[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

本發明公開了一種可實現參數精確調控與測量的水熱循環型溫差發電系統，包括溫差發電裝置，溫差發電裝置的隔熱外殼內安裝有冷熱端換熱水箱，冷熱端換熱水箱之間夾層中安裝有溫差發電片；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；溫差發電片通過引出電極線與外部的電量輸出回路相連接，數據采集和顯示系統通過信號線分別與溫差發電裝置和冷熱水循環回路相連接。本發明可實現單個系統的精確調控及性能測試，從而實現高效能量轉換，基于此可進一步按用戶電器對輸出電壓和功率的需求進行大規模集成，以滿足任何工程的實際需要；此系統結構簡單、運行穩定且成本低廉。

技術領域

本發明屬于熱電發電領域，具體涉及是一種可實現參數精確調控與測量的水熱循環型溫差發電系統。

背景技術

石油危機以來，因能源短缺不斷引發的社會、經濟問題，使人們逐漸認識到單純依靠化石燃料、石油資源已不足以支撐人類社會的發展。此外，近年來持續爆發的生態危機更加劇了世界人民對于傳統燃料的擔憂，迫使各國不斷投入大量的資本用以開發綠色的、可持續發展的、環境友好型能源。地熱能是來自地球深處的可再生熱能，具有儲量大、分布廣、清潔能源、穩定可靠等特點，是一種極具競爭力的清潔能源。美國能源部在2009年的地熱能技術報告中指出，每兆瓦時地熱能發電成本為266～437元，其經濟性優于風能發電、太陽能發電和光伏太陽能發電等其它可再生能源發電利用方式。

溫差發電是基于熱電材料的塞貝克效應發展起來的一種發電技術。當材料的兩端形成溫差時，在溫度梯度驅動下，高溫端電子向低溫端擴散，從而形成電動勢，進而產生電壓，輸出電能，實現將熱能轉換成電能的過程。

我國現有的溫差發電技術，相對來說還處于起步階段。已存在的許多溫差發電裝置或系統，還存在各種各樣的缺陷，一些系統只考慮溫差而忽視了其他影響因素，進而只實現基本的發電功能，但并未實現高效的能量轉換。

發明內容

為了解決上述問題，本發明目的在于提供一種可實現精確調控各項參數的水熱循環型溫差發電系統，通過精確調控系統中的各項參數，維持其高效能量轉換的工況。

具體的技術方案為：

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

所述溫差發電裝置包括隔熱外殼，隔熱外殼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；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；所述的溫差發電片通過引出電極線與外部的電量輸出回路相連接，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和冷熱水循環回路相連接。

進一步，所述冷熱端換熱水箱包括熱端換熱水箱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、冷端換熱水箱Ⅱ；兩個冷端換熱水箱分別位于熱端換熱水箱的兩側；

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。

所述熱端換熱水箱設置在隔熱外殼的中心位置上并沿軸線安裝，所述熱端換熱水箱的兩側外壁面上對稱貼覆有溫差發電片，所述溫差發電片的另一端分別與兩個冷端換熱水箱側面緊密貼合，所述溫差發電片與冷熱端換熱水箱之間設有第一薄膜熱電阻；所述熱端換熱水箱、冷端換熱水箱Ⅰ和冷端換熱水箱Ⅱ的頂部和底部均設有螺紋引水口，所述熱端換熱水箱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相連接，所述冷端換熱水箱Ⅰ和所述冷端換熱水箱Ⅱ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相連接；