专利名称：热驱动式热电互化温差放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种温差的产生及放大系统一温差放大器，它属于一种热电联产系 统。利用它可由低品位热源同时向外界提供高温热源、低温热源、电能，从而实现以一种新 的方式-变温的方式-开发利用热能的技术创新。
背景技术：
1、热-电转化的理论背景1823年德国的物理学家赛贝克(Thomas Seebeck)发现，当两种不同的导体联接 构成闭合回路，且接点两端处于不同温度时，在接点两端出现电压降，这一效应称为赛贝克 效应。赛贝克提出了用热电材料制成热电发电器的设想。1834年，法国物理学家佩尔捷(J. C. A. Peltier)发现将不同材料的导体连接起 来，并通入电流，在不同导体的接触点，将会出现吸收热量的现象。1838年，俄国物理学家 楞次(L. Lenz)又做出了更具显示度的实验用金属铋线和锑线构成结点，当电流沿某一方 向流过结点时，结点上的水就会凝固成冰；如果反转电流方向，刚刚在结点上凝成的冰又会 立即熔化成水。上述现象称为佩尔捷效应。佩尔捷效应就是后来用热电材料制冷的理论基 石出。通常人们利用赛贝克效应发电；利用佩尔捷效应制冷、而本发明的温差放大器，在 两个夹有温差发电电堆的U型管中利用赛贝克效应发电制冷，出现温差感生电流，电流感 生温差的持续互感的诺骨牌现象，达成产生并维持一定温差的第一初始目的。在两U型管 间利用佩尔捷效制冷、制热，出现系统“活化能”的释放和回收的催化变温现象，达成放大温 差的第二最终目的。本发明就是在热电的互感互化中实现变温，类似用楞次定律描述的电磁互感互化 效应实现变压。这是本发明创新的理论背景。2、热泵、热变温器的研发与应用
背景技术：
热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热，经过电力做功，输出能 用的高品位热能的设备。热泵的理论起源于十九世纪早期卡诺的著作，他在1824年发表 关于卡诺循环的论文，这个理论经过30年后，在1850年初开尔文提出冷冻装置可以用于 加热，之后许多科学家和工程师对热泵进行了大量研究，这种研究持续了 80年之久。1912 年瑞士的苏黎世已成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，并以此申报专 利，这就是早期的水源热泵系统，也是世界上第一套热泵系统。热泵工业在20世纪40年代到50年代早期得到迅速发展，到1943年大型热泵的 数量已相当客观。但目前仍存在噪声污染、热污染和制冷剂污染等问题。上个世纪初已经提出了基本热变温循环，但大量的研究、技术发展及应用却出现 在最近三十年。对工质进行不同的组合，大体上有两种一级和五种二级的热变温循环方式。 目前关于变温器研究最多的是气固反应热变温器系统。该系统利用可逆气固反应过程，可 以有效提升热源温度，实现废热的再利用。
虽然气固反应热变温器的应用前景广阔，但目前还存在着诸如化学反应机理尚不 清晰，系统安全要求高，工作效率比较低，初期投资大等急需解决的理论和实际问题。综合分析热泵和目前气固反应热变温系统的优缺点，本发明提出了利用热驱动式 热电互化温差放大器开发利用低品位热。这项发明具有三个优点第一是热驱动，实现温 差；第二是通过热电互化产生温差并将温差放大，实现变温；第三是利用低品位热源提供 高温热源、低温热源和电能，实现变力。三、发明内容及应用本发明所要解决的问题是利用热电材料设计一种产生温差并将该温差放大的设 备一温差放大器。利用它由一个低品位热源外界提供高温热源、低温热源、电能，从而实 现以一种新的方式_变温的方式_开发利用热能。低品位热源是指温度低而不稳定的热源。本发明的两个关键技术是诺骨牌效应下温差的产生技术和系统活化能作用下温 差放大技术。下面结合
图1分析变温过程中两部分电能Ep E2的来龙去脉及其产生的后果来阐 述这两个关键技术开动变力器前，先向1、2、3、4管分别装入1\、1\-八1\、1\、1\+八1~2的预设 温度的水进行启动。E1的来龙去脉及其产生的后果加入预设温度的水启动后，1、2管间存在温差 Δ \。温差发电电堆5利用这个启动温差发电向温差制冷电堆7提供电能Ep温差制冷电 堆7利用电能E1从U型管A的底端吸收热量Q1，向U型管B的底端释放热量EJQ1。E1来自 分割系统A进入分割系统B，造成分割系统A的内能减少EJQ1温度降低，分割系统B的内 能增多EJQ1温度升高。E2的来龙去脉及其带来的后果加入预设温度的水启动后，3、4管间存在温差 ΔΤ2。温差发电电堆5利用这个启动温差发电向温差制冷电堆7提供电能Ε2。温差制冷电 堆7利用电能E2从U型管A的底端吸收热量Q2，向U型管B的底端释放热量E2+Q2。E2来自 分割系统B又进入分割系统B称为系统活化能，它造成分割系统A的内能进一步减少Q2温 度进一步降低，分割系统B的内能进一步增多Q2温度进一步升高，对变温起到了促进作用。调试时，向分割系统A和B的入水口 1、3输入温度为T1待开发的低品位热源水，调 节水速V” V2，使V1 V2 = AT2 AT1 = HI1 HI2= η =温差放大系数，保障正常变温。对诺骨牌效应下温差的产生技术的阐述调试后，由于水的流动，后流入1的内能 未减少的低品位热源的水同先流入的内能减少了 δ (EJQJQ2)并进入2的水之间总存在一 个温差Δ T1，这个温差的存在又使后流入的水在前进的过程中内能也减少δ (EJQJQ2)而 从2中流出得到温度为T1- Δ T1低温热源水；同理后流入3的内能未增加的低品位热源的水 同先流入的内能增加了 S (EfQAQ2)并进入4的水之间总存在一个温差ΔΤ2，这个温差的 存在又使后流入的水在前进的过程中内能也增加δ (EJQJQ2)而从4中流出得到新的温度 为T1+ Δ T2的高温热源水。这一过程的持续是在启动温差存在下诱发的，因此把这一技术称 为诺骨牌效应下温差的产生与维持技术。而热电互化变温的实现是以存在温差推动力为前 提的，故把本设计的温差放大器称为热驱动式热电互化温差放大器。对系统活化能作用下温差放大技术的阐述=E2来自分割系统B又进入分割系统B 称为系统活化能，它造成分割系统A的内能进一步减少Q2温度进一步降低，分割系统B的内能进一步增多Q2温度进一步升高，对变温起到了促进作用。在从2流出的新的低温热源水和从4流出的新的高温热源水之间存在着一个更大 温差δ \+ΔΤ2，因此可利用这个更大的温差进行发电。温差放大器提供了一条新的开发和应用热能的简捷途径。在任何地区都可使用温 差放大器开发利用当地低品位热，省却了能源材料和能源的远距离输送；可将地热能通过 温差放大器在地下转化成电能，以电能的形式输到地表，而不是汲取地下热水；可直接提供 电能、高温热源、低温热源，应用于化工生产、居民用电、日常生活中降温防暑、取暖御寒。这 些应用将会在一定程度上促使人们的生活方式和生产方式发生改变，象热机的出现一样推 动社会进步。四、附图1说明分割系统Α，分割系统B ；I-A端低品位热源入水口 ；2-Α端新低温热源出水口 ；3-Β端低品位热源入水口 ；4-Β端新高温热源出水口 ；5、6-ΡΝ型温差发电电堆；7-ΡΝ型制冷电堆；8、9、10、11-电导线。各部分的功能:Α端-输入T1原热源的水，输出T1-AT1新热源冷水；B端-输入T1原热源的水，输出T1+Δ T2新热源热水；温差发电电堆5-利用1、2间的温差发电，为7提供电能E1,对水流V1制冷；温差发电电堆6-利用3、4间的温差发电，为7提供电能E2，使系统活化；温差制冷电堆7-利用电能E^ E2,使能量E^QJQ2在分割系统A、B间转移。
五具体实施例方式安装在导热U型管的中部、底部安装上温差电堆，连接好导线，必要时将温差制 冷电堆7改装成两个独立的电堆。(为了提高变温系数，可设计累积式双管三极精馏柱变力 器，实施热能精馏、冷芯、超导储能等技术。)启动开动前，先向1、2、3、4管分别装入251、151、251、751的预设温度的水进
行启动。调试然后打开水阀调节水速Vl、V2,使V1ZV2 = 5。
权利要求
诺骨牌效应下温差的产生技术。启动时利用温差电堆发电制冷感生温差，调试后继续利用感生温差使温差电堆持续发电制冷再次循环往复感生温差。于是产生诺骨牌效应下温差的产生与维持。其特征为发电制冷时不需外接提供低温热源；制冷的同时提供电能，维持温差；产品的该部分A为U型结构。
2.系统活化能作用下温差放大技术。E2来自分割系统B又进入分割系统B称为系统活化能，它造成分割系统A的内能进一 步减少Q2温度进一步降低，分割系统B的内能进一步增多Q2温度进一步升高，对变温起到 了促进作用。其特征为整个系统实现热电制冷时不需要外界提供电能； 利用系统活化能促进温差放大； 产品的该部分B为U型结构。
全文摘要
本发明公布了一种利用变温的方式来开发利用低品位热能的机械-温差放大器的设计。利用它由一个低品位热源向外界提供高温热源、低温热源、电能，从而实现以一种新的方式-变温的方式-开发利用热能。本发明的两个关键技术是诺骨牌效应下温差的产生技术和系统活化能作用下温差放大技术。本发明的温差放大器，在两个夹有温差发电电堆的U型管中利用赛贝克效应发电制冷，出现温差感生电流，电流感生温差的持续互感的诺骨牌现象，达成产生并维持一定温差的第一初始目的。在两U型管间利用佩尔捷效制冷、制热，出现系统“活化能”的释放和回收的催化变温现象，达成放大温差的第二最终目的。
文档编号H02N11/00GK101924501SQ20101014878
公开日2010年12月22日 申请日期2010年3月9日 优先权日2010年3月9日
发明者王仁会 申请人:王仁会;孟凡磊;王勇