多级热电制冷器的制冷性能及主要影响因素分析

摘要

目前对多级热电制冷器的研究较少,且对制冷性能的报导尚不统一。为研究多级热电制冷器的确切性能,本文利用商用热电材料的物性参数,建立了一级至六级热电制冷器的多物理场耦合仿真模型,并通过实验验证了模型的准确性。然后从多级热电制冷器的设计角度出发,研究了外部驱动电路及内部结构参数对其制冷性能的影响。结果表明:在热端为27℃时,六级热电制冷器在电串联、电并联和独立电源驱动电路下可分别获得113.32、71.84和129.78℃的最大制冷温差。进一步探究了不同驱动电路的最佳应用场合,分析了不同驱动电路下多级热电制冷器的制冷性能出现差距的原因。并以六级热电制冷器为例,研究了各层级热电臂的高度的影响,结果表明最高层级的臂高是最主要的影响因素。