[發明專利]可實現參數精確調控與測量的水熱循環型溫差發電系統

有效

• 申請號: 201910697638.8
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110445419B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 昂然;謝果;郭旭明;吳章林;陳志禹
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.可實現參數精確調控與測量的水熱循環型溫差發電系統，其特征在于：包括溫差發電裝置（1）、冷熱水循環回路、電量輸出回路（2）、數據采集和顯示系統；

所述溫差發電裝置（1）包括隔熱外殼（3），隔熱外殼（3）內安裝有冷熱端換熱水箱，所述的冷熱端換熱水箱之間夾層中安裝有溫差發電片（4）；所述冷熱端換熱水箱的進水口與冷熱水循環回路的出水管道相連通，出水口與冷熱水循環回路的回水管道相連通；所述的溫差發電片（4）通過引出電極線與外部的電量輸出回路（2）相連接，所述數據采集和顯示系統通過信號線分別與溫差發電裝置（1）和冷熱水循環回路相連接；

所述冷熱端換熱水箱包括熱端換熱水箱（5）和兩個冷端換熱水箱，兩個冷端換熱水箱分別為冷端換熱水箱Ⅰ（6）、冷端換熱水箱Ⅱ（8）；兩個冷端換熱水箱分別位于熱端換熱水箱（5）的兩側；

所述的冷熱水循環回路包括冷水循環回路和熱水循環回路；所述的冷熱水循環回路中的循環工質為純凈水、乙二醇水溶液、熱空氣任意一種；

所述熱端換熱水箱（5）設置在隔熱外殼（3）的中心位置上并沿軸線安裝，所述熱端換熱水箱（5）的兩側外壁面上對稱貼覆有溫差發電片（4），所述溫差發電片（4）的另一端分別與兩個冷端換熱水箱側面緊密貼合，所述溫差發電片（4）與冷熱端換熱水箱之間設有第一薄膜熱電阻（7）；所述熱端換熱水箱（5）、冷端換熱水箱Ⅰ（6）和冷端換熱水箱Ⅱ（8）的頂部和底部均設有螺紋引水口，所述熱端換熱水箱（5）頂部的螺紋引水進口通過接頭與熱水循環回路的出水管道（10）相連接，所述冷端換熱水箱Ⅰ（6）和所述冷端換熱水箱Ⅱ（8）頂部的螺紋引水出口通過接頭與冷水循環回路的回水管道（11）相連接；

所述熱端換熱水箱（5）底部的螺紋引水出口通過接頭與熱水循環回路的回水管道（12）相連接，所述冷端換熱水箱Ⅰ（6）和所述冷端換熱水箱Ⅱ（8）底部的螺紋引水進口通過接頭與冷水循環回路的出水管道（13）相連接，流經冷熱端換熱水箱的冷卻循環水（27）和加熱循環水（28）通過對流換熱和導熱的方式在所述溫差發電片（4）的兩端建立溫差；同一夾層中的溫差發電片（4）通過導線依次進行電串聯，不同夾層的溫差發電片（4）在首末兩端通過導線以并聯的方式相連接，溫差發電片（4）首末兩端的并聯導線上設有引出電極線；

所述熱水循環回路上依次設有熱源儲箱、第一循環水泵（14）、第一調節閥（15）、第一流量計（16），各組件之間通過水管相連接，所述熱水循環回路通過控制熱源儲箱的運行狀態可以調控加熱循環水（28）的溫度，所述熱水循環回路通過控制第一調節閥（15）的開度調控加熱循環水（28）的流量，所述熱水循環回路通過第一循環水泵（14）進行水循環，用于在所述溫差發電片（4）的熱端建立穩定高溫，所述熱水循環回路上還設有第二薄膜熱電阻（17），所述第二薄膜熱電阻（17）與水管外壁緊密貼合，用于測量管壁壁溫，所述第二薄膜熱電阻（17）與水管外壁貼合的管道部分采用保溫棉管進行包裹；

所述冷水循環回路上依次設有冷源儲箱、第二循環水泵（18）、第二調節閥（19）、第二流量計（20），所述冷水循環回路通過控制冷源儲箱的運行狀態可以調控冷卻循環水（27）的溫度，所述冷水循環回路通過控制第二調節閥（19）的開度調控冷卻循環水（27）的流量，所述冷水循環回路通過第二循環水泵（18）進行水循環，用于在所述溫差發電片（4）的冷端建立穩定低溫；所述熱端換熱水箱（5）外壁面與所述溫差發電片（4）相貼合的接觸表面上均勻涂抹有導熱硅脂（23），兩個所述冷端換熱水箱外壁面與所述溫差發電片（4）相貼合的接觸表面上均勻涂抹有導熱硅脂（23）；所述溫差發電片（4）共采用2組，2組溫差發電片以電并聯的形式向外輸出電量，每組溫差發電片設有8片，每組溫差發電片沿豎直方向按照8行×1列的方式線性排布，形成電串聯、熱并聯的連接形式；

所述數據采集和顯示系統包括數據記錄儀（22），第二流量計（20）用于采集冷卻循環水（27）的流量，第一流量計（16）用于采集加熱循環水（28）的流量，第一薄膜熱電阻（7）用于采集溫差發電片（4）兩端溫度，第二薄膜熱電阻（17）用于采集熱水循環管道壁溫，熱電阻（21）用于采集室溫，各傳感元件采集的流量及溫度信號通過信號線傳輸到所述數據記錄儀（22），所述數據記錄儀（22）用于顯示數據并存儲數據；

所述的電量輸出回路（2）包括電路開關（24）和電子負載（25），所述電子負載（25）通過電路開關（24）與溫差發電裝置（1）的引出電極線相連接，所述電子負載（25）設定不同的外部負載值，采用電子負載（25）實現對不同電量參數的測量，電量參數包括所述溫差發電裝置（1）輸出的電壓、電流和功率。