随着人们生活品质的提高，家用饮水机不再只有加热模式，而是发展到具备制冷模式。在炎炎夏日，能够享受到一杯冰爽的纯净水，无疑是非常令人愉悦的。
制冷饮水机
那么，饮水机个头较小，它究竟是如何实现制冷的呢？与半导体有何关联？是否使用了类似冰箱的压缩机？下面将对这几个问题进行详细分析。
早在1821年，德国科学家thomas seeback首次发现了半导体制冷现象，但他并未认识到其背后的科学原理，因此得出了错误的结论。
直到1841年，法国一名表匠发现了相关原因。当时还未有半导体制冷的说法，直至1960年才有。
半导体制冷器能够真正应用于实践，还要归功于苏联科学院半导体研究所约飞院士的贡献。
半导体制冷
约飞院士专注研究塞贝克效应（seebeck effect）、珀尔帖效应（peltier effect）和汤姆逊效应（thomson effect），从而得出了一套较为科学的理论。
后来的科学家在他的研究基础上进行了进一步探索和发展，使得半导体制冷器得以广泛应用。
目前市面上几乎所有带有制冷功能的饮水机都使用半导体制冷器。根据笔者多次拆机的经验发现，常见的型号主要有teci-12706、teci-12710和teci-12710（120w）；其中teci-12710的制冷功率是teci-12706（50-60w）的两倍。
常用的半导体制冷片
半导体制冷器由一块n型半导体材料和一块p型半导体材料组成的热电偶，当通电时，热量在两端之间传递，将环境中的热量从一端传递到另一端。
工作原理过程
制冷片形成了一个冷热端，一端冷、一端热。通常情况下，其冷热温差可以达到40~65℃之间。半导体之间存在电阻，在通电过程中也会产生热量。
比较大的铝散热器
这些由电阻产生的热量会干扰能量传递，通过周围空气和制冷片本身进行逆向传导。虽然存在逆向传导热量，但最终会达到一个平衡状态，使得冷热端的温度保持不变。尽管如此，虽然冷端保持低温，但无法满足制冷需求。
制冷饮水机内部结构
为了实现制冷效果，制冷器的热端通常配备有散热铝片和风扇，或者使用更有效的水冷头添加散热风扇。这样可以打破原有的热平衡状态，使冷端不断吸收热量并传递到热端，然后通过散热铝片和风扇将热量排出。这个过程持续一段时间后，制冷效果就会实现。
制冷水箱，外部为泡沫
饮水机内部有两个储水箱，一个用于加热，另一个用于制冷。制冷部分被包裹在泡沫中，制冷片的热端与散热硅脂涂抹后与铝散热片接触，冷端直接与制冷储水箱表面接触。
制冷片体积较大
当储水箱中注入纯净水时，温度传感器会检测到实际温度与设定温度不符，从而发出制冷指令，制冷片和散热风扇同时启动。当温度降低到一定程度，达到预设温度时，温度传感器检测到实际温度，于是发出停止工作指令。
要分析这个问题，我们需要先了解其优点和缺点。对于电脑来说，其缺点大于优点。
半导体制冷的优点：
1、无需冷冻剂，不同于冰箱需要使用r134a或r600a等冷冻剂的压缩机。
2、工作过程无噪音，无污染（这里指的是半导体制冷片本身没有噪音，但加上风扇后会产生一定噪音）。
通电过程
3、具备反向利用能力，即可用于发电，适用于中低温区域发电。
4、制冷时间较快，热惯性极小。根据使用经验，约1分钟即可达到最大温差。
5、具备较大温差范围，可实现正温90℃到负温130℃。
通过以上分析可知，半导体制冷片具备许多优点，但它并不适合作为电脑散热器，主要原因如下：
不被采用的原因：
1、体积较大
半导体制冷器虽然制冷迅速，但需要较大的铝散热片，并配备大型的dc12v风扇才能满足散热需求。例如teci-12710型号的制冷片功率达到120w，仅靠风扇无法满足其散热需求。这导致制冷效果很差，且易过热而损坏。
散热片体积较大
如果再加装其他散热措施，将占据机箱中大部分空间。由于机箱空间本身较为紧凑，同时增加了成本，不如直接采用水冷散热效果更佳。
2、电源问题
现今一台台式机电源功率普遍为600w左右，有些甚至更高。这些电源有时已经难以胜任电脑全负荷工作，若再加装半导体制冷片，其功率需求将进一步增加。一方面需要购买更高功率的电源，另一方面增加了体积，造成投资和空间上的额外成本。
3、成本较高
较好的teci-12710型号制冷片市售价格已经超过200元，加上优质散热器、风扇和电源等，成本进一步提高。与此半导体制冷片的优势并不明显，且效果不及使用水冷方式散热。
车载小冰箱
如今，车载小冰箱非常流行，出门时可以随时饮用冰凉的饮料。这些小冰箱中使用的就是半导体制冷片，搭配一个较大的散热器和风扇。由于其良好的密封性和保温性能，制冷效果仍然能够满意。
家用冰淇淋机
家用冰淇淋机是一种非常流行的家用电器，它采用半导体制冷片进行制冷。在实际拆解过程中，可以看到它内部配备了一块制冷片和一块巨大的散热片，还有一个大风扇。整个制冷系统的电源功率高达120w。
制冷片直接贴在冰淇淋机的容器外壳上，可以迅速将冷气输送到容器内部，而风扇则及时带走热端的热量。
手机散热器
一些网络上销售的手机散热器需要外接电源供电。它们的内部通常由制冷片、散热片和风扇组成，只不过所使用的制冷片功率较小，普通充电器的输出就足以驱动它们。
手机散热器
半导体还有其他主要应用，例如石油产品低温测试仪、生化产品低温测试仪、冷力、冷合、白内障摘除片、血液分析仪、导航系统、电子低温测试装置等。
半导体应用广泛，不仅仅限于制冷片，例如手机芯片和各种电子元器件都需要使用半导体技术。正是由于对半导体制冷的研究，人们的生活品质得到了提升，同时也有了更多小型制冷设备。
半导体制冷技术还有很长的发展路程。需要突破目前存在的问题，例如散热器体积、价格、制冷效率等方面都需要有所突破。还需要降低材料的热导率，并开发维度和超晶格材料以及有机热电材料等。
值得一提的是，半导体制冷是一个潮流趋势。当前，人们追求绿色环保和无污染的生活方式，相比传统的压缩机制冷技术，半导体制冷技术无污染。尽管目前半导体制冷技术表现尚不完善，但随着未来科学技术的发展以及各种工艺、结构设计、热电材料和冷热端传导方式的突破，半导体制冷技术也将迎来新的机遇。