熱電制冷器的基本元件是P型和N型半導(dǎo)體元件連接而成的熱電偶對。如圖1所示,當(dāng)熱電偶對中通以電流后,電子和空穴分別從金屬片3流入N和P型半導(dǎo)體,產(chǎn)生電子一空穴對時吸收的熱量大于通過金屬片3時產(chǎn)生的熱量,使金屬片3與P和N型半導(dǎo)體結(jié)合處的溫度降低,電絕緣層1成為冷端,物體2被冷卻。當(dāng)電子和空穴從N和P型半導(dǎo)體流入金屬片5時,電子和空穴結(jié)合放出的熱量大于帶走的熱量,使金屬片5和P,N型半導(dǎo)體的結(jié)合處的溫度升高,電絕緣層6成為熱端,物體8被加熱。所以熱電偶對在冷端吸收周圍介質(zhì)的熱量,實現(xiàn)制冷;在熱端散發(fā)熱量,加熱與之接觸的物體。電流方向改變,冷、熱端互換。實際使用時通常把幾個或上百個熱電偶對連接在一起,并加工成片狀,稱為熱電制冷器或熱電制冷片。
熱電制冷技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療、航空航天、潛艇、船舶、家電等多個領(lǐng)域,但在農(nóng)業(yè)生物環(huán)境控制領(lǐng)域的應(yīng)用很少。日前一種針對單株番茄樹特種栽培營養(yǎng)液溫度控制中存在的問題的一套熱電制冷溫控系統(tǒng)被成功研制,以解決植物栽培中營養(yǎng)液夏季降溫和冬季加溫的問題。
目前國內(nèi)主要采用地下水、加冰、電熱管加熱以及加大營養(yǎng)液槽的體積等措施控制營養(yǎng)液的溫度。夏季,利用地下水降溫雖然能夠有效控制營養(yǎng)液的溫度,但對地下水浪費嚴(yán)重,且受地理環(huán)境因素的制約;采用加冰的方法即不易于實現(xiàn)對營養(yǎng)液溫度的控制,也易對周邊環(huán)境造成污染。冬季,采用電熱管加熱雖然能夠滿足植物生長的要求,但加熱一段時間后,加熱棒表面出現(xiàn)Cat+,Mgt+離子的結(jié)垢,勢必引起營養(yǎng)液成分的變化。研究一種節(jié)能、高效的營養(yǎng)液溫度控制系統(tǒng)具有現(xiàn)實意義。 來源:中大空調(diào)








