CN201398163Y - 一种水管式温差发电管以及温差发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水管式温差发电管，包括半导体温差发电片，此外还包括一传热管，所述半导体温差发电片的一面以热传导形式包裹封闭在所述传热管的外侧面，各半导体温差发电片之间以串联和/或并联的方式连接；所述传热管的管腔中空且两端贯通。本实用新型还公开了一种使用上述温差发电管的温差发电装置，包括温差发电组件、外部环境体系和水路体系。本实用新型将温差发电片设置在传热管外，传热管的管腔用以流通与传热管外具有一定温差的水介质，解决了温差发电中温差发电片冷热两面难以形成比较高、比较稳定温差的问题。从而有效提高了温差发电器件的热电转换效率。

Description

一种水管式温差发电管以及温差发电装置

技术领域

本实用新型涉及温差发电技术领域，尤其涉及一种温差发电器件以及温差发电装置。

背景技术

半导体温差发电机是利用塞贝尔效应，将热能直接转换为电能的一项新型节能技术装备，其工作原理是在两块不同性质的半导体两端设置一个温差，从而在半导体两端产生直流电压而输出电能。这是一种直接将热能转换成电能的全固态能量转换方式，具有体积小、重量轻、无振动、无噪音、寿命长等优点，在工业余热或废热利用方面具有广阔的应用前景。

虽然半导体温差发电已有诸多应用，但长久以来受热电转换效率低和较大成本的限制，温差发电技术向工业和民用产业的普及受到很大的制约。之所以热电转换效率低，一方面是由于半导体器件热电材料的热电优值Z不够高；另一方面是半导体温差发电器件其冷热两面难以形成足够高和稳定的温差。当半导体器件的两面发生温差时，其两输出端便产生正负电势。接通电路后，由于电流的运动，使得热迅速地从热端向冷端转移。在此过程中，如果不能迅速、有效地将转移过来的热输送出去，并导入其他空间或物质体，温差发电半导体其两面的温差就会消失，从而电势也就消失了。因此，半导体温差发电装置是否能发电或高效发电，不仅仅取决于温差发电半导体热电材料的热电转换效率，还取决于与其配合的散热或导热方式及其效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用水作为介质进行热量传递的水管式温差发电管，以保证半导体温差发电器件其冷热两面具有比较高且稳定的温差，从而有效提高温差发电器件的热电转换效率。本实用新型的另一目的在于提供一种使用上述温差发电管的温差发电装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：

本实用新型提供的一种水管式温差发电管，包括半导体温差发电片，此外还包括一传热管，所述半导体温差发电片的一面以热传导形式包裹封闭在所述传热管的外侧面，各半导体温差发电片之间以串联和/或并联的方式连接；所述传热管的管腔中空且两端贯通。本实用新型将温差发电片设置在传热管外，传热管的管腔用以流通与传热管外具有一定温差的水介质，从而解决温差发电中温差发电片冷热两面难以形成比较高、比较稳定温差的问题。

为加强集热或散热的作用，本实用新型所述半导体温差发电片的外面设有导热套，或者设有导热翅片。

根据传热管以及半导体温差发电片形状的不同，温差发电片可以采用不同的方式设置在传热管的外侧面。本实用新型所述半导体温差发电片的一面与所述传热管的外侧面之间可以设置有导热固定件。例如，对于圆管状的传热管、平面形状的温差发电片，可以通过外方内圆的导热筒将温差发电片固定在传热管的外侧面。或者，当传热管为方型或外方内圆型、温差发电片为平面形状时，半导体温差发电片的一面可以直接贴附在传热管的外侧面，也可以通过导热胶、导热膏或其他导热材料将温差发电片粘贴在传热管的外侧面。

本实用新型的另一目的通过以下技术方案予以实现：

本实用新型提供的一种水管式温差发电装置，包括温差发电组件、外部环境体系和水路体系；所述温差发电组件为一根或一根以上所述温差发电管的并列组合，并置于所述外部环境体系中，各温差发电管的温差发电片之间以串联和/或并联的方式连接；所述各温差发电管的传热管其两端汇集并通过总管连接到所述水路体系，传热管管腔内的水与外部环境体系的温度具有温差。温差发电片连接后与蓄电装置或稳压装置相互连接，便可实施温差发电。

本实用新型可以应用在陶瓷窑炉领域，所述外部环境体系为陶瓷窑炉的高温烟气环境；所述水路体系为循环水冷却系统。此时温差发电管其传热管管腔内为循环冷却水，其温度低于外部环境体系。

此外，本实用新型所述外部环境体系也可以为冷水管道；所述水路体系为热水管路。如应用在家庭热水器上，此时为避免热量的快速流失，温差发电管其传热管管腔内流通热水，而温差发电管外部则置于冷水管道内，利用这一温差便可在家庭实施余热发电。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)利用具有导热功能的传热管作为温差发电片的载体，使用水作为介质进行热量传递，简便易行，保证了半导体温差发电器件其冷热两面具有比较高且稳定的温差，从而有效提高了温差发电器件的热电转换效率。

(2)应用灵活广泛。可以根据需要改变热量的传递方向，从而使用在不同的领域和场所。

附图说明

下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步的详细描述：

图1是本实用新型实施例之一水管式温差发电管的立体分解示意图；

图2是图1所示实施例水管式温差发电管的立体外观示意图；

图3是图2的A-A剖视图(放大)；

图4是图1所示实施例外设导热翅片时的温差发电管剖视图。

图5是图1所示实施例温差发电装置结构原理示意图。

图中：传热管1，半导体温差发电片2，导热套3，导热翅片4，温差发电组件5，外部环境体系6，水路体系7，总管8

具体实施方式

实施例一：

图1～图5所示为本实用新型的一种水管式温差发电管的实施例之一。如图1所示，包括传热管1和半导体温差发电片2，传热管1为外方内圆型(或者也可以为方型)，其管腔中空且两端贯通(见图3)，半导体温差发电片2贴附包裹在传热管1的外侧面。如图1和图2所示，半导体温差发电片2的外面还设有导热套3，或者如图4所示的导热翅片4，以加强集热或散热效果。

图5所示为使用上述温差发电管的水管式温差发电装置，包括温差发电组件5、外部环境体系6和水路体系7。温差发电组件5为若干根上述温差发电管的并列组合，各温差发电管的传热管1其两端汇集并通过总管8连接到水路体系7。水路体系7为循环水冷却系统，传热管1内的循环冷却水经总管8并经过制冷后循环到传热管1。温差发电组件5设置在外部环境体系6如陶瓷窑炉的高温烟气环境中，各温差发电管的温差发电片2之间以串联和/或并联的方式连接。然后与蓄电装置或稳压装置相互连接，便可实施温差发电。

其工作原理如下：温差发电组件5置于外部环境体系6中。温差发电片2的热面则具有很高的温度，其冷面的热量由传热管1内的冷却水带走，而冷却水经总管8以及为冷却系统的水路体系7冷却后循环回传热管1。从而使得温差发电片2的两面具有比较高且稳定的温差，其两输出端则具有稳定的电势而持续高效发电。

实施例二：

本实施例应用在家庭热水器上。与实施例一不同之处在于：外部环境体系6为热水器的冷水管道，水路体系7为热水器的热水管路。温差发电管其传热管1与水路体系7即热水管路连接，使得管腔内流通热水，可避免热量的快速流失。而温差发电管外部则置于外部环境体系6即冷水管道内，利用这一温差便可在家庭实施余热发电。

Claims (9)

1、一种水管式温差发电管，包括半导体温差发电片(2)，其特征在于：还包括一传热管(1)，所述半导体温差发电片(2)的一面以热传导形式包裹封闭在所述传热管(1)的外侧面，各半导体温差发电片(2)之间以串联和/或并联的方式连接；所述传热管(1)的管腔中空且两端贯通。

2、根据权利要求1所述的水管式温差发电管，其特征在于：所述半导体温差发电片(2)的外面设有导热套(3)。

3、根据权利要求1所述的水管式温差发电管，其特征在于：所述半导体温差发电片(2)的外面设有导热翅片(4)。

4、根据权利要求1或2或3所述的水管式温差发电管，其特征在于：所述半导体温差发电片(2)的一面与所述传热管(1)的外侧面之间设置有导热固定件。

5、根据权利要求1或2或3所述的水管式温差发电管，其特征在于：所述传热管(1)为方型。

6、根据权利要求1或2或3所述的水管式温差发电管，其特征在于：所述传热管(1)为外方内圆型。

7、一种水管式温差发电装置，其特征在于：包括温差发电组件(5)、外部环境体系(6)和水路体系(7)；所述温差发电组件(5)为一根或一根以上权利要求1或2或3所述温差发电管的并列组合，并置于所述外部环境体系(6)中，各温差发电管的温差发电片(2)之间以串联和/或并联的方式连接；所述各温差发电管的传热管(1)其两端汇集并通过总管(8)连接到所述水路体系(7)，传热管(1)管腔内的水与外部环境体系(6)的温度具有温差。

8、根据权利要求7所述的水管式温差发电装置，其特征在于：所述外部环境体系(6)为陶瓷窑炉的高温烟气环境；所述水路体系(7)为循环水冷却系统。

9、根据权利要求7所述的水管式温差发电装置，其特征在于：所述外部环境体系(6)为冷水管道；所述水路体系(7)为热水管路。

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