[發(fā)明專利]基于相變控溫的低品質(zhì)熱源溫差發(fā)電系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310468848.2
• 申請(qǐng)日: 2013-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN103501133A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓永強(qiáng);張文杰;田徑;劉忠長(zhǎng);張龍平;段聯(lián)超;康見見;姜福仁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N11/00
• 分類號(hào): H02N11/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春市四環(huán)專利事務(wù)所 22103
• 代理人: 郭耀輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于相變控溫的低品質(zhì)熱源溫差發(fā)電系統(tǒng)，屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及的是一種利用低品質(zhì)熱源為熱源的控溫溫差發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

在當(dāng)今能源短缺及環(huán)境污染的急劇惡化的情況下，人們將研究的重點(diǎn)集中在能源的高效利用和能源的綠色環(huán)保上來。隨著科技的進(jìn)步，溫差發(fā)電器由于其具有工作壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠等特點(diǎn)在此成為人們研究的熱點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高溫差發(fā)電器的效率，經(jīng)研究得出保持恒定的高低溫?zé)嵩纯梢杂行У母纳茰夭畎l(fā)電器的效率。為保證溫差發(fā)電器有可控的高溫?zé)嵩矗瑢⑾嘧儾牧霞右岳?。結(jié)合各種因素，固液相變材料是現(xiàn)今使用最多的材料，但是這種材料由于其存在相分離的現(xiàn)象會(huì)使熱量很難快速的從相變材料傳送到溫差發(fā)電片組上而降低了溫差發(fā)電器的效率。同時(shí)，由于低品質(zhì)熱源排氣中含有大量的能量，這導(dǎo)致能源的浪費(fèi)，如何提高低品質(zhì)熱源排氣能量的利用率成為當(dāng)今研究的一個(gè)熱門話題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提高低品質(zhì)熱源中能量的利用率，提出了一種基于相變控溫的低品質(zhì)熱源溫差發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過溫差發(fā)電器將熱能直接轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存在電能儲(chǔ)存器里來加以再利用。為了保證溫差發(fā)電器能夠在可控的高熱源下工作，本發(fā)明在溫差發(fā)電片組熱源側(cè)的相變材料外殼的相變材料側(cè)裝有強(qiáng)化導(dǎo)熱裝置來解決因固液相變材料的相分離的現(xiàn)象使得熱源不能快速的向溫差發(fā)電片放熱而導(dǎo)致熱電轉(zhuǎn)化效率的降低的問題，提高溫差發(fā)電器的效率進(jìn)而提高低品質(zhì)熱源中能量的利用率。

本發(fā)明由相變率傳感器（1），低品質(zhì)熱源（2），低品質(zhì)熱源引入管（3），溫差發(fā)電箱（4），集電極（5），電能儲(chǔ)存器（6）,冷卻介質(zhì)流通管（7），低品質(zhì)熱源輸出管（8），控制閥（9），冷卻室（10），溫差發(fā)電片組（11），相變儲(chǔ)能室（12），低品質(zhì)熱源供熱室（13），保溫層（14），相變材料外殼（15），強(qiáng)化導(dǎo)熱裝置（16），相變材料溫度傳感器（17），控制器（18），低品質(zhì)熱源溫度傳感器（19），溫差發(fā)電片（20），相變材料（21），冷卻介質(zhì)流通支管（22），低品質(zhì)熱源引入支管（23）構(gòu)成；其中溫差發(fā)電箱（4）的兩端分別與冷卻介質(zhì)流通管（7）以及與低品質(zhì)熱源引入管（3）相連接，溫差發(fā)電箱（4）發(fā)出的電通過集電極（5）存入電能儲(chǔ)存器（6）中。

????所述溫差發(fā)電片組（11）一端與相變儲(chǔ)能室（12）接觸，另一端與冷卻室（10）接觸，相變儲(chǔ)能室（12）的另一端與低品質(zhì)熱源供熱室（13）接觸，低品質(zhì)熱源供熱室（13）的另一端與保溫層（14）相接觸，溫差發(fā)電片組（11）通過電線經(jīng)過集電極（5）與電能儲(chǔ)存器（6）連接。

　　所述相變率傳感器（1）和相變材料溫度傳感器（17）安裝在相變儲(chǔ)能室（12）上，低品質(zhì)熱源溫度傳感器（19）安裝在低品質(zhì)熱源輸出管（8）上，它們將采集到的信號(hào)傳送給控制器（18），控制器（18）進(jìn)過計(jì)算處理將控制信號(hào)傳送給控制閥（9），控制閥（9）通過控制流入低品質(zhì)熱源引入管（3）的低品質(zhì)熱源的流量來保證可控的高溫?zé)嵩础?/p>

　　所述相變儲(chǔ)能室（12）靠溫差發(fā)電片組（11）熱源側(cè)的表面上連接有強(qiáng)化導(dǎo)熱裝置（16），其連接在相變材料側(cè)的相變材料外殼（15）上，強(qiáng)化導(dǎo)熱裝置（16）嵌入相變材料（21）內(nèi)部，也可以貫穿相變儲(chǔ)能室（12）直至低品質(zhì)熱源供熱室（13）內(nèi)部，使得相變材料（21）可以快速的向溫差發(fā)電片組（11）放出熱量來保證控溫發(fā)電。

本發(fā)明的有益效果：

　?。?）提高溫差發(fā)電器的效率，通過在與溫差發(fā)電片組熱源側(cè)的相變材料外殼上連接在相變材料側(cè)的強(qiáng)化導(dǎo)熱裝置，使相變材料中的熱量可以快速的傳到溫差發(fā)電片組上而保證其控溫發(fā)電，因此來提高溫差發(fā)電器的效率。

　?。?）有利于低品質(zhì)熱源中能量利用率的改善，通過以低品質(zhì)熱源作為溫差發(fā)電器的高溫?zé)嵩矗⑶彝ㄟ^控制器接收相變率傳感器、相變材料溫度傳感器以及低品質(zhì)熱源溫度傳感器采集的信號(hào)，同時(shí)結(jié)合初期在控制器內(nèi)設(shè)定的相變材料的目標(biāo)溫度來對(duì)控制閥進(jìn)行控制，通過改變流入低品質(zhì)熱源引入管中低品質(zhì)熱源的流量來確保相變材料能夠?yàn)闇夭畎l(fā)電片組提供一個(gè)可控的溫度，最終使得低品質(zhì)熱源中的能量最大效率的轉(zhuǎn)化為電能加以再次利用。

附圖說明

　　圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

　　其中：1為相變率傳感器、2為低品質(zhì)熱源、3為低品質(zhì)熱源引入管、4為溫差發(fā)電箱、5為集電極、6為電能儲(chǔ)存器、7為冷卻介質(zhì)流通管、8為低品質(zhì)熱源輸出管、9為控制閥、17為相變材料溫度傳感器、18為控制器和19為低品質(zhì)熱源溫度傳感器。

????圖2為溫差發(fā)電箱的外形圖。