汽车冰箱的制冷原理_汽车冰箱的制冷原理是什么_1

汽车冰箱的制冷原理_汽车冰箱的制冷原理是什么

       最近有些日子没和大家见面了，今天我想和大家聊一聊“汽车冰箱的制冷原理”的话题。如果你对这个领域还比较陌生，那么这篇文章就是为你而写的，让我们一起来探索其中的奥秘吧。

1.简述B23型机械冷藏车组的制冷原理

2.车载冰箱半导体制冷原理

3.车载的小冰箱能制冷？

4.汽车冰箱的车载冰箱制冷原理

简述B23型机械冷藏车组的制冷原理

       B23型机械冷藏车组的制冷原理是：通过机械压缩（压缩机），对流换热（冷凝器），并节流降压（毛细管）得到液态冷媒，液态冷媒在冰箱箱体里蒸发成气态（蒸发器），通过相变带走箱体里热量，从而达到制冷效果；最后气态冷媒再回到压缩机；重复上述过程，制冷系统就能源源不断地把箱内热量移到箱外，从而实现制冷的效果。车载冰箱的电源接口处是严丝合缝对接电源线的，不会存在漏电问题。

冷藏车独立和非独立制冷机的区别：

       独立制冷机组：独立与非独立制冷机组是按照动力来源划分的，独立制冷机组是指制冷机组拥有单独的动力源既机组本身有独立动力源。

       一般来说独立制冷机组都是一体式结构但也有改装的分体式结构（此结构一般都是吊装在汽车的大梁上），这种机组本身带有给制冷系统提供动力和电能的发动机及发电机装置。能够独立工作，不受汽车发动机工作状态的限制。

       非独立式制冷机组：就是不能够独立制冷工作的制冷机组，此种机组本身没有动力装置，必须靠汽车发动机带动压缩机工作。

       冷藏车厢体材料：厢体中间8CM保温板填充、加厚3.0玻璃钢，高强度粘合剂、热压成型，外框采用304不锈钢、加厚铝型材包边、27不锈钢大门锁、配件，门带斜边，副梁采用510大梁钢一次性折成，用压板锁紧，侧护网和后保险杠一次性成型。

       货物必须堆放在双面托板上；保鲜货托板上不能包塑料膜，膜会阻挡循环冷气流通至货物；不可阻塞货物下的地板。

       一般的冷藏车地板都是采用带通风的铝导轨地板；但是也有一些冷藏车是不带铝导轨的，是采用平的防滑地板。通常做为第三方运输企业或用于奶制品的企业运输车是采用平的防滑地板，目的是适合于多种产品的运输，或便于清洗地面。但是装货时必须注意，一定要用双面托板来装货，以保证地面冷空气的流通。严禁将货物直接堆放在平面的地板上。

车载冰箱半导体制冷原理

       -18℃。

       我们常见的车载冰箱（可主动制冷）有两种，一种是压缩机车载冰箱，一种是电子半导体的车载冷暖箱。两种不同的车载冰箱制冷方式是不一样的，所以制冷温度也不一样。

       半导体车载冰箱：

       因为半导体的制冷原理和本身的特性，精致小巧的半导体冰箱制冷温度最低可达到5℃；但是受环境温度影响，最低只能比环境温度低20℃。

       也即，如果环境温度是30℃，那么半导体车载冰箱制冷只能到10℃。

       压缩机车载冰箱——英得尔T20

       压缩机车载冰箱：

       压缩机车载冰箱类似于家用冰箱，都是通过压缩机动力制冷，制冷快速强劲，制冷能达到-18℃，能制冰、保鲜，体积可大可小，可以分段控温，不易损坏，是未来车载冰箱发展的主流方向。

       压缩机车载冰箱制冷温度范围：-18℃——10℃。

车载的小冰箱能制冷？

       车载小冰箱的半导体制冷原理 半导体制冷技术 材料是当今世界的三大支柱产业之一，材料是人类赖以生存和发展的物质基础，尤其是近几十年来随着人类科学技术的进步，材料的发展更是日新月异，新材料层出不穷，其中半导体制冷材料就是其中的一个新兴的热门材料，其实半导体制冷技术早在十九世纪三十年代就已经出现了，但其性能一直不尽如人意，一直到了二十世纪五十年代随着半导体材料的迅猛发展，热点制冷器才逐渐从实验室走向工程实践，在国防、工业、农业、医疗和日常生活等领域获得应用，大到可以做核潜艇的空调，小到可以用来冷却红外线探测器的探头，因此通常又把热电制冷器称为半导体制冷器。 半导体制冷器件大致可以分为四类： （1）用于冷却某一对象或者对某个特定对象进行散热，这种情况大量出现在电子工业领域中； （2）用于恒温，小到对个别电子器件维持恒温 ，大到如制造恒温槽，空调器等; (3)制造成套仪器设备，如环境实验箱，小型冰箱，各种热物性测试仪器等; (4)民用产品，冷藏烘烤两用箱，冷暖风机等。 半导体制冷的应用： （1）在高技术领域和军事领域 对红外探测器，激光器和光电倍增管等光电器件的制冷。比如，德国Micropelt公司的半导体制冷器体积非常小，只有1个平方毫米，可以和激光器一起使用TO封装。 （2）在农业领域的应用 温室里面过高或过低的温度，都将导致秧苗坏死，尤其部分名贵植物对环境更加敏感，迫切需要将适宜的温度检测及控制系统应用于现代农业。 （3）在医疗领域中的应用 半导体温控系统在医学上的应用更为广泛。如：用于蛋白质功能研究、基因扩增的高档PCR仪、电泳仪及一些智能精确温控的恒温仪培养箱等；用于开发具有特殊温度平台的扫描探针显微镜等。 半导体制冷的优点 半导体制冷器的尺寸小，可以制成体积不到1cm小的制冷器；重量轻，微型制冷器往往能够小到只有几克或几十克。无机械传动部分，工作中无噪音，无液、气工作介质，因而不污染环境，制冷参数不受空间方向以及重力影响，在大的机械过载条件下，能够正常地工作;通过调节工作电流的大小，可方便调节制冷速率；通过切换电流方向，可是制冷器从制冷状态转变为制热工作状态；作用速度快，使用寿命长，且易于控制。 半导体制冷器件的工作原理 半导体制冷器件的工作原理是基于帕尔帖原理，该效应是在1834年由J.A.C帕尔帖首先发现的，即利用当两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时，在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量，而另一个接头处则吸收热量，且帕尔帖效应所引起的这种现象是可逆的，改变电流方向时，放热和吸热的接头也随之改变，吸收和放出的热量与电流强度I[A]成正比，且与两种导体的性质及热端的温度有关，即： Qab=Iπab πab称做导体A和B之间的相对帕尔帖系数 ，单位为[V], πab为正值时，表示吸热，反之为放热，由于吸放热是可逆的，所以πab=－πab 帕尔帖系数的大小取决于构成闭合回路的材料的性质和接点温度，其数值可以由赛贝克系数αab[V.K-1]和接头处的绝对温度T[K]得出πab=αabT与塞贝克效应相，帕尔帖系也具有加和性，即： Qac=Qab+Qbc=(πab+πbc)I 因此绝对帕尔帖系数有πab=πa－ πb 金属材料的帕尔帖效应比较微弱，而半导体材料则要强得多，因而得到实际应用的温差电制冷器件都是由半导体材料制成的。 半导体制冷材料的发展 AVIoffe和AFIoffe指出，在同族元素或同种类型的化合物质间，晶格热导率Kp随着平均原子量A的增长呈下降趋势。RWKeyes通过实验推断出，KpT近似于Tm3/2ρ2/3A-7/6成比例，即近似与原子量A成正比，因此通常应选取由重元素组成的化合物作为半导体制冷材料。 半导体制冷材料的另一个巨大发展是1956年由AFIoffe等提出的固溶体理论，即利用同晶化合物形成类质同晶的固溶体。固溶体中掺入同晶化合物引入的等价置换原子产生的短程畸变，使得声子散射增加，从而降低了晶格导热率，而对载流子迁移率的影响却很小，因此使得优值系数增大。例如50%Bi2Te3－50%Bi2Se3固溶体与Bi2Te3相比较，其热导率降低33%，而迁移率仅稍有增加，因而优值系数将提高50%到一倍。 Ag(1-x)Cu(x)Ti Te、Bi－Sb合金和YBaCuO超导材料等曾经成为半导体制冷学者的研究对象，并通过实验证明可以成为较好的低温制冷材料。下面将分别减少这几种热电性能较好的半导体制冷材料。 二元Bi2Te3－Sb2Te3和Bi2Te3－Bi2Se3固溶体 二元固溶体，无论是P型还是N型，晶格热导率均比Bi2Te3有较大降低，但N型材料的优值系数却提高很小，这可能是因为在Bi2Te3中引入Bi2Se3时，随着Bi2Se3摩尔含量的不同呈现出两种不同的导电特性，势必会使两种特性都不会很强，通过合适的掺杂虽可以增强材料的导电特性，提高材料的优值系数，但归根结底还是应该在本题物质上有所突破。 三元Bi2Te3－Sb2Te3－Sb2Se3固溶体 Bi2Te3 和Sb2Te3是菱形晶体结构，Sb2Se3是斜方晶体结构，在除去大Sb2Se3浓度外的较宽组份范围内，他们可以形成三元固溶体。无掺杂时，此固溶体呈现P型导电特性，通过合适的掺杂，也可以转变为N型导电特性。在二元固溶体上添加Sb2Se3有两个优点：首先是提高了固溶体材料的禁带宽度。其次是可以进一步降低晶格热导率，因此Sb2Se3不论是晶体结构还是还是平均原子量，都与Bi2Te3 和Sb2Te3相差很大。当三元固溶体中Sb2Te3+5% Sb2Se3的总摩尔含量在55%～75%范围时，晶格热导率最低，约为0.8×10-2W/cm K，这个值要略低于二元时的最低值0.9×10-2W/cm K。 但是，添加Sb2Se3也会降低载流子的迁移率，将会降低优值系数，因此必须控制Sb2Se3的含量。 P型Ag(1-x)Cu(x)Ti Te材料 AgTi Te材料由于具有很低的热导率（k=0.3 W/cm K）,因此如能通过合适的掺杂提高其载流子迁移率μ和电导率σ，将有可能得到较高的优值系数Z。RMAyral-Marin等人通过实验研究，发现将AgTi Te和CuTi Te通过理想的配比形成固溶体，利用Cu原子替换掉部分Ag原子后，可以得到一种性能较好的P型半导体制冷材料Ag(1-x)Cu(x)Ti Te，其中x在0.3左右时，材料的热电性能最好。由此可见Ag(1-x)Cu(x)Ti Te的确是一种较好的P型半导体制冷材料。 N型Bi－Sb合金材料 无掺杂的Bi－Sb合金是目前20K到220K温度凡内优值系数最高的半导体制冷材料，其在富Bi区域内为N型，而当Sb含量超过75%时将转变为P型。在Bi的单晶体中引入Sb，没有改变晶体结构，也没有改变载流子（包括电子和空穴）浓度，但是拉大了导带和禁带之间的宽度。Sb的含量为0～5%时禁带宽度约为0eV，即导带和禁带相连，属于半金属；Sb含量在5%～40%时，禁带宽度值基本是在0.005eV左右，当Sb的含量在12%～15%时，达到最大，约为0.014eV，属于窄带本征半导体。由上文所述，禁带宽度的增加必将提高材料的温差电动势。80K到110K温度范围内，是Bi85Sb15的优值系数最高，高温时则是Bi92Te8最高。 YBaCuO超导材料 根据上面的介绍可知,在50K到200K的温度范围内,性能最好的半导体制坑材料是n型Bi(100-x)Sbx合金，其中Sb的含量在8%～15%。在100K零磁场的情况下，Bi－Sb合金的最高优值系数可达到6.0×10-3K-1，而基于Bi、Te的p型固溶体材料在100K时的优值系数却低于2.0×10-3K-1并且随着温度的下降迅速减小。因此，必须寻找一种新的p型低温热电材料，以和n型Bi－Sb合金组成半导体制冷电对。利用高Tc氧化物超导体代替p型材料，作为被动式p型电臂（称为HTSC臂，即High Tc Supercon－ducting Legs）,理论上可以提高电队的优值系数，经过实验证明也确实可行。半导体制冷电对在器件两臂满足最佳截面比时的最佳优值系数为： zmax= （1）式中的下标p和n分别对应p型材料和n型材料。由于HTSC超导材料的温差电动势率α几乎为零，但其电导率无限大，因此热导率κ和电导率δ的比值κ/δ却是无限小的，这样式（1）可以简化为： zmax(HTSC)=即由n型热电材料和HTSC臂所组成的制冷电对的优值系数，将等于n型材料的优值系数。 Mosolov A B等人分别利用以SrTiO3座基地的YBaCuO超导薄膜和复合YBaCuO－Ag超导陶瓷片作为被动式HTSC臂材料，用Bi91Sb9合金作为n型材料，制成单级半导体制冷器。实验结果表明：利用YBaCuO超导薄膜制成的制冷器，热端温度维持在85K，零磁场时可达到9.5K的最大制冷温差，加上0.07T横向磁场时能达到14.4K;利用YBaCuO－Ag超导陶瓷片制成的单击制冷器，热端温度维持在77K时，相应的最大制冷温差分别是11.4K和15.7K。从半导体制冷器最大制冷温差计算公式，可以反算出80Kzuoyou这种制冷电对的优值系数约为6.0×10-3K-1，可见这种电对组合是有着很好的应用潜力的。随着高Tc超导体材料的发展，这种制冷点队的热端温度将会逐渐提高，优值系数也将逐渐增大，比将获得跟广泛的应用。

汽车冰箱的车载冰箱制冷原理

       车载小冰箱是用半导体制冷的，体积小，重量低，无噪音，方便携带，只是温度最多能降到4摄氏度左右，一般只能用于冷藏。另外如果把电源反接就能制热。

       车载冰箱主要分为4类　　　

       保温箱

       以保温材料制成外壳，利用储能盒制冷加热后，来保持物品温度。

       保温箱车载冰箱是比较早期的产品，叫它冰箱可能不太合适，因为它不具备制冷功能，只有保温功能，使用的时候必须把要冷藏的物品放冰箱里冷冻后放入保温箱里，有冰袋的话放入冰袋，这样一来就能在短时间内保持冰冻，

       这种冰箱的优点是不耗电，要知道汽车上的电都是油换来的，价格也比较低廉，缺点是不能长时间保温，而且空间较小。第一类是比较早期的产品，叫它冰箱可能不太合适，因为它不具备制冷功能，只有保温功能，使用的时候必须把要冷藏的物品放冰箱里冷冻后放入保温箱里，有冰袋的话放入冰袋，这样一来就能在短时间内保持冰冻

       半导体车载冰箱

       它的原理是靠电子芯片制冷，利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应，即通过直流电制冷的一种新型制冷方法.制冷温度范围为-5至65度

       这种方法的优点是既能制冷又能制热，环保、无污染，体积小，成本较低，工作时没有震动、噪音、寿命长。缺点是制冷效率不高，容量较小。

       压缩机车载冰箱

       压缩机是传统冰箱的传统技术，制冷温度低，为-18度10度。制冷效率高，体积大，是未来车载冰箱发展的主流方向。缺点是重量较重，比较耗电，价格较高。压缩机汽车冰箱的压缩机世界上的主要产地为德国与日本，国内高档压缩机汽车冰箱的压缩机主要是德国的，质量较好。

       从以上3类来看，每类都有不同的优点和缺点，用户应该根据自己的的实际需求来购买，避免浪费。

       有3大类型，一种是电子的，一种是压缩机的，2者都是靠汽车点烟器的12V电源电来带动。冰箱储物箱位于后排座椅中央扶手的位置。

       还有另外一种车载冰箱，实际上它只是一个低温储物箱，位于副驾驶前的手套箱。它没有独立的压缩机，它的冷气来源于空调系统。这种所谓的车载冰箱一般用于中低档或低档轿车上。车载冰箱容量很小，一般只能放几瓶矿泉水，车载冰箱的位置一般在中控台、前排乘客位储物箱里、后排中央扶手或者后备箱里。目前市场上面的大多数车载冰箱就是这种，与普通家用冰箱不同，它不是采用压缩机的机械压缩原理制冷，而是采用电子(半导体)制冷原理，尽管不会产生噪声和污染，而且电源是特设的车载电源，但制冷效果和压缩机制冷无法相比。车主一般需要在往车载冰箱内放入食品饮料前，必须先把食品放到家用冰箱降降温

       电子制冰冰箱

       以双电子同步制冷，特殊内部机体构造为依托，实现电子制冰，能达到零下三度，加热65度，制冷温度可以调节，满足绝大部分要求制冷加热迅速，并且能达到零下温度要求。

       半导体电子制冷又称热电制冷，或者温差电制冷，它是利用“帕尔帖效应”的一种制冷方法，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。

       1843年，法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝，再将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上，通电后，他惊奇的发现一个接头变热，另一个接头变冷；这个现象后来就被称为“帕尔帖效应”。　“帕尔帖效应”的物理原理为：电荷载体在导体中运动形成电流，由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级想低能级运动时，就会释放出多余的热量。反之，就需要从外界吸收热量（即表现为制冷）。

       所以，“半导体电子制冷”的效果就主要取决于电荷载体运动的两种材料的能级差，即热电势差。纯金属的导电导热性能好，但制冷效率极低（不到1%）。半导体材料具有极高的热电势，可以成功的用来做小型的热电制冷器。　经过多次实验，科学家发现：P型半导体（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型半导体(Bi2Te3-Bi2Se3)的热电势差最大，应用中能够在冷接点处表现出明显制冷效果。

       通上电源之后，冷端的热量被移到热端，导致冷端温度降低，热端温度升高，这就是著名的Peltiereffect。这现象最早是在1821年，由一位德国科学家ThomasSeeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背後真正的科学原理。到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家JeanPeltier，才发现背後真正的原因，这个现象直到近代随著半导体的发展才有了实际的应用，也就是[致冷器]的发明(注意，这种叫致冷器，还不叫半导体致冷器)。

       由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成，而NP之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最後由两片陶瓷片像夹心饼乾一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好，看起来像三明治.

       电子冰箱简单结构为：将P型半导体，N型半导体，以及铜板，铜导线连成一个回路，铜板和导线只起导电作用，回路由12V直流电供电，接通电流后，一个接点变冷（冰箱内部），另一个接头散热（冰箱后面散热器）。

       好了，今天关于“汽车冰箱的制冷原理”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的介绍对“汽车冰箱的制冷原理”有更全面的认识，并且能够在今后的实践中更好地运用所学知识。如果您有任何问题或需要进一步的信息，请随时告诉我。