CN206060590U - 一种柴油发电机组的散热回收发电系统 - Google Patents

一种柴油发电机组的散热回收发电系统 Download PDF

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白登辉
李硕
田亚平
傅朝林
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Sichuan architectural design and Research Institute Co., Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种柴油发电机组的散热回收发电系统，包括稳压电容、升降压直流斩波器、防返充二极管、三相桥式全控逆变模块，以及设置在柴油发动机的排烟管和排风管上的温差发电阵列，所述温差发电阵列的输出端与升降压直流斩波器的输入端相连，所述升降压直流斩波器的输出端通过防返充二极管与三相桥式全控逆变模块的直流输入端连接，所述三相桥式全控逆变模块的三相交流输出端与柴油发电机组的三相输出端连接共同为负载供电。回收的电能通过整流逆变技术回馈到柴油发电机组的输出端，与柴油发电机组发出的电能共同为负载供电。

Description

一种柴油发电机组的散热回收发电系统
技术领域
本实用新型涉及一种柴油发电机组散热回收领域，具体涉及一种柴油发电机组的散热回收发电系统。
背景技术
柴油发电机组作为一种应急备用电源，已经被广泛使用在医疗、银行、通信等行业。但是，柴油发电机组在运行当中，大部分能量都以热量的形式被释放，这也是导致柴油发电机组效率不高的原因。目前，大部分柴油发电机组对其释放的热量不进行回收，并且为了防止机组过热，用排烟管、排风管以及冷却管的方式排出这部分热量。随着技术的发展，市面上也出现了一些装置，对这部分散失的热量进行回收，利用温差发电片将这部分热量转换成电能，储存在蓄电池当中。
缺点：(1)大部分柴油发电机组对这部分能量不进行回收，浪费了能源，并且还需要使用额外的能量对发电机组进行降温，更降低了整个系统的效率。
(2)部分系统对散失的能量进行回收，将电能储存在蓄电池当中，但当蓄电池充满时，能源回收系统达到饱和，将停止运行，只能等蓄电池的电能再次释放后，才能继续运作。
实用新型内容
本实用新型的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种柴油发电机组的散热回收发电系统，解决柴油发电机组对尾气的热量不进行回收以致浪费能源以及部分系统将回收的电能用蓄电池储存，当蓄电池饱和时系统将停止运行的问题。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种柴油发电机组的散热回收发电系统，包括稳压电容、升降压直流斩波器、防返充二极管、三相桥式全控逆变模块，以及设置在柴油发动机的排烟管和排风管上的温差发电阵列，所述温差发电阵列的输出端与升降压直流斩波器的输入端相连，所述升降压直流斩波器的输出端通过防返充二极管与三相桥式全控逆变模块的直流输入端连接，所述三相桥式全控逆变模块的三相交流输出端与柴油发电机组的三相输出端连接共同为负载供电。
进一步的，所述回收系统还包括温差发电系统控制模块，所述温差发电系统控制模块采集升降压直流斩波器和三相桥式全控逆变模块的输入输出电信号，通过内部逻辑运算，为升降压直流斩波器以及三相桥式全控逆变模块提供其内部全控元件的开关信号。
进一步的，所述温差发电阵列与升降压直流斩波器的电路上设置有稳压电容。
进一步的，所述温差发电阵列上设置有进冷却管和出冷却管，所述进冷却管中冷液流经温差发电阵列的冷端之后从出冷却管流出，从而保持冷端的低温。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、采用温差发电技术，将柴油发电机组以热量散失的能量回收转化为电能，提高柴油发电机组的效率，更加节能；
2、回收的电能通过整流逆变技术回馈到柴油发电机组的输出端，与柴油发电机组发出的电能共同为负载供电；
3、散热回收系统省去蓄电池，有效节省了回收热量发电成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型一种柴油发电机组的散热回收发电系统放入结构示意图；
图2为本实用新型三相桥式全控逆变模块的实施例电路原理示意图；
附图中标记及相应的零部件名称：
1温差发电系统控制模块；2柴油发电机控制屏；3发电机；4柴油发电机组配电箱；5防返充二极管；6三相桥式全控逆变模块；7柔性连接波纹管；8升降压直流斩波器；9稳压电容；10出冷却管；11进冷却管；12排烟管；13温差发电阵列；14柴油发动机；15排风风扇；16排风扇。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例
如图1所示，本实用新型一种柴油发电机组的散热回收发电系统，包括：温差发电阵列13、稳压电容9、升降压直流斩波器8、防返充二极管5、三相桥式全控逆变模块6(如图2所示)，温差发电系统控制模块1，温差发电阵列13的输出电压值与其两端(冷端和热端)的温度差正相关，进冷却管11中冷液流经温差发电阵列13的冷端，之后从出冷却管10流出，从而保持冷端的低温，当柴油发电机组运行时，温差发电阵列13输出非稳定的直流电，该直流电经过稳压电容9以及升降压直流斩波器8的DC-DC变换，转换成稳定的直流电。其输出接入三相桥式全控逆变模块5的输入端，由三相桥式全控逆变模块7将直流电逆变成与发电机输出的三相电相同的三相交流电，并入发电机输出电能端，共同为负载供电。
另外，由温差发电系统控制模块1采集升降压直流斩波器8的输入输出电压信号，升降压直流斩波器的输出电压为：
其中E为输入电压，U0为输出电压，T为一个开关周期，ton为一个开关周期中可控元件导通的时间，toff为一个开关周期中可控元件关断的时间，α为占空比，当温差发电系统控制模块1采集到升降压直流斩波器8的输入电压信号，根据输出额定电压的值，计算出占空比，输出相应的占空比控制信号，从而将升降压直流斩波器8输出电压控制在额定电压。同时，温差发电系统控制模块1采集三相桥式全控逆变模块6的输入输出电压信号，逆变电路的输出基波电压等于直流侧电压乘以占空比，当温差发电系统控制模块1采集到三相桥式全控逆变模块6的输入直流电压信号时，根据输出额定交流电压值，计算出占空比，输出相应的占空比控制信号，从而将三相桥式全控逆变模块6的输出电压控制在额定电压，同时，输出三相电的频率、相序、初相等电能质量指标也必须和发电机的输出匹配。另外，温差发电系统控制模块1还能实时通过柴油发电机控制屏2显示升降压直流斩波器8输入输出、三相桥式全控逆变模块6输入输出的电能指标，便于监测系统运行情况。温差发电系统控制模块1可采用Realplay芯片STM32F103ZET6LQFP-144ARM微控制器MCU。
一种柴油发电机组的散热回收发电系统，可以安装尾气能源回收系统的柴油发电机组采用现有的机构形式，主要包括有发电机3、柴油发电机组配电箱4，出冷却管10(热液)、进冷却管11(冷液)、排烟管12、柴油发动机14、排风风扇15和排风管16，排烟管12与柴油发动机14采用柔性连接波纹管连接，出冷却管10(热液)和进冷却管11(冷液)设置在柴油发动机14进行冷却降温，排风风扇15将柴油发动机14散热通过排风管16排出，使用时，柴油发动机14上的出冷却管10与温差发电阵列13上的出冷却管10连通设置，柴油发动机14上的进冷却管11与温差发电阵列13上的进冷却管11连通设置；温差发电阵列13设置在柴油发动机的排烟管和排风管上，温差发电阵列13的输出端与升降压直流斩波器8的输入端相连，升降压直流斩波器8输出端通过防返充二极管5与三相桥式全控逆变模块6的直流输入端连接。三相桥式全控逆变模块6三相交流输出端与柴油发电机组的三相输出端连接，共同为负载供电。
温差发电阵列13的发电原理是，将两种不同类型的热电转换材料N和P的一端结合并将其置于高温状态,另一端开路并给以低温.由于高温端的热激发作用较强,此端的空穴和电子浓度比低温端高,在这种载流子浓度梯度的驱动下,空穴和电子向低温端扩散,从而在低温开路端形成电势差.将许多对P型和N型热电转换材料连接起来组成模块,就可得到足够高的电压,形成一个温差发电机.这种发电机在有微小温差存在的条件下就能将热能直接转化为电能,且转换过程中不需要机械运动部件,也无气态或液态介质存在,因此适应范围广、体积小、重量轻、安全可靠、对环境无任何污染,是十分理想的电源.温差发电的灵活、绿色、安静和微小体积的特性,使其可在许多领域发挥重要的作用。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种柴油发电机组的散热回收发电系统，包括稳压电容(9)、升降压直流斩波器(8)、防返充二极管(5)、三相桥式全控逆变模块(6)，以及设置在柴油发动机(14)的排烟管(12)和排风管(16)上的温差发电阵列(13)，其特征在于：所述温差发电阵列(13)的输出端与升降压直流斩波器(8)的输入端相连，所述升降压直流斩波器(8)的输出端通过防返充二极管(5)与三相桥式全控逆变模块(6)的直流输入端连接，所述三相桥式全控逆变模块(6)的三相交流输出端与柴油发电机组的三相输出端连接共同为负载供电。
2.根据权利要求1所述的一种柴油发电机组的散热回收发电系统，其特征在于：所述回收发电系统还包括温差发电系统控制模块(1)，所述温差发电系统控制模块(1)采集升降压直流斩波器(8)和三相桥式全控逆变模块(6)的输入输出电信号，通过内部逻辑运算，为升降压直流斩波器(8)以及三相桥式全控逆变模块(6)提供其内部全控元件的开关信号。
3.根据权利要求1所述的一种柴油发电机组的散热回收发电系统，其特征在于：所述温差发电阵列(13)与升降压直流斩波器(8)的电路上设置有稳压电容(9)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种柴油发电机组的散热回收发电系统，其特征在于：所述温差发电阵列(13)上设置有进冷却管(11)和出冷却管(10)，所述进冷却管(11)中冷液流经温差发电阵列(13)的冷端之后从出冷却管(10)流出，从而保持冷端的低温。
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