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“穿上冰袋背心,舒服了,凉快了!”这几天,上海连续出现了超过40℃的高温天。在室外进行核酸采样的“大白”们也穿上了各种新式防护服——冰马甲、自带“空调”防护服、半导体冷片降温服……这些新式“消暑神器”究竟有何奥秘?解放日报·上观新闻记者专门采访了上海理工大学能源与动力工程学院制冷与低温工程研究所的王佳韵老师。
冰马甲
冰镇马甲可以降温,但是不同的材质,降温效果也不同。
王佳韵介绍,一般的冰镇马甲降温的原理其实就是口袋中放了冰袋,用冰袋冰镇降温。不过这种冰镇马甲降温效果一般是2-3个小时。
有的冰马甲,用凝胶作材料。凝胶是含有大量水的胶状固体,内部有大量的亲水基团,可吸收超过自身成百上千倍的水。由于水的比热大,因此凝胶是良好的储冷材料。和液态水相比,凝胶作为固态,其形状可任意加工。用固态水对冷量进行保存,冷冻后可保持20分钟至40分钟的冷量。
核酸采样人员穿着蓝色的“冰马甲”在采样。(李蕾 摄影)
这种“冰马甲”穿在身上,冰冰凉凉的,在和人体进行热交换过程中,实现了冷量的释放。王佳韵补充说,不过这种“凝胶”冰马甲,自重较大且不够透气。
行走的“空调”——空气压缩制冷防护服
大家会看到,一些“大白”的防护服充了气,鼓鼓囊囊的。走近一看,防护服的后颈处有一个管道口,通过一根空调管道,与后背背着的白色“空调机”相连,源源不断的冷风通过管道输送到衣服内部,让衣服“膨胀”起来。“空调机”可大可小,比较常见的是长宽28厘米,两侧是排气扇,右侧有两个圆形的小按键,医务人员可手动调节风速大小,既方便又人性化。
空调防护服。(来源:新华社)
相较于传统防护服,这种防护服更加轻便清爽,体感温度在26℃—29℃之间。“空调机”背上去也不是很重,风吹上去很凉爽,“空调”送的风方便排汗,能瞬间蒸发贴身汗水,里边衣物就不会湿透贴在身上了。
王佳韵介绍,这种“空调机”运用的是空气压缩制冷技术,其原理是气体或其他物质在被压缩后本身是变热的,当热量释放后,在解除压缩状态后,其体积恢复到被压缩前的状态,这一过程是吸热反应,借此可使周围的温度降低。空气压缩防护服,用空气压缩机吸入环境空气并压缩,在需要制冷的时候解除其压缩状态,压缩气在膨胀过程中吸热,从而实现制冷降温的效果。
探秘空调防护服。(来源:新华社)
半导体制冷片降温服
这种防护服里,加入了半导体制冷片。半导体制冷片,是典型的热电制冷技术。王佳韵介绍,半导体制冷是利用特种半导体材料构成的P-N结,形成热电偶对,通过直流电制冷的一种新型制冷方法。热电片的厚度约2-3毫米。通过耗电的形式在两端形成温差,最大温差能达到60℃。只要能及时把热端的热量散出去,就能保持冷端的低温。
其实,半导体制冷片使用的原理是帕尔贴效应。帕尔贴效应即当有电流通过不同的导体组成的回路时,除产生不可逆的焦耳热外,在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象。半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时,两端之间就会产生热量转移,热量就会从一端转移到另一端,从而产生温差形成冷热端。
半导体制冷片。
半导体制冷技术是从50年代发展起来的,是一门介于制冷技术和半导体技术边缘的学科,与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。具有高精度、长寿命、体积小、无污染、既可制冷又可加热等优点。半导体制冷片的优点是,便捷性高,很轻;弊端是,耗电量很大。
栏目主编:徐瑞哲 题图来源:新华社 资料图 图片编辑:项建英
来源:作者:李蕾
2、半导体制冷片原理:半导体冰箱的工作原理
半导体冰箱的工作原理
半导体冰箱是一种在制冷原理上与普通冰箱完全的产品,它以一块40毫米见方、4毫米厚的半导体芯片通过高效环形双层热管散热及传导技术和自动变压变流控制技术实现制冷,被喻为世界最小的“压缩机”。由于半导体制冷器属电子物理制冷,根本用制冷工质和机械运动部件,从而彻底解决了介质污染和机械振动等机械制冷冰箱所无法解决的应用问题,并在小容量低温冷藏箱方面具有更加显著的节能特性,极具开发推广价值。
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。
使用半导体冰箱的注意事项
1、半导体冰箱只能制冷或制热,不能制冰,不能用来存放冰激凌等冷冻食品,不具备像压缩机冰箱一样的制冷效果。
2、半导体冰箱只能降到比环境温度低20摄氏度-25摄氏度的`温度,最低能制冷到5摄氏度,但并不是说环境温度为10摄氏度时,箱内能降低到-10摄氏度。
3、请保持半导体冰箱通风口与散热孔的畅通,注意及时清理风扇或防尘罩上的灰尘。
4、切勿将物品塞入半导体冰箱散热孔和进风口孔处、半导体冰箱使用时应远离热源。
5、当加热功能和制冷功能进行转换时,必须关掉电源,等待5分钟后再启动冰箱。
6、清洁半导体冰箱时,请关掉所有电源、请不要使用硬物和强力清洁剂清理冰箱。
7、确定半导体冰箱的变化温度和环境温度,这些将提供给你可期望的半导体冰箱能达到温度方面的粗略指导,制冷温度标示通常为:可达到低于环境温度20度以下。
半导体冰箱的工作原理
半导体冰箱是一种在制冷原理上与普通冰箱完全的产品,它以一块40毫米见方、4毫米厚的半导体芯片通过高效环形双层热管散热及传导技术和自动变压变流控制技术实现制冷,被喻为世界最小的“压缩机”。由于半导体制冷器属电子物理制冷,根本用制冷工质和机械运动部件,从而彻底解决了介质污染和机械振动等机械制冷冰箱所无法解决的应用问题,并在小容量低温冷藏箱方面具有更加显著的节能特性,极具开发推广价值。
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。
使用半导体冰箱的注意事项
1、半导体冰箱只能制冷或制热,不能制冰,不能用来存放冰激凌等冷冻食品,不具备像压缩机冰箱一样的制冷效果。
2、半导体冰箱只能降到比环境温度低20摄氏度-25摄氏度的`温度,最低能制冷到5摄氏度,但并不是说环境温度为10摄氏度时,箱内能降低到-10摄氏度。
3、请保持半导体冰箱通风口与散热孔的畅通,注意及时清理风扇或防尘罩上的灰尘。
4、切勿将物品塞入半导体冰箱散热孔和进风口孔处、半导体冰箱使用时应远离热源。
5、当加热功能和制冷功能进行转换时,必须关掉电源,等待5分钟后再启动冰箱。
6、清洁半导体冰箱时,请关掉所有电源、请不要使用硬物和强力清洁剂清理冰箱。
7、确定半导体冰箱的变化温度和环境温度,这些将提供给你可期望的半导体冰箱能达到温度方面的粗略指导,制冷温度标示通常为:可达到低于环境温度20度以下。
半导体冰箱的工作原理
冰箱的工作原理
1、压缩式电冰箱:该种电冰箱由电动机提供机械能,通过压缩机对制冷系统作功。制冷系统利用低沸点的制冷剂,蒸发汽化时吸收热量的原理制成的。其优点是寿命长,使用方便,目前世界上91~95%的电冰箱属于这一类。目前常用的电冰箱利用了一种叫做R600a的制冷剂作为热的“搬运工”,把冰箱里的“热” “搬运”到冰箱的外面。
2、半导体电冰箱:它是利用对PN型半导体,通以直流电,在结点上产生珀尔帖效应的原理来实现制冷的电冰箱。
3、化学冰箱:它是利用某些化学物质溶解于水时强烈吸热而获得制冷效果的冰箱。
4、电磁振动式冰箱:它是用电磁振动机作本动力来驱动压缩机的冰箱。其原理、结构与压缩式电冰箱基本相同。
5、太阳能电冰箱:它是利用太阳能作为制冷能源的电冰箱。
6、绝热去磁制冷电冰箱。
7、辐射制冷电冰箱。
8、固体制冷电冰箱。
使用方法
1、冰箱温度补偿开关使用方法 家用冰箱是根据我国南北地区温差较大的特点而设计的宽气候带电冰箱,在环境温度较低情况下(10摄氏度以下、,请你打开温度补偿开关以便正常使用。当环境温度较低时,如果不打开温度补偿开关使用,压缩机的工作次数会明显减少或者不工作,开机时间短,停机时间长,造成冷冻室温度偏高,冷冻食品不能完全冻结,因此必须打开温度补偿开关使用。(其原理是当环境温度低于10摄氏度时,需要你打开该开关,为冰箱冷藏室加温,使冰箱被动工作,以便于冷冻室温度保持低温结冰状态。、打开温度补偿开关并不影响冰箱的使用寿命。当冬季过去,环境温度升高,环境温度高于15摄氏度时,请你将温度补偿开关关闭,这样,可以避免压缩机频繁启动,节约用电。
2、冰箱温控器使用方法 冰箱在使用过程中,其工作时间和耗电受环境温度影响很大,因此需要我们在不同的季节要选择不同的档位使用,冰箱温控器夏季应开低挡冬季开高档。夏季环境温度高时,应打在弱挡2、3档使用,冬季环境温度低时,应打在强挡4、5 使用,原因:在夏季,环境温度较高(达30摄氏度、,冷冻室内温度若打在强挡(4、5、,达-18摄氏度以下,内外温度差大,因此箱内温度每下降1摄氏度都很困难,再则,通过箱体保温层和门封冷气散失也会加快,这样开机时间很长而停机时间很短,会导致压缩机在高温下长时间运转,既耗电又易损坏压缩机。若此时改在弱挡(2、3档、,就会发现开机时间明显变短,又减少了压缩机磨损,延长了使用寿命。所以夏季高温时就将温控调至弱挡。当冬季环境温度较低时,若仍将温控器调至弱挡,因此时内外温差小,将会出现压缩机不易启动,单制冷系统的冰箱还可能出现冷冻室化冻的现象。
3、冰箱冷藏室正确的设置温度设定为5-7度,即可以保证食品的保鲜效果,也避免的温度设置过低造成资源浪费。
对于冰箱的工作原理,大家应该也有了认识了吧,冰箱工作的原理也是很简单的,多了解一些冰箱的原理,在我们购买冰箱的时候也能够起到一些作用,同时大家要多了解一些冰箱的使用方法,争取延长自己家冰箱的使用寿命。
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