论文部分内容阅读
【摘 要】随着社会的发展，人们对保温容器的期望也越来越高，具有单一的保温功能的保温盒将不能满足人们多方面的需求（比如加热、制冷、保温等），基于此，拟设计一种可以冷热两用的半导体冷热盒，它的工作原理是利用具有珀尔贴效应的半导体制冷片的冷热两端的特性来实现盒体内部冷热两用功能。以下笔者将详细介绍新型冷热盒的设计理念以及工作原理。
【关键词】珀尔帖效应 冷热盒 半导体制冷片 蓄水 散热
引言
当有电流通过不同的导体组成的回路时，除产生不可逆的焦耳热外，在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象为珀尔帖效应。基于此现象，若将放出的热量进行储存并加以利用，同时利用吸热端带走热量进行制冷，便达到冷热两用的目的。创新点在于：盒体内热端以水作为介质，加快制冷片水冷散热的同时，储存热能并成为热源，提高半导体制冷片制冷效率的同时，又利用了热能，这样整体的能源利用率较高，符合现代生活的需求。
1 新型冷热盒的具体结构
新型冷热盒主要由冷室热室两部分组成，分别对应半导体的冷端和热端。其中冷端通过小型风扇加快空气对流传热，热端利用“蓄水式”内胆结构储存热量。以下将进行详细介绍。
1.1 新型冷热盒的外壳设计
半导体多室冷热盒内外壁采用有色有机玻璃板打造，比市场上出现的金属外壳重量轻、价格便宜的同时，可根据自己的个性挑选不同颜色的盒体，既符合现代人的审美标准，又达到节约材料、价格低廉、携带方便的要求。
1.2 新型冷热盒热室设计
小型半导体多室冷热盒分为冷热两个腔室（分别称为冷室和热室），冷室和热室的冷、热功能均由冷热两室中间的隔热挡板内部的一个半导体制冷片完成。
热室：由于半导体制冷片的冷端制冷特性受热端的散热效果决定，热端散热效果越好，冷端制冷效果越好，经测试，水冷散热效果最佳，所以设计结构如下：半导体制冷片发热端与散热铝片接触，并用硅脂加强导热效果，散热铝片直接与水接触（铝片与玻璃板接触处四周密封阻止水与制冷片接触），这里的水来自于自主设计的“蓄水内胆式”的内胆结构，即内胆里面盛有一定量的水，这些水与散热铝片相接触，它的工作原理与水暖气十分相似，即在半导体制冷片通电工作时，制冷片热端通过铝片导热，水冷散热，即通过热室内壁的蓄水内胆来完成热交换，水在为半导体制冷片散热的同时，不断储存热量，利用水的比热较大的特点，可以很好的完成热量交换，而且可以很好的维持热室内部的温度，这种“水暖气式”的内部结构成为了冷热盒的一个关键，它高效的实现了半导体制冷片的散热和维持内部较高温度的两种功能。
1.3 新型冷热盒冷室设计
由于热室采用的水冷散热，增强了散热的效果的同时，半导体制冷片冷端的制冷效果也十分显著，所以在半导体制冷片的制冷端接上风机，目的是加快冷室的热量交换，冷室的制冷效果将会十分明显，在盒体优良的隔热材料的隔热作用下，冷室的制冷效果也形成。这种采用半导体制冷片来实现同时制冷制热的设计十分具有创新意义，对电能的利用上十分高效，在能源的节省上十分明显，符合现代人绿色环保的理念。
2 新型冷热盒的优点及使用前景展望
半导体多室冷热盒的内部可分为冷室和热室，由于只需冷热装置半导体制冷片所占空间小，所以盒体内部冷热两室都具有较大的空间，这种内部大空间的盒体可储存大量的物品，大空间结构美观又实用。能将有效的热量结合起来，避免能源浪费，绿色环保，可持续发展。
新型冷热盒的设计，将给我们的生活带来不小的改变。根据可以同时制冷制热这一模型理念，改变其盒体内容积，调节室内温度，均可以这种新型冷热盒应用于不同领域。在医疗方面，某些药品的储存对温度有特殊的要求；在野外取样时，有的样品有时需要恒温保藏，确保能维持在实验时所需温度；在食物储存时，要求食物既能保温又能保鲜，以提高生活质量。新型冷热盒的出现解决了上述问题，将对各行业的发展有推动作用。
参考文献
[1]赵小强.半导体制冷技术及其在电冰箱中的应用[J].甘肃科技，2010（19）.
[2]胡韩莹，朱冬生.热电制冷技术的研究进展与评述[J].制冷学报，2008（05）.
[3]代伟.半导体制冷散热强度对制冷性能的影响[J].制冷与空调（四川），2008（03）.
[4]潘玉灼.半导体制冷系统性能分析[J].泉州师范学院学报，2005（06）.
[5]魏宏玲，章秋宝.基于液体循环冷却的温差半导体的研究[J].工程设计学报，2005（05）.
[6]李茂德，殷亮，乐伟，林泉.半导体制冷系统电极非稳态温度场的数值分析[J].同济大学学报（自然科学版），2004（06）.
[7]杨洁，杨育，赵川，王小磊，曾强.产品外形设计中客户感性认知模型及应用.计算机辅助设计与图形学学报，2010（03）.
【关键词】珀尔帖效应 冷热盒 半导体制冷片 蓄水 散热
引言
当有电流通过不同的导体组成的回路时，除产生不可逆的焦耳热外，在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象为珀尔帖效应。基于此现象，若将放出的热量进行储存并加以利用，同时利用吸热端带走热量进行制冷，便达到冷热两用的目的。创新点在于：盒体内热端以水作为介质，加快制冷片水冷散热的同时，储存热能并成为热源，提高半导体制冷片制冷效率的同时，又利用了热能，这样整体的能源利用率较高，符合现代生活的需求。
1 新型冷热盒的具体结构
新型冷热盒主要由冷室热室两部分组成，分别对应半导体的冷端和热端。其中冷端通过小型风扇加快空气对流传热，热端利用“蓄水式”内胆结构储存热量。以下将进行详细介绍。
1.1 新型冷热盒的外壳设计
半导体多室冷热盒内外壁采用有色有机玻璃板打造，比市场上出现的金属外壳重量轻、价格便宜的同时，可根据自己的个性挑选不同颜色的盒体，既符合现代人的审美标准，又达到节约材料、价格低廉、携带方便的要求。
1.2 新型冷热盒热室设计
小型半导体多室冷热盒分为冷热两个腔室（分别称为冷室和热室），冷室和热室的冷、热功能均由冷热两室中间的隔热挡板内部的一个半导体制冷片完成。
热室：由于半导体制冷片的冷端制冷特性受热端的散热效果决定，热端散热效果越好，冷端制冷效果越好，经测试，水冷散热效果最佳，所以设计结构如下：半导体制冷片发热端与散热铝片接触，并用硅脂加强导热效果，散热铝片直接与水接触（铝片与玻璃板接触处四周密封阻止水与制冷片接触），这里的水来自于自主设计的“蓄水内胆式”的内胆结构，即内胆里面盛有一定量的水，这些水与散热铝片相接触，它的工作原理与水暖气十分相似，即在半导体制冷片通电工作时，制冷片热端通过铝片导热，水冷散热，即通过热室内壁的蓄水内胆来完成热交换，水在为半导体制冷片散热的同时，不断储存热量，利用水的比热较大的特点，可以很好的完成热量交换，而且可以很好的维持热室内部的温度，这种“水暖气式”的内部结构成为了冷热盒的一个关键，它高效的实现了半导体制冷片的散热和维持内部较高温度的两种功能。
1.3 新型冷热盒冷室设计
由于热室采用的水冷散热，增强了散热的效果的同时，半导体制冷片冷端的制冷效果也十分显著，所以在半导体制冷片的制冷端接上风机，目的是加快冷室的热量交换，冷室的制冷效果将会十分明显，在盒体优良的隔热材料的隔热作用下，冷室的制冷效果也形成。这种采用半导体制冷片来实现同时制冷制热的设计十分具有创新意义，对电能的利用上十分高效，在能源的节省上十分明显，符合现代人绿色环保的理念。
2 新型冷热盒的优点及使用前景展望
半导体多室冷热盒的内部可分为冷室和热室，由于只需冷热装置半导体制冷片所占空间小，所以盒体内部冷热两室都具有较大的空间，这种内部大空间的盒体可储存大量的物品，大空间结构美观又实用。能将有效的热量结合起来，避免能源浪费，绿色环保，可持续发展。
新型冷热盒的设计，将给我们的生活带来不小的改变。根据可以同时制冷制热这一模型理念，改变其盒体内容积，调节室内温度，均可以这种新型冷热盒应用于不同领域。在医疗方面，某些药品的储存对温度有特殊的要求；在野外取样时，有的样品有时需要恒温保藏，确保能维持在实验时所需温度；在食物储存时，要求食物既能保温又能保鲜，以提高生活质量。新型冷热盒的出现解决了上述问题，将对各行业的发展有推动作用。
参考文献
[1]赵小强.半导体制冷技术及其在电冰箱中的应用[J].甘肃科技，2010（19）.
[2]胡韩莹，朱冬生.热电制冷技术的研究进展与评述[J].制冷学报，2008（05）.
[3]代伟.半导体制冷散热强度对制冷性能的影响[J].制冷与空调（四川），2008（03）.
[4]潘玉灼.半导体制冷系统性能分析[J].泉州师范学院学报，2005（06）.
[5]魏宏玲，章秋宝.基于液体循环冷却的温差半导体的研究[J].工程设计学报，2005（05）.
[6]李茂德，殷亮，乐伟，林泉.半导体制冷系统电极非稳态温度场的数值分析[J].同济大学学报（自然科学版），2004（06）.
[7]杨洁，杨育，赵川，王小磊，曾强.产品外形设计中客户感性认知模型及应用.计算机辅助设计与图形学学报，2010（03）.