熱電

而興盛的土地上有熱電人因煤而建設(shè)的家園洪流滾滾的烏金，提供巨大的能量從此，熱電人帶著火熱的激情懷揣赤誠(chéng)與情感，伴著電流與熱源，源源不斷釋放熱電聯(lián)產(chǎn)、劣質(zhì)煤發(fā)電做優(yōu)做大非煤產(chǎn)業(yè)為熱電人插上騰飛的翅膀63臺(tái)鍋爐從此偃旗息鼓27座煙囪不再吞云吐霧把藍(lán)天、白云還給礦區(qū)家園廠房林立，爐膛火紅熱電人的孜孜以求，在這里迸發(fā)青春，點(diǎn)亮萬(wàn)家燈火理想，點(diǎn)燃永不磨滅的向往科技創(chuàng)新、技術(shù)改造、自動(dòng)化管理可持續(xù)發(fā)展，開(kāi)創(chuàng)熱電新篇章十年風(fēng)雨磨礪十年春華秋實(shí)熱電人的驕傲——在于年發(fā)電4

100084)熱電制冷技術(shù)是一種固態(tài)制冷技術(shù)，通過(guò)向熱電模塊施加直流電源，將熱量通過(guò)熱電模塊從一端轉(zhuǎn)移至另一端實(shí)現(xiàn)制冷。與蒸氣壓縮式制冷相比，熱電制冷無(wú)需制冷劑、節(jié)流閥和壓縮機(jī)。因此，不僅不存在因制冷劑泄漏造成的環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)避免了制冷劑中雜質(zhì)低溫凝結(jié)或凝華從而在節(jié)流閥內(nèi)造成的阻塞問(wèn)題；而又因其無(wú)壓縮機(jī)，不涉及移動(dòng)部件，所以不易發(fā)生故障。熱電制冷通過(guò)Peltier效應(yīng)直接利用電能實(shí)現(xiàn)制冷[1]，Peltier效應(yīng)由J. Peltier[2]于1834年發(fā)

染問(wèn)題日益嚴(yán)重。熱電發(fā)電器(thermoelectric generators,TEGs)可以將熱能轉(zhuǎn)化為電能[1],并且具有無(wú)噪聲、無(wú)傳動(dòng)部件、穩(wěn)定性好、無(wú)污染、體積小等優(yōu)點(diǎn)[2-5],因此被廣泛應(yīng)用于廢熱利用[6]、光伏發(fā)電[7]、穿戴式設(shè)備[8]等領(lǐng)域中。但是熱電發(fā)電器件較低的能量轉(zhuǎn)化效率限制了其更廣泛的應(yīng)用[9]。自熱電效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)以來(lái),大量工作通過(guò)優(yōu)化熱電材料的性能以提升TEGs的效率[10]。在器件層面,增大熱電元冷熱端溫差[11]、優(yōu)化界面熱阻

常由同位素?zé)嵩础?span id="j5i0abt0b" class="hl">熱電器件和散熱器3部分組成[4-5]。其中，熱電器件基于Seebeck效應(yīng)將其兩端的溫差轉(zhuǎn)換為電能。熱電器件由多組P/N型熱電腿經(jīng)電極連接而成，因此熱電腿的輸出性能直接決定同位素溫差電池的輸出性能。熱電腿的能量轉(zhuǎn)換效率不僅與其內(nèi)部材料的熱電性質(zhì)有關(guān)，還受其兩端溫差的影響[6-7]。在同位素溫差電池的設(shè)計(jì)中，不僅要提升熱電材料的ZT值，還要增加熱電腿兩端的溫差。熱電腿兩端的溫差不僅與內(nèi)部材料的熱導(dǎo)率有關(guān)，還受內(nèi)部熱流的流動(dòng)方式、幾何形狀及外界

的限制[2]。而熱電制冷技術(shù)具有體積重量小、可靠性高、壽命長(zhǎng)、無(wú)噪音和響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)[3-4]，與其他散熱技術(shù)協(xié)同使用將達(dá)到更好的溫控效果，非常適用于器件冷卻和精準(zhǔn)控溫領(lǐng)域[5]。然而在現(xiàn)代芯片在朝著高集成、微型化方向發(fā)展的背景下，厚度數(shù)毫米的常規(guī)熱電制冷器難以與芯片的尺寸相匹配，同時(shí)常規(guī)的熱電制冷器能達(dá)到的最大冷卻通量較小，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)高熱流芯片的有效冷卻，因此薄膜熱電制冷器進(jìn)入了研究人員的視野。薄膜熱電制冷器可達(dá)到極小的厚度，便于與小尺寸的芯片集成；由于不

41354)有機(jī)熱電聚合物材料(如聚吡咯(PPy)[1]、聚苯胺(PANI)[2]、聚噻吩(PTh)[3]及聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)[4]等)因具有良好的柔韌性及熱電性，且產(chǎn)品質(zhì)輕、易加工的特點(diǎn)[5-6]，可更加契合柔性和輕質(zhì)便攜式熱電產(chǎn)品的要求，在智能可穿戴領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。其中，PEDOT材料因其優(yōu)異的導(dǎo)電性(導(dǎo)電率可達(dá)1 000 S/cm)[7-8]和熱電性能(塞貝克系數(shù)可達(dá)200 μV/K)[9]而備受關(guān)注。同時(shí)，由PEDOT

正常的工作狀態(tài)。熱電制冷器具有無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、無(wú)污染、操作簡(jiǎn)單、控溫精度高、體積小、可靠性高等特點(diǎn),被廣泛用于電子、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域[4-5]?；诤教鞈?yīng)用的熱電制冷器性能已開(kāi)展了不少研究,莫德鋒等人[6-7]開(kāi)展了輸入功率、散熱條件和熱負(fù)載對(duì)四級(jí)熱電制冷器冷、熱端溫差的影響研究以及不同氣體封裝條件下多級(jí)熱電制冷器性能的研究。江世臣等人[8]開(kāi)展了某星載CCD器件所用熱電制冷器的性能研究,獲得了安裝方式、輸入功耗、負(fù)載功率與冷熱端溫差的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及大

，通過(guò)硅/鍺合金熱電材料將熱能轉(zhuǎn)換為電能[6]。但空間航天器上的溫差發(fā)電主要利用星上能源，即發(fā)射前航天器本身所攜帶的放射性同位素，顯然大大增加了質(zhì)量和發(fā)射成本。據(jù)有關(guān)資料介紹，月球的太陽(yáng)直射面與背陰面的溫差高達(dá)230 K[7]。因此，可否利用該溫差實(shí)現(xiàn)溫差發(fā)電，成為本文研究的重點(diǎn)內(nèi)容。由于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)熱電材料的熱沖擊性差、質(zhì)量密度大、發(fā)射成本高，除深空探測(cè)器外，無(wú)法大規(guī)模使用。相反地，目前新型的有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合材料同時(shí)具備有機(jī)物聚合物柔軟、質(zhì)量輕、無(wú)毒和價(jià)格低廉

209)0 引言熱電發(fā)電器(thermoelectric generator,TEG)通過(guò)熱電效應(yīng)可以直接將低品質(zhì)熱能轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)電能。由于此裝置具有體積小、綠色環(huán)保、無(wú)傳動(dòng)部件、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),在太陽(yáng)能、地?zé)崮?、余熱利用等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[1]。目前,TEG較低的能量轉(zhuǎn)化效率對(duì)其推廣和廣泛應(yīng)用造成了阻礙。提高TEG的性能成為研究焦點(diǎn)。優(yōu)化熱電材料的性能和增大熱電偶冷熱端溫差是提高TEG性能最直接的兩條途徑。熱電優(yōu)值(ZT)是評(píng)價(jià)TEG性能優(yōu)劣的一個(gè)無(wú)

210094)熱電制冷(TEC)完全不同于蒸發(fā)壓縮式制冷和吸收式制冷，是以溫差電現(xiàn)象為基礎(chǔ)的制冷方式，是帕爾貼效應(yīng)(Peltier effect)在制冷方面的應(yīng)用，可以直接將電能轉(zhuǎn)化為溫度梯度從而進(jìn)行制冷[1]。熱電制冷最早始于19世紀(jì)，德國(guó)科學(xué)家賽貝克發(fā)現(xiàn)不同導(dǎo)體接頭處存在溫差時(shí)會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)——賽貝克效應(yīng)(Seebeck effect)。而后帕爾貼又發(fā)現(xiàn)不僅溫差會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)，電勢(shì)也會(huì)產(chǎn)生溫差的帕爾帖效應(yīng)，由此開(kāi)始了熱電制冷的研究。隨后，熱力學(xué)創(chuàng)始人之一的湯

能源的利用效率，熱電熱回收技術(shù)被逐漸引用至汽車(chē)領(lǐng)域，并得到許多學(xué)者的關(guān)注。同其他廢熱回收技術(shù)相比，熱電熱回收技術(shù)具有無(wú)運(yùn)動(dòng)原件、結(jié)構(gòu)緊湊、耐用性好、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是汽車(chē)尾氣余熱回收技術(shù)的重要研究方向之一，具有較大的市場(chǎng)前景[1-6]。在此之前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有一些學(xué)者對(duì)汽車(chē)尾氣熱電回收技術(shù)進(jìn)行了探索，并取得了一些成果。Orr等對(duì)汽車(chē)熱電耦合熱管回收系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)熱管能夠有效減小熱阻，提高熱電發(fā)電系統(tǒng)的整體效率[2]。Meng等依據(jù)熱電熱回收系統(tǒng)的物理模型

朱鐵軍?熱電材料與器件研究進(jìn)展朱鐵軍(浙江大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 杭州 310027)朱鐵軍,博士，浙江大學(xué)求是特聘教授，中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)熱電材料及應(yīng)用分會(huì)副理事長(zhǎng)，長(zhǎng)期從事熱電材料輸運(yùn)機(jī)制及新材料開(kāi)發(fā)的研究。E-mail: zhutj@zju.edu.cn隨著人類(lèi)社會(huì)對(duì)氣候變化的關(guān)注程度不斷增強(qiáng)和對(duì)化石能源的過(guò)分依賴(lài), 更加刺激了世界范圍內(nèi)開(kāi)發(fā)新能源技術(shù)的行動(dòng)。熱電技術(shù)是最簡(jiǎn)單的可以實(shí)現(xiàn)熱能和電能直接相互轉(zhuǎn)化的技術(shù), 能把太陽(yáng)能、地?zé)?、機(jī)動(dòng)車(chē)和工業(yè)廢

梁供電公司引言：熱電企業(yè)對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，是現(xiàn)代化熱電企業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，也是新時(shí)期熱電企業(yè)發(fā)展的方向，對(duì)提高熱電企業(yè)服務(wù)和工作水平有著重要的促進(jìn)作用。因此，熱電企業(yè)的相關(guān)技術(shù)人員在工作中，要認(rèn)識(shí)到熱電企業(yè)的重要性和發(fā)展趨勢(shì)，重視提高其應(yīng)用效果，進(jìn)而提升熱電企業(yè)的熱電生產(chǎn)效率。1、電氣自動(dòng)化技術(shù)的重要性1.1 促進(jìn)熱電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行熱電系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中，電氣自動(dòng)化發(fā)展能夠有效保障熱電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，利用電氣自動(dòng)化技術(shù)將熱電系統(tǒng)中的相關(guān)工作進(jìn)行自動(dòng)化處

陽(yáng) 471023熱電材料是一種利用固體內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)熱能和電能相互轉(zhuǎn)化的功能材料，利用熱電材料制成的熱電轉(zhuǎn)換元件具有無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、無(wú)機(jī)械部件的特點(diǎn)，也不需要液態(tài)或氣態(tài)冷媒介質(zhì),且可制成各種形狀和大小以滿足各種需要，因此不存在污染環(huán)境問(wèn)題。目前，部分發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)已把熱電材料應(yīng)用于軍事、航天及微機(jī)電系統(tǒng)等高科技領(lǐng)域，日本則主要應(yīng)用于工業(yè)廢熱發(fā)電、垃圾燃燒發(fā)電等民用方面。此外，利用熱電材料制備的微型元件，可用于制備微型電源、微區(qū)冷卻、光通信激光二極管和

56000）梯度熱電材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)及研究進(jìn)展黃如楷（寧夏師范學(xué)院，寧夏 固原 756000）根據(jù)材料屬性相異所帶來(lái)的梯度變化，可以將原本具有不同屬性的材料進(jìn)行連接后形成所謂的梯度結(jié)構(gòu)熱點(diǎn)材料.梯度熱電材料所具有的特性并不是廣泛的溫度使用范圍，同時(shí)也大大提高了傳統(tǒng)熱電材料的熱電轉(zhuǎn)換效率.本文以梯度熱電材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)為研究?jī)?nèi)容，對(duì)當(dāng)前梯度熱電材料的研究進(jìn)展進(jìn)行介紹，為梯度熱電材料的廣泛應(yīng)用提供理論參考.梯度熱電材料；熱電轉(zhuǎn)換效率；熱電材料由于具備熱電轉(zhuǎn)換特性，

200240）熱電制冷技術(shù)最新進(jìn)展：從材料到應(yīng)用胡浩茫，葛天舒，代彥軍*，王如竹（上海交通大學(xué)制冷與低溫工程研究所，上海 200240）熱電制冷是一種固態(tài)制冷方式，它沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件和制冷劑。它易與其他器件整合，并且廣泛地應(yīng)用于熱力系統(tǒng)。本文首先介紹熱電制冷的能量轉(zhuǎn)換理論。隨后介紹了近幾年熱電制冷材料和應(yīng)用的最新進(jìn)展。由IOFFE整理出來(lái)的熱電能量轉(zhuǎn)換理論至今仍廣泛用于評(píng)價(jià)熱電材料和優(yōu)化熱電制冷裝置。熱電制冷所用熱電材料依然以碲化鉍為主，主要通過(guò)摻雜和納米化

191北京）兩級(jí)熱電單偶輸出性能的三維有限元分析何勇靈1，2，周岷峰1，2（1.北京航空航天大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院，100191北京；2.北京市清潔能源與高效動(dòng)力工程中心，100191北京）針對(duì)以往研究中熱電單偶一維傳熱模型的不足，提出了一種新型的兩級(jí)熱電單偶，對(duì)傳統(tǒng)熱電單偶和兩級(jí)熱電單偶分別建立三維有限元模型，確定模型的溫度，對(duì)流換熱和電勢(shì)邊界面，設(shè)定合理的邊界條件，在ANSYS Workbench環(huán)境中進(jìn)行仿真分析.應(yīng)用控制變量法，研究不同輸入變量對(duì)兩

機(jī)械設(shè)計(jì)與制造·熱電制冷的發(fā)展與應(yīng)用王炯 王普超 雒福生(河南工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,河南 鄭州 450007)熱電制冷是一種新型、環(huán)保、無(wú)污染的制冷技術(shù),,工作原理是基于帕爾貼原理。本文歸納了改善熱電制冷性能的方法和熱電制冷器的相關(guān)應(yīng)用。從熱電材料、熱電制冷器的結(jié)構(gòu)、影響因素以及熱電制冷器的散熱四個(gè)方面來(lái)對(duì)這些研究進(jìn)行整理歸納,,為熱電制冷器進(jìn)一步的發(fā)展研究提供了一些參考。熱電制冷;材料;優(yōu)值系數(shù);帕爾貼效應(yīng)熱電制冷又稱(chēng)作半導(dǎo)體制冷,其基本工作原理是基于帕

產(chǎn)供熱主要由公用熱電企業(yè)集中供熱，但也有一些低效落后的自備熱電機(jī)組還在使用。按照《杭州市人民政府關(guān)于推進(jìn)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)加快淘汰落后產(chǎn)能的若干意見(jiàn)》的規(guī)定，要求淘汰燃煤中溫中壓熱電機(jī)組。2014年通過(guò)對(duì)該區(qū)造紙自備熱電(供熱)企業(yè)用能現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研，對(duì)存在的問(wèn)題、節(jié)能減排潛力和措施進(jìn)行了分析， 為下一步提出解決方案提供了有力的技術(shù)支持和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。1 造紙工業(yè)區(qū)熱電用能現(xiàn)狀1.1 公用熱電企業(yè)用能情況目前工業(yè)區(qū)內(nèi)共有6家自備熱電企業(yè)，大部分為2004年（園區(qū)供熱

人員的研究熱點(diǎn)。熱電發(fā)電即是在有溫度差異的環(huán)境下，利用熱電材料的特殊性能，將熱能直接轉(zhuǎn)換成電能，是一種清潔無(wú)污染的發(fā)電方式，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，熱電發(fā)電技術(shù)的研究主要方向是熱電發(fā)電材料的性能提升、熱電發(fā)電的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和相關(guān)的發(fā)電性能參數(shù)的優(yōu)化，并結(jié)合其他的產(chǎn)熱設(shè)備聯(lián)系在一起，分析整體結(jié)構(gòu)的發(fā)電特性。在文獻(xiàn)[1]中，由于熱力學(xué)的不可逆性，通過(guò)改變熱電發(fā)電的外部負(fù)載和設(shè)備材料的熱導(dǎo)率等參數(shù)，可以提高熱電發(fā)電裝置的發(fā)電性能。文獻(xiàn)[2]中通過(guò)高性能傳熱的材料和

200093)熱電制冷，又稱(chēng)半導(dǎo)體制冷，是帕爾帖效應(yīng)在制冷方面的應(yīng)用［1］。熱電制冷器具有無(wú)污染、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、體積小、無(wú)振動(dòng)、操作簡(jiǎn)便、溫控精度高等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于國(guó)防、工業(yè)、醫(yī)療、商業(yè)和日常生活中。通常情況下，單級(jí)熱電制冷器只能得到70 K的最大溫差，而且工作在大溫差條件下，制冷工況迅速惡化，制冷效率降低。因此，為了得到更大的溫差和良好的COP，通常采用多級(jí)熱電制冷器。多級(jí)熱電制冷器溫差大，即使在大溫差下工作也有較好的COP，由于其獨(dú)具的優(yōu)勢(shì)，國(guó)

效應(yīng)和附加熱阻對(duì)熱電模塊性能的影響王世學(xué)1，楊 博1，魯 池2(1. 天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072；2. 天津大學(xué)中低溫?zé)崮芨咝Ю媒逃恐攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300072)針對(duì)熱電模塊運(yùn)行過(guò)程中的影響因素，考慮湯姆遜效應(yīng)和陶瓷板、金屬導(dǎo)流片、接觸表面等產(chǎn)生的附加熱阻，建立了新的熱電能量平衡方程，并據(jù)此研究了湯姆遜效應(yīng)與附加熱阻對(duì)熱電模塊的輸出功率、熱電轉(zhuǎn)化效率及效率的影響規(guī)律．結(jié)果表明：在本文計(jì)算條件下，湯姆遜效應(yīng)及附加熱阻對(duì)熱電模

有機(jī)半導(dǎo)體熱電材料性能指數(shù)翻倍據(jù)美國(guó)《每日科學(xué)》網(wǎng)站報(bào)道，熱電材料是一種能將熱能和電能相互轉(zhuǎn)換的功能材料。目前的有機(jī)半導(dǎo)體熱電材料的熱電轉(zhuǎn)化效率一般比較低。美國(guó)科學(xué)家最新發(fā)現(xiàn)了一種方法，將目前表現(xiàn)最好的有機(jī)半導(dǎo)體熱電材料的效率提高了70%?，F(xiàn)在，最高效的熱電材料一般由鉍、碲、硒等相對(duì)來(lái)說(shuō)比較少見(jiàn)的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體組成，這些元素昂貴、易碎，而且有些還有毒。有機(jī)半導(dǎo)體不僅便宜、儲(chǔ)量豐富而且輕便、堅(jiān)固，但一直以來(lái)，這類(lèi)熱電材料在熱電轉(zhuǎn)化過(guò)程中的表現(xiàn)差強(qiáng)人意。無(wú)機(jī)半導(dǎo)體

電力科技信息新型熱電材料實(shí)現(xiàn)迄今最高“熱變電”效率電腦等設(shè)備在使用中發(fā)熱是人們熟悉的現(xiàn)象，這是因?yàn)椴糠蛛娔茏兂闪藷崮?，那么能不能反過(guò)來(lái)把熱能直接變成電能呢？一項(xiàng)最新研究認(rèn)為，這種熱電材料的研究取得了突破，得到了具有迄今最高“熱變電”效率的材料。熱電材料不同部位的溫度不一樣，電子就會(huì)順著溫差從一端跑到另一端，由此產(chǎn)生的電流可以作為電源。但是過(guò)去的熱電材料把熱能轉(zhuǎn)換為電能的效率都不高，大多只有約5%~7%，這限制了熱電材料的應(yīng)用?，F(xiàn)在只有一些很特殊的場(chǎng)合才使用