[發(fā)明專利]一種能量回收裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310074248.8
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN103114877A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 鄭藝華;劉君;張紀鵬;馬永志
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: F01D13/02
• 分類號: F01D13/02;H02N11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種能量回收裝置，是復合利用溫差發(fā)電和渦輪做功的能量回收裝置，用于余熱和廢熱回收利用，屬于能量回收、節(jié)能減排領域。

背景技術

能量回收裝置用于回收在各種類型的工作裝置操作期間產(chǎn)生的剩余能量，以提高該工作裝置的能量效率，其中余熱和廢熱的回收利用價值較高。一次能源在其運送、儲存、變換及利用過程中會產(chǎn)生廢熱并被排掉，這些廢熱通常達到一次能源總量的2/3，將大量放散的具有一定品位的熱能回收利用，對能源節(jié)約和環(huán)境保護都起到了顯著作用。?

半導體溫差發(fā)電是一種直接將熱能轉換成電能的全固態(tài)能量轉換方式，在低品位熱能利用方面具有優(yōu)勢，低溫（300℃以下）、中溫（300℃-600℃）、高溫（600℃-1000℃）的高性能熱電轉換材料的出現(xiàn)，為半導體溫差發(fā)電在余熱或廢熱回收利用的規(guī)模應用提供了可能（鄭藝華，馬永志，溫差發(fā)電技術及其在節(jié)能領域的應用，節(jié)能技術，2006，2（5）：142-146）。利用半導體溫差轉換可靠地發(fā)電，重要的是溫差足夠大并且穩(wěn)定。目前，大量已有專利和文獻涉及余熱或廢熱的溫差發(fā)電領域，像車輛尾氣、鍋爐煙氣和工業(yè)廢水的熱量回收等（201010117120.1?一種發(fā)動機余熱發(fā)電系統(tǒng)及其發(fā)電驅動模塊；201010117118.4?一種發(fā)動機余熱發(fā)電裝置及其發(fā)電模塊；00710109938.7?廢熱回收裝置；200380107366.9?廢熱發(fā)電裝置；200810172026.9?用于半導體溫差發(fā)電模塊的冷卻裝置；201110092711.2，一種適用于內(nèi)燃機的復合式余熱回收系統(tǒng)；200510061142.X，一種內(nèi)冷式溫差發(fā)電熱電裝置；徐立珍，李彥，楊知，陳昌和，汽車尾氣溫差發(fā)電的實驗研究，清華大學學報(自然科學版)，2010，2（50）：287-289，294）。迄今為止，因溫差發(fā)電需要形成溫差，涉及的技術方案均設置了熱源和冷源，其中熱端熱源來自余熱或廢熱，冷端均使用了額外的冷源，主要采用空冷或液冷的方式進行冷卻，增加了系統(tǒng)復雜性及成本和空間要求。以車輛排氣溫差發(fā)電系統(tǒng)為例：空冷方式往往冷卻能力不足，冷端溫度受環(huán)境影響，不穩(wěn)定；液冷方式常利用冷卻系的冷卻液，提高了冷卻能力，但增加冷卻系熱負荷，降低能量效率，影響發(fā)動機運行；當車輛變負荷導致排氣溫度變化時，冷端溫度不會相應變化，缺乏適應性，難以保證溫差恒定。上述問題不僅發(fā)生在用于車輛的情況下，還發(fā)生在用于其它設備的情況下。?渦輪機是利用流體沖擊渦輪轉動而產(chǎn)生動力的發(fā)動機，是廣泛用做發(fā)電、航空、航海等的動力機。目前，渦輪可以小到使用在車輛引擎內(nèi)部，也存在數(shù)十米的大型渦輪。已有專利（200610118870.4，一種汽車發(fā)動機排氣渦輪發(fā)電裝置；201210185966.8?內(nèi)燃機的尾氣驅動渦輪發(fā)電裝置）利用廢氣渦輪帶動發(fā)電機發(fā)電，但技術方案和結構與公知的渦輪增壓系統(tǒng)無異。對于余熱和廢熱利用的氣體，可通過渦輪機輸出功，同時溫度下降。以車輛渦輪增壓為例：除輸出機械功利用外，排氣在通過渦輪增壓器后溫度下降100℃-200℃左右，這一溫降可為溫差發(fā)電的驅動溫差，而不需要額外的冷源和冷卻裝置。?

目前，未見有不需額外冷源冷卻的溫差發(fā)電系統(tǒng)的相關實用化產(chǎn)品和可行性方案，以及溫差發(fā)電和渦輪做功有機結合（推動渦輪機做功的溫降形成溫差，實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電）的能量回收裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供無需額外冷源冷卻的溫差發(fā)電能量回收裝置，本發(fā)明的另一目的在于提供溫差發(fā)電和渦輪做功復合能量回收的裝置。?