不同熱端溫度對(duì)低溫?zé)犭娭评湓囼?yàn)箱制冷性能的影響

周穎 王子龍 張華 楊斌 田子傲 胡常青

摘要：為優(yōu)化低溫?zé)犭娭评湓囼?yàn)箱的制冷效率及降低其冷熱端溫差，理論計(jì)算了熱電制冷片熱端溫度為56.18℃和27.31℃時(shí)電流、電壓、冷熱端溫差對(duì)試驗(yàn)箱制冷性能的影響。建立了三維數(shù)學(xué)傳熱模型，模擬了3種熱電制冷片布置方式對(duì)制冷箱溫度分布的影響。結(jié)果表明：當(dāng)熱端溫度由56.18℃降至27.31℃時(shí)，低溫?zé)犭娭评湓囼?yàn)箱的制冷量由150.2W降至139.5W，制冷系數(shù)由4.41降至3.09，冷凝溫度由—22.30℃降至—41.90℃。可見，熱電制冷片熱端溫度的降低能夠獲得更低的冷凝溫度，較高的熱端溫度擁有較好的制冷性能。

關(guān)鍵詞：熱電制冷系統(tǒng)；熱端溫度；制冷性能；優(yōu)化；數(shù)值模擬

中圖分類號(hào)：TB61 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Effet of different hot end temperatures on the refrigeration?performance of low temperature thermoelectric refrigeration test box

ZHOU Ying1， WANG Zilong1， ZHANG Hua1， YANG Bin1， TIAN Ziao2， HU Changqing3

（1. School of Energy and Power Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China;2. Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology， Chinese Academy of Sciences， Shanghai 200050， China;3. Shanghai Worldiray Semiconductor Technology Co.， Ltd.， Shanghai 201700， China）

Abstract： In order to optimize the refrigeration efficiency and reduce the temperature difference between the cold and hot ends of the low temperature thermoelectric refrigeration test box， the effects of current， voltage and temperature difference on the refrigeration performance were calculated theoretically under the hot end temperature at 56.18 C and 27.31 C. Three-dimensional mathematical heat transfer model was set up，and the effect of three kinds of thermoelectric cooler layout on the temperature distribution in refrigeration box was simulated. The results show that when the hot end temperature declines from 56.18 ℃ to 27.31 ℃， the refrigerating capacity decreases from 150.2 W to 139.5 W，the refrigerating coefficient decreases from 4.41 to 3.09， and the condensing temperature decreases from-22.30℃ to-41.90℃.In addition， the theoretical results prove that the reduction of the hot end temperature of thermoelectric cooler can produce lower condensing temperature，and the higher hot end temperature has better refrigeration performance.

Keywords：thermoelectric refrigeration systems; hot end temperature; refrigeration performance; optimization; numerical simulation

熱電制冷技術(shù)因無需制冷工質(zhì)、制冷設(shè)備體積小、噪音低、冷熱端調(diào)控靈活、易于實(shí)現(xiàn)恒溫控制等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于低溫?zé)犭娭评湎渲衃1-3]，但其較低的制冷效率和制冷時(shí)存在較大的冷熱端溫差嚴(yán)重影響了該技術(shù)進(jìn)一步的發(fā)展應(yīng)用。因此，如何提高熱電制冷系統(tǒng)的制冷效率和降低冷熱端溫差成為了研究重點(diǎn)[4-5]。

黃雙福等[6]對(duì)比了有無熱管散熱對(duì)熱電制冷 片制冷性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：制冷片在無?熱管散熱條件下冷端溫度為?3.1℃;在有熱管散?熱條件下冷端溫度為?7.5℃?， 降低了4.4℃。?Alghanima 等[7]研究了熱電制冷片的冷端散熱條件?對(duì)制冷性能的影響，結(jié)果表明，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速為200r/min 時(shí)的制冷系數(shù)較500 r/min 時(shí)提高了20%。王成剛等[8]數(shù)值計(jì)算了不同散熱結(jié)構(gòu)下冷藏箱的性能，結(jié)果表明，通過增加散熱器底板厚度，冷藏箱整體降溫2℃左右。 Astrain 等[9]利用熱虹吸效應(yīng)強(qiáng)化了熱電制冷片的熱端散熱來提高熱電制冷系統(tǒng)的制冷系數(shù)，結(jié)果表明，熱虹吸效應(yīng)的熱阻比常規(guī)翅片換熱器的減少了36%，制冷系數(shù)提高了32%。Mirmanto 等[10]研究了熱電片的不同位置布局（頂部、底部和壁面）對(duì)熱電制冷系統(tǒng)制冷性能的影響，證實(shí)了熱電制冷片的最佳放置位置為箱體側(cè)壁面。邱蘭蘭等[11]對(duì)比了熱端風(fēng)冷散熱和水冷散熱對(duì)半導(dǎo)體制冷箱的溫度影響，當(dāng)環(huán)境溫度為30℃， 風(fēng)冷散熱的箱內(nèi)平均溫度為6℃， 水冷散熱的箱內(nèi)平均溫度為?2℃。

綜上所述，目前對(duì)于熱電制冷技術(shù)的研究主要集中在不同熱端散熱方式上，而對(duì)電路中電流、電壓等熱電參數(shù)對(duì)制冷效率和冷熱端溫差的影響研究并不充分?；诖?，本文理論計(jì)算了當(dāng)熱電制冷片熱端溫度為27.31℃和56.18℃時(shí)，不同電流和電壓下低溫?zé)犭娭评湓囼?yàn)箱的制冷量、冷熱端溫差和制冷系數(shù)。該計(jì)算結(jié)果可為提高熱電制冷系統(tǒng)的制冷效率提供理論參考。

1 系統(tǒng)介紹及計(jì)算方法

1.1 熱電制冷原理

熱電制冷片的工作原理主要應(yīng)用了半導(dǎo)體熱電偶的珀?duì)柼?yīng)（Peltier effect）[12]。當(dāng)直流電通過兩根不同金屬絲組成的閉合回路后，其中一個(gè)接頭變熱，另一個(gè)接頭變冷，兩個(gè)結(jié)點(diǎn)處分別發(fā)生吸、放熱現(xiàn)象。如圖1所示，當(dāng)直流電通過由 P 型和 N 型半導(dǎo)體材料組成的熱電偶時(shí)，在珀?duì)柼?yīng)的作用下，電流方向?yàn)?N→P 的熱電偶結(jié)點(diǎn)吸收熱量導(dǎo)致其頂部端面溫度降低從而形成冷端，而電流方向?yàn)?P→N 的熱電偶結(jié)點(diǎn)吸收來自冷端的熱量并向周圍散熱，即為熱端。半導(dǎo)體的冷端和熱端主要由直流電的電流方向決定，冷端與熱端吸收和釋放能量的大小主要取決于電路中的溫差電效應(yīng)的強(qiáng)弱。

此外，熱電制冷片在工作時(shí)不僅受珀?duì)柼?yīng)的影響，同時(shí)湯姆遜效應(yīng)、焦耳熱效應(yīng)和傅立葉導(dǎo)熱效應(yīng)也會(huì)對(duì)熱電制冷片產(chǎn)生作用，其中焦耳熱效應(yīng)和傅里葉導(dǎo)熱效應(yīng)對(duì)熱電制冷系統(tǒng)的影響不可忽略，而湯姆遜效應(yīng)作為二級(jí)效應(yīng)，其產(chǎn)生的湯姆遜熱較小，通?？梢院雎圆挥?jì)。

1.2 理論計(jì)算方法

為研究熱電制冷片在不同熱端溫度下對(duì)低溫?zé)犭娭评湓囼?yàn)箱性能的影響，本文理論計(jì)算了電流、電壓和冷熱端的溫差對(duì)制冷系統(tǒng)的制冷量、制冷系數(shù)等的影響。具體數(shù)值計(jì)算方法如下。

熱電制冷片在電流為 I 時(shí)，單位時(shí)間的制冷量 Qc 為Tc 為制冷片的

式中：I 為電流；S 為溫差電動(dòng)勢(shì)；Tc 為制冷片的 冷端溫度；R 為熱電偶對(duì)的總熱阻；K 為制冷片的 傳熱系數(shù)；ΔT 為熱電制冷片熱端與冷端的溫度 差，ΔT = Th?Tc；UR 為熱電制冷片兩側(cè)的電壓。

基于文獻(xiàn)[13] 的研究，本文定義熱電制冷片的 熱電參數(shù) S，R 和 K 的計(jì)算公式如下：

式中：Umax，Imax 和 ΔTmax 為此熱端溫度下的最大 電壓、最大電流和最大溫差，其數(shù)值由廠家直接 給出。

直流電源加載的電路電壓 U 一部分用來克服 熱電偶電阻產(chǎn)生的壓降 UR，另一部分用來克服塞 貝克效應(yīng) UPN。因此，定義電壓與溫差的計(jì)算公式為

熱電制冷片在工作時(shí)所需的功率由直流電源 提供。因此，熱電制冷片消耗的功率為

1.3 理論計(jì)算誤差分析

采 用 Thermonamic ?Electronics（江 西 ） ?Co.， ?Ltd. 提供的熱電制冷片，其熱電參數(shù)的誤差為±1%。測(cè) 量設(shè)備的型號(hào)及精度如表 1 所示。

基于 Boomsma 等[14]的誤差分析方法，理論誤差計(jì)算如下[15-16]。

1.3.1溫差電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算誤差

熱電制冷片溫差電動(dòng)勢(shì) S 的計(jì)算誤差主要來自 Umax 和 Th ，誤差分析中的相關(guān)參數(shù)可總結(jié)成方程式 S =f（Umax ，Th）。

制冷片熱端溫度的計(jì)算誤差為

式中，0.15為測(cè)溫裝置 Pt100的測(cè)量誤差值，數(shù)值56.18為熱電制冷片的最大熱端溫度。

熱電制冷片溫差電動(dòng)勢(shì) S 的計(jì)算誤差為

1.3.2導(dǎo)熱系數(shù)和總熱阻的計(jì)算誤差

熱電制冷片的導(dǎo)熱系數(shù) K 和總電阻 R 的計(jì)算誤差主要來自 Umax ，Imax ，ΔTmax 和 Th ，誤差分析中的相關(guān)參數(shù)可總結(jié)成方程式 K&R = f （Umax， Imax ，ΔTmax ，Th）。K 和 R 的計(jì)算誤差為

1.3.3???制冷量的計(jì)算誤差

制冷量 Qc 的計(jì)算誤差主要來自 S，K，R 和 ΔT，誤差分析中的相關(guān)參數(shù)可總結(jié)成方程式 Qc= f （S， K， R， ΔT）。Qc 的計(jì)算誤差為

1.3.4???制冷系數(shù) COP 的計(jì)算誤差

低溫?zé)犭娭评湓囼?yàn)箱的制冷系數(shù) COP 的誤差 由 Qc 和 P 組成，誤差分析中的相關(guān)參數(shù)可總結(jié)成方 程式 COP= f （Qc， P）。COP 的計(jì)算誤差結(jié)果如下。

直流電源加載功率的誤差為

COP 的計(jì)算誤差為

2 數(shù)值模擬計(jì)算

2.1 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

通過理論公式計(jì)算了熱電制冷片在制冷時(shí)的熱端散熱量，計(jì)算結(jié)果可為定制了的管翅式熱管（廣州同裕電子有限公司生產(chǎn)）提供數(shù)據(jù)參考。同時(shí)，根據(jù)廠家提供的管翅式熱管的有效導(dǎo)熱系數(shù)13015.64 W/m·K 和總對(duì)流換熱系數(shù)1840 W/m2·K，模擬計(jì)算了制冷試驗(yàn)箱中熱電制冷片采用熱管散熱時(shí)其熱端溫度的分布情況。

2.2 物理模型建立及網(wǎng)格劃分

便攜式低溫?zé)犭娭评湎渲饕蓮?qiáng)化傳熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等組成。強(qiáng)化傳熱系統(tǒng)主要為翅片式熱管，熱管的主要參數(shù)為4 mm（半徑）×210 mm（長(zhǎng)）×4根，最大散熱功率240 W。制冷系統(tǒng)主要由直流電源（誤差±0.2%）、熱電制冷片×4（TEC1-12714）、導(dǎo)冷銅塊、保溫材料聚氨酯泡沫塑料及箱體內(nèi)壁外殼組成。熱電制冷片的主體尺寸為50 mm×50 mm×4 mm，導(dǎo)冷銅塊厚30 mm，導(dǎo)熱硅脂（7762）固定在制冷片與箱體內(nèi)壁之間，箱體內(nèi)壁與外殼中間填充聚氨酯泡沫塑料（厚度30 mm，導(dǎo)熱系數(shù)0.002 W/m·K）?；谝陨蠑?shù)值參數(shù)，建立低溫?zé)犭娭评湓囼?yàn)箱物理模型并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如圖2所示。

2.3 控制方程

建立三維數(shù)學(xué)傳熱模型，其控制方程如下：

連續(xù)性方程

式中：ρ為密度； t 為時(shí)間；“為流動(dòng)速度。

動(dòng)量方程

式中： p為壓強(qiáng)；μ為空氣黏度；Γ為無量綱數(shù)。

能量方程

式中： T 為溫度；λ為導(dǎo)熱系數(shù)； cp 為比熱容； ST 為源項(xiàng)。

2.4 計(jì)算參數(shù)

制冷試驗(yàn)箱中熱電制冷片的冷熱端邊界條件采用第三類邊界條件，管翅式熱管的邊界條件為第二類邊界條件。物理模型的求解方法為隱式非耦合法，計(jì)算模型為?Energy 和層流模型。使用?Simple 算法處理壓力和速度場(chǎng)的耦合，方程的差分格式保持默認(rèn)。設(shè)置連續(xù)性和動(dòng)量方程的收斂標(biāo)準(zhǔn)為10?5；能量方程收斂標(biāo)準(zhǔn)為10?6，時(shí)間步長(zhǎng)為0.1 s。

2.5 計(jì)算模型可靠性分析

低溫?zé)犭娭评湓囼?yàn)箱內(nèi)熱端溫度的實(shí)驗(yàn)值與模擬值的對(duì)比結(jié)果如圖3所示。由圖可知，熱電制冷片在實(shí)驗(yàn)工況與模擬工況下熱端溫度的均方根誤差為2.92。結(jié)果表明，熱端溫度的模擬值與實(shí)驗(yàn)值吻合較好，說明本文建立的三維數(shù)學(xué)傳熱模型能夠較好地預(yù)測(cè)低溫?zé)犭娭评湓囼?yàn)箱內(nèi)的溫度變化。

3 結(jié)果與討論

3.1 熱電制冷片的布置方式對(duì)制冷試驗(yàn)箱溫度的影響

當(dāng)直流電源運(yùn)行時(shí)間為960 s 時(shí)，熱電制冷片?的不同布置方式對(duì)制冷試驗(yàn)箱體內(nèi)部溫度分布的?影響如圖4所示。由圖可知：熱電制冷片“口”字型布置下，試驗(yàn)箱中心的平均溫度為8.32℃; “日”字型布置下，平均溫度為?3.54℃;“田”字型布置下，平均溫度為?10.18℃。與熱電制冷?片冷端溫度?15℃相比，分別削減了23.32，1.48，4.82℃， 這說明分散式布置方式能夠更加高?效地將熱電制冷片冷端溫度傳遞至箱體內(nèi)部。此 外，圖4（a）內(nèi)部的溫度梯度為19.87℃， 圖4（b）、（c） 內(nèi)部的溫度梯度分別為6.84℃和2.37℃?？梢?， “日”字型和“田”字型的溫度梯度較“口”字 型的分別降低了65.58%和88.07%，這表明與集中 式相比，分散式布置不僅提高了熱電制冷片冷端 溫度向箱體的傳遞效率，同時(shí)也使制冷試驗(yàn)箱內(nèi)部的溫度分布更加均勻。

3.2 電流對(duì)制冷試驗(yàn)箱制冷量的影響

圖5為不同電流下制冷試驗(yàn)箱的冷熱端溫差對(duì)制冷量的影響。當(dāng)管翅式散熱器未參與熱電制冷片熱端換熱時(shí)，此時(shí)的熱端溫度為56.18℃， 由圖 5（a）所知，相同溫差條件下，制冷試驗(yàn)箱的制冷量隨著電流的增大而增大，當(dāng)電流由3 A 增至12 A 時(shí)，最大制冷量由48.54 W 增至140 W，增加了91.46 W，這說明電流的增加，提高了熱電制冷片的制冷量。然而，隨著電流的增加，制冷試驗(yàn)箱的制冷量增加幅度先變大后減小，這是因?yàn)樵谂翣栙N效應(yīng)下，熱電制冷片中電流通過，產(chǎn)生冷量，且電流越大，熱電制冷片的制冷量越大，同時(shí)焦耳熱也越大。當(dāng)制冷量相同時(shí)，制冷試驗(yàn)箱冷熱端的最大溫差隨著電流的增加而增大，當(dāng)電流分別為3，6，9，12 A 時(shí)，制冷試驗(yàn)箱中冷熱端的最大溫差分別為37.36，60.50，73.05，78.52℃， 最大溫差較3 A 分別提高了0.62倍、1.15倍和 2.10倍，表明電流越大，制冷試驗(yàn)箱的冷端溫度越低。圖5（b）中熱端溫度為27.31℃中呈現(xiàn)的趨勢(shì)與圖5（a）相同。此外，通過觀察圖5還可知，當(dāng)熱端溫度由56.18℃降至27.31℃時(shí)，制冷試驗(yàn)箱的最大制冷量由140 W 降至130.03 W，減少了9.97 W，冷熱端的最大溫差由78.52℃降至69.21℃， 這說明熱端溫度越高，熱電制冷片的制冷性能越好。然而，較高的熱端溫度同時(shí)也阻礙了熱電制冷片冷端溫度的變化，當(dāng)熱端溫度為56.18℃和27.31℃時(shí)，冷端溫度分別為?22.30℃和?41.90℃， 這說明了熱電制冷片熱端溫度越低，制冷試驗(yàn)箱中冷端溫度也越低。

3.3 電壓對(duì)熱電制冷片冷熱端溫差的影響

圖6為制冷試驗(yàn)箱中熱電制冷片冷熱端溫差與電壓的變化關(guān)系。由圖可知，直流電源加載的電壓隨著溫差的增加而增大。當(dāng)熱端溫度為56.18℃和27.31℃時(shí)，加載在熱電制冷片兩端的電壓峰值分別為15.44，14.12 V ，冷熱端的最大溫差分別為78.50，68.50℃。這是因?yàn)闊犭娭评淦碾妷褐蹬c冷熱端溫差呈正相關(guān)，見式（5），溫差越大，熱電制冷片的電壓值越大，而冷熱端溫度大小決定了制冷試驗(yàn)箱制冷量的性能。由章節(jié)3.2可知，熱端溫度越高，制冷性能越好，因此當(dāng)熱端溫度降低時(shí)，導(dǎo)致熱電制冷片冷熱端溫度也隨之下降。并且在 Th=27.31℃時(shí)，熱電制冷片的電壓峰值與冷熱端的最大溫差較 Th=56.18℃時(shí)分別減少了1.32 V 和10.0℃， 這說明擁有較高熱端溫度的熱電制冷片不僅具有較高的極限電壓值，也擁有較大的冷熱端溫差。同時(shí)觀察圖6還可知：當(dāng)電流分別為3，6，9，12 A 時(shí)，制冷試驗(yàn)箱內(nèi)部在 Th =56.18℃和?Th =27.31℃時(shí)達(dá)到的最低溫度隨著電流的增大而降低，最低溫度分別為18.68，?3.82，?16.32，?22.30℃和?5.19，?25.19，?37.19，?41.19℃， 前者較后者的最低溫度分別相差23.87，21.37，20.87，18.89℃; 且電流越大，最低溫度的增長(zhǎng)率越小。這說明相較于較高的熱端溫度，較低的熱端溫度能夠使制冷試驗(yàn)箱具有較低的冷端溫度，且電流越大，制冷溫度越低。

3.4 電壓對(duì)制冷試驗(yàn)箱制冷量的影響

不同冷熱端溫差工況下，電壓對(duì)制冷試驗(yàn)箱制冷量的影響如圖7所示。由圖可知，當(dāng)熱電制

冷片冷熱端溫差一定時(shí)，低溫?zé)犭娭评湓囼?yàn)箱的制冷量隨著電壓的增加而增大，電壓越大，制冷量的增長(zhǎng)幅度越小，增長(zhǎng)率最后逐漸趨近于零。這是因?yàn)檩^高的電壓同樣能夠產(chǎn)生較大的焦耳熱，抑制了制冷量的繼續(xù)增大；這也同時(shí)說明了當(dāng)熱電制冷片開始工作時(shí)，應(yīng)盡量避免使用最大電壓，電壓的持續(xù)增加不僅不能夠有效提高制冷箱的制冷量，還會(huì)因?yàn)檩^強(qiáng)的電路電壓造成直流電源電功率的損耗。當(dāng)熱電制冷片熱端溫度為56.18℃和27.31℃時(shí)，溫差值由0℃增至70℃和0℃增至60℃時(shí)，最大電壓分別由13.45，12.38 V 增至17.09，15.5 V。此外，觀察圖7還可知，熱電制冷片在有效電壓范圍內(nèi)的最大制冷量隨著熱端溫度的降低而減小。當(dāng)熱端溫度由56.18℃降至27.31℃時(shí)，制冷箱的最大制冷量由13.45 V 下的150.2 W 減小到12.38 V 下的139.5 W ，電壓減少了1.07 V，制冷量降低了7.12%。當(dāng)制冷試驗(yàn)箱的制冷量相同時(shí)，熱電制冷片需要的電壓隨著熱端溫度的降低而增加，這表明熱電制冷片的熱端溫度越高，其制冷效果越好。

3.5 電壓強(qiáng)度對(duì)制冷試驗(yàn)箱制冷系數(shù)的影響

在不同的冷熱端溫差工況下，電壓對(duì)制冷試驗(yàn)箱制冷性能的影響如圖8所示。由圖可知，制冷試驗(yàn)箱的制冷系數(shù)隨著電壓的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。這是因?yàn)楫?dāng)電壓增加時(shí)，制冷試驗(yàn)箱的制冷量提升，而直流電源提供的電功率較小，導(dǎo)致制冷試驗(yàn)箱制冷系數(shù)增大；隨著電壓的繼續(xù)增加，直流電源加載在熱電制冷片兩端的電功率逐漸增大，較大的電功率及較小增長(zhǎng)幅度的制冷量導(dǎo)致制冷系數(shù)先增大后減小。當(dāng)熱電制冷片兩端溫差由10℃增至70℃和由10℃增至60℃時(shí)，制冷試驗(yàn)箱的最大制冷系數(shù)由 Th=56.18℃時(shí)的4.41降至0.085和 Th=27.31℃時(shí)的3.09降至0.11，分別減小了4.015和2.98；制冷試驗(yàn)箱在 Th=56.18℃的最大制冷系數(shù)（4.41）降至 Th=27.31℃的最大制冷系數(shù)（3.09），降低了29.93%，表明熱電制冷片的熱端溫度越高，熱電制冷系統(tǒng)的制冷性能越好。此外，觀察圖8還可得，熱電制冷系統(tǒng)的制冷系數(shù)出現(xiàn)了峰值偏移現(xiàn)象，隨著冷熱端溫差的增加，最大制冷系數(shù)逐漸向右移動(dòng)。這是因?yàn)楫?dāng)熱電制冷片冷熱端溫差越小時(shí)，制冷片冷端達(dá)到需求溫度所需直流電源提供的電壓值越小，溫差越大，所需電壓越大，電壓隨著冷熱端溫差的增加而增大，使得加載在熱電制冷片上的電功率增加，在制冷量相同的前提下，電功率的增加，導(dǎo)致了熱電制冷系統(tǒng)制冷系數(shù)向右偏移。

4 結(jié) 論

理論計(jì)算了熱電制冷試驗(yàn)箱熱端溫度為27.31℃和56.18℃時(shí)，不同電流和電壓對(duì)其制冷性能的影響。同時(shí)，建立了三維數(shù)學(xué)傳熱模型，模擬了熱電制冷片的布置方式對(duì)制冷箱溫度分布的影響。主要結(jié)論如下：

a.分散式熱電制冷片的布置方式能夠提高冷量的傳遞速率，提高箱體內(nèi)部溫度的均勻性。當(dāng)熱電制冷片的布置類型為“口”字型、“日”字型和“田”字型時(shí)，制冷試驗(yàn)箱中心的溫度梯度分別為19.87℃、6.84℃和2.37℃， 后者較前者分別降低了65.58%和88.07%。

b.低溫?zé)犭娭评湓囼?yàn)箱的熱端溫度由56.18℃降至27.31℃時(shí)，其最大制冷量由13.45 V 下的150.2 W 減小到12.38 V 下的139.5 W，電壓減少了1.07 V，制冷量降低了7.12%，最低冷端溫度由?22.30℃降至?41.90℃。

c.熱電制冷試驗(yàn)箱的制冷系數(shù)隨著電壓的增加先增大后減小，最大制冷系數(shù)由 Th =56.18℃的4.41降至 Th =27.31℃的3.09。

d.熱電制冷片較低的熱端溫度能夠使制冷試驗(yàn)箱達(dá)到更低的冷凝溫度，而較高的熱端溫度使其具備更好的制冷性能。

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（編輯：董 偉）