Exhaust heat recovery is possible by using thermoelectric generator. At the same time, it is needed to increase the power output of thermoelectric generators. But the operating temperature is required to regulate the operating temperature since thermoelectric generators are temperature limited. Heat pipe based heat exchangers are used obtain high heat transfer between a hot and a cold source due to their very low resistance.The operating temperature may be controlled by using variable conductance heat pipe which is one of the special kind of heat exchangers. By this way, reliable conditions may be provided for thermoelectric generators. The present study investigates theoretically the merit of the aforementioned approach. A thermal model of a thermoelectric generator with variable conductance het pipe assist is proposed. Theoretical results obtained are presented together with experimental results exist in literatur to validate the model. It was found that indeed the heat pipe heat exchanger enables the thermoelectric generator to operate at a constant, optimal temperature in a passive and safe way and with a minimal overall thermal resistance. Furthermore, the use of variable conductance heat pipes was found to prevent thermal dilution under low loads by effectively reducing the active module area and not by deprecating the temperature level of the whole generator.
Termoelektrik jeneratör kullanılarak egzoz gazındaki enerjinin geri kazanımı mümkündür. Termoelektrik jeneratörlerinin çıkış gücünün artırılmasına ihtiyaç duyulmaktadır fakat çalışma sıcaklıklarının kısıtlı olmasından dolayı ani sıcaklık değişimlerine karşı çalışma sıcaklıklarının dengelenmesine ihtiyaç vardır. Isı borulu eşanjörler, düşük termal dirence sahip olduklarından dolayı sıcak ve soğuk kaynaklar arasında yüksek ısı transferi için kullanılırlar. Isı borusunun özel bir çeşidi olan değişken iletkenlikli ısı borusu kullanılarak çalışma sıcaklığı kontrol altında tutulabilir ve termoelektrik jeneratörler için güvenli bir çalışma ortamı sağlanabilir. Bu çalışma, yukarıda bahsi geçen yaklaşımın değerini teorik olarak araştırmaktadır. Değişken iletkenlikli ısı borusu kullanılarak tasarlanan termoelektrik jeneratörün termal ve elektrik modeline çözüm sunulmuştur. Yapılan teorik çalışmanın sonuçları ise doğruluğu kanıtlamak açısından literatürdeki başka bir deneysel çalışma sonuçları ile kıyaslanmıştır. Yapılan çalışma sonucunda, ısı borulu ısı eşanjörü termoelektrik jeneratörün minimum eşdeğer termal dirençle, pasif ve güvenli bir şekilde sabit, optimum bir sıcaklık değerinde çalışmasına olanak sağladığı tespit edilmiştir. Ayrıca, değişken iletkenlikli ısı borusunun kullanımının kısmi yük altında aktif modüllerin sıcaklık seviyesini fazla etkilemeden aktif modül alanını etkin bir şekilde azalttığı tespit edilmiştir.