能吹出16°C空调风的小风扇，真的是“黑科技”吗？

“桌面空调”“TEC黑科技”“16°C凉风直吹”……今年夏天，你的短视频和电商平台首页有没有被这样的新型小风扇刷屏？它们声称采用了“半导体制冷”技术，仅靠一片指甲大小的芯片，就能把热风变成“空调风”，吸引无数消费者买单。

但是，这所谓的“TEC制冷”，真的是新技术吗？它真的能让风变凉？还是变着法儿收“智商税”？

“半导体制冷”小风扇制冷模式下有水珠凝结

“吹出16°C凉风”？可能不假，但别想太多

我们先从结论说起：半导体制冷技术是真的，凉风也是真的，但效果有限、很容易被夸大。

目前不少小风扇都采用了所谓的“TEC制冷模块”， “TEC"，即热电半导体，其实就是一块基于热电效应的半导体片（常用材料为碲化铋Bi₂Te₃）[1]。当电流通过它时，一面变冷、一面变热。制造商通常会把冷的一面对准风道，热的一面贴上散热器，再加一个小风扇辅助散热。如此一来，风口确实能吹出比室温低几度的凉风，甚至在测试中测得16°C的瞬时低温。

热电半导体常用材料碲化铋Bi₂Te₃

图源：bilibili.com

然而，这里面藏着几个“但”。

但它很挑散热：TEC的冷却效率完全依赖于热端的散热效率，一旦散热器不给力，冷端温度立刻回弹。

但它只能近吹：哪怕凉风确实低于室温，也仅能维持在出风口数十厘米内，远距离很快会被热空气稀释。

但它不省电也不环保：它的制冷效率（COP）甚至小于传统压缩机制冷的1/3，且持续使用发热量不小。

所以，它确实比普通风扇凉一些，但效果可能并没有我们想象的那么好。说到底，这是个改良型风扇，而不是迷你空调。

“半导体制冷”并不新鲜，反而有点“复古”

说它是“黑科技”，其实有点名不符实——“半导体制冷”并不是新发明，而是经典物理效应的工程化应用。它的核心原理源于19世纪就被发现的珀尔帖效应（Peltier Effect）：当直流电流通过两种不同的导体或半导体连接点时，一端会吸热（变冷），另一端则放热（变热），从而形成温差[2]。

珀尔帖效应制冷原理图

图源：参考文献[3]

与之密切相关的，还有塞贝克效应和汤姆逊效应。这三者统称为“热电效应三兄弟”，共同构成了热电器件工作的理论基础[4]。制冷时，我们用的是“电生温差”；而反过来，如果在两端人为制造温差，就可以产生电压——也就是温差发电。

而真正让这项技术走出实验室的，是20世纪50年代碲化铋（Bi₂Te₃）等热电半导体材料的问世。这类材料有一个独特特征：它们导电性好，但导热性差，也就是说，热量不会“顺着电流跑掉”，能有效在两端形成冷热分离[5]。

在实际应用中，TEC模块并不只是一块芯片，而是由几十对N型和P型半导体组合成的“热电堆”。有些产品为了增强制冷效果，还会采用多层堆叠结构，让冷端一层一层降温。不过要注意，每一层都需要足够好的散热，否则热量积在一起，反而会让整个系统“热得更快、冷不下来”。所以，散热做不好，堆再多也白搭[6]。

说到底，这不是什么“魔法黑片”，它只是应用了100年前的物理效应、70年前的材料科技，以及如今更紧凑、更节能的散热结构。

“凉风”只是开始，它还能发电、控温、上太空

除了小风扇这种“入门级应用”，半导体制冷技术的舞台远不止于此。

它那种无压缩机、无冷媒、低噪音、易控温的特性，在许多传统制冷难以触达的场景中，反而大显身手。

更值得一提的，是它的“反向用法”。热电模块并非只能制冷，在两端制造温差时，它还能反过来输出电流——这就是塞贝克效应。在没有电源、无法布线的场景下，只要存在冷热差，比如发动机尾气管、高温炉壁、太阳照明和深空背景之间，就能源源不断地产生电流。这种“温差发电”已经被用于航天器的供电、废热回收系统，甚至偏远地区的自供电监测装置中。

持续工作的“玉兔二号”月球车

图源：央广网

不过，正如所有技术一样，半导体制冷也非“万能钥匙”。它虽能在特定环境中大放异彩，但在性能、能效、成本等方面，也有一些难以忽视的短板。我们不妨来整体看一眼，它到底有哪些“加分项”，又存在哪些“现实限制”：

简而言之，半导体制冷适合需要静音、定点、快速响应的小型设备，比如CPU温控、医学探头、便携饮水机等。但若用来替代传统空调、冰箱这类大范围制冷任务，它就显得力不从心、代价高昂了。