CN107270577A - 二氧化碳制冷半导体发电附加过冷循环系统 - Google Patents

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孙志利
李紫薇
崔奇
王启帆
王雪
石康吉
谢志远
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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect

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Abstract

本发明公开了一种二氧化碳制冷半导体发电附加过冷循环系统。本发明CO2压缩机吸气口与蒸发器相连，蒸发器与节流阀一相连，节流阀一与过冷换热器相连，过冷换热器与冷凝器一相连，冷凝器一与压缩机出口端热管相连，压缩机出口端热管与CO2压缩机排气口相连；过冷压缩机吸气口与过冷换热器相连，过冷换热器与节流阀二相连，节流阀二与冷凝器二相连，冷凝器二与过冷压缩机排气口相连。本发明将冷凝器出口制冷剂进一步过冷，进而可以提高制冷循环的制冷量，提高制冷循环COP。

Description

二氧化碳制冷半导体发电附加过冷循环系统
技术领域
本发明涉及半导体温差发电技术领域，更具体的说，是涉及一种CO2制冷半导体发电附加过冷循环系统。
背景技术
半导体温差发电基本原理：塞贝克效应。1856年，德国科学家托马斯约翰塞贝克在研究电与热的关系时，将两种不同材质的金属导线连接在一起，组成一个闭环回路，当加热导线连接处其中一个节点时，意外发现回路中产生了电流。后来经进一步研究发现，若将任意两种金属或半导体的一端结合在一起，另一端保持开路状态，当两端存在温差时幵路端即有电动势存在。后来这效应被命名为塞贝克效应，也叫热电第一效应。这样由一对不同材料的导体构成的电路叫热电偶，两种不同的导体或半导体材料分别称为P型和N型材料，产生的电动势叫温差电动势。压缩机出口端热管流经高压高温的制冷剂时，制冷剂与环境温度之间形成温差，使得半导体发电片发电。将高温制冷剂的热能用于温差发电，避免了热能的浪费，将热能转变为电能加以利用并且并没有增加原制冷循环的压缩机的耗功。
利用额外的微型制冷机组对冷凝器出口处的制冷剂进行制冷，使得制冷剂进一步过冷，这样可以提高制冷剂在蒸发器中的吸热量，而原制冷循环中的压缩机耗功并无明显变化，因而对于提高原制冷系统中的COP值会有明显效果。
发明内容
本发明的目的是利用CO2压缩机出口处制冷剂与周围环境的温差使半导体发电片发电，提供一种CO2制冷半导体发电附加过冷循环系统。
为实现上述功能，本发明的技术方案如下：
一种CO2制冷半导体发电附加过冷循环系统，包括CO2压缩机1、压缩机出口端热管2、高温半导体片3、蓄电池4、稳压器5、过冷压缩机7、蒸发器9、过冷换热器10；
所述CO2压缩机1包括CO2压缩机吸气口和CO2压缩机排气口，CO2压缩机吸气口与蒸发器9相连，蒸发器9与节流阀一8-1相连，节流阀一8-1与过冷换热器10相连，过冷换热器10与冷凝器一6-1相连，冷凝器一6-1与压缩机出口端热管2相连，压缩机出口端热管2与CO2压缩机排气口相连；
所述过冷压缩机7包括过冷压缩机吸气口和过冷压缩机排气口，过冷压缩机吸气口与过冷换热器10相连，过冷换热器10与节流阀二8-2相连，节流阀二8-2与冷凝器二6-2相连，冷凝器二6-2与过冷压缩机排气口相连；
所述高温半导体片3贴附在压缩机出口端热管2外侧，高温半导体片3与蓄电池4相连，蓄电池4与稳压器5相连，稳压器5与过冷压缩机相连。
本发明利用CO2压缩机出口处制冷剂与周围环境的温差使半导体发电片发电，发出的电量用来驱动位于冷凝器出口处的微型制冷机组工作，从而可将冷凝器出口制冷剂进一步过冷，进而可以提高制冷循环的制冷量，提高制冷循环COP。
附图说明
图1是本发明一种CO2制冷半导体发电附加过冷循环系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示本发明一种CO2制冷半导体发电附加过冷循环系统，包括CO2压缩机1、压缩机出口端热管2、高温半导体片3、蓄电池4、稳压器5、过冷压缩机7、蒸发器9、过冷换热器10。
所述CO2压缩机1包括CO2压缩机吸气口和CO2压缩机排气口，CO2压缩机吸气口与蒸发器9相连，蒸发器9与节流阀一8-1相连，节流阀一8-1与过冷换热器10相连，过冷换热器10与冷凝器一6-1相连，冷凝器一6-1与压缩机出口端热管2相连，压缩机出口端热管2与CO2压缩机排气口相连；
所述过冷压缩机7包括过冷压缩机吸气口和过冷压缩机排气口，过冷压缩机吸气口与过冷换热器10相连，过冷换热器10与节流阀二8-2相连，节流阀二8-2与冷凝器二6-2相连，冷凝器二6-2与过冷压缩机排气口相连；
所述高温半导体片3贴附在压缩机出口端热管2外侧，高温半导体片3与蓄电池4相连、蓄电池4与稳压器5相连，稳压器5与过冷压缩机相连。
实验时制冷剂进入到CO2压缩机中，而后制冷剂流经压缩机出口端热管，然后制冷剂进入冷凝器中冷凝，流经过冷换热器后，经节流阀，进入蒸发器中进行蒸发吸热，最终回到CO2压缩机中。
高压高温的制冷剂流经压缩机出口端热管时，其与环境温度之间形成温差，使得半导体发电片发电，发出的电量首先贮存在蓄电池中，而后经稳压器稳定后输送给微型制冷机组。
微型制冷机组安装在冷凝器出口处，同样由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器构成，此处过冷换热器替换了蒸发器，从CO2制冷循环的冷凝器出口流出的制冷剂经过冷换热器时，被微型制冷机组中的制冷剂吸热，使其进一步过冷。

Claims (1)

1.一种二氧化碳制冷半导体发电附加过冷循环系统，其特征是，包括CO2压缩机(1)、压缩机出口端热管(2)、高温半导体片(3)、蓄电池(4)、稳压器(5)、过冷压缩机(7)、蒸发器(9)和过冷换热器(10)；
所述CO2压缩机(1)包括CO2压缩机吸气口和CO2压缩机排气口，CO2压缩机吸气口与蒸发器(9)相连，蒸发器(9)与节流阀一(8-1)相连，节流阀一(8-1)与过冷换热器(10)相连，过冷换热器(10)与冷凝器一(6-1)相连，冷凝器一(6-1)与压缩机出口端热管(2)相连，压缩机出口端热管(2)与CO2压缩机排气口相连；
所述过冷压缩机(7)包括过冷压缩机吸气口和过冷压缩机排气口，过冷压缩机吸气口与过冷换热器(10)相连，过冷换热器(10)与节流阀二(8-2)相连，节流阀二(8-2)与冷凝器二(6-2)相连，冷凝器二(6-2)与过冷压缩机排气口相连；
所述高温半导体片(3)贴附在压缩机出口端热管(2)外侧，高温半导体片(3)与蓄电池(4)相连，蓄电池(4)与稳压器(5)相连，稳压器(5)与过冷压缩机相连。
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