半导体热电偶及半导体化合物固溶体理论提出后，热电制冷技术得到了突飞猛进的发展，尽管受材料优值系数仍然不够理想的限制，其效率不及机械制冷或吸收式制冷等其他制冷形式，因而在建筑环境制冷领域限制了这种技术的应用和发展，但与其他制冷形式相比，热电制冷仍然具有许多独特的优越性：系统简单、无机械传动、无工质运行、调控简单精确、容量范围大等等。因而在一些特殊制冷（热）条件，如电子设备的冷却、恒温控制、军事航天等特殊领域，具有其他制冷形式无法替代的优势。
热电设备在过去几十年内广泛应用于国内外很多领域，比如军事、航空、仪器、工业和商业产品。根据工作方式，这些应用可分为三类：制冷器（或加热器）、动力发电机和热能传感器。
1、实施方案
1.1标准工况的设定
1.1.1闭式循环 空气流过热端散热器，被加热后通过送风道吹向干燥室内的湿衣物，使衣物上的
水分加速蒸发，干燥室内的温度因此升高；湿热的空气通过回风道进入冷端散热器表面，发生热交换，湿
热空气降温、凝露，并形成冷凝水流，流到接水盘；降温结露后的干空气再次流向热端散热器，经过新一
轮的加热一降温，对衣物进行干燥，直至衣物烘干为止，。
采用全封闭式循环主要是为了回收从烘干室出来的湿热空气的热能，并避免对室内环境造成热湿污染。通过实验测定，热空气经过湿衣物后，温降一般在5℃左右，湿度可达到95%，如果直接排出，不仅浪费了大量的热能，而且湿热的空气直接排到室内，给环境造成严重的热湿污染，因此仍然有30℃以上的较高温度，特别是冬天温差较大，具有废热回收的潜力。
参照“滚筒式干衣机”的有关标准要求，依据热电热泵系统工作原理，确定标准工况如下：风量220m/h;单位除湿量0.6kg/h;热端空气出口温度350℃，相对湿度35%；冷端空气出口温度25℃，相对湿度100%。
1.1.2开式循环 这种流程冷端空气经过冷端散热器后，直接排出，不再循环。热端进入的是室外空气，被加热后通过送风道吹向干燥室内的湿衣物，使衣物上的水分加速蒸发，干燥室内的温度因此升高；湿热的空气通过回风道进入冷端散热器表面，发生热交换，湿热后再排出。
采用这种流程主要是考虑到系统冷端温度如果达不到冷端空气的冷凝温度，除湿就比较困难。特别是随着干衣过程的进行，水分蒸发速度减缓，蒸发量逐渐减少，如果仍采用全封闭循环，效率就非常低，延长了烘干时间。这种系统仍然回收了从烘干室出来的湿热空气的热能，只是热端进口空气采用外界空气，略微加大了冷热端间的平均温差，系统的效率有所下降，但缩短了烘干时间。
1.1.3除湿循环 这种系统是作为除湿机使用，特别适用于一些对湿度要求比较高的场所。空气在风机驱动下进入冷端散热器，冷凝去湿后，进入热端散热器加热后排出，如图2所示。由于受实验条件限制，这种循环只是做了一些理论方面的研究，并没有做具体实验。
1.2烘干机样机的制作
本样机采用的是冷热端散热器之间固定制冷电堆片以构成完整的热电制冷器（以下简称制冷器）的结构。制冷电堆采用的是双面带陶瓷板的制冷电堆，由氧化铝陶瓷板、半导体元件、铜连接片、元件固定件和导线组成，它的两个单面是电绝缘的，可直接与散热器连接。
改装前由于忽略了冷热端散热器之间的热辐射，直接把热电堆片与散热器连接。由于热电堆片厚度为4mm，散热器之间形成无限大平面热辐射，造成冷热端散热器温差很小，冷端散热器温度太高，达不到空气的冷凝温度，冷凝效果很差。对样机进行改装，在冷热端散热器之间填上隔热层。隔热层太薄，制冷器的热端散热器向冷端的传热量就增加；隔热层太厚，导热热阻就增大，不利于热量的转移。设计隔热层厚度为14mm。为了热端的散热，让热电堆片与热端散热器直接接触以减少导热热阻和接触热阻，而把铝条垫在冷端散热器与热电堆片之间，铝条厚10mm，宽45 mm。结构如图3所示。要使制冷电堆片和冷、热端散热器构成一个完整的系统，常见的固定方法如下。
1.2.1 粘结法 用环氧树脂将热电堆片与散热器粘结在一起。粘接时加一定的压力，使树脂粘结层很薄，以减少有害温差，固化好后在6070℃下烘烤，使固化更完全。制作时要求热电堆两个端面和散热器表面有很高的平整度，并要求接触面粘结层极薄。实际上粘结固定时，尽管加一定压力，环氧树脂粘结层还有一定的厚度，由于研磨面边缘部分比中央部分磨去得多，因此研磨平面的边缘部分的粘结层较厚，对于较大的制冷热电堆结构更是如此。这样在电堆片工作时，由于通过热端的热流密度很大，在导热性很差的环氧树脂粘结层上产生一个很大的有害温差，致使热端温度升高。
1.2.2焊接法 用低熔点的焊料直接把热电堆钎焊固定在冷、热端散热器上成为大块的热电堆组件。在制冷元件焊接头上至少有制冷元件和焊料、铜连接片三种物质存在。有潮气进入焊接头时，冷接头附近结露，焊接头相当于一个原电池，在接头处产生电解腐蚀作用，使焊接头处电阻增大，最终导致焊接头完全损坏。焊剂内的杂物也可引起焊接头腐蚀。因此，焊接头的保护是一个很重要的问题。
1.2.3机械固定法 这个方法比较灵活，热电堆坏了随时可更换检修，是比较好的固定方法。这个方法就是把所有的活动面都涂上油脂做润滑导热作用，如用硅油、凡士林等，然后用螺钉固定，为避免从散热器通过螺钉向冷板漏热（有时这种漏热很大，以致损失十多度温差），螺钉套以塑料套，或用尼龙螺钉，如图4所示。
2、实验结果
鉴于以上分析，为了方便检修起见，干衣机样机采用机械固定法。
通过关于温差的讨论可知，在电堆片冷、热端面与散热器接触面之间会形成接触热阻，当电堆片工作时接触热阻产生有害的寄生温差，这样，在同样的冷、热介质（热源、热汇）温差下，由于两端寄生温差会增大制冷电堆冷、热端工作温差，而降低效率。甚至导致电堆无法工作。有实验指出，即使在处理很好的金属表面与电堆绝缘瓷端面直接接触的情况下，热流密度为104 W/IT12数量级的条件下，也将产生3 -15℃的寄生温差，可见应给予足够的重视。降低寄生温差的方法是在接触面间涂敷有一定流动性的导热（冷）介质，以填满接触面间的微小缝隙，这样一方面减小辐射温差，另一方面因接触孔隙而引起的温差。对水、酒精、硅油、导热硅脂在冷端面的导热实验结果如表1所示。根据以上实验结果，选用导热硅脂作为导热介质。
通过对热电原理的合理应用，将项目要求中的热电热泵烘干机系统各模块设计并加以实现，通过具体实验证明该方法切实可行，具有很高的实用价值和科研意义。
相关烘干机产品：
1、滚筒烘干机
2、气流式烘干机
