TEGS-1000型發(fā)電/制冷雙模式熱電轉換效率測量說明書

關鍵詞：熱電轉換效率,熱電器件，熱電模塊

   近年來，對可再生能源技術的需求越來越大，可替代化石資源的優(yōu)化也達到了上限。熱電技術提供了將熱能直接轉化為電能的途徑，是一種利用工業(yè)過程、車輛排氣系統(tǒng)甚至來自人體熱量中尚未消耗的廢熱的發(fā)電方法。

TEGS-1000發(fā)電/制冷雙模式熱電轉換效率測量是一種用于熱電器件（TEGs）溫度相關轉換效率評估的測量系統(tǒng)。該模塊位于熱板和冷板之間，其中熱板連接到可調節(jié)加熱器，冷板連接到恒溫控制的液冷散熱器。通過集成的電機自動調節(jié)接觸壓力（根據(jù)溫度調整壓力穩(wěn)定性）。

通過設置不同的溫度來對熱電裝置施加溫度梯度，并測量通過參考試塊計量棒而進入TEG的熱流。在不同的點對產(chǎn)生的電壓和電流進行掃描，得到I-V曲線，或可觀測到在動態(tài)負載下運行的TEG。利用擾動和觀測法來計算效率和跟蹤最大功率點。是目前高校研究和檢測的重要設備.

一、應用方向：

1、熱電模塊的性能測試

2、評估熱電材料的最大熱電轉換效率

3、在負載及熱循環(huán)條件下測試熱電模塊的預期壽命

（一）標準與參考方法

發(fā)電模式：可參考 ASTM E1530（熱電材料電性能測試標準）和 JEDEC JESD51（電子器件熱測試標準）。

制冷模式：參考 ISO 11551（熱泵和制冷機性能測試標準），或行業(yè)內常用的量熱計法（如美國 ASHRAE 32 標準）。

· 原理：當熱電材料兩端存在溫差（ΔT = T? - T?）時，會產(chǎn)生電動勢（塞貝克電壓），實現(xiàn)熱能到電能的轉換。

· 效率指標：

o 能量轉換效率（η）：輸出電能與輸入熱能的比值，公式為：η=QinPout=Q˙hIV
其中，Pout為輸出電功率（I為電流，V為電壓），Q˙h為熱端輸入熱功率。

o 熱電優(yōu)值（ZT）：衡量材料性能的關鍵參數(shù)，ZT=κρS2T，其中S為塞貝克系數(shù)，T為絕對溫度，κ為熱導率，ρ為電導率。

2. 制冷模式（帕爾貼效應）

· 原理：當電流通過熱電材料時，一端吸熱（冷端）、另一端放熱（熱端），實現(xiàn)制冷效果。

· 效率指標：

o 制冷系數(shù)（COP）：制冷量與輸入電能的比值，公式為：COP=PinQc=IVQ˙c
其中，Q˙c為冷端制冷量，Pin為輸入電功率。

一、

1. 能源研究：在能源研究領域，小型熱電轉換效率測量系統(tǒng)被廣泛應用于研究不同材料和結構在高溫下的熱電性能，為開發(fā)新型熱電材料和優(yōu)化現(xiàn)有材料提供了有力的測量手段。

2. 工業(yè)生產(chǎn)：在工業(yè)生產(chǎn)中，熱電轉換技術被廣泛應用于余熱回收再利用領域。而小型熱電轉換效率測量系統(tǒng)可以為工業(yè)生產(chǎn)過程中的余熱回收提供精確的能量計量和監(jiān)測，對于提高工業(yè)生產(chǎn)效率和能源利用效率具有重要意義。

3. 環(huán)保與節(jié)能：在環(huán)保與節(jié)能領域，小型熱電轉換效率測量系統(tǒng)可以為各種廢熱回收項目提供準確的能量計量和監(jiān)測。例如，在垃圾焚燒發(fā)電項目中，小型熱電轉換效率測量系統(tǒng)可以用來監(jiān)測發(fā)電效率和能量回收情況，為實現(xiàn)環(huán)保和節(jié)能目標提供數(shù)據(jù)支持。

4. 電熱轉換效率是指電能轉化為熱能的效率，是衡量加熱設備性能的重要指標之一。隨著能源利用率的提高和環(huán)保要求的日益嚴格，電熱轉換效率的檢測顯得尤為重要。

二、 

輸入功率測量：用于測量加熱設備的電能輸入，通常以瓦特（W）為單位。

· 輸出熱量測量：測量設備在工作過程中產(chǎn)生的熱量，通常以焦耳（J）或卡路里（cal）為單位。

· 熱損失測量：評估設備在電熱轉換過程中因熱輻射、對流和傳導等導致的熱量損失。

· 轉換效率計算：通過輸入功率和輸出熱量的比值計算電熱轉換效率，以百分比表示。

· 穩(wěn)定性測試：評估設備在長時間工作下的電熱轉換效率變化情況，確保其性能穩(wěn)定性。

· 環(huán)境影響測試：檢測設備在不同環(huán)境溫度和濕度條件下的轉換效率變化情況。

· 功率因數(shù)測試：測量設備的功率因數(shù)，以評估其電能利用的有效性。