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热电热泵烘干装置的性能研究

王静伟  
【摘要】:热电效应的发现已有150年的历史,然而,在其后近100年的过程中由于效率低下,一直没能得到实际性的应用。直到本世纪50年代随着性能较好的半导体材料的发现,热电制冷技术得到了突飞猛进的发展。由于受材料优值系数仍然不够理想的限制,其效率不及机械制冷或吸收式制冷等其他制冷形式,因而在建筑环境制冷领域限制了这种技术的应用和发展,但热电制冷仍然具有许多独特的优越性:系统简单、无机械传动、无工质运行、调控简单精确等等。因而在一些特殊制冷(热)条件,具有其他制冷形式无法替代的优势。因而,随着科学技术的发展,热电制冷(热)日益受到重视,并获得越来越广泛的应用。 在分析热电制冷基本原理的基础上,建立了热电装置的稳态系统数学模型,并依据该模型对热电装置系统进行了不同的工作状态下的热力分析计算,并就热电装置的冷热端温差、电堆片的优值系数、散热器的散热性能与热电热泵装置性能的影响进行了理论分析,为热电热泵装置的开发设计和现有热电装置的性能测试建立计算理论基础。 创造性地研制了一台通过冷端散热器回收从烘干室出来的高温高湿空气废热的热电热泵烘干样机。闭式循环时,致热系数达到2.0左右;开式循环时,致热系数达到1.5以上,比普通的电热干衣机节省电耗50%左右。热电热泵烘干机的研制,开辟了热电原理应用于小功率家电的新领域,为废热回收、低品位能源的开发提供了新途径,为家电节能提供了新思路。 以宾馆和商业建筑为例,进行了废热回收的可行性分析和空调能耗的回收节能分析,在此基础上,进行了利用热电热泵装置进行建筑节能和回收废热的探讨。以夏热冬冷地区为例,进行了热环境的分析,指出除湿不但能有效地改善室内热环境条件,而且能减少大量空调能源的消耗。在此基础上,进行了利用热电热泵装置进行除湿的探讨。


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