基于防反二极管的液体强制制冷技术研究

发布时间：2017-10-10 21:36

  本文关键词：基于防反二极管的液体强制制冷技术研究

  更多相关文章： 防反二极管 半导体制冷技术 浸没式制冷 主动降温

【摘要】：防反二极管被广泛应用在光伏汇流箱中,防止不同太阳能组件之间因电压不同而产生电流流动,提高发电效率和保障太阳能电池板的安全。防反二极管在工作过程中产生的热量若无法散失,则会积聚在汇流箱中造成温度升高,对防反二极管本身以及汇流箱内其它的元件造成损害。本文主要利用半导体制冷技术来对防反二极管进行降温。半导体制冷片是利用帕尔贴效应,在其两端形成温差,一端制冷,一端产热。为防止制冷过程中产生的冷凝水对防反二极管本身以及其它电子元件造成损害,本文采取了以下两种措施:(1)将防反二极管浸没在不导电的液体中,半导体制冷片对液体进行降温,间接使防反二极管温度均匀降低,防止局部过冷。(2)使用主动降温的方法,维持液体温度始终比环境温度略高,节约能源和避免冷凝水的产生。本文研究的内容主要包括半导体制冷片的制冷性能分析、初期实验分析与改进、中期实验分析与改进、最终的实验验证以及控制装置的研究。首先对防反二极管分析得出其产生的热负荷数据,据此来确定制冷量,设计制冷装置。对半导体制冷片进行原理验证与性能分析,掌握半导体制冷片的制冷性能以及影响制冷效果的因素,对半导体制冷片进行理论计算分析,确定半导体制冷片的数量。其次进行制冷装置的设计和制造。设计初步实验装置,并在常温下进行实验,通过实验数据观察半导体制冷片的功率。针对实验过程出现的问题对装置进行改进和实验,直到制冷装置能够满足防反二极管在常温下的制冷需求。接下来便模拟不同的外界环境温度,记录温度变化数据,确定制冷装置工作的环境温度范围。接下来设计温度控制系统,控制制冷装置的运行达到主动降温的目的。对温控系统实现的功能进行分析,写出流程图并据此选择合适的硬件设备,绘制电路图,制作电路板。使用C语言进行软件编写,达到温控系统的要求。最后将温度控制系统和制冷装置相结合,控制制冷装置的运行来维持防反二极管的温度在一定的温度范围内,达到主动控制制冷装置为防反二极管降温的需求。
【关键词】：防反二极管 半导体制冷技术 浸没式制冷 主动降温
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB66
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 背景介绍12-13
• 1.2 半导体制冷技术及其应用13-16
• 1.2.1 半导体制冷基本原理13-14
• 1.2.2 半导体制冷片制冷性能研究14-15
• 1.2.3 半导体制冷片的应用15
• 1.2.4 温度控制系统在半导体制冷技术中的运用15-16
• 1.3 温度控制系统介绍16-17
• 1.4 本课题的研究现状及内容17-20
• 1.4.1 研究现状17-18
• 1.4.2 研究内容18-20
• 第二章 原型实验装置设计与改进20-30
• 2.1 前期原理实验一20-24
• 2.1.1 半导体制冷片性能测试20-22
• 2.1.2 原理验证实验一22-24
• 2.1.3 原理实验一改进措施24
• 2.2 原理验证实验二24-26
• 2.2.1 原理验证实验二装置24-25
• 2.2.2 原理实验二改进措施25-26
• 2.3 半导体制冷片的计算设计26-29
• 2.3.1 已知条件及确定工作状况26
• 2.3.2 计算半导体制冷片极限特性26-28
• 2.3.3 半导体制冷箱计算过程28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 中期实验装置设计与改进30-40
• 3.1 制冷装置结构设计30-34
• 3.1.1 半导体制冷片散热方式选择30-31
• 3.1.2 液体制冷装置结构设计31
• 3.1.3 液体制冷装置尺寸设计31-33
• 3.1.4 液体制冷装置的制作与安装33-34
• 3.2 制冷装置实验结果与分析34-35
• 3.3 制冷实验装置的改进35-38
• 3.3.1 实验装置散热风扇的选择35-37
• 3.3.2 制冷装置散热器结构设计37-38
• 3.3.3 制冷液体选择38
• 3.4 本章小结38-40
• 第四章 制冷装置实验40-47
• 4.1 制冷装置的组装与实验40-42
• 4.2 不同环境温度下制冷装置实验42-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 温度控制系统研究47-58
• 5.1 温度控制系统设计概述47-48
• 5.2 温度控制系统硬件选择48-52
• 5.2.1 单片机选型48
• 5.2.2 温度传感器48-51
• 5.2.3 LCD液晶显示器51-52
• 5.3 温度控制系统电路图设计52-56
• 5.4 温度控制系统软件设计56-57
• 5.5 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 6.1 课题研究工作总结58
• 6.2 研究展望58-60
• 参考文献60-63
• 攻读硕士学位期间的研究成果63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 吴星星;郑同蓉子;;半导体制冷技术在小型恒温箱的应用[J];科技创新与应用;2015年26期

2 唐亚林;徐志亮;;半导体制冷空调器设计的关键技术分析[J];制冷与空调;2015年07期

3 赵举;朱洪亮;仇和兵;;多级热电制冷器的ANSYS模拟与实验研究[J];制冷;2015年02期

4 刘昱;王昆;杨盛林;吴春蕾;吴国强;;半导体制冷加风机搅拌的惯导平台温控系统设计与实现[J];中国惯性技术学报;2015年01期

5 赵新杰;蔡忆昔;王静;张纯;包伟伟;;基于半导体制冷技术的LED前照灯散热器设计与优化[J];发光学报;2014年10期

6 刘良斌;吴新开;卜志东;;半导体制冷片制冷性能评估系统[J];微型机与应用;2014年02期

7 刘胥和;;外置防反二极管光伏防雷汇流箱的研究[J];科技创业家;2013年18期

8 张喜军;朱凌;张计英;包凤永;王文瑞;王飞;;光伏防雷汇流箱增设防反二极管必要性探讨[J];低压电器;2013年08期

9 李会冬;张建民;王浩州;;基于半导体制冷片的温度采集控制系统的设计[J];天津职业技术师范大学学报;2013年01期

10 廖阳明;;基于半导体制冷的小型保温箱设计[J];广西民族大学学报(自然科学版);2013年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 姬志君;基于半导体制冷技术的自动温控箱的研究与设计[D];河北农业大学;2012年

2 蔡德坡;半导体制冷热端的分析与实验研究[D];南昌大学;2010年

，

本文编号：1008780