三、冷水机

冷水机也称冷却循环水机、冷冻机、制冷机、冰水机等，是一种水冷却设备，能提供恒温、恒流、恒压的冷却水设备。在分析实验室中可用于电子显微镜、质谱仪、原子光谱仪、X射线衍射仪、核磁共振仪等的冷却。

1．工作原理

冷水机工作时先向机内水箱注入一定量的水，通过制冷系统将水冷却，再由水泵将低温冷却水送入需要冷却的设备，冷冻水将热量带走后再回流到水箱，起到冷却的作用。

冷水机具有三个相互关联的系统：制冷剂循环系统、水循环系统、电器自控系统。

2．安装和操作注意事项

(1)安装场地必须是地板、安装垫，其水平度在6.4mm之内，并能承受机组的运行重量。

(2)机组应放在室温为4.4～43.3℃的机房内，机组的四周和上方应有足够空间，以便进行日常的维护工作。

(3)在机组的一端应留出清洗冷凝器管束的抽管空间，也可利用门洞或其它位置合适的洞口。

(4)在水管的入口加装过滤器，并定期清理。

(5)机组运行期间，操作人员必须坚守岗位，注意监测机组运行情况，并按时认真记录制冷机组运行数据。

四、半导体冷阱

半导体制冷的工作原理(见图9-11)：用一导体连接两块不同的金属，接通直流电，则一个接点处温度降低，另一个接点处温度升高，若将电源反接，则接点处的温度作相反变化，这一现象称为珀耳帖效应，又称热一电效应。纯金属的热一电效应很小，若用一个N型半导体和一个P型半导体代替金属，效应就大得多。接通电源后，上接点附近产生电子一空穴对，内能减小，温度降低，向外界吸热，称为冷端。另一端因电子-空穴对复合，内能增加，温度升高，并向环境放热，称为热端。一对半导体热电元件所产生的温差和冷量都很小，实用的半导体制冷器是由很多对热电元件经并联、串联组合而成，也称热电堆。单级热电堆可得到大约60℃的温差，即冷端温度可达-10～-20℃。增加热电堆级数即可使两端的温差加大，但级数不宜过多，一般为2～3级。

图9-11半导体制冷原理

半导冷阱的特点：

(1)体积小，重量轻，具有制冷和加热两种功能：改变直流电源的极性，同一制冷器可实现加热和制冷两种功能。

(2)精确温控：使用闭环温控电路，精度可达±0.1℃。

(3)高可靠性：制冷组件为固体器件，无运动部件，因此失效率低。寿命大于20万小时。

(4)工作时无声：与机械制冷系统不一样，工作时不产生噪声。

(5)可使用常规电源：制冷器对电源要求不高。可使用一般直流电源，工作电压和电流可在大范围内调整。

(6)可实现点制冷：可只冷却一专门的元件或特定的面积。

(7)具有发电能力：若在制冷组件两面建立温差，则可产生直流电。

相关链接：分析实验辅助制冷设备（一）