CN109327161A - 水面漂浮式热管散热温差发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水面漂浮式热管散热温差发电装置，涉及温差发电设备领域，包括太阳能吸热板、温差发电片组和环路热管散热系统；所述太阳能吸热板通过导热胶设置于所述温差发电片组的吸热端；所述环路热管散热系统包括蒸发器和冷凝器；所述蒸发器的进液口通过液态管路连通至所述冷凝器的出液口，所述蒸发器的进液口设有补偿器；所述蒸发器的出气口通过气态管路连通至所述冷凝器的进气口，所述蒸发器的出气口设有集气室；所述补偿器和所述集气室之间水平铺设有毛细芯，所述毛细芯的上部平行设有若干与所述集气室连通的气体通道，所述毛细芯的下部平行设有若干与补偿器连通的液体通道，以实现提高温差发电效率，延长温差发电装置寿命的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种水面漂浮式热管散热温差发电装置，主要涉及温差发电设备领域。
背景技术
温差发电技术提出以来，没有被广泛推广的主要原因有：发电效率低，耐高温性能差等因素。深入分析不难发现，发电效率低和耐高温性能差两者具有内在的联系。发电效率低的主要原因是温差发电片放热端散热效果差，导致温度急剧增加，减少了温差发电所需要的温差。因此为了保证温差发电的效率，又需大幅度提升温差发电片吸热端的温度。造成了吸热端温度越来越高，放热端的温度也越来越高，造成了温差发电片一直处于高温状态，发电效率进一步降低，从而制约了温差发电技术的应用。同时，由于温度较高幅度的变化，造成了温差发电片热胀冷缩，对温差发电片的材料强度和连接提出了较高的要求。在温差发电片的材料强度和连接不能满足要求的情况下，影响温差发电装置的效率。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明提出一种水面漂浮式热管散热温差发电装置，能够实现提高温差发电效率，延长温差发电装置寿命的技术效果。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：包括太阳能吸热板、温差发电片组和环路热管散热系统；所述太阳能吸热板通过导热胶设置于所述温差发电片组的吸热端；所述环路热管散热系统包括蒸发器和冷凝器；所述蒸发器的进液口通过液态管路连通至所述冷凝器的出液口，所述蒸发器的进液口设有补偿器；所述蒸发器的出气口通过气态管路连通至所述冷凝器的进气口，所述蒸发器的出气口设有集气室；所述补偿器和所述集气室之间水平铺设有毛细芯，所述毛细芯的上部平行设有若干与所述集气室连通的气体通道，所述毛细芯的下部平行设有若干与补偿器连通的液体通道。
本发明的技术原理及有益效果如下：
太阳能吸热板吸收太阳能，经过导热胶将热量传递到温差发电片的吸热端，将太阳能传递到温差发电片的吸热端。环路热管散热系统的蒸发器通过导热胶连接至温差发电片的放热端，蒸发器中毛细芯内的液态工质吸热蒸发，温差发电片放热端的温度降低。毛细芯蒸发出的气态工质顺着平行气体通道流入集气室，集气室保证气态管路内部蒸气顺畅流通，集气室中的气态工质通过气态管路流入冷凝器，冷凝器通过与其周围的水进行换热，气态工质冷却成液态工质。再通过液态管路流入补偿器的底部。补偿器中的液态工质顺着毛细芯和平行液体通道充满整个毛细芯，毛细芯内液态工质均匀分布，防止干烧。环路平板热管系统通过毛细芯中的毛细吸液力提供循环动力，克服工质循环的摩擦力，以及液体管路与气体管路之间密度差引起的重力，以温差发电片放热端的散热量为整个环路热管系统的外界能量输入。通过促进整个热管系统不断重复上述“蒸发吸热-冷凝放热-蒸发吸热”循环，保证温差发电片放热端和吸热端的温差持续、稳定，最终将温差发电电能从电能输出端子输出。
本方案显著降低了温差发电装置的成本，减少了温差发电装置的占地面积，提高了温差发电的效率，延长了温差发电装置的寿命。直接利用太阳能辐射能量，降低了太阳能吸热端的制造成本，降低了温差发电片吸热端的温度；利用环路平板热管散热系统，增强了放热端的散热能力，降低了放热端表面温度，提高了发电效率；占用水体表面布置温差发电装置，减少了对地面面积的占用，同时水体的良好散热性能，又能提高放热端的散热能力，进一步提高发电效率。同时由于采用直接利用太阳能的方式和环路平板热管散热系统，降低了温差发电片吸热端和放热端之间的温度波动幅度，减弱了温差发电片的老化速度，延长了温差发电系统的寿命。
进一步，所述冷凝器为外翅片冷凝器，能够实现更加优异的冷凝效果。
进一步，所述液态管路和气态管路外壁设有橡塑闭孔保温层，为整个系统提供浮力稳定，同时对液态管路和气态管路进行保温。
进一步，该保温浮力层为橡塑闭孔材料，橡塑闭孔材料密度比水小，可以提供浮力，同时可以对管路内进行保温。
进一步，各所述气体通道和各所述液体通道之间分别通过毛细芯间隔布置。
进一步，所述太阳能吸热板采用铜或者铝薄板，该太阳能吸热板上表面涂光伏板吸热涂料薄膜，可以显著增强吸热能力。
进一步，所述蒸发器下表面贴敷橡塑闭孔保温层，既能保证蒸发器内部液态工质不蒸发，又能保证整个装置漂浮在水面。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的其中四幅，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例的示意图。
图2为本发明具体实施例蒸发器正视图。
图3为图2的A-A剖面图。
图4为图2的B-B剖面图。
其中，1-太阳能吸热板；2-电能输出端子；3-温差发电片组；4-蒸发器；5-液态管路；6-橡塑闭孔保温层；7-冷凝器；8-气态管路；9-补偿器；10-毛细芯；11-集气室；12-液体通道；13-气体通道。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的较佳实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本发明实施例包括太阳能吸热板1、温差发电片组3和环路热管散热系统；
所述太阳能吸热板1通过导热胶设置于所述温差发电片组3的吸热端，所述太阳能吸热板1采用铜或者铝薄板，该太阳能吸热板1上表面涂光伏板吸热涂料薄膜。
所述环路热管散热系统包括蒸发器4和冷凝器7，所述蒸发器4下表面贴敷橡塑闭孔保温层6。
所述蒸发器4的进液口通过液态管路5连通至所述冷凝器7的出液口，所述液态管路5外壁设有橡塑闭孔材料的保温浮力层，所述蒸发器4的进液口设有补偿器9。
所述蒸发器4的出气口通过气态管路8连通至所述冷凝器7的进气口，所述气态管路8外壁设有橡塑闭孔材料的保温浮力层，所述蒸发器4的出气口设有集气室11。
所述补偿器9和所述集气室11之间水平铺设有毛细芯10，所述毛细芯10的上部平行设有若干与所述集气室11连通的气体通道13，所述毛细芯10的下部平行设有若干与补偿器9连通的液体通道12。一般的毛细芯10是一整块上面没有槽道，本发明是在毛细芯10上加工出液体通道12和气体通道13。
所述冷凝器7为外翅片冷凝器，放置于水中。
太阳能吸热板1吸收太阳能，经过导热胶将热量传递到温差发电片的吸热端，将太阳能传递到温差发电片的吸热端。环路热管散热系统的蒸发器4通过导热胶连接至温差发电片3的放热端，蒸发器4中毛细芯10内的液态工质吸热蒸发，温差发电片3放热端的温度降低。毛细芯10内蒸发出的气态工质顺着10内平行气体通道13流入集气室11，集气室11中的气态工质通过接至其上部的气态管路8流入冷凝器7，冷凝器7通过与其周围的水进行换热，气态工质冷却成液态工质。再通过液态管路5流入补偿器9的底部。补偿器9中的液态工质顺着毛细芯10和平行液体通道12充满整个毛细芯10。环路平板热管系统通过毛细芯10中的毛细吸液力提供循环动力，克服工质循环的摩擦力，以及液体管路与气体管路之间密度差引起的重力，以温差发电片放热端的散热量为整个环路热管系统的外界能量输入。通过促进整个热管系统不断重复上述“蒸发吸热-冷凝放热-蒸发吸热”循环，保证温差发电片3放热端和吸热端的温差持续、稳定，最终将温差发电电能从电能输出端子2输出。为了防止蒸发器4与水接触的表面液态工质以及液态管路5中的液态工质蒸发，在其表面设置闭孔橡塑保温层6。由于保温层6的密度低于水的密度，不仅起到了保温作用，而且能够又能保证水面热管散热温差发电装置漂浮在水面。为了保证水面热管温差发电装置受到的浮力平衡，在气态管路8外侧也贴敷闭孔橡塑保温层6。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.水面漂浮式热管散热温差发电装置，其特征在于：包括太阳能吸热板、温差发电片组和环路热管散热系统；
所述太阳能吸热板通过导热胶设置于所述温差发电片组的吸热端；
所述环路热管散热系统包括蒸发器和冷凝器；
所述蒸发器的进液口通过液态管路连通至所述冷凝器的出液口，所述蒸发器的进液口设有补偿器；
所述蒸发器的出气口通过气态管路连通至所述冷凝器的进气口，所述蒸发器的出气口设有集气室；
所述补偿器和所述集气室之间水平铺设有毛细芯，所述毛细芯的上部平行设有若干与所述集气室连通的气体通道，所述毛细芯的下部平行设有若干与补偿器连通的液体通道。
2.根据权利要求1所述的水面漂浮式热管散热温差发电装置，其特征在于：所述冷凝器为外翅片冷凝器。
3.根据权利要求1所述的水面漂浮式热管散热温差发电装置，其特征在于：所述液态管路和气态管路外壁设有橡塑闭孔保温层。
4.根据权利要求1所述的水面漂浮式热管散热温差发电装置，其特征在于：该保温浮力层为橡塑闭孔材料。
5.根据权利要求1所述的水面漂浮式热管散热温差发电装置，其特征在于：所述太阳能吸热板采用铜或者铝薄板，该太阳能吸热板上表面涂光伏板吸热涂料薄膜。
6.根据权利要求1所述的水面漂浮式热管散热温差发电装置，其特征在于：所述蒸发器下表面贴敷橡塑闭孔保温层。
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