谁做过半导体制冷,能到-60度吗?

发表于 2008-3-9 22:22

市售普通的制冷模块能制冷到-60度吗? 一片不行多片串联可不可以.制冷空间也就电饭锅那么大体积.如不可以有什么其他廉价的方案.

发表于 2008-3-10 19:13

<a href="http://heatpipe.net.cn/news/58/2005-12-23_12532524676.html" target=_blank>http://heatpipe.net.cn/news/58/2005-12-23_12532524676.html</a> <table class=ubb cellspacing=0><tr><td class=ubb>多级热电制冷器 </td></tr><tr><td class=ubb><hr></td></tr><tr><td class=ubb>日期:2005-12-23 12:53:39 来源:来自网络 查看:[]大 中 小] 作者：椴木杉 热度： 208</td></tr><tr><td class=ubb> <table class=ubb cellspacing=0><tr><td class=ubb> 　　为了获得更低的制冷温度（或更大的温差）可以采用多级热电制冷。它由单级电堆联结而成。前一级（较高温度级）的冷端是后一级的热端散热器。利用图1分析n级热电制冷器的性能。（不考虑级间传热温差及各种损失）。 　　（1）总温差 　　　　<img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/1.gif">　 (1) 　　（2）制冷量 　　<img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/2.gif">　　 　 　 (2) 　　（3）热端散热量 <img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/3.gif">　　 　　 (3) 　　（4）总消耗功率 　　　　<img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/4.gif"> 　 　 (4) 　　（5）制冷系数 <img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/5.gif"> 由多级电堆的能量平衡有 　　　　<img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/6.gif"> 　　　　(5)</td><td class=ubb> 图1 多级热电点制冷的热力示意图</td></tr></table> 　　分别对各级电堆建立能量平衡，并考虑到前一级的制冷量就等于下一级的散热量即　<img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/7.gif"> ，可得出下列关系 　　第一级 <img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/8.gif">； 　　第二级 <img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/9.gif"> 　　第三级 　　　　　<img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/10.gif"> 　　第n级 　　　　　<img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/11.gif">　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(6) 　　将式(2)和(3)代入式(6) 　　　　　　　　　　　　　　　<img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/12.gif">　　　　　　　　　　　　　　(7) 　　式(5)代入式(7) 　　　　　　　　　　　　　　　<img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/13.gif"> 所以 　　　　　　　　　　　　　　　<img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/14.gif">　　　　　 　　　 　　 　　(8) 　　由于热电制冷的每一级电堆散热量远大于制冷量，所以高温级的热电偶数目要比低温级大得多。此外，随着温度的降低，元件的温差电性能变差，总的温差<img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/15.gif"> 并不是随级数的增多成比例提高的。所以实际上多级热电制冷的级数也不宜很多，一般为2~3级，最多达8级。例如，某二级热电制冷器，第二级用电偶22对；第一级则需用电偶56对（尺寸Ф5×6）。串联，风冷，总温差可达70℃。某三级热电制冷器，采用同样的电偶，第三级用4对；第二级要18对；第一级则需114对，串联，水冷，总温差可达99℃。6~8级的热电制冷器，若热端温度50℃，冷端温度可低到140~160K（-113~-133℃）。 　　多级热电堆的实际连接方式见图2。有串联、并联，或者串并联三种连接型式。 串联型多级热电堆的特点是各级的工作电流相同。级与级之间的连接处需要一层电绝缘的导热层隔开，其材料一般采用阳极氧化铍、氧化铝等。要求该导热层的导热系数大，以减少级间传热温差所引起的损失。  　　并联型多级热电堆的工作电流大，由于级间既要导热又要导电，所以不需要级间电绝缘，也无级间温差。当要求的温差和负荷与串联型电堆相同时，并联型的电堆耗电要小些，但是线路设计比较复杂。 　　多级热电堆的连接： <img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/16.gif"> （a）串联二级 <img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/17.gif"> （b）并联二级 <img src="http://heatpipe.net.cn/Up_files/news/2005-12-23_12532524676/18.gif"> （c）串并联二级 图 2 多级热电堆的连接</td></tr></table>

发表于 2008-3-10 00:27

串再多也没用，要用特种压缩机，但没有小体积的廉价方案，根本没有可能做到，物理规律放在那。非电驱动制冷倒可以轻松实现，成本也非常低廉，但估计楼主接受不了。

发表于 2008-3-10 09:17

用的时候注意做好隔热和防止结露结冰措施

发表于 2008-3-10 10:12

能弄到-20度就不错了

发表于 2008-3-10 11:43

因制冷与发热是在同一芯片上，不象压缩制冷，可以分开。

发表于 2008-3-10 11:50

chunyang+yewuyi VS awey+xwj+王奉瑾  都是高手，谁说的对呢？？？？？

发表于 2008-3-10 12:25

效率低是肯定的，因为需要制冷的空间太小，没必要用制冷压缩机。热端也要水冷，总造价也得500元。

发表于 2008-3-10 12:37

哈哈 看看老外们都是用啥家伙操频的

发表于 2008-3-10 12:42

lZ以为“电饭锅那么大体积”很小吗？ 半导体制冷想都别想 要做到这种温度能到指甲盖那么大就相当不容易了

发表于 2008-3-10 12:49

一百年前,科学家就通过几十W的斯特林压缩机,获得接近-273度的低温. 把成本花在保温材料上,两三片半导体制冷片就能搞定,

发表于 2008-3-10 13:49

保温我想也就是用发泡的 聚氨脂 。或用小型的真空泵。各位高手都给点建议啊。还有，高手都有分歧的贴建议置顶，也好共同学习。

发表于 2008-3-10 19:01

致冷芯片一面冷另一面就熱,我們部門有搞過,結果不了了之了......

发表于 2008-3-10 22:08

楼主已经讲了要“廉价”方案，在这个前提下的“电饭煲”大小的制冷空间以及楼主企图采用半导体制冷片同样指明了该设备期望的体积不能太大，这就带来了严重的问题——绝热设计，“廉价”下的任何绝热材料根本无法满足小体积下的保温要求，而“电饭煲”尺寸下的半导体制冷片不可能具有足够强的制冷功率能在普通绝热材料的基础上实现楼主要求的低温（制冷片冷端的温度不能简单视为制冷空间能够稳定实现的温度，二者跟绝热材料的关系非常重大），所以我才说廉价小体积下根本无法实现。     廉价小体积下唯一可实现的是用液态氮做制冷介质，否则单绝热材料或容器就不是“廉价”可以形容的了。21IC的网友恐怕没有涉及基础科研或特种军工领域的，所以这个“廉价”我理解是指普通工业、商用等民用领域的廉价概念，有关分歧，恐怕就是在这个“廉价”上，思想性的东西并无分歧。     我曾见过并用过低温实验箱，国产的，最低只能做到－50摄氏度，制冷空间大致相当于家用冰箱的冷冻室（几十立升吧），但整个设备足有卧式冰柜那么大，采用压缩机（具体形式未做了解）驱动，单仓门就有十几厘米厚，价格是5位数，这个实例也应该说明问题了吧。     顺便一说，低温冰箱及低温实验箱都是量产产品，当然价格都不便宜，楼主非业内人员却想自制，显然是无法承受相关市售商品的价格，可惜，如果有办法，那些产品根本就不会卖的那么贵，经济学中的价值规律在此是起作用的，不用考虑技术，仅凭报价单用逻辑推理就能得出我的结论了。

发表于 2008-3-10 22:53

发表于 2008-3-11 10:55

全世界做这个柜子的厂家没有一个是用半导体制冷的。 不管是从经济角度和技术实现的复杂性讲，目前采用压缩机的方案都是唯一的，做这类柜子的厂家对他们实现低温的手段一般都是讳莫如深，这类柜子价格一般也很贵，这类柜子是不容许你花太长的时间实现低温的，其实做个低温的技术人员一般也都知道，如果需要花很长的时间才能降到某个温度的话，这样的产品其实意义就不大了，我上周刚刚在日本SANYO看了看他们的柜子，他们一般只需要30分钟就可以降到低温了，这个指标很关键。 另外用半导体的方式实现低温，一个迈不过的槛就是散热问题，多级方式给散热制造了更大的麻烦，半导体制冷相对压缩机来说，产生冷量效率要低，就更不合算了。 半导体制冷的长处在于微小体积下的建议制冷需求，例如一个冷水杯什么的，这样的需求用压缩机显然是难以完成的。

发表于 2008-3-11 11:42

表面上是没有，但楼主帖中显然表明了这个意思，否则不会想着用半导体制冷方案，而常规低温制冷产品不便宜，体积更不小，这是实现手段的必然结果，楼主想绕开而已。     另外，从楼主的语气中还可以看出500元都嫌贵……

发表于 2008-3-11 12:24

多级方式给散热制造了更大的麻烦，好 另外，从楼主的语气中还可以看出500元都嫌贵……，。看来chunyang 都学过心理学。 呵呵 楼主要求制冷空间,可没限制设备体积呀  ，思维不拘束。或可以说有创造性思维。

发表于 2008-3-11 13:03

就象用分立器件可以造一台0.0086电脑,但除了博物馆会收你这个作品(也得100年以后),恐怕没人会芝麻干(山东那位用手拖发动机造飞机的农民好汉例外),哈哈

发表于 2008-3-12 12:40

11楼： 想超频想疯了？  哈哈 看看老外们都是用啥家伙操频的

谁做过半导体制冷,能到-60度吗?

相关帖子

参考一下

远远到不了

有多级叠加的成品卖

到不了的……

即使多级叠加能做到，但效率也是非常低的

顶一下。

王哥说的对。

想超频想疯了？

制冷空间“也就”电饭锅那么大体积？

解决低温保温容器的材料最重要

PowerAnts的建议非常有建设性

呵呵

所谓“分歧”只是对条件的理解不同

呵呵 楼主要求制冷空间,可没限制设备体积呀

-60度是典型的低温医疗柜等应用的需求

to楼上stycx

回这贴的全是21ic里的高手

有这个可能但没这个必要

回帖最强的还是 木头冬瓜 连用处都看出来了

浏览过的版块

精华达人奖章

湍急之河流

以坛为家

技术高手奖章

十世金身

终身成就奖章

坚毅之洋流

技术领袖奖章

永恒之光奖章

荣誉元老奖章

技术导师奖章

无冕之王奖章

常驻人口

核心会员奖章

七世轮回

呵呵楼主要求制冷空间,可没限制设备体积呀

回帖最强的还是木头冬瓜连用处都看出来了