本公开揭示了一种温差发电模块性能实验测试装置及实现方法，所述装置包括气缸、法兰板、缓冲垫、水冷散热器、铜板、热电偶、温差发电模块、参考材料、主加热器、辅助加热器、隔热板、气管、空气压缩机、连接水管、数据采集仪、电子负载、高低温恒温槽、PID温控器、真空腔体。本装置通过调节热源和冷源温度，不同压紧力以及不同负载下的温差发电模块的热电性能参数，测定温差发电模块的发电性能。本公开所述装置简易可控，对温差发电模块性能参数测量精度高，操作简单，充分利用循环水资源，对环境无污染。
【技术实现步骤摘要】
一种温差发电模块性能实验测试装置及实现方法
本公开属于可再生能源发电
，特别涉及一种温差发电模块性能实验装置及实现方法。
技术介绍
随着世界经济和工业生产的发展，人们对能源的需求日益扩大。一方面风能、太阳能等可持续再生能源成为现今的研究热点方向；另一方面，低品位的余热废热能源进入人们的视线。温差发电技术通过半导体材料的塞贝克效应直接将热能转化为电能，可对余热废热能源进行回收利用，是一种环保绿色的新型发电技术，具有良好的社会环境、经济效益，在环境保护和能源充分可持续利用等方面具有很大的前景。目前，对于温差发电器件测试的研究主要集中在热电材料及微型热电器件。对于温差发电器件的测量方案，以及如何快速、准确的评估温差发电器件的综合性能仍然是一个难题。因此，对热电器件性能参数测量的实验方案研究有着极其重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种温差发电模块性能实验装置，能克服现有的温差发电模块性能参数测试系统中不能调节多因素与准确测量热流及温度的弊端，实现在不同温差，不同压紧力以及不同负载工况下对温差发电模块的性能参数的准确测量。为了达到上述目的，本专利技术解决技术问题所采取的技术方案：一种温差发电模块性能实验装置，所述装置包括：所述装置包括：气缸(1)、水冷散热器(4)、温差发电模块(7)、主加热器(9)、电子负载(16)；所述气缸(1)用于为温差发电模块(7)提供不同的压紧力；所述水冷散热器(4)用于冷却温差发电模块(7)的冷端；所述温差发电模块(7)与外电路相连，用于将温差转换为电能；所述主加热器(9)用于为温差发电模块(7)热端提供热量；所述电子负载(16)用于向温差发电模块(7)提供不同负载。本公开还揭示了一种温差发电模块性能实验装置的实现方法，所述方法包括以下步骤：S100、将温差发电模块(7)固定在水冷散热器(4)以及参考材料(8)下的第一铜板(5)和主加热器(9)上的第二铜板(6)之间；S200、根据水冷散热器(4)和主加热器(9)的温度变化，测定温差发电模块(7)输出的功率；S300、根据电子负载(16)改变，测定温差发电模块(7)输出的功率。S400、根据气缸(1)提供的压力改变，测定温差发电模块输出的功率。与现有技术比，本公开的有益效果是，所述装置能够克服现有的温差发电模块性能参数测试系统中不能调节多因素与准确测量热流及温度的弊端，能够实现不同压紧力、冷热端温度、热流以及负载条件下对温差发电模块性能参数的实验测试，装置简易可控，测量精度高，对环境无污染，充分利用循环水资源。附图说明图1为本公开一个实施例中提供的温差发电模块性能实验装置的结构示意图，附图标记说明：1-气缸、2-法兰板、3-缓冲垫、4-水冷散热器、5-第一铜板、6-第二铜板、7-温差发电模块、8-参考材料、9-主加热器、10-辅助加热器、11-隔热板、12-气管、13-空气压缩机、14-连接水管、15-数据采集仪、16-电子负载、17-高低温恒温槽、18-PID温控器、19-真空腔体、20-第一热电偶、21-第二热电偶、22-第三热电偶、23第四热电偶。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构和工作原理作进一步详细说明。在一个实施例中，本公开揭示了一种温差发电模块性能实验装置，所述装置包括：气缸(1)、水冷散热器(4)、温差发电模块(7)、主加热器(9)、电子负载(16)；所述气缸(1)用于为温差发电模块(7)提供不同的压紧力；所述水冷散热器(4)用于冷却温差发电模块(7)的冷端；所述温差发电模块(7)与外电路相连，用于将温差转换为电能；所述主加热器(9)用于为温差发电模块(7)热端提供热量；所述电子负载(16)用于向温差发电模块(7)提供不同负载。在本实施例中，所述装置能够克服现有的温差发电模块性能参数测试系统中不能调节多因素与准确测量热流及温度的弊端，能够实现不同压紧力、冷热端温度、热流以及负载条件下对温差发电模块性能参数的实验测试，装置简易可控，测量精度高，对环境无污染，充分利用循环水资源。在一个实施例中，所述装置还包括法兰板(2)、缓冲垫(3)、第一铜板(5)、第二铜板(6)、参考材料(8)、辅助加热器(10)、隔热板(11)、气管(12)、空气压缩机(13)、连接水管(14)、数据采集仪(15)、高低温恒温槽(17)、PID温控器(18)、真空腔体(19)、第一热电偶(20)、第二热电偶(21)、第三热电偶(22)、第四热电偶(23)；所述法兰板(2)用于固定气缸(1)；所述缓冲垫(3)用于缓冲气缸(1)的活塞杆向水冷散热器(4)提供的冲击应力；所述第一铜板(5)、第二铜板(6)用于辅助测量温差发电模块(7)冷热端的表面温度与均匀温差发电模块(7)表面的热量；所述参考材料(8)通过第一、第二热电偶(20)、(21)计算温差发电模块(7)冷端热流；所述辅助加热器(10)用于避免主加热器(9)的热散失；所述隔热板(11)用于使辅助加热器(10)与实验台面相绝热；所述气管(12)用于连接气缸(1)和空气压缩机(13)，使压缩气体能够进入气缸(1)；所述空气压缩机(13)用于压缩空气；所述连接水管(14)用于使冷却水在水冷散热器(4)和高低温恒温槽(17)之间循环；所述数据采集仪(15)用于记录热电偶(20)、(21)、(22)和(23)的温度信号以及主加热器(9)的电压电流信号，从而获得主加热器(9)流入温差发电模块(7)的热量；所述高低温恒温槽(17)用于冷却循环水；所述PID温控器(18)用于调节控制主加热器(9)与辅助加热器(10)的温度与功率；所述真空腔体(19)用于放置所述实验装置中的部件，以避免热对流的影响；所述第一、第二、热电偶(20)、(21)用于测量参考材料(8)不同位置的温度；所述第三、第四热电偶(22)和(23)用于测量温差发电模块(7)冷热两面的温差。在本实施例中，在真空腔体(19)底部，隔热板(11)通过螺栓固定放置，辅助加热器(10)下热端面通过螺钉固定在隔热板(11)上方，主加热器(9)位于辅助加热器中央，主加热器(9)上端面与第二铜板(6)接触，其余面为辅助加热器(10)所环绕，在辅助加热器(10)与主加热器(9)空隙之间填充绝热材料；主加热器(9)与辅助加热器(10)均由PID温控器(18)调节加热器温度；温差发电模块(7)位于参考材料(8)与主加热器(9)之间；主加热器(9)的顶部上的第二铜板(6)和温差发电模块(7)的热面接触；温差发电模块(7)的冷面和第一铜板(5)紧贴，所述第一铜板(5)固定在参考材料(8)底部；高低温恒温槽(17)中的内置水泵将水抽出，通过连接水管(14)在水冷散热器(4)与恒温槽(17)中实现冷水循环；温差发电模块(7)冷热两面的温差分别由固定在第一铜板(5)、第二铜板凹槽内的第三热电偶(22)、第四热电偶(23)测量，参考材料不同位置的温度由参考材料定位孔中的第一热电偶(20)和第二热电偶(21)测量，数据采集仪(15)采集热电偶的温度以及主加热器(9)的电压和电流；温差发电模块(7)的正负极引脚分别通过导线与电子负载(16)正负极相连接；法兰板(2)通过螺母螺杆固定在水冷散热器(4)上方，法兰板(2)下端面高于水冷散热器(1)上端面；气缸通过螺丝固本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种温差发电模块性能实验装置，其特征在于，所述装置包括：气缸(1)、水冷散热器(4)、温差发电模块(7)、主加热器(9)、电子负载(16)；所述气缸(1)用于为温差发电模块(7)提供不同的压紧力；所述水冷散热器(4)用于冷却温差发电模块(7)的冷端；所述温差发电模块(7)与外电路相连，用于将温差转换为电能；所述主加热器(9)用于为温差发电模块(7)热端提供热量；所述电子负载(16)用于向温差发电模块(7)提供不同负载。
【技术特征摘要】
1.一种温差发电模块性能实验装置，其特征在于，所述装置包括：气缸(1)、水冷散热器(4)、温差发电模块(7)、主加热器(9)、电子负载(16)；所述气缸(1)用于为温差发电模块(7)提供不同的压紧力；所述水冷散热器(4)用于冷却温差发电模块(7)的冷端；所述温差发电模块(7)与外电路相连，用于将温差转换为电能；所述主加热器(9)用于为温差发电模块(7)热端提供热量；所述电子负载(16)用于向温差发电模块(7)提供不同负载。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：优选的，所述装置还包括法兰板(2)、缓冲垫(3)、第一铜板(5)、第二铜板(6)、参考材料(8)、辅助加热器(10)、隔热板(11)、气管(12)、空气压缩机(13)、连接水管(14)、数据采集仪(15)、高低温恒温槽(17)、PID温控器(18)、真空腔体(19)、第一热电偶(20)、第二热电偶(21)、第三热电偶(22)、第四热电偶(23)；所述法兰板(2)用于固定气缸(1)；所述缓冲垫(3)用于缓冲气缸(1)的活塞杆向水冷散热器(4)提供的冲击应力；所述第一铜板(5)、第二铜板(6)用于辅助测量温差发电模块(7)冷热端的表面温度及均匀温差发电模块(7)表面的热量；所述参考材料(8)通过第一、第二热电偶(20)、(21)计算温差发电模块(7)冷端热流；所述辅助加热器(10)用于避免主加热器(9)的热散失；所述隔热板(11)用于使辅助加热器(10)与实验台面相绝热；所述气管(12)用于连接气缸(1)和空气压缩机(13)，将空气压缩机(13)压缩的气体送入气缸(1)；所述空气压缩机(13)用于压缩空气；所述连接水管(14)用于使冷却水在水冷散热器(4)和高低温恒温槽(17)之间循环；所述数据采集仪(15)用于记录热电偶(20)、(21)、(22)和(23)的温度，以及主加热器(9)的电压电流信号，从而获得主加热器(9)流入温差发电模块(7)的热量；所述高低温恒温槽(17)用于冷却循环水；所述PID温控器(18)用于调节控制主加热器(9)与辅助加热器(10)的温度与功率；所述真空腔体(19)用于放置所述实验装置中的部...
【专利技术属性】
技术研发人员：何海龙，刘维维，吴翊，荣命哲，朱晓楠，范韶迪，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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