及半导体材料与温度相关的热物性经验公式,绘制了采用常物性参数法、变物性参数法分析制冷量的性能曲线图,并提出通过热电臂内热平衡的微分表达式获得不同工况下制冷量的准确值及标准性能曲线图;通过数值对比分析发现,常物性参数法在计算热电制冷量时有最大约6 W的绝对误差,但可以通过改善常物性参数获取精度减小计算误差;而变物性参数法最大绝对误差仅为1.5 W,该热物性参数获取方法精度较高,适用于分析热电制冷性能。

关键词：热电制冷热物性数值分析制冷量

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热电制冷LED自然对流散热的设计与优化

发光学报 2018年第4期39卷 523-533页

作者：张建新韩变华杨庆新薛亮马楷李海林天津工业大学天津市电工电能新技术重点实验室天津300387 天津工业大学天津市光电检测技术与系统重点实验室天津300387 天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程省部共建国家重点实验室天津300387

为提升高热流密度下LED灯具的自然对流散热性能,以一款基于热电制冷(TEC)的单颗LED小型灯具模组为研究对象,在采用实验测量和回归拟合准确获得TEC性能参数的基础上,建立了有无TEC参与散热的等效热路模型,并选择合理的数学公式对其进行... 详细信息

为提升高热流密度下LED灯具的自然对流散热性能,以一款基于热电制冷(TEC)的单颗LED小型灯具模组为研究对象,在采用实验测量和回归拟合准确获得TEC性能参数的基础上,建立了有无TEC参与散热的等效热路模型,并选择合理的数学公式对其进行性能描述,进而遵循本文设计的计算流程快速得到各种散热性能数据。LED模组的散热分析表明:在恒定的LED热功率下,施加最佳的TEC电流可获得最高的散热性能;LED热功率越低,安装TEC的散热性能越比常规方法优异。经遗传算法优化前后的性能对比分析表明:优化后结构中TEC的合理工作区明显增大,能满足LED更高功率的散热需求;当LED为0.493 W时,优化后结构的最佳结温仅为15.66℃,远低于30℃的环境温度。基于TEC实验数据建立的等效热路模型,能为装配TEC的LED模组提供快速完整的散热设计分析与结构优化的合理方案。

关键词： LED散热热电制冷自然对流等效热路法优化

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热电制冷液冷服内纳米流体自然循环换热特性

东南大学学报（自然科学版） 2018年第2期48卷 220-225页

作者：段炼韩吉田霍冲曹琳琳山东大学能源与动力工程学院济南250061

对热电制冷液冷服内纳米流体自然循环的换热特性进行了实验研究.实验采用不同种类的、粒径在20~100 nm范围内的纳米流体,使其在填充有高孔隙率泡沫金属的换热器中被热电制冷元件降温,利用自然循环流动至与换热器连接的盘管中,在盘管中... 详细信息

对热电制冷液冷服内纳米流体自然循环的换热特性进行了实验研究.实验采用不同种类的、粒径在20~100 nm范围内的纳米流体,使其在填充有高孔隙率泡沫金属的换热器中被热电制冷元件降温,利用自然循环流动至与换热器连接的盘管中,在盘管中吸收热量,温度升高后再次进入换热器中冷却.将同样粒径和体积分数的Ti O2,Cu O,Cu等颗粒制成的纳米流体与去离子水在特定工况下进行对比实验,结果表明,采用纳米流体可显著增强循环的换热性能,其中Cu纳米流体的强化换热效果最好,制冷功率输出能力比同工况下的去离子水提升25%,系统最大制冷功率输出能力提升95%.针对不同尺寸和浓度的Ti O2纳米流体,研究了其粒径大小、体积分数等对循环过程的流动和换热产生的影响,结果表明,增大纳米颗粒的粒径和体积分数,在一定程度上可以增强其换热性能,但也会带来因团聚堆积增强而产生的堵塞和结冰等问题.

关键词：纳米流体自然循环热电制冷人体冷却传热纳米粒子

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热电制冷与太阳能空气隙膜蒸馏耦合优化研究

太阳能学报 2017年第2期38卷 409-415页

作者：胡俊虎杨晓宏田瑞杨胜男内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051 风能太阳能利用技术教育部重点实验室呼和浩特010051 内蒙古可再生能源重点实验室呼和浩特010051

通过对膜蒸馏过程及热电制冷的分析,以前期太阳能空气隙膜蒸馏系统实验数据作为基础数据进行耦合实例计算,定义耦合特性参数、耦合工况、最优耦合工况,建立耦合特性参数方程,通过求解得出采用热电制冷时并非制冷面温度越低膜蒸馏通量越... 详细信息

通过对膜蒸馏过程及热电制冷的分析,以前期太阳能空气隙膜蒸馏系统实验数据作为基础数据进行耦合实例计算,定义耦合特性参数、耦合工况、最优耦合工况,建立耦合特性参数方程,通过求解得出采用热电制冷时并非制冷面温度越低膜蒸馏通量越大。针对最优耦合工况的选取,提出最大产水量和最佳经济性2种判定准则。对比2种判定准则发现,仅有少数耦合工况同时满足2种判定准则,且随着料液温度Tf的增大,按照2准则所确定的理论膜蒸馏通量差值在波动中逐渐增大。

关键词：膜蒸馏热电制冷传质通量耦合特性参数最佳耦合工况判定准则

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热电制冷膜蒸馏实验多目标分析与优化

中国电机工程学报 2019年第23期39卷 6971-6980页

作者：李达杨晓宏田瑞胡俊虎魏文龙内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古自治区呼和浩特市010051 风能太阳能利用技术教育部重点实验室(内蒙古工业大学) 内蒙古自治区呼和浩特市010051 内蒙古可再生能源重点实验室(内蒙古工业大学) 内蒙古自治区呼和浩特市010051

基于热电制冷膜蒸馏实验系统,为研究该系统机理与多目标优化问题,首先通过支持向量机(support vactor regression,SVR)得到变量与目标值间的关系,并以此关系代入响应曲面法分析各变量与目标间的协同效应;其次利用多目标优化算法获得Par... 详细信息

基于热电制冷膜蒸馏实验系统,为研究该系统机理与多目标优化问题,首先通过支持向量机(support vactor regression,SVR)得到变量与目标值间的关系,并以此关系代入响应曲面法分析各变量与目标间的协同效应;其次利用多目标优化算法获得Pareto解集,并进行解集分析;最后通过层次分析法确定目标权值与TOPSIS方法排序,获得了系统运行最优工况。研究结果表明:热端进料温度对该系统中各项目标值有较大影响,制冷器输入电流并非越大越好,要适时与其它工况相匹配。经NSGA-II和MOPSO可得出该系统存在最优工况点,最优工况为:热端进料温度为75℃、冷却水流量为698.1L/h、制冷器输入电流为8.44A,在此最优工况下对应目标值为:热电制冷膜蒸馏系统耦合度为0.77、系统能耗为273.09W、膜通量为13.98kg/(m2.h)。

关键词：膜蒸馏热电制冷支持向量机响应面分析多目标算法

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热电制冷材料研究进展

硅酸盐学报 2024年第10期52卷 3311-3326页

作者：周敏苏浩健师莉李来风低温科学与技术重点实验室中国科学院理化技术研究所北京100190 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100049

热电制冷是一种基于Peltier效应的新型固态制冷技术,具有体积小、重量轻、可靠性高、无机械运动部件等特点,在5G芯片制冷、红外探测器制冷、高精度温控等高科技和航空航天领域具有广阔的应用前景。近年来,对新型固态制冷技术的需求越来... 详细信息

热电制冷是一种基于Peltier效应的新型固态制冷技术,具有体积小、重量轻、可靠性高、无机械运动部件等特点,在5G芯片制冷、红外探测器制冷、高精度温控等高科技和航空航天领域具有广阔的应用前景。近年来,对新型固态制冷技术的需求越来越迫切,热电制冷技术和热电制冷材料的研究引起越来越多的关注。简要介绍了热电制冷的基本原理,对热电制冷材料,包括近室温区热电材料,低温区热电材料等的研究现状进行了综述,分析了研究中存在的问题,并对未来的研究发展进行了展望。

关键词：热电制冷热电材料热电性能热电优值

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热电制冷器制冷工作电流特性分析

红外与激光工程 2011年第6期40卷 1006-1010页

作者：潘海俊阮萍李福王洪伟中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119 中国科学院研究生院北京100049

随着高性能制冷CCD成像系统已经成为航天成像式探测的一个重要发展方向,热电制冷作为一种有效的电子设备冷却方法广泛用于重要部件的主动热控。为了实现热电制冷器工作电流的合理选择,在分析热电制冷机理的基础上,首先介绍了热电模块的... 详细信息

随着高性能制冷CCD成像系统已经成为航天成像式探测的一个重要发展方向,热电制冷作为一种有效的电子设备冷却方法广泛用于重要部件的主动热控。为了实现热电制冷器工作电流的合理选择,在分析热电制冷机理的基础上,首先介绍了热电模块的3种工作模式(制冷、加热和热电发电),同时研究了热电偶内温度分布的一般形式,最后,在第一类边界条件下,针对工作电流对热电制冷器性能的影响进行了详细分析,并指出了在制冷模式下工作电流的选择范围,发现过小或过大的电流都将降低制冷器的制冷效果,为今后热电制冷器工作电流的选择提供了参考依据。

关键词：热电制冷器制冷特性热电模块热电制冷

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热电制冷技术进展与展望

制冷学报 2022年第4期43卷 26-34页

作者：曹海山清华大学能源与动力工程系北京100084

热电制冷技术是一种通过珀耳贴效应直接利用电能实现制冷的固态制冷技术。与蒸气压缩式制冷相比,热电制冷具有尺寸任意缩放、无振动、可靠性高和控温精度高等优点。本文从热电制冷的发展简史和基本原理出发,重点介绍了热电材料、制冷机... 详细信息

热电制冷技术是一种通过珀耳贴效应直接利用电能实现制冷的固态制冷技术。与蒸气压缩式制冷相比,热电制冷具有尺寸任意缩放、无振动、可靠性高和控温精度高等优点。本文从热电制冷的发展简史和基本原理出发,重点介绍了热电材料、制冷机结构、功能层界面以及热端散热器等影响热电制冷机性能因素的研究进展,并根据热电制冷的优势特性介绍了热电制冷的应用,最后对热电制冷技术的研究进行了总结和展望。

关键词：热电制冷珀耳贴效应热电材料

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膜蒸馏与热电制冷耦合传质通量分析

工程热物理学报 2014年第7期35卷 1374-1377页

作者：杨胜男杨晓宏田瑞席魁魏文龙内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051 内蒙古可再生能源重点实验室呼和浩特010051

分析了膜蒸馏与热电制冷耦合关系,获得耦合的充要条件为热电制冷器应提供充足制冷量及较大温差。通过拟合温差和传质通量及冷端冷负荷分析,建立了热电制冷与膜蒸馏过程耦合的热量平衡方程及耦合特性参数方程,定义了耦合特性参数、耦合... 详细信息

分析了膜蒸馏与热电制冷耦合关系,获得耦合的充要条件为热电制冷器应提供充足制冷量及较大温差。通过拟合温差和传质通量及冷端冷负荷分析,建立了热电制冷与膜蒸馏过程耦合的热量平衡方程及耦合特性参数方程,定义了耦合特性参数、耦合工况。理论分析表明,随着制冷温度的增大,膜蒸馏通量预测值的最大值先增大后减小,当制冷温度为279.65 K、热腔入口工质温度为362.15 K时取得最大值65.99 kg/(m^2·h)。本文为热电制冷膜蒸馏实验研究奠定了基础。

关键词：膜蒸馏热电制冷耦合特性参数传质通量