一种温差发电模块性能实验装置及实现方法制造方法及图纸

本公开揭示了一种温差发电模块性能实验装置及实现方法，所述装置包括空气压缩机、气管、气缸、缓冲垫、水冷散热器、电子负载、热电偶、温差发电模块、加热片、铜板、水管、高低温恒温槽、PID温控器、数据采集仪、底板。本装置采用对称结构测量不同工况下两片相同的温差发电模块的热电性能参数，取平均值以排除实验偶然性，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。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。

A Performance Test Device for Thermal Power Generation Module and Its Realization Method

The present disclosure discloses an experimental device and its implementation method for the performance of a thermoelectric module, which includes an air compressor, a gas pipe, a cylinder, a cushion pad, a water-cooled radiator, an electronic load, a thermocouple, a thermoelectric module, a heating plate, a copper plate, a water pipe, a high and low temperature thermostat, a PID temperature controller, a data acquisition instrument and a bottom plate. The device uses symmetrical structure to measure the thermoelectric performance parameters of two identical thermoelectric power generation modules under different working conditions. The average value is taken to exclude the experimental contingency. The device can accurately measure the performance parameters of thermoelectric power generation modules under different temperature differences, different compressive forces and different load conditions. The device described in the present disclosure is simple and controllable, has high accuracy in measuring performance parameters of thermoelectric power generation module, simple operation, makes full use of circulating water resources, and has no pollution to the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种温差发电模块性能实验装置及实现方法
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
随着社会的进步，能源和环境问题已成为新世纪人类面临的最严峻挑战。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，具有无运动部件、无噪声污染、无废气排放、可靠性高等诸多优点，因此对温差发电技术进行研究不仅具有重要的理论意义，更具有重大的工程应用价值。目前，对于温差发电器件测试的研究主要集中在热电材料。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，对温差发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，该装置采用对称结构测量不同工况下两片相同的温差发电模块的热电性能参数，取平均值以排除实验偶然性，装置小巧，操作简便，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：气缸、第一水冷散热器、第二水冷散热器、第一电子负载、第二电子负载、第一温差发电模块、第二温差发电模块和加热片；所述气缸用于为第一、第二温差发电模块提供不同的压紧力；所述第一、第二水冷散热器分别用于冷却第一、第二温差发电模块的冷端；所述第一、第二电子负载分别与第一、第二温差发电模块相连，为其提供不同负载；所述第一、第二温差发电模块用于将温差转换为电能；所述加热片用于为第一、第二温差发电模块热端提供热量。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、将第一温差发电模块固定在第一水冷散热器右侧的第一铜板和加热片左侧的第二铜板之间，第二温差发电模块固定在加热片右侧的第三铜板和第二水冷散热器左侧的第四铜板之间；S200、根据水冷散热器和加热片的温度变化，测定第一温差发电模块和第二温差发电模块的输出功率；S300、根据电子负载的负载变化，测定第一温差发电模块和第二温差发电模块的输出功率；S400、根据气缸提供的压紧力改变，测定第一温差发电模块和第二温差发电模块的输出功率；S500、通过改变上述步骤中的温度、负载以及压紧力，可以获得不同工况下第一温差发电模块和第二温差发电模块的性能参数：热流、温度、压力、电压、电流以及功率；S600、对所述性能参数取平均值，得到温差发电模块最终的性能参数。与现有技术比，本公开的有益效果是，所述装置采用对称结构可测量两片相同的温差发电模块性能，取平均值以排除实验偶然性，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，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精准测量，装置小巧，操作简便，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-空气压缩机、2-气管、3-气缸、4-第一缓冲垫、5-第二缓冲垫、6-第一水冷散热器、7-第二水冷散热器、8-第一电子负载、9-第二电子负载、10-第一热电偶、11-第二热电偶、12-第三热电偶、13-第四热电偶、14-第一温差发电模块、15-第二温差发电模块、16-加热片、17-第一铜板、18-第二铜板、19-第三铜板、20-第四铜板、21-水管、22-高低温恒温槽、23-PID温控器、24-数据采集仪、25-第一底板、26-第二底板。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3、第一水冷散热器6、第二水冷散热器7、第一电子负载8、第二电子负载9、第一温差发电模块14、第二温差发电模块15和加热片16；所述气缸1用于为第一温差发电模块14、第二温差发电模块15提供不同的压紧力；所述第一水冷散热器6、第二水冷散热器7分别用于冷却第一温差发电模块14、第二温差发电模块15的冷端；所述第一电子负载8、第二电子负载9分别与第一温差发电模块14、第二温差发电模块15相连，为其提供不同负载；所述第一温差发电模块14、第二温差发电模块15将温差转换为电能；所述加热片16用于为第一温差发电模块14、第二温差发电模块15热端提供热量。在本实施例中，所述温差发电模块性能试验测试装置采用对称结构能够同时测量两片相同的温差发电模块性能，取平均值以排除实验偶然性，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，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精准测量，装置小巧，操作简便，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，所述装置还包括空气压缩机1、气管2、第一缓冲垫4、第二缓冲垫5、第一热电偶10、第二热电偶11、第三热电偶12、第四热电偶13、第一铜板17、第二铜板18、第三铜板19、第四铜板20、水管21、高低温恒温槽22、PID温控器23、数据采集仪24、第一底板25、第二底板26；所述空气压缩机1用于压缩空气；所述气管2用于连接空气压缩机1和气缸3，将空气压缩机1压缩的气体送入气缸3；所述第一缓冲垫4和第二缓冲垫5分别用于缓冲第一底板25与第一水冷散热器6之间的冲击压力和气缸3的活塞杆与第二水冷散热器7之间的冲击压力；所述第一热电偶10和第二热电偶11用于测量第一温差发电模块14冷端、热端表面温度；所述第三热电偶12和第四热电偶13用于测量第二温差发电模块15热端、冷端表面温度；所述第一铜板17、第二铜板18用于辅助测量第一温差发电模块14冷热端的表面温度及均匀第一温差发电模块14表面的热量；所述第三铜板19、第四铜板20用于辅助测量第二温差发电模块15冷热端的表面温度及均匀第一温差发电模块15表面的热量；所述连接水管21用于使冷却水在第一、第二水冷散热器6、7和高低温恒温槽22之间循环；所述高低温恒温槽22用于冷却循环水；所述PID温控器23用于调节控制加热片16的温度与功率；所述数据采集仪24用于记录第一热电偶10、第二热电偶11、第三热电偶12、第四热电偶13的温度，以及加热片16的电压电流信号，从而获得加热片16流入第一、第二温差发电模块14、15的热量；在本实施例中，螺杆通过第一底板25、第二底板26通过第一水冷散热器6、第二水冷散热器7上的通孔与螺母旋合，第一底板25、第二底板26固定放置，第一水冷散热器6、第二水冷散热器7纵向固定，在水平方向上可左右移动；第一底板25中心打孔，使用螺丝紧固第一缓冲垫4，气缸3的活塞杆与第二缓冲垫5使用螺丝进行固定；气缸通过螺丝固定在第二底板26右端面，空气压缩机1与气缸3通过气管2相连，通气时气缸3活塞杆连带第一缓冲垫4活动，为左侧温差发电主体装置提供压紧力；加热片16位于两片相同的第一、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、第一水冷散热器、第二水冷散热器、第一电子负载、第二电子负载、第一温差发电模块、第二温差发电模块和加热片；所述气缸用于为第一温差发电模块、第二温差发电模块提供不同的压紧力；所述第一水冷散热器、第二水冷散热器分别用于冷却第一温差发电模块、第二温差发电模块的冷端；所述第一电子负载、第二电子负载分别与第一温差发电模块、第二温差发电模块相连，分别为第一温差发电模块、第二温差发电模块提供不同负载，所述第一温差发电模块、第二温差发电模块将温差转换为电能；所述加热片用于为第一温差发电模块、第二温差发电模块热端提供热量。

【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、第一水冷散热器、第二水冷散热器、第一电子负载、第二电子负载、第一温差发电模块、第二温差发电模块和加热片；所述气缸用于为第一温差发电模块、第二温差发电模块提供不同的压紧力；所述第一水冷散热器、第二水冷散热器分别用于冷却第一温差发电模块、第二温差发电模块的冷端；所述第一电子负载、第二电子负载分别与第一温差发电模块、第二温差发电模块相连，分别为第一温差发电模块、第二温差发电模块提供不同负载，所述第一温差发电模块、第二温差发电模块将温差转换为电能；所述加热片用于为第一温差发电模块、第二温差发电模块热端提供热量。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：优选的，所述装置还包括空气压缩机、气管、第一缓冲垫、第二缓冲垫、第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶、第一铜板、第二铜板、第三铜板、第四铜板、水管、高低温恒温槽、PID温控器、数据采集仪、第一底板、第二底板；所述空气压缩机用于压缩空气；所述气管用于连接空气压缩机和气缸，将空气压缩机压缩的气体送入气缸；所述第一缓冲垫、第二缓冲垫分别用于缓冲第一底板与第一水冷散热器之间的冲击压力及气缸的活塞杆与第二水冷散热器之间的冲击压力；所述第一热电偶、第二热电偶分别用于测量第一温差发电模块冷端、热端表面温度；所述第三热电偶、第四热电偶和用于测量第二温差发电模块热端、冷端表面温度；所述第一铜板、第二铜板用于测量第一温差发电模块冷热端的表面温度及均匀第一温差发电模块表面的热量；所述第三铜板、第四铜板用于测量第二温差发电模块冷热端的表面温度及均匀第二温差发电模块表面的热量；所述连接水管用于使冷却水在水冷散热器和高低温恒温槽之间循环；所述高低温恒温槽用于冷却循环水；所述PID温控器用于调节控制加热片的温度与功率；所述数据采集仪用于记录第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶的温度，以及加热片的电压电流信号，从而获得加热片流入第一温差发电模块、第二温差发电模块的热量。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述加热片位于第一温差发电模块和第二温差发电模块之间，所述加热片一侧放置有第一铜板、第二铜板、...

【专利技术属性】
技术研发人员：何海龙，刘维维，吴翊，方振煊，吕思雨，霍腾宇，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61