隨著熱電制冷技術(shù)的快速發(fā)展，熱電設(shè)備在制冷、發(fā)電及熱能傳感器中的應(yīng)用越來越受到廣泛的關(guān)注。熱電熱泵烘干機的研制，開辟了熱電原理應(yīng)用于小功率家電的新領(lǐng)域，為廢熱回收、低品位能源的開發(fā)提供了新途徑，為家電節(jié)能提供了新思路。熱電熱泵烘干機在節(jié)能、環(huán)保、安全等方面與其他形式干衣機相比，具有明顯的優(yōu)越性，因此它的成功研制具有重要意義，富通新能源生產(chǎn)銷售
滾筒烘干機、
氣流式烘干機等干燥烘干機械設(shè)備。
半導(dǎo)體熱電偶及半導(dǎo)體化合物固溶體理論提出后，熱電制冷技術(shù)得到了突飛猛進的發(fā)展，盡管受材料優(yōu)值系數(shù)仍然不夠理想的限制，其效率不及機械制冷或吸收式制冷等其他制冷形式，因而在建筑環(huán)境制冷領(lǐng)域限制了這種技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，但與其他制冷形式相比，熱電制冷仍然具有許多獨特的優(yōu)越性：系統(tǒng)簡單、無機械傳動、無工質(zhì)運行、調(diào)控簡單精確、容量范圍大等等。因而在一些特殊制冷（熱）條件，如電子設(shè)備的冷卻、恒溫控制、軍事航天等特殊領(lǐng)域，具有其他制冷形式無法替代的優(yōu)勢。
熱電設(shè)備在過去幾十年內(nèi)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外很多領(lǐng)域，比如軍事、航空、儀器、工業(yè)和商業(yè)產(chǎn)品。根據(jù)工作方式，這些應(yīng)用可分為三類：制冷器（或加熱器）、動力發(fā)電機和熱能傳感器。
1、實施方案
1.1標(biāo)準(zhǔn)工況的設(shè)定
1.1.1閉式循環(huán) 空氣流過熱端散熱器，被加熱后通過送風(fēng)道吹向干燥室內(nèi)的濕衣物，使衣物上的
水分加速蒸發(fā)，干燥室內(nèi)的溫度因此升高；濕熱的空氣通過回風(fēng)道進入冷端散熱器表面，發(fā)生熱交換，濕
熱空氣降溫、凝露，并形成冷凝水流，流到接水盤；降溫結(jié)露后的干空氣再次流向熱端散熱器，經(jīng)過新一
輪的加熱一降溫，對衣物進行干燥，直至衣物烘干為止，。
采用全封閉式循環(huán)主要是為了回收從烘干室出來的濕熱空氣的熱能，并避免對室內(nèi)環(huán)境造成熱濕污染。通過實驗測定，熱空氣經(jīng)過濕衣物后，溫降一般在5℃左右，濕度可達到95%，如果直接排出，不僅浪費了大量的熱能，而且濕熱的空氣直接排到室內(nèi)，給環(huán)境造成嚴重的熱濕污染，因此仍然有30℃以上的較高溫度，特別是冬天溫差較大，具有廢熱回收的潛力。
參照“滾筒式干衣機”的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，依據(jù)熱電熱泵系統(tǒng)工作原理，確定標(biāo)準(zhǔn)工況如下：風(fēng)量220m/h;單位除濕量0.6kg/h;熱端空氣出口溫度350℃，相對濕度35%；冷端空氣出口溫度25℃，相對濕度100%。
1.1.2開式循環(huán) 這種流程冷端空氣經(jīng)過冷端散熱器后，直接排出，不再循環(huán)。熱端進入的是室外空氣，被加熱后通過送風(fēng)道吹向干燥室內(nèi)的濕衣物，使衣物上的水分加速蒸發(fā)，干燥室內(nèi)的溫度因此升高；濕熱的空氣通過回風(fēng)道進入冷端散熱器表面，發(fā)生熱交換，濕熱后再排出。
采用這種流程主要是考慮到系統(tǒng)冷端溫度如果達不到冷端空氣的冷凝溫度，除濕就比較困難。特別是隨著干衣過程的進行，水分蒸發(fā)速度減緩，蒸發(fā)量逐漸減少，如果仍采用全封閉循環(huán)，效率就非常低，延長了烘干時間。這種系統(tǒng)仍然回收了從烘干室出來的濕熱空氣的熱能，只是熱端進口空氣采用外界空氣，略微加大了冷熱端間的平均溫差，系統(tǒng)的效率有所下降，但縮短了烘干時間。
1.1.3除濕循環(huán) 這種系統(tǒng)是作為除濕機使用，特別適用于一些對濕度要求比較高的場所。空氣在風(fēng)機驅(qū)動下進入冷端散熱器，冷凝去濕后，進入熱端散熱器加熱后排出，如圖2所示。由于受實驗條件限制，這種循環(huán)只是做了一些理論方面的研究，并沒有做具體實驗。
1.2烘干機樣機的制作
本樣機采用的是冷熱端散熱器之間固定制冷電堆片以構(gòu)成完整的熱電制冷器（以下簡稱制冷器）的結(jié)構(gòu)。制冷電堆采用的是雙面帶陶瓷板的制冷電堆，由氧化鋁陶瓷板、半導(dǎo)體元件、銅連接片、元件固定件和導(dǎo)線組成，它的兩個單面是電絕緣的，可直接與散熱器連接。
改裝前由于忽略了冷熱端散熱器之間的熱輻射，直接把熱電堆片與散熱器連接。由于熱電堆片厚度為4mm，散熱器之間形成無限大平面熱輻射，造成冷熱端散熱器溫差很小，冷端散熱器溫度太高，達不到空氣的冷凝溫度，冷凝效果很差。對樣機進行改裝，在冷熱端散熱器之間填上隔熱層。隔熱層太薄，制冷器的熱端散熱器向冷端的傳熱量就增加；隔熱層太厚，導(dǎo)熱熱阻就增大，不利于熱量的轉(zhuǎn)移。設(shè)計隔熱層厚度為14mm。為了熱端的散熱，讓熱電堆片與熱端散熱器直接接觸以減少導(dǎo)熱熱阻和接觸熱阻，而把鋁條墊在冷端散熱器與熱電堆片之間，鋁條厚10mm，寬45 mm。結(jié)構(gòu)如圖3所示。要使制冷電堆片和冷、熱端散熱器構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，常見的固定方法如下。
1.2.1 粘結(jié)法 用環(huán)氧樹脂將熱電堆片與散熱器粘結(jié)在一起。粘接時加一定的壓力，使樹脂粘結(jié)層很薄，以減少有害溫差，固化好后在6070℃下烘烤，使固化更完全。制作時要求熱電堆兩個端面和散熱器表面有很高的平整度，并要求接觸面粘結(jié)層極薄。實際上粘結(jié)固定時，盡管加一定壓力，環(huán)氧樹脂粘結(jié)層還有一定的厚度，由于研磨面邊緣部分比中央部分磨去得多，因此研磨平面的邊緣部分的粘結(jié)層較厚，對于較大的制冷熱電堆結(jié)構(gòu)更是如此。這樣在電堆片工作時，由于通過熱端的熱流密度很大，在導(dǎo)熱性很差的環(huán)氧樹脂粘結(jié)層上產(chǎn)生一個很大的有害溫差，致使熱端溫度升高。
1.2.2焊接法 用低熔點的焊料直接把熱電堆釬焊固定在冷、熱端散熱器上成為大塊的熱電堆組件。在制冷元件焊接頭上至少有制冷元件和焊料、銅連接片三種物質(zhì)存在。有潮氣進入焊接頭時，冷接頭附近結(jié)露，焊接頭相當(dāng)于一個原電池，在接頭處產(chǎn)生電解腐蝕作用，使焊接頭處電阻增大，最終導(dǎo)致焊接頭完全損壞。焊劑內(nèi)的雜物也可引起焊接頭腐蝕。因此，焊接頭的保護是一個很重要的問題。
1.2.3機械固定法 這個方法比較靈活，熱電堆壞了隨時可更換檢修，是比較好的固定方法。這個方法就是把所有的活動面都涂上油脂做潤滑導(dǎo)熱作用，如用硅油、凡士林等，然后用螺釘固定，為避免從散熱器通過螺釘向冷板漏熱（有時這種漏熱很大，以致?lián)p失十多度溫差），螺釘套以塑料套，或用尼龍螺釘，如圖4所示。
2、實驗結(jié)果
鑒于以上分析，為了方便檢修起見，干衣機樣機采用機械固定法。
通過關(guān)于溫差的討論可知，在電堆片冷、熱端面與散熱器接觸面之間會形成接觸熱阻，當(dāng)電堆片工作時接觸熱阻產(chǎn)生有害的寄生溫差，這樣，在同樣的冷、熱介質(zhì)（熱源、熱匯）溫差下，由于兩端寄生溫差會增大制冷電堆冷、熱端工作溫差，而降低效率。甚至導(dǎo)致電堆無法工作。有實驗指出，即使在處理很好的金屬表面與電堆絕緣瓷端面直接接觸的情況下，熱流密度為104 W/IT12數(shù)量級的條件下，也將產(chǎn)生3 -15℃的寄生溫差，可見應(yīng)給予足夠的重視。降低寄生溫差的方法是在接觸面間涂敷有一定流動性的導(dǎo)熱（冷）介質(zhì)，以填滿接觸面間的微小縫隙，這樣一方面減小輻射溫差，另一方面因接觸孔隙而引起的溫差。對水、酒精、硅油、導(dǎo)熱硅脂在冷端面的導(dǎo)熱實驗結(jié)果如表1所示。根據(jù)以上實驗結(jié)果，選用導(dǎo)熱硅脂作為導(dǎo)熱介質(zhì)。
通過對熱電原理的合理應(yīng)用，將項目要求中的熱電熱泵烘干機系統(tǒng)各模塊設(shè)計并加以實現(xiàn)，通過具體實驗證明該方法切實可行，具有很高的實用價值和科研意義。
相關(guān)烘干機產(chǎn)品：
1、
滾筒烘干機
2、
氣流式烘干機
