RU186073U1 - Термоэлектрический генераторный модуль - Google Patents
Термоэлектрический генераторный модуль Download PDFInfo
- Publication number
- RU186073U1 RU186073U1 RU2018132091U RU2018132091U RU186073U1 RU 186073 U1 RU186073 U1 RU 186073U1 RU 2018132091 U RU2018132091 U RU 2018132091U RU 2018132091 U RU2018132091 U RU 2018132091U RU 186073 U1 RU186073 U1 RU 186073U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermoelectric
- thermosiphon
- heat
- batteries
- generator module
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 10
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 10
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010750 BS 2869 Class C2 Substances 0.000 description 1
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 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 области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую, а именно к конструкции термоэлектрического генераторного модуля, используемого в качестве автономного источника электрической энергии. Технический результат: увеличение эффективности выработки электроэнергии за счет снижения энергозатрат на собственные нужды в процессе эксплуатации. Сущность: термоэлектрический генераторный модуль содержит частично заполненный жидким теплоносителем термосифон, имеющий теплоприемные трубки, размещенные в зоне нагрева теплоносителя, размещенные на поверхности термосифона термоэлектрические батареи, имеющие тепловой контакт своей внутренней поверхностью с термосифоном и имеющие токопередающие шины. Для отвода тепла от термоэлектрических батарей используется второй термосифон, частично заполненный жидким теплоносителем, размещенный на наружной поверхности термоэлектрических батарей и имеющий тепловой контакт с термоэлектрическими батареями. Термосифон имеет в своей верхней части радиатор воздушного охлаждения. Термоэлектрические батареи имеют кольцевую геометрию. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую, а именно к конструкции термоэлектрического генераторного модуля, используемого в качестве автономного источника электрической энергии.
Известен термоэлектрический генератор (см. патент №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 требует дополнительной затраты энергии на обеспечение этого охлаждения.
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.
Известен термоэлектрический генератор с повышенным КПД (см. патент №153776, кл. U1, публ. 27.07.2015 г.), включающий, теплоприемник, термобатарею, конструктивные элементы, находящиеся в тепловом сопряжении друг с другом, и средство отвода тепла, внутренняя полость которого содержит жидкий теплоноситель, температура кипения которого ниже температуры кипения воды в нормальных условиях, и выполнена со степенью вакуума, обеспечивающей создание искусственного понижения температуры кипения жидкого теплоносителя. Средство отвода тепла выполнено в виде тепловой трубы.
Недостатком указанного устройства является невозможность регулирования температуры поверхности термобатарей и возможность перегрева термобатарей из-за их прямого нагрева.
Наиболее близким из известных технических решений является автономный малогабаритный термоэлектрический источник тока (см. патент №57969, кл. U1, публ. 27.10.2006 - прототип). Устройство включает установленную в корпусе частично заполненную жидким теплоносителем гравитационную тепловую трубу. Труба имеет нижнюю испарительную часть с теплоприемными оребренными трубками, размещенными в зоне нагрева теплоносителя, а также среднюю транспортную часть с зоной переноса теплоносителя и верхнюю конденсационную часть с зоной охлаждения теплоносителя, с размещенной на ее поверхности термоэлектрической батареей. Термоэлектрическая батарея имеет электрические соединения, подведенные к разъему для подключения потребителя, при этом между внутренней стенкой корпуса и наружной поверхностью термоэлектрической батареи выполнен трубчатый канал для циркуляции охлаждающей жидкости. Устройство, также, снабжено закрепленной между втулочной соединительной муфтой и конической концевой муфтой центральной полой колонной, установленной под нижним концом средней транспортной части гравитационной тепловой трубы. Конец тепловой трубы жестко соединен со свободной стороной соединительного отверстия соединительной муфтой, на боковой поверхности которой закреплен дополнительно введенный основной режекторный экран, имеющий форму диска с центральным посадочным отверстием, а над ним размещены дополнительные теплорассеивающие режекторные пластинчатые экраны, закрепленные на стержнях, консольно соединенных с дном корпуса, расположенным над упомянутыми экранами. При этом теплоприемные трубки выполнены в виде арок, ротондообразно размещенных вокруг упомянутой центральной колонны и соединенных верхними и нижними концами со сквозными отверстиями в боковых поверхностях соответствующих муфт, причем оребрение на теплоприемных трубках выполнено в виде нанизанных на них шайб.
Недостатком указанного устройства является необходимость применения принудительного охлаждения, что требует дополнительной затраты энергии на обеспечение этого охлаждения.
Технический эффект достигаемый предложенным термоэлектрическим генераторным модулем заключается в увеличении эффективности выработки электроэнергии за счет снижения энергозатрат на собственные нужды в процессе эксплуатации.
Данный технический эффект достигается в термоэлектрическом генераторном модуле содержащем частично заполненный жидким теплоносителем термосифон, имеющий теплоприемные трубки, размещенные в зоне нагрева теплоносителя, размещенные на поверхности термосифона термоэлектрические батареи, имеющие тепловой контакт своей внутренней поверхностью с термосифоном и имеющие токопередающие шины, согласно полезной модели, для отвода тепла от термоэлектрических батарей используется второй термосифон, частично заполненный жидким теплоносителем, размещенный на наружной поверхности термоэлектрических батарей и имеющий тепловой контакт с термоэлектрическими батареями, а также имеющий в своей верхней части радиатор воздушного охлаждения, кроме того термоэлектрические батареи имеют кольцевую геометрию.
Суть полезной модели поясняется фиг. 1, где показано, что в состав термоэлектрического генераторного модуля входят:
1 - частично заполненный жидким теплоносителем термосифон;
2 - теплоприемные трубки термосифона;
3 - зона нагрева теплоносителя;
4 - устройство нагрева теплоприемных трубок термосифона;
5 - конденсационная часть термосифона;
6 - термоэлектрические батареи;
7 - второй термосифон, частично заполненный жидким теплоносителем;
8 - зона нагрева второго термосифона;
9 - конденсационная часть второго термосифона;
10 - радиатор воздушного охлаждения;
11 - токопередающие шины.
Конструктивно термоэлектрический генераторный модуль содержит частично заполненный жидким теплоносителем термосифон 1, имеющий теплоприемные трубки 2, расположенные в зоне нагрева 3, где также расположено устройства нагрева 4. На конденсационной части 5 термосифона 1 расположены три термоэлектрические батареи 6, на которые с обратной стороны установлен второй термосифон 7, частично заполненный жидким теплоносителем. Второй термосифон 7 имеет зону нагрева 8, расположенную на наружной поверхности термоэлектрических батарей 6, и имеет конденсационную часть 9. Конденсационная часть 9 имеет радиатор воздушного охлаждения 10. Термоэлектрические батареи имеют токопередающие шины 11.
Работа термоэлектрического генераторного модуля осуществляется следующим образом, теплоприемные трубки 2 нагреваются с помощью устройства нагрева 4, которое работает на любом виде органического топлива. Жидкий теплоноситель нагревается в теплоприемных трубках 2, переходит в газообразную фазу, поднимается вверх и конденсируется в конденсационной части 5 термосифона 1, отдавая тепло термоэлектрическим батареям 6. Термоэлектрические батареи охлаждаются с помощью второго термосифона 7, который прилегает к наружной поверхности термоэлектрических батарей 6 и имеет зону нагрева теплоносителя 8. Теплоноситель, нагреваясь в зоне нагрева 8 второго термосифона 7, переходит в газообразную фазу и перемещается в конденсационную часть 9 второго термосифона 7. В конденсационной части 9 теплоноситель второго термосифона 7 охлаждается и переходит в жидкую фазу, под действием силы тяжести возвращается в зону нагрева 8 второго термосифона 7. Конденсационная часть 9 для более эффективного теплообмена имеет радиатор воздушного охлаждения 10. Тепловой поток проходит через термоэлектрические батареи 6, создает на термоэлементах перепад температуры, за счет эффекта Зеебека генерируется термоЭДС и по токопередающим шинам 11 поступает полезная электрическая энергия.
Преимуществом приведенного термоэлектрического генераторного модуля является в увеличении эффективности выработки электроэнергии за счет снижения энергозатрат на собственные нужды в процессе эксплуатации.
Таким образом, реализация данной полезной модели приводит к повышению эффективности преобразования тепловой энергии в электрическую энергию.
Claims (1)
- Термоэлектрический генераторный модуль, содержащий частично заполненный жидким теплоносителем термосифон, имеющий теплоприемные трубки, размещенные в зоне нагрева теплоносителя, размещенные на поверхности термосифона термоэлектрические батареи, имеющие тепловой контакт своей внутренней поверхностью с термосифоном и имеющие токопередающие шины, отличающийся тем, что для отвода тепла от термоэлектрических батарей используется второй термосифон, частично заполненный жидким теплоносителем, размещенный на наружной поверхности термоэлектрических батарей и имеющий тепловой контакт с термоэлектрическими батареями, а также имеющий в своей верхней части радиатор воздушного охлаждения, кроме того термоэлектрические батареи имеют кольцевую геометрию.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018132091U RU186073U1 (ru) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | Термоэлектрический генераторный модуль |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018132091U RU186073U1 (ru) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | Термоэлектрический генераторный модуль |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU186073U1 true RU186073U1 (ru) | 2018-12-28 |
Family
ID=64958750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018132091U RU186073U1 (ru) | 2018-09-06 | 2018-09-06 | Термоэлектрический генераторный модуль |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU186073U1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU189936U1 (ru) * | 2019-03-26 | 2019-06-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ВГТУ") | Термоэлектрический генераторный модуль |
| RU190585U1 (ru) * | 2019-04-30 | 2019-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ВГТУ") | Термоэлектрический генераторный модуль |
| RU224498U1 (ru) * | 2023-12-26 | 2024-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕРМОЭЛГЕН" (ООО "ТЕРМОЭЛГЕН") | Термоэлектрический генератор с жидкостным охлаждением |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003219671A (ja) * | 2002-01-24 | 2003-07-31 | Komatsu Ltd | 熱電発電システム |
| RU57969U1 (ru) * | 2006-06-21 | 2006-10-27 | Открытое акционерное общество "РИФ" | Автономный малогабаритный термоэлектрический источник тока |
| CA2920323A1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-08-08 | Gerard R. Campeau | Passively cooled thermoelectric energy harvester |
| 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 |
| RU2650439C1 (ru) * | 2017-01-09 | 2018-04-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Универсальный термоэнергетический генератор. варианты |
-
2018
- 2018-09-06 RU RU2018132091U patent/RU186073U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003219671A (ja) * | 2002-01-24 | 2003-07-31 | Komatsu Ltd | 熱電発電システム |
| RU57969U1 (ru) * | 2006-06-21 | 2006-10-27 | Открытое акционерное общество "РИФ" | Автономный малогабаритный термоэлектрический источник тока |
| CA2920323A1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-08-08 | Gerard R. Campeau | Passively cooled thermoelectric energy harvester |
| RU2650439C1 (ru) * | 2017-01-09 | 2018-04-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Универсальный термоэнергетический генератор. варианты |
| 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 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| A. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU189936U1 (ru) * | 2019-03-26 | 2019-06-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ВГТУ") | Термоэлектрический генераторный модуль |
| RU190585U1 (ru) * | 2019-04-30 | 2019-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ВГТУ") | Термоэлектрический генераторный модуль |
| RU224498U1 (ru) * | 2023-12-26 | 2024-03-28 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕРМОЭЛГЕН" (ООО "ТЕРМОЭЛГЕН") | Термоэлектрический генератор с жидкостным охлаждением |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU178115U1 (ru) | Термоэлектрический генераторный модуль | |
| CN103199316B (zh) | 电池组及其散热结构 | |
| RU186073U1 (ru) | Термоэлектрический генераторный модуль | |
| CN202395698U (zh) | 地热源发电的热电转换系统 | |
| KR20130087946A (ko) | 냉각라인이 형성되는 잠열 열교환기 커버 | |
| CN105656352A (zh) | 一种地热发电装置 | |
| CN105591565A (zh) | 一种利用太阳能的温差发电装置 | |
| RU2345294C1 (ru) | Устройство для охлаждения тепловыделяющей аппаратуры | |
| RU57969U1 (ru) | Автономный малогабаритный термоэлектрический источник тока | |
| RU2650439C1 (ru) | Универсальный термоэнергетический генератор. варианты | |
| CN101459396A (zh) | 一种温差发电热管以及温差发电装置 | |
| RU189936U1 (ru) | Термоэлектрический генераторный модуль | |
| CN116582029A (zh) | 一种模块化地热发电系统 | |
| RU182542U1 (ru) | Термоэлектрический генераторный модуль | |
| KR20040029919A (ko) | 히트파이프와 열전소자를 이용한 태양열 발전장치 | |
| RU153776U1 (ru) | Термоэлектрический генератор с повышенным кпд | |
| CN204304839U (zh) | 一种利用太阳能的温差发电装置 | |
| US11994348B2 (en) | Heating and cooling systems and apparatuses with phase change materials | |
| RU190585U1 (ru) | Термоэлектрический генераторный модуль | |
| RU186072U1 (ru) | Термоэлектрический генераторный модуль | |
| KR20120027842A (ko) | 진공관식 태양열 집열부를 구비한 발전기 | |
| CN201805383U (zh) | 实体热管太阳能温差发电集热器 | |
| CN207753636U (zh) | 热源在上方的单向传热温差发电系统 | |
| KR20200017668A (ko) | 태양열을 이용한 발전장치 | |
| CN201349188Y (zh) | 一种热管式热电模块及其发电装置 |