Термоэлектрические установки

В ближайшие годы полупроводниковые термоэлектрические установки будут сравнительно небольшой мощности. Однако как только удастся преодолеть некоторые трудности, связанные с работой термоэлементов при высоких температурах..., тогда, вероятно, будут созданы крупные термоэлектрические станции большой мощности. Возможность превращения тепловой энергии в электрическую без котлов, турбин и генераторов, уже реализуемая в малых масштабах в наши дни, столь привлекательна и целесообразна, что несомненно будут найдены пути для ее использования в крупных масштабах... [c.87]

К ним относятся термоэлектрические установки и термоэлектронные преобразователи. Обычно к ним относятся также установки с магнитогидродинамическими генераторами, хотя, как будет показано ниже, это в известной степени условно. [c.402]

Цикл термоэлектрической установки [c.402]

Как уже отмечалось, отнесение МГД генераторов к устройствам прямого преобразования тепла в электроэнергию является в известной степени условным. В самом деле, в этих генераторах тепло, выделяющееся при сгорании топлива, расходуется на нагрев рабочего тела, рабочее тело расширяется в сопле, приобретая значительную кинетическую энергию, и только затем эта кинетическая энергия преобразуется в канале МГД генератора в электроэнергию, тогда как в термоэлектрических установках и в термоэлектронных преобразователях промежуточные стадии нагрева и ускорения рабочего тела отсутствуют. В этой связи МГД генераторы правильнее называть устройствами безмашинного преобразования тепла в электроэнергию, подчеркивая этим то обстоятельство, что в отличие от обычных турбогенераторов в МГД генераторах отсутствуют движущиеся части. Это отличие является принципиальным преимуществом МГД генератора, обеспечивающим, как будет показано ниже, его большую эффективность. [c.417]

К числу устройств, в которых осуществляется прямое превращение тепла в электроэнергию, относятся термоэлектрические установки и термоэлектронные преобразователи прямое превращение химической энергии топлива в электроэнергию осуществляется в устройствах, называемых топливными элементами. [c.240]

Принцип действия термоэлектрической установки основан на следующем явлении, известном в физике под названием эффекта Зеебека если спаять концами два разнородных проводника, в одном из которых имеется разрыв, и поместить спаи в источники тепла с разными температурами Ti и Гг, то между ними возникнет разность потенциалов, равная термоэлектродвижущей силе [c.240]

Солнечная энергия. В результате солнечной радиации на поверхность Земли ежегодно поступает в 3 тыс. раз больше энергии, чем потребляется в мире. В настоящее время солнечная энергия используется с помощью термоэлектрического и фотоэлектрического преобразования. Термоэлектрические установки по состоянию на начало 1997 г были в основном использованы в США. Их общая мощность составляла немногим более 330 МВт. Более широко распространены фотоэлектрические преобразователи. Наибольшие мощности таких энергетических установок у Японии (38 МВт), Индии (28 МВт), Г ер-мании (17 МВт), Австралии (13 МВт), Южной Африки (11 МВт) и Мексики (10,3 МВт). Широкое распространение получили в мире солнечные установки горячего водоснабжения и отопления. В Австралии, например, используются 250 тыс. бытовых солнечных водоподогревателей, в Китае насчитывается 400 производителей солнечных панелей с их [c.20]

Термоэлектрические установки, основанные на эффекте Пельтье. Процесс трансформации тепла в этих установках осуществляется за счет использования электрической энергии в последовательно соединенных на спаях разнородных металлах или полупроводниковых элементах (полупроводниковые трансформаторы тепла). [c.413]

Развитие атомной энергетики расширило сферы применения термоэлектрических генераторов. С конца пятидесятых годов стали разрабатываться и осуществляться термоэлектрические генераторы, использующие тепло распада радиоактивных изотопов и энергию деления урана в ядерных реакторах. Такие энергетические установки небольшой мощности нашли применение в космических аппаратах, работающих в отрыве от земных энергетических ресурсов, в морском деле (маяки, метеорологические станции) и в других областях техники. В 1964 г. в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова был пущен первый в мире ядерный реактор с термоэлектрическим генератором тока мощностью 500 вт. В начале семидесятых годов обсуждаются атомные термоэлектрические установки мощностью в десятки, сотни и тысячи киловатт. [c.4]

В США подобная термоэлектрическая установка СНАП-ЮА, мощностью также 0,5 кет, с реактором на тепловых нейтронах и жидкометаллическим теплоносителем была запущена в космос 3 апреля 1965 г. и проработала 43 дня [7]. [c.13]

Большое влияние на эффективность термоэлектрического цикла оказывает конструктивная схема термоэлектрической установки, т. е. особенности подвода и отвода тепла, свойства топлива, потери во вспомогательных устройствах и т. д. [c.39]

Надежность работы ТЭГ оценивается как вероятность безаварийной работы установки в течение определенного времени, например ее срока службы. При оценке пригодности и перспективности, особенно автономной термоэлектрической установки, надежность играет первостепенную роль, поскольку выход из строя автономной морской или космической энергоустановки может иметь серьезные последствия. j [c.107]

Схема действия термоэлектрической установки дана на фиг. 217. К термопарам присоединяются указывающие или самопишущие милливольтметры, измеряющие непосредственно электродвижущую силу термопары и имеющие шкалу в °С. Нормальная работа милливольтметра возможна лишь в том случае, если шкала его соответствует типу установленной термопары и электрическое сопротивление соединительных проводов равно указанному на шкале милливольтметра. [c.512]

Если термоэлектрический элемент работает в режиме холодильной установки, то знаки Q2, W меняются на обратные. [c.606]

Первые три способа или предполагают сжигание топлива, или вызывают необходимость поддержания достаточно высоких температур рабочего процесса, который осуществляется в узком интервале температур, т. е. используют в той или иной мере теплоту. Поэтому КПД термоэлектрических генераторов, МГД-генераторов, термоэмиссионных преобразователей оказывается сравнительно низким. Эти генераторы и преобразователи могут иметь лишь вспомогательное значение в соединении с машинными способами получения электрической энергии тепловыми двигателями и установками. [c.504]

Термоэлектрические генераторы, термоэмиссионные преобразователи, магнитогидродинамические генераторы и квантовые преобразователи представляют собой двухтемпературные установки, причем поддержание рабочей температуры осуществляется в ряде случаев посредством сжигания топлива. Наличие двух температурных уровней обусловливает циклический характер работы энергетической установки с подобным преобразователем и сближает такую установку с тепловым двигателем. Различие состоит лишь в том, что в рассматриваемом преобразователе нет движущихся узлов, как это имеет место в тепловом двигателе, т. е. преобразование энергии является без-машинным. С точки зрения технологии указанное отличие может оказаться важным, однако принципиального значения Б термодинамическом смысле оно не имеет. [c.568]

На уравнения (8.29) видно, что КПД термоэлемента ни при каких условиях не может стать больше термического КПД цикла Карно в интервале температур Т , Т . Этот результат очевиден, так как термоэлемент эквивалентен тепловому двигателю, в котором подводимая от горячего источника теплота преобразуется в энергию электрического тока. Но для теплового двигателя КПД цикла Карно является верхним пределом, превысить который невозможно. Поэтому КПД термоэлемента всегда, из-за необратимости термоэлектрических процессов, меньше (Т — T.j.)/Ti. Приведенные выше формулы относятся к генерации электрической энергии термоэлементом, когда последний используется как термогенератор. Если термоэлектрический элемент работает в режиме холодильной установки, то знаки qi, L меняются на противоположные. [c.580]

В настоящее время все более широкое распространение получают холодильные установки, использующие термоэлектрические и термомагнитные эффекты. В аппаратах такого типа холодильный агент отсутствует. [c.219]

Между тем ядерные реакторы и радиоактивные изотопы могут быть также новыми эффективными источниками тепла в энергетических установках с термоэлектрическими генераторами. В них отходящее тепло непосредственно, без осуществления промежуточного парового или газового цикла используется для выработки электрического тока. Такие установки на полупроводниках, предназначаемые для питания приборов небольшой электрической мощности автоматических метеостанций, космических аппаратов и пр., разработаны и прошли эксплуатационную проверку в СССР и США. [c.185]

Рис. 12. Установка по термоэлектрическому преобразованию солнечной энергии.

Вакуумная система установки состоит из рабочей камеры, ротационного насоса, термоэлектрической ловушки и диффузионного насоса. Предельное разрежение в камере составляет 1.10 мм рт. ст. Вакуумная камера укрепляется на колоннах машины с помощью кронштейнов. [c.21]

Для решения перечисленных задач применяются термоэлектрические пирометры или термопары и специальные приборы или установки для термического и дилатометрического определения критических температур. [c.186]

Достоинство термоэлектрических пирометров простота устройства, широкий предел измерений температуры, возможность установки вторичных приборов на центральном щите. [c.153]

Известно, что термоэлектрические характеристики сплавов зависят от их химического состава и структуры. Для металлов, применяемых в энергомашиностроения, оба эти показателя регламентируются весьма узкими пределами, отчего и термоэлектрические характеристики каждой марки стали достаточно стабильны. Для получения термоэлектрических характеристик автором и его сотрудниками применялась следующая очень простая установка [c.235]

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ [c.237]

Область низких температур, в которой применяются термоэлектрические холодильные установки, находится в пределах от То.с до —80-н—120°С [c.238]

Схема простейшей термоэлектрической установки показана на рис. 3.1. Установка ТЭГ состоит из батареи ТЭЭЛ, устройства для получения и подвода тепла к горячим спаям при температуре Т , устройства для отвода тепла от холодных спаев при температуре полезной нагрузки R и других (вспомогательных) узлов установки. Обш,ий к. п. д. такой установки (если принять за к. п. д. установки отношение количества отданной потребителю электроэнергии кобш,ему количеству тепловой энергии топлива) определяется не только к. п. д. ТЭЭЛ, но и конструктивными особенностями установки ТЭГ, которые зависят от следуюш,их факторов мош,ности ТЭГ источника тепла (твердое, газообразное или жидкое топливо, ядерное горючее, солнечная энергия и др.) способа подвода и отвода тепла (теплопроводность, конвекция, лучеиспускание) теплоносителя (вода, газы, жидкие металлы) характеристик отдаваемого потребителю электрического тока (постоянный, переменный, низкое, высокое напряжение) и др. Тогда обш,ий к. п. д. установки с ТЭГ может быть представлен в виде [c.39]

На рис. 3.3 показана одна из простейших схем термоэлектрической установки с вибропреобразователем. Здесь ТЭГ подключен к первичной обмотке транс( рматора. В случае использования вибропреобразователя ВП-1 при среднем токе в первичной цепи 0,33 а и напряжении 6 в во вторичной обмотке можно получить ток 10— 12 ма при ПО в, т. е. к. п. д. такого простейшего вибропреобразователя около 60% [4]. [c.42]

Известны различные крупные установки с больщим числом термопар, измерительные и опорные спаи которых сильно разнесены. Например, каждая из печей в производственном цикле может быть оборудована десятью и более термопарами, включенными в систему обработки информации, находящейся в измерительном центре на расстоянии в сотни метров. Напряжение термопары, которое должно быть измерено, практически полностью возникает на нескольких первых метрах проволоки. Остальные сотни метров служат для передачи этого напряжения к измерительным устройствам. Термоэлектрические свойства длинной проволоки, находящейся при комнатной температуре и, во всяком случае, не выще 100 °С, гораздо менее важны, чем той части проволоки, которая находится в области резкого изменения температуры. Значительная экономия средств может быть получена, если в этой менее ответственной части использовать более дещевую проволоку с не столь строго контролируемыми параметрами. Для такой проволоки достаточно получить нужные характеристики для интервала температур от 20 до 100 °С. [c.297]

Паровые холодильные машины, в свою очередь, подразделяют на парокомпрессионные, пароэжекторные и абсорбционные. Кроме того, применяются термоэлектрические холодильные установки, работа которых основана на эффекте Пельтье (1834 г.), заключающемся в том, что при прохождении электрического тока по замкнутой цепи проводников-термоэлементов один из спаев проводников охлаждается, а другой нагревается. К этой же группе холодильных установок относятся устройства, основанные на термомагнитном эффекте Эттингсхаузена. В холодильных установках этого типа хладагент отсутствует. [c.176]

Ядерные термоэлектрические ПЭ представляют собой комбинацию ядерного источника тепла (реактора) и ТЭГ термоэлектрического, термоамиссионного (чаще термоионного, ибо поддержание вакуума и малого межэлектродного расстояния технически трудно) или магнитогазодинамического типа. Все три варианта были в той или иной степени испытаны (в СССР установка первого типа Ромашка , второго — Топаз ). Недостатком первых двух ТЭГ является их маломощность при большой тепловой мощности реакторов, а также относительно низкий КПД (10—15%) и некоторые др. [c.148]

ТэлГ — термоэлектрический электро(полупроводниковый) генератор ТЭмГ — термоэмиссионный генератор ТИГ — термоионный электрогенератор ТУ — турбинная установка ТЭС — тепловая электростанция ЭАБ — электрохимическая аккумуляторная батарея ЭГДГ — электрогазв(гидро)динамический (электро)генератор ЭДС — электродвижущая сила ЭУ — энергетическая установка [c.194]

В начале 60-х годов Институтом атомной энергии имени И. В. Курчатова совместно с другими научно-исследовательскими институтами была разработана первая энергетическая установка с ядерным реактором и прямым получением электроэнергии. В этой установке, получившей название Ромашка (рис. 55), впервые осуществлена оригинальная и простая конструктив-наьс схема, предусматривающая обт-единение в одном агрегате высокотемпературного реактора на быстрых нейтронах и термоэлектрического генератора электрической мощностью 0,5 кет. В активной зоне реактора, окруженной бериллиевым отражателем, помещены тепловыделяющие элементы (пластины из дикарбида уранаиСг с 90%-ным обогащением по урану-235) общим [c.185]

Вакуумная система. Вакуумная система установки состоит из рабочей камеры, ротационного насоса типа ВН-2МГ, термоэлектрической ловушки ТВЛ-100 и диффузионного яасоса ЦВЛ-100. Предельное разрежение в рабочей камере составляет 1 X 10 мм рт. ст. Вакуумная камера подвешивается на колоннах машины с помощью кронштейнов. [c.156]

Вакуумно-компрессионная система установки. Откачка воздуха и газов из камеры осуществляется пароструйным масляным насососом 5 типа ЦВЛ-100, снабженным нагревателем 6. Насос 5 соединен через вакуумный вентиль 7 с масляным ротационным насосом 8 типа ВН-461М. Для предотвращения попадания паров масла из насоса 5 в рабочую камеру предназначена термоэлектрическая вакуумная ловушка 9 типа ТВЛ-100. [c.161]

Па может служить конструкция, изображенная на рис. 21. Все фланцевые соединения электропечи выполнены под металлические прокладки. Корпус 1 печи и все фланцы допускают обезгаживающий прогрев до 450 °С внешним нагревателем 3. Нагреватель 2 и теплоизоляционные экраны 5 выполнены из листового тантала толщиной 1 мм. Для охлаждения корпуса в процессе испытаний к нему приварены водоохлаждающие трубки 4. Замер температуры можно осуществлять термоэлектрическими преобразователями типа ТВР или оптическим пирометром через смотровое окно 6. Крышку 7 открывают при установке образца. Корпус печи I выполнен в виде горизонтально расположенного цилиндра. Трубки охлаждения 4 и внешний нагреватель 3 закрыты кожухом 8. Предельное разрежение в таких электропечах 1,3-10 ° Па. Максимальная температура 2200 °С. [c.306]

Для осуществления теплоиасосного процесса необходима затрата внешней энергии любого вида механической, химической, кинетической, электрической и др. В зависимости от вида используемой энергии теплонасосные установки разделяются на компрессионные, абсорбционные, струйные, термоэлектрические и др. [c.366]

Эисргоустаиовки с вторичным использованием бросовой теплоты первой ступени преобразования энергии используются в различных областях техники. Не касаясь традиционных направлений, отметим целесообразность применения паротурбинных преобразователей с ОРТ в комбинированных космических энергётических установках с ядерными или радиоизотопными источниками теплоты. В качестве верхнего каскада в таких энергетических установках используется термоэлектрический или термоэмиссионный преобразователь. Разработка этих установок стала возможна благодаря созданию селективных покрытий для низкотемпературных холодильников-излучателей, обеспечивающих степень черноты поверхности 0,8. .. 0,9 и коэффициент поглощения солнечного излучения 0,1. .. 0,2 [25]. Такие холодильники-излучатели при температурах поверхности порядка 300 К оказываются работоспособными в условиях лучистого теплообмена с Землей, Солнцем и другими планетами. [c.21]

Для упрощения системы ограничений, формирующей область допустимых значений независимых переменных, в качестве последних удобно выбрать Txi , перепад температуры ДФС на холодильнике-излучателе — Тдрт и степень расширения парового потока на активном сопле конденсирующего инжектора Як, и- Свойства полупроводниковых материалов и ДФС обусловливают ряд особенностей организации рабочего процесса энергетической установки, которые необходимо учитывать в решаемой задаче. Из-за возможного окисления, испарения и диффузии материалов ТЭГ при сроках функционирования более года температура горячего спая первого каскада Тпк не превышает 1000 К [82], поэтому ее следует принять неизменной и равной 1000 К. Термоэлектрические материалы имеют максимальные значения pi в относительно узком диапазоне температур, а форсирование TipT ограничивается термической стабильностью ДФС. С учетом сказанного конкретизированная постановка задачи (9.18) принимает вид [c.173]

В реакторах на быстрых нейтронах используются в качестве теплоносителей жидкие металлы, возможно использование газов (гелия, углекислоты), расплавов солей. В МГД-преобразовате-лях энергии, термоэмиссионных, термоэлектрических и других преобразователях так же будут находить применение неводяные теплоносители. Высокотемпературные реакторы с газовым охлаждением будут использоваться с газотурбинными установками замкнутого цикла, в которых рабочим телом будут неводяные теплоносители. Более высокая экономичность таких мощных энергетических установок обеспечит уменьшение загрязняющих выбросов в атмосферу земли. [c.4]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...