In effetti, abbiamo una certa conoscenza o abbiamo sentito parlare di metodi di refrigerazione nella nostra vita quotidiana. Ad esempio, i comuni condizionatori d’aria utilizzano compressori per il raffreddamento, mentre il raffreddamento a semiconduttore è relativamente meno frequente nella nostra vita quotidiana. Tuttavia, negli ultimi anni, gli scenari applicativi del raffreddamento termoelettrico nei prodotti di consumo sono aumentati ed è gradualmente entrato nella vita della gente comune, come le cover posteriori per la dissipazione del calore dei telefoni cellulari e i frigoriferi delle auto nei veicoli a nuova energia, ecc.
Essendo i due metodi di refrigerazione tradizionali, comprenderne prima i principi di funzionamento può approfondire la nostra comprensione delle loro differenze.
Il principio del raffreddamento dei semiconduttori (effetto Peltier) : quando la corrente passa attraverso la superficie di contatto tra materiali semiconduttori di tipo p e di tipo n, i portatori migrano e assorbono calore per ottenere il raffreddamento (estremità fredda), mentre il calore viene rilasciato sull'altro lato (estremità calda)
Il principio della refrigerazione con compressore (ciclo di compressione del vapore) : il refrigerante (come il Freon) viene fatto circolare dal compressore, assorbendo calore nell'evaporatore e rilasciando calore nel condensatore, e il calore viene trasferito attraverso il cambiamento di fase.
Successivamente, confrontiamo anche specificamente le differenze tra i due nelle varie dimensioni del lavoro di refrigerazione:
A causa dei rispettivi vantaggi e svantaggi, hanno diversi scenari applicativi
Attrezzature mediche : gli strumenti PCR, gli analizzatori del sangue, ecc. richiedono una precisione di ±0,1℃ e le caratteristiche di risposta di secondo livello del semiconduttore soddisfano i severi requisiti .
Strumenti di laboratorio : apparecchiature ottiche, laser e altri dispositivi sensibili alle fluttuazioni di temperatura .
Attrezzature aerospaziali e per acque profonde : le sue caratteristiche antivibranti e di resistenza al vuoto lo rendono adatto per satelliti e sommergibili .
Spazio confinato : nessun rischio di perdite di refrigerante, adatto per cabine mediche e apparecchiature ad alta quota .
mini frigorifero per auto : per viaggi brevi, può refrigerare le bevande (con una differenza di temperatura di 10-15℃) e presenta un vantaggio significativo nella riduzione del rumore .
dissipazione del calore elettronica : raffreddamento locale della CPU, piccoli box a temperatura costante e altri scenari a basso consumo .
Dispositivi ottici: microchip di raffreddamento, di piccole dimensioni, meglio integrati e installati nel guscio del tubo TO, con buon parallelismo e planarità, che garantiscono la qualità del percorso ottico.
Gli scenari applicativi principali della refrigerazione con compressore
frigorifero domestico/commerciale : deve mantenere una temperatura bassa, inferiore a -18℃. Il compressore può ottenere in modo efficiente il congelamento di grandi capacità.
sistema di conservazione frigorifera : le celle frigorifere di livello industriale (come il magazzinaggio logistico e la lavorazione degli alimenti) si affidano ai compressori per raggiungere basse temperature stabili che vanno da -35 ℃ a -18 ℃.
Raffreddamento ambientale ad alta temperatura : il frigorifero dell'auto può comunque mantenere una temperatura inferiore a 0 ℃ durante la calda estate, rendendolo adatto al trasporto a lunga distanza.
Per apparecchiature quali condizionatori d'aria e sistemi di refrigerazione centralizzata che richiedono un funzionamento continuo e presentano grandi differenze di temperatura, il COP dei compressori (2,0-4,0) è significativamente migliore di quello dei semiconduttori.
Da ciò si può vedere che la refrigerazione con compressore presenta un vantaggio assoluto negli scenari ad alta potenza e bassa temperatura , mentre la refrigerazione a semiconduttore è ampiamente applicata in campi speciali grazie al suo controllo preciso della temperatura, alla silenziosità e all'adattabilità . Quando si effettua una scelta è necessario bilanciare temperatura richiesta, condizioni ambientali e costi. Dopo aver letto l'articolo, sai come scegliere una soluzione di refrigerazione adeguata?
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