04. Шелехов И. Ю., Шишелова Т. И., Смирнов Е. И. Применение новых технических решений в конструировании термоэлектрических систем

Печать

УДК 537.58

DOI: 10.15507/0236-2910.028.201801.048-061

Применение новых технических решений в конструировании термоэлектрических систем

Шелехов Игорь Юрьевич
доцент кафедры городского строительства и хозяйства, Институт архитектуры, строительства и дизайна, ФГБОУ ВО «Иркутский национальный исследовательский технический университет» (664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 83), кандидат технических наук, ResearcherID: http://www.researcherid.com/rid/ V-3045-2017, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-7677-3187, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Шишелова Тамара Ильинична
профессор кафедры физики, ФГБОУ ВО «Иркутский национальный исследовательский технический университет» (664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 83), доктор технических наук, ResearcherID: http://www.researcherid.com/rid/V-2981-2017, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-2372-8144, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Смирнов Евгений Игоревич
аспирант кафедры инженерных коммуникаций и систем жизнеобеспечения, Институт архитектуры, строительства и дизайна, ФГБОУ ВО «Иркутский национальный исследовательский технический университет» (664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д. 83), ResearcherID: http://www.researcherid.com/rid/V-3117-2017, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-4999-7342, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Введение: В статье представлен анализ применения полупроводников при конструировании устройств, которые работают с использованием возобновляемых источников энергии; показано, что особый интерес проявляется к системам, работающим на основе термоэлектрической энергии. Задача исследования заключается в расширении спектра применения термоэлектрических систем. Показано, что для преобразования рассеянной тепловой энергии в другой вид энергии целесообразно и эффективно использовать системы, созданные с помощью термоэлектрических элементов.
Материалы и методы: Исследования проводились в Научно-исследовательской лаборатории современных нагревательных приборов ФГБОУ ВО «ИРНИТУ». Были изготовлены образцы термоэлектрических модулей с использованием толстопленочной технологии. Сравнивалась эффективность работы термоэлектрического модуля классического вида с радиаторами охлаждения и запатентованной авторами конструкции термоэлектрического модуля с пространственной ориентацией сторон теплообмена. В качестве термоэлектрического материала использовался теллурид висмута (Bi²Te³); показания напряжения и тока термоэлектрических модулей фиксировались универсальным цифровым прибором В7-28; показания температуры теплоносителя и нагревательных элементов измерялись термопарами и фиксировались с помощью приборов ТРМ 151 и программного комплекса фирмы «ОВЕН». Токовая нагрузка во время проведения экспериментов была постоянной и составляла 1А; корректировка осуществлялась постоянными резисторами марки МЛТ-1.
Результаты исследования: В статье приводятся результаты исследования термоэлектрических модулей с поддержанием постоянной температуры на одной стороне модуля и заданием градиента температуры в диапазоне от +50 ºС до 190 ºС на другой. Детально рассматривается взаимное влияние теплопередающих сторон в процессе длительной эксплуатации при различных конструкциях термоэлектрических модулей.
Обсуждение и заключения: Толстопленочная технология – одно из направлений по удешевлению производства термоэлектрических модулей и увеличению эффективности их работы. Исследования в данной области целесообразно проводить в направлении разработки конструкций термоэлектрических модулей и технологий по их изготовлению. Использование толстопленочной технологии изготовления термоэлектрических модулей дает возможность полностью удалить взаимное влияние горячей и холодной сторон, а также увеличить площадь рассеивания тепла в очень широких пределах.

Ключевые слова: термоэлектрическое устройство, термоэлектрический элемент, термоэлектрический модуль, устройство преобразования, преобразование энергии, энергоэффективность, толстопленочная технология

Для цитирования: Шелехов И. Ю., Шишелова Т. И., Смирнов Е. И. Применение новых технических решений в конструировании термоэлектрических систем // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28, № 1. С. 48–61. DOI: 10.15507/0236- 2910.028.201801.048-061

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.