熱電制冷系統(tǒng)性能優(yōu)化及水冷熱電空調的實驗研究.pdf

1、熱電制冷技術憑借其制冷迅速、負荷可調性強、環(huán)境友好等特性，己成功應用于航天、軍事、電子等領域。如今以環(huán)保和節(jié)能的緊迫性為背景，借助新材料和其它相關技術的滲透和促進，熱電制冷技術迎來了新的發(fā)展機遇和動力，應用領域不斷拓展。但熱電制冷技術的研究目前主要集中于提高熱電材料的性能上，而針對系統(tǒng)性能優(yōu)化尤其是運行參數的研究相對欠缺，這制約著熱電制冷技術的應用發(fā)展。 本文對理想熱電制冷系統(tǒng)建立了無量綱熱力學模型，結合模型分析了優(yōu)值系數、工作

2、電流和熱、冷端溫度比值三個基本參數對系統(tǒng)性能的影響，并基于目前熱電材料性能及系統(tǒng)運行溫度范圍，討論了理想系統(tǒng)最大制冷量和最大制冷效率工況，對實際系統(tǒng)設計工況的選擇給出建議。 論文對實際熱電制冷系統(tǒng)的分析，通過引入了冷、熱側熱阻、熱媒流量及熱媒初始溫度三個實際運行參數，建立了完善的系統(tǒng)熱力學穩(wěn)態(tài)模型。在統(tǒng)一的冷、熱側換熱條件下，數值研究了各運行參數對熱電制冷系統(tǒng)性能的作用。 搭建了水冷熱電空調實驗系統(tǒng)，詳細介紹了實驗裝置四

3、大部件的設計選型，研究實驗系統(tǒng)各運行參數與性能參數間關系，并利用實驗測試值驗證了模型的可靠性。 研究結果表明，提高熱電材料優(yōu)值系數z和降低熱、冷端溫度比值t，可提升制冷效率和制冷量并同時擴大系統(tǒng)工作電流區(qū)域，并且優(yōu)值系數、溫度比值均對制冷效率的影響更大；與系統(tǒng)冷側相比，熱側換熱能力的完善更有利于提高系統(tǒng)性能，并在較高輸入功率時有助于制冷量的釋放，較低輸入功率時有助于制冷效率的提高；就水冷熱電空調制冷工況而言，基于目前熱電模塊性能