CN107888109A - 温差发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种温差发电系统，包括第一温差发电器、热气流流入管、冷介质流入管与冷介质排放管。多个第一温差发电器的第一热气流管之间串联形成第一热气流通路。热气流流入管与第一热气流通路的一端相连通。冷介质流入管与第一冷介质管的进介质接头相连通冷介质排放管与所述第一冷介质管的出介质接头相连通。上述的温差发电系统，由于包括多个第一温差发电器，多个第一温差发电器的第一热气流管之间串联形成第一热气流通路，这样发电机、发动机、锅炉等的热气经热气流入管进入到第一热气通路中后，依次被多个第一温差发电器所利用，第一热气流通路中的热气的热量分级利用，排气余热利用充分，转换效率高，输出功率大。

Description

温差发电系统

技术领域

本发明涉及温差发电技术领域，特别是涉及一种温差发电系统。

背景技术

温差发电是一种热能直接转换为电能的技术，具有结构简单、无污染、无噪音、无运动部件、寿命长、免维护等优点，可应用于自然热能的利用、余热回收、工业节能、宇航、生活电器等领域。传统的温差发电系统在实际应用中，例如汽车发动机排气余热利用，温差发电系统对余热转换成电能的效率低，输出功率小，多作为小型电源。

发明内容

基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种温差发电系统，它能够充分利用排气余热，转换效率高，输出功率大。

其技术方案如下：一种温差发电系统，包括：第一温差发电器，所述第一温差发电器为多个，所述第一温差发电器包括第一热气流管、第一冷介质管及第一温差发电片，所述第一热气流管侧壁与所述第一温差发电片的热端面接触配合，所述第一冷介质管与所述第一温差发电片的冷端面接触配合，多个所述第一温差发电器的所述第一热气流管之间串联形成第一热气流通路；热气流流入管，所述热气流流入管与所述第一热气流通路的一端相连通；冷介质流入管与冷介质排放管，所述冷介质流入管与所述第一冷介质管的进介质接头相连通，所述冷介质排放管与所述第一冷介质管的出介质接头相连通。

上述的温差发电系统，由于包括多个第一温差发电器，多个第一温差发电器的第一热气流管之间串联形成第一热气流通路，这样发电机、发动机、锅炉等的热气经热气流入管进入到第一热气通路中后，依次被多个第一温差发电器所利用，第一热气流通路中的热气的热量分级利用，排气余热利用充分，转换效率高，输出功率大。

进一步地，所述的温差发电系统还包括冷介质回收机构及降温机构，所述冷介质回收机构的接收端与所述冷介质排放管相连通，所述冷介质回收机构的排放端与所述冷介质流入管相连通，所述降温机构用于降低所述冷介质回收机构中的冷介质的温度。

进一步地，所述冷介质流入管与所述冷介质排放管均为水管，所述冷介质回收机构为水回收机构，所述降温机构为设置在所述水回收机构上的风扇组，所述冷介质流入管上设有水泵。

进一步地，所述的温差发电系统还包括两个以上冷介质流入支管以及两个以上冷介质排放支管，所述冷介质流入支管并联设置，所述冷介质流入支管与所述冷介质流入管相连通；所述冷介质排放支管并联设置，所述冷介质排放支管与所述冷介质排放管相连通；所述冷介质流入支管与所述冷介质排放支管一一相应设置；所述第一冷介质管的进介质接头与其中一个所述冷介质流入支管相连通，所述第一冷介质管的出介质接头与其中一个所述冷介质排放支管相连通。

进一步地，所述冷介质流入管为绝热流入管；或者，所述冷介质流入管外包裹有保温层。

进一步地，所述的温差发电系统还包括第二温差发电器，所述第二温差发电器为多个，所述第二温差发电器包括第二热气流管、第二冷介质管及第二温差发电片，所述第二热气流管侧壁与所述第二温差发电片的热端面接触配合，所述第二冷介质管与所述第二温差发电片的冷端面接触配合，多个所述第二温差发电器的所述第二热气流管之间串联形成第二热气流通路；所述热气流流入管还与所述第二热气流通路的一端相连通；所述冷介质流入管还与所述第二冷介质管的进介质接头相连通，所述冷介质排放管还与所述第二冷介质管的出介质接头相连通。

进一步地，所述热气流流入管用于与发电机组的高温废气排放口相连通。

进一步地，所述的温差发电系统还包括热气流排放管与消声器，所述热气流排放管一端分别与所述第一热气流通路的另一端、所述第二热气流通路的另一端相连通，所述热气流排放管的另一端与所述消声器连通。

进一步地，所述的温差发电系统还包括第一热气流流入支管、第二热气流流入支管、第一热气流流出支管及第二热气流流出支管，所述热气流流入管通过所述第一热气流流入支管、所述第二热气流流入支管分别与所述第一热气流通路一端、所述第二热气流通路一端相连通，所述热气流排放管通过所述第一热气流流出支管、所述第二热气流流出支管分别与所述第一热气流通路另一端、所述第二热气流通路另一端相连通。

进一步地，所述的温差发电系统还包括第一控制开关、第二控制开关及第三控制开关；所述热气流流入管为第一三通管，所述热气流排放管为第二三通管；所述第一三通管的第一接口端与所述第二三通管的第一接口端相连通，且所述第一接口端上设置有第一控制开关；所述第一三通管的第二接口端用于与热气排放管连通，所述第一三通管的第三接口端分别与所述第一热气流流入支管、所述第二热气流流入支管相连通，所述第一三通管的第三接口端上设有所述第二控制开关；所述第二三通管的第二接口端分别与所述第一热气流流出支管、所述第二热气流流出支管相连通，所述第二三通管的第二接口端上设有所述第三控制开关；所述第二三通管的第三接口端与所述消声器相连通。

附图说明

图1为本发明实施例所述的温差发电系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的温差发电系统中的第一温差发电器的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的温差发电系统除去温差发电器的结构示意图；

图4为本发明实施例所述的温差发电系统中控制开关、热气流流入管及热气流排放管的结构示意图。

附图标记：

10、第一温差发电器，11、第一热气流管，12、第一冷介质管，121、进介质接头，122、出介质接头，13、第一温差发电片，14、前气室，15、后气室，20、热气流流入管，30、冷介质流入管，40、冷介质排放管，51、冷介质回收机构，52、降温机构，53、水泵，60、冷介质流入支管，70、冷介质排放支管，80、第二温差发电器，90、柜体，100、热气流排放管，110、消声器，120、第一热气流流入支管，130、第二热气流流入支管，140、第一热气流流出支管，150、第二热气流流出支管，160、第一控制开关，170、第二控制开关，180、第三控制开关。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

在一个实施例中，请参阅图1与图2，一种温差发电系统，包括第一温差发电器10、热气流流入管20、冷介质流入管30与冷介质排放管40。所述第一温差发电器10为多个，所述第一温差发电器10包括第一热气流管11、第一冷介质管12及第一温差发电片13。所述第一热气流管11侧壁与所述第一温差发电片13的热端面接触配合，所述第一冷介质管12与所述第一温差发电片13的冷端面接触配合。多个所述第一温差发电器10的所述第一热气流管11之间串联形成第一热气流通路。所述热气流流入管20与所述第一热气流通路的一端相连通。所述冷介质流入管30与所述第一冷介质管12的进介质接头121相连通，所述冷介质排放管40与所述第一冷介质管12的出介质接头122相连通。

上述的温差发电系统，由于包括多个第一温差发电器10，多个第一温差发电器10的第一热气流管11之间串联形成第一热气流通路，这样发电机、发动机、锅炉等的热气经热气流入管进入到第一热气通路中后，依次被多个第一温差发电器10所利用，第一热气流通路中的热气的热量分级利用，排气余热利用充分，转换效率高，输出功率大。

可以理解的是，为了提高热气的转换效率，第一温差发电器10中的第一温差发电片13、第一热气流管11、第一冷介质管12均可以设置为多个。具体地，第一温差发电器10包括前气室14与后气室15。前气室14通过第一热气流管11与后气室15连通。相邻的第一温差发电器10之间通过其中一个第一温差发电器10的前气室14与另一个第一温差发电器10的后气室15连通。如此，热气流先进入到前气室14，然后进入到各个第一热气流管11，第一热气流管11侧壁相应加热第一温差发电片13的热端面，接着热气流在后气室15中汇合，并流入至下一个第一温差发电器10中。此外，如热气流进入串联连接的第一个第一温差发电器10后，与第一温差发电片13进行热电转换后，温度会有所下降，这样可以将串联在下一级的第一温差发电器10的结构相应调整，例如：减少同型号第一温差发电片13的数量，或者采用低一级功率的第一温差发电片13，从而能保证第一温差发电片13的工作温差保持不变，通过电路连接后，便能获得最大的功率输出。

进一步地，所述的温差发电系统还包括冷介质回收机构51及降温机构52。所述冷介质回收机构51的接收端与所述冷介质排放管40相连通，所述冷介质回收机构51的排放端与所述冷介质流入管30相连通。所述降温机构52用于降低所述冷介质回收机构51中的冷介质的温度。如此，冷介质是循环流动的，冷介质的冷量被第一温差发电器10利用完之后，由冷介质排放管40排入至冷介质回收机构51中，冷介质回收机构51对冷介质降温后便可以通过冷介质流入管30再次送入至第一温差发电器10中使用。具体地，冷介质可以为液体或者气体。可以理解的是，也可以直接外界的低温水源通过冷介质流入管30送入至第一温差发电器10中。

进一步地，所述冷介质流入管30与所述冷介质排放管40均为水管，所述冷介质回收机构51为水回收机构，所述降温机构52为设置在所述水回收机构上的风扇组，所述冷介质流入管30上设有水泵53。风扇组工作时，能够将水回收机构中的冷却水温度冷却降低至室温，并通过水泵53提供水压将冷却水泵53送至第一温差发电器10中。

进一步地，一并参阅图3，所述的温差发电系统还包括两个以上冷介质流入支管60以及两个以上冷介质排放支管70。所述冷介质流入支管60并联设置，所述冷介质流入支管60与所述冷介质流入管30相连通。所述冷介质排放支管70并联设置，所述冷介质排放支管70与所述冷介质排放管40相连通。所述冷介质流入支管60与所述冷介质排放支管70一一相应设置。所述第一冷介质管12的进介质接头121与其中一个所述冷介质流入支管60相连通，所述第一冷介质管12的出介质接头122与其中一个所述冷介质排放支管70相连通。如此，冷介质流入管30能够分流至两个以上冷介质流入支管60中，由冷介质流入支管60流入与其连接的第一温差发电器10中，这样能够保证进入到第一温差发电器10的冷介质的温度基本相同，从而能保证热流的能量利用充分。

具体地，两个以上第一温差发电器10的所述第一冷介质管12可以并联设置在其中一个所述冷介质流入支管60及与其中一个所述冷介质排放支管70之间。

进一步地，所述冷介质流入管30为绝热流入管；或者，所述冷介质流入管30外包裹有保温层。如此，能够避免冷介质流入管30内的冷介质的冷量向外泄露，减少冷量损耗。

进一步地，所述的温差发电系统还包括第二温差发电器80。所述第二温差发电器80为多个，所述第二温差发电器80包括第二热气流管、第二冷介质管及第二温差发电片。所述第二热气流管侧壁与所述第二温差发电片的热端面接触配合，所述第二冷介质管与所述第二温差发电片的冷端面接触配合，多个所述第二温差发电器80的所述第二热气流管之间串联形成第二热气流通路。所述热气流流入管20还与所述第二热气流通路的一端相连通。所述冷介质流入管30还与所述第二冷介质管的进介质接头相连通，所述冷介质排放管40还与所述第二冷介质管的出介质接头相连通。如此，热气流流入管20不仅将热气送入至第一热气流通路中，还能将热气送入至第二热气流通路中，这样第一温差发电器10与第二温差发电器80能够同步利用热气流，能够提高热气流的热量的转换效率。此外，第二温差发电器80与冷介质流入管30、冷介质排放管40的连接方式相同于第一温差发电器10，不进行赘述。

进一步地，所述热气流流入管20用于与发电机组的高温废气排放口相连通。如此，例如与柴油发电机组的高温废气排放口相连通，这样便能够对柴油发电机组产生的高温废气的热量进行充分利用，能够实现数十千瓦级的余热转换电流，转换效率较高。再参阅图1，此外，温差发电系统可以布置在柴油发电机的柜体90顶部，在消声器110周边，如此不会干涉到柜体90内部柴油发电机组的运行。

进一步地，一并参阅图4，所述的温差发电系统还包括热气流排放管100与消声器110。所述热气流排放管100一端分别与所述第一热气流通路的另一端、所述第二热气流通路的另一端相连通。所述热气流排放管100的另一端与所述消声器110连通。如此，第一热气流通路、第二热气流通路流出的热气经过热气流排放管100进入到消声器110中，并由消声器110向外界排放。

更进一步地，所述的温差发电系统还包括第一热气流流入支管120、第二热气流流入支管130、第一热气流流出支管140及第二热气流流出支管150。所述热气流流入管20通过所述第一热气流流入支管120、所述第二热气流流入支管130分别与所述第一热气流通路一端、所述第二热气流通路一端相连通。所述热气流排放管100通过所述第一热气流流出支管140、所述第二热气流流出支管150分别与所述第一热气流通路另一端、所述第二热气流通路另一端相连通。

进一步地，所述的温差发电系统还包括第一控制开关160、第二控制开关170及第三控制开关180。所述热气流流入管20为第一三通管，所述热气流排放管100为第二三通管；所述第一三通管的第一接口端与所述第二三通管的第一接口端相连通，且所述第一接口端上设置有第一控制开关160。所述第一三通管的第二接口端用于与热气排放管连通，所述第一三通管的第三接口端分别与所述第一热气流流入支管120、所述第二热气流流入支管130相连通，所述第一三通管的第三接口端上设有所述第二控制开关170。所述第二三通管的第二接口端分别与所述第一热气流流出支管140、所述第二热气流流出支管150相连通，所述第二三通管的第二接口端上设有所述第三控制开关180。所述第二三通管的第三接口端与所述消声器110相连通。如此，当温差发电器不工作时，第一控制开关160打开，第二控制开关170、第三控制开关180均关闭，此时热气流经过第一三通管第一端进入到第二三通管，由第二三通管直接排放至消声器110中。当温差发电器工作时，第一控制开关160关闭，第二控制开关170、第三控制开关180均打开，此时热气流经过第一三通管的第三接口端分别送入至第一热气流流入支管120、第二热气流流入支管130中，并相应进入到第一热气流通路、所述第二热气流通路中，然后由第一热气流流出支管140、第二热气流流出支管150排出至第二三通管中，最后由进入到消声器110中，由消声器110向外排放。如此，能够保障温差发电系统的安全运行性。

具体地，第一控制开关160、第二控制开关170及第三控制开关180均可以选用电磁控制阀，电磁控制阀与控制器相连，由控制器进行控制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种温差发电系统，其特征在于，包括：

第一温差发电器，所述第一温差发电器为多个，所述第一温差发电器包括第一热气流管、第一冷介质管及第一温差发电片，所述第一热气流管侧壁与所述第一温差发电片的热端面接触配合，所述第一冷介质管与所述第一温差发电片的冷端面接触配合，多个所述第一温差发电器的所述第一热气流管之间串联形成第一热气流通路；

热气流流入管，所述热气流流入管与所述第一热气流通路的一端相连通；

冷介质流入管与冷介质排放管，所述冷介质流入管与所述第一冷介质管的进介质接头相连通，所述冷介质排放管与所述第一冷介质管的出介质接头相连通。

2.根据权利要求1所述的温差发电系统，其特征在于，还包括冷介质回收机构及降温机构，所述冷介质回收机构的接收端与所述冷介质排放管相连通，所述冷介质回收机构的排放端与所述冷介质流入管相连通，所述降温机构用于降低所述冷介质回收机构中的冷介质的温度。

3.根据权利要求2所述的温差发电系统，其特征在于，所述冷介质流入管与所述冷介质排放管均为水管，所述冷介质回收机构为水回收机构，所述降温机构为设置在所述水回收机构上的风扇组，所述冷介质流入管上设有水泵。

4.根据权利要求2所述的温差发电系统，其特征在于，还包括两个以上冷介质流入支管以及两个以上冷介质排放支管，所述冷介质流入支管并联设置，所述冷介质流入支管与所述冷介质流入管相连通；所述冷介质排放支管并联设置，所述冷介质排放支管与所述冷介质排放管相连通；所述冷介质流入支管与所述冷介质排放支管一一相应设置；所述第一冷介质管的进介质接头与其中一个所述冷介质流入支管相连通，所述第一冷介质管的出介质接头与其中一个所述冷介质排放支管相连通。

5.根据权利要求1所述的温差发电系统，其特征在于，所述冷介质流入管为绝热流入管；或者，所述冷介质流入管外包裹有保温层。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的温差发电系统，其特征在于，还包括第二温差发电器，所述第二温差发电器为多个，所述第二温差发电器包括第二热气流管、第二冷介质管及第二温差发电片，所述第二热气流管侧壁与所述第二温差发电片的热端面接触配合，所述第二冷介质管与所述第二温差发电片的冷端面接触配合，多个所述第二温差发电器的所述第二热气流管之间串联形成第二热气流通路；所述热气流流入管还与所述第二热气流通路的一端相连通；所述冷介质流入管还与所述第二冷介质管的进介质接头相连通，所述冷介质排放管还与所述第二冷介质管的出介质接头相连通。

7.根据权利要求6所述的温差发电系统，其特征在于，所述热气流流入管用于与发电机组的高温废气排放口相连通。

8.根据权利要求6所述的温差发电系统，其特征在于，还包括热气流排放管与消声器，所述热气流排放管一端分别与所述第一热气流通路的另一端、所述第二热气流通路的另一端相连通，所述热气流排放管的另一端与所述消声器连通。

9.根据权利要求8所述的温差发电系统，其特征在于，还包括第一热气流流入支管、第二热气流流入支管、第一热气流流出支管及第二热气流流出支管，所述热气流流入管通过所述第一热气流流入支管、所述第二热气流流入支管分别与所述第一热气流通路一端、所述第二热气流通路一端相连通，所述热气流排放管通过所述第一热气流流出支管、所述第二热气流流出支管分别与所述第一热气流通路另一端、所述第二热气流通路另一端相连通。

10.根据权利要求9所述的温差发电系统，其特征在于，还包括第一控制开关、第二控制开关及第三控制开关；所述热气流流入管为第一三通管，所述热气流排放管为第二三通管；所述第一三通管的第一接口端与所述第二三通管的第一接口端相连通，且所述第一接口端上设置有第一控制开关；所述第一三通管的第二接口端用于与热气排放管连通，所述第一三通管的第三接口端分别与所述第一热气流流入支管、所述第二热气流流入支管相连通，所述第一三通管的第三接口端上设有所述第二控制开关；所述第二三通管的第二接口端分别与所述第一热气流流出支管、所述第二热气流流出支管相连通，所述第二三通管的第二接口端上设有所述第三控制开关；所述第二三通管的第三接口端与所述消声器相连通。