基于熱電發(fā)電機(jī)和熱管的廢熱回收系統(tǒng)

廢氣熱回收系統(tǒng)主要用來利用來自汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱。廢熱回收系統(tǒng)的目的是潛在地減少汽車的燃料消耗，從而減少二氧化碳排放和運(yùn)行成本。本文所描述的系統(tǒng)由熱電發(fā)電機(jī)（TEG）和熱管組成(見文中Fig.3)，其關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于它是一種被動(dòng)固態(tài)設(shè)計(jì)。本文所進(jìn)行的測(cè)試是在配有3.0升V6發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車上進(jìn)行的。測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在所有試驗(yàn)條件下，由于排氣管道中的壓降導(dǎo)致的功率損失總是低于電功率輸出。而且重復(fù)測(cè)試所得到的結(jié)果一致。經(jīng)過所有測(cè)試后，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的最大功率值為38W，由8個(gè)62 mm x 62 mm的 TEG模塊所提供，此時(shí)的傳熱率為1541W，所得TEG效率最大為2.46%，并且計(jì)算出的二氧化碳排放量、燃料消耗量和燃料成本的潛在減少率為1.57%。

本文所提出的廢熱回收系統(tǒng)能夠有效地降低汽車的燃料消耗、二氧化碳排放和運(yùn)行成本。并且由于TEG位置不限于排氣管表面，所以所提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中熱管的使用更加靈活。本文還在所有進(jìn)行的測(cè)試中，考慮到了由于排氣管道中的壓力下降導(dǎo)致的功率損失后所存在的凈功率輸出。通過將該系統(tǒng)在不同的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的底部熱模式是最好的選擇。未來的研究工作將進(jìn)一步在系統(tǒng)穩(wěn)定性的方面深入探索。