半导体空调与普通空调优缺点

1.变频空调智能恒定控温,定频空调需要通过人为 *** 作进行空调冷热的调节。2.优点:变频空调启动后,会以最高的功率运转,迅速制冷/热,使室内温度很快达到设定温度。3.缺点:变频空调价格高,定频空调更费电半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关联。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，硅是各种半导体材料应用中最具有影响力的一种。元素半导体。元素半导体是指单一元素构成的半导体，其中对硅、硒的研究比较早。它是由相同元素组成的具有半导体特性的固体材料，容易受到微量杂质和外界条件的影响而发生变化。目前， 只有硅、锗性能好，运用的比较广，硒在电子照明和光电领域中应用。硅在半导体工业中运用的多，这主要受到二氧化硅的影响，能够在器件制作上形成掩膜，能够提高半导体器件的稳定性，利于自动化工业生产

半导体空调原理：

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。

磁制冷冰箱原理：

磁冰箱是根据磁热效应的原理制成的。稀土元素钆（Gd）是一种具有巨磁热效应的金属，在等温磁化时向外界放出热量，在绝热去磁时温度降低，因而可从外界吸取热量，达到制冷目的。为了完成制冷循环过程，可先在高温环境中对工质施加外磁场，并等温地实现伴随着熵减少而进行的放热过程；然后在低温下撤去外磁场，让工质进行等温吸热，最后在这两个过程之间用适当的过程加以连接，就可完成制冷 *** 作。用不同种类的过程连接上述两个过程可以得到不同的磁制冷循环，如磁卡诺循环、磁斯特林循环、磁埃里克森循环以及磁布雷顿循环等。

  磁卡诺循环是用绝热去磁和绝热磁化过程连接两个等温过程（见图1）。在这个循环中，外部对制冷工质所做的功相当于四边形ABCD的面积。下面以最简单的磁卡诺循环为例对绝热去磁制冷过程进行说明（见图2）。

等温磁化过程（图1中的AB过程）：热开关Ⅰ闭合、Ⅱ断开，磁场施加于磁工质，使熵减小，通过高温热源与磁工质的热端连接，热量从磁工质传入高温热源。   绝热去磁过程（图1中的BC过程）：热开关Ⅰ断开、Ⅱ仍断开，逐渐移去磁场，磁工质内自旋系统逐渐无序，在去磁过程中消耗内能，使磁工质温度下降到低温热源温度。   等温去磁过程（图1中的CD过程）：Ⅱ闭合、Ⅰ仍断开，磁场继续减弱，磁工质从低温热源吸热。   绝热磁化过程（图1中的DA过程）：Ⅱ断开、Ⅰ仍断开，施加一较小磁场，磁工质温度逐渐上升到高温热源温度。

  由于室温附近磁性离子系统的热运动大大加强，磁性工质的磁有序度难以形成，在受外磁场作用前后的磁熵变大大减小，同时强磁场的产生也受到许多条件的限制，磁热效应也大减弱。为了进一步提高室温磁制冷机的效率，通常主要应用磁埃里克森循环制冷机，图3是金属钆在200～300K条件下的T-S图。若按磁卡诺循环制冷（图中1'23'4'1'），则温降很小。埃里克森循环（图中12341）由四个过程组成，1→2为等温磁化、2→3为等磁场过程（温度降低）、3→4为等温去磁（吸热制冷）、4→1为等磁场过程（温度上升）。

磁冰箱的核心是一个旋转装置，该装置包括含有金属钆片的转轮和一块高磁场强度稀土永磁铁。工作时，钆轮通过永磁铁缺口进入磁场后出现巨大的磁热效应，由此导致钆轮升温，系统内第一条循环管道的水将钆轮温度升高获得的热量带走，以使钆轮冷却；当钆轮离开磁场后，钆轮温度就会下降到低于它进入磁场前的温度，此时系统内第二条循环管道的水通过钆轮并被钆轮冷却，被冷却的水成为制冷源，可用于制冷；若用凝固点远低于纯水的液体（如水和乙醇的1：1混合液）作为制冷源，就可制成有冷冻功能的实用型冰箱。

这一科研成果彻底改变了传统的冰箱制冷系统，工作时只需驱动钆轮转动的发动机、抽水机的电力，从而节约了能源。该系统工作时无声、几乎无振动。如果用近年来新发现的GdSiGe系磁致冷材料（在室温附近，Gd5Si2Ge2的磁热效应是金属钆的两倍）或新近研究出的铁锰磷砷合金材料替代金属钆片，其制冷效率将更高。

电动汽车空调制热系统与传统燃油车相比有了很大的不同，传统燃油车制暖只需利用发动机工作产生的余热即可满足整车制热的需求。可对于电动汽车而言由于没有了发动机能够提供的热源，电动汽车的制热就成了其面临的一大难题，无论从安全、能源和制热效果上都受到很大的制约。小编将重点介绍以下几种电动汽车空调系统的制热模式。

1.半导体制热系统

半导体制热系统别名温差电制热或电子制热，原理是热电偶对为其基本器件，将一只N 型半导体和P 型半导体接连成热电偶，直流电通上后，于接口处产生出热量和温差的转移，在电路上并联起数对半导体热点偶对，如果是制冷则为串联。这样就构成一个很典型的制热热电堆，借助热交换器等一系列传热途径，让热电堆的热端不停的细热，并且维持一定的温度，而将热电堆的冷端处于工作环境中去散发降温，这便是半导体制热的原理。半导体空调系统可以实现从零上90 摄氏度到零下130 摄氏度，但这并不意味这它是没有缺陷的，对于电动汽车而言，由于存在热电材料优质系数低以及制冷性能不理想等因素的影响，使得半导体制冷系统不能满足电动汽车节能高效的要求，所以该技术在未来依然会是人们研究改良的方向。

2.热泵型空调系统制热

热泵型空调系统是在传统燃油机车上进行改造的，压缩机采用永磁直流无刷电机直接来驱动，其工作原理见图4。该系统和普通热泵型空调系统是一样的，由于应用在电动汽车上，所以压缩机等主要零部件具有一定的特殊性。热泵型空调系统的最大优点是它的制冷制热效率高。

热泵技术通过改变系统制冷剂的流向，从外部的低温热源吸取热量，向车内的高温热源散热，从而达到使车厢内温度升到以达到理想温度环境的效果。热泵的热力学经济性方面比消耗电能的系统要好很多，目前在家用空调方面应用很广，在汽车空调应用方面依然有待深入。热泵型空调技术的最大软肋是在低温环境下的制热问题，尤其是在一些寒冷地区的应用会是将来主要研究课题之一。但依靠着高效的制热制冷优势，加上其和不同类型汽车车体都较吻合的优点，应该说热泵型空调系统是未来电动汽车空调发展的主要趋势。

3.驻车加热器制热

驻车加热器制热方式是遥控器或者定时器发送给ECU 一个启动信号，从油箱由计量油泵泵油并且以脉冲形式将燃油喷到燃烧室，点火器将其加热到900 摄氏度左右，使细小油滴气化，鼓风机吸入空气，和汽油混合点燃，热能被传送给发动机冷却液，水泵推动冷却液进入蒸发箱散热器循环散热，鼓风机把车内冷空气吸走，将被加热的空气鼓入车厢内，已达到温度上升至理想温度的效果。

---