[發(fā)明專利]回收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水及尾氣中廢熱的熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110625123.4
• 申請(qǐng)日: 2021-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113530704A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚志敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F02G5/04
• 分類號(hào): F02G5/04;F01N5/02;H02N11/00
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

本發(fā)明公開(kāi)了一種回收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水及尾氣中廢熱的熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括設(shè)有冷卻水路熱電轉(zhuǎn)換裝置、尾氣管道熱電轉(zhuǎn)換裝置、第一整流電路、第二整流電路以及蓄電池；冷卻水路熱電轉(zhuǎn)換裝置包括冷卻水路熱電模塊組，尾氣管道熱電轉(zhuǎn)換裝置包括尾氣管道熱電模塊組，冷卻水路熱電模塊組套設(shè)在冷卻水管道上，尾氣管道熱電模塊組套設(shè)在尾氣管道上，第一整流電路與冷卻水路熱電模塊組電連接，第二整流電路與尾氣管道熱電模塊組電連接，蓄電池分別與第一整流電路、第二整流電路電連接。本發(fā)明的回收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水及尾氣中廢熱的熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)充分吸收利用冷卻水管道和尾氣排放管道散失的熱能，并將其轉(zhuǎn)化為清潔能源電能，提高了能源利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種回收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水及尾氣中廢熱的熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

背景技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)，全球的人口逐步增長(zhǎng)，因此人類對(duì)于能源的需求量也隨之急速增加。然而，自工業(yè)革命以來(lái)，人類逐步消耗著地球幾十萬(wàn)年來(lái)積累的有限資源，例如石油、天然氣，導(dǎo)致這些常規(guī)能源面臨枯竭。況且，大肆利用石油天然氣對(duì)地球的生態(tài)環(huán)境也造成了巨大的破壞。利用常規(guī)能源的弊端日益凸顯，改善能源結(jié)構(gòu)刻不容緩。

研究表明，發(fā)動(dòng)機(jī)在提供了動(dòng)力的同時(shí)，柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)有效功的熱當(dāng)量?jī)H僅占燃料發(fā)熱量的30％-40％，汽油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)僅為20％-30％，而以廢熱形式散失的熱量占比燃料熱量同樣很高，柴油機(jī)為55％-70％，汽油機(jī)為70％-80％，因此，發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的能量利用率只有三分之一左右，大量能量被浪費(fèi)。在能源緊缺的現(xiàn)實(shí)背景下，每提高1％的能源利用率，都會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大影響，對(duì)節(jié)能減排做出巨大貢獻(xiàn)。

熱電材料具有廣泛的實(shí)用性，其體積小，質(zhì)量輕，工作無(wú)噪聲，能夠在不產(chǎn)生任何機(jī)械振動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換，保證了其他機(jī)構(gòu)工作的平穩(wěn)性。并且，熱電材料沒(méi)有液態(tài)氣態(tài)介質(zhì)，工作時(shí)不存在污染環(huán)境的問(wèn)題，響應(yīng)速度快，使用壽命長(zhǎng)，具有良好的綜合社會(huì)效益。對(duì)于一些精密儀器采用熱電發(fā)電減少了不必要的構(gòu)件。

熱電材料在能源匱乏的大背景下正逐步發(fā)展，氧化物熱電材料最為普遍，它可以在高溫下持續(xù)工作，無(wú)毒，無(wú)污染，因而得到人們的廣泛關(guān)注。半導(dǎo)體熱電材料、功能梯度材料、新型熱電材料等同步發(fā)展，隨著熱電技術(shù)急速發(fā)展，熱電材料成本逐步降低，易于制造生產(chǎn)。同時(shí)，對(duì)能源利用率的提高起到重要作用，適宜大面積推廣使用，具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。

我國(guó)已在節(jié)能減排方面取得了顯著成果，供電煤耗及輸電線損明顯下降，例如僅2007年，我國(guó)供電煤耗下降10g/(kw·h)，發(fā)電廠用電率由1992年的7％下降到5.92％，電網(wǎng)輸電線損由8.93％下降到6.85％。大氣污染物同樣得到有效排放，煙塵排放得到合理控制，新投產(chǎn)的電廠的除塵效率達(dá)到99％，國(guó)家制定煙塵排放濃度降低到50mg/m³，煙塵排放量逐年下降，由上世紀(jì)的16.5g/(kw·h)下降到1.3g/(kw·h)。二氧化硫等有害物質(zhì)的排放同樣得到極大地遏制。因此，使用熱電材料實(shí)現(xiàn)能源的再利用，即可以實(shí)現(xiàn)提高能源利用率的目標(biāo)，又減少了環(huán)境的污染，符合節(jié)能減排的發(fā)展理念。

同時(shí)，人們環(huán)保意識(shí)的提高，節(jié)能減排的思想已經(jīng)滲透至人們的方方面面當(dāng)中。近年來(lái)我國(guó)熱電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域有了較為重大的突破，而發(fā)動(dòng)機(jī)中的冷卻水及其尾氣比較貼近生活，都有著較高的溫度，這部分熱量都直接隨著循環(huán)水和尾氣直接散失，若將熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水及發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中，則可以吸收其中的廢熱轉(zhuǎn)化為電能，這極大的減少了能源的浪費(fèi)，節(jié)能同時(shí)又能減排。因此，有必要設(shè)計(jì)一種回收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水及尾氣中廢熱的熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種回收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水及尾氣中廢熱的熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，該熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)充分吸收利用冷卻水管道和尾氣排放管道散失的熱能，并將其轉(zhuǎn)化為清潔能源電能，提高了能源利用率。