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脉冲方波驱动强化热电制冷的瞬态特性

毛佳妮 陈焕新 杨亚新 王小龙 张恩泉

毛佳妮, 陈焕新, 杨亚新, 王小龙, 张恩泉. 脉冲方波驱动强化热电制冷的瞬态特性[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1835-1841.
引用本文: 毛佳妮, 陈焕新, 杨亚新, 王小龙, 张恩泉. 脉冲方波驱动强化热电制冷的瞬态特性[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1835-1841.
Mao Jiani, Chen Huanxin, Yang Yaxin, Wang Xiaolong, Zhang Enquan. Transient behavior of square pulsed supercooling for TE devices[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(7): 1835-1841.
Citation: Mao Jiani, Chen Huanxin, Yang Yaxin, Wang Xiaolong, Zhang Enquan. Transient behavior of square pulsed supercooling for TE devices[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(7): 1835-1841.

脉冲方波驱动强化热电制冷的瞬态特性

基金项目: 

湖北省自然科学基金(2011CD13288);2011年中国科学院“低温工程学重点实验室”开放课题(CRYO201121)

详细信息
    作者简介:

    毛佳妮(1982-),女,博士生,主要从事热电制冷器件物理及其性能优化方面的研究。Email:ronald520@163.com;陈焕新(1964-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事热电热泵技术方面的研究。Email:chenhuanxin@tsinghua.org.cn

    毛佳妮(1982-),女,博士生,主要从事热电制冷器件物理及其性能优化方面的研究。Email:ronald520@163.com;陈焕新(1964-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事热电热泵技术方面的研究。Email:chenhuanxin@tsinghua.org.cn

  • 中图分类号: TB61+9.2

Transient behavior of square pulsed supercooling for TE devices

  • 摘要: 采用有限差分法对脉冲电压驱动下的瞬态热电效应及其动态特性过程进行了理论分析,探索了非稳态工况下帕尔帖效应、焦耳热效应与傅里叶导热效应之间的耦合关系及其关键制约因素对制冷性能的影响规律,进而探讨了脉冲驱动强化热电制冷性能的作用机理。分析结果得到,在合理电压域值内采用主动控制方法,对热电模块周期性施加数倍于稳态工况理想电压的脉冲突变电压,有益于充分利用帕尔贴制冷效应而推迟出现以焦耳热和傅里叶热耗散形式为主的内部热积聚对热电模块冷端引起的负效应,并能瞬态实现冷端面的制冷强化作用和最大程度实现输入电能的有效转换。该结论不仅为进一步提出脉冲驱动模式的优化控制策略提供了理论依据,也为瞬态热电制冷效应的应用开辟了一条新思路。
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-02
  • 修回日期:  2012-12-03
  • 刊出日期:  2013-07-25

脉冲方波驱动强化热电制冷的瞬态特性

    作者简介:

    毛佳妮(1982-),女,博士生,主要从事热电制冷器件物理及其性能优化方面的研究。Email:ronald520@163.com;陈焕新(1964-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事热电热泵技术方面的研究。Email:chenhuanxin@tsinghua.org.cn

    毛佳妮(1982-),女,博士生,主要从事热电制冷器件物理及其性能优化方面的研究。Email:ronald520@163.com;陈焕新(1964-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事热电热泵技术方面的研究。Email:chenhuanxin@tsinghua.org.cn

基金项目:

湖北省自然科学基金(2011CD13288);2011年中国科学院“低温工程学重点实验室”开放课题(CRYO201121)

  • 中图分类号: TB61+9.2

摘要: 采用有限差分法对脉冲电压驱动下的瞬态热电效应及其动态特性过程进行了理论分析,探索了非稳态工况下帕尔帖效应、焦耳热效应与傅里叶导热效应之间的耦合关系及其关键制约因素对制冷性能的影响规律,进而探讨了脉冲驱动强化热电制冷性能的作用机理。分析结果得到,在合理电压域值内采用主动控制方法,对热电模块周期性施加数倍于稳态工况理想电压的脉冲突变电压,有益于充分利用帕尔贴制冷效应而推迟出现以焦耳热和傅里叶热耗散形式为主的内部热积聚对热电模块冷端引起的负效应,并能瞬态实现冷端面的制冷强化作用和最大程度实现输入电能的有效转换。该结论不仅为进一步提出脉冲驱动模式的优化控制策略提供了理论依据,也为瞬态热电制冷效应的应用开辟了一条新思路。

English Abstract

参考文献 (33)

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