面向热伏发电系统的紧凑式换热结构设计及性能分析

摘要：

中低温地热温差材料热伏发电是世界性研究热点,其难点是如何提高热伏发电的热电转换效率.本文提出一种基于自相似结构(SSHS)的换热结构设计方案,可以大大减小一般热电转换系统换热结构的体积与重量,同时提高热电转换效率.以一个热端热沉的流动换热过程为例,利用数值计算方法对其换热和流动阻力特性进行了模拟和分析,并与两种传统换热结构进行了对比.计算结果表明:SSHS热沉具有更强的换热能力,换热均匀性更好,流量范围0.0103～0.0186 kg/s、热流密度2 W/cm2及进口热水温度100℃条件下,SSHS热沉的换热能力可达一般换热结构的2倍以上,换热面(释热面)温度高出5～10 K,温度分布均匀性提高了50％以上,进而有利于提高热电转换效率;此外,SSHS虽然相较传统结构有更大的流动阻力,但对于当前设计总流动阻力也不超过450 Pa,因此SSHS热沉非常适合用于模块化的热电直接转换系统.

关键词：地热发电、热电转换、自相似微通道热沉、换热结构

所属期刊栏目：51

分类号：TM616(发电、发电厂)

资助基金：国家自然科学基金项目51706149,51709191;四川省科技计划资助项目2019YJ0053

在线出版日期：2019-12-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：54-59