商用温差电致冷组件用于发电的研究

由于环境保护和军事应用的需要,近年来温差电材料和器件的研究重新激发起人们极大的兴趣。研究了商用温差电致冷组件用于发电的可行性,实验得出各种条件下三种标准温差电致冷组件在发电模式下的输出性能,并讨论了用于低温发电的经济性。发现以目前的价位为基础分析,温差电致冷组件用于低温热源发电的成本已经低于工业用电的价格。利用商用温差电致冷组件发电技术大规模开发工业余热、汽车废热、垃圾燃烧热的时代已经到来。     

电信级温差电致冷组件老化筛选实验方法

以Bellcore标准为依托,结合温差电致冷组件的特性,设计了电信级温差电致冷组件老化筛选实验方法.以典型型号温差电致冷组件为样品,进行实验方法的验证分析,通过测试、分析实验样品的热电性能,并与未通过老化筛选的组件同时进行模拟工作实验,发现该方法能有效地、可靠地筛选出电信级温差电致冷组件.     

热压法制备BiTe基温差电材料研究

为提高温差电材料热电性能和机械强度,满足空间用温差电致冷组件研制要求,探索热压法制备BiTe基温差电材料,分别采用普通热压、纳米复合粉热压和热压塑形三种方法对BiTe基温差电材料进行处理,将三种样品进行性能表征并与常规区熔材料比对,结果表明热压工艺制备的BiTe基温差电材料致密性好,抗弯强度与热电性能均大于区熔材料。     

高效温差电空调器的研制

温差电致冷器具有零污染、长寿命以及易于控温等诸多优点,正得到日益广泛的应用。通过降低温差电致冷组件冷、热面工作温差及工作电压等方法,引入降额及冗余设计,建立高效率致冷工作模式。其次,改进常规的散热方法,设计轻质、高效散热器,大幅度地提高散热性能。此外,优化整机设计,采用交叉流换热结构,进一步提高冷、热风道换热效率,最终研制出高效率的温差电空调器。制作的温差电空调器样机输入功率95W,致冷功率448W,致冷效率达到4.7以上,高于普通的机械式空调器。     

电路板测试用温差电控温箱

电路板测试用温差电控温箱是一个既可致冷又可致热的精确控温箱.采用温差电致冷组件和薄膜加热片作为致冷致热的中心部件,用单片机进行精确控温.控温箱的控温范围为-40～ 55 ℃,控温精度为±0.5℃,可以用于各种电子线路板的温度测试.详细叙述了其设计原理、结构和控温模式,同时给出了实验数据.     

新型温差发电组件的研制

为发展高温温差电致冷组件(也称为新型温差发电组件)用于低温热源发电与应用,进行了新TEM(温差电池)模块制造工艺研究,主要进行了多种焊料的试验和研究,确定了最佳焊料配方Pb-Sn高温焊料,确定了工艺流程。按照这种工艺流程,使用Pb-Sn高温焊料,在焊接过程中能使组件内部元件表面有一个可靠的焊接点,结合力强保证组件高可靠,同时又能稳定组件高热电性能。在温差电转换能量技术上,为了获得高的发电效率。通过实验和研究确定制作新TEM(温差电池)模块的工艺途径,提高热面工作温度。     

温差电致冷器的可靠性研究

综合了国际文献中有关温差电致冷组件和系统的可靠性研究成果,并结合作者的实践经验,讨论了温差电致冷组件及其系统的失效模式、失效机理、寿命试验方法以及可靠性设计等问题.     

Bi2Te3基温差发电组件的热应力和结构参数选择

温差电材料性能决定了温差发电组件(TEM)的发电功率及转换效率,而在使用过程中由于环境因素的影响,对其机械性能也提出了一定的要求.热压法制备的Bi2Te3基温差电材料密度和强度均有提高,缓解了区熔法制备的Bi2Te3基温差电材料在平行于晶体方向上易发生解理破坏的问题,但还不能完全避免.通过分析Bi2Te3基温差电材料沿...     

提高温差电空调系统效率的探讨

通过对现有温差电公式进行理论推导,结合具体的试验结论,通过绘制Z-h(COP)、DT-h以及U-h三条关系曲线,直观地反映了最佳hopt与优值系数Z、温差DT以及工作电压U之间的函数关系,从而为设计高效温差电空调系统奠定了理论基础。基于此,通过改进温差电材料的热电性能、提高优值系数Z、降低冷热面温差、优化工作电压以及引入高密高效散热器、改善散热条件等几个方面,设计了一套高效率的温差电空调系统,其致冷效率可以达到4~5。     

温差电能量转换技术述评

本文详细阐述了温差发电和温差电致冷技术的现状并讨论了该领域的发展趋势.     

热电薄膜平面内热电性能测量技术

介绍了一种测量热电薄膜平面内Seebeck系数和电导率一体化的测量装置。本装置可用于测量室温到300℃温度范围内薄膜材料平面内Seebeck系数和电导率,测量过程简单,测量成本低,且不会对薄膜造成损伤。实验证明,在薄膜两端沉积一层导电性好的铜膜后,该测量装置完全可以忽略接触电阻的影响,使得测量稳定性好,精度高,可满足纳米薄膜热电材料的Seebeck系数和电导率的一体化测量的要求。     

新型热电材料的研究进展

热电材料是一种性能优越,具有广泛应用前景的环境友好型材料,它能够直接把电能和热能相互转化。简要介绍了热电材料的热电效应,综述了新型热电材料的种类及其研究进展,展望了热电材料的发展方向。     

A trial manufacture of a thermoelectric generator powered by high‐temperature heat transfer medium oil

A thermoelectric generator has been manufactured and evaluated for the purpose that the behavior of heat conduction and power generating performance can be clarified when the thermoelectric generator is powered by a high‐temperature heat transfer medium oil over 500 K. The thermoelectric generator needs a compression fitting mechanism which holds heat sinks and thermoelectric generating modules so tight that desirable heat conduction can be maintained for thousands of heat cycles. The pressure required for the compression fitting mechanism was experimentally investigated with a trial manufactured thermoelectric generator. As an experimental result the compression fitting mechanism of the modules requires 0.28 MPa compressive load, which is 80% less than the recommended value by one of the module manufacturers. Electricity obtained by the trially manufactured thermoelectric generator with bismuth telluride‐based modules increases in proportion to the square of the logarithmic mean temperature difference between the heat transfer medium oil and cooling water and attains 165 W at the logarithmic temperature difference of 180 K. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 141(1): 36–44, 2002; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10042     

分段温差电元件的设计

由于分段温差电元件能够在较宽的温度范围内很大程度地提高热电转换效率,因此,在世界范围内受到广泛的关注。对碲化铅(PbTe)材料和碲化铋(Bi2Te3)材料组成的分段温差电元件进行了理论设计和计算。确定了在热面温度为773K、冷面温度为323K,元件总长度为15mm时,PbTe的最佳长度为8.8mm。测试结果表明:由设计的元件制作出的分段温差电单偶的热电转换效率达到了7.31%。     

温差发电技术的研究进展及现状

温差发电技术是一种绿色环保的发电方式,它可以合理利用太阳能、地热能、海洋热能、工业余热废热等低品位能源转化成电能。介绍了温差发电技术的原理,回顾了国内外的研究进展及现状,对温差发电中存在的发电效率低、温差电组件使用寿命短、可靠性不高等问题进行了分析,并提出了解决的办法。同时指出随着热电材料和温差电组件性能的提高,温差发电技术的优势将更加明显,应用前景广阔。     

太阳能温差发电技术的研究进展

以太阳能集热技术与半导体温差发电有机结合得到太阳能温差发电技术,该技术有着无噪音,寿命长,性能稳定等特点,是绿色环保的发电方式。简单介绍了太阳能温差发电的原理,回顾了国内外的研究进展及现状,对自行设计的太阳能温差发电系统进行了介绍,并指出太阳能温差发电的应用前景广阔。     

微型温差电器件及相关材料的研究现状

1821年德国科学家塞贝克发现的塞贝克效应以及后来帕尔帖效应和汤姆逊效应开启了热电学的大门,人们应用这些效应先后制造出了各种温差电器件,如温差电发电器、温差电致冷器、温差电传感器、温差电探测器等。随着微电机系统(MEMS)技术、微电子技术引入温差电器件的制造,微型温差电器件吸引了越来越多的注意。介绍了近年美国、德国、中国等在微型温差电器件制造及材料研究方面的相关研究成果。     

PbTe/BiTe分段温差电单偶仿真设计研究

考虑温差电材料的热电性能参数随温度的变化,建立了分段温差电单偶的优化设计模型.利用商用有限元软件ANSYS分析了PbTe/BiTe分段温差电元件长度比例、元件截面积、接触电阻、冷热面温度等变化对热电转换效率的影响,并进行了敏感度分析.计算结果表明,利用分段温差电单偶能够有效提高温差电池的热电转换效率,用PbTe/BiTe材料组成的分段温差电单偶的理论热电转换效率超过10%.