专利名称：一种温差发电系统和温差发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及节能减排技术，尤其涉及一种将废余热进行回收，减少对环境的热量排放，并使其输出电能的系统。·
背景技术：
虽然最近几年随着能源与环境危机的日渐突出，以及一批高性能热电转换材料的开发成功，温差电技术的研究又重新成为热点。半导体温差发电原理就是将两种不同类型的热电转换材料N和P的结合，并将其一端置于高温状态，另一端开路并给以低温时，由于高温端的热激发作用较强，空穴和电子浓度也比低温端高，在这种载流子浓度梯度的驱动下，空穴和电子向低温端扩散，从而在低温端形成电势差；如果将许多对P型和N型热电转换材料连接起来组成模块，就可得到足够高的电压，形成一个温差发电机。温差发电机具有温差发电的特性，具体可以是半导体温差发电机。现有技术中有多种类型的半导体温差发电机。例如，一种半导体温差发电机，若其热端通过150°C的导热油，其冷端通过30°C的冷水，也就是说，温差达到140°C，则在其电压输出端可以输出160V的直流电，功率达到300W左右；通常来说，半导体温差发电机在温差达到60°C以上即可输出具有利用价值的电压。随着温差发电机在温差的作用下输出电能，温差发电机的冷、热端之间的温差也会越来越小；也就是说，在温差发电机发电的过程中，会从热端吸收热量，从冷端释放热量。为了让温差发电机能够持续地发电，需要维持其冷、热端之间的温差。如图I所示，通常是在温差发电机的热端持续地流过具有较高温度的流动介质，如高温的水或导热油等，在温差发电机的冷端持续地流过较低的流动介质，如冷水等。如果在冷端不能持续补充冷的流动介质，则冷端温度会逐渐上升；也就是说，冷端需要不断有冷的流动介质流过，例如，冷端接到自来水管或者井水管；否则，冷、热端之间的温差会越来越小，输出电压也就越来越小；直到温差平衡，温差发电机将不再输出电压。因此，现有技术中的温差发电机发电方法应用场合有限，需要外界不断持续补充冷的流动介质，在不能接受到外界补充的冷的流动介质的场合，即无外界冷源的场合则无法适用。例如在某些温差发电机需要移动的场合，温差发电机无法通过管道与自来水或井水相通，则无法应用温差发电机进行发电。
实用新型内容本实用新型的实施例提供了一种温差发电系统和温差发电机，使得温差发电机可以应用在不需要外界冷源的场合，并达到回收利用能量、减少对环境热排放的目的。根据本实用新型的一个方面，提供了一种温差发电系统，包括温差发电机、热泵装置、第一换热池、第二换热池；从热源中流出的热的流动介质经第一换热池，流经所述温差发电机的热端；从第二换热池流出的冷的流动介质，流经所述温差发电机的冷端回流到第二换热池；[0009] 所述热泵装置的冷凝器设置于第一换热池中，向流经第一换热池的流动介质释放热量；所述热泵装置的蒸发器设置于第二换热池中，吸收第二换热池中的流动介质的热所述温差发电机的电压输出端向负载输出电能。其中，所述热泵装置还包括压缩机、节流阀、制冷剂循环管道；其中，所述压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器依次通过所述制冷剂循环管道相连，构成封闭的制冷剂的循环通道；所述压缩机用于对所述制冷剂加压，使制冷剂成为高温高压的气体状态后进入所述冷凝器；所述冷凝器具体用冷凝液化所述制冷剂，使所述制冷剂成为液体，并将所述制冷剂释放的热量释放到流经第一换热池的流动介质中；所述节流阀用于对从所述冷凝器流出的制冷剂进行减压，使所述制冷剂成为低温低压液体；所述蒸发器具体用于吸收第二换热池中的流动介质的热量，蒸发气化从所述节流阀流出的制冷剂，使所述制冷剂成为气体状态。进一步，所述温差发电机的电压输出端经稳压电路、整流电路后向负载输出电能。其中，所述温差发电机包括多个热端，以及个数与热端数量相应的冷端、个数与热端数量相应的温差发电片组；其中，冷、热端间隔排列，并在每对相邻排列的冷端与热端之间夹接有一组温差发电片。根据本实用新型的另一个方面，提供了一种温差发电机，包括至少一个热端，以及与热端数量相应的冷端、与冷、热端总数相应的温差发电片组；其中，冷、热端间隔排列，并在每对相邻排列的冷端与热端之间夹有一组温差发电片。根据本实用新型的另一个方面，提供了一种温差发电系统，包括废余热聚集子系统，用以储存含有废余热的流动介质；第一热泵装置，用以吸收所述废余热聚集子系统中的流动介质的废余热，并在补充能量后产生高热值能量；高热值能量输出子系统，所述高热值能量输出子系统中的流动介质用以吸收第一热泵装置所产生的高热值能量；温差发电机，其热端与所述高热值能量输出子系统输出的流动介质接触吸取热第三换热池，用于存储冷的流动介质；所述温差发电机的冷端向所述第三换热池中的流动介质释放热量；第二热泵装置，用以吸收第三换热池中的流动介质的热量，并在补充能量后向所述废余热聚集子系统输出热量。其中，所述废余热聚集子系统中的的流动介质具体为水；以及所述废余热聚集子系统包括温水蓄水池和第四换热池；所述温水蓄水池用以储备具有废余热的水；第四换热池具有热水输入口，与所述温水蓄水池相通，用以接收温水蓄水池输出的热水，第四换热池还具有冷水输出口 ；[0029]第一热泵装置包括冷凝器和蒸发器，分别设置于所述高热值能量输出子系统和第四换热池中；第一热泵装置的蒸发器吸收第四换热池中水的热量，第一热泵装置的冷凝器向所述高热值能量输出子系统释放高热值能量；所述控制单元用于控制所述热水输入口和冷水输出口的阀门，使第四换热池中的水从所述冷水输出口流出后，更换为从所述温水蓄水池流入的水。·进一步，第一热泵装置还包括压缩机、节流阀、制冷剂循环管道；其中，所述压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器依次通过所述制冷剂循环管道相连，构成封闭的制冷剂的循环通道；所述压缩机用于对所述制冷剂加压，使制冷剂成为高温高压的气体状态后进入所述冷凝器；所述冷凝器具体用冷凝液化所述制冷剂，使所述制冷剂成为液体，并将所述制冷剂释放的热量释放到所述高热值能量输出子系统中；所述节流阀用于对从所述冷凝器流出的制冷剂进行减压，使所述制冷剂成为低温低压液体；所述蒸发器具体用于吸收第四换热池中水的热量，蒸发气化从所述节流阀流出的制冷剂，使所述制冷剂成为气体状态。第二热泵装置包括设置于第三换热池中的蒸发器和设置于所述温水蓄水池中的冷凝器；第二热泵装置的蒸发器吸收第三换热池中的流动介质的热量，第二热泵装置的冷凝器向所述温水蓄水池中的水释放热量。第二热泵装置还包括压缩机、节流阀、制冷剂循环管道；其中，第二热泵装置的压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器依次通过第二热泵装置的制冷剂循环管道相连，构成封闭的制冷剂的循环通道；第二热泵装置的压缩机用于对所述制冷剂加压，使制冷剂成为高温高压的气体状态后进入所述冷凝器；第二热泵装置的冷凝器具体用冷凝液化所述制冷剂，使所述制冷剂成为液体，并将所述制冷剂释放的热量释放到所述高热值能量输出子系统中；第二热泵装置的节流阀用于对从所述冷凝器流出的制冷剂进行减压，使所述制冷剂成为低温低压液体；第二热泵装置的蒸发器具体用于吸收第四换热池中水的热量，蒸发气化从所述节流阀流出的制冷剂，使所述制冷剂成为气体状态。本实用新型的实施例由于由于利用热泵技术，使温差发电机冷端的介质保持低温状态，温差发电机冷端不必通过管道与自来水或井水相通，以提供持续不断的冷的流动介质，从而使得温差发电机可以应用在不需要外界冷源的场合。而且，通过热泵还回收利用了温差发电机203的冷端释放的能量，并在消耗一部分能量后，通过冷凝器向流经第一换热池的流动介质释放热量以供温差发电机的热端吸收发电；也就是说，回收利用了温差发电机冷端释放的能量，补充一定能量后，又使之用于温差发电机的热端以供发电，达到减少热排放的目的。采用高效热泵技术，实现热量的反复转换发电，直到100%转换为电能，实现零排放。进一步，本实用新型的实施例将低热值的废余热水，在经过消耗少量能量的热泵
6系统浓缩集中能量后产生含高热值能量的新载体，再利用高热值能量输出电能，从而可以充分利用回收低热值的废余热，提高废余热的再利用性和经济性，达到更进一步节约能源、减少对环境热排放的目的。众所周知，电能为一种更为便利和广泛使用的能源，从而进一步提高了废余热的再利用性。事实上，第一热泵装置的压缩机虽然要消耗掉一部分电能，但是，由于利用吸收了废余热聚集子系统中的废余热，使得温差发电机输出电能要高于压缩机所消耗的电能。由此看出，通过本实用新型实施例的技术方案，使得废余热提升热值后，可以输出具有更适普遍使用的电能，达到节约能源的目的。
图I为现有技术的温差发电机发电示意图；图2a为本实用新型实施例一的温差发电系统结构示意图；图2b、2c为本实用新型实施例一的温差发电机内部结构示意图；图3为本实用新型实施例二的回收利用废余热的温差发电系统框图示意图；图4为本实用新型实施例二的回收利用废余热的温差发电系统结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的主要思路为利用热泵技术，使温差发电机冷端的介质保持低温状态，温差发电机冷端不必通过管道与自来水或井水相通，以提供持续不断的冷的流动介质，从而使得温差发电机可以应用在不需要外界冷源的场合。
以下结合附图详细说明本实用新型实施例的技术方案。实施例一参见图2所示的本实用新型实施例一的温差发电系统，包括温差发电机203、热泵装置(图中未标)、第一换热池204、第二换热池205。其中，热泵装置具体包括冷凝器211、压缩机212、蒸发器213、制冷剂循环管道214、节流阀215。冷凝器211设置于第一换热池204中；蒸发器213设置于第二换热池205中。从热源中流出的热的流动介质经第一换热池204，流经温差发电机的热端203。具体地，第一换热池204的一端与热源相连，另一端与温差发电机203的热端入口相通。热源可以持续提供热的流动介质，例如，锅炉提供烧热的水，或者通过热泵、太阳能等技术提供加热的水或者油等。热的流动介质，例如可以是160°C的导热油，或者300°C的热水。温差发电机203的热端吸收热的流动介质的热量后，该流动介质从温差发电机203的热端出口流出。从温差发电机203的热端出口流出的流动介质往往具有较高的热值，还可以回流到热源，补充能源后继续通过第一换热池204流到温差发电机203的热端。从第二换热池205流出的冷的流动介质，流经温差发电机203的冷端回流到第二换热池205。具体地，第二换热池205与温差发电机203的冷端相通，用以向温差发电机203的冷端提供冷的流动介质，如30°C或10°C的水。第一换热池204或者第二换热池205中的流动介质具体可以是水、油或者其它介质。温差发电机203的冷端与热端之间夹有多个温差发电片，温差发电片之间可以通过串联或者并联或者串并联混合方式构成一组温差发电片组。温差发电片组在冷、热端的CN 202737789 U
书
明
说
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温差作用下，向负载输出一定的电压、电流，用于输出电压、电流的端口即为温差发电机203的电压输出端。温差发电机203从电压输出端向负载输出电能。进一步,温差发电机203的电压输出端还可经稳压电路、整流电路后向负载输出电能。压缩机212、蒸发器213、节流阀215、冷凝器211通过制冷剂循环管道214依次相连，构成封闭的制冷剂的循环通道。制冷剂在循环通道中的流动方向为从压缩机212向冷凝器211的方向流动。 制冷剂被压缩机212加压，成为高温高压的气体状态后，进入冷凝器211。热泵装置的冷凝器211设置于第一换热池204中。冷凝器211冷凝液化制冷剂，使制冷剂成为液体，制冷剂在由气态变为液态的过程中放热，冷凝器211向流经第一换热池204的流动介质
释放热量。液体制冷剂从冷凝器211流出后进入节流阀215，经节流阀215减压，变为低温低压液体后，进入蒸发器213。热泵装置的蒸发器213设置于第二换热池中205，蒸发器213吸取第二换热池205中冷的流动介质的热量，蒸发气化制冷剂，使所述制冷剂成为气体状态。气态的制冷剂通过制冷剂循环管道又回流到压缩机212，压缩机212再次进行压缩，重复上述的操作。由于蒸发器213吸取第二换热池205中流动介质的热量，使得第二换热池205中流动介质保持在低温状态，从而可以向温差发电机203的冷端提供冷的流动介质，温差发电机203的冷端在向冷的流动介质释放热量后，该流动介质的热量将继续被第二换热池205中的蒸发器213吸收，这样，保持了温差发电机203的热、冷端的温差，而不必通过管道与自来水或井水相通，以提供持续不断的冷的流动介质，从而使得温差发电机可以应用在更多的场合。而且，还回收利用了温差发电机203的冷端释放的能量、减少对环境的热排放。温差发电机的一种具体结构还可以如图2b或者2c所示，包括至少一个热端、与热端数量相应的冷端、与冷、热端总数相应的温差发电片组；其中，冷、热端间隔排列，并在每对相邻排列的冷端与热端之间夹有一组温差发电片。其中，与热端数量相应的冷端具体包括冷端数量与热端数量相同；或者,冷端数量比热端数量多I个；或者，冷端数量比热端数量少I个。与冷、热端总数相应的温差发电片组具体为温差发电片组数量比冷、热端总数少I个。例如，图2b所示的温差发电机中有I个热端，与热端数量相应的冷端为2个。冷、热端总数为3，与冷、热端总数相应的温差片组为2个。冷、热端为间隔排列的，在每对冷端与热端之间夹有一组温差发电片。再如，图2c所示的温差发电机中有2个热端，与热端数量相应的冷端为2个。冷、热端总数为4，与冷、热端总数相应的温差片组为3个。冷、热端为间隔排列的，在每对冷端与热端之间夹有一组温差发电片。本实用新型实施例一由于利用热泵技术，使温差发电机冷端的介质保持低温状态，温差发电机冷端不必通过管道与自来水或井水相通，以提供持续不断的冷的流动介质，从而使得温差发电机可以应用在不需要外界持续补充冷的流动介质的场合。而且，通过热泵还回收利用了温差发电机203的冷端释放的能量，并在消耗一部分能量后，通过冷凝器
8向流经第一换热池的流动介质释放热量以供温差发电机的热端吸收发电；也就是说，回收利用了温差发电机冷端释放的能量，补充一定能量后，又使之用于温差发电机的热端以供发电，达到减少热排放的目的。采用高效热泵技术，实现热量的反复转换发电，直到100%转换为电能，实现零排放。 实施例二进一步，还可以回收利用废余热进行供电。本实用新型实施例二提供的另一种温差发电系统参见图3所示，其包括废余热聚集子系统301、第一热泵装置302、高热值能量输出子系统303、温差发电机203、第三换热池305、第二热泵装置304。其中，第一热泵装置302与第二热泵装置304均包括冷凝器211、压缩机212、蒸发器213、制冷剂循环管道214、节流阀215。第一热泵装置302与第二热泵装置304的冷凝器211、压缩机212、蒸发器213、制冷剂循环管道214、节流阀215的功能与工作原理与上述实施例一热泵装置的相同，此处不再赘述。废余热聚集子系统301用以储备具有废余热的流动介质，例如，具有废余热的水。具有废余热的水可以是企业排放的具有废余热的工业废水，温度可以达到50-70°C，甚至更高；具有废余热的水还可以是生活热水，温度大概40-50°C ;具有废余热的水还可以是采集了太阳能后变热的水，温度可以是50-70°C，甚至更高；具有废余热的水还可以是地热水等其它来源的水。第一热泵装置302用以吸收废余热聚集子系统301中的流动介质的废余热，并在
补充一定能量后产生高热值能量。高热值能量输出子系统303中具有流动性的介质(即流动介质)，高热值能量输出子系统303中的流动介质用以吸收第一热泵装置302所产生的高热值能量，变成高温介质。例如，高热值能量输出子系统303中的介质在吸收高热值能量后温度可以达到300°C，甚至更高，例如300°C以上，150-2000C。由于高热值能量具有普遍应用性，例如可以用来发电，从而使得废余热具有了较高的再利用性。温差发电机203的热端与从高热值能量输出子系统303中输出的流动介质接触，吸取从高热值能量输出子系统303输出的流动介质的热量；温差发电机203的冷端向流经的冷的流动介质释放热量。在热端与冷端之间的温差作用下，温差发电机203的温差发电片将产生电压，从而温差发电机203的电压输出端向负载输出电能。进一步，温差发电机203的电压输出端还可经稳压电路、整流电路后向负载输出电能。流过温差发电机203的冷端的流动介质具体可以是流动的冷水，例如温度为30°C的冷水通过温差发电机203的冷端；也可以是流动的空气，在温差发电机203的冷端安装有散热装置，温差发电机203的冷端通过散热装置向空气中释放热量。第三换热池305与温差发电机203的冷端相通，第三换热池305中存储有冷的流动介质。流动介质从第三换热池305流出，经温差发电机203的冷端再回流第三换热池305，从而温差发电机203的冷端可以实现向第三换热池305中的流动介质释放热量。第二热泵装置304用以吸收第三换热池305中的流动介质的热量，并在补充能量后向废余热聚集子系统301输出热量。具体地，如图4所示，废余热聚集子系统301可以包括温水蓄水池401、第四换热池 402。[0078]温水蓄水池401用以储备具有废余热的水。例如，温水蓄水池401中的热水可以是回收的热的生活用水，如洗澡后的水；另外，抽油烟机输出的热气也可以通过管道排放到温水蓄水池401的水中，回收利用餐厨余热；或者，温水蓄水池401中的热水可以是企业排放的具有废余热的工业废水；再或者，在工业企业烟 上方安装了喷淋头，当废气从烟囱排出时，打开喷淋头喷出冷水，废气经由喷淋头喷出的冷水后，冷水吸收了废气中的热量变成温水或热水流到温水蓄水池401中成为储备的水；再或者，温水蓄水池401中储备的水可以是从地下采集的含热量比较低的温泉或地热水；再或者，温水蓄水池401中储备的水可以是工业企业冷却环节中排出的具有低热值的废水、废液，或者吸收了排放的废气中的热量的低热值水。第四换热池402具有热水输入口，通过管道与温水蓄水池401相通，用以接收温水蓄水池401输出的热水；第四换热池402还具有一个或多个冷水输出口，用以向外输出冷水。在第四换热池402的热水输入口以及冷水输出口均设置有阀门，控制水流的流出或流进。控制水流从温水蓄水池401流到第四换热池402的方式可以是利用势差，让位于高处的温水蓄水池401中的水流到第四换热池402中；也可以是利用水泵将水从温水蓄水池401抽取到第四换热池402中。第一热泵装置302包括冷凝器211、压缩机212、蒸发器213、制冷剂循环管道214、节流阀215、控制单元(图中未标)。其中，冷凝器211设置于高热值能量输出子系统303中；蒸发器213设置于第四换热池402中。第一热泵装置302的冷凝器211、压缩机212、蒸发器213、制冷剂循环管道214、节流阀215的工作原理与上述实施例一中相同，此处不再赘述。冷凝器211将制冷剂释放的热量释放到高热值能量输出子系统303中，从而使高热值能量输出子系统303中的介质的温度升高。高热值能量输出子系统303中的介质可以是具有流动性的介质，例如，空气、水、或者油，或者水化蒸汽。这些介质吸收了冷凝器211释放的热量后，并将能量输出，使得从蒸发器吸收的废余热得以再次利用。例如，高热值能量输出子系统303输出高温的流动介质，如高温水、或者高温导热油，或者高温蒸汽等到温差发电机203的热端，温差发电机203的热端吸收热量；同时温差发电机203的冷端向流过的冷的流动介质释放热量，从而温差发电机203的电压输出端可以向负载输出电能；之后高热值能量输出子系统303输出的流动介质又回流到高热值能量输出子系统303中。高热值能量输出子系统303的流动介质流出、经温差发电机203的热端后又流入，循环往复，可通过高热值能量输出子系统303中设置的泵或者循环管道中设置的泵来实现流动介质的循环。液体制冷剂从冷凝器211流出后进入节流阀215，经节流阀215减压，变为低温低压液体后，进入蒸发器213。蒸发器213吸取第四换热池402中水的热量，蒸发气化制冷剂，使所述制冷剂成为气体状态。气态的制冷剂通过制冷剂循环管道又回流到压缩机212，压缩机212再次进行压缩，重复上述的操作。由于第四换热池402接收从温水蓄水池401输出的热水，具有一定热值，例如第四换热池402中的水达到60°C以上，那么，蒸发器213吸收了废余热的热量，并通过压缩机作功，即补充一定的能量后，从而在冷凝器211产生了高热值的能量，比如使得冷凝器211的温度达到300°C以上，也就使得高热值能量输出子系统303中的介质温度达到300°C以上。这些介质吸收了冷凝器211释放的热量后，成为高温的介质。随着蒸发器213不断吸收第四换热池402中水的热量，第四换热池402中的水的温度越来越低。控制单元用以控制第四换热池402的热水输入口和冷水输出口的阀门，使第四换热池402中变冷的水从冷水输出口流出后，更换为从温水蓄水池401流入的水。具体地，在第四换热池402中可以设置有第一温度传感器，用于检测第四换热池402中水的温度。随着蒸发器213不断吸取第四换热池402中水的热量，使得第四换热池402中水的温度越来越低。若阀门控制单元判断出从第一温度传感器接收的温度值低于设定阈值，则控制单元控制第四换热池402的冷水输出口的阀门开启，第四换热池402中的冷水经由冷水输出口流出。流出的冷水既可以直接排到下水道，也可以再次利用为冲厕所等用水。设定阈值可以根据实际情况确定，例如，设定阈值为30°C。控制单元控制第四换热池402的冷水输出口的阀门开启后，经过设定的时间段A，控制冷水输出口的阀门关闭。时间段A可以根据实际情况设定，例如设定时间段A为半分钟。控制单元在控制冷水输出口的阀门关闭后，控制热水输入口的阀门开启。温水蓄水池401中的热水通过热水输入口流进第四换热池402。控制单元在控制热水输入口的阀门开启后，经过设定的时间段B，控制热水输入口的阀门关闭。时间段B可以根据实际情况设定，例如设定时间段B为半分钟。当然，也可以通过其它方法来控制热水输入口的阀门关闭当控制单元根据水位检测传感器检测的水位，确定检测的水位超过设定的水位位置，则控制热水输入口的阀门关闭。高热值能量输出子系统303中设置有第二温度传感器，用于检测高热值能量输出子系统303中的介质的温度。控制单元根据第二温度传感器检测的温度，控制压缩机212的启停，以使得高热值能量输出子系统303中的介质的温度维持在一定的温度范围内。例如，需要将高热值能量输出子系统303中的介质的温度维持在145-160°C之间，则当控制单元确认第二温度传感器检测的温度低于145°C时启动压缩机212 ;当控制单元确认第二温度传感器检测的温度高于160°C时停止压缩机212。在图4所示的技术方案中，温差发电机203的冷端接触冷的流动介质，冷的流动介质吸收热量变热后，还可以进一步回收流动介质的废余热从温差发电机203的冷端输出的变热后的流动介质，进入到第三换热池305。第二热泵装置304的蒸发器213设置于第三换热池305中，用以吸收第三换热池305中流动介质的热量，从而使流动介质再次变冷；第二热泵装置304的冷凝器211设置于温水蓄水池401中，向温水蓄水池401里的水释放热量。这样，就不必因为冷的流动介质吸热后温度升高的原因而不断更换新的温度低的冷的流动介质了，同时还回收利用了温差发电机203冷端所释放的热量。第二热泵装置304的压缩机212、制冷剂循环管道214、节流阀215等与第一热泵装置302的压缩机212、制冷剂循环管道214、节流阀215的功能和工作原理相同第二热泵装置304的压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器依次通过第二热泵装置304的制冷剂循环管道相连，构成封闭的制冷剂的循环通道；第二热泵装置304的压缩机用于对所述制冷剂加压，使制冷剂成为高温高压的气体状态后进入所述冷凝器；第二热泵装置304的冷凝器具体用冷凝液化所述制冷剂，使所述制冷剂成为液
1体，并将所述制冷剂释放的热量释放到所述高热值能量输出子系统中；第二热泵装置304的节流阀用于对从所述冷凝器流出的制冷剂进行减压，使所述制冷剂成为低温低压液体；第二热泵装置304的蒸发器具体用于吸收第四换热池中水的热量，蒸发气化从所述节流阀流出的制冷剂，使所述制冷剂成为气体状态。本实用新型实施例二由于利用热泵技术，使温差发电机冷端的介质保持低温状态，温差发电机冷端不必通过管道与自来水或井水相通，以提供持续不断的冷的流动介质，从而使得温差发电机可以应用在不需要外界冷源的场合。进一步，本实用新型实施例二将低热值的废余热水，在经过消耗少量能量的热泵系统浓缩集中能量后产生含高热值能量的新载体，再利用高热值能量输出电能，从而可以充分利用回收低热值的废余热，提高废余热的再利用性和经济性，达到更进一步节约能源、减少对环境热排放的目的。众所周知，电能为一种更为便利和广泛使用的能源，从而进一步提高了废余热的再利用性。事实上，第一热泵装置的压缩机虽然要消耗掉一部分电能，但是，由于利用吸收了废余热聚集子系统中的废余热，使得温差发电机输出电能要高于压缩机所消耗的电能。由此看出，通过本实用新型实施例的技术方案，使得废余热提升热值后，可以输出具有更适普遍使用的电能，达到节约能源的目的。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种温差发电系统，包括温差发电机、热泵装置、第一换热池、第二换热池；从热源中流出的热的流动介质经第一换热池，流经所述温差发电机的热端；从第二换热池流出的冷的流动介质，流经所述温差发电机的冷端回流到第二换热池；所述热泵装置的冷凝器设置于第一换热池中，向流经第一换热池的流动介质释放热量；所述热泵装置的蒸发器设置于第二换热池中，吸收第二换热池中的流动介质的热量；所述温差发电机的电压输出端向负载输出电能。
2.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述热泵装置还包括压缩机、节流阀、制冷剂循环管道；其中，所述压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器依次通过所述制冷剂循环管道相连，构成封闭的制冷剂的循环通道；所述压缩机用于对所述制冷剂加压，使制冷剂成为高温高压的气体状态后进入所述冷凝器；所述冷凝器具体用冷凝液化所述制冷剂，使所述制冷剂成为液体，并将所述制冷剂释放的热量释放到流经第一换热池的流动介质中；所述节流阀用于对从所述冷凝器流出的制冷剂进行减压，使所述制冷剂成为低温低压液体；所述蒸发器具体用于吸收第二换热池中的流动介质的热量，蒸发气化从所述节流阀流出的制冷剂，使所述制冷剂成为气体状态。
3.如权利要求I或2所述的系统，其特征在于，所述温差发电机的电压输出端经稳压电路、整流电路后向负载输出电能。
4.如权利要求I或2所述的系统，其特征在于，所述温差发电机包括多个热端，以及个数与热端数量相应的冷端、个数与热端数量相应的温差发电片组；其中，冷、热端间隔排列，并在每对相邻排列的冷端与热端之间夹接有一组温差发电片。
5.一种温差发电机，包括至少一个热端，以及与热端数量相应的冷端、与冷、热端总数相应的温差发电片组；其中，冷、热端间隔排列，并在每对相邻排列的冷端与热端之间夹有一组温差发电片。
6.—种温差发电系统,包括废余热聚集子系统，用以储存含有废余热的流动介质；第一热泵装置，用以吸收所述废余热聚集子系统中的流动介质的废余热，并在补充能量后产生高热值能量；高热值能量输出子系统，所述高热值能量输出子系统中的流动介质用以吸收第一热泵装置所产生的高热值能量；温差发电机，其热端与所述高热值能量输出子系统输出的流动介质接触吸取热量；第三换热池，用于存储冷的流动介质；所述温差发电机的冷端向第三换热池中的流动介质释放热量；第二热泵装置，用以吸收第三换热池中的流动介质的热量，并在补充能量后向所述废余热聚集子系统输出热量。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述废余热聚集子系统中的的流动介质具体为水；以及所述废余热聚集子系统包括温水蓄水池和第四换热池；所述温水蓄水池用以储备具有废余热的水；第四换热池具有热水输入口，与所述温水蓄水池相通，用以接收温水蓄水池输出的热水，第四换热池还具有冷水输出口 ；第一热泵装置包括冷凝器和蒸发器，分别设置于所述高热值能量输出子系统和第四换热池中；第一热泵装置的蒸发器吸收第四换热池中水的热量，第一热泵装置的冷凝器向所述高热值能量输出子系统释放高热值能量；所述控制单元用于控制所述热水输入口和冷水输出口的阀门，使第四换热池中的水从所述冷水输出口流出后，更换为从所述温水蓄水池流入的水。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，第一热泵装置还包括压缩机、节流阀、制冷剂循环管道；其中，所述压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器依次通过所述制冷剂循环管道相连，构成封闭的制冷剂的循环通道；所述压缩机用于对所述制冷剂加压，使制冷剂成为高温高压的气体状态后进入所述冷凝器；所述冷凝器具体用冷凝液化所述制冷剂，使所述制冷剂成为液体，并将所述制冷剂释放的热量释放到所述高热值能量输出子系统中；所述节流阀用于对从所述冷凝器流出的制冷剂进行减压，使所述制冷剂成为低温低压液体；所述蒸发器具体用于吸收第四换热池中水的热量，蒸发气化从所述节流阀流出的制冷剂，使所述制冷剂成为气体状态。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，第二热泵装置包括设置于第三换热池中的蒸发器和设置于所述温水蓄水池中的冷凝器；第二热泵装置的蒸发器吸收第三换热池中流动介质的热量，第二热泵装置的冷凝器向所述温水蓄水池中的水释放热量。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，第二热泵装置还包括压缩机、节流阀、制冷剂循环管道；其中，第二热泵装置的压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器依次通过第二热泵装置的制冷剂循环管道相连，构成封闭的制冷剂的循环通道；第二热泵装置的压缩机用于对所述制冷剂加压，使制冷剂成为高温高压的气体状态后进入所述冷凝器；第二热泵装置的冷凝器具体用冷凝液化所述制冷剂，使所述制冷剂成为液体，并将所述制冷剂释放的热量释放到所述高热值能量输出子系统中；第二热泵装置的节流阀用于对从所述冷凝器流出的制冷剂进行减压，使所述制冷剂成为低温低压液体；第二热泵装置的蒸发器具体用于吸收第四换热池中水的热量，蒸发气化从所述节流阀流出的制冷剂，使所述制冷剂成为气体状态。
专利摘要本实用新型公开了一种温差发电系统和温差发电机。所述系统包括温差发电机、热泵装置、第一换热池、第二换热池；从热源中流出的热的流动介质经第一换热池，流经温差发电机的热端；从第二换热池流出的冷的流动介质，流经温差发电机的冷端回流到第二换热池；热泵装置的冷凝器设置于第一换热池中，向流经第一换热池的流动介质释放热量；热泵装置的蒸发器设置于第二换热池中，吸收第二换热池中的流动介质的热量。由于利用热泵技术，使温差发电机冷端的介质保持低温状态，从而使得温差发电机可以应用在不需要外界冷源的场合。而且，通过热泵回收利用了温差发电机冷端释放的能量，补充一定能量后，又使之用于温差发电机热端以供发电，达到减少热排放的目的。
文档编号H02N11/00GK202737789SQ20122016970
公开日2013年2月13日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者苟仲武 申请人:苟仲武