一種基于微通道換熱的余熱直接發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】一種基于微通道換熱的余熱直接發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置包括熱電材料、微通道換熱器、工質泵、普通換熱器和管道；熱電材料冷端與微通道換熱器緊密接觸，微通道內的工質為R30或R21，工質與熱電材料冷端進行高效沸騰換熱并使冷端維持穩(wěn)定的低溫條件，保證熱電轉換效率；沸騰工質通過工質泵將熱量帶到普通換熱器再與環(huán)境進行熱交換使工質液化；所述微通道換熱裝置，為銅矩形薄板，其內部有若干的微通道，微通道根據(jù)實際應用選擇為圓孔或方孔；所述普通換熱器根據(jù)實際選擇，選擇空冷、水冷換熱器或者是地源換熱器。本發(fā)明用微通道換熱器結合工質通過沸騰換熱控制熱電材料冷端溫度保持穩(wěn)定低溫，提高熱電材料的發(fā)電效率和使用壽命。
【專利說明】
一種基于微通道換熱的余熱直接發(fā)電裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種余熱直接發(fā)電裝置，特別是一種基于微通道換熱的余熱直接發(fā)電
目.0
【背景技術】
[0002]隨著微通道換熱器的發(fā)展，它在微電子技術領域，航空領域，化工領域，能源領域都有一定的應用。微通道換熱器由于特征尺度為微米級別，與常規(guī)尺度的設備相比有著不同的特征，如體積小，質量輕，效率高等。正是由于這些優(yōu)點，使得微通道換熱技術正在不斷的發(fā)展，同時應用領域正在不斷的拓展中。
[0003]現(xiàn)今半導體材料技術正在飛速發(fā)展，同時各種半導體材料也正在不斷的出現(xiàn)。根據(jù)賽貝克原理，在半導體兩端存在溫差時其回路會產生電動勢，電路兩端產生電勢差，從而產生直流電源。然而，在半導體發(fā)電的過程中，如何控制其冷端溫度不隨熱端溫度的升高而變化，控制其冷端溫度穩(wěn)定，仍是一個難題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是要提供一種基于微通道換熱的余熱直接發(fā)電裝置，解決現(xiàn)在利用半導體發(fā)電的過程中，控制半導體冷端溫度不隨熱端溫度的升高而變化的問題。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:該發(fā)電裝置，包括熱電材料、微通道換熱器、工質栗、普通換熱器和管道;微通道換熱器、工質栗和普通換熱器通過管道串聯(lián)相通，構成閉環(huán)通道，工質在封閉通道內經(jīng)過沸騰與液化的循環(huán)流動，熱電材料的冷端面與微通道換熱器的端面緊密接觸。
[0006]所述的工質為R30或R21，微通道換熱器的微通道內工質與熱電材料的冷端進行高效沸騰換熱，使熱電材料的冷端維持穩(wěn)定的低溫條件，保證熱電轉換效率;沸騰的工質通過工質栗將熱量帶到普通換熱器再與環(huán)境進行熱交換使工質液化循環(huán)。
[0007]所述的微通道換熱器，為銅矩形薄板，在銅矩形薄板內部有若干的微通道，微通道可以根據(jù)實際應用選擇為圓孔或方孔，尺寸也根據(jù)實際情況進行選擇。
[0008]所述的普通換熱器選擇空冷換熱器、水冷換熱器或者地源換熱器。
[0009]所述的微通道換熱器中的微通道可以選擇為圓孔或方孔，尺寸根據(jù)實際應用情況確定
[0010]有益效果，由于采用了上述方案，在熱電材料熱端收到來自熱源的不間斷的熱量q對熱電材料提供熱源，而熱電材料冷端與微通道換熱器緊密接觸，及時控制熱電材料的冷端溫度保持一定;工質通過微通道換熱器內部的多個圓孔或方孔，在工質栗的作用下進行流動；由于微通道換熱器的換熱系數(shù)比常規(guī)尺寸的換熱器換熱能力強，從而可以更好的維持換熱效果，保證冷端的溫度穩(wěn)定。解決了現(xiàn)在利用半導體發(fā)電的過程中，半導體冷端溫度隨熱端溫度的升高而變化的問題，達到了本發(fā)明的目的。
[0011]優(yōu)點:通過微通道換熱器及其工質進行高效換熱，及時維持熱電材料的冷端穩(wěn)定的低溫環(huán)境，控制沸騰工質換熱，熱電材料冷端溫度保持穩(wěn)定低溫，提高熱電材料的發(fā)電效率和使用壽命。
[0012]本發(fā)明所解決的技術問題，就是提供一種微通道換熱的余熱直接發(fā)電裝置。
【附圖說明】
:
[0013]圖1為本發(fā)明整體結構示意圖。
[0014]圖2為微通道換熱器示意圖。
[0015]圖3為微通道換熱器與熱電材料工作時示意圖。
[0016]圖中:1、熱電材料;2、微通道換熱器;3、工質栗;4、普通換熱器;5、管道。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明做詳細說明。
[0018]實施例1:該發(fā)電裝置，包括熱電材料1、微通道換熱器2、工質栗3、普通換熱器4和管道5;微通道換熱器2、工質栗3和普通換熱器4通過管道5串聯(lián)相通，構成閉環(huán)通道，工質在封閉通道內經(jīng)過沸騰與液化的循環(huán)流動，熱電材料I的冷端面與微通道換熱器2的端面緊密接觸。
[0019]所述的工質為R30或R21，微通道換熱器2的微通道內工質與熱電材料I的冷端進行高效沸騰換熱，使熱電材料I的冷端維持穩(wěn)定的低溫條件，保證熱電轉換效率;沸騰的工質通過工質栗3將熱量帶到普通換熱器再與環(huán)境進行熱交換使工質液化循環(huán)。
[0020]所述的微通道換熱器，為銅矩形薄板，在銅矩形薄板內部有若干的微通道，微通道可以根據(jù)實際應用選擇為圓孔或方孔，尺寸也根據(jù)實際情況進行選擇
[0021 ]所述的普通換熱器4選擇空冷換熱器、水冷換熱器或者地源換熱器。
[0022]所述的工質R30的沸點為40.7°C ;或R21的沸點為8.9 °C。
[0023]工作時，圖3中，在熱電材料熱端收到來自熱源的不間斷的熱量q對熱電材料提供熱源，而熱電材料冷端與微通道換熱器直接接觸。微通道換熱器與熱電材料冷端充分接觸，及時的控制熱電材料的冷端溫度一定。微通道換熱器內部可以選擇為圓孔或方孔，尺寸可根據(jù)實際應用情況確定，進行工質的流動。由于微通道換熱器的換熱系數(shù)比常規(guī)尺寸的換熱器換熱能力強，從而可以更好的維持換熱效果，保證冷端的溫度穩(wěn)定。微通道換熱器內換熱工質在夏天可以選擇R30，其標準沸騰溫度為40.7°C，在冬天可以選擇R21，其標準沸騰溫度為8.9 °C。這是由于，在夏天環(huán)境溫度較高，如在夏天選擇普通換熱器為風冷換熱器，工質在普通換熱器中不一定能在環(huán)境中的空氣溫度下液化，進行換熱，從而影響管道內部工質的流動。而在冬天，選擇工質為R21，可以維持熱電材料的冷端溫度較低，增強熱電材料的發(fā)電效率。同時，所選工質的標準沸騰溫度不應與熱電材料冷端溫差過大，其原因是，標準沸騰溫度過低的工質在與熱電裝置冷端進行換熱時，由于換熱的溫差過大，可能導致微通道換熱管中膜態(tài)沸騰，從而導致傳熱惡化的產生，影響微通道換熱的穩(wěn)定性。
[0024]本專利用微通道換熱器結合適當?shù)墓べ|通過沸騰換熱控制熱電材料冷端溫度保持穩(wěn)定低溫，提高熱電材料的發(fā)電效率和使用壽命。
【主權項】
1.一種基于微通道換熱的余熱直接發(fā)電裝置，其特征是:該發(fā)電裝置，包括熱電材料、微通道換熱器、工質栗、普通換熱器和管道;微通道換熱器、工質栗和普通換熱器通過管道串聯(lián)相通，構成閉環(huán)通道，工質在封閉通道內經(jīng)過沸騰與液化的循環(huán)流動，熱電材料的冷端面與微通道換熱器的端面緊密接觸。2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于微通道換熱的余熱直接發(fā)電裝置，其特征是:所述的工質為R30或R21，微通道換熱器的微通道內工質與熱電材料的冷端進行高效沸騰換熱，使熱電材料的冷端維持穩(wěn)定的低溫條件，保證熱電轉換效率;沸騰的工質通過工質栗將熱量帶到普通換熱器再與環(huán)境進行熱交換使工質液化循環(huán)。3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于微通道換熱的余熱直接發(fā)電裝置，其特征是:所述的微通道換熱器，為銅矩形薄板，在銅矩形薄板內部有若干的微通道，微通道可以根據(jù)實際應用選擇為圓孔或方孔，尺寸也根據(jù)實際情況進行確定。4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于微通道換熱的余熱直接發(fā)電裝置，其特征是:所述的普通換熱器可根據(jù)實際應用情況選擇空冷換熱器、水冷換熱器或者地源換熱器。
【文檔編號】H02N11/00GK105897062SQ201610425495
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月14日
【發(fā)明人】辛成運, 劉新宇
【申請人】中國礦業(yè)大學