
【电】 thermoelectric heat pump
【化】 pyroelectricity
【医】 pyroelectricity; thermo-electricity
fever; generate heat; glow; heat; pyrexia
【医】 calor febrilis; febricity; febrility; febris; fervescence; fever
fievre; fire; ignis; pyreto-; pyretogenesia; pyretogenesis; pyrexia
pyrexy
pump
【化】 pump
【医】 pump
热电发热泵(Thermoelectric Heat Pump)是一种基于热电效应实现热能传递的装置,其核心原理为帕尔贴效应(Peltier effect)。当直流电流通过两种不同导体或半导体的接合处时,热量会从一端转移到另一端,从而实现加热或冷却功能。该技术区别于传统机械压缩式热泵,具有无运动部件、体积小、控温精准等特点。
工作原理
热电发热泵通过半导体材料(如铋碲化合物)的温差电效应工作。当施加电流时,材料一侧吸热(冷端),另一侧放热(热端),其效率由材料的“热电优值系数(ZT值)”决定。公式可表示为:
$$
Q_c = alpha I T_c - frac{1}{2} I R - K Delta T
$$
其中,( Q_c )为冷端吸热量,( alpha )为塞贝克系数,( I )为电流,( T_c )为冷端温度,( R )为电阻,( K )为热导率,( Delta T )为温差。
应用场景
性能优势
热电发热泵的响应速度可达毫秒级,且支持双向温度调节(加热/冷却),适用于微型化与低噪音场景。其局限性在于高ZT值材料的成本及大规模应用能效比(COP)较低,当前研究聚焦于纳米结构材料优化(来源:《Nature Energy》综述)。
“热电发热泵”这一表述可能存在术语混淆。结合现有资料,“热泵”和“热电”是两种不同的技术概念,但均与热能转换相关。以下分两部分详细解释:
热泵是一种通过逆循环原理,将低温环境中的热量转移到高温环境中的节能装置,其核心功能是高效利用低品位热能。
工作原理
热泵通过制冷剂循环实现热量转移():
节能特性
热泵并非“产热”,而是“搬运热量”,因此能效远超传统电加热设备。例如,输入 1 度电可输出 3-5 度电的热量()。
应用场景
包括空气源热泵(家用空调、热水器)、地源热泵(利用土壤恒温)和水源热泵等()。
热电技术基于塞贝克效应(温差发电)或帕尔贴效应(电能制冷/制热),与热泵有本质区别:
与热泵的区别:
“热电发热泵”可能是对以下两种技术的误称:
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