[實用新型]基于相變控溫的低品質熱源溫差發電系統

有效

• 申請號: 201320622842.1
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN203537273U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 張文杰;柴嘉鴻;劉忠長;韓永強;田徑;張龍平;段聯超;康見見;姜福仁
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 郭耀輝

技術領域

本實用新型涉及一種基于相變控溫的低品質熱源溫差發電系統，屬于能源技術領域，更具體的涉及的是一種利用低品質熱源為熱源的控溫溫差發電裝置。

背景技術

在當今能源短缺及環境污染的急劇惡化的情況下，人們將研究的重點集中在能源的高效利用和能源的綠色環保上來。隨著科技的進步，溫差發電器由于其具有工作壽命長、結構簡單、性能可靠等特點在此成為人們研究的熱點。為了進一步提高溫差發電器的效率，經研究得出保持恒定的高低溫熱源可以有效的改善溫差發電器的效率。為保證溫差發電器有可控的高溫熱源，將相變材料加以利用。結合各種因素，固液相變材料是現今使用最多的材料，但是這種材料由于其存在相分離的現象會使熱量很難快速的從相變材料傳送到溫差發電片組上而降低了溫差發電器的效率。同時，由于低品質熱源排氣中含有大量的能量，這導致能源的浪費，如何提高低品質熱源排氣能量的利用率成為當今研究的一個熱門話題。

發明內容

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

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

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

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

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

本實用新型的有益效果：

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

　　（2）有利于低品質熱源中能量利用率的改善，通過以低品質熱源作為溫差發電器的高溫熱源，并且通過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熱源溫度傳感器采集的信號，同時結合初期在控制器內設定的相變材料的目標溫度來對控制閥進行控制，通過改變流入低品質熱源引入管中低品質熱源的流量來確保相變材料能夠為溫差發電片組提供一個可控的溫度，最終使得低品質熱源中的能量最大效率的轉化為電能加以再次利用。

附圖說明

　　圖1為本實用新型的結構示意圖。

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

????圖2為溫差發電箱的外形圖。