CN201282437Y - 一种冷热发电装置及发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种冷热发电装置包括：由六个平面板组成的热冷发电箱壳体；多块散热片，固定在所述热冷发电箱壳体的其中五个平面板上；半导体热电堆，设置于所述五个平面板和多块散热片之间；进水管，其接入所述热冷发电箱壳体内，并将热/冷液流导入该热冷发电箱壳体；出水管，其接入所述热冷发电箱壳体内，液体流量由温差控制器控制水泵，并将所述液流从所述热冷发电箱壳体内导出。同时，本实用新型还相应地公开了一种发电系统。借此，在不用增加机械传动及化学反映的前提下实现直接发电，设备成本低且充分利用余热进行发电，发电效率高，无污染，无噪音。
Description
技术领域
本实用新型涉及能源技术领域，尤其涉及一种冷热发电装置及发电系统。
背景技术
随着各种工业技术的日益发展，能源消耗越来越大，而以天然气、石油等能源是有限的，能源缺口越来越大，迫切需要发展新能源。由此，半导体热电堆发电技术(Semiconductor Thermoelectric Module Generator)的研究应运而生。半导体冷热电堆发电技术，是直接将热能转化为电能的新型发电技术，其工作原理如下：
半导体冷热电堆工作于冷热源之间，其热端从热源吸热，然后由冷端向冷源放热，同时将热能转化为电能，以温差电动势或电流的形式输出。温差电动势是由汤姆逊(Thomson)电动势和帕尔贴电动势组成。
汤姆逊电动势是由半导体材料中导电机构(自由电子或空穴)的热运动产生的。当半导体材料的两端存在温差时，半导体的导电机构受到热激发后运动状态会发生改变。对于n型半导体，自由电子从高温向低温迁移，因此在低温端积累电子带负电，而高温端缺乏电子带正电。同时，高低温端会在导体中建立起一个静电场，一方面阻止自由电子从高温向低温运动，一方面使反向的自由电子加速到低温端。当达到静电平衡时，半导体两端就会形成一定的电动势。对于p型半导体，导电机构主要是空穴，与自由电子的电荷数目相等，但符号相反。因此，产生的电动势也与n型半导体相反。帕尔贴电动势则是由于两种不同半导体的结点两端的自由电子以及空穴的密度不同引起的。自由电子或空穴从一种半导体向另一种半导体迁移，最终在结点的两端形成正负电荷积累，并建立起静电场，阻止自由电子或空穴的移动。当达到平衡状态时，结点两端就会形成一个电动势。
参见图1所示的冷热发电装置，包括有散热片1、导热管2、固定板3和半导体发电元件6，半导体发电元件6与隔热板5固装在固定板3上，散热片1固定在半导体发电元件6上，导热管2与用于传导火电、柴油机发电、核电设备所产生余热，地热及家用热原的管道连接，半导体发电元件6利用火电、柴油机发电、核电等设备所产生的余热进行温差发电。由此，在不用增加机械传动及化学反映的前提下实现利用余热进行直接发电，减少给环境所带来的破坏，既增加了企业的经济效益，又符合人类的环保要求。该现有技术的冷热发电装置的缺陷在于，设备成本比较高，并且无法充分利用余热进行发电，发电效率低。
综上可知，现有冷热发电装置在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
实用新型内容
针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种冷热发电装置及发电系统，其可以在不用增加机械传动及化学反映的前提下实现直接发电，设备成本低且可以充分利用余热进行发电，发电效率高。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种冷热发电装置，包括：
由六个平面板组成的热冷发电箱壳体；
散热片，固定在所述热冷发电箱壳体的其中五个平面板上；
半导体热电堆，设置于所述五个平面板和多块散热片之间；
进水管，其接入所述热冷发电箱壳体内，另一端接水泵，液体流量由温差控制器控制水泵，并将热/冷液流导入该热冷发电箱壳体；
出水管，其接入所述热冷发电箱壳体内，并将所述液流从所述热冷发电箱壳体内导出。
根据所述的冷热发电装置，进一步包括：
防水设备，位于所述热冷发电箱壳体的上方。
根据所述的冷热发电装置，所述防水设备为防水雨伞。
根据所述的冷热发电装置，所述多块散热片通过若干角码固定在所述热冷发电箱壳体的其中五个平面板上。
根据所述的冷热发电装置，所述半导体热电堆的两面涂有导热胶。
根据所述的冷热发电装置，所述六个平面板的面积由发电量而定，和/或，所述半导体热电堆由多个40*40mm半导体冷热片组成。
根据所述的冷热发电装置，所述五个平面板为热冷发电箱壳体的顶板、前板、后板、左板和右板。
根据所述的冷热发电装置，所述进水管和出水管位于所述热冷发电箱壳体的底板，且该底板上具有隔热层。
根据所述的冷热发电装置，进一步包括：
支架，该支架支撑所述热冷发电箱壳体。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种包括冷热发电装置的发电系统，所述发电系统还包括有控制器、蓄电池组、逆变器和交/直流负载，所述冷热发电装置与所述控制器相连，并且所述冷热发电装置包括：
由六个平面板组成的热冷发电箱壳体；
散热片，固定在所述热冷发电箱壳体的其中五个平面板上；
半导体热电堆，设置于所述五个平面板和多块散热片之间；
进水管，其接入所述热冷发电箱壳体内，另一端接水泵，液体流量由温差控制器控制水泵，并将热/冷液流导入该热冷发电箱壳体；
出水管，其接入所述热冷发电箱壳体内，并将所述液流从所述热冷发电箱壳体内导出。
本实用新型提供的冷热发电装置包括：由六个平面板组成的热冷发电箱壳体；多块散热片，固定在所述热冷发电箱壳体的其中五个平面板上；半导体热电堆，设置于所述五个平面板和多块散热片之间；进水管，其接入所述热冷发电箱壳体内，并将热/冷液流导入该热冷发电箱壳体；出水管，其接入所述热冷发电箱壳体内，并将所述液流从所述热冷发电箱壳体内导出。借此，本实用新型在不用增加机械传动及化学反映的前提下实现直接发电，设备成本低，且五个平面板同时发电，充分地利用余热进行发电使得发电效率更高，无污染，无噪音。
附图说明
图1是现有技术提供的冷热发电装置结构示意图；
图2是本实用新型优选实施例提供的发电系统模块示意图；
图3是本实用新型优选实施例提供的冷热发电装置正面剖视图；
图4是本实用新型优选实施例提供的冷热发电装置俯视图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图2，本实用新型优选实施例提供的发电系统20包括有：冷热发电装置30、控制器21、蓄电池组22、逆变器23、交流负载24和/或直流负载25，水泵26、其中，冷热发电装置30为发电部件，其根据半导体冷热电堆发电原理，直接将热能转化为电能。如图3和图4所示，该冷热发电装置30包括热冷发电箱壳体31、散热片32、半导体热电堆33、隔热层34、进水管35、出水管36、支架37和防水雨伞38。
热冷发电箱壳体31由支架37支撑，包括六个平面板，本优选实施例中，每个平面板大小由发电量决定。散热片32优选铝型散热片，散热片32通过铝型角码39固定在所述热冷发电箱壳体31的其中五个平面板，如图3和图4所示的顶板、前板、后板、左板和右板上，并且通过铝型角码螺钉40固定在所述五个平面板。参见图4，所述多块散热片之间通过多个框外压紧在所述五个平面板上，该多个框间通过横向固定螺钉41进行接合或通过横向固定压片42进行接合，并且通过固定螺母43进行固定。本实用新型通过五个平面板同时发电，充分地利用余热进行发电，会使得发电效率比现有技术中更高，且无污染，无噪音。
半导体热电堆33由多个半导体热电片组成，其两面涂有导热胶44，如硅胶等，由此半导体热电堆33通过导热胶44贴在所述五个平面板和多块散热片32之间。每个平面板上的半导体热电堆33在其板上产生电能。所述半导体热电片的尺寸优选但不限于40*40mm。
进水管35，通过进水管接口接入所述热冷发电箱壳体31内，并将热/冷液流导入所述热冷发电箱体壳31。出水管36，通过出水管接口接入所述热冷发电箱壳体31内，另一端接水泵26，液体流量由温差控制器控制水泵26，并将所述液流从热冷发电箱壳体31内导出。所述进水管接头和出水管接头位于所述热冷发电箱壳体31的底板，且该底板上具有隔热层34。
本实用新型中，进水管35可以根据选择导入热液流或冷液流，当热液流通过进入管35导入热冷发电箱壳体31内时，液体流量由温差控制水泵，半导体热电堆33根据壳体内外温差发电，并且将冷却后的液流通过出水管36导出。如在冬天，进水管35导入热水，壳体外为冷空气，由此壳体内外形成温差，半导体冷热电堆33根据温差产生电能。同理，当冷液流通过进入管35另一端接水泵，液体流量由温差控制器控制水泵，导入热冷发电箱壳体31内时，半导体热电堆33根据壳体内外温差发电，并且将热液流通过出水管36导出。如在夏天，进水管35导入冷水，壳体外为热空气，由此壳体内外形成温差，半导体冷热电堆33根据温差产生电能。
防水雨伞38通过开口45固定在所述热冷发电箱壳体31外，主要用于保护所述冷热发电装置30。防水雨伞38优选地位于所述热冷发电箱壳体31的正上方。
控制器21与水泵26、冷热发电装置30、蓄电池组22和直流负载25相连接，包括控制器部件和互补控制器部件，其主要任务是对液体流量由温差控制器控制水泵26，冷热发电装置30所发的电能进行调节和控制。一方面把调整后的能量送往直流负载25或交流负载24，另一方面把多余的能量送往蓄电池组22储存，当所发的电不能满足负载24、25需要时，控制器21又把蓄电池组22的电能送往负载24、25。蓄电池组22充满电后，控制器21要控制蓄电池组22不被过充。当蓄电池组22所储存的电能放完时，控制器21要控制蓄电池组22不被过放电，保护蓄电池组22。控制器21的性能不好时，对蓄电池组22的使用寿命影响很大，并最终影响系统的可靠性。
蓄电池组22，其主要任务是存贮冷热发电装置30所发的多余的能量，以便在夜间或阴雨天保证负载24、25用电。
逆变器23为发电系统10的核心部件，负责把直流电转换为交流电，供交流负载24使用。
综上所述，本实用新型提供的冷热发电装置包括：由六个平面板组成的热冷发电箱壳体；多块散热片，通过角码固定在所述热冷发电箱壳体的其中五个平面板上；半导体热电堆，贴在所述五个平面板和多块散热片之间；进水管，通过进水管接口接入所述热冷发电箱壳体内，并将热/冷液流导入所述热冷发电箱壳；出水管，通过出水管接口接入所述热冷发电箱壳体内，并将所述液流从所述热冷发电箱壳内导出。借此，本实用新型在不用增加机械传动及化学反映的前提下实现直接发电，设备成本低，且五个平面板同时发电，充分地利用余热进行发电使得发电效率更高，无污染，无噪音。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1、一种冷热发电装置，其特征在于，包括：
由六个平面板组成的热冷发电箱壳体；
散热片，固定在所述热冷发电箱壳体的其中五个平面板上；
半导体热电堆，设置于所述五个平面板和多块散热片之间；
进水管，其接入所述热冷发电箱壳体内，另一端接水泵，液体流量由温差控制器控制水泵，并将热/冷液流导入该热冷发电箱壳体；
出水管，其接入所述热冷发电箱壳体内，并将所述液流从所述热冷发电箱壳体内导出。
2、根据权利要求1所述的冷热发电装置，其特征在于，进一步包括：
防水设备，位于所述热冷发电箱壳体的上方。
3、根据权利要求2所述的冷热发电装置，其特征在于，所述防水设备为防水雨伞。
4、根据权利要求1所述的冷热发电装置，其特征在于，所述散热片通过若干角码固定在所述热冷发电箱壳体的其中五个平面板上。
5、根据权利要求1所述的冷热发电装置，其特征在于，所述半导体热电堆的两面涂有导热胶。
6、根据权利要求1所述的冷热发电装置，其特征在于，所述六个平面板的面积由发电量决定；和/或
所述半导体热电堆由多个40*40mm半导体热电片组成。
7、根据权利要求1所述的冷热发电装置，其特征在于，所述五个平面板为热冷发电箱壳体的顶板、前板、后板、左板和右板。
8、根据权利要求7所述的冷热发电装置，其特征在于，所述进水管和出水管位于所述热冷发电箱壳体的底板，且该底板上具有隔热层。
9、根据权利要求1所述的冷热发电装置，其特征在于，进一步包括：
支架，该支架支撑所述热冷发电箱壳体。
10、一种包括如权利要求1～9任意一项所述的冷热发电装置的发电系统，所述发电系统还包括有控制器、蓄电池组、逆变器和交/直流负载，其特征在于，所述冷热发电装置与所述控制器相连，并且所述冷热发电装置包括：
由六个平面板组成的热冷发电箱壳体；
散热片，固定在所述热冷发电箱壳体的其中五个平面板上；
半导体热电堆，设置于所述五个平面板和多块散热片之间；
进水管，其接入所述热冷发电箱壳体内，另一端接水泵，液体流量由温差控制器控制水泵，并将热/冷液流导入该热冷发电箱壳体；
出水管，其接入所述热冷发电箱壳体内，并将所述液流从所述热冷发电箱壳体内导出。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105281607A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-01-27 | 滨州学院 | 一种热污水发电器 |
| CN108506046A (zh) * | 2018-05-05 | 2018-09-07 | 周启君 | 正负压强热胀冷缩机 |
-
2008
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