탈질 설비 열원을 이용한 전력 생산용 열전 모듈의 냉각 장치 해석 (Analysis of Cooling System of Thermoelectric Module for Power Generation using Denitrification Plant Heat Source)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 47권 / 10호 / 519 ~ 525페이지
· 저자명 : 고성곤, 박상진, 김태화, 김영욱, 서정세

초록

열전 발전기의 고온부에 들어온 열은 저온부로 이동한다. 이때 발생한 온도차에 의해 전하 간 이동이 일어나며 열기전력이 발생하고 고온부와 저온부 간 온도차가 커질수록 발전량이 증가한다. 본 연구에서는 열전 발전기의 저온 영역에 부착되는 냉각 시스템을 설계하고자 한다. 냉각수 입·출구 위치에 따라 네 가지 사례를 만들어 냉각수 유량에 변화를 주며 수치 해석을 진행하였다. 냉각 장치 성능을 살펴볼 지표로 냉각 장치 냉각면 평균 온도 및 온도 균일도, 냉각수 입·출구 간 압력 강하를 선정했다. 평균 온도 측면에서 case 1, 온도 균일도 측면에서 case 2, 압력 강하 측면에서 case 3가 뛰어난 성능을 보였으나 모든 지표를 고려했을 때 case 2가 냉각 장치에 가장 적합한 사례로 판단된다.

영어초록

Heat is transferred from the high-temperature area to the low-temperature area in a thermoelectric generator. This temperature difference causes the movement of charges and generation of thermal electromotive force. Increasing the temperature difference between the high- and low-temperature areas results in an increase in power. This study aims to design a cooling system that can be attached to the low-temperature area of a thermoelectric generator. Four cases are considered based on the locations of the coolant inlet and outlet. Numerical analysis is performed by varying the coolant volumetric flow rate. The average temperature of the cooling system surface, temperature uniformity, and pressure drop between the coolant inlet and outlet are selected as the performance indicators of the cooling system. Case 1 exhibits better performance in terms of average temperature, case 2 exhibits better performance in terms of temperature uniformity, while case 3 exhibits better performance in pressure drop. After considering all the indicators, case 2 is determined as the most suitable configuration for the cooling system.

참고자료

· 없음