致冷晶片 應用於除濕之研究
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致冷晶片 應用於除濕之研究. 指導教授 : 方煒 博士 報告人: 翁偉庭. 研究目的. 探討利用致冷晶片進行除濕之可行性。 優點為: 不需要用冷媒,符合環保潮流。 無須利用壓縮機,有效的降低噪音。 可透過供應電流的調整還控制溫度變化,以達到最高的效能 (g water / kW.hr) 。. 文獻探討. 什麼是致冷晶片. 利用 N 型或 P 型半導體與金屬導線如 Cu 連接, 外加一直流電源即可作為最基本之致冷元件. N-P 交互串聯的致冷晶片. 以 N 型及 P 型半導體互相搭配為熱電元件最佳組合 1. 無使用造成熱回流之金屬導線 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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致冷晶片應用於除濕之研究
指導教授 :方煒 博士報告人:翁偉庭
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研究目的探討利用致冷晶片進行除濕之可行性。優點為:– 不需要用冷媒,符合環保潮流。– 無須利用壓縮機,有效的降低噪音。– 可透過供應電流的調整還控制溫度變化,以
達到最高的效能 (g water / kW.hr) 。
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文獻探討
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什麼是致冷晶片
利用 N 型或 P 型半導體與金屬導線如 Cu 連接,
外加一直流電源即可作為最基本之致冷元件
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N-P 交互串聯的致冷晶片
以 N 型及 P 型半導體互相搭配為熱電元件最佳組合1. 無使用造成熱回流之金屬導線2. 利用 P 、 N 電流與傳熱相反的特性
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典型商業化熱電元件結構示意圖
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致冷晶片的應用專利• 空調裝置• 光源裝置• 皮膚用導入器結構• 太陽能冷氣帽• 散熱裝置• 除濕裝置
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研究方法與實驗分析
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A. 致冷晶片效能實驗
致冷晶片
散熱器
測量冷端溫度
測量熱端溫度
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A. 致冷晶片效能實驗
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B. 致冷晶片除濕效能實驗
致冷晶片
金屬板
風扇
散熱器集水瓶
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B. 致冷晶片除濕效能實驗
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實驗 C. 致冷晶片除濕效能與電流關係實驗
實驗方法如同實驗 B主要在探討相同環境下通入不同電流至致冷晶片的除濕效率
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結果與討論
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實驗結果地點 知武館
306實驗室知武館3 樓走廊
知武館303實驗室
知武館303實驗室
溫度 (℃) 24 24.5 27 26露點溫度 (℃) 11.2 17.2 18.3 22相對溼度 (%) 44.5 63.5 59 78.5
130分鐘內收集到的水量 (cc) 4.5 10.5 14.5 19
通過致冷晶片的電流 (A)及電壓 (V)
4.0 / 10.8
4.0 / 10.8
4.0 / 10.9
4.0 / 11.0
含風扇的消耗功率 (W) 60.78 60.78 61.17 61.57
單位耗電功率的除水速率 (g / kW.hr) 34.17 79.73 110.11 144.28
備註 有開冷氣 無冷氣 無開冷氣 無開冷氣
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規格 /型式 RD-12SE RD-12SL RD-200J RD-280N適用室溫範圍
( )℃5~35 1~35
電源 單相‧ 110V 60Hz‧額定消耗電功
率 (w) 220 270 450
除濕能力(g/kw.hr)
室溫30℃~35℃濕度 80%~85%
2,270 2,270 3,090 2,590
室溫27℃濕度 60%
1,140 1,140 1,540 1,300
外型尺寸(mm) 310**530*190 370*600*279
製品重量 (kg) 9 15建議售價
(NTD)5,690 5,690 8,790 14,490
規格 /型式 AD-
1273N
AD-
1662FN
AD-
2472FN
RD-280N
分類別 奈米銀濾網除濕輪式
電源 單相‧ 110V‧60Hz
額定消耗電功率 (w) 260 310 370 390
除濕能力(g/w.hr)
室溫27℃濕度60%
960 1,070 1,350 850
外型尺寸 (mm)300*458*
260528*356*
255170*420*
510175*295*
475
製品重量 (kg) 12.5 15.5 10.7 5.9
建議售價 (NTD) 4,990 6,490 8,990 7,990
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型號 RD-12SE
RD-12SL
RD-200J
RD-280N
AD-1273N
AD-1662FN
AD-2472FN
RD-280N
本實驗
圖表編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9
除濕方式 壓縮機式 除濕輪式
致冷晶片
除濕能力 (g/kw.hr)
室溫 27℃相對濕度 60%
1,140
1,140
1,540
1,300
960 1,070 1,350 850110.1
1
尺寸 (cm^3)31,21
731,21
761,93
861,93
835,72
447,93
236,41
424,52
26,864
重量 (kg) 9 9 15 15 12.5 15.5 10.7 5.9 1.3
價位 (NTD)5,69
05,69
08,79
014,49
0 4,990 6,490 8,990 7,990 5,250
本實驗與市面上機種比較
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除濕能力除濕能力比較
0
500
1000
1500
2000
1 2 3 4 5 6 7 8 9
編號
(g/kw,hr)
除濕
能力
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重量重量比較
0
5
10
15
20
1 2 3 4 5 6 7 8 9
編號
(kg)
重量
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尺寸尺寸比較
0
20,000
40,000
60,000
80,000
1 2 3 4 5 6 7 8 9
編號
(cm̂
3)尺
寸
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價位價位比較
0
5,000
10,000
15,000
20,000
1 2 3 4 5 6 7 8 9
編號
(NTD)
價位
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電流 (A) 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
電壓 (V) 5.5 6.8 8.0 9.4 10.8 12.0
20分鐘中收集到的水量(g) 0.5 1.0 1.5 2.1 1.8 1.7
致冷晶片冷端溫度 (℃) 15.1 13.9 11.0 7.3 3.2 5.2
除濕能力 (g/kw.hr) 136.36
176.47
187.50
191.49
125.00
94.44
備註 溫度 24.0℃ / 露點溫度 19.7℃ / RH 74.5%
電流對除濕效率的影響
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結 論
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除濕機性能優缺點比較壓縮機式
效率高 (1000~1500 g/kw.hr)噪音高、使用冷媒
除濕輪式效果不受溫度限制、環保、安靜效率低 (850 g/kw.hr) 、使用壽命短
致冷晶片式安靜、體積小效率最低 (110.11 g/kw.hr)
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後續改善
• 改變通入致冷晶片的電流• 透過流道設計,減少風扇數量,減少耗電• 探討最適金屬板表面溫度• 探討最適金屬板面積• 探討金屬板材質
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結合熱管的 高效能除濕機
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26.67oC 21.1oC 12.7oC 18.3oC
http://www.heatpipe.com/
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