1.一种废热温差发电性能测试平台,其特征在于:包括温差发电及性能检测单元和监控单元;所述温差发电及性能检测单元由空压机、PTC加热器、第一压力传感器P1、第一流量传感器、第一温度传感器T1、热交换器、第二温度传感器T2、调压阀、热电器件组、冷却水箱、第三温度传感器T3、第四温度传感器T4、第二压力传感器P2、水壶、手阀、注水阀、液位传感器L1、第二流量传感器、散热器、水泵和可编程电子负载构成,所述温差发电及性能检测单元的空压机出口经过PTC加热器后与热交换器相连,提供温度、流量和压力可调的废热气体给热交换器进行回收利用并构建热电器件组的热端温度,热交换器的出口与调压阀相连进行废热气体的背压调节,热电器件组的直流输出端与可编程电子负载相连进行发电性能测试;
所述监控单元由上位机和主控制器上的第一CAN模块、第二CAN模块、DO模块、DI模块、A/D模块、SCI模块、PWM模块构成,所述监控单元用于采集温差发电及性能检测单元各个传感器信号和执行部件的工作状态,并利用上位机进行实时和离线信息显示,通过人为操作上位机界面给主控制器发送操作命令控制温差发电及性能检测单元中空压机、PTC加热器、调压阀、水泵、散热器和可编程电子负载的运行状况,测试在不同空压机转速、调压阀开度、PTC加热器开关档位和功率、水泵转速和散热器转速条件下热电器件组的伏安特性和功率-电流特性,进行热交换器结构、热电器件组电气拓扑结构和冷却效果对废热温差发电的性能测试与评价。
2.如权利要求1所述的一种废热温差发电性能测试平台,其特征在于:所述温差发电及性 能检测单元的空压机出口与PTC加热器相连,PTC加热器的出口依次与第一流量传感器、第一压力传感器P1、第一温度传感器T1相连,然后与热交换器的入口相连,热交换器的出口通过管道依次与第二温度传感器T2和调压阀相连;热电器件组设置在热交换器和冷却水箱之间;水壶上方与注水阀相连,底部与手阀相连,内部安置一个液位传感器L1;水壶的出口与第二流量传感器相连,然后与散热器的入口相连,散热器的出口与水泵的入口相连,水泵的出口依次与第二压力传感器P2和第三温度传感器T3相连,然后与冷却水箱的入口相连,冷却水箱的出口与第四温度传感器T4相连,然后与水壶的入口相连;热电器件组的直流输出端与可编程电子负载相连。
3.如权利要求1所述的一种废热温差发电性能测试平台,其特征在于:所述监控单元由上位机和主控制器上的第一CAN模块、第二CAN模块、DO模块、DI模块、A/D模块、SCI模块、PWM模块构成;主控制器上的第一CAN模块通过第一CAN总线与温差发电及性能检测单元的空压机、水泵、散热器相连进行通讯;主控制器的第二CAN模块通过第二CAN总线与上位机相连进行通讯;DO模块与PTC加热器信号控制端相连;DI模块的信号输入端与温差发电及性能检测单元的第一流量传感器、第二流量传感器和液位传感器L1信号输出端相连;A/D模块的信号输入端与第一温度传感器T1、第二温度传感器T2、第三温度传感器T3、第四温度传感器T4、第一压力传感器P1、第二压力传感器P2和温差发电及性能检测单元的调压阀的信号输出端相连;SCI模块通过RS232总线与可编程电子负载进行通讯;PWM模块与温差发电及性能检测单元的调压阀的PWM信号控制端相连。
4.如权利要求1所述的一种废热温差发电性能测试平台,其特征在于:所述热电器件组型号为纳米克TEHP1-1264-0.8,所述可编程电子负载型号为斯康达EL1520。
5.如权利要求1-4所述的一种废热温差发电性能测试平台的测试方法,其特征在于,具体包括如下测试方案:
a)、测试不同废热气体的背压对热电器件组输出性能的影响;
b)、测试不同空压机转速对热电器件组输出性能的影响;
c)、测试不同废热气体的入口温度对热电器件组输出性能的影响;
d)、测试不同冷却水入口温度对热电器件组输出性能的影响;
e)、测试不同冷却水流量对热电器件组输出性能的影响。
6.如权利要求5所述的一种废热温差发电性能测试平台的测试方法,其特征在于:在测试不同废热气体的背压对热电器件组输出性能的影响时,首先通过上位机界面设定固定的空压机转速、PTC加热器开关档位、水泵转速和散热器转速命令由主控制器进行调节;然后通过上位机以10%幅度递增依次从小到大设定不同的调压阀目标开度命令由主控制器输出对应的PWM信号进行调压阀开度调节;最后,在每一种调压阀目标开度命令下,通过上位机以0.1A幅度递增依次从小到大设定可编程电子负载的输出目标电流命令直至热电器件组的输出电压为0V或接近0V,主控制器根据可编程电子负载的通信协议通过RS232给其发送依次递增的输出电流控制命令,并接收可编程电子负载在不同输出电流下检测到热电器件组的输出电压和功率值,通过第二CAN总线发送给上位机进行显示和记录,得到该背压条件下热电器件组的最大功率,以此类推,进行其它调压阀目标开度条件下的热电器件组性能测试。
7.如权利要求5所述的一种废热温差发电性能测试平台的测试方法,其特征在于:在测试不同空压机转速对热电器件组输出性能的影响时,首先通过上位机界面设定固定的调压阀开度、PTC加热器开关档位、水泵转速和散热器转速命令由主控制器进行调节;然后通过上位机以100r/min幅度递增依次从小到大设定不同的空压机目标转速命令由主控制器通过第一CAN总线向空压机发送报文进行空压机转速调节;最后,在每一种空压机目标转速命令下,通过上位机以0.1A幅度递增依次从小到大设定可编程电子负载的输出目标电流命令直至热电器件组的输出电压为0V或接近0V,主控制器根据可编程电子负载的通信协议通过RS232给其发送依次递增的输出电流控制命令,并接收可编程电子负载在不同输出电流下检测到热电器件组的输出电压和功率值,通过第二CAN总线发送给上位机进行显示和记录,得到该空压机转速条件下热电器件组的最大功率,以此类推,进行其它空压机转速条件下的热电器件组性能测试。
8.如权利要求5所述的一种废热温差发电性能测试平台的测试方法,其特征在于:在测试不同废热气体的入口温度对热电器件组输出性能的影响时,首先通过上位机界面设定固定的空压机转速、调压阀开度、水泵转速和散热器转速命令由主控制器进行调节;然后通过上位机依次从小到大设定不同的PTC加热器开关档位命令由主控制器输出对应的DO信号进行PTC加热器开关档位和加热功率的调节;最后,在每一种PTC加热器开关档位命令下,通过上位机以0.1A幅度递增依次从小到大设定可编程电子负载的输出目标电流命令直至热电器件组的输出电压为0V或接近0V,主控制器根据可编程电子负载的通信协议通过RS232给其发送依次递增的输出电流控制命令,并接收可编程电子负载在不同输出电流下检测到热电器件组的输出电压和功率值,通过第二CAN总线发送给上位机进行显示和记录,得到该PTC加热器开关档位下热电器件组的最大功率,以此类推,进行其它PTC加热器开关档位条件下的热电器件组性能测试。
9.如权利要求5所述的一种废热温差发电性能测试平台的测试方法,其特征在于:在测试不同冷却水入口温度对热电器件组输出性能的影响时,首先通过上位机界面设定固定的空压机转速、PTC加热器开关档位、调压阀目标开度、水泵转速命令由主控制器进行调节;然后通过上位机以10r/min幅度递增依次从小到大设定不同的散热器转速命令由主控制器通过第一CAN总线向散热器发送报文进行散热器转速调节;最后,在每一种散热器转速命令下,通过上位机以0.1A幅度递增依次从小到大设定可编程电子负载的输出目标电流命令直至热电器件组的输出电压为0V或接近0V,主控制器根据可编程电子负载的通信协议通过RS232给其发送依次递增的输出电流控制命令,并接收可编程电子负载在不同输出电流下检测到热电器件组的输出电压和功率值,通过第二CAN总线发送给上位机进行显示和记录,得到该散热器转速条件下热电器件组的最大功率,以此类推,进行其它散热器转速条件下的热电器件组性能测试。
10.如权利要求5所述的一种废热温差发电性能测试平台的测试方法,其特征在于:在测试不同冷却水流量对热电器件组输出性能的影响时,首先通过上位机界面设定固定的空压机转速、PTC加热器开关档位、调压阀目标开度、散热器转速命令由主控制器进行调节;然后通过上位机以60r/min幅度递增依次从小到大设定不同的水泵转速命令由主控制器通过第一CAN总线向水泵发送报文进行水泵转速调节;最后,在每一种水泵转速命令下,通过上位机以0.1A幅度递增依次从小到大设定可编程电子负载的输出目标电流命令直至热电器件组的输出电压为0V或接近0V,主控制器根据可编程电子负载的通信协议通过RS232给其发送依次递增的输出电流控制命令,并接收可编程电子负载在不同输出电流下检测到热电器件组的输出电压和功率值,通过第二CAN总线发送给上位机进行显示和记录,得到该水泵转速条件下热电器件组的最大功率,以此类推,进行其它水泵转速条件下的热电器件组性能测试。