针对液化天然气发动机所特有的冷能进行回收利用,可以提高发动机的热效率,为了能够对其能量回收系统进行模拟开发了一冷能回收模拟试验台。通过分别设计测量显示系统、温差发电器、冷却模拟系统和LNG气化模拟系统,实现了能量的回收,然后基于该实验台进行了试验研究,研究结果显示,由于温差发电器尺寸较小使得冷端和热端温差不会太大;通过提高液化天然气的流量,可以降低冷端的温度,进而提升温差发电器两端温差,提高温差发电器输出电压。

如果能够对速冻产品解冻时产生的低温冷能进行回收利用,可以减少不必要的能源浪费,但是目前基于温差发电技术的冷能回收研究较少,为此开发了一冷能回收模拟试验台并进行了相关研究。研究结果表明,基于解冻水的温差发电是可行的;由于温差发电片高度较小在热辐射作用下使得冷端和热端温度会逐渐趋近,采用提升温差发电片高度、增大散热片面积的方式都可以减少这种趋势,增大温差发电片两次温差;环境风同样能够改善温差发电片两侧的温差,但是改善程度存在极限值。

为了能够对发动机排气系统的废气能量进行回收利用,提高发动机的热效率,对如何设计温差发电系统进行了研究。提出了采用数值计算的方法对集热器阻力和冷端散热能力进行分析,从而辅助完成尾气温差发电器的设计方法。在此基础上完成了尾气温差发电器的加工,利用台架试验对设计方法的可行性进行了研究,研究结果表明,数值计算结果和台架试验结构的偏差在5%以内,因此采用数值计算的方法辅助完成尾气温差发电系统设计是可行的;同时还发现,采用强制通风冷时可以降低冷端温度,提升温差发电片两端温差,有助于提高温差发电系统的输出功率。

汽车尾气温差发电技术将低品位余热通过发电装置转换成电能,可以有效地降低汽车油耗,减少废气、废热排放. 文中介绍了温差发电器工作原理;叙述了温差发电技术的国内外研究现状,并对内置式和外置式温差发电器进行相关介 绍;分析了汽车尾气发电的不足以及未来主要研究方向,主要包括新型热电材料的研制、温差发电器的结构设计与优化、考 虑温差发电器件的失效问题和可靠性问题以及混合动力系统上应用研究等4 个方面.