[發明專利]低溫半導體溫差發電器發電效率測試裝置及測試方法

有效

• 申請號: 202011630105.7
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112781764B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 王世學;朱禹;邢治云
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01L3/26
• 分類號: G01L3/26
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

本發明公開一種低溫半導體溫差發電器發電效率測試裝置，包括半導體熱電發電器、液態工質容器、第一加熱器、第二加熱器、工質管道、閥門、流量計、第一溫度壓力傳感器，第二溫度壓力傳感器和功率計；所述半導體熱電發電器的冷端設置有所述液態工質容器，其熱端設置有所述第一加熱器。本發明還公開一種利用上述測試裝置的低溫半導體溫差發電器發電效率測試方法。

技術領域

本發明涉及熱電發電領域，尤其涉及一種低溫半導體溫差發電器發電效率測試裝置及測試方法。

背景技術

隨著世界經濟的快速發展，全球能源消耗量驟增的問題越發嚴峻，各行各業都在尋求節約能源、提高能源利用效率的途徑和方法。工業上大量需求的液化天然氣、液氮、液氧等低溫液化工質所蘊含的高品位冷能十分可觀，如能有效利用將大大降低能源消耗量，提高能源利用效率。

溫差發電技術是近些年來被廣泛研究和快速發展起來的綠色節能技術，其結構簡單、無運動部件、無噪音、運營成本低，被認為是回收工業余能的十分有效的途徑。利用液化工質低溫冷能的溫差發電技術由此興起，為低溫冷能的回收利用提供了新的思路的方法。

目前低溫冷能溫差發電技術的熱電轉換效率仍然很低，因受低溫復雜工況的限制，在熱電轉換效率的測量計算上還需要進一步實驗和探討。CN211554178U公開了一種用于半導體溫差發電效率測試的實驗裝置，該裝置包括冷蓄液槽，熱蓄液槽，制冷組件，制熱組件和溫差發電器構成，且對應冷蓄液槽和熱蓄液槽具有兩套液體回路，該裝置雖然能夠實現溫差發電效率測試，但是其結構復雜，測量效率低下。

為此需要一種結構簡單，有效測試溫差發電效率，且能確保系統熱電轉換效率的低溫半導體溫差發電器發電效率測試裝置。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種低溫半導體溫差發電器發電效率測試裝置及測試方法，該裝置可以直接測得工質在氣液變化過程中的吸熱量，解決了現有測試裝置和系統存在的使用不便，測試效率低的缺陷，為低溫溫差發電系統的發電效率測試提供了新的思路。

本發明通過以下的技術方案予以實現：

一種低溫半導體溫差發電器發電效率測試裝置，包括半導體熱電發電器、液態工質容器、第一加熱器、第二加熱器、工質管道、閥門、流量計、第一溫度壓力傳感器和第二溫度壓力傳感器；

其中，

所述工質管道固定安裝在所述液態工質容器的上部出口，沿工質流動方向依次在所述工質管道上安裝有第二加熱器、流量計和第二溫度壓力傳感器，所述工質管道的出口與大氣連通；

所述液態工質容器設置在所述半導體熱電發電器的冷端，用于為熱電發電器提供冷源；

所述液態工質容器與所述半導體熱電發電器的冷端之間設置導熱塊，用于引導熱量傳遞；

所述半導體熱電發電器的熱端設置有所述第一加熱器，用于為熱電發電器提供熱源；

所述閥門固定連接在所述工質管道與所述液態工質容器的上部出口之間，用于控制工質流通；

所述第二加熱器，用于加熱所述工質管道中的氣液混合工質，使管道中存在的飽和液態工質完全轉化為過熱氣態工質；

所述流量計，用于測量過熱氣態工質的流量；

所述第二溫度壓力傳感器，用于測量所述管道內的工質溫度和壓力；

所述第一溫度壓力傳感器，用于測量所述液態工質容器內的液態工質的溫度和壓力，其向外伸出一測量點，所述測量點設置在所述液態工質容器內部的液面以下；

所述半導體熱電發電器外接功率計，用于測量熱電發電器的發電功率。

進一步的，所述液態工質容器、導熱塊、半導體熱電發電器和第一加熱器依次壓合成一體。