研制“固~液”致冷(暖)器的设想

我们知道可以利用半导体器件制作致冷器，其基本原理是所谓的帕尔帖效应。但是半导体器件制作成本高，且效果也未必如意。我们换个角度看所谓的帕尔帖效应，以便寻找更高效的致冷方法。当不同的物质接触时，由于对电子的作用能力不同而形成接触电场，如果流经的电流与此接触电场反向，则此电场将对外输出能量，该电场输出的这种能量来自热能，即在这一过程中，接触电场依附的物质的热势能转换成电势能输出，因而使该处温度下降;如果流经的电流与接触电场同向，则接触电场成为消耗电能的负载，在此过程中，电势能将转换成热势能，从而使接触电场依附的物质温度升高。在半导体致冷器中，这两种现象被看成热能从一端转移至另一端释放。所以，只要制作合适的接触电场就可以获得高效致冷方法。用固体与固体接触制作实用的大面积接触电场难度大，而只有增大接触电场面积才可能使热势能转换成电势能的功率提高，从而提高整体的制冷功率。半导体器件很难制作实用的大面积接触电场。我们的思维不必局限在固体领域，液体与固体接触，也可以形成接触电场，并且很容易获得实用的大面积的接触电场。所以完全可以考虑用液体与固体接触制作实用的制冷器。只要选择合适的液体和固体，就可以满足这一要求。这样的固液制冷器有什么特点呢?我概括有以下几点：1.由于液体的导热性能好，液体的一端吸热，而另一端放热，所以液体中间必须有一定的隔热装置，才能提高制冷效率;2.必须考虑液体的和固体的长期稳定性;3.这是一种低压、大电流致冷工作方法，所以要制作合适的大电流源;4.如果将电流反向，就可以实现致暖效应，而不需要特别的产热元件，且效率比直接电加热更高。