熱電制冷器是一種不用制冷劑、沒有運(yùn)動(dòng)件的電器。它的熱電堆起著普通制冷壓縮機(jī)的作用，冷端及其交熱換器相當(dāng)于普通制冷裝置的蒸發(fā)器，而熱端及其熱交換器則相當(dāng)于冷凝器。通電時(shí)，自由電子和空穴在外電場(chǎng)的作用下，離開熱電堆的冷端向熱端運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于制冷劑在制冷壓縮機(jī)中的壓縮過程。在熱電堆的冷端，通過熱交換器吸熱，同時(shí)產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，這相當(dāng)于制冷劑的蒸發(fā)器中的吸熱和蒸發(fā)。在熱電堆的熱端.發(fā)生電子一空穴對(duì)的復(fù)合，同時(shí)通過熱交換器散熱，相當(dāng)于制冷劑在冷凝器的放熱和凝結(jié)。

機(jī)械壓縮式制冷與熱電制冷系統(tǒng)間存在著一些類似的地方，各對(duì)應(yīng)部位見圖8-10。

每個(gè)系統(tǒng)中，最重要的是熱邊和冷邊內(nèi)能改變的方法。對(duì)于蒸氣壓縮循環(huán)，節(jié)流閥是使能量變化的設(shè)備。當(dāng)制冷劑離開冷凝器時(shí)，它是處在高壓和中等溫度下的飽和液體，當(dāng)制冷劑通過節(jié)流閥時(shí)，它絕熱等焓膨脹。因此，制冷劑是作為低壓、低溫、低質(zhì)量的蒸氣而離開節(jié)流閥，而且處于最低的能級(jí)狀態(tài)。這使制冷劑在蒸發(fā)過程中能吸收大量的熱。沒有節(jié)流閥，壓力就不變，制冷劑的熔就不變，也就不會(huì)出現(xiàn)“抽熱”。在熱電制冷系統(tǒng)中的類似部分是P型和n型半導(dǎo)體材料中電子能量的差，假若整個(gè)系統(tǒng)電子能級(jí)相同，也就不會(huì)出現(xiàn)“抽熱”。兩種系統(tǒng)的能級(jí)圖示于圖8-11。