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半導(dǎo)體制冷與固體除濕結(jié)合裝置的性能

半導(dǎo)體制冷（又稱熱電制冷）因為降溫迅速、易于控制等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活等方面。而熱端散熱效 果成為制約半導(dǎo)體制冷效率的主要因素。半導(dǎo)體制冷在空氣除濕領(lǐng)域的應(yīng)用研究日趨深入，但傳統(tǒng)的冷卻除濕要求半導(dǎo)體冷端 溫度較低，使半導(dǎo)體制冷效率降低。建立半導(dǎo)體制冷（熱管排熱系統(tǒng)）、固體吸附劑結(jié)合的除濕模型，通過6級半導(dǎo)體制冷與熱管 散熱系統(tǒng)的實驗裝置對干工況進行模擬驗證,再模擬固體除濕工況在不同輸入電流下的性能。模擬結(jié)果表明：當除濕量與文獻 中半導(dǎo)體冷卻除濕裝置相同時，該半導(dǎo)體與固體除濕結(jié)合的模型的系統(tǒng)COP為1.78,明顯高于文獻中裝置的COP。說明結(jié)合固 體吸附劑后可以加強傳質(zhì)動力提高冷端溫度,從而提高系統(tǒng)性能。

半導(dǎo)體制冷是熱電制冷的別稱，因為半導(dǎo)體材料 是一種較好的熱電能量轉(zhuǎn)換材料，熱電制冷器普遍釆 用半導(dǎo)體材料制成。其原理為當直流電通過具有熱 電轉(zhuǎn)換特性的導(dǎo)體組成的回路時具有制冷功能⑴。 半導(dǎo)體制冷有降溫迅速、無噪聲與污染、體積小、冷量 調(diào)節(jié)范圍寬、易于控制等多種優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用在工 業(yè)生產(chǎn)、日常生活、實驗裝置、與軍事等方面⑵O

由于半導(dǎo)體制冷片冷熱端面的散熱密度很大,可 達104W/m2,因此，良好的冷熱兩端熱傳遞性能對系 統(tǒng)的運行十分關(guān)鍵。目前較好的散熱方式有熱 管散熱系統(tǒng)、水冷散熱、空氣強迫對流散熱等。

　空氣加熱器的本質(zhì)是對腔內(nèi)氣體加熱，運用金屬在交變磁場中產(chǎn)生渦流而使自身發(fā)熱的電加熱設(shè)備；一般用在金屬熱處理等方面，它的核心加熱部件為：電加熱管。原理是較厚的金屬處于交變磁場中時，會因為電磁感應(yīng)現(xiàn)象而產(chǎn)生電流。而較厚的金屬其產(chǎn)生電流后，電流會在金屬內(nèi)部形成螺旋形的活動道路，這樣因為電流活動而產(chǎn)生的熱量就都被金屬自身吸收了，會導(dǎo)致金屬很快升溫。空氣電加熱器主要是用來將所需求的空氣流從初始溫度加熱到所需求的空氣溫度，****高可達850℃。已被廣泛的運用到航空航天、工業(yè)、化工工業(yè)和高等院校等許多科研生產(chǎn)實驗室。特別適合于主動控溫文大流量高溫聯(lián)合系統(tǒng)和附件實驗

空氣加熱器工作原理，優(yōu)點及運用介紹

　　優(yōu)勢：

　　1.經(jīng)過工質(zhì)連續(xù)循環(huán)，煙氣被冷卻，空氣加熱作用好，毋需耗用蒸汽?？諝怆娂訜崞餮h(huán)泵耗功率僅10kW，與煙氣中收回?zé)峁β时容^，比例。

　　2.空氣加熱器系統(tǒng)處于低壓運轉(zhuǎn)，介質(zhì)為熱水，溫度低。

　　3.提高壁溫，削減煙氣腐蝕，避免堵灰。毋需設(shè)置吹灰器。

　　4.與空氣加熱器熱管型比較，僅設(shè)置了循環(huán)泵，雖耗用一定量電能，但它運轉(zhuǎn)便利

空氣加熱器的功率是根據(jù)風(fēng)量和溫升計算確認的，風(fēng)量、溫升已滿足需求的前提下，不宜采用過大的風(fēng)量、過大的溫升，因過大的風(fēng)量、溫升，直接導(dǎo)致加熱器的功率過大，添加能耗。過大的風(fēng)量、溫升是沒有必要的。要綜合考慮，合理設(shè)計，確認恰當?shù)膮?shù)。在運用空氣加熱器時，僅對電加熱器出口的管道進行保溫，而對加熱器自身的表面不作任何保溫處理。對比數(shù)據(jù)表明，在空氣加熱器表面上添加保溫層可削減能耗5%~10%，長時間運轉(zhuǎn)，節(jié)省的能耗是非?？捎^的，應(yīng)在對管道加裝保溫層的同時，對空氣加熱器加裝保溫層。

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變電站是將發(fā)電廠發(fā)出來的電能通過改變電壓將其發(fā)送 到不同地方的場所，因此變電站主要的設(shè)備是開關(guān)柜和變壓 器。開關(guān)柜一般都是金屬封閉結(jié)構(gòu)，為了保證送電過程的安 全，高壓柜門一般很少打開。因此，在高溫高濕度的天氣下，加 上柜內(nèi)電壓電流造成的高溫，容易造成柜內(nèi)絕緣度下降，導(dǎo)致 內(nèi)部放電甚至等事故。

自動除濕裝置的維修

德清供電公司的EI常管理及故障維修均以人工操作為 主，這樣的操作方式太過被動性，不能做到設(shè)備的實時防護， 同時還有可能帶來較大的人員傷亡。而目前的自動除濕裝置 屬于傳統(tǒng)的除濕設(shè)計，在內(nèi)部完全封閉的情況下，水分子依舊 附著在開關(guān)柜內(nèi)，容易造成內(nèi)部構(gòu)造和器件的受潮，降低電器 設(shè)備的壽命，不能從根本上解決問題。如果自動除濕裝置在柜 內(nèi)結(jié)合濕度傳感器、除濕器、報警裝置、自動控制模塊和工作 電源共同完成柜內(nèi)濕度的實時監(jiān)測和自動處理，將能有效的 改善目前存在的各項除濕弊端的。除濕器一般可選電加熱器、 強制風(fēng)循環(huán)型除濕器或半導(dǎo)體冷凝除濕器。這種裝置結(jié)構(gòu)緊 湊，安裝簡單，自動化程度高，能夠及時對開關(guān)柜的濕度值進 行監(jiān)控并做好實時防護。

自2012年1月國網(wǎng)浙江德清縣供電公司采用先進的無 源、無線溫度傳感器對開關(guān)柜實施了柜內(nèi)溫度的在線監(jiān)測系 統(tǒng)。該項目選擇llOkV上旺變電所8條10kV線路開關(guān)柜27 個電氣連接點溫度傳感器進行試點安裝和調(diào)試，實現(xiàn)了溫度 數(shù)據(jù)的實時采集、在線監(jiān)測、自動報警等一系列聯(lián)動功能。

該系統(tǒng)主要利用聲表溫度傳感器技術(shù)進行實時監(jiān)控：數(shù) 據(jù)采集裝置通過射頻信號進行天線接收，傳感器收到天線發(fā) 送過來的信號后經(jīng)叉指換能器(IDT)轉(zhuǎn)換為聲表面波。聲表面 波經(jīng)壓電效應(yīng)又轉(zhuǎn)換為電信號，此電信號就是攜帶溫度信息 的信號，又通過傳感器天線端輻射傳回，即可在數(shù)據(jù)采集裝置 中得到溫度值。因此，這種聲表面波傳感器的設(shè)計具有自動識 功能。