通过对稳定情况下半导体制冷器P型元件的工作模型分析,给出了其工作性能的分析解和数值解.结果显示对于单级制冷器,其制冷元件工作在较大温差下时,考虑温度对材料性能的影响是必要的.

针对热电制冷系统中电偶极在电场与温度场的耦合作用下非稳态温度变化特性,重新推导和分析了热电制冷过程的微分方程式,进行了数值模拟和计算;详细地分析了几个非稳态工况对冷端温度影响的因素;通过对其非稳态数值的模拟和分析,得出了热电制冷系统的冷热端在非稳态过程中的基本变化规律.

把热电制冷的机理与一般相变制冷的机理作比较,分析热电制冷过程的热力学原理.由分析结果得知,在理想工作条件下,电流通过半导体材料进行制冷时,同时存在的帕尔帖效应、汤姆逊效应和傅立叶效应三种效应共同耦合作用的制冷效果可以分解为电子循环与两种不可逆效应的叠加.其中的作用力是二种材料的电子化学势,最大的影响因素是二种不可逆热效应.

对热电制冷电偶对进行传热分析，得到了热电制冷性能与热端散热强度之间的微分方程，在第三类边界条件下进行求解可得到热电制冷性能与热端散热强度之间的解析关系式，经过对其进行数值计算和求解，得出了散热强度对热电制冷性能影响的曲线，由此得出：随着散热强度的不断增强，热电制冷的性能逐渐提高，当热端散热强度增加到一定值后，散热强度的增加对制冷性能的影响就趋于缓慢，从经济性考虑，热电制冷中存在最佳热散热强度，不可能无限制地通过提高热端散热强度来改变热电制冷的制冷性能，所以，在实际应用中应合理优化设计和改进热端散热系统。

文章分析了半导体制冷系统中电偶极在电场与温度场的耦合作用下非稳态温度变化特性,建立了半导体制冷过程的传热微分方程式,进行了数值模拟和计算,并通过实验对该模型进行验证.其非稳态分析结果可以为半导体制冷的深入研究和设计应用提供理论基础.