热电制冷应用现状与发展
本文梳理了解热电制冷行业的发展情况。
内容简介01概述02半导体热电产业政策03热电制冷行业发展现状和趋势3.1产业发展情况3.2热电制冷技术的下游应用领域3.3市场发展前景及市场空间3.4半导体热电产业市场竞争格局01
概述
半导体热电技术解决方案广泛应用于消费电子、通信、医疗实验、汽车、工业、航天国防、油气采矿等众多领域。尤其是在通信领域，目前高性能微型热电器件市场整体上仍由国际厂商或其在国内设立的子公司所主导。半导体热电技术主要包括半导体热电制冷技术和温差发电技术两个应用方向，分别利用了半导体材料的佩尔捷效应（Peltiereffect）和泽贝克效应（Seebeckeffect）实现了电能和热能之间的相互转换，是一种环保型制冷技术和绿色能源技术。半导体热电制冷技术，在部分小容积制冷及精准控温场景发挥着不可替代的重要作用。
1.1半导体热电制冷技术的原理及特点半导体热电制冷技术所利用的佩尔捷效应是一种当直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点上将产生吸热或放热的现象。与机械压缩式制冷技术相比，半导体热电制冷技术的技术原理和主要使用场景均不相同。半导体热电制冷技术采用直流电工作，通过调节工作电压和电流大小，即可实现冷量及温度的连续、精密的控制，同一系统在不改变结构条件下，只需调整电流方向即可实现冷却和加热两种模式的转换。半导体热电器件没有运动部件，因此工作时无振动，无噪音，其形状也较为灵活，尺寸便于小型化、微型化。1)半导体热电制冷与机械压缩式制冷在技术上的主要异同点(1)技术特点注：制冷系数（CoefficientofPerformance,COP）是一个衡量制冷效率的指标，代表了单位功耗所对应的吸热量，COP=吸热量（W）/输入功率（W）。COP越大，制冷设备能源利用效率越高。(2)技术应用特性2)半导体热电制冷与机械压缩式制冷技术的替代性分析(1)主要应用场景的差异由于半导体热电制冷技术与机械压缩式制冷技术在技术特点和技术应用特性上，都存在较大的差异，因此二者的主要应用场景也不相同，无法完全相互替代。(2)制冷设备领域的行业的市场容量与竞争格局，半导体热电制冷技术与机械压缩式制冷技术的市场占有率制冷设备品种繁多、市场庞大，应用场景差异较大，除了家用空调、家用型冷藏箱（包括冰箱、酒柜、车载冰箱等）等家用制冷设备，还包括中央空调、大型冷柜、冷库等商用、物流冷链制冷设备。目前，还没有官方或权威调研机构对制冷设备行业的整体市场容量进行统计。上述制冷设备中，家用型冷藏箱是同时采用半导体热电制冷技术与机械压缩式制冷技术的制冷设备。由于采用机械压缩式制冷技术的家用型冷藏箱制冷系数和在大制冷量工况下的性价比高于半导体热电制冷技术，其销售区域分布和渗透率都达到了较高水平。采用半导体热电制冷技术的家用型冷藏箱一般容积较小，仅具备冷藏功能，主要是满足人们对尺寸、静音性要求较高的生活改善类使用需求。根据智研咨询的统计数据，至年，中国出口的压缩式家用型冷藏箱的数量分别为1,.74万台、1,.71万台、1,.93万台，半导体制冷式家用型冷藏箱数量分别为.49万台、.05万台、.14万台。至年，半导体制冷式分别占家用型冷藏箱市场总体数量的23.76%、25.25%、26.36%，市场规模和市场占有率目前低于压缩式家用型冷藏箱。从竞争格局看，两项技术的市场参与者也存在较大差异。生产销售采用机械压缩式制冷技术的家用型冷藏箱的企业主要为海尔、海信等大型白色家电企业，采用半导体制冷技术的除本公司外，主要为奥达信、中山凯腾、北方电子、多美达等企业。3)半导体热电制冷与机械压缩式制冷技术的相互替代关系半导体热电制冷与机械压缩式制冷技术在技术特点、技术应用特性、主要应用场景方面都存在较大差异，不存在相互替代的关系。对于需要精准控温的微型化局部制冷场景，如通信领域的光模块，以及对环境适应性、便携性、静音性要求较高的使用场景，如消费电子领域的啤酒机、恒温床垫，半导体热电制冷技术凭借控温精度高、尺寸小、无机械转动部件、无振动、无噪音、无磨损、工作状态无放置角度要求等技术优势，是机械压缩式制冷技术所不可替代的。对于消费电子领域中的恒温酒柜、电子冰箱等传统家用型冷藏箱设备，半导体制冷技术在小容积、小冷量制冷场景下，具有更加明显的性价比优势和无振动、无噪声、尺寸小的优势，与机械压缩式制冷技术形成有效的互补，是其无法完全替代的。1.2半导体温差发电技术的原理与特点半导体温差发电技术是利用半导体材料的泽贝克效应实现热能向电能转换的技术，其核心部件为半导体温差发电器件。半导体温差发电技术是一种新兴的节能技术和特殊电源技术，其主要应用场景及可替代性技术情况如下：02
半导体热电产业政策半导体热电产业属于国家鼓励发展的新兴产业，是支撑消费电子、通信、医疗实验、汽车、工业、航天国防、油气采矿等诸多现代产业的关键技术之一。半导体热电器件是热电整机应用、热电系统以及保障高热流密度电子器件工作性能的关键零部件，受到国家鼓励、支持和推动；以热电整机应用为代表的半导体热电技术在消费电子领域的产业化应用满足了人们改善生活品质的个性化需求和对美好生活的向往。半导体热电产业受到国家制定的多项政策支持，符合国家战略。03热电制冷行业发展现状和趋势3.1产业发展情况1)热电制冷技术的产业发展情况半导体热电制冷技术是利用半导体材料的佩尔捷效应（Peltiereffect）实现电能向热能转换的技术。佩尔捷效应最早在年由法国科学家佩尔捷发现，由于当时只能使用热电转换效率较低的金属材料，佩尔捷效应没有得到实际应用。20世纪50年代之后，随着碲化铋等半导体材料的发现，热电性能较好的半导体材料使得热电转换效率大幅提高，从而使半导体热电制冷技术进入工程实践领域。经过半个多世纪的发展，随着热电材料技术的进步和生产工艺、结构设计的持续优化，更大制冷量、更高热电转换效率、更低成本的半导体热电器件满足了更多不同应用领域的使用需求，产业化规模不断扩大。近年来，高性能微型热电制冷器件成为半导体热电制冷技术的重要发展方向。随着应用于光模块、微处理器等电子器件的快速发展，其尺寸不断减小，集成度不断提高，微小面积内的功耗急剧上升，局部热流密度大幅增加。半导体热电制冷技术作为高热流密度局部主动制冷和精准控温的重要技术解决方案，对高性能微型热电制冷器件更高的可靠性、更小的尺寸提出了迫切需求。2)温差发电技术的产业发展情况半导体温差发电技术是利用半导体材料的泽贝克效应（Seebeckeffect）实现热能向电能转换的技术，其核心部件为半导体温差发电器件。泽贝克效应是佩尔捷效应的逆过程，最早在年由德国科学家泽贝克发现。目前，温差发电技术最典型的应用是作为某些特殊环境或可靠性要求较高的使用场景下的特殊电源，以及对能量密度低、分散型低品位热能实现回收利用的节能技术。在节能技术方面，虽然受限于发电量较小、单位发电量成本较高、热电转换效率较低的局限性因素影响，温差发电技术相比于余热锅炉等传统节能技术的市场规模仍然较小，但是其一直受到国家政策支持和科研项目的重点转载请注明：http://www.abuoumao.com/hytd/7622.html
