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温差发电技术可以实现热能到电能的直接转换,常用于低品位热源如地热、太阳能、工业余热、废热等的回收利用。相变围护结构热容大,在减少能耗、改善室内环境等方面有很大潜力。本论文将温差发电技术与相变(材料)围护结构结合,分别研究了TEG、PCM-TEG、PCM-TEG围护结构的温度、热电效能及优化规律,具体如下:分析了温差发电器(TEG)基础性能,得到了TEG最大输出功率和最大热电转换效率随温差变化规律。研究了TEG单片、串联和并联等不同组合方式下的电能输出特性和最优负载,发现多个TEG在不同组合方式的电能输出规律与直流电源基本相同,最优负载则与串并联组合的TEG等效内阻有关。开展了PCM-TEG冷热端传热强化研究,分析了相变材料(PCM)相变温度、相变材料体积及导热系数对PCM-TEG的温度和电能输出影响。通过强化PCMTEG冷热端的辐射及对流换热,提高了其电能输出能力。PCM相变温度为TEG冷热端工作温度均值时最佳;PCM-TEG电能输出随相变层厚度增加而增加;还随相变材料导热系数增加而增加,且存在最优导热系数值。相变材料中添加膨胀石墨(Graphite)可使得GPCM-TEG电能输出增大,最大提升幅度为143%(添加量1%)。TEG表面涂炭黑(Carbon)后,CGPCM-TEG发电量较未处理时增大3-5倍;夜间冷却阶段增大TEG表面对流换热系数利于TEG夜间发电,但仅能小幅增加夜间发电量。采用Fluent建立了PCM-TEG围护结构数值模型,开展了不同PCM热物参数、不同辐射吸收系数、不同对流换热系数、不同季节下的温度演变及PCM液相率变化分析,并计算了相应的发电量。研究发现,相变温度范围越小时PCM的液相率也高,而且TEG电能输出越高。TEG表面涂炭黑与白天减弱对流可提升电能输出量,同时也会引起室内侧温升增大。考虑室内温度波动及舒适度,在春、秋、冬季增加TEG外表面吸收比、降低白天对流换热系数,夏季下只提高吸收比的方式提高电能输出。最终春季电能潜力最大,其次为秋季、夏季、冬季。将温差发电技术与相变围护结构结合,不但可降低建筑能耗,还可以利用太阳能或建筑废热进行绿色发电,具有良好的应用前景。该论文有图68幅,表26个,参考文献77篇。