CN213846561U - 一种基于热电材料的空压站节能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于热电材料的空压站节能装置，属于节能技术领域。节能装置包括温差发电单元、热电制冷单元和导线；空压机机头后端设有的压缩空气出口管道上设有温差发电单元，冷冻干燥机中设有热电制冷单元，温差发电单元与热电制冷单元之间设有导线。本实用新型有效利用空压机出口高温压缩空气的热量，使温差发电片发电；再将电力提供给冷冻干燥机制冷用，从而节约了冷冻干燥机的制冷电耗，实现了能源的高效利用。

Description

一种基于热电材料的空压站节能装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于热电材料的空压站节能装置，属于节能技术领域。

背景技术

空压站是工业生产中广泛需要的动力产品的来源，也是工业生产中的主要耗能设备之一。从空压机出来的压缩空气一般都需要经过干燥装置干燥处理后送到用户，冷冻式干燥机是一种常用的压缩空气干燥装置，压缩空气经过冷冻干燥机后，先被冷却至低温，压缩空气中的水分析出，从而除去压缩空气中的水分，冷冻干燥机的冷却过程需要消耗大量的电能。所以，本领域需要解决冷冻干燥机的冷却过程中的节能问题。

发明内容

本实用新型的目的是为解决冷冻干燥机的冷却过程中如何节能的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本实用新型所采取的技术方案是提供一种基于热电材料的空压站节能装置，空压站设有的空压机机头和冷冻干燥机之间设有节能装置；节能装置包括温差发电单元、热电制冷单元和导线；空压机机头后端设有的压缩空气出口管道上设有温差发电单元，冷冻干燥机中设有热电制冷单元，温差发电单元与热电制冷单元之间设有导线。

优选地，所述温差发电单元包括温差发电片、热端热管装置和冷端冷却装置；热端热管装置和冷端冷却装置之间设有温差发电片；热端热管装置设于空压机机头后端设有的压缩空气出口管道上。

优选地，所述热端热管装置包括热管、热管的蒸发段、热管的冷凝段和导热翅片，热管中设有填充液；热管的蒸发段上设有导热翅片；热管的蒸发段与热管的冷凝段连接。

优选地，所述温差发电片数量设为大于等于1片；大于1片的温差发电片根据温差发电的需要调整数量且设为串联连接结构。

优选地，所述的冷端冷却装置中设有冷却水流动通路；温差发电片与热端热管装置和冷端冷却装置之间分别设有导热垫片。

优选地，所述热电制冷单元包括热电制冷片和热端散热装置；热电制冷片通过导线与温差发电单元连接；与所述热电制冷片的一侧相对应的冷冻干燥机中设有用于冷却压缩空气的制冷腔，热电制冷片的另一侧连接有热端散热装置。

优选地，所述热端散热装置包括翅片和散热装置；热电制冷片的另一侧设有冷却用翅片，与翅片相对应设有散热装置。

优选地，所述热电制冷片数量设为大于等于1片；大于1片的热电制冷片根据制冷的需要调整数量且设为串联连接结构。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，在两端有温差的情况下，可以产生电能；当给它供电时，可以用来制冷；从压缩机机头出来的压缩空气温度较高，一般可以达到120℃左右，配合冷却装置可以提供有效的温差，从而达到发电的目的。

本实用新型具有的有益效果：

1、本实用新型所选用的热管换热装置换热效率高，能够有效利用高温压缩空气的热量，使温差发电片热端维持高温，从而增大温差发电片的温差，增加发电量。

2、本实用新型用高温压缩空气作为温差发电片的热源，降低了从空压机机头出来的压缩空气温度，减少空压机的冷却耗能。

3、本实用新型利用高温压缩空气的热能发电，供冷冻干燥机制冷用，节约了冷冻干燥机的制冷电耗，实现了能源高效利用。

4、本实用新型利用热电材料制冷，没有运动部件，没有噪音，使用寿命长，可靠性高。

5、本实用新型使用热电材料制冷，不必使用氯氟碳类物质，不会造成任何环境污染。

附图说明

图1是本实用新型系统结构框图；

图2是本实用新型温差发电单元示意图；

图3是本实用新型温差发电单元中冷却装置示意图；

图4本实用新型热电制冷单元结构示意图。

附图标记：1.温差发电单元；2.热电制冷单元；3.导线；4.高温压缩空气；5.冷却水；6.热电制冷片；7.散热装置；8.翅片；9.制冷腔；10.冷冻干燥机；11.压缩空气出口管道；12.热管；13.填充液；14.温差发电片；15.蒸发段；16.冷却装置；17.导热垫片；18.导热翅片。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1-4所示，本实用新型提供一种基于热电材料的空压站节能装置，空压站设有的空压机机头和冷冻干燥机10之间设有节能装置；节能装置包括温差发电单元1、热电制冷单元2和导线3；空压机机头后端设有的压缩空气出口管道11上设有温差发电单元1，高温压缩空气4流经温差发电单元1；冷冻干燥机10中设有热电制冷单元2，温差发电单元1与热电制冷单元2之间设有导线3。温差发电单元1包括温差发电片14、热端热管装置和冷端冷却装置16；热端热管装置和冷端冷却装置16之间设有温差发电片14；热端热管装置设于空压机机头后端设有的压缩空气出口管道11上。热端热管装置包括热管12、热管的蒸发段15、热管的冷凝段和导热翅片18，热管12中设有填充液13；热管的蒸发段15上设置有导热翅片18；热管的蒸发段15与热管的冷凝段连接。温差发电片14数量设为大于等于1片；大于1片的温差发电片14根据温差发电的需要调整数量且设为串联连接结构。冷端冷却装置16中设有冷却水5流动通路；温差发电片14与热端热管装置和冷端冷却装置16之间分别设有导热垫片17。热电制冷单元2包括热电制冷片6和热端散热装置；热电制冷片6通过导线3与温差发电单元1连接；与热电制冷片6的一侧相对应的冷冻干燥机10中设有用于冷却压缩空气的制冷腔9，热电制冷片6的另一侧连接有热端散热装置。热端散热装置包括翅片8和散热装置7；热电制冷片6的另一侧设有冷却用翅片8，与翅片8相对应设有散热装置7。热电制冷片6数量设为大于等于1片；大于1片的热电制冷片根据制冷的需要调整数量且设为串联连接结构。

热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料，在两端有温差的情况下，可以产生电能；当给它供电时，可以用来制冷；从压缩机机头出来的压缩空气温度较高，一般可以达到120℃左右，配合冷却装置可以提供有效的温差，从而达到发电的目的。现代的工业厂房内一般都有冷却水系统或者中央空调水冷机组，从冷却水系统或者水冷机组引一根支管，作为冷源非常方便。

本实用新型是针对现有使用冷冻干燥机作为干燥装置的空压站，冷冻干燥机干燥压缩空气需要消耗大量的电能，空压机机头出气温度较高，利用热电材料的热电转换原理将热能转换成电能，再利用热电制冷原理，将进入冷冻干燥机的压缩空气冷却，从而节约冷冻干燥机降温消耗的电能。

本实用新型的技术方案包括温差发电单元1、热电制冷单元2以及导线3。温差发电单元1包括温差发电片14、热端热管装置和冷端冷却装置16；温差发电片14为一组温差发电片串联连接，根据需要调整温差发电片的数量。热端热管装置，包括热管的蒸发段15、热管的冷凝段、填充液13和导热翅片18，热端热管装置嵌入的安装在空压机机头出口压缩空气管道上，热管的蒸发段15与高温压缩空气接触，将高温压缩空气的热量高效的传递到温差发电片14的热端，维持温差发电片热端高温；冷端冷却装置16与温差发电片14的冷端接触，冷却装置16采用换热系数好的铜制材料，冷却水5在冷却装置中呈蛇形流动，增加换热面积，冷却水5可以从厂房的水冷机组冷冻水管引出。热电制冷单元2包括热电制冷片6和热端散热装置。热电制冷片6为一组热电制冷片6串联连接，热电制冷片6的数量可根据需要调整。热端散热装置包括一个翅片8和一个散热装置7。热电制冷片6冷端形成一个制冷腔9，用来降低压缩空气温度。热电制冷单元2安装在冷冻干燥机10内部。导线3用于将温差发电单元1产生的直流电流供给热电制冷单元2。所有与温差发电片14连接的部位均设有导热垫片17。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种基于热电材料的空压站节能装置，空压站设有的空压机机头和冷冻干燥机之间设有节能装置；其特征在于，节能装置包括温差发电单元、热电制冷单元和导线；空压机机头后端设有的压缩空气出口管道上设有温差发电单元，冷冻干燥机中设有热电制冷单元，温差发电单元与热电制冷单元之间设有导线。

2.如权利要求1所述的一种基于热电材料的空压站节能装置，其特征在于：所述温差发电单元包括温差发电片、热端热管装置和冷端冷却装置；热端热管装置和冷端冷却装置之间设有温差发电片；热端热管装置设于空压机机头后端设有的压缩空气出口管道上。

3.如权利要求2所述的一种基于热电材料的空压站节能装置，其特征在于：所述热端热管装置包括热管、热管的蒸发段、热管的冷凝段和导热翅片，热管中设有填充液；热管的蒸发段上设有导热翅片；热管的蒸发段与热管的冷凝段连接。

4.如权利要求3所述的一种基于热电材料的空压站节能装置，其特征在于：所述温差发电片数量设为大于等于1片；大于1片的温差发电片根据温差发电的需要调整数量且设为串联连接结构。

5.如权利要求4所述的一种基于热电材料的空压站节能装置，其特征在于：所述的冷端冷却装置中设有冷却水流动通路；温差发电片与热端热管装置和冷端冷却装置之间分别设有导热垫片。

6.如权利要求5所述的一种基于热电材料的空压站节能装置，其特征在于：所述热电制冷单元包括热电制冷片和热端散热装置；热电制冷片通过导线与温差发电单元连接；与所述热电制冷片的一侧相对应的冷冻干燥机中设有用于冷却压缩空气的制冷腔，热电制冷片的另一侧连接有热端散热装置。

7.如权利要求6所述的一种基于热电材料的空压站节能装置，其特征在于：所述热端散热装置包括翅片和散热装置；热电制冷片的另一侧设有冷却用翅片，与翅片相对应设有散热装置。

8.如权利要求7所述的一种基于热电材料的空压站节能装置，其特征在于：所述热电制冷片数量设为大于等于1片；大于1片的热电制冷片根据制冷的需要调整数量且设为串联连接结构。

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