Experimental and Numerical Analysis of Using Thermoelectric Generator Modules on Hexagonal Exhaust Heat Exchanger

Authors : Beytullah ERDOGAN, Kağan DURAN, İbrahim ZENGİN

Pages : 54-60

View : 12 | Download : 10

Publication Date : 2021-06-09

Article Type : Research Paper

Abstract :Günümüzde trafikteki şehirlerde içten yanmalı motorlar bulunan milyonlarca araç fosil yakıt kaynaklı emisyonlarıyla çevreyi kötü etkiliyorlar. Zararlı kirletici gazların yanı sıra, içten yanmalı motorlarda egzozdan büyük miktarda enerji de kaybedilir. İleri teknolojik uygulamalarla egzozdan gazlarla birlikte çıkan atık ısının bir kısmını geri kazanmak mümkündür. Termoelektrik jeneratörlerle (TEJ) egzoz atık ısısından elektrik üretimi, son zamanlarda birçok çalışmanın yapıldığı, popüler bir enerji geri kazanım uygulama alanıdır. TEJ’ler, sıcak kaynak ve bir soğutucuya dokunarak yüzeyler arasındaki sıcaklık farkından elektrik üreten özel yarı iletken malzemelerdir. Atık ısının bir kısmının geri kazanılması, birim enerji üretimine düşen kirlilik oranının azalmasına katkı sağladığından son derece önemlidir. Bu çalışmada, alüminyum malzemeden imal edilmiş altıgen egzoz eşanjörü ve sıvı soğutucu akışkan dolaştırılan bakır soğutma blokları arasına yerleştirilen 24 adet TEJ modülleri ile Termoelektrik jeneratör uygulaması deneysel olarak incelenmiştir. Model, motor soğutma sistemine benzer bir soğutma sistemi ile soğutulmuştur. Soğutucu akışkan olarak saf su (%100) ve etilen glikol-saf su (%50-50) kullanılmış ve akışkan etkisi araştırılmıştır. Fanın sürekli çalıştığı ve soğutma sıvısı olarak Etilen Glikol-Saf Su (%50-50) kullanıldığı durumlarda 10.678W elektrik üretilmiştir. Ayrıca imal edilen model geometrisi üzerinde CFD programı aracılığıyla eşanjörün akışkan hacminin merkezine yerleştirilen dağıtıcıların enerji üretiminin arttırılabileceği durumlar incelenmiştir. Dağıtıcılar TEJ’lerin yerleştirildiği yüzey sıcaklığını arttırmıştır.
Keywords : TEJ, ETEJ, Atık Isı geri kazanımı, Termoelektrik, Termoelektrik modül, HAD