玩转固态硬盘!超版倾情奉献! | | 年末巨献!华硕,映泰,技嘉X58主板深度横评 | ASUS P6T Deluxe征服“i7”
外频用料再升级GA-EP45-UD3P测试 | | 砸碎枷锁!解开羿龙超频瓶颈之谜 | | 平价预算高效能LP DK P45 Turbo超频分享
小板典范DFI LP JR P45 | | 内存多到让你雷!MSI P45-8D Memory Lover | | 超频网"Core i7"最亲民测试 | | GIGA X58-EXTREME抢鲜看
发新话题
打印

半导体制冷技术 取代水冷液氮

本主题由 hitclxy 于 2008-9-24 16:57 设置高亮

半导体制冷技术 取代水冷液氮

我最早在86年<电子报>见过这个DD
我最早在89年成都花圃路电子市场花RMB130购得一片,40X40一片,单向散热,做生物实验室冰冻切片用.LM7812X3做3A电源....
现在这东西应用基本上常常出现在车载冰箱热盒上,电源极性如果反相制冷则变加热.

各地的电子市场(非IT那种)应该都能买到.这东西电流需求很大,3-5A,电压12V...用做CPU散热必须注意结露.可根据温度实验制作出一个调压电路.这应该是个OCER取代水冷,和液氮绝对的出路...
======================================================
以下转贴科普:



 半导体制冷又称电子制冷,或者温差电制冷,是从50年代发展起来的一门介于制冷技术和半导体技术边缘的学科,它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,与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。


  1834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,当它从高能级向低能级运动时,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。但当时由于使用的金属材料的热电性能较差,能量转换的效率很低,热电效应没有得到实质应用。直到本世纪五十年代,苏联科学院半导体研究所约飞院士对半导体进行了大量研究,于1945年前发表了研究成果,表明碲化铋化合物固溶体有良好的致冷效果。这是最早的也是最重要的热电半导体材料,至今还是温差致冷中半导体材料的一种主要成份。约飞的理论得到实践应用后,有众多的学者进行研究到六十年代半导体致冷材料的优值系数,达到相当水平,才得到大规模的应用。80年代以后,半导体的热电制冷的性能得到大幅度的提高,进一步开发热电制冷的应用领域。


  二、半导体制冷片制冷原理
原理图



  半导体制冷片(TE)也叫热电制冷片,是一种热泵,它的优点是没有滑动部件,应用在一些空间受到限制,可靠性要求高,无制冷剂污染的场合。


  半导体制冷片的工作运转是用直流电流,它既可制冷又可加热,通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热,这个效果的产生就是通过热电的原理,上图就是一个单片的制冷片,它由两片陶瓷片组成,其中间有N型和P型的半导体材料(碲化铋),这个半导体元件在电路上是用串联形式连接组成. 半导体制冷片的工作原理是:当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时,在这个电路中接通直流电流后,就能产生能量的转移,电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量,成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量,成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定。制冷片内部是由上百对电偶联成的热电堆(如右图),以达到增强制冷(制热)的效果。以下三点是热电制冷的温差电效应。


  1、塞贝克效应(SEEBECK EFFECT)


  一八二二年德国人塞贝克发现当两种不同的导体相连接时,如两个连接点保持不同的温差,则在导体中产生一个温差电动势: ES=S.△T


  式中:ES为温差电动势


  S(?)为温差电动势率(塞贝克系数)


  △T为接点之间的温差


  2、珀尔帖效应(PELTIER EFFECT)


  一八三四年法国人珀尔帖发现了与塞贝克效应的效应,即当电流流经两个不同导体形成的接点时,接点处会产生放热和吸热现象,放热或吸热大小由电流的大小来决定。


  Qл=л.I л=aTc


  式中:Qπ 为放热或吸热功率


  π为比例系数,称为珀尔帖系数


  I为工作电流


  a为温差电动势率


  Tc为冷接点温度


  3、汤姆逊效应(THOMSON EFFECT)


  当电流流经存在温度梯度的导体时,除了由导体电阻产生的焦耳热之外,导体还要放出或吸收热量,在温差为△T的导体两点之间,其放热量或吸热量为:


  Qτ=τ.I.△T


  Qτ为放热或吸热功率


  τ为汤姆逊系数


  I为工作电流


  △T为温度梯度


  以上的理论直到本世纪五十年代,苏联科学院半导体研究所约飞院士对半导体进行了大量研究,于一九五四年发表了研究成果,表明碲化铋化合物固溶体有良好的制冷效果,这是最早的也是最重要的热电半导体材料,至今还是温差制冷中半导体材料的一种主要成份。


  三、制冷片的技术应用


  半导体制冷片作为特种冷源,在技术应用上具有以下的优点和特点:


  1、不需要任何制冷剂,可连续工作,没有污染源没有旋转部件,不会产生回转效应,没有滑动部件是一种固体片件,工作时没有震动、噪音、寿命长,安装容易。


  2、半导体制冷片具有两种功能,既能制冷,又能加热,制冷效率一般不高,但制热效率很高,永远大于1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。


  3、半导体制冷片是电流换能型片件,通过输入电流的控制,可实现高精度的温度控制,再加上温度检测和控制手段,很容易实现遥控、程控、计算机控制,便于组成自动控制系统。


  4、半导体制冷片热惯性非常小,制冷制热时间很快,在热端散热良好冷端空载的情况下,通电不到一分钟,制冷片就能达到最大温差。


  5、半导体制冷片的反向使用就是温差发电,半导体制冷片一般适用于中低温区发电。


  6、半导体制冷片的单个制冷元件对的功率很小,但组合成电堆,用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话,功率就可以做的很大,因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。


  7、半导体制冷片的温差范围,从正温90℃到负温度130℃都可以实现。


  通过以上分析,半导体温差电片件应用范围有:制冷、加热、发电,制冷和加热应用比较普遍,有以下几个方面:


  1、军事方面:导弹、雷达、潜艇等方面的红外线探测、导行系统。


  2、医疗方面;冷力、冷合、白内障摘除片、血液分析仪等。


  3、实验室装置方面:冷阱、冷箱、冷槽、电子低温测试装置、各种恒温、高低温实验仪片。


  4、专用装置方面:石油产品低温测试仪、生化产品低温测试仪、细菌培养箱、恒温显影槽、电脑等。


  5、日常生活方面:空调、冷热两用箱、饮水机、电子信箱、电脑以及其他电器等。此外,还有其它方面的应用,这里就不一一提了

[ 本帖最后由 pigzio 于 2008-9-24 10:38 编辑 ]
本帖最近评分记录
  • hitclxy 现金 +19 精品文章 2008-9-24 16:58
  • hitclxy 威望 +1 精品文章 2008-9-24 16:58
不错!有点心动了
早听说过,不过认为温度控制还不是很好
引用:
原帖由 Rstone 于 2008-9-24 11:56 发表
早听说过,不过认为温度控制还不是很好
既然直接安在CPU/GPU/BR-DIE上不安全
那换个思路,这么整呢??....
http://tech.sina.com.cn/h/2006-10-02/0054116798.shtml
顺手画了张机箱变冰箱的草图,空的CD舱附近改装应该可以.

附件

PIGZIO.JPG (16.34 KB)

2008-9-24 12:13

PIGZIO.JPG

费电啊
CORE2 DUO E8400   3G
酷冷海雕水冷
TPOWER I45
D9颗粒条 1G×4
WD6400AAKS-22A7B0
双敏9800GTX 512MB
LG L226WTQ
TT暗黑680 550W
恩~这个在99年的时候见人用过~~温差大有凝水~还要磨n多的硅脂
三星~~~就是只卡西莫多
http://bbs.ocer.net/thread-235616-1-1.html
看我这个贴子
在坛子里被一些所谓的专家批的一无是处,
记得好像Tt出过一款半导体制冷的风冷散热器……忘记型号了

回复 9楼 rabit331 的帖子

得加上温控电路吧,防止结露
引用:
原帖由 rabit331 于 2008-9-24 14:58 发表
http://bbs.ocer.net/thread-235616-1-1.html
看我这个贴子
在坛子里被一些所谓的专家批的一无是处,
呵呵,不过倒是希望有制冷片+热管得风冷散热器大量出现,YY下先

[ 本帖最后由 heroqx 于 2008-9-24 15:05 编辑 ]
这帖子技术含量还行.
没有棒子的世界
是多么的无味啊
引用:
原帖由 rabit331 于 2008-9-24 14:58 发表
http://bbs.ocer.net/thread-235616-1-1.html
看我这个贴子
在坛子里被一些所谓的专家批的一无是处,


无知者无畏, ~该不会是你老一不小心动了谁的奶头了8??

YY一下:
只要解决温度控制,这个就应该是OC降温的最前沿手段。比在什么热管上抢专利的打法简单得多。

粗略想了想系统大概需要追加如下电路
A供电
B温度控制电路
(目的是阻止结露;)1。接触面温度传感器,探测散热器表面温度。
                                   2。外界温度传感器
                                   3。简单可编程控制器,根据程序设定开启和关闭半导体制冷以及辅助风扇。确保接触面温度=室温防止结露(也可以用其他温控开关类电路代换),可惜这个不是我的专业,我想比水冷设计并不复杂吧?!
引用:
原帖由 hitclxy 于 2008-9-24 16:57 发表
这帖子技术含量还行.
遭到高层重视!!!!太好了!!
这个半导体制冷片好是好,面临最大的问题就是冷凝水不太好处理,再者功耗有点大,不省电。
引用:
原帖由 pigzio 于 2008-9-24 17:09 发表




无知者无畏, ~该不会是你老一不小心动了谁的奶头了8??

YY一下:
只要解决温度控制,这个就应该是OC降温的最前沿手段。比在什么热管上抢专利的打法简单得多。

粗 ...
工艺上和控制上不是什么问题,重要的是加个制冷片要增加功耗,会增加二氧化碳的含量的。
一次购置成本要大大减低,就是正常使用,按增加40W的电量,一天8小时,0.32Kwh,一个月10度电,多用近五元钱,钱不是很重要的,可是一年下来,增加多少二氧化碳的排放啊
引用:
原帖由 rabit331 于 2008-9-24 14:58 发表
http://bbs.ocer.net/thread-235616-1-1.html
看我这个贴子
在坛子里被一些所谓的专家批的一无是处,
这位玩家别那么说吧。。。。毕竟里面的人有一部分是用实际来说话的。。。也不叫批。。。只是每个人各自有自己的见解。。

把自己的见解写出来。。应该不会有什么不妥吧?!!

我自己用过60W和100W的半导体冷块来压U。E6320。。当时U的电压比默电高时正常使用还可以(效果比AVC拿破伦还差很远)

。。。一满载那就真叫怕怕。。。。

温度直线飙升。。。。。。可以用恐怖来形容。。。。

可想而知要OC的人用半导体来压U的话。。。要多大功率的冷块??!200W。。。那耗电。。。。
别说其他问题。。就一个问题就够呛。。。。。
『深度技术论坛』

『SilkModel』

TPOWER I45
Core 2 Duo E8200
DDR2 800 1GX4
这么简单的问题还要说什么,单用半导体是压不住的,半导体只能把一个大环境中的一个局部的温度降下来,
真不明白你们都怎么看问题,看问题要联系起来,

再举个简单的例子,在三十八度的夏天,你为什么还会喜欢在空调房里?用空调费电不?费用是不是要增加热量,是不是要让大气温度升的更高?

但是为什么还要在空调房里?

看看空调机是怎么做的,室内空调怎么装的,外面的散热是怎么搞的,

不就和我说的制冷+热导管散热是一样的么?

我不想说你什么,你说的话还比较客观,是个人的观点,你说的我可以理解并接受,
我在这个贴子里,也没有说你
不要乱七八糟的乱接话。
在超频宝典中留意过这方面,不过就象各位大大所说,效率低功耗大,现在不大什么现实
欢迎各超频的DIYER加入QQ群35563093大家分享经验,菜鸟免进
半导体制冷 单面制冷 另一面发热量极大 还是要相关的大风量风扇和散热片辅助 所以在民用超频及散热上没有任何优势
用压缩机制冷,约300W,把大环境降温、除湿,再用半导体制冷块给CPU降温,约50~200W就可以把CPU温度控制在10度甚至0下几十度,比水冷、液氮方便、安全、简单多了

回复 1楼 pigzio 的帖子

大兄弟  这个散热器 我卖了100多个了

http://we.pcinlife.com/thread-895775-1-1.html
发新话题