TWI495868B - 熱電模組性質測量系統及其測量方法 - Google Patents

熱電模組性質測量系統及其測量方法 Download PDF

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TWI495868B TW102131726A TW102131726A TWI495868B TW I495868 B TWI495868 B TW I495868B TW 102131726 A TW102131726 A TW 102131726A TW 102131726 A TW102131726 A TW 102131726A TW I495868 B TWI495868 B TW I495868B
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Jingyi Huang
Hueylin Hsieh
Hengchieh Chien
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China Steel Corp
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熱電模組性質測量系統及其測量方法
本發明是有關於一種測量系統及測量方法,且特別是有關於一種熱電模組性質測量系統、發電效率、內電阻性能、及熱阻性能測量方法。
請參閱第1圖,第1圖係繪示第一種傳統熱電模組測量系統之剖面圖。第一種傳統熱電模組測量系統中,加熱片110經加熱後產生熱量,接著透過包覆絕熱材料112的熱傳導塊111將熱量傳導到熱電模組130的上表面,另外,冷卻模組120則透過包覆絕熱材料112的熱傳導塊121從熱電模組130的下表面吸收熱量。其中,在熱傳導塊111、121中設有複數個熱電偶140,用來量測熱傳導塊111、121不同位置的溫度,藉此,此傳統熱電模組測量系統可量測熱電模組130的席貝克(seebeck)係數、熱阻值(thermal resistance)、內電阻值(internal electrical resistance)、發電功率(power generation)及發電效率(generation efficiency)。然而,此傳統熱電模組測量系統在測量不同上 表面或下表面的面積的熱電模組130時,需要更換相對應面積大小的熱傳導塊111、121,始能測量準確的熱電模組130性質,因此若是有不同面積大小的熱電模組130需測量其性質時,就需要更換熱傳導塊111、121以對應熱電模組130的面積,因此不甚方便。
請參閱第2圖,第2圖係繪示第二種傳統熱電模組測量系統之剖面圖。第二種傳統熱電模組測量系統係與第一種傳統熱電模組測量系統相似,都具有被絕熱材料112包覆的熱傳導塊111、121,以及加熱片110及冷卻模組120分別供熱予熱電模組130的上表面及自熱電模組130的下表面吸熱。然而,第二種傳統熱電模組測量系統僅在熱傳導塊111、121各設置一熱電偶140,且熱電偶140較靠近熱電模組130的上表面及下表面,其中,熱傳導塊111、121的面積不需與熱電模組130的上表面或下表面的面積對應,即可量測出熱電模組130的等效席貝克係數、內電阻值及發電功率。但是,卻具有無法量測熱電模組130之發電效率及熱阻值的缺點。
鑒於以上的問題,本發明之一方面在於提供一種熱電模組性質測量系統、發電效率、內電阻性能、熱阻性能測量方法,藉以無須更換熱傳導塊的大小,就可以測量不同面積的熱電模組的等效席貝克係數、熱阻值、內電阻值、發電功率及發電效率。
根據本發明之一實施例,此熱電模組性質測量系 統,適於測量熱電模組,熱電模組性質測量系統包含絕熱裝置、供熱裝置、冷卻模組、第一溫度測量單元、第二溫度測量單元以及第三溫度測量單元。絕熱裝置具有第一中空部、第二中空部以及供熱部,其中第一中空部係位於第二中空部與供熱部上,第二中空部係環繞供熱部。供熱裝置設置在絕熱裝置之供熱部中,用以加熱熱電模組。供熱裝置包含導熱材及加熱模組,導熱材之導熱材表面用以接觸熱電模組之上表面,以及加熱模組設置於導熱材中,加熱模組用以透過導熱材來提供加熱量至熱電模組。冷卻模組用以冷卻熱電模組,冷卻模組之冷卻模組表面係用以接觸熱電模組之下表面。第一溫度測量單元用以量測導熱材之導熱材表面之溫度,也就是導熱材與熱電模組接觸之上表面之溫度,以獲得熱電模組熱端溫度值。第二溫度測量單元用以量測絕熱裝置之溫度,以獲得絕熱裝置溫度值。第三溫度測量單元用以量測冷卻模組之冷卻模組表面之溫度,也就是量測冷卻模組與熱電模組接觸之下表面之溫度,以獲得熱電模組冷端溫度值。
依據本發明之另一實施例,上述之熱電模組性質測量系統更包含計算裝置,電性連接至第一溫度測量單元、第二溫度測量單元以及第三溫度測量單元,以利用熱電模組熱端溫度值、熱電模組冷端溫度值以及絕熱裝置溫度值來計算出熱電模組之席貝克係數、內電阻值、熱阻值、發電功率或發電效率。
依據本發明之再一實施例,上述之第一溫度測量單 元、第二溫度測量單元以及第三溫度測量單元為熱電偶。
依據本發明之又一實施例,上述之冷卻模組為水冷式冷卻模組或氣冷式冷卻模組。
根據本發明之另一態樣,提供一種發電效率測量方法,用以量測熱電模組之發電效率。在一實施例中,首先利用加熱模組來加熱熱電模組之上表面,其中加熱模組係提供加熱量至熱電模組,接著利用冷卻模組來冷卻熱電模組之下表面。在冷卻熱電模組之下表面後,量測導熱材之導熱材表面之溫度,以獲得導熱材溫度值,其中導熱材表面係與熱電模組之上表面接觸,而加熱模組係導熱材來加熱熱電模組。接著提供電壓量測模組,其中電壓量測模組包含量測電阻,其中量測電阻之電阻值係等於熱電模組之內電阻值。在提供電壓量測模組之後,利用電壓量測模組來量測熱電模組之輸出電壓,並利用輸出電壓來計算熱電模組之發電功率。接著量測絕熱裝置之溫度,以獲得絕熱裝置溫度值,其中絕熱裝置係包覆加熱模組與導熱材。在量測絕熱裝置之溫度後,利用熱電模組熱端溫度值以及絕熱裝置溫度值來計算出熱散逸量;以及進行發電效率計算步驟,以利用加熱量、熱散逸量以及發電功率來計算出熱電模組之發電效率值。
依據本發明之另一實施例,上述之發電效率計算步驟係利用下列公式來計算出熱電模組之發電效率值: 其中,η 為發電效率值;P 為熱電模組之發電功率;Q heater 為加熱模組所提供之加熱量;以及ΣQ loss 為熱散逸量。
依據本發明之再一實施例,上述之熱散逸量之計算公式如下:ΣQ loss =3.144636×10-8 .(T 1 -T 2 )4 -8.539452×10-6 .(T 1 -T 2 )3 +9.48628×10-4 .(T 1 -T 2 )2 +0.1193478.(T 1 -T 2 )+0.01331508其中,T 1 為熱電模組熱端溫度值;以及T 2 為絕熱裝置溫度值。
依據本發明之又一實施例,上述之熱電模組之發電功率之計算公式如下: 其中:V load 為輸出電壓之值;以及R load 為內電阻值。
依據本發明之再一態樣,提供一種內電阻性能測量方法,用以量測熱電模組之內電阻性能。在一實施例中,首先利用加熱模組來加熱熱電模組之上表面,其中加熱模組係提供加熱量至熱電模組,接著利用冷卻模組來冷卻熱電模組之下表面。在冷卻熱電模組之下表面後,量測導熱材之導熱材表面之溫度,以獲得導熱材溫度值,其中導熱材表面係與熱電模組之上表面接觸,而加熱模組係導熱材來加熱熱電模組,接著量測冷卻模組之冷卻模組表面之溫度,以獲得冷卻模組溫度值,其中冷卻模組表面係與加熱模組之下表面接觸。在量測冷卻模組表面之溫度後,提供電壓量測模組,其中電壓量測模組包含量測電阻,接著利用電壓量測模組來量測熱電模組之輸出電壓,以及進行內 電阻計算步驟,以利用熱電模組熱端溫度值、熱電模組冷端溫度值以及輸出電壓來計算出熱電模組之內電阻值。
依據本發明之另一實施例,上述之內電阻計算步驟係利用下列公式來計算出熱電模組之內電阻值: 其中:R TE 為平均溫度下的內電阻值,平均溫度為熱電模組冷端溫度值與熱電模組熱端溫度值總和的一半;V open 為熱電模組之開路電壓值;V load 為輸出電壓之值;以及R load 為量測電阻之電阻值。
依據本發明之又一態樣,提供一種熱阻性能測量方法,用以量測熱電模組之熱阻性能。在一實施例中,首先利用加熱模組來加熱熱電模組之上表面,其中加熱模組係提供加熱量至熱電模組,接著利用冷卻模組來冷卻熱電模組之下表面。在冷卻熱電模組之下表面後,量測導熱材之導熱材表面之溫度,以獲得熱電模組熱端溫度值,其中導熱材表面係與熱電模組之上表面接觸,而加熱模組係導熱材來加熱熱電模組,接著冷卻模組之冷卻模組表面之溫度,以獲得熱電模組冷端溫度值,其中冷卻模組之冷卻模組表面係與熱電模組之下表面接觸。在量測熱電模組之下表面之溫度後,量測絕熱裝置之溫度,以獲得絕熱裝置溫度值,其中絕熱裝置係包覆加熱模組與導熱材,以及進行熱阻計算步驟,以利用加熱量、熱散逸量、熱電模組熱端溫度值以及熱電模組冷端溫度值來計算出熱電模組之熱阻 值。
依據本發明之另一實施例,上述之熱散逸量之計算公式如下:ΣQ loss =3.144636×10-8 .(T 1 -T 2 )4 -8.539452×10-6 .(T 1 -T 2 )3 +9.48628×10-4 .(T 1 -T 2 )2 +0.1193478.(T 1 -T 2 )+0.01331508其中,T 1 為熱電模組熱端溫度值;T 2 為絕熱裝置溫度值以及ΣQ loss 為熱散逸量。
依據本發明之再一實施例,上述之熱阻計算步驟係利用下列公式來計算出熱電模組之熱阻值: 其中:R f 為熱阻值;T 1 為熱電模組熱端溫度值;T 3 為熱電模組冷端溫度值;Q heater 為加熱模組所提供之加熱量以及ΣQ loss 為熱散逸量。
因此,本發明之優點之一是在提供一種熱電模組性質測量系統、發電效率、內電阻性能及熱阻性能測量方法,其中絕熱裝置具有兩個中空部,以具有較佳的絕熱效果,並且以三個溫度測量單元分別量測熱電模組熱端溫度值、熱電模組冷端溫度值及絕熱裝置溫度值,藉以計算熱電模組之席貝克係數、內電阻值、發電功率、發電效率或熱阻值。另外,導熱材表面之面積無須與熱電模組之上表面之面積相對應,因此在需測量具有不同表面面積的熱電模組的情況下,仍可適用本發明之熱電模組性質測量系統。
有關本發明的特徵、實作與功效,茲配合圖式作最 佳實施例詳細說明如下。
110‧‧‧加熱片
111‧‧‧熱傳導塊
112‧‧‧絕熱材料
120‧‧‧冷卻模組
121‧‧‧熱傳導塊
130‧‧‧熱電模組
140‧‧‧熱電偶
300‧‧‧熱電模組性質測量系統
310‧‧‧絕熱裝置
311‧‧‧供熱部
312、313‧‧‧中空部
320‧‧‧供熱裝置
321‧‧‧加熱模組
322‧‧‧導熱材
330‧‧‧熱電模組
340‧‧‧冷卻模組
350‧‧‧第一溫度測量單元
360‧‧‧第二溫度測量單元
370‧‧‧第三溫度測量單元
380‧‧‧電壓量測模組
381‧‧‧量測電阻
400‧‧‧發電效率測量方法
410、510、610、710‧‧‧加熱步驟
420、520、620、720‧‧‧冷卻步驟
430、530、630、730‧‧‧量測熱電模組上表面之溫度步驟
440、550、650‧‧‧提供電壓量測模組
450‧‧‧發電功率計算步驟
460、750‧‧‧量測絕熱裝置溫度
470、760‧‧‧熱逸散量計算步驟
480‧‧‧發電效率計算步驟
500‧‧‧內電阻性能測量方法
540、640、740‧‧‧量測熱電模組下表面之溫度步驟
560‧‧‧量測輸出電壓步驟
570‧‧‧內電阻計算步驟
600‧‧‧席貝克係數之測量方法
660‧‧‧量測開路電壓步驟
670‧‧‧席貝克係數計算步驟
700‧‧‧熱阻性能測量方法
770‧‧‧熱阻計算步驟
第1圖係繪示第一種傳統熱電模組測量系統之剖面圖。
第2圖係繪示第二種傳統熱電模組測量系統之剖面圖。
第3圖係繪示依照本發明之熱電模組性質測量系統之剖面圖。
第4圖係繪示本發明之發電效率測量方法之步驟圖。
第4a圖係繪示依照本發明之熱電模組性質測量系統以具有量測電阻之電壓量測模組量測輸出電壓之示意圖。
第5圖係繪示本發明之內電阻性能測量方法之步驟圖。
第6圖係繪示本發明之席貝克係數之測量方法之步驟圖。
第6a圖係繪示依照本發明之熱電模組性質測量系統以不具有量測電阻之電壓量測模組量測開路電壓之示意圖。
第7圖係繪示本發明之熱阻性能測量方法之步驟圖。
以下仔細討論本發明實施例之製造和使用。然而,可以理解的是,實施例提供許多可應用的發明概念,其可實施於各式各樣的特定內容中。所討論之特定實施例僅供說明,並非用以限定本發明之範圍。
請參照第3圖,第3圖係繪示依照本發明實施例之熱電模組性質測量系統300之剖面圖。絕熱裝置310具 有供熱部311以及中空部312、313。中空部312位於中空部313與供熱部311上,中空部313係環繞供熱部311,其中,中空部312、313可選擇性的以真空設置或充填具有絕熱效果之氣體,藉以提供絕熱效果。供熱部311中設置有供熱裝置320,用以加熱熱電模組330。供熱裝置320包含加熱模組321及導熱材322,其中加熱模組321可以是加熱片或是具有加熱效果的裝置,導熱材322之材質可以是金屬或是具有較佳導熱性的材料。導熱材322之導熱材表面用以接觸熱電模組330之上表面,並且加熱模組321設置在導熱材322中,其中加熱模組321係用以透過導熱材322來加熱熱電模組330。
另外,冷卻模組340用以冷卻熱電模組330,其中冷卻模組340之冷卻模組表面係用以接觸熱電模組330之下表面。較佳地,冷卻模組340可為水冷式冷卻模組或氣冷式冷卻模組。在熱電模組330被加熱及冷卻並達穩定後,以第一溫度測量單元350、第二溫度測量單元360及第三溫度測量單元370分別量測導熱材322之導熱材表面之溫度、絕熱裝置310之溫度及冷卻模組340之冷卻模組表面之溫度,以獲得熱電模組熱端溫度值、絕熱裝置溫度值以及熱電模組冷端溫度值。較佳地,第一溫度測量單元350、第二溫度測量單元360以及第三溫度測量單元370可為熱電偶。另外,第一溫度測量單元350可設置在導熱材322中,並且靠近用以接觸熱電模組330之上表面的導熱材表面,或是第一溫度測量單元350可設置在導熱材表面上; 第二溫度測量單元360可設置在在中空部312之上;第三溫度測量單元370可設置靠近冷卻模組340的冷卻模組表面,且冷卻模組表面接觸熱電模組330之下表面,或是第三溫度測量單元370可設置在冷卻模組表面上。
另外,本發明之熱電模組性質測量系統中,更可包含計算裝置(未繪示),電性連接至第一溫度測量單元350、第二溫度測量單元360以及第三溫度測量單元370,以利用熱電模組熱端溫度值、熱電模組冷端溫度值以及絕熱裝置溫度值來計算出熱電模組330之席貝克係數、內電阻值、發電功率、發電效率或熱阻值。
本發明實施例之熱電模組性質測量系統可計算熱電模組330之席貝克係數、內電阻值、發電功率、發電效率或熱阻值。詳細之測量方法請參閱後續段落。
首先說明本發明實施例之發電效率測量方法,請參閱第4圖,第4圖係繪示本發明實施例之發電效率測量方法之步驟圖。發電效率測量方法400首先進行步驟410,以利用加熱模組321來加熱熱電模組330之上表面,其中加熱模組321係提供一加熱量至熱電模組330。接著,進行步驟420,以利用冷卻模組340來冷卻熱電模組330之下表面。在步驟420之後,接著進行步驟430,以利用第一溫度測量單元350來量測導熱材322之表面溫度,也就是導熱材322與熱電模組330接觸之上表面之溫度,以獲得熱電模組熱端溫度值,其中,由於導熱材322之導熱材表面與熱電模組330接觸,所以加熱模組321之上表面在經加熱 並穩定後,導熱材表面與加熱模組321之上表面的溫度會接近或相等,故所量測到導熱材322之表面溫度,也會接近或相等量測到熱電模組330上表面之溫度,故可獲得熱電模組熱端溫度值。
接著,進行步驟440來提供電壓量測模組,如第4a圖所示,第4a圖係繪示依照本發明之熱電模組性質測量系統以具有量測電阻之電壓量測模組量測輸出電壓之示意圖。其中,電壓量測模組380包含量測電阻381,其中量測電阻381之電阻值係等於熱電模組330之內電阻值。接著,進行步驟450係利用電壓量測模組380來量測熱電模組330之輸出電壓,並利用輸出電壓來計算熱電模組330之發電功率。其中,發電功率之計算公式如下:其中,V load 為輸出電壓之值;R load 為內電阻值;以及P 為熱電模組之發電功率。
接著,進行步驟460,以量測絕熱裝置310之溫度,而獲得絕熱裝置之溫度值。在步驟460之後,接著進行步驟470,以利用熱電模組熱端溫度值以及絕熱裝置溫度值來計算出熱散逸量。其中,熱散逸量之計算公式如下:ΣQ loss =3.144636×10-8 .(T 1 -T 2 )4 -8.539452×10-6 .(T 1 -T 2 )3 +9.48628×10-4 .(T 1 -T 2 )2 +0.1193478.(T 1 -T 2 )+0.01331508其中,T 1 為熱電模組熱端溫度值;T 2 為絕熱裝置溫度值;ΣQ loss 為熱散逸量。
接著,進行發電效率計算步驟480,以利用加熱量、熱散逸量以及發電功率來計算出熱電模組330之發電效率值。其中,熱電模組330之發電效率值之計算公式如下: 其中,η 為發電效率值;以及Q heater 為加熱模組所提供之加熱量。換言之,本發明之發電效率測量方法中,導熱材表面無須與熱電模組330之上表面之面積相對應,並經由量測出各種數值可推算出熱電模組330的發電功率、熱散逸量以及發電效率。
另外,請參閱第5圖,第5圖係繪示本發明之內電阻性能測量方法500之步驟圖。其中,本發明之內電阻性能測量方法500,用以量測熱電模組330之內電阻性能。其中,步驟510、520、530係類似於步驟410、420、430,故不再贅述。在步驟530之後,接著進行步驟540,以利用第三溫度測量單元370來量測冷卻模組340之冷卻模組表面之溫度,也就是冷卻模組340與熱電模組330接觸之下表面之溫度,而獲得熱電模組冷端溫度值,其中,由於冷卻模組340之冷卻模組表面與熱電模組330之下表面接觸,所以加熱模組330之下表面在經冷卻並穩定後,冷卻模組表面與加熱模組330之下表面的溫度會接近或相等,故所量測到冷卻模組340之表面溫度,也會接近等於量測到熱電模組330下表面之溫度,故可獲得熱電模組冷端溫 度值。在步驟540後,接著進行步驟550,以提供電壓量測模組380,如第4a圖所示,其中電壓量測模組380包含量測電阻381。接著,進行步驟560,以利用電壓量測模組380來量測熱電模組330之輸出電壓。另外,在進行量測熱電模組330之輸出電壓之步驟560之後,即可進行內電阻計算步驟570,以利用熱電模組熱端溫度值、熱電模組冷端溫度值以及輸出電壓來計算出熱電模組330之內電阻。其中,熱電模組330之內電阻值之計算公式如下: 其中,R TE 為平均溫度下的內電阻值,平均溫度為熱電模組冷端溫度值與熱電模組熱端溫度值總和的一半;V open 為熱電模組之開路電壓值;V load 為輸出電壓之值;以及R load 為量測電阻之電阻值。特別提到的是,開路電壓值係指電壓量測模組380在不包含量測電阻381時,對熱電模組330量測所獲得的電壓值。
本發明更包含席貝克係數之測量方法態樣,請參閱第6圖,第6圖係繪示本發明之席貝克係數之測量方法600之步驟圖。首先,步驟610至步驟640係類似於本發明之內電阻性能測量方法之步驟510至步驟540,故不再贅述。在量測冷卻模組表面之溫度之步驟640後,步驟650係提供電壓量測模組380,如第6a圖所示,第6a圖係繪示依照本發明之熱電模組性質測量系統以不具有量測電阻之電壓量測模組量測開路電壓之示意圖。其中電壓量測模組 380不包含量測電阻381,接著步驟660係利用電壓量測模組380來量測熱電模組330之開路電壓。然後,進行席貝克係數計算步驟670,以利用開路電壓、熱電模組熱端溫度值以及熱電模組冷端溫度值來計算出熱電模組之席貝克係數。其中,席貝克係數可用下列公式計算: 其中,T avg 為熱電模組熱端溫度值T 1 以及熱電模組冷端溫度值T 3 之平均溫度;S (T avg )為在平均溫度下的席貝克係數以及V open 為開路電壓值。
本發明更包含熱阻性能之測量方法態樣,請參閱第7圖,第7圖係繪示本發明之熱阻性能之測量方法700之步驟圖。首先,步驟710至步驟740係類似於本發明之內電阻性能測量方法之步驟510至步驟540,故不再贅述。在步驟740後,步驟750係量測絕熱裝置之溫度,以獲得絕熱裝置溫度值,如第3圖所示,其中絕熱裝置310係包覆加熱模組321與導熱材322。接著步驟760係利用熱電模組熱端溫度值以及絕熱裝置溫度值來計算出熱散逸量。然後,進行熱阻計算步驟770,以利用加熱量、熱散逸量、熱電模組熱端溫度值以及熱電模組冷端溫度值來計算出熱電模組之熱阻值。其中,前述的熱散逸量可例如但不限於利用本發明之發電效率測量方法中對於熱散逸量的相同計算公式來計算。
另一方面,前述的熱阻計算步驟可利用下列公式 來計算出熱電模組之熱阻值: 其中:R f 為熱阻值;T 1 為熱電模組熱端溫度值;T 3 為熱電模組冷端溫度值;Q heater 為加熱模組所提供之加熱量;以及ΣQ loss 為熱散逸量。
綜合以上所述,在本發明之熱電模組性質測量系統、發電效率、內電阻性能及熱阻性能測量方法中,主要是在絕熱裝置設有兩中空部,並透過這些中空部提供較佳的絕熱效果之外,還分別在設有三個溫度測量單元,其分別用來量測導熱材表面、冷卻模組表面以及絕熱裝置之溫度。此些溫度可配合電壓量測模組所測量的輸出電壓及開路電壓,依照前述提供之公式以計算出席貝克係數、內電阻值、熱散逸量、發電功率、發電效率或熱阻值。因此,就算熱電模組的上表面或下表面未與導熱材之表面之面積相對應,仍可計算出熱電模組的各種性質。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
300‧‧‧熱電模組性質測量系統
310‧‧‧絕熱裝置
311‧‧‧供熱部
312、313‧‧‧中空部
320‧‧‧供熱裝置
321‧‧‧加熱模組
322‧‧‧導熱材
330‧‧‧熱電模組
340‧‧‧冷卻模組
350‧‧‧第一溫度測量單元
360‧‧‧第二溫度測量單元
370‧‧‧第三溫度測量單元

Claims (6)

  1. 一種發電效率測量方法,用以量測一熱電模組之發電效率,其中該熱電模組性能測量方法包含:利用一加熱模組來加熱該熱電模組之一上表面,其中該加熱模組係提供一加熱量至該熱電模組;利用一冷卻模組來冷卻該熱電模組之一下表面;量測一導熱材之一導熱材表面之溫度,以獲得一熱電模組熱端溫度值,其中該導熱材表面係與該熱電模組之該上表面接觸,而該加熱模組係該導熱材來加熱該熱電模組;提供一電壓量測模組,其中該電壓量測模組包含一量測電阻,其中該量測電阻之電阻值係等於該熱電模組之一內電阻值;利用該電壓量測模組來量測該熱電模組之一輸出電壓,並利用該輸出電壓來計算該熱電模組之一發電功率;量測一絕熱裝置之溫度,以獲得一絕熱裝置溫度值,其中該絕熱裝置係包覆該加熱模組與該導熱材;利用該熱電模組熱端溫度值以及該絕熱裝置溫度值來計算出一熱散逸量;以及進行一發電效率計算步驟,以利用該加熱量、該熱散逸量以及該發電功率來計算出該熱電模組之一發電效率值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發電效率測量方法, 其中該發電效率計算步驟係利用下列公式來計算出該熱電模組之該發電效率值: 其中:η 為該發電效率值;P 為該熱電模組之該發電功率;Q heater 為該加熱模組所提供之該加熱量;以及ΣQ loss 為該熱散逸量。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發電效率測量方法,其中該熱散逸量之計算公式如下:Σ Q loss =3.144636×10-8 .(T 1 -T 2 )4 -8.539452×10-6 .(T 1 -T 2 )3 +9.48628×10-4 .(T 1 -T 2 )2 +0.1193478.(T 1 -T 2 )+0.01331508其中,T 1 為該熱電模組熱端溫度值;以及T 2 為該絕熱裝置溫度值。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發電效率測量方法,其中該熱電模組之該發電功率之計算公式如下: 其中:V load 為該輸出電壓之值;以及R load 為該內電阻值。
  5. 一種熱阻性能測量方法,用以量測一熱電模組之一熱阻性能,其中該熱阻性能測量方法包含:利用一加熱模組來加熱該熱電模組之一上表面,其中該加熱模組係提供一加熱量至該熱電模組;利用一冷卻模組來冷卻該熱電模組之一下表面;量測一導熱材之一導熱材表面之溫度,以獲得一熱電模組熱端溫度值,其中該導熱材表面係與該熱電模組之該上表面接觸,而該加熱模組係該導熱材來加熱該熱電模組;量測該冷卻模組之一冷卻模組表面之溫度,以獲得一熱電模組冷端溫度值,其中該冷卻模組表面係與該熱電模組之該下表面接觸;量測一絕熱裝置之溫度,以獲得一絕熱裝置溫度值,其中該絕熱裝置係包覆該加熱模組與該導熱材;利用該熱電模組熱端溫度值以及該絕熱裝置溫度值來計算出一熱散逸量;以及進行一熱阻計算步驟,以利用該加熱量、該熱散逸量、該熱電模組熱端溫度值以及該熱電模組冷端溫度值來計算出該熱電模組之一熱阻值;其中該熱散逸量之計算公式如下:Σ Q loss =3.144636×10-8 .(T 1 -T 2 )4 -8.539452×10-6 .(T 1 -T 2 )3 +9.48628×10-4 .(T 1 -T 2 )2 +0.1193478.(T 1 -T 2 )+0.01331508其中,T 1 為該熱電模組熱端溫度值;T 2 為該絕熱裝置溫度值;以及 ΣQ loss 為該熱散逸量。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之熱阻性能測量方法,其中該熱阻計算步驟係利用下列公式來計算出該熱電模組之該熱阻值: 其中:R f 為該熱阻值;T 1 為該熱電模組熱端溫度值;T 3 為該熱電模組冷端溫度值;Q heater 為該加熱模組所提供之該加熱量;以及ΣQ loss 為該熱散逸量。
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