溫差發電模塊特性實驗裝置的製作方法

2023-10-07 05:49:34 5

專利名稱：溫差發電模塊特性實驗裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於可再生能源發電技術領域，提供了一種溫差發電模塊特性實驗裝置，
能夠對溫差發電材料的特性進行測試和實驗研究。
背景技術：
溫差發電模塊是一種利用材料的溫差電效應製成的熱電轉換器件，當冷熱面間存 在溫度差時，溫差發電模塊就能夠產生一定的電力，它的熱電特性相關的參數是溫差發電 模塊有效應用的必要數據。 目前，溫差發電器件的熱電性能一般是針對溫差發電模塊單體進行測試得到的數 據，然後經過推算而近似得到。此類方法中，溫差發電模塊的發熱將引起冷端的溫度變化， 由於測量系統不能對冷端進行必要的恆溫措施，導致得到的數據往往和實際溫差發電模塊 熱電性能有較大的出入，並直接影響到溫差發電模塊特性的測量精度。

發明內容
本發明提供了一種溫差發電模塊特性實驗裝置，能克服現有的溫差發電模塊熱電 性能測試系統中不能保持冷熱端恆溫的弊端，實現對溫差發電模塊的熱電功率特性的準確 本發明包括高溫水容器1，支架2，溫差發電模塊3，導熱板4，電加熱器5，滑線變阻 器6，電源7，負載及測量電路8，冷水進水管9，低溫水容器IO，熱電偶測溫裝置ll，循環水 容器12，虹吸管13，水泵14，加熱開關15，負載開關16 ;如圖1所示。 溫差發電模塊被固定於被放置在高溫水容器中的導熱板和低溫水容器之間；電源 通過加熱開關和滑線變阻器對電加熱器供電；水泵被放置在容積較大的循環水容器中，將 循環水容器中的水抽出，通過冷水進水管(9)注入到低溫水容器中，低溫水容器中的水通 過虹吸管根據虹吸效應被送回循環水容器中；低溫水容器的底部採用銅和溫差發電模塊的 冷麵接觸；溫差發電模塊的熱面和導熱板緊密壓接，導熱板通過支架固定在高溫水容器中； 溫差發電模塊的冷熱兩面的溫差由附著在其上的熱電偶測溫裝置(11)完成，溫差發電模 塊的輸出的兩根導線通過負載開關連接到負載及測量電路兩端。 低溫水容器的周圍則採用絕熱材料包裹，避免受到熱水容器中的水蒸氣和熱輻射 的影響；導熱板用銅板製造；電源為220V交流電源。 本發明的優點在於，對溫差發電模塊特性的測量精度高，對不同規格的溫差發電 模塊的實驗適應性強，同時對環境無汙染，結構簡單，充分利用循環水資源，成本較低。


圖1為本發明的溫差發電模塊特性實驗裝置的結構示意圖，其中，高溫水容器1， 支架2，溫差發電模塊3，導熱板4，電加熱器5，滑線變阻器6，電源7，負載及測量電路8，冷 水進水管9，低溫水容器IO，熱電偶測溫裝置ll，循環水容器12，虹吸管13，水泵14，加熱開關15，負載開關16。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明包括高溫水容器l，支架2，溫差發電模塊3，導熱板4，電加熱 器5，滑線變阻器6，電源7，負載及測量電路8，冷水進水管9，低溫水容器10，熱電偶測溫裝 置ll，循環水容器12，虹吸管13，水泵14，加熱開關15，負載開關16。
溫差發電模塊3被固定於被放置在高溫水容器1中的導熱板4和低溫水容器12之 間；220V交流電源7通過加熱開關8和滑線變阻器6對電加熱器5供電；水泵14被放置在 容積較大的循環水容器12中，將循環水容器12中的水抽出，通過冷水進水管9注入到低溫 水容器10中，低溫水容器10中的水通過虹吸管13根據虹吸效應被送回循環水容器12中； 低溫水容器10的底部採用導熱良好的銅和溫差發電模塊3的冷麵良好接觸，周圍則採用絕 熱材料包裹，避免受到熱水容器1中的水蒸氣和熱輻射的影響；溫差發電模塊3的熱面和由 銅板製造的導熱板4緊密壓接，導熱板4通過支架2固定在高溫水容器1中；溫差發電模塊 3的冷熱兩面的溫差由附著在其上的熱電偶測溫裝置11完成，溫差發電模塊3的輸出的兩 根導線通過負載開關16連接到負載及測量電路8兩端。
溫差發電模塊特性實驗裝置的工作原理如下 溫差發電模塊3被固定於被放置在高溫水容器1中的導熱板4和低溫水容器12 之間，根據高溫水容器1和低溫水容器12之間的溫差大小，溫差發電模塊3輸出的電壓會 發生變化，如果此時閉合負載開關16投入負載及測量電路，則溫差發電模塊3輸出的功率 也會隨著高溫水容器1和低溫水容器12之間的溫差變化而發生相應變化。通過熱電偶測 溫裝置11對高溫水容器1和低溫水容器12之間的溫差的監測，可以得到準確的溫差發電 模塊3的功率輸出特性，可為設計溫差發電裝置奠定基礎。 電源7通過加熱開關8和滑線變阻器6對電加熱器5供電，電加熱器5發熱，使高 溫水容器1中的水被加熱，通過控制滑線變阻器6的觸頭，可以改變電加熱器5的發熱程 度，從而控制高溫水容器1中的水溫。 水泵14被放置在容積較大的循環水容器12中，將循環水容器12中的水抽出，通 過冷水進水管9注入到低溫水容器10中，低溫水容器10中的水通過虹吸管13根據虹吸效 應被送回循環水容器12中。冷水的不斷循環，使得溫差發電模塊3發電過程中對冷水產生 的溫升不斷耗散在空氣中，從而維持冷水水溫。 低溫水容器10的底部採用導熱良好的銅和溫差發電模塊3的冷麵良好接觸，周圍 則採用絕熱材料包裹，避免受到熱水容器1中的水蒸氣和熱輻射的影響。溫差發電模塊3 的熱面和由銅板製造的導熱板4緊密壓接，導熱板4通過支架2固定在高溫水容器1中。
被電加熱器5加熱的水通過導熱板4將熱量傳遞給溫差發電模塊3的熱面，使得 溫差發電模塊3的冷熱兩面產生溫差，從而開始發電。溫差發電模塊3的冷熱兩面的溫差 由熱電偶測溫裝置11完成，溫差發電模塊3的輸出功率由負載及測量電路8完成，記錄並 處理相關數據，即可得到溫差發電模塊3的各項性能。
權利要求
一種溫差發電模塊特性實驗裝置，其特徵在於包括高溫水容器，支架，溫差發電模塊，導熱板，電加熱器，滑線變阻器，電源，負載及測量電路，冷水進水管，低溫水容器，熱電偶測溫裝置，循環水容器，虹吸管，水泵，加熱開關，負載開關；溫差發電模塊(3)被固定於被放置在高溫水容器(1)中的導熱板(4)和低溫水容器(12)之間；電源(7)通過加熱開關(8)和滑線變阻器(6)對電加熱器(5)供電；水泵(14)被放置在容積較大的循環水容器(12)中，將循環水容器(12)中的水抽出，通過冷水進水管(9)注入到低溫水容器(10)中，低溫水容器(10)中的水通過虹吸管(13)根據虹吸效應被送回循環水容器(12)中；低溫水容器(10)的底部採用銅和溫差發電模塊(3)的冷麵接觸；溫差發電模塊(3)的熱面和導熱板(4)緊密壓接，導熱板(4)通過支架(2)固定在高溫水容器(1)中；溫差發電模塊(3)的冷熱兩面的溫差由附著在其上的熱電偶測溫裝置(11)完成，溫差發電模塊(3)的輸出的兩根導線通過負載開關(16)連接到負載及測量電路(8)兩端。
2. 按照權利要求l所述的裝置，其特徵在於低溫水容器(10)的周圍則採用絕熱材料 包裹，避免受到熱水容器(1)中的水蒸氣和熱輻射的影響。
3. 按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於導熱板(4)用銅板製造。
4. 按照權利要求1所述的裝置，其特徵在於電源(7)為220V交流電源。
全文摘要
一種溫差發電模塊特性實驗裝置，屬能可再生能源發電技術領域。該裝置包括高溫水容器，支架，溫差發電模塊，導熱板，電加熱器，滑線變阻器，電源，負載及測量電路，冷水進水管，低溫水容器，熱電偶測溫裝置，循環水容器，虹吸管，水泵，加熱開關，負載開關。本發明的優點在於，對溫差發電模塊特性的測量精度高，對不同規格的溫差發電模塊的實驗適應性強，同時對環境無汙染，結構簡單，充分利用循環水資源，成本較低。
文檔編號G01R31/00GK101701993SQ200910241358
公開日2010年5月5日 申請日期2009年12月7日 優先權日2009年12月7日
發明者尹忠東, 徐金, 李珂, 聶瑋, 董旭, 計夢瑤, 隋仕偉 申請人:華北電力大學