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半导体制冷技术是一种新型无污染技术,在许多场合中得到了广泛应用,尤其适用于微小空间中。半导体制冷器由制冷片、冷端散热器和热端散热器构成,但在现有常规型半导体制冷器中,冷、热端散热器关于半导体制冷片上下对称,其结构简单紧凑但厚度较大,这限制了半导体制冷技术在制冷服、超薄微型电子设备、微型制冷箱等超薄微小空间中的应用。为了解决半导体制冷器在超薄微小空间中的应用问题,本文提出了热管型半导体制冷器,该半导体制冷器采用冷端散热器和热端散热器并排布置的方式,半导体制冷片和热端散热器通过热管相连接。本文中的热管型半导体制冷器与相同条件下的常规型半导体制冷器相比较,厚度下降了29.2%。判断半导体制冷器能否较好地应用于微小空间中的另一个重要指标是半导体制冷器的制冷性能,其包括制冷量和制冷系数。为了比较不同半导体制冷器的制冷性能,本文用Icepak软件对这两种半导体制冷器进行了数值模拟,比较了这两种半导体制冷器在不同电流和空气流量下的制冷性能,并进行了实验验证,然后用数值模拟方法分析了空气温度、热管导热系数、散热器材料对热管型半导体制冷器性能的影响,最后对热管型半导体制冷器进行了改进。改进后的热管型半导体制冷器与常规型半导体制冷器相比不仅厚度降低了29.2%,而且制冷量提高了2.7%,制冷系数提高了3.45%。热管型半导体制冷器能够更好地应用于超薄微小空间。