一种基于微通道换热的余热直接发电装置的制造方法
【专利摘要】一种基于微通道换热的余热直接发电装置，该发电装置包括热电材料、微通道换热器、工质泵、普通换热器和管道；热电材料冷端与微通道换热器紧密接触，微通道内的工质为R30或R21，工质与热电材料冷端进行高效沸腾换热并使冷端维持稳定的低温条件，保证热电转换效率；沸腾工质通过工质泵将热量带到普通换热器再与环境进行热交换使工质液化；所述微通道换热装置，为铜矩形薄板，其内部有若干的微通道，微通道根据实际应用选择为圆孔或方孔；所述普通换热器根据实际选择，选择空冷、水冷换热器或者是地源换热器。本发明用微通道换热器结合工质通过沸腾换热控制热电材料冷端温度保持稳定低温，提高热电材料的发电效率和使用寿命。
【专利说明】
一种基于微通道换热的余热直接发电装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种余热直接发电装置，特别是一种基于微通道换热的余热直接发电
目.0
【背景技术】
[0002]随着微通道换热器的发展，它在微电子技术领域，航空领域，化工领域，能源领域都有一定的应用。微通道换热器由于特征尺度为微米级别，与常规尺度的设备相比有着不同的特征，如体积小，质量轻，效率高等。正是由于这些优点，使得微通道换热技术正在不断的发展，同时应用领域正在不断的拓展中。
[0003]现今半导体材料技术正在飞速发展，同时各种半导体材料也正在不断的出现。根据赛贝克原理，在半导体两端存在温差时其回路会产生电动势，电路两端产生电势差，从而产生直流电源。然而，在半导体发电的过程中，如何控制其冷端温度不随热端温度的升高而变化，控制其冷端温度稳定，仍是一个难题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是要提供一种基于微通道换热的余热直接发电装置，解决现在利用半导体发电的过程中，控制半导体冷端温度不随热端温度的升高而变化的问题。
[0005]本发明的目的是这样实现的:该发电装置，包括热电材料、微通道换热器、工质栗、普通换热器和管道;微通道换热器、工质栗和普通换热器通过管道串联相通，构成闭环通道，工质在封闭通道内经过沸腾与液化的循环流动，热电材料的冷端面与微通道换热器的端面紧密接触。
[0006]所述的工质为R30或R21，微通道换热器的微通道内工质与热电材料的冷端进行高效沸腾换热，使热电材料的冷端维持稳定的低温条件，保证热电转换效率;沸腾的工质通过工质栗将热量带到普通换热器再与环境进行热交换使工质液化循环。
[0007]所述的微通道换热器，为铜矩形薄板，在铜矩形薄板内部有若干的微通道，微通道可以根据实际应用选择为圆孔或方孔，尺寸也根据实际情况进行选择。
[0008]所述的普通换热器选择空冷换热器、水冷换热器或者地源换热器。
[0009]所述的微通道换热器中的微通道可以选择为圆孔或方孔，尺寸根据实际应用情况确定
[0010]有益效果，由于采用了上述方案，在热电材料热端收到来自热源的不间断的热量q对热电材料提供热源，而热电材料冷端与微通道换热器紧密接触，及时控制热电材料的冷端温度保持一定;工质通过微通道换热器内部的多个圆孔或方孔，在工质栗的作用下进行流动；由于微通道换热器的换热系数比常规尺寸的换热器换热能力强，从而可以更好的维持换热效果，保证冷端的温度稳定。解决了现在利用半导体发电的过程中，半导体冷端温度随热端温度的升高而变化的问题，达到了本发明的目的。
[0011]优点:通过微通道换热器及其工质进行高效换热，及时维持热电材料的冷端稳定的低温环境，控制沸腾工质换热，热电材料冷端温度保持稳定低温，提高热电材料的发电效率和使用寿命。
[0012]本发明所解决的技术问题，就是提供一种微通道换热的余热直接发电装置。
【附图说明】
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[0013]图1为本发明整体结构示意图。
[0014]图2为微通道换热器示意图。
[0015]图3为微通道换热器与热电材料工作时示意图。
[0016]图中:1、热电材料;2、微通道换热器;3、工质栗;4、普通换热器;5、管道。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明做详细说明。
[0018]实施例1:该发电装置，包括热电材料1、微通道换热器2、工质栗3、普通换热器4和管道5;微通道换热器2、工质栗3和普通换热器4通过管道5串联相通，构成闭环通道，工质在封闭通道内经过沸腾与液化的循环流动，热电材料I的冷端面与微通道换热器2的端面紧密接触。
[0019]所述的工质为R30或R21，微通道换热器2的微通道内工质与热电材料I的冷端进行高效沸腾换热，使热电材料I的冷端维持稳定的低温条件，保证热电转换效率;沸腾的工质通过工质栗3将热量带到普通换热器再与环境进行热交换使工质液化循环。
[0020]所述的微通道换热器，为铜矩形薄板，在铜矩形薄板内部有若干的微通道，微通道可以根据实际应用选择为圆孔或方孔，尺寸也根据实际情况进行选择
[0021 ]所述的普通换热器4选择空冷换热器、水冷换热器或者地源换热器。
[0022]所述的工质R30的沸点为40.7°C ;或R21的沸点为8.9 °C。
[0023]工作时，图3中，在热电材料热端收到来自热源的不间断的热量q对热电材料提供热源，而热电材料冷端与微通道换热器直接接触。微通道换热器与热电材料冷端充分接触，及时的控制热电材料的冷端温度一定。微通道换热器内部可以选择为圆孔或方孔，尺寸可根据实际应用情况确定，进行工质的流动。由于微通道换热器的换热系数比常规尺寸的换热器换热能力强，从而可以更好的维持换热效果，保证冷端的温度稳定。微通道换热器内换热工质在夏天可以选择R30，其标准沸腾温度为40.7°C，在冬天可以选择R21，其标准沸腾温度为8.9 °C。这是由于，在夏天环境温度较高，如在夏天选择普通换热器为风冷换热器，工质在普通换热器中不一定能在环境中的空气温度下液化，进行换热，从而影响管道内部工质的流动。而在冬天，选择工质为R21，可以维持热电材料的冷端温度较低，增强热电材料的发电效率。同时，所选工质的标准沸腾温度不应与热电材料冷端温差过大，其原因是，标准沸腾温度过低的工质在与热电装置冷端进行换热时，由于换热的温差过大，可能导致微通道换热管中膜态沸腾，从而导致传热恶化的产生，影响微通道换热的稳定性。
[0024]本专利用微通道换热器结合适当的工质通过沸腾换热控制热电材料冷端温度保持稳定低温，提高热电材料的发电效率和使用寿命。
【主权项】
1.一种基于微通道换热的余热直接发电装置，其特征是:该发电装置，包括热电材料、微通道换热器、工质栗、普通换热器和管道;微通道换热器、工质栗和普通换热器通过管道串联相通，构成闭环通道，工质在封闭通道内经过沸腾与液化的循环流动，热电材料的冷端面与微通道换热器的端面紧密接触。2.根据权利要求1所述的一种基于微通道换热的余热直接发电装置，其特征是:所述的工质为R30或R21，微通道换热器的微通道内工质与热电材料的冷端进行高效沸腾换热，使热电材料的冷端维持稳定的低温条件，保证热电转换效率;沸腾的工质通过工质栗将热量带到普通换热器再与环境进行热交换使工质液化循环。3.根据权利要求1所述的一种基于微通道换热的余热直接发电装置，其特征是:所述的微通道换热器，为铜矩形薄板，在铜矩形薄板内部有若干的微通道，微通道可以根据实际应用选择为圆孔或方孔，尺寸也根据实际情况进行确定。4.根据权利要求1所述的一种基于微通道换热的余热直接发电装置，其特征是:所述的普通换热器可根据实际应用情况选择空冷换热器、水冷换热器或者地源换热器。
【文档编号】H02N11/00GK105897062SQ201610425495
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】辛成运, 刘新宇
【申请人】中国矿业大学