RU186072U1 - Термоэлектрический генераторный модуль - Google Patents
Термоэлектрический генераторный модуль Download PDFInfo
- Publication number
- RU186072U1 RU186072U1 RU2018129429U RU2018129429U RU186072U1 RU 186072 U1 RU186072 U1 RU 186072U1 RU 2018129429 U RU2018129429 U RU 2018129429U RU 2018129429 U RU2018129429 U RU 2018129429U RU 186072 U1 RU186072 U1 RU 186072U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermoelectric
- batteries
- heat
- heat pipe
- thermoelectric batteries
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 3
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000010750 BS 2869 Class C2 Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам прямого преобразования тепловой энергии в электрическую, а именно к конструкции термоэлектрического генераторного модуля, используемого в качестве автономного источника электрической энергии. Технический результат: улучшение массогабаритных показателей и повышение технологичности конструкции. Сущность: термоэлектрический генераторный модуль содержит термоэлектрические батареи, токопередающие шины, тепловую трубу для отвода тепла от термоэлектрических батарей, имеющую тепловой контакт своей испарительной частью с поверхностью термоэлектрических батарей и своей конденсационной частью, погруженной в грунт. В теплоизолированном корпусе расположены устройство нагрева кольцевой геометрии и вставка из негорючего материала, имеющая тепловой контакт с внешней поверхностью термоэлектрических батарей. Тепловая труба имеет тепловой контакт с внутренней поверхностью термоэлектрических батарей. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к устройствам прямого преобразования тепловой энергии в электрическую, а именно к конструкции термоэлектрического генераторного модуля, используемого в качестве автономного источника электрической энергии.
Известно устройство автономного энергообеспечения (см. патент RU №176615, кл. U1, публ. 24.01.2018), содержащее источник тепла, нагреватель, термоэлектрический генератор и жидкостный охладитель. Нагреватель выполнен в виде замкнутого контура, содержащего бак для воды и конденсатор пара, соединенные между собой верхним и нижним трубопроводами. В верхнем трубопроводе установлен на выходе из бака паровой клапан, конденсатор пара контактирует с нагреваемой поверхностью термоэлектрогенератора. К выходной разности потенциалов термоэлектрогенератора электрически подключен контроллер заряда, буферный аккумулятор и USB-разъем.
Недостатком указанного устройства является возможная утечка пара, тем самым значительное снижение надежности устройства. Также недостатком является изменения выдаваемой мощности за счет сезонных колебаний температур окружающей среды.
Известен термоэлектрический генератор (см. патент RU №2529437, кл. С2, публ. 27.07.2014), содержащий теплоприемник, внутри корпуса, которого размещен источник тепла. Снаружи корпуса установлены последовательно в тепловом отношении термоэлектрические модули и основания теплообменников системы охлаждения, механически связанные с корпусом теплоприемника с помощью средства крепления. Корпус теплоприемника выполнен прямоугольной формы в сечении. По большим сторонам корпуса симметрично расположены термоэлектрические модули и основания. Средство крепления выполнено в виде листовых пружин переменного сечения по длине, имеющих наибольшую толщину в средней зоне, уменьшающуюся к консольной части пружин, вынесенную за теплоприемник. Пружины попарно механически связаны между собой и расположены по краям оснований теплообменников с возможностью плотного и стабильного их прижатия с помощью винтовых блоков через термоэлектрические модули к поверхностям корпуса теплоприемника.
Недостатком указанного устройства является необходимость применения принудительного охлаждения, что делает устройство не автономным и создает невозможность эффективного использования данного устройства в районах вечной мерзлоты грунта.
Наиболее близким из известных технических решений является термоэлектрический генераторный модуль (см. патент RU №178115, кл. U1, публ. 23.03.2018 - прототип). Устройство включает установленный в корпусе частично заполненный жидким теплоносителем термосифон, имеющий теплоприемные трубки, размещенные в зоне нагрева теплоносителя, размещенную на поверхности термосифона термоэлектрическую батарею, имеющую электрические соединения, представляющие собой токопередающие шины, при этом для отвода тепла от термоэлектрической батареи используется тепловая труба, размещенная на противоположной поверхности термоэлектрической батареи.
В известной конструкции прототипа теплоприемные трубки нагреваются с помощью устройства нагрева, которое работает на любом виде органического топлива. Жидкий теплоноситель нагревается, переходит в газообразную фазу, поднимается вверх и конденсируется в конденсационной части термосифона, отдавая тепло термоэлектрическим батареям с токопередающими шинами. Термоэлектрические батареи с токопередающими шинами охлаждаются с помощью тепловой трубы, которая прилегает к термоэлектрическим батареям с токопередающими шинами с внешней стороны и имеет зону нагрева теплоносителя. Теплоноситель, нагреваясь в зоне нагрева тепловой трубы, переходит в газообразную фазу и перемещается в зону конденсации тепловой трубы. В зоне конденсации теплоноситель тепловой трубы охлаждается и переходит в жидкую фазу, под действием капиллярного эффекта теплоноситель по пористому телу возвращается в зону нагрева тепловой трубы. Зона конденсации погружена в грунт на глубину постоянной температуры грунта, и для более эффективного теплообмена имеет продольные ребра. Тепловой поток проходит через термоэлектрические батареи с токопередающими шинами, создает на термоэлементах перепад температуры, за счет эффекта Зеебека генерируется термоЭДС и по токопередающим шинам, расположенным на термоэлектрических батареях, поступает полезная электрическая энергия.
Недостатком указанного устройства являются повышенные массогабаритные показатели, а также недостаточная технологичность конструкции устройства.
Технический эффект достигаемый предложенным термоэлектрическим генераторным модулем заключается в улучшении массогабаритных показателей и повышении технологичности конструкции за счет применения нагрева термоэлектрической батареи газовоздушной смесью, полученной в результате сгорания компонентов топлива при использовании устройства нагрева кольцевой геометрии в теплоизолированном корпусе, без использования термосифона.
Данный технический эффект достигается в термоэлектрическом генераторном модуле, содержащем термоэлектрические батареи, токопередающие шины, тепловую трубу для отвода тепла от термоэлектрических батарей, имеющую тепловой контакт своей испарительной частью с поверхностью термоэлектрических батарей и своей конденсационной частью погруженная в грунт, согласно полезной модели, в теплоизолированном корпусе расположены устройство нагрева кольцевой геометрии и вставка из негорючего материала, имеющая тепловой контакт с внешней поверхностью термоэлектрических батарей, а тепловая труба имеет тепловой контакт с внутренней поверхностью термоэлектрических батарей.
Суть полезной модели поясняется фиг. 1, где показано, что в состав термоэлектрического генераторного модуля входят:
1 - теплоизолированный корпус;
2 - устройство нагрева кольцевой геометрии;
3 - теплоизоляционный материал;
4 - вставка из негорючего материала;
5 - термоэлектрические батареи;
6 - токопередающие шины;
7 - тепловая труба, частично заполненная жидким теплоносителем;
8 - испарительная часть тепловой трубы;
9 - конденсационная часть тепловой трубы;
10 - грунт;
11 - продольные ребра тепловой трубы;
12 - пористое тело тепловой трубы.
Конструктивно термоэлектрический генераторный модуль содержит теплоизолированный корпус 1, в котором расположено устройство нагрева кольцевой геометрии 2. С наружной поверхности теплоизолированного корпуса 1 для исключения передачи тепла предусмотрена теплоизоляция 3. С внутренней поверхности теплоизолированного корпуса 1 через вставку из негорючего материала 4 установлены три термоэлектрические батареи 5, имеющие токопередающие шины 6, с внутренней поверхности термоэлектрических батарей установлена тепловая труба 7, частично заполненная жидким теплоносителем. Тепловая труба 7 имеет испарительную часть 8, расположенную с внутренней поверхности термоэлектрических батарей 5, и имеет зону конденсации 9. Зона конденсации 9 тепловой трубы 7 погружена в грунт 10, и имеет продольные ребра 11. По всей длине стенок тепловой трубы 7 имеется пористое тело 12.
Работа термоэлектрического генераторного модуля осуществляется следующим образом, внешняя поверхность термоэлектрических батарей 5 через вставку из негорючего материала 4 нагревается посредством горячей газовоздушной смеси, получаемой в теплоизолированном корпусе 1 при сжигании компонентов топлива устройством нагрева кольцевой геометрии 2, которое работает на любом виде органического топлива. Термоэлектрические батареи 5 охлаждаются с помощью тепловой трубы 7, которая прилегает к термоэлектрическим батареям 5 с внутренней поверхности и имеет испарительную часть 8. Жидкий теплоноситель в тепловой трубе 7, нагреваясь в испарительной части 8 тепловой трубы 7, переходит в газообразную фазу и перемещается в зону конденсации 9 тепловой трубы 7. В зоне конденсации 9 газообразный теплоноситель тепловой трубы 7 охлаждается и переходит в жидкую фазу, под действием капиллярного эффекта жидкий теплоноситель по пористому телу 12 возвращается в испарительную часть 8 тепловой трубы 7. Зона конденсации 9 погружена в грунт 10 на глубину с постоянной температурой грунта, не зависящей от суточных и годовых колебаний температуры окружающей среды, и для более эффективного теплообмена имеет продольные ребра 11. Тепловой поток проходит через термоэлектрические батареи 5, создает на термоэлементах перепад температуры, за счет эффекта Зеебека генерируется термоЭДС и по токопередающим шинам 6 поступает полезная электрическая энергия потребителю.
Преимуществом приведенного термоэлектрического генераторного модуля является улучшение массогабаритных показателей и повышение технологичности конструкции за счет применения нагрева термоэлектрической батареи газовоздушной смесью, полученной в результате сгорания компонентов топлива при использовании устройства нагрева кольцевой геометрии в теплоизолированном корпусе, без использования термосифона.
Таким образом, реализация данной полезной модели приводит к улучшению массогабаритных показателей и повышению технологичности конструкции при сохранении эффективного преобразования тепловой энергии в электрическую энергию.
Claims (1)
- Термоэлектрический генераторный модуль, содержащий теплоизолированный корпус, термоэлектрические батареи, токопередающие шины, тепловую трубу для отвода тепла от термоэлектрических батарей, имеющую тепловой контакт своей испарительной частью с поверхностью термоэлектрических батарей и своей конденсационной частью, погруженной в грунт, отличающийся тем, что в теплоизолированном корпусе расположены устройство нагрева кольцевой геометрии и вставка из негорючего материала, имеющая тепловой контакт с внешней поверхностью термоэлектрических батарей, а тепловая труба имеет тепловой контакт с внутренней поверхностью термоэлектрических батарей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018129429U RU186072U1 (ru) | 2018-08-10 | 2018-08-10 | Термоэлектрический генераторный модуль |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018129429U RU186072U1 (ru) | 2018-08-10 | 2018-08-10 | Термоэлектрический генераторный модуль |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU186072U1 true RU186072U1 (ru) | 2018-12-28 |
Family
ID=64958752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018129429U RU186072U1 (ru) | 2018-08-10 | 2018-08-10 | Термоэлектрический генераторный модуль |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU186072U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2307290C2 (ru) * | 2005-05-31 | 2007-09-27 | ООО "Теплолюкс" | Кондиционер-отопитель |
US20080128012A1 (en) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Schick David B | Ground source energy generator |
US20130118543A1 (en) * | 2011-11-10 | 2013-05-16 | Kyoung Joon KIM | Geothermally-cooled solar thermoelectric energy harvester |
RU173989U1 (ru) * | 2017-02-16 | 2017-09-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр Инновационных Технологий-Э.С." | Термоэлектрический генератор |
RU178115U1 (ru) * | 2017-11-03 | 2018-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ВГТУ") | Термоэлектрический генераторный модуль |
-
2018
- 2018-08-10 RU RU2018129429U patent/RU186072U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2307290C2 (ru) * | 2005-05-31 | 2007-09-27 | ООО "Теплолюкс" | Кондиционер-отопитель |
US20080128012A1 (en) * | 2006-11-17 | 2008-06-05 | Schick David B | Ground source energy generator |
US20130118543A1 (en) * | 2011-11-10 | 2013-05-16 | Kyoung Joon KIM | Geothermally-cooled solar thermoelectric energy harvester |
RU173989U1 (ru) * | 2017-02-16 | 2017-09-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр Инновационных Технологий-Э.С." | Термоэлектрический генератор |
RU178115U1 (ru) * | 2017-11-03 | 2018-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ВГТУ") | Термоэлектрический генераторный модуль |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Date et al. | Theoretical and experimental study on heat pipe cooled thermoelectric generators with water heating using concentrated solar thermal energy | |
ES2323931B1 (es) | Placa solar termoelectrica. | |
RU2329569C1 (ru) | Термоэлектрический блок питания | |
RU81378U1 (ru) | Термоэлектрический генератор для систем телеметрии | |
RU178115U1 (ru) | Термоэлектрический генераторный модуль | |
Khanmohammadi et al. | Thermodynamic modeling and analysis of a novel heat recovery system in a natural gas city gate station | |
CN103618479B (zh) | 基于南极天文观测站柴油发电机组余热的发电及蓄能系统 | |
RU2359363C1 (ru) | Термоэлектрический генератор | |
Xu et al. | Experimental study on performances of flat-plate pulsating heat pipes without and with thermoelectric generators for low-grade waste heat recovery | |
RU182542U1 (ru) | Термоэлектрический генераторный модуль | |
RU186073U1 (ru) | Термоэлектрический генераторный модуль | |
RU186072U1 (ru) | Термоэлектрический генераторный модуль | |
CN105591565A (zh) | 一种利用太阳能的温差发电装置 | |
RU2650439C1 (ru) | Универсальный термоэнергетический генератор. варианты | |
CN101459396A (zh) | 一种温差发电热管以及温差发电装置 | |
CN203522582U (zh) | 介质相变储能温差发电系统 | |
RU153776U1 (ru) | Термоэлектрический генератор с повышенным кпд | |
CN103138649A (zh) | 太阳能和生物质能互补的发电装置 | |
CN204304839U (zh) | 一种利用太阳能的温差发电装置 | |
CN204105191U (zh) | 温差发电水壶 | |
RU189936U1 (ru) | Термоэлектрический генераторный модуль | |
CN201349188Y (zh) | 一种热管式热电模块及其发电装置 | |
RU2755980C1 (ru) | Термоэлектрический генератор с принудительной системой охлаждения | |
RU2791245C1 (ru) | Теплоаккумулирующий модуль-теплообменник | |
RU2767007C2 (ru) | Термоэлектрический генератор бытовой |