Спроектирован и изготовлен макет термоэлектрического генератора (ТЭГ) электрической мощностью 500 Вт для утилизации тепла выхлопных газов ДВС

20 июня 2016 года

В рамках выполнения работ по соглашению о субсидии Минобрнауки от 23.09.2014 № 14.577.21.0113 был спроектирован и изготовлен макет термоэлектрического генератора (ТЭГ) электрической мощностью около 500 Вт для утилизации тепла выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.

Макет

В качестве термоэлектрических преобразователей применены среднетемпературные термоэлектрические батареи с сегментными ветвями p-типа и однородными ветвями n-типа. В отличии от серийно выпускаемых батарей, конструкция которых предусматривает герметичный чехол и работу термоэлектрических элементов в среде защитного газа, в макете применены батареи без чехла с использованием защитных эмалей и керамических пластин в качестве изоляторов-теплопроводов.

Макет Макет

Проведены испытания макета генератора на моторном стенде на основе двигателя ВАЗ 21126 (Лада Калина, Гранта). Стенд позволяет проводит испытания в различных условиях нагружения ДВС. Система датчиков позволяет контролировать параметры работы ДВС, а также параметры работы макета ТЭГ: температуру, поток и давление выхлопных газов, температуру в разных точках ТЭГ, температуру и поток охлаждающей жидкости, электрические параметры как генератора в целом, так и отдельных батарей.

Макет  Макет

В ходе испытаний температура выхлопных газов на входе в ТЭГ достигала 825 °С и при прохождении через горячий теплообменник ТЭГ снижалась до 680 °С. Измерения показали, что тепловой поток выхлопных газов составил около 76 кВт, в системе охлаждения ТЭГ было отведено около 12 кВт тепла. Таким образом ТЭГ позволил отобрать более 15 % энергии выхлопных газов.

При этом было выработано около 450 Вт электрической энергии с параметрами, соответствующими электрическим параметрам бортовой сети легковых автомобилей. Таким образом, получено КПД 4 % для термоэлектрического генератора, как системы в целом, что является хорошим показателем, учитывая большое количество различных потерь, на всех этапах преобразования тепловой энергии, сбора энергии со всех термоэлектрических батарей и согласования с параметрами электрической бортовой сети.

НОЦ ФМН - совместный технологический центр МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА», который поддерживает и обеспечивает реализацию передовых практических исследований в области элементной базы на новых физических принципах, нанофотоники и оптики, биоаналитических платформ типа «лаборатория на чипе», систем рекуперации энергии на базе МЭМС и тонкопленочных технологий. Исследования в центре выполняются с использованием комплексов оборудования, объединенных в единый технологический кластер, а также на оборудовании, приобретаемом в рамках динамично развивающегося промышленного консорциума.

МГТУ им. Н.Э.Баумана - один из крупнейших государственных технических университетов и научных центров России и Европы. Обучение в МГТУ им. Н.Э. Баумана ведется на 19 факультетах дневного отделения. Существует 2 филиала МГТУ в Калуге и Дмитрове, а так же техникум. Основными структурными подразделениями университета являются научно-учебные комплексы, имеющие в своем составе факультет и научно-исследовательский институт.

Все новости
В НОЦ ФМН созданы сверхпроводниковые кубиты-трансмоны мирового  уровня с временем когерентности в 50 микросекунд
В НОЦ ФМНС созданы сверхпроводниковые кубиты‑трансмоны мирового уровня с временем когерентности в 50 микросекунд
Инженеры и ученые МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА» ГК «Росатом» на базе совместного НОЦ «Функциональные Микро/Наносистемы» (НОЦ ФМН), в кооперации с учеными ИФТТ РАН, МИСиС, МФТИ, РКЦ и НГТУ, разработали технологию создания сверхпроводниковых кубитов со «временем жизни» на уровне 50 микросекунд. Полученные результаты не уступают параметрам квантовых процессоров лучших мировых аналогов от IBM, Google, Intel. Это важнейший шаг на пути к созданию российского универсального квантового компьютера. Ключевые игроки зарождающегося рынка квантовых вычислений выбрали в качестве технологической платформы именно сверхпроводниковые кубиты.
Визит делегации концерна Carl Zeiss и холдинга ОПТЭК
Визит делегации концерна Carl Zeiss и холдинга ОПТЭК
3 ноября прошла встреча с руководством концерна Carl Zeiss и холдинга ОПТЭК. В составе делегации - T. Spitzepfeil – член совета правления концерна, U. Hoffmann – член совета правления концерна, M. Hubensack – президент Zeiss Meditec, J. Novoa – руководитель развития сети региональных партнеров Carl Zeiss Microscopy, G. Bauhammer – менеджер по развитию бизнеса Carl Zeiss Microscopy в РФ, О. Середкина – генеральный директор ООО «ОПТЭК», М. Игельник – управляющий холдинга OPTEC Group, Николас фон Корфф – финансовый директор холдинга OPTEC Group, В. Власенко – директор департамента научного и промышленного материаловедения ООО ОПТЭК, А. Ульяненков – директор департамента междисциплинарных проектов.
Отмечаем год эффективного сотрудничества компании «Маппер» и НОЦ ФМН
Отмечаем год эффективного сотрудничества с компанией «Маппер»
Сложившееся взаимодействие является взаимным – за прошедший год эффективного сотрудничества организации неоднократно «обменялись» заказами на изготовление уникальных изделий и технологических операций...
Modeling of Thermoelectric Generator Power Characteristics for Motorcycle-Type Engines Опубликована работа
Опубликована наша новая статья в журнале "Journal of Electronic Materials"
Modeling of Thermoelectric Generator Power Characteristics for Motorcycle-Type Engines В статье представлена модель для расчёта эксплуатационных характеристик термоэлектрических генераторов для малокубатурных двигателей внутреннего сгорания транспортных средств (например, мотоцикл, квадроцикл или снегоход). Их применение отрывает возможности для получения дополнительной электроэнергии путем утилизации тепловой мощности выхлопных газов. Установка ТЭГ на выхлопной трубе существенно проще, чем замена штатного электро-механического генератора из-за весьма плотной копоновки двс мотоциклетного типа. Разработанная модель позволяет определить основные эксплуатационные характеристики ТЭГ (электрическую мощность, КПД, и массу) при различных вариантах использования. Расчёты выполнены для нескольких компоновок ТЭГ, предложенных для ДВС Yamaha WR450F.
Численное моделирование процессов тепломассопереноса в микрофлюидном тепловом датчике потока Опубликована работа
Опубликована наша новая статья в журнале "Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана"
Численное моделирование процессов тепломассопереноса в микрофлюидном тепловом датчике потока ВЕСТНИК МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМ. Н.Э. БАУМАНА СЕРИЯ: ПРИБОРОСТРОЕНИЕ #5(116)/2017