CN220156415U - 温泉地热永续温差发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种温泉地热永续温差发电系统，发电系统包括温差发电设备、热管组件和散热组件，温差发电设备包括热源端和冷源端，热管组件的蒸发端设于温泉地热区域，热管组件的冷凝端与温差发电设备的热源端连接，散热组件与温差发电设备的冷源端连接。本实用新型技术方案通过将热管组件汲取温泉地热区域的热量给热源端提供热量，同时利用散热组件带走冷源端的热量，使得温差发电设备能够利用两端温差进行发电，提高了地热能的利用率，降低了成本，温差发电设备直接将热能转换为电能，不破坏生态环境，绿色环保，系统结构简单，工作状态稳定，维护成本低，无需额外提供任何能量，即可持续发电运行，且能够全年全天候运行，寿命长。

Description

温泉地热永续温差发电系统

技术领域

本实用新型涉及地热发电技术领域，特别涉及一种温泉地热永续温差发电系统。

背景技术

地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点，是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。开采地表以下热资源的钻探井称为地热井，矿井向深部掘进时，是越来越热，钻孔越深，底部的温度也越高。高温地热适合发电，中温地热可发电，也可用于房屋供暖，低温地热则可用于洗浴、医疗，也可以用于供暖以及温室种植、水产养殖等。

目前人们利用地热资源中的蒸汽或热水等作为热源用于发电等，通过推动涡轮发电机发电，然而传统的地热发电系统结构复杂，运行成本较高，而且使用灵活性差，效能未得到充分利用，造成资源浪费。

鉴于此，有必要提出一种温泉地热永续温差发电系统以解决上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种温泉地热永续温差发电系统，旨在解决现有地热发电系统结构复杂的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种温泉地热永续温差发电系统，所述发电系统包括温差发电设备、热管组件和散热组件，所述温差发电设备包括热源端和冷源端，所述热管组件的蒸发端设于温泉地热区域，用于汲取所述温泉地热区域的热量，所述热管组件的冷凝端与所述温差发电设备的所述热源端连接，用于将热量传递至所述温差发电设备的所述热源端，所述散热组件与所述温差发电设备的所述冷源端连接，所述温差发电设备通过所述热源端和所述冷源端的温差进行发电。

优选地，所述热管组件包括热管和绝热管，所述热管的蒸发端设于所述温泉地热区域，所述热管的冷凝端与所述热源端连接，所述绝热管套设于所述热管的外侧壁。

优选地，所述散热组件包括热管散热器，所述热管散热器包括多个第二热管和多个散热翅片，多个所述第二热管间隔连接于所述温差发电设备的冷源端，多个所述散热翅片间隔连接于所述第二热管。

优选地，所述散热组件还包括散热水池，所述散热水池设于所述热管散热器的一侧，所述热管散热器部分地置于所述散热水池中。

优选地，所述散热组件还包括金属导热板，多个所述第二热管通过所述金属导热板连接为一体，所述金属导热板与所述温差发电设备的所述冷源端连接。

优选地，所述温差发电设备的所述冷源端的表面涂有导热材料，所述冷源端通过所述导热材料与所述金属导热板连接。

优选地，所述导热材料为导热硅脂、导热硅胶片、导热相变材料或导热胶带。

优选地，所述发电系统还包括储能设备，所述储能设备连接于所述温差发电设备的输出端，所述温差发电设备将电能输送至所述储能设备。

优选地，所述储能设备的输出端连接有用电设备；和/或，所述储能设备的输出端接入供电网。

与现有技术相比，本实用新型所提供的温泉地热永续温差发电系统具有如下的有益效果：

本实用新型技术方案通过将热管组件伸入温泉地热区域，汲取温泉地热区域的热量，给温差发电设备的热源端提供热量，同时利用散热组件带走温差发电设备的冷源端的热量，使得温差发电设备能够利用两端的温差进行发电，不仅提高了温泉地热能的利用率，而且降低了成本，温差发电设备直接将热能转换为电能，不破坏生态环境，绿色环保，系统结构简单，工作状态稳定，维护成本低，能够全年全天候运行，使用寿命长，温泉地热永续温差发电系统无需额外提供任何能量，即可持续发电运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型温泉地热永续温差发电系统一实施例的应用状态结构示意图；

图2为本实用新型温差发电设备一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	发电系统	3	散热组件
1	温差发电设备	31	热管散热器
				11	热源端	311	散热翅片
12	冷源端	312	第二热管
				2	热管组件	4	储能设备
21	热管	200	温泉地热区域
				22	绝热管	210	温泉地热井

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参照图1-2，本实用新型提出一种温泉地热永续温差发电系统100，所述发电系统100包括温差发电设备1、热管组件2和散热组件3，所述温差发电设备1包括热源端11和冷源端12，所述热管组件2的蒸发端设于温泉地热区域200，用于汲取所述温泉地热区域200的热量，所述热管组件2的冷凝端与所述温差发电设备1的所述热源端11连接，用于将热量传递至所述温差发电设备1的所述热源端11，所述散热组件3与所述温差发电设备1的所述冷源端连接，所述温差发电设备1通过所述热源端11和所述冷源端12的温差进行发电。

具体的，发点系统包括温差发电设备1、热管组件2和散热组件3，温差发电设备1即热电发电机，采用热电偶原理将热能直接转换为电能。温差发电设备1包括热源端11和冷源端12，在热源端11一侧，采用热管组件2将温泉地热区域200的热量传递至热源端11，热管组件2即热管21，利用热管21原理，热管组件2的蒸发端设于温泉地热区域200，汲取温泉地热区域200的热量，热管组件2的长度根据温泉地热区域200的实际深度进行设置。

热管组件2管芯内的换热介质受热蒸发并将热量传递至热管组件2的冷凝端，在温差发电设备1的热源端11放出热量，使温差发电设备1的热源端11温度升高后，液体再从两侧回流到蒸发端，形成一个闭合循环，热管组件2不断地将温泉地热区域200的热量传递到温差发电设备1的热源端11。在设置热管组件2的管内换热介质可以根据实际情况进行选择，可以选择水、液态二氧化碳或液态氮气等。

同时，安装热管组件2时，只需在地表向下设置多个温泉地热井210，多个温泉地热井210的底端均延伸于温泉地热区域200，热管组件2设置温泉地热井210的内部，并延伸至温泉地热井210的底端，以获取温泉地热能，安装方式不会破坏生态环境，对环境友好。

详细地，温差发电设备1的热源端11的热量会部分传递给温差发电设备1的冷源端12，因而需要维持冷源端12的低温状态，使温差发电设备1的两端具备相应的温度差，在温差发电设备1的冷源端12一端，设置散热组件3，散热组件3可以采取热管散热器31、水冷散热或通风散热等，通过散热组件3与冷源端12接触，散热组件3会将冷源端12的热量散掉，保持冷源端12的低温状态，使得温差发电设备1通过热源端11和冷源端12的温差进行发电，该发电方式不会污染环境，绿色环保。

如图2，温差发电设备1由P型和N型两种不同材料采用金属导体板构成电回路制成，两种材料的一端彼此连接，并连接同一块金属导体板，作为热源端11，两种材料的另一端彼此连接并连接另一块金属导体板，作为冷源端12。热源端11的温度比冷源端12的温度高，由于材质的活泼性不同，活动电子数量也不一样，就会在热源端11和冷源端12两端产生电压，可给负载供电。

应当理解的是，本实用新型技术方案通过将热管组件2伸入温泉地热区域200，汲取温泉地热区域200的热量，给温差发电设备1的热源端11提供热量，同时利用散热组件3带走温差发电设备1的冷源端12的热量，使得温差发电设备1能够利用两端的温差进行发电，不仅提高了温泉地热能的利用率，而且降低了成本，温差发电设备1直接将热能转换为电能，绿色环保，热管组件2安装时只需设置温泉地热井210即可，不破坏生态环境，系统结构简单，工作状态稳定，维护成本低，能够全年全天候运行，使用寿命长，温泉地热永续温差发电系统100无需额外提供任何能量，即可持续发电运行。

作为本实用新型的一优选的实施方式，所述热管组件2包括热管21和绝热管22，所述热管21的蒸发端设于所述温泉地热区域200，所述热管21的冷凝端与所述热源端11连接，所述绝热管22套设于所述热管21的外侧壁。

详细地，热管组件2设置为热管21和绝热管22，通过热管21将温泉地热的热量传送至温差发电设备1的热源端11，通过设置绝热管22，对热管21进行绝热保护，减少管内换热介质与外界环境的热量交换，将热量更好地传递给温差发电设备1的热源端11，以加大温差发电设备1两端的温差，并提高发电输出效率。

作为本实用新型的一较佳的实施方式，所述散热组件3包括热管散热器31，所述热管散热器31包括多个第二热管312和多个散热翅片311，多个所述第二热管312间隔连接于所述温差发电设备1的冷源端，多个所述散热翅片311间隔连接于所述第二热管312。

具体的，散热组件可设置为为热管散热器31，并包括多个第二热管312和多个散热翅片311，第二热管312即热管，利用热管原理，将温差发电设备1的冷源端的热量传导至第二热管312的冷凝端，多个散热翅片311间隔连接于第二热管312的冷凝端，对第二热管312的冷凝端进行降温，进而可以降低温差发电设备1的冷源端的温度，使温差发电设备1的冷源端更好地保持低温状态。

散热翅片311的材质可以为铝或铜，在本实施例中，散热翅片311的材质选用铝。

作为本实用新型的一优选的实施方式，所述散热组件还包括散热水池(图未示出)，所述散热水池设于所述热管散热器31的一侧，所述热管散热器部分地置于所述散热水池中。

详细地，在热管散热器31的一侧还设置有散热水池，热管散热器31的靠近所述第二热管312的一侧设置在散热水池中，通过散热水池能够对第二热管312进行降温，并加强散热翅片311的散热效果，使温差发电设备1的冷源端更好地保持低温状态，提高发电输出效率。

作为本实用新型的一较佳的实施方式，所述散热组件3还包括金属导热板(图未标识)，多个所述金属导热板通过所述金属导热板连接为一体，所述金属导热板与所述温差发电设备1的所述冷源端连接。

应当理解的是，在温差发电设备1的冷源端设置有金属导热板，多个散热翅片311通过金属导热板连接为一体，金属导热板的材质可以为铜或铝合金，在本实施例中，金属导热板的材质选用铜，纯铜导热板连接多个第二热管312，第二热管312上连接多个铝质散热翅片311，增强散热效果，使温差发电设备1的冷源端更好地保持低温状态。

进一步地，所述温差发电设备1的所述冷源端12的表面涂有导热材料，所述冷源端12通过所述导热材料与所述金属导热板连接。

详细地，在温差发电设备1的冷源端的表面涂有导热材料，导热材料可以根据实际需要进行选择，温差发电设备1的冷源端和金属导热板连接起来，使冷源端的热量能够顺利传导到金属导热板和热管散热器31上，从而达到散热的效果。

作为本实用新型的一优选的实施方式，所述导热材料为导热硅脂、导热硅胶片、导热相变材料或导热胶带。

应当理解的是，导热材料可以根据实际需要进行选择，可以为导热硅脂、导热硅胶片、导热相变材料和导热胶带中的一种。

作为本实用新型的一较佳的实施方式，所述发电系统100还包括储能设备4，所述储能设备4连接于所述温差发电设备1的输出端，所述温差发电设备1将电能输送至所述储能设备4。

进一步地，所述储能设备4的输出端连接有用电设备；和/或，所述储能设备4的输出端接入供电网。

应当理解的是，发电系统100还设置有储能设备4，温差发电设备1的输出端通过导线连接有储能设备4，温差发电设备1发电后将电能输送至储能设备4。

储能设备4的输出端可以连接用电设备或供电网等。可以应用于温泉洗浴、地热供暖、农业利用等，系统结构简单，且不破坏环境，充分利用了温泉地热能资源，提高了能源利用效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种温泉地热永续温差发电系统，其特征在于，所述发电系统包括温差发电设备、热管组件和散热组件，

所述温差发电设备包括热源端和冷源端，所述热管组件的蒸发端设于温泉地热区域，用于汲取所述温泉地热区域的热量，所述热管组件的冷凝端与所述温差发电设备的所述热源端连接，用于将热量传递至所述温差发电设备的所述热源端，

所述散热组件与所述温差发电设备的所述冷源端连接，所述温差发电设备通过所述热源端和所述冷源端的温差进行发电；

所述散热组件包括热管散热器，所述热管散热器包括多个第二热管和多个散热翅片，多个所述第二热管间隔连接于所述温差发电设备的冷源端，多个所述散热翅片间隔连接于所述第二热管。

2.如权利要求1所述的温泉地热永续温差发电系统，其特征在于，所述热管组件包括热管和绝热管，所述热管的蒸发端设于所述温泉地热区域，所述热管的冷凝端与所述热源端连接，所述绝热管套设于所述热管的外侧壁。

3.如权利要求1所述的温泉地热永续温差发电系统，其特征在于，所述散热组件还包括散热水池，所述散热水池设于所述热管散热器的一侧，所述热管散热器部分地置于所述散热水池中。

4.如权利要求1所述的温泉地热永续温差发电系统，其特征在于，所述散热组件还包括金属导热板，多个所述第二热管通过所述金属导热板连接为一体，所述金属导热板与所述温差发电设备的所述冷源端连接。

5.如权利要求4所述的温泉地热永续温差发电系统，其特征在于，所述温差发电设备的所述冷源端的表面涂有导热材料，所述冷源端通过所述导热材料与所述金属导热板连接。

6.如权利要求5所述的温泉地热永续温差发电系统，其特征在于，所述导热材料为导热硅脂、导热硅胶片、导热相变材料或导热胶带。

7.如权利要求1-6中任一项所述的温泉地热永续温差发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括储能设备，所述储能设备连接于所述温差发电设备的输出端，所述温差发电设备将电能输送至所述储能设备。

8.如权利要求7所述的温泉地热永续温差发电系统，其特征在于，所述储能设备的输出端连接有用电设备；

和/或，所述储能设备的输出端接入供电网。