基于级联机构的口袋冷却装置
最近的技术进步使得越来越紧凑和灵活的设备的发展成为可能。这包括可穿戴或便携式技术，例如智能手表，耳机或其他智能配件，可以通过多种方式帮助人类用户。
加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员最近制定了一项策略，可以制造便携式，紧凑和灵活的电热冷却装置。在《自然能源》上发表的一篇论文中概述了这种策略，该策略基于四层级联机制，可在用户周围环境中显着提高温度。
“我们的研究始于五年多以前，当时我们由美国能源部的机构ARPA-E资助，旨在解决关键的制冷需求：保持足够的个人热舒适性，同时减少办公室和办公室的HVAC能耗。建筑物”，进行这项研究的研究人员之一裴启兵告诉TechXplore。“我们的主要目标是制造可穿戴的散热器。”
由第一作者裴M和他们的同事袁萌设计的袖珍冷却装置是由电热聚合物薄膜制成的。当电压施加到聚合物上时，由于熵的显着降低，装置会发热。相反，当移除电压时，设备的温度下降。
“我们最初使用静电驱动机制，在施加电压的同时将聚合物薄膜移动到散热片上，以便将热量倾泻到散热片中，” Pei解释说。“然后将薄膜致动到热源，并去除电压。将薄膜冷却，吸收来自热源的热量。”
最初，Pei和他的同事创建的设备主要基于一种机制，该机制将聚合物膜从其热源组件和接收器反复穿梭。这对光源产生了所谓的净冷却效应，导致温度变化。但是，不幸的是，仅使用此机制的设备可以达到的温度范围有限，并保持在5华氏度左右。
“为了增加这个温度跨度，我们引入了级联机制，将多达四个冷却单元组合在一起，以使冷却温度跨度乘以16华氏度。” Pei说。“尽管增加了其他层，但级联设备仍然很薄，只有1厘米厚。”
在初始测试中，该冷却装置实现了卓越的能源效率，并且在空载条件下的最高温度升幅为8.7K。此外，它在2.7 K的温度升程下的估计性能系数为9.0，在零温度的升程下具有10.4的估计性能系数。
裴说：“我们设计的级联机制非常有前途，可产生多种温度。” “它还有助于将设备效率提高三倍。通过这两方面的改进，我们可以预见紧凑，安静，高效甚至可能变得灵活的固态冷却设备。”
将来，Pei和他的同事们提出的基于级联的设计可用于创建形状，尺寸和性能各不相同的便携式冷却设备。在接下来的研究中，研究人员计划探索使用替代或其他设计策略，以使他们制造的设备更小巧，更谨慎，高效和灵活。
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