隨著人們(men) 的生活品質不斷提高，家用飲水機也由傳(chuan) 統的隻有加熱模式，發展到現在的具有製冷模式。炎炎夏日，能喝上一杯冰爽的純淨水，也是一件非常愜意的事情。

製冷飲水機

那麽(me) 問題來了，飲水機個(ge) 頭沒有冰箱那麽(me) 大，又是如何製冷的呢？它與(yu) 半導體(ti) 又有什麽(me) 關(guan) 聯？有沒有使用類似冰箱的壓縮機進行製冷呢？帶著這幾個(ge) 疑問，下麵就來具體(ti) 詳細的分析。

半導體製冷曆史

早在1821年，德國的一個(ge) 科學家ThomasSeeback就首先發現半導體(ti) 製冷，隻不過他沒有認識到背後的科學理論，他做了錯誤的推論。

時間來到1841年，法國的一位表匠發現了這背後的原因所在。隻不過那時候還不叫半導體(ti) 製冷器，因為(wei) 直到1960才有半導體(ti) 製冷器這一說法。而讓半導體(ti) 製冷器大量應用於(yu) 實際，還要得益於(yu) 蘇聯科學院半導體(ti) 研究所約飛院士。

半導體(ti) 製冷

他對塞貝克效應（SEEBECKEFFECT）、珀爾帖效應（PELTIEREFFECT）、湯姆遜效應（THOMSONEFFECT）進行了大量的研究，從(cong) 而得出了一個(ge) 比較科學的理論。後續科學家在他研究理論成果上進行研究發展，才讓半導體(ti) 製冷器得到廣泛應用。

半導體製冷片原理（飲水機如何製冷）

目前市麵上幾乎所有的帶有製冷功能的飲水機，用的都是半導體(ti) 製冷器。根據筆者多次拆機發現，所用型號一般為(wei) TECI-12706、TECI-12710，TECI-12710（120W）的製冷功率是TECI-12706（50-60W）的兩(liang) 倍。

常用的半導體(ti) 製冷片

半導體(ti) 製冷器有一塊N型半導體(ti) 材料和一塊P型半導體(ti) 材料聯結成的熱電偶，當有電流通過時，兩(liang) 端之間會(hui) 有熱量的轉移，環境中的熱量從(cong) 一端傳(chuan) 到另外一端。這就讓半導體(ti) 製冷片形成了冷熱端，一端熱，一端冷，通常來說它的冷熱溫差可以達到40～65度之間。但是呢，半導體(ti) 之間也有電阻，通過電流過程中，也會(hui) 發出熱量。

這些由電阻產(chan) 生的熱量會(hui) 幹擾原有的能量轉移，它會(hui) 通過周圍空氣以及製冷片本身進行逆向傳(chuan) 導熱量。雖然會(hui) 進行逆向傳(chuan) 導熱量，但最後還是會(hui) 達到一個(ge) 平衡狀態。也就是正向熱量傳(chuan) 遞和逆向熱量傳(chuan) 遞相互抵消掉，冷端熱端的溫度都將保持不變。雖然這樣來說，冷端還是冷的，但是它無法滿足我們(men) 要求的製冷。

這個(ge) 時候在製冷片的熱端加裝一個(ge) 鋁散熱片和散熱風扇或者使用效果更加的水冷頭，就會(hui) 打破這個(ge) 原有的平衡。也就是冷端一直吸收熱量，並把熱量傳(chuan) 遞到熱端，熱端的熱量通過鋁散熱片以及風扇作用，把冷端傳(chuan) 遞的熱量導出去。這個(ge) 過程持續進行一段時間，就可以達到製冷的效果。

製冷飲水機內(nei) 部有兩(liang) 個(ge) 儲(chu) 水箱，一個(ge) 負責加熱，一個(ge) 負責製冷。而製冷那個(ge) 外麵包裹了泡沫，製冷片熱端抹上散熱矽脂後與(yu) 鋁散熱片貼合，冷端直接貼合到製冷的那個(ge) 儲(chu) 水箱表麵。

當儲(chu) 水箱進入純淨水，溫度傳(chuan) 感器檢測到溫度不符合設定溫度，會(hui) 發出製冷的信號，製冷片和散熱風扇同時啟動。當溫度降低到一定的程度，達到了預先設定溫度，溫度傳(chuan) 感器檢測到了實際溫度，就會(hui) 發出停止工作信號。

為什麽製冷片不被用於電腦CPU散熱

想要分析這個(ge) 原因，就要來說說它的優(you) 點和缺點，總體(ti) 對於(yu) 電腦來說，它的弊大於(yu) 利。

半導體(ti) 製冷優(you) 點

1、不需要任何製冷劑，它不同於(yu) 冰箱的壓縮機還需要像R134a或R600a一類的製冷劑。

2、工作過程沒有噪音，無汙染（這裏指的是製冷片沒有噪音，加上風扇話，還是有一定的噪音）

3、可以反向利用，也就是溫差發電。通常用於(yu) 也可用於(yu) 發電，用於(yu) 中低溫區發電。

4、製冷時間比較快，熱慣性非常小。根據使用經驗，1分鍾左右就能夠達到最大溫差。

5、溫差範圍比較大，正溫90℃到負溫130℃都可以實現。

通過以上的分析，可以看出來半導體(ti) 製冷片確實具有很多的有點，但是它是不適合被作為(wei) 電腦散熱器，主要由以下幾個(ge) 方麵原因。

不被用原因

1、體(ti) 積大

半導體(ti) 製冷雖然比較快，但是它需要很大的鋁散熱片加之一個(ge) 大的DC12V風扇才可以滿足散熱製冷要求。而對於(yu) 像TECI-12710這個(ge) 型號的製冷片，它的功率達到了120W，單純靠風扇進行散熱，是壓不住它的散熱需求。這就會(hui) 導致製冷非常差，也容易導致製冷片因為(wei) 過熱而燒毀。

而再去加裝其它的散熱措施，占據了機箱很大的空間，機箱空間本身就比較緊湊，並且它的成本也高了，倒不如直接采用水冷來進行散熱。

2、電源問題

現在一個(ge) 台式機電源功率為(wei) 600W左右，也有更高的。這些電源有時候帶電腦滿負荷工作就有些吃力，而如果再加個(ge) 半導體(ti) 製冷片，它的功率又增加了很多。一方麵需要購買(mai) 更大型號的電源，另一方麵體(ti) 積也就又大了，增加了投入也占據了空間。

3、成本大

像市麵上一塊比較好的TECI-12710製冷片，再加上好的散熱器，再加風扇，再加電源，它的成本已經超過了200元，甚至會(hui) 更高。選用的優(you) 勢並不是很明顯，並且還不如水冷的效果好。

半導體製冷片應用在其它方麵

車載小冰箱

現在車上都很流行用一種車載小冰箱，出門在外就可以喝到冰爽的飲料。這個(ge) 小冰箱內(nei) 部用的就是半導體(ti) 製冷片和一個(ge) 比較大的散熱器以及風扇。隻不過由於(yu) 它的密封性和保溫性做的比較好，因此製冷效果還是可以。

家用冰淇淋機

網上有一種非常流行的家用冰淇淋機，它的內(nei) 部用的也是半導體(ti) 製冷片。這一點筆者曾經進行了實際拆解，一塊製冷片，一塊非常大的散熱片，外加一個(ge) 大風扇，它的電源功率高達120W。

它把製冷片緊貼在了冰淇淋機的容器外殼上，可以很快的把冷氣導入到容器內(nei) ，熱端的熱量由風扇及時的帶走。

手機散熱器

網上一些手機散熱器，需要提供電源供電的散熱器。內(nei) 部用的一般就是製冷片加散熱片再加風扇構成，隻不過它使用的製冷片功率較小，普通的充電器輸出就可以帶動它。

其它主要用於(yu) 石油產(chan) 品低溫測試儀(yi) 、生化產(chan) 品低溫測試儀(yi) 、冷力、冷合、白內(nei) 障摘除片、血液分析儀(yi) 、導航係統、電子低溫測試裝置等。

結語

半導體(ti) 應用在我們(men) 的方方麵麵，不僅(jin) 僅(jin) 是包括製冷片，日常使用手機的芯片、各種電子元器件都是需要用到。而正是因為(wei) 人們(men) 對半導體(ti) 製冷的研究，才讓人們(men) 的生活品質變得更加好，有了更多小巧的製冷機器。

而筆者認為(wei) 半導體(ti) 製冷還是需要有很長一段路要走，那就是它必須要突破目前存在的問題，例如需要散熱器體(ti) 積問題、價(jia) 格問題、製冷效率問題、降低材料的熱導率、維度和超晶格材料與(yu) 有機熱電材料等方麵都要有所突破。

但是不得不說半導體(ti) 製冷是一個(ge) 潮流，因為(wei) 目前我們(men) 生活都在追求綠色環保無汙染，而相對於(yu) 傳(chuan) 統的壓縮機製冷，半導體(ti) 製冷就有無汙染。雖然目前來說它不是很出色，但隨著未來科學技術的發展，以及各種工藝、結構設計、熱電材料、冷熱端傳(chuan) 導方式都會(hui) 得到突破，半導體(ti) 製冷也將迎來新的生機。