半导体致冷气体除湿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种半导体致冷的气体除湿装置，包括除湿换热器、半导体致冷器、散热器、直流电源、自动控制装置。半导体致冷器（６）装在冷板（４）和热板（５）之间并且用螺钉固定，热板另一面与散热器（７）连接成一体，构成半导体致冷套件。散热器是冷却水箱或空气散热器，全部半导体致冷器并联到纹波系数很小的直流电源。致冷套件的冷板（４）贴合并固定在除湿换热器的导热平面（３）上。除湿换热器为紫铜排管（１）焊在紫铜板（２）上构成或由铜、铝合金铸造成型。与现有技术比，本实用新型专利技术半导体致冷器的寿命长，而且维护方便。适用于发电机的氢气的干燥及其他气体干燥。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及气体除湿装置的改进，特别是应用半导体致冷的气体除湿装置的改进，适用于火力发电机组氢气的干燥(或称除湿)及其它气体干燥。
技术介绍
气体除湿技术发展很快，最早采用的是物理吸附，令含水蒸汽的气体经过硅胶、无水氯化钙或沸石分子筛，水蒸汽被吸附，气体被干燥。这种设备很简单，但是开始干燥效果很好，随着上述吸附剂中水分的增多，其吸附效果逐渐下降，需要再生。气体中如有油污，会使吸附剂失效，且无法再生。所以需不断大量更换吸附剂，很不经济，劳动强度大。后来出现冷凝去湿法，气体中的水蒸汽的饱和度随着温度降低而降低，在致冷环境中大部分水蒸汽凝结霜冻，当停止致冷或稍加热，霜冻化成水，很容易去除。早期采用的冷凝干燥法是用氟里昂经压缩致冷系统，液态氟里昂在蒸发器中气化吸收气化潜热，使在其内部的管道中流过的气体被冷却，过饱和的水蒸汽凝结、结霜，停止致冷霜化成水排出。这种方法比吸附式干燥操作方便，运行安全，但使用氟里昂致冷只能达到-40℃；而且有压缩机，运行振动较大，氟里昂一旦泄漏，对环境危害很大，特别是氟里昂是属于即将禁用的材料。随着半导体致冷元件的工业化生产，用半导体致冷器对气体冷凝除湿已成为可能。氢气除湿技术技术研讨会会议资料《氢气除湿技术与BLNG-1F型半导体除湿机》公布了一种半导体除湿装置，该装置包括除湿换热器、半导体致冷器、冷却水箱、直流电源系统、控制系统，除湿散热器有气体流动管道，管道是平面排管，外面铸铝，加工面供半导体致冷件固定连接，半导体致冷器6～8个一组，用冷却水箱的平面将该6～8个致冷器件压紧而固定到除湿换热器表面。其冷端接除湿换热器，其热端接冷却水箱。该装置充分显示出半导体致冷的优点无转动设备、无振动、无噪音、对环境无污染，可以随意控制致冷、致热，调节方便。但该装置致冷器件损坏较多，维护更换不方便，现场更换后损坏率更高。
技术实现思路
本技术的任务是提供一种半导体致冷器不易损坏且维修方便的半导体致冷气体除湿装置。解决该技术问题的技术方案如下本技术提供的半导体致冷除湿装置，包括除湿换热器、半导体致冷器、散热器、直流电源、自动控制系统，除湿换热器包括气体流通管及与气体流通管连接的导热平面，气体流通管有竖直的排管，有进气管，出气管，最下部的集水管的下部有排水阀，半导体致冷器的一端与除湿换热器的导热平面连接，另一端与散热器连接。为了提高半导体致冷件的寿命及效率，采取如下措施a.所说的半导体致冷器均与散热器装为一体，构成一个个的套件，每个套件包括装在冷板和热板之间的半导体致冷器，冷板与热板之间以螺纹连接固定，热板的另一面与散热器结为一体，冷板的另一面与所说的导热平面贴合，并单独固定在导热平面上；b.所说的各套件的半导体致冷器全部并联到直流电源；c.进气与出气之间设有节能热交换器；d.直流电源是纹波系数很小的直流电源；e.自动控制装置包括单片机、设定控制参数的键盘、采集温度模拟量的设在气体进口、出口、导热平面及各套件的热板上的温度传感元件、设在冷却水母管的流量开关、显示装置运行状态的液晶显示屏、执行远动信号输出的一系列固态继电器、就地自我保护的多个固态继电器。各套件的与热板结为一体的散热器可以是两种，一种是焊接在热板上的冷却水管，各冷却水管并联在冷却水母管上，构成冷却水系统；另一种是铜质或铝质的具有平行散热片的空气散热器，具体可以是自然对流散热，可以是强迫通风。所说的除湿换热器的导热平面，可以是与紫铜排管焊接的紫铜板的表面，也可以是平面布置钢质排管外面铸铝构成的长方体的表面，还可以是铜合金或铝合金铸造的内有平面布置的排管的长方体的表面。所说的纹波系数很小的直流电源可以是集中供电的一个高频开关电源、可控硅电源、变压器加三相二极管全波整流电容电感滤波构成的电源及分别对每个致冷套件单独供电的多个开关电源中的任一种。节能换热器是套管式换热器，有内管和外管，一个是进气管的一部分，另一个是出气管的一部分，套管式换热器的内管可以是外部有至少一个翅片的直管，或光滑直管，还可以是螺旋管。与现有技术比较，本技术的有益效果如下1.半导体致冷器损坏率降低、寿命长。现有技术中，把6～8个半导体致冷电压在散热器和除湿换热器的导热面之间并用螺栓固定，虽然采用选择配合的办法控制致冷气厚度差0.05mm，但最大差可为0.1mm，按极端情况看，如果有一个为低0.1mm，该致冷器热端与散热器的接触比其它差，导热不良，散热不良则影响致冷器的寿命。如果有一个高0.1mm，则该件受力大，半导体致冷器的温差电材料是脆性材料，显然突出高的致冷件受力偏大，也容易损坏。即便不是极端情况，由于6～8个致冷器厚度总有差别，高的受力多些，低的散热情况差些，特别是在现场维修更换半导体致冷元件后情况更严重，是使致冷器容易损坏的重要原因。还有一个水箱中水流不均，所以与其接触的多个半导体致冷器受冷却的情况不一致，水流最慢的区域的半导体致冷器热端冷却较差，易于损坏。另外该直流电源只经过三相全波整流，纹波系数超过10％，也是使半导体致冷器容易损坏的原因。本技术采用预先做好的致冷套件，其在热端和冷端与热板和冷板接触很好，往导热平面安装时，只需用螺钉把冷板固定在导热平面上，所以避免热端冷端接触不良等问题，特别是杜绝因现场安装而造成的致冷元件接触不良及受力不均；与热板焊接构成的散热器使冷却水流过致冷元件所在的区域，保证了热端能良好散热，避免了因过热而损坏半导体致冷器的问题；直流电源采用了纹波系数很小的直流电源，控制纹波系数＜10％，解决了因纹波大而损坏半导体致冷器的问题；为了防止冷却水中断而电源继续向半导体致冷器供电而损坏半导体元件，本技术的自动控制系统在发生断水或冷却不足时能自动保护。综上所述，本技术具有半导体致冷器损坏率低、寿命长的优点。2.由于采用带散热器的半导体致冷套件单个用螺钉把冷板固定在导热平面上，所以维修换件很方便。3.由于在进气口与出气口之间设有节能热交换器，提高了装置的效率，当用于发电机氢气除湿时，进口氢气是从发电机来的热氢气，出口氢气是从除湿装置出来的冷氢气，进口氢气预先降温，可节省能耗，提高致冷效率，而出口冷氢气提高温度，可以避免进入发电机后产生结露现象。4.本技术当采用紫铜，铸造铜合金、铸造铝合金导热平面的方案时，传热好，可以提高致冷效率或减少能源消耗。本技术在除湿热交换器外表更多的缚保温层，也能提高致冷效率，降低能耗。附图说明图1是紫铜半导体致冷气体干燥装置正视图图2是紫铜半导体致冷气体干燥装置左视图图3是气路示意图图4是铸焊结合的除湿换热器示意图图5是排管外铸铝式除湿换热器示意图图6是自动控制系统方框图 具体实施方式实施例1.紫铜半导体致冷氢气除湿装置(参见图1、图2、图3)，包括除湿换热器、半导体致冷器、散热器、直流电源、自动控制系统，除湿换热器包括竖直的布置在同一平面的铜排管1，铜排管焊在紫铜板2上，本例采用十根竖直的紫铜管，其下端都接通集水管13，集水管最低部位设有排水阀14，其排管的上端，一半(5根)接进气管11，另一半接出气管10。排管中每根管的截面可以是圆形、正方形、长方形、椭圆形，也可以是波纹管。紫铜板2的一面焊接铜管，另一面即导热平面3。在导热平面3上布置一系列致冷套件(本例为20个)，致冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体致冷气体除湿装置，包括除湿换热器、半导体致冷器（６）、散热器（７）、直流电源、自动控制系统，除湿换热器包括气体流通管及与气体流通管连接的导热平面（３），气体流通管有竖直的排管（１）、有进气管（１１）、出气管（１０），最下部的集水管（１３）的下部有排水阀（１４），半导体致冷器（６）的一端与除湿换热器的导热平面连接，另一端与散热器连接，其特征是：ａ．所说的半导体致冷器和散热器装为一体构成一个个的致冷套件，每个套件包括装在冷板（４）和热板（５）之间的半导体致冷器（６） ，冷板与热板之间以螺纹连接固定，热板的另一面与散热器结为一体，冷板的另一面与所说的传热平面贴合，并单独固定在导热平面上；ｂ．所说的各套件的半导体致冷器全部并联在直流电源上；ｃ．进气与出气之间设有节能热交换器；ｄ．直流电源是纹波系 数很小的直流电源；ｅ．自动控制系统包括单片机、设定控制参数的键盘、采集温度模拟量的设在气体进口、出口、导热平面及各套件的热板上的温度传感元件、设在冷却水母管的流量开关、显示装置运行状态的液晶显示屏、执行远动信号输出的一系列固态继电器、就 地自我保护的多个固态继电器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩毅平，李岩松，盛迎新，韩洁平，郑宇阳，刘君，
申请(专利权)人：北京中能创新电力技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]