CN201708745U - 利用热水作为能量来源的温度梯度场发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用热水作为能量来源的温度梯度场发电系统，其包括：蓄电池；高温水箱，所述高温水箱具有热水进口和冷水出口；低温水箱，所述低温水箱具有冷水进口和热水出口；温度场梯度发电芯片组，其由大量热电芯片通过串联、并联组成，所述温度场梯度发电芯片组具有冷端、热端及电流输出端，所述冷端上设有低温导热片，所述低温导热片位于所述低温水箱内，所述热端设有高温导热片，所述高温导热片位于所述高温水箱内，所述电流输出端与所述蓄电池连接。通过该温度梯度场发电系统可以有效利用工厂中产生的热废水的热能，使能源得到充分的利用，减少资源的浪费。

Description

利用热水作为能量来源的温度梯度场发电系统

技术领域

本实用新型涉及一种发电系统，特别涉及一种利用热水作为能量来源的温度梯度场发电系统。

背景技术

温度梯度场热电转换原理简称温差电原理(Thermoelectric)，它的发现可追溯到19世纪，1822年，Thomas Seebeck发现温差电动势效应(温差电材料发电原理，即Seebeck原理)；1834年，Jean Peltier发现电流回路中两不同材料导体结界面处的降温效应(温差电材料制冷原理，即Peltier原理)。20世纪50年代发现一些半导体材料是良好的温差电材料，这些温差电材料可根据其冷端与热端的温度差产生电能。温差电器件的优点在于其固态结构特点，它结构尺寸小，轻便，坚固耐用，无噪音，无污染，造价低，适用于极端环境。正因为温差电材料具有上述这些优点，因此近年来国内外关于温度梯度场热电转换应用的相关研究得到了极大推动和发展。

目前，钢铁厂、冶炼厂、火力发电厂、纺织厂等高耗能工业在生产过程中会产生大量的废热水，这些废热水的温度很高，但由于不能很好的利用，因此自能被白白的浪费掉，造成资源的浪费，特别是随着目前的资源日渐紧缺，这种浪费更加显得可惜。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可利用这些废热水作为能量来源，通过温度梯度场进行发电的发电系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种利用热水作为能量来源的温度梯度场发电系统，其包括：蓄电池；高温水箱，所述高温水箱具有热水进口和冷水出口；低温水箱，所述低温水箱具有冷水进口和热水出口；温度场梯度发电芯片组，其由大量热电芯片通过串联、并联组成，所述温度场梯度发电芯片组具有冷端、热端及电流输出端，所述冷端上设有低温导热片，所述低温导热片位于所述低温水箱内，所述热端设有高温导热片，所述高温导热片位于所述高温水箱内，所述电流输出端与所述蓄电池连接。

优选的，所述蓄电池还与一直流交流输出切换系统连接，所述直流交流输出切换系统与一逆变器连接。

优选的，所述低温导热片、高温导热片为铜片或铝片。

上述技术方案具有如下有益效果：该温度梯度场发电系统在工作时，向高温水箱内注入热水，向低温水箱内注入冷水，温度场梯度发电芯片组在热水与冷水温梯度作用下产生电能向蓄电池供电。通过该温度梯度场发电系统可以有效利用工厂中产生的热废水的热能，使能源得到充分的利用，减少资源的浪费。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的介绍。

如图1所示，该利用热水作为能量来源的温度梯度场发电系统包括：蓄电池4、高温水箱2、低温水箱3和温度场梯度发电芯片组1。高温水箱2具有热水进口21和冷水出口22，低温水箱3具有冷水进口31和热水出口32。温度场梯度发电芯片组1由大量热电芯片通过串联、并联组成，温度场梯度发电芯片组具有冷端、热端及电流输出端，其热端设有高温导热片12，高温导热片12位于高温水箱2内，其冷端设有低温导热片13，低温导热片13位于低温水箱3内，上述高温导热片12、低温导热片13可为铜片或铝片。温度场梯度发电芯片组1的电流输出端与蓄电池4连接，蓄电池4与一直流交流输出切换系统5连接，直流交流输出切换系统5与一逆变器6连接。

该利用热水作为能量来源的温度梯度场发电系统在工作时，通过热水进口21向高温水箱2内注入废热水，通过冷水进口31向低温水箱3内注入冷水，高温导热片12将废热水的温度传递给温度场梯度发电芯片组1的热端，低温导热片13将冷水的温度传递给温度传递给温度场梯度发电芯片组1的热端，温度场梯度发电芯片组1在冷端与热端温度梯度的作用下产生电能蓄电池4充电。蓄电池4为直流蓄电池，其可通过直流交流输出切换系统5直接直流输出，也可通过逆变器6进行交流输出。

该温度场梯度发电芯片组1在恒定温度梯度为70～100K(℃)时可处于最佳工作状态。通过改变高温水箱2的废热水的温度或改变低温水箱3内冷水的温度可实现恒定温度梯度的改变，进而改变温度场梯度发电芯片组1的输出功率。也可不改变恒定温度梯度，直接关闭温度梯度场发电芯片组1内部部分热电芯片来减小输出功率。

该温度梯度场发电芯片组是由大量热电芯片通过串联、并联组成。一块热电芯片在温度梯度场发电模式下的输出功率约为2瓦特。芯片内阻约2.2～2.6欧姆，在温度梯度为70～100K(℃)时，输出电压3.5～5.0V，输出电流700～1000mA。最大输出功率1.7～2.4瓦。发电效率可达6％。该系统适于制造由热水提供原始能源的1-10兆瓦级电站；热水冷却功能：热水降温(额定降温约60开尔文(摄氏度)，降温速率约2～10摄氏度/小时)处理能力约为1～5万吨/天。

该利用热水作为能量来源的温度梯度场发电系统具有发电和使热水冷却。这两种功能是关联，热水的部分热能量经由温度梯度场发电芯片组转化为电能进而使热水降温。通过该温度梯度场发电系统可以有效利用工厂中产生的热废水的热能，使能源得到充分的利用，减少资源的浪费。

以上对本实用新型实施例所提供的一种利用热水作为能量来源的温度梯度场发电系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，因此本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，凡依本实用新型设计思想所做的任何改变都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种利用热水作为能量来源的温度梯度场发电系统，其特征在于，其包括：蓄电池；

高温水箱，所述高温水箱具有热水进口和冷水出口；

低温水箱，所述低温水箱具有冷水进口和热水出口；

温度场梯度发电芯片组，其由大量热电芯片通过串联、并联组成，所述温度场梯度发电芯片组具有冷端、热端及电流输出端，所述冷端上设有低温导热片，所述低温导热片位于所述低温水箱内，所述热端设有高温导热片，所述高温导热片位于所述高温水箱内，所述电流输出端与所述蓄电池连接。

2.根据权利要求1所述的利用热水作为能量来源的温度梯度场发电系统，其特征在于：所述蓄电池还与一直流交流输出切换系统连接，所述直流交流输出切换系统与一逆变器连接。

3.根据权利要求1所述的利用热水作为能量来源的温度梯度场发电系统，其特征在于：所述低温导热片、高温导热片为铜片或铝片。

Images