一種溫差發電系統和溫差發電機技術方案

本實用新型專利技術公開了一種溫差發電系統和溫差發電機。所述系統包括：溫差發電機、熱泵裝置、第一換熱池、第二換熱池；從熱源中流出的熱的流動介質經第一換熱池，流經溫差發電機的熱端；從第二換熱池流出的冷的流動介質，流經溫差發電機的冷端回流到第二換熱池；熱泵裝置的冷凝器設置于第一換熱池中，向流經第一換熱池的流動介質釋放熱量；熱泵裝置的蒸發器設置于第二換熱池中，吸收第二換熱池中的流動介質的熱量。由于利用熱泵技術，使溫差發電機冷端的介質保持低溫狀態，從而使得溫差發電機可以應用在不需要外界冷源的場合。而且，通過熱泵回收利用了溫差發電機冷端釋放的能量，補充一定能量后，又使之用于溫差發電機熱端以供發電，達到減少熱排放的目的。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及節能減排技術，尤其涉及一種將廢余熱進行回收，減少對環境的熱量排放，并使其輸出電能的系統。·
技術介紹
雖然最近幾年隨著能源與環境危機的日漸突出，以及一批高性能熱電轉換材料的開發成功，溫差電技術的研究又重新成為熱點。半導體溫差發電原理就是將兩種不同類型的熱電轉換材料N和P的結合，并將其一端置于高溫狀態，另一端開路并給以低溫時，由于高溫端的熱激發作用較強，空穴和電子濃度也比低溫端高，在這種載流子濃度梯度的驅動下，空穴和電子向低溫端擴散，從而在低溫端形成電勢差；如果將許多對P型和N型熱電轉換材料連接起來組成模塊，就可得到足夠高的電壓，形成一個溫差發電機。溫差發電機具有溫差發電的特性，具體可以是半導體溫差發電機。現有技術中有多種類型的半導體溫差發電機。例如，一種半導體溫差發電機，若其熱端通過150°C的導熱油，其冷端通過30°C的冷水，也就是說，溫差達到140°C，則在其電壓輸出端可以輸出160V的直流電，功率達到300W左右；通常來說，半導體溫差發電機在溫差達到60°C以上即可輸出具有利用價值的電壓。隨著溫差發電機在溫差的作用下輸出電能，溫差發電機的冷、熱端之間的溫差也會越來越小；也就是說，在溫差發電機發電的過程中，會從熱端吸收熱量，從冷端釋放熱量。為了讓溫差發電機能夠持續地發電，需要維持其冷、熱端之間的溫差。如圖I所示，通常是在溫差發電機的熱端持續地流過具有較高溫度的流動介質，如高溫的水或導熱油等，在溫差發電機的冷端持續地流過較低的流動介質，如冷水等。如果在冷端不能持續補充冷的流動介質，則冷端溫度會逐漸上升；也就是說，冷端需要不斷有冷的流動介質流過，例如，冷端接到自來水管或者井水管；否則，冷、熱端之間的溫差會越來越小，輸出電壓也就越來越小；直到溫差平衡，溫差發電機將不再輸出電壓。因此，現有技術中的溫差發電機發電方法應用場合有限，需要外界不斷持續補充冷的流動介質，在不能接受到外界補充的冷的流動介質的場合，即無外界冷源的場合則無法適用。例如在某些溫差發電機需要移動的場合，溫差發電機無法通過管道與自來水或井水相通，則無法應用溫差發電機進行發電。
技術實現思路
本技術的實施例提供了一種溫差發電系統和溫差發電機，使得溫差發電機可以應用在不需要外界冷源的場合，并達到回收利用能量、減少對環境熱排放的目的。根據本技術的一個方面，提供了一種溫差發電系統，包括溫差發電機、熱泵裝置、第一換熱池、第二換熱池；從熱源中流出的熱的流動介質經第一換熱池，流經所述溫差發電機的熱端；從第二換熱池流出的冷的流動介質，流經所述溫差發電機的冷端回流到第二換熱池； 所述熱泵裝置的冷凝器設置于第一換熱池中，向流經第一換熱池的流動介質釋放熱量；所述熱泵裝置的蒸發器設置于第二換熱池中，吸收第二換熱池中的流動介質的熱所述溫差發電機的電壓輸出端向負載輸出電能。其中，所述熱泵裝置還包括壓縮機、節流閥、制冷劑循環管道；其中，所述壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器依次通過所述制冷劑循環管道相連，構成封閉的制冷劑的循環通道；所述壓縮機用于對所述制冷劑加壓，使制冷劑成為高溫高壓的氣體狀態后進入所述冷凝器；所述冷凝器具體用冷凝液化所述制冷劑，使所述制冷劑成為液體，并將所述制冷劑釋放的熱量釋放到流經第一換熱池的流動介質中；所述節流閥用于對從所述冷凝器流出的制冷劑進行減壓，使所述制冷劑成為低溫低壓液體；所述蒸發器具體用于吸收第二換熱池中的流動介質的熱量，蒸發氣化從所述節流閥流出的制冷劑，使所述制冷劑成為氣體狀態。進一步，所述溫差發電機的電壓輸出端經穩壓電路、整流電路后向負載輸出電能。其中，所述溫差發電機包括多個熱端，以及個數與熱端數量相應的冷端、個數與熱端數量相應的溫差發電片組；其中，冷、熱端間隔排列，并在每對相鄰排列的冷端與熱端之間夾接有一組溫差發電片。根據本技術的另一個方面，提供了一種溫差發電機，包括至少一個熱端，以及與熱端數量相應的冷端、與冷、熱端總數相應的溫差發電片組；其中，冷、熱端間隔排列，并在每對相鄰排列的冷端與熱端之間夾有一組溫差發電片。根據本技術的另一個方面，提供了一種溫差發電系統，包括廢余熱聚集子系統，用以儲存含有廢余熱的流動介質；第一熱泵裝置，用以吸收所述廢余熱聚集子系統中的流動介質的廢余熱，并在補充能量后產生高熱值能量；高熱值能量輸出子系統，所述高熱值能量輸出子系統中的流動介質用以吸收第一熱泵裝置所產生的高熱值能量；溫差發電機，其熱端與所述高熱值能量輸出子系統輸出的流動介質接觸吸取熱第三換熱池，用于存儲冷的流動介質；所述溫差發電機的冷端向所述第三換熱池中的流動介質釋放熱量；第二熱泵裝置，用以吸收第三換熱池中的流動介質的熱量，并在補充能量后向所述廢余熱聚集子系統輸出熱量。其中，所述廢余熱聚集子系統中的的流動介質具體為水；以及所述廢余熱聚集子系統包括溫水蓄水池和第四換熱池；所述溫水蓄水池用以儲備具有廢余熱的水；第四換熱池具有熱水輸入口，與所述溫水蓄水池相通，用以接收溫水蓄水池輸出的熱水，第四換熱池還具有冷水輸出口 ；第一熱泵裝置包括冷凝器和蒸發器，分別設置于所述高熱值能量輸出子系統和第四換熱池中；第一熱泵裝置的蒸發器吸收第四換熱池中水的熱量，第一熱泵裝置的冷凝器向所述高熱值能量輸出子系統釋放高熱值能量；所述控制單元用于控制所述熱水輸入口和冷水輸出口的閥門，使第四換熱池中的水從所述冷水輸出口流出后，更換為從所述溫水蓄水池流入的水。·進一步，第一熱泵裝置還包括壓縮機、節流閥、制冷劑循環管道；其中，所述壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器依次通過所述制冷劑循環管道相連，構成封閉的制冷劑的循環通道；所述壓縮機用于對所述制冷劑加壓，使制冷劑成為高溫高壓的氣體狀態后進入所述冷凝器；所述冷凝器具體用冷凝液化所述制冷劑，使所述制冷劑成為液體，并將所述制冷劑釋放的熱量釋放到所述高熱值能量輸出子系統中；所述節流閥用于對從所述冷凝器流出的制冷劑進行減壓，使所述制冷劑成為低溫低壓液體；所述蒸發器具體用于吸收第四換熱池中水的熱量，蒸發氣化從所述節流閥流出的制冷劑，使所述制冷劑成為氣體狀態。第二熱泵裝置包括設置于第三換熱池中的蒸發器和設置于所述溫水蓄水池中的冷凝器；第二熱泵裝置的蒸發器吸收第三換熱池中的流動介質的熱量，第二熱泵裝置的冷凝器向所述溫水蓄水池中的水釋放熱量。第二熱泵裝置還包括壓縮機、節流閥、制冷劑循環管道；其中，第二熱泵裝置的壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器依次通過第二熱泵裝置的制冷劑循環管道相連，構成封閉的制冷劑的循環通道；第二熱泵裝置的壓縮機用于對所述制冷劑加壓，使制冷劑成為高溫高壓的氣體狀態后進入所述冷凝器；第二熱泵裝置的冷凝器具體用冷凝液化所述制冷劑，使所述制冷劑成為液體，并將所述制冷劑釋放的熱量釋放到所述高熱值能量輸出子系統中；第二熱泵裝置的節流閥用于對從所述冷凝器流出的制冷劑進行減壓，使所述制冷劑成為低溫低壓液體；第二熱泵裝置的蒸發器具體用于吸收第四換熱池中水的熱量，蒸發氣化從所述節流閥流出的制冷劑，使所述制冷劑成為氣體狀態。本技術的實施例由于由于利用熱泵技術，使溫差發電機冷端的介質保持低溫狀態，溫差發電機冷端不必通過管道與自來水或井水相通，以提供持續不斷的冷的流動介質，從而使得溫差發電機可以應用在不需要外界冷源的場合。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種溫差發電系統，包括：溫差發電機、熱泵裝置、第一換熱池、第二換熱池；從熱源中流出的熱的流動介質經第一換熱池，流經所述溫差發電機的熱端；從第二換熱池流出的冷的流動介質，流經所述溫差發電機的冷端回流到第二換熱池；所述熱泵裝置的冷凝器設置于第一換熱池中，向流經第一換熱池的流動介質釋放熱量；所述熱泵裝置的蒸發器設置于第二換熱池中，吸收第二換熱池中的流動介質的熱量；所述溫差發電機的電壓輸出端向負載輸出電能。

【技術特征摘要】
1.一種溫差發電系統，包括溫差發電機、熱泵裝置、第一換熱池、第二換熱池；從熱源中流出的熱的流動介質經第一換熱池，流經所述溫差發電機的熱端；從第二換熱池流出的冷的流動介質，流經所述溫差發電機的冷端回流到第二換熱池；所述熱泵裝置的冷凝器設置于第一換熱池中，向流經第一換熱池的流動介質釋放熱量；所述熱泵裝置的蒸發器設置于第二換熱池中，吸收第二換熱池中的流動介質的熱量；所述溫差發電機的電壓輸出端向負載輸出電能。2.如權利要求I所述的系統，其特征在于，所述熱泵裝置還包括壓縮機、節流閥、制冷劑循環管道；其中，所述壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器依次通過所述制冷劑循環管道相連，構成封閉的制冷劑的循環通道；所述壓縮機用于對所述制冷劑加壓，使制冷劑成為高溫高壓的氣體狀態后進入所述冷凝器；所述冷凝器具體用冷凝液化所述制冷劑，使所述制冷劑成為液體，并將所述制冷劑釋放的熱量釋放到流經第一換熱池的流動介質中；所述節流閥用于對從所述冷凝器流出的制冷劑進行減壓，使所述制冷劑成為低溫低壓液體；所述蒸發器具體用于吸收第二換熱池中的流動介質的熱量，蒸發氣化從所述節流閥流出的制冷劑，使所述制冷劑成為氣體狀態。3.如權利要求I或2所述的系統，其特征在于，所述溫差發電機的電壓輸出端經穩壓電路、整流電路后向負載輸出電能。4.如權利要求I或2所述的系統，其特征在于，所述溫差發電機包括多個熱端，以及個數與熱端數量相應的冷端、個數與熱端數量相應的溫差發電片組；其中，冷、熱端間隔排列，并在每對相鄰排列的冷端與熱端之間夾接有一組溫差發電片。5.一種溫差發電機，包括至少一個熱端，以及與熱端數量相應的冷端、與冷、熱端總數相應的溫差發電片組；其中，冷、熱端間隔排列，并在每對相鄰排列的冷端與熱端之間夾有一組溫差發電片。6.—種溫差發電系統,包括廢余熱聚集子系統，用以儲存含有廢余熱的流動介質；第一熱泵裝置，用以吸收所述廢余熱聚集子系統中的流動介質的廢余熱，并在補充能量后產生高熱值能量；高熱值能量輸出子系統，所述高熱值能量輸出子系統中的流動介質用以吸收第一熱泵裝置所產生的高熱值能量；溫差發電機，其熱端與所述高熱值能量輸出子系統輸出的流動介質接觸吸取熱量；第三換熱池，用于存儲冷的流動介質；所述溫差發電機的冷端向第三換熱池中的流動介質釋放熱量；第二熱泵裝置，用以吸收第三換熱池中的流動介質的熱量，并在補充能量后向所述廢余熱聚集子系統輸出熱量。7.如權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：茍仲武，
申請(專利權)人：茍仲武，
類型：實用新型
國別省市：