Thermal impedance match in thermoelectric generator design for maximum net power
Authors
Lárusson, Gísli ; Fraguas Tejero, Diego
Term
4. term
Education
Publication year
2015
Submitted on
2015-06-03
Abstract
Køretøjers udstødning bærer meget varme væk. Dette projekt optimerer et affaldsvarmegenvindingssystem (WHRS) baseret på en termoelektrisk generator (TEG) til brug i biler. Hovedideen er at matche den termiske impedans (modstand mod varmeflow): TEG'ens impedans skal passe til både varmeveksleren, der overfører varme fra motorens udstødningsgas til TEG'en, og kølelegemet (heat sink), der fjerner varme fra den kolde side. En analytisk model blev brugt til at styre optimeringen og blev sammenholdt med CFD-simuleringer (Computational Fluid Dynamics) og eksperimenter. Modellen forudsagde de termiske modstande korrekt, men beskrev ikke TEG-modulets ydeevne præcist. Det design, som modellen fandt optimalt, blev derefter simuleret for at vurdere, om et sådant WHRS er realistisk i køretøjer.
Vehicle exhaust carries away a significant amount of heat. This project optimizes a thermoelectric generator (TEG) based waste heat recovery system (WHRS) for automotive use. The key idea is thermal impedance matching (resistance to heat flow): the TEG’s impedance should align with that of the heat exchanger that brings heat from the engine exhaust gas to the TEG and with the heat sink that removes heat from the cold side. An analytical model guided the optimization and was compared with computational fluid dynamics (CFD) simulations and experiments. The model predicted thermal resistances well, but it did not capture the TEG module’s performance accurately. The design identified as optimal by the model was then simulated to assess whether such a WHRS is feasible in vehicles.
[This abstract was generated with the help of AI]
Documents