（3）湯姆遜效應當電流流過有溫度梯度的導體時，在導體和周圍環境之間將進行能量的交換，但由于其換熱在熱電制冷系統中影響較小，故可以忽略不計。（4）焦爾效應導體中通過電流時所產生的熱量等于導體電阻R和電流I平方的乘積，即
（5）傅里葉效應經過均勻介質沿某一方向傳導的熱量與垂直這個方向的面積 A 和該方向的溫差Δt成正比，即
式中 k——導熱系數（W／（m·℃））；δ——傳熱方向上材料的厚度（m）。在熱電制冷中，由于存在傅里葉效應和焦耳效應，使熱量從熱節點流向冷節點。二、熱電制冷器的結構熱電制冷器是由熱電（對）堆、冷板和散熱器組成。冷板裝在電堆的冷端。為了加強熱交換，冷板可有不同形式，如肋片式、平板式等。散熱器裝在電堆的熱端，散熱形式可有強迫風冷、強迫水冷和自然冷卻等。圖3所示為熱電制冷器的結構示意圖。無論采用哪種冷卻形式，都必須使冷板、制冷電偶堆和散熱器三者之間的連接滿足導熱和電絕緣的要求。
圖3制冷器整體組裝有三種方法：黏結法、機械固定法和焊接法。黏結法：一般用環氧樹脂黏結。黏結時加一定的壓力，使環氧樹脂黏結層很薄，可減少熱阻。固化后在60～70℃下烘烤。這種方法的缺點是黏結層不易做得很薄，因而增加了熱阻。同時，由于環氧樹脂與電偶堆熱膨脹系數不同，長期冷熱交替工作會使樹脂黏結層松脫，熱量散不出去，燒壞電偶堆。機械固定法：用螺釘將電偶堆、散熱器及冷板連在一起。此法在使用維修時較方便，如果在各活動接觸面上涂以導熱硅脂等，可以提高其導熱性能。為了避免從熱端經螺釘向冷端傳熱，螺釘應套膠木套或用尼龍螺釘。焊接法：由于電偶堆與散熱器及冷板之間要電絕緣，需采用一種金屬化的陶瓷，而且這種陶瓷片的大小與銅連接片相同，并將其兩面燒結上金屬（如銀）層。金屬化陶瓷片一面與銅連接片焊接，再焊上半導體元件，另一方面與散熱器或冷板相焊接。此方法電絕緣性能好，但增加了金屬化陶瓷的工藝。熱電制冷電堆是制冷器件的主要組成部分。其元件的尺寸、電偶對數及電堆結構形式（如疏密度）等，都必須經過設計計算和實驗才能最后確定。通常一級制冷最大只能得到大約50℃的溫差，為了得到較大溫差和深度冷卻，可采用多級熱電制冷。這種多級制冷法在電路連接上有串聯、并聯和混聯三種。串聯型如圖4所示，顯然每一級工作電流相同，級與級之間必須有良好的電絕緣。并聯型多級制冷電偶堆如圖5所示，其工作特點是工作總電流較大，但級間不必電絕緣。混聯型如圖6所示。