CN107769617B - 温差发电系统及燃气灶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温差发电系统及燃气灶。所述温差发电系统，用于利用发热设备产生的热量发电，至少包括一级温差发电装置和二级温差发电装置，所述发热设备产生的热量对所述一级温差发电装置的热端侧供热，还包括分别连接所述一级温差发电装置和所述二级温差发电装置的传热结构，所述传热结构用于将所述一级温差发电装置的冷端侧吸收的热量供给所述二级温差发电装置的热端侧利用。本发明提供的温差发电系统至少包括一级温差发电装置和二级温差发电装置，并通过传热结构将一级温差发电装置冷端吸收的热量传递至二级温差发电装置的热端供其利用，以实现能源的多级利用，减少能源的浪费，提高发电效率。

Description

温差发电系统及燃气灶

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，特别是一种温差发电系统及燃气灶。

背景技术

燃气灶是常用的厨房设备，燃气灶的控制装置及点火针等电器元件通常用干电池或碱性电池供电，由于干电池或碱性电池寿命较短，电池需要经常更换，给用户使用带来很多不便。同时，燃气灶在燃烧的过程中会释放大量的热量，其中40%左右的热量会由烟气带走，造成很大的浪费。

目前已经有不少在燃气灶中增加温差发电片以提高能源利用率的方法，但是基本所有的现有装置都存在输出电量低，很难满足实用需求的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多级发电的温差发电系统及燃气灶。

第一方面，提供一种温差发电系统，用于利用发热设备产生的热量发电，至少包括一级温差发电装置和二级温差发电装置，所述发热设备产生的热量对所述一级温差发电装置的热端侧供热，还包括分别连接所述一级温差发电装置和所述二级温差发电装置的传热结构，所述传热结构用于将所述一级温差发电装置的冷端侧吸收的热量供给所述二级温差发电装置的热端侧利用，所述温差发电系统还包括换热结构，所述换热结构提供热量并通过所述传热结构将热量传输至所述二级温差发电装置的热端，所述传热结构包括连接管路，所述换热结构包括加热管和换热片，所述加热管穿插到所述换热片上，所述换热片与所述发热设备接触，所述加热管的内腔与所述连接管路的内腔连通，

所述一级温差发电装置包括第一发电片和冷却部，所述第一发电片的热端与所述发热设备接触，所述第一发电片的冷端与所述冷却部接触；

所述二级温差发电装置包括第二发电片和供热部，所述第二发电片的热端与所述供热部接触，

所述一级温差发电装置的冷却部内流出的水流入到所述加热管内，所述加热管内流出的水进入所述二级温差发电装置的供热部内。

优选地，所述二级温差发电装置还包括散热结构，所述散热结构与所述第二发电片的冷端接触。

优选地，所述散热结构包括翅片和风扇，所述翅片与所述第二发电片的冷端接触。

优选地，所述传热结构包括连接管路，所述冷却部与所述供热部通过所述连接管路连通，所述连接管路、所述冷却部和所述供热部内流通换热介质。

优选地，所述第一发电片和/或第二发电片的冷端和热端设置感温器件，通过检测两端的温度得出温度差。

优选地，所述第一发电片和第二发电片为不同材质，第一发电片适用温度高于所述第二发电片的适用温度。

优选地，包括控制模块，所述控制模块根据温度差控制进入所述一级温差发电装置的换热介质的流量，和/或，

所述控制模块根据温度差控制所述散热结构的散热效率。

第二方面，提供一种燃气灶，包括上述温差发电系统。

优选地，所述一级温差发电装置设置在所述燃气灶的锅架上。

优选地，所述锅架包括主体，所述主体为筒状结构，所述筒状结构的内壁为圆柱面，所述筒状结构的外壁包括多个平面。

优选地，所述锅架还包括外延部，所述外延部包括在所述主体的一端沿其径向向外侧延伸形成的环形板状结构。

优选地，所述一级温差发电装置包括第一发电片，所述第一发电片的热端与所述主体的外壁和/或所述外延部接触。

优选地，当所述温差发电系统包括换热结构时，所述换热结构设置在所述外延部上。

本发明提供的温差发电系统至少包括一级温差发电装置和二级温差发电装置，并通过传热结构将一级温差发电装置冷端吸收的热量传递至二级温差发电装置的热端供其利用，以实现能源的多级利用，减少能源的浪费，提高发电效率。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本发明温差发电系统结构示意图；

图2示出锅架结构示意图；

图3示出二级温差发电装置结构示意图；

图4示出工作原理流程图；

图5示出燃气灶结构示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明提供一种温差发电系统，用于利用燃气灶等能够产生热量的设备在使用过程中产生的热量发电，并对其他设备供电，或将电能进行储存。

本发明提供的温差发电系统至少包括一级温差发电装置和二级温差发电装置，所述一级温差发电装置的热端位于靠近热源的位置，用于直接利用热源产生的热量发电，所述一级温差发电装置将吸收的热量传输至二级温差发电装置的热端供其利用。

下面以本发明温差发电系统设置在燃气灶上为具体实施例，对温差发电系统进行详细介绍：

如图1所示，本发明提供的温差发电系统包括一级温差发电装置100和二级温差发电装置200，所述一级温差发电装置100和二级温差发电装置200通过传热结构连接，所述传热结构能够使换热介质可以先后流经所述一级温差发电装置100和二级温差发电装置200。优选地，所述一级温差发电装置100和二级温差发电装置200均通过温差发电片进行发电。优选地，所述一级温差发电装置100和二级温差发电装置200的最优适用温度不同，进一步地，所述一级温差发电装置100适用于高温区发电，所述二级温差发电装置200适用于低温区发电。

所述一级温差发电装置100设置在燃气灶的锅架1上，所述锅架1大致呈筒形结构，所述一级温差发电装置100包括第一发电片110和冷却部120，所述第一发电片110的热端与所述锅架1的外侧壁接触，所述第一发电片110的冷端与所述冷却部120接触，优选地，所述第一发电片110的适用温度为300-500℃。所述锅架1内侧设置有炉盘2，所述炉盘2点火时会使所述锅架1的温度升高，所述第一发电片110利用所述锅架1与所述冷却部120之间的温度差进行发电。优选地，所述冷却部120为箱体结构，所述冷却部120内部的换热介质优选为水，所述冷却部120包括入口和出口，所述冷却部120接入供水管路，所述冷却部120的入口与进水管连接，所述冷却部120的出口与排水管连接。优选地，所述冷却部120设置有多个，所述多个所述冷却部120的入口通过分流器与供水管路连接，使供水管路同时向多个所述冷却部120连接；多个所述冷却部120的出口通过分流器与出水管路连接，或者，多个所述冷却部120的出口与换热结构300连接（下文详细介绍）。

优选地，如图2所示，所述锅架1包括主体11，所述主体11的内壁为柱形面，外壁包括多个平面，所述多个平面方便所述第一发电片110的安装，并且，还能够增加所述第一发电片110的设置数量，即增大所述第一发电片110与所述锅架1的接触面积，提高发电量，进一步地，所述主体11的外壁包括多个相同的面，并形成正多面体外壁。优选地，所述锅架1还包括外延部12，所述外延部12为在所述主体11的端部沿径向向外侧延伸形成的板状结构，所述外延部12靠近所述主体11的外壁的面上可以设置所述第一发电片110，另一面用于设置换热结构300（下文详细介绍）。进一步地，所述主体11的外壁及所述外延部12上均设置所述第一发电片110时，所述冷却部120的第一箱体的两个面分别与不同位置的所述第一发电片110接触，优选地，为了节省空间，所述第一箱体设置成L形，L形的一边与位于所述主体11上的所述第一发电片110接触，另一边与位于所述外延部12上的所述第一发电片110接触。

如图1、3所示，所述二级温差发电装置200包括供热部210、第二发电片220和散热结构230，所述供热部210优选为箱体结构，通过所述冷却部120的水会在所述冷却部120内吸收热量，使水的温度升高，流入所述供热部210内的水温较高。所述第二发电片220的热端与所述供热部210接触，所述第二发电片220的冷端与所述散热结构230接触，所述第二发电片220利用所述供热部210和散热结构230之间的温度差进行发电，优选地，所述第二发电片220的适用温度为70-100℃。优选地，所述供热部210的至少一个面上设置所述第二发电片220，本实施例中，在所述供热部210相对的两个面上均设置有所述第二发电片220。所述散热结构230优选为包括翅片231，所述第二发电片220的冷端与所述翅片231接触，并通过所述翅片231散热，优选地，为了提高换热效率，所述散热结构230还与风扇232连接，通过所述风扇232提高所述翅片231处的空气流通量，以提高换热效率。

进一步地，为了使流入所述二级温差发电装置200的供热部210内水温更高，以提高所述第二发电片220两端的温度差，在所述一级温差发电装置100和二级温差发电装置200之间的连通管路上还设置有换热结构300，所述换热结构300包括换热片310和加热管320，所述换热片310穿插到所述加热管320上，优选地，所述换热片310连接到所述锅架1的延伸部12上，且所述换热结构300位于靠近所述炉盘2的位置，所述换热片310可以吸收所述锅架1的部分热量，并传递到所述加热管320内，对流经所述加热管320的换热介质加热，另外，所述换热结构300还能够吸收所述炉盘2产生的火焰的热量，使所述换热结构300能够吸收更多的热量，并对流经所述换热管320内的换热介质加热。所述一级温差发电装置100的冷却部120内流出的水流入到所述加热管320内，所述加热管320内流出的水进入所述二级温差发电装置200的供热部210内。经过所述换热结构300加热后的水的温度更高，可以使所述第二发电片220两端的温差加大，以使其发电效率更高。

所述一级温差发电装置100和二级温差发电装置200产生的电能传输至存储设备进行储存，或者，直接供其他耗电元器件使用。

在更优的实施例中，本发明提供的温差发电系统还包括流量控制装置400，所述流量控制装置400用于控制向所述一级温差发电装置100和二级温差发电装置200内的水流的流量，优选地，所述流量控制装置400包括水泵和流量阀。进一步地，在所述第一发电片110和第二发电片220的冷端和热端还设置有感温器件，所述感温器件用于检测所述第一发电片110和第二发电片220的冷端和热端的温度差。使得，可以根据温度差使所述流量控制装置400控制供水量，以及控制所述二级温差发电装置200的风扇232转速，以使所述第一发电片110和第二发电片220能够获得最大的发电量。进一步地，还包括控制模块，所述控制模块接收所述感温器件检测的温度信息，并控制所述流量控制装置400和风扇232。

进一步地，还包括稳压电路，所述第一发电片110和第二发电片220输出的电流经过稳压后进行储存或供其他耗电元器件使用。优选地，还包括电池组和供电切换电路，所述供电切换电路可以控制由所述电池组供电或者通过其他途径供电（如市电或干电池等）。

本发明提供的温差发电系统的工作原理如图4所示：

燃气灶开启后，所述锅架1的温度升高，所述一级温差发电装置100开始发电，当流经所述二级温差发电装置200的水温升高时，所述二级温差发电装置200也开始发电。所述一级温差发电装置100和二级温差发电装置200发出的电经所述稳压电路后输入至所述电池组储存，或者，直接为所述控制模块供电。所述控制模块根据所述感温器件检测的温度值控制所述流量控制装置400和风扇232的工作频率，以使所述一级温差发电装置100和二级温差发电装置200均能够以较高的输出功率输出电能。

并且，当所述电池组内的电量达到第一阈值时，通过所述切换电路可以将所述电池组接入供电电路，并使所述电池组输出的电能经升压后为耗电元器件供电，当所述电池组电量低于第二阈值时，所述切换电路将市电或者其他供电设备接入到供电电路，所述电池组不再提供电能，所述第一阈值大于第二阈值。

优选地，本发明提供的温差发电系统可以接入家庭供电电路中，当临时停电时，可以作为应急发电机提供应急电源。

本发明还提供一种燃气灶，所述燃气灶包括至少一个所述锅架1所述锅架1内设置炉盘2。在一个优选地实施例中，所述燃气灶包括两个所述锅架1，每一个所述锅架1上设置一个所述一级温差发电装置100，两个所述一级温差发电装置100分别连接一个所述二级温差发电装置200，优选地，通过同一个所述流量控制装置400为两个所述一级温差发电装置100供水。

本发明提供的温差发电系统通过至少设置一级温差发电装置和二级温差发电装置实现多级发电，能够更加有效的利用热能，避免热能的浪费。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (13)

1.一种温差发电系统，用于利用发热设备产生的热量发电，其特征在于，至少包括一级温差发电装置和二级温差发电装置，所述发热设备产生的热量对所述一级温差发电装置的热端侧供热，还包括分别连接所述一级温差发电装置和所述二级温差发电装置的传热结构，所述传热结构用于将所述一级温差发电装置的冷端侧吸收的热量供给所述二级温差发电装置的热端侧利用，所述温差发电系统还包括换热结构，所述换热结构提供热量并通过所述传热结构将热量传输至所述二级温差发电装置的热端，所述传热结构包括连接管路，所述换热结构包括加热管和换热片，所述加热管穿插到所述换热片上，所述换热片与所述发热设备接触，所述加热管的内腔与所述连接管路的内腔连通，

所述一级温差发电装置包括第一发电片和冷却部，所述第一发电片的热端与所述发热设备接触，所述第一发电片的冷端与所述冷却部接触；

所述二级温差发电装置包括第二发电片和供热部，所述第二发电片的热端与所述供热部接触，

所述一级温差发电装置的冷却部内流出的水流入到所述加热管内，所述加热管内流出的水进入所述二级温差发电装置的供热部内。

2.根据权利要求1所述的温差发电系统，其特征在于，所述第一发电片和第二发电片为不同材质，第一发电片适用温度高于所述第二发电片的适用温度。

3.根据权利要求1所述的温差发电系统，其特征在于，所述二级温差发电装置还包括散热结构，所述散热结构与所述第二发电片的冷端接触。

4.根据权利要求3所述的温差发电系统，其特征在于，所述散热结构包括翅片和风扇，所述翅片与所述第二发电片的冷端接触。

5.根据权利要求1所述的温差发电系统，其特征在于，所述传热结构包括连接管路，所述冷却部与所述供热部通过所述连接管路连通，所述连接管路、所述冷却部和所述供热部内流通换热介质。

6.根据权利要求3所述的温差发电系统，其特征在于，所述第一发电片和/或第二发电片的冷端和热端设置感温器件，通过检测两端的温度得出温度差。

7.根据权利要求6所述的温差发电系统，其特征在于，包括控制模块，所述控制模块根据温度差控制进入所述一级温差发电装置的换热介质的流量，和/或，

所述控制模块根据温度差控制所述散热结构的散热效率。

8.一种燃气灶，其特征在于，包括权利要求1-7之一所述的温差发电系统。

9.根据权利要求8所述的燃气灶，其特征在于，所述一级温差发电装置设置在所述燃气灶的锅架上。

10.根据权利要求9所述的燃气灶，其特征在于，所述锅架包括主体，所述主体为筒状结构，所述筒状结构的内壁为圆柱面，所述筒状结构的外壁包括多个平面。

11.根据权利要求10所述的燃气灶，其特征在于，所述锅架还包括外延部，所述外延部包括在所述主体的一端沿其径向向外侧延伸形成的环形板状结构。

12.根据权利要求11所述的燃气灶，其特征在于，所述一级温差发电装置包括第一发电片，所述第一发电片的热端与所述主体的外壁和/或所述外延部接触。

13.根据权利要求11所述的燃气灶，其特征在于，当所述温差发电系统包括换热结构时，所述换热结构设置在所述外延部上。