張泠+++孟方芳+++劉忠兵++羅勇強(qiáng)++謝磊??

摘要：提出了一種利用熱電熱泵制熱且可回收余熱的浴室用熱電熱泵暖風(fēng)機(jī)，在熱力學(xué)基礎(chǔ)上，建立了熱電熱泵暖風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并對暖風(fēng)機(jī)在不同室內(nèi)溫度下的制熱性能進(jìn)行了模擬，分析了工作電壓和冷熱端熱管散熱器熱阻對暖風(fēng)機(jī)制熱性能的影響.模擬結(jié)果表明：該暖風(fēng)機(jī)的最佳工作電壓為5 V；冷熱端散熱器熱阻越小，暖風(fēng)機(jī)制熱性能越好；通過回收浴室排風(fēng)余熱，有效減小了熱電芯片的冷熱端溫差，提高了暖風(fēng)機(jī)制熱性能；暖風(fēng)機(jī)制熱系數(shù)最高可達(dá)2.9，相比電熱轉(zhuǎn)換效率為0.9的傳統(tǒng)浴室用電熱取暖器，節(jié)能效果明顯.

關(guān)鍵詞：熱電熱泵；暖風(fēng)機(jī)；余熱回收；制熱系數(shù)（COP）

中圖分類號：TU832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著生活水平的改善，人們對浴室的要求越來越高，節(jié)能是浴室取暖發(fā)展的永恒主題.現(xiàn)有各種浴室用取暖器都存在各自的技術(shù)缺陷：浴霸采用電直接加熱，制熱系數(shù)低，近年來，不斷發(fā)生浴霸爆炸傷人或者強(qiáng)光灼傷幼兒眼睛的悲劇，安全性不高；現(xiàn)有暖風(fēng)機(jī)雖然安全性能得到改善，但同樣采用電能直接加熱，轉(zhuǎn)換效率在0.9左右，能耗較高.

熱電制冷（制熱）系統(tǒng)因具有不需要制冷劑、無機(jī)械運(yùn)動(dòng)、無噪聲、體積小、可靠性強(qiáng)、制冷制熱快等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛重視.近年來，國內(nèi)外專家學(xué)者紛紛投入到該課題的理論研究與應(yīng)用探索.熱電制熱系統(tǒng)因具有較高的制熱系數(shù)，而被用于熱電熱泵熱水器、建筑低品位余熱回收等.劉忠兵等提出了一種廚房余熱回收熱水器，回收廚房煙氣余熱加熱生活用水，不僅減輕了廚房煙氣熱污染，而且比普通電熱水器節(jié)省電耗30%以上；韓天鶴等提出了一種熱電新風(fēng)機(jī)，克服了傳統(tǒng)余熱回收新風(fēng)機(jī)不能主動(dòng)制冷和制熱的缺點(diǎn)，具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢.

本文基于熱電熱泵通入直流電后制冷、制熱同時(shí)產(chǎn)生且具有較高制熱系數(shù)的特點(diǎn)，提出一種結(jié)構(gòu)簡單的、可回收排風(fēng)余熱的新型浴室用熱電熱泵暖風(fēng)機(jī)，較好地克服了現(xiàn)有浴室取暖器能耗高的缺點(diǎn)，具有安全、環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)勢.

4結(jié)論

本文利用熱電熱泵制熱效率高的特點(diǎn)，提出了一種利用熱電熱泵制熱且可回收余熱的浴室用熱電熱泵暖風(fēng)機(jī)，建立了熱電熱泵暖風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，研究了在不同環(huán)境溫度下，工作電壓及冷熱端熱管散熱器熱阻對暖風(fēng)機(jī)制熱性能的影響，得出以下結(jié)論：

1）在熱電芯片總數(shù)一定的情況下，工作電壓越高，制熱量越大.電壓從4 V升高到6 V時(shí)，電壓越高制熱系數(shù)越低.綜合考慮暖風(fēng)機(jī)的制熱系數(shù)和制熱量，暖風(fēng)機(jī)工作電壓宜取5 V.

2）冷熱端散熱器熱阻越小，系統(tǒng)制熱系數(shù)越高.適當(dāng)減小系統(tǒng)冷熱端散熱熱阻，有利于提高系統(tǒng)制熱性能的經(jīng)濟(jì)性.

3）隨著室內(nèi)溫度升高，熱電熱泵冷端溫度越高，暖風(fēng)機(jī)制熱系數(shù)越高，暖風(fēng)機(jī)制熱系數(shù)最高可達(dá)2.9.相比直接電加熱轉(zhuǎn)換效率為0.9，本文研究的熱電熱泵暖風(fēng)機(jī)節(jié)能效果明顯.

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