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建立了考虑外部有限速率传热过程和热源间热漏的不可逆半导体固态热离子制冷器模型,基于非平衡热力学和有限时间热力学理论导出了热离子制冷器的制冷率和制冷系数的表达式;对比分析了不可逆热离子制冷器与可逆热离子制冷器的发射电流密度特性、电极温度特性以及制冷系数特性;研究了不可逆系统的制冷率与制冷系数最优性能,得到了制冷率和制冷系数的最优运行区间;通过数值计算,详细讨论了外部传热以及内部导热、热源间热漏损失、热源温度、外加电压、半导体材料势垒等设计参数对热离子装置性能的影响。在总传热面积一定的条件下,进一步优化了高、低温侧换热器的面积分配以获得最佳的制冷率和制冷系数特性。结果表明,由于存在内部和外部的不可逆性,热离子装置的发射电流密度及制冷系数都会明显降低;不可逆半导体固态热离子制冷器的制冷率与制冷系数特性呈扭叶型;合理地选外加电压、势垒等参数,可以使制冷器设计于最大制冷率或最大制冷系数的状态。 相似文献
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娄放张恒运解道昌刘俊良毛德文孙其富李源杰 《储能科学与技术》2020,(4):1178-1185
本工作研究了基于热电制冷的车用太阳能空调系统,该系统通过太阳能板独立供电并对模拟车厢空间温度进行调节。试验系统包括太阳能板、锂电池等供能装置及由热电制冷片所组成的空调制冷系统,电池模组采用1×4方形磷酸铁锂电池串联组成,模拟箱体尺寸为400 mm×400 mm×400 mm,内置6个温度传感器进行气温测量,侧壁安置热电偶和热流计以测量壁面温度和通过壁面的热流量。试验研究了太阳能空调的制冷性能,获得了在热电制冷片串联和并联连接情形下箱体的降温曲线,实时测量试验箱体内的热流量,分析了热电制冷片的制冷工作效率及其计算方法。结果表明,环境温度为27℃,两块热电制冷片串联情形下持续工作30 min,密闭箱体内平均温度可降至18.3℃,平均制冷系数为1.03,有效制冷系数为0.79(排除壁面热流量);在两块热电制冷片并联时,密闭箱体内平均温度可降至16.7℃,平均制冷系数为0.38,有效制冷系数为0.28 (排除壁面热流量)。 相似文献
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针对一种新型半透明光伏-热电制冷辐射窗(STPV-TE-RCW),通过实验和数值模拟方法对其热电性能进行研究,建立STPV-TE-RCW计算模型,验证其准确性,并针对STPV-TE-RCW中的热电模块不同排列形式、辐射板尺寸、散热形式等进行优化分析。在考虑结构自身发电量与耗电量关系的基础上,通过分析制冷系统COP和耗电量,认为5块热电片串联2个支路并联的热电模块排列形式,高度为1 m的辐射板尺寸和强制对流的散热形式效果更好,在这种情况下,STPV-TE-RCW的耗电量与发电量之比为0.83,制冷量能承担该结构产生的60%冷负荷,辐射铝板提供的制冷量为63.4 W/m2,热电模块的COP为1.41。 相似文献
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建立了考虑压降的开式回热燃气轮机热电冷联产装置的有限时间热力学模型,导出了各个部件的相对压降和各个热流率与压气机进口相对压降的关系式,以第一定律效率、[火用]输出率、[火用]效率和利润率为目标,在无燃料消耗和装置尺寸约束下,通过数值计算发现分别存在最佳的压气机进口相对压降使[火用]输出率和利润率取得最优值,进一步优化压比,得到了最大[火用]输出率和利润率,分别存在最佳的供热温度使最大[火用]输出率和利润率取得双重最大值,以利润率为设计目标能够减小装置的尺寸.在燃料消耗和装置尺寸约束下,优化了压气机进口相对压降,得到了最优效率,同时各部件流通面积分配也得到了优化.回热能够增大装置的利润率和效率. 相似文献
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应用有限时间炯分析法,研究热阻和非理想回热对铁电埃里克森制冷循环的炯经济优化性能的影响。基于铁电晶体的热力学特性,考虑线性传热规律,得到铁电埃里克森制冷循环的基本优化关系及其他性能参数,所得结论可为铁电埃里克森制冷循环的优化设计和性能改善提供些指导。 相似文献
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