热水器温差发电系统的制作方法
【专利摘要】一种热水器温差发电系统，其特征在于：其包括贴合在温差发电元件上下两面的第一换热器1和第二换热器，所述的第一、第二换热器内设有换热空腔，空腔两端引出两接水口，所述的第一换热器通过接水口串联入热水器的进水管道中，所述的第二换热器通过接水口串联入热水器的出水管道中，所述的温差发电元件电联接接入控制系统与用电器连接。本实用新型的有益效果是：1）利用热水器工作燃烧时产生的热量发电供浴室电器产品使用，无需外接电源，安全节能。2）发电过程无化学反应和机械运动，无噪声，无污染，无磨损，使用寿命长。3）可使用多个换热器及发电元件的并联或是串联提升系统发电量，提升其适用范围。
【专利说明】热水器温差发电系统
【技术领域】
[0001]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发电的热水器温差发电系统。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。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需要外界设备不断做功供给持续流动换热介质才行，达不到节能减排的要求。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是为了克服已有技术存在的缺点，提供一种结构简单可行，换热效率高，可利用热水器在使用时产生的热水或是燃烧器产生的废热进行发电，产生的电能可供热水器点火或是浴室用电设备使用。
[0006]本实用新型目的是用以下方式实现的:一种热水器温差发电系统，其特征在于:其包括贴合在温差发电元件上下两面的第一换热器I和第二换热器，所述的第一、第二换热器内设有换热空腔，空腔两端引出两接水口，所述的第一换热器通过其两端接水口串联入热水器的进水管道中，所述的第二换热器通过其两端的接水口串联入热水器的出水管道中，所述的温差发电元件电联接接入控制系统与用电器连接。
[0007]所述的第二换热器上设有热管延伸入热水器内，与热水器的发热元件固定。[0008]所述的第一换热器任意两面或两面以上安装有温差发电元件，温差发电元件外再安装第二换热器，所述的第二换热器通过管道串联后再接入出水管道中，所述的温差发电元件通过串联或是并联方式接入控制系统。
[0009]所述的第二换热器任意两面或两面以上安装有温差发电元件，温差发电元件外再安装第一换热器，所述的第一换热器通过管道串联后再接入进水管道中。所述的温差发电元件通过串联或是并联方式接入控制系统。
[0010]所述的温差发电元件与换热器间涂抹有导热脂。
[0011]所述第一换热器和第二换热器由导热性能优异的铝、铝合金、铜、钛合金、或其他导热材料制作而成。
[0012]所述的温差发电元件为半导体制冷片。
[0013]本实用新型的有益效果是:1)结构简单，生产成本低，提高市场竞争力。2)利用热水器工作燃烧时产生的热量发电供浴室电器产品使用，无需外接电源，安全节能。3)发电过程无化学反应和机械运动，无噪声，无污染，无磨损，使用寿命长。4)可使用多个换热器及发电元件的并联或是串联提升系统发电量，提升其适用范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型第一实施例装配图。
[0015]图2为本实用新型第一实施例使用效果图之一。
[0016]图3为本实用新型第一实施例使用效果图之二。
[0017]图4为本实用新型第一实施例使用原理图。
[0018]图5为本实用新型第二实施例使用原理图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型作具体进一步的说明。
[0020]第一实施例:一种热水器温差发电系统，其特征在于:其包括贴合在温差发电兀件3上下两面的第一换热器I和第二换热器2，所述的第一、第二换热器内设有换热空腔，空腔两端引出两接水口 4，所述的第一换热器I通过其两端的接水口 4串联入热水器5的进水管道51中，所述的第二换热器2通过其两端的接水口 4串联入热水器5的出水管道52中，所述的温差发电元件3电联接接入控制系统6与用电器连接。
[0021]所述的第二换热器2上设有热管21延伸入热水器5内，与热水器5的发热元件固定。
[0022]所述的第一换热器I任意两面或两面以上安装有温差发电元件3，温差发电元件3外再安装第二换热器2，所述的第二换热器通过管道7串联后再接入出水管道52中，所述的温差发电元件3通过串联或是并联方式接入控制系统6。
[0023]所述的第二换热器2任意两面或两面以上安装有温差发电元件3，温差发电元件3外再安装第一换热器1，所述的第一换热器I通过管道7串联后再接入进水管道51中。所述的温差发电元件3通过串联或是并联方式接入控制系统6。
[0024]所述的温差发电元件3与换热器间涂抹有导热脂。
[0025]所述第一换热器I和第二换热器2由导热性能优异的铝、铝合金、铜、钛合金、或其他导热材料制作而成。
[0026]所述的温差发电元件3为半导体制冷片。
[0027]第二实施例:本实用新型中，除了将上述换热器安装在热水器上以外，还可直接将第二换热器安装在发动机的排气管，气缸壁等其他具有较高温度的表面，第一换热器通入低温水(或直接串入自来水管网)，使发电元件两端产生温差即可产生电能。除此以外，利用同等原理，还可将本实用新型结构应用于工业锅炉、空调系统、炼钢厂、发电厂等领域。
[0028]工作原理:本实用新型中，在热水器的进水管道内串联有第一换热器，在热水器的出水管道上串联有第二换热器，两换热夹持在发电元件的外侧，在发电元件上下两面产生温差，利用半导体制冷片的帕尔帖效应，将热能直接转变为电能而无需任何机械运动。其产生的电能接入控制系统，通过控制系统调整等工作后，可直接将电能供给用电设备使用(如供给热水器电子点火、浴室照明灯、排气扇、卫浴智能控制等使用)，或是给蓄电池充电。
[0029]由于发电元件的发电量与其两端散热器的温差成正比关系，为增大温差，本实用新型中，可将第二换热器(热端)通过热管直接与热水器的发热元件连接，利用温度较高的发热元件来提升第二换热器的温度，从而增大温差，提升发电量。
[0030]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，如第一换热器与第二换热器的安装位置，使用的换热介质等。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的权利要求书的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种热水器温差发电系统，其特征在于:其包括贴合在温差发电元件(3)上下两面的第一换热器(I)和第二换热器(2)，所述的第一、第二换热器内设有换热空腔，空腔两端引出两接水口(4)，所述的第一换热器(I)通过其两端的接水口(4)串联入热水器(5)的进水管道(51)中，所述的第二换热器(2)通过其两端的接水口(4)串联入热水器(5)的出水管道(52)中，所述的温差发电元件(3)电联接接入控制系统(6)与用电器连接。
2.根据权利要求1所述的热水器温差发电系统，其特征在于:所述的第二换热器(2)上设有热管(21)延伸入热水器(5)内，与热水器(5)的发热兀件固定。
3.根据权利要求1所述的热水器温差发电系统，其特征在于:所述的第一换热器(I)任意两面或两面以上安装有温差发电元件(3)，温差发电元件(3)外再安装第二换热器(2)，所述的第二换热器通过管道(7)串联后再接入出水管道(52)中，所述的温差发电元件(3)通过串联或是并联方式接入控制系统(6)。
4.根据权利要求1所述的热水器温差发电系统，其特征在于:所述的第二换热器(2)任意两面或两面以上安装有温差发电元件(3)，温差发电元件(3)外再安装第一换热器(1)，所述的第一换热器(I)通过管道(7)串联后再接入进水管道(51)中，所述的温差发电元件(3)通过串联或是并联方式接入控制系统(6)。
5.根据权利要求1、3、4任一项所述的热水器温差发电系统，其特征在于:所述的温差发电元件(3)与换热器间涂抹有导热脂。
6.根据权利要求1至4任一项所述的热水器温差发电系统，其特征在于:所述第一换热器(I)和第二换热器(2 )由导热性能优异的铝、铝合金、铜材料制作而成。
7.根据权利要求1、3、4任一项所述的热水器温差发电系统，其特征在于:所述的温差发电元件(3)为半导体制冷片。
【文档编号】H02N11/00GK203387439SQ201320204688
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年4月22日 优先权日:2013年4月22日
【发明者】冯桥志 申请人:冯桥志