热能回收利用系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种热能回收利用系统，用于冰箱空调一体机中，热能回收利用系统包括热能回收装置，热能回收装置包括用于收集热能的集热装置、用于储存电能的储能装置、用于将集热装置收集的热能转化为电能并储存在储能装置中的热电器件和用于对热电器件的冷面进行冷却的冷却装置；热能回收装置的数量至少为一组，热能回收装置设置在冰箱空调一体机的热风排气风道、冰箱空调一体机的压缩机、冰箱空调一体机的冷凝器中的一种或多种的外围。本发明的热能回收利用系统，通过对冰箱空调一体机的废热进行回收利用，提高了能源利用率。
【专利说明】热能回收利用系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及制冷领域，尤其涉及一种冰箱空调一体机的热能回收利用系统。
【背景技术】
[0002]目前冰箱和空调为常见的两种家用电器，两者消耗的电能占据家庭用电总量的重要部分，而其消耗电能的较大部分以热的形式排放掉，降低了能源利用率。冰箱空调一体机是一种集成空调和冰箱的双重功能的新型电器产品，通过热量缓释的方式，省去空调外机装置，将压缩机都置于室内，但其工作过程产生的焦耳热，增加了空调制冷负担，降低了空调制冷速率。
【发明内容】
[0003]鉴于现有技术的现状，本发明的目的在于提供一种热能回收利用系统，通过温差发电技术可以将空调排放的热能、冷凝器外壁的热能和压缩机隔离箱体外壁的热能转化为电能并加以储存利用，提高能源利用率；由于将热能转化为电能，有效地降低空调制冷负担，提高制冷速率。为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0004]—种热能回收利用系统，用于冰箱空调一体机中，包括热能回收装置；
[0005]所述热能回收装置包括用于收集热能的集热装置、用于储存电能的储能装置、用于将所述集热装置收集的热能转化为电能并储存在所述储能装置中的热电器件和用于对所述热电器件的冷面进行冷却的冷却装置；
[0006]所述热能回收装置的数量至少为一组，所述热能回收装置设置在所述冰箱空调一体机的热风排气风道、所述冰箱空调一体机的压缩机、所述冰箱空调一体机的冷凝器中的一种或多种的外围。
[0007]在其中一个实施例中，所述热能回收装置的数量为三组，分别为第一热能回收装置、第二热能回收装置和第三热能回收装置；
[0008]所述第一热能回收装置设置在所述冰箱空调一体机的热风排气风道的外围，所述第二热能回收装置设置在所述冰箱空调一体机的压缩机的外围；所述第三热能回收装置设置在所述冰箱空调一体机的冷凝器的外围。
[0009]在其中一个实施例中，所述冰箱空调一体机的热风排气风道的前端设置有涡流装置，所述第一热能回收装置的热电器件的传热面贴合所述涡流装置的外壁。
[0010]在其中一个实施例中，所述第一热能回收装置的热电器件与所述涡流装置的外壁之间设置有相变传热装置，所述相变传热装置中设置相变物质。
[0011]在其中一个实施例中，还包括用于封闭所述压缩机的金属箱体，所述第二热能回收装置的热电器件的传热面贴合所述金属箱体。
[0012]在其中一个实施例中，所述热能回收利用系统还包括用于导热的金属外框结构，所述金属外框结构设置在所述冷凝器的外围，所述第三热能回收装置的热电器件的传热面贴合所述金属外框结构。
[0013]在其中一个实施例中，所述金属箱体和所述金属外框结构的内部均填充有相变物质，或所述压缩机与所述金属箱体之间以及所述冷凝器与所述金属外框结构之间均设置所述相变物质。
[0014]在其中一个实施例中，所述相变物质为熔融盐、结晶水合盐、石蜡、多元醇、芳香烃、芳香酮、脂肪酸、酯类中的一种或两种以上的混合物。
[0015]在其中一个实施例中，还包括快冷装置，所述快冷装置包括保温箱体、冷却液和热交换器，所述冷却液和所述热交换器置于所述保温箱体中，所述热交换器置于所述冷却液中，所述热交换器作为风道与所述热风排气风道串联；所述冷却装置连通所述保温箱体，使所述冷却液弓I入所述冷却装置。
[0016]在其中一个实施例中，所述热能回收利用系统还包括稳压装置，所述稳压装置串联在所述热电器件与所述储能装置之间。
[0017]在其中一个实施例中，所述热电器件的电优峰值的对应温度与工作温度相匹配。
[0018]本发明的有益效果是:
[0019]本发明的热能回收利用系统，通过对冰箱空调一体机的废热进行回收利用，提高了能源利用率；通过热电器件对冰箱空调一体机的废热转化为电能，减少冰箱空调一体机的制冷负荷，有效地提高其制冷速率；通过相变传热增加热能存储容量，降低热能释放速度使得热能充分转化为电能，从而提高热电转换效率；通过金属箱体将压缩机封闭，由金属箱体将热能高效均匀的传递至热电器件的热面提高热传递效率；同时该箱体将压缩机与外界隔离，降低其噪声对外界环境的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为排风管道的涡流装置一实施例的结构示意图；
[0021]图2为设置有相变装置的涡流装置的结构示意图；
[0022]图3为图2所示涡流装置与第一热能回收装置的装配示意图；
[0023]图4为图3所示涡流装置与快冷装置的装配示意图；
[0024]图5为图4所示快冷装置内部结构图；
[0025]图6为压缩机的金属箱体一实施例的结构示意图；
[0026]图7为内含相变物质的金属箱体一实施例的结构示意图；
[0027]图8为图7所示金属箱体与第二热能回收装置的装配示意图；
[0028]图9为冷凝器与第三热能回收装置一实施例的装配体示意图。
【具体实施方式】
[0029]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的热能回收利用系统进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0030]参照图1至图9,本发明一实施例的热能回收利用系统,用于冰箱空调一体机中，包括热能回收装置，所述热能回收装置包括用于收集热能的集热装置、用于储存电能的储能装置、用于将所述集热装置收集的热能转化为电能并储存在所述储能装置中的热电器件和用于对所述热电器件的冷面进行冷却的冷却装置；热能回收装置的数量至少为一组，热能回收装置设置在冰箱空调一体机的热风排气风道、冰箱空调一体机的压缩机、冰箱空调一体机的冷凝器中的一种或多种的外围。
[0031]作为一种可实施方式，热能回收装置的数量为三组，分别为第一热能回收装置3、第二热能回收装置6和第三热能回收装置8 ；
[0032]第一热能回收装置3设置在冰箱空调一体机的热风排气风道的外围，第二热能回收装置6设置在冰箱空调一体机的压缩机的外围；第三热能回收装置8设置在冰箱空调一体机的冷凝器的外围。
[0033]优选地，如图4和图5所示，热能回收利用系统还包括快冷装置4，快冷装置4包括保温箱体41、冷却液和热交换器42，所述冷却液和热交换器42置于保温箱体41中，热交换器42置于所述冷却液中，热交换器42作为风道与所述热风排气风道串联，热交换器42的下端设置进风口 43，热交换器42的上端设置出风口 44，冰箱空调一体机的热风从进风口 43进入热交换器42，然后从出风口 44排出快冷装置；第一热能回收装置3、第二热能回收装置
6、第三热能回收装置8的冷却装置均连通保温箱体41，使所述冷却液引入所述冷却装置。即使冷却液对所述热电器件的冷面进行冷却。可采用热电制冷的方式对所述冷却液进行冷却，或者将冰箱冷藏室的蒸发器的管路连接换热管45，通过蒸发器对所述冷却液进行冷却。
[0034]作为一种可实施方式，冰箱空调一体机的热风排气风道的前端设置有涡流装置1，如图1至图4所示，涡流装置I与冰箱空调一体机的热风排气风道串联，第一热能回收装置3的热电器件贴合涡流装置I的外壁。在空调排风管道前端设置了涡流装置I，在涡流装置I处实现热能小范围的聚集，提高贴于涡流装置外壁的热电器件的热面温度，从而提高热电转换效率。
[0035]优选地，如图2所示，在涡流装置I的外壁套设有相变传热装置2，第一热能回收装置3的热电器件贴合相变传热装置2的外壁。相变传热装置2内设置有相变物质，相变物质为熔融盐、结晶水合盐、石蜡、多元醇、芳香烃、芳香酮、脂肪酸、酯类中的一种或两种以上的混合物。相变物质优选结晶水合盐58.7% Mg (NO3).6H20 ;相变物质增加热能存储容量，降低热能释放速度，从而提高热电转换效率；将第一热能回收装置3的热电器件贴于相变传热段的外壁，同时将冰箱空调一体机的快冷装置的中的冷却液引入热电器件的冷面进行水冷，降低热电器件的冷面温度，有利于提高热电转换效率；冰箱空调一体机快冷装置与空调排出的第一热能回收利用装置装配图如图4所示。
[0036]作为一种可实施方式，如图6至图8所示，热能回收利用系统还包括用于封闭所述压缩机的金属箱体5，第二热能回收装置6的热电器件的传热面贴合金属箱体5。
[0037]由于压缩机的表面是曲面，不便于热电器件安装和热接触，通过如图6所示的一个封闭的金属箱体5将压缩机封闭，金属箱体5为铜质箱体，由铜质箱体将热能高效均匀的传递至热电器件的热面；同时该铜制箱体将压缩机与外界隔离，降低压缩机工作噪声对外界环境的影响。
[0038]为了进一步提高热电转换效率，将冰箱空调一体机的快冷装置中的冷却液弓I入热电器件的冷面，降低热电器件的冷面温度，有利于提高热电转换效率。
[0039]同时为了提高压缩机外壁热能回收利用效率，优选地，如图7所示，在金属箱体5内设置有相变物质，或者相变物质置于所述压缩机的壳体与金属箱体5之间。相变物质为熔融盐、结晶水合盐、石蜡、多元醇、芳香烃、芳香酮、脂肪酸、酯类中的一种或两种以上的混合物。相变物质优选结晶水合盐Paraffin wax,增加热能存储容量,降低热能释放速度；将第二热能回收装置6的热电器件贴于金属箱体5外壁，通过该金属箱体将压缩机外壁热能高效、均匀地传递至第二热能回收装置6的热电器件热面，提高了热传递效率。相变物质增加热能存储容量，降低热能释放速度，从而提高热电转换效率。
[0040]为了进一步提高热电转换效率，将快冷装置中的冷却液引入热电器件的冷面，降低热电器件的冷面温度，提高热电转换效率。设置在冰箱空调一体机的压缩机外壁的第二热能回收装置6装配图如图8所示。
[0041]作为一种可实施方式，如图9所示，热能回收利用系统还包括用于导热的金属外框结构7，金属外框结构7设置在所述冷凝器的外围，第三热能回收装置8的热电器件贴合金属外框结构7。
[0042]由于冷凝器外围为不规则曲面，不便于热电器件安装和热接触；在冷凝器外围设置金属外框结构7，金属外框结构7采用铜制成，将第三热能回收装置8的热电器件贴于金属外框7的壁上，由铜质的金属外框7将热能高效均匀的传递至第三热能回收装置8的热电器件的热面，同时将快冷装置中的冷却液引入热电器件的冷面进行水冷，增加热电器件的两面温差，提高其热电转换效率。
[0043]优选地，金属外框结构7的内部填充有相变物质，或者相变物质置于冷凝器与金属外框结构7之间。相变物质为熔融盐、结晶水合盐、石蜡、多元醇、芳香烃、芳香酮、脂肪酸、酯类中的一种或两种以上的混合物。相变物质优选结晶水合盐Paraffin wax，相变物质增加了热能存储容量，降低热能释放速度，使得热能便于得以充分利用；将热电器件贴于外框上，由铜质外框将热能高效均匀的传递至热电器件的热面，同时将冰箱空调一体机的快冷装置中的冷却液引入热电器件的冷面进行水冷，增加热电器件的两面温差，提高其热电转换效率。
[0044]作为一种可实施方式，冰箱空调一体机的热能回收系统通过热电器件将热能转化的电能储存在储能装置，由于温差的变化导致热电器件的输出电压不稳定，需在所述热电器件与所述储能装置之间设置稳压装置。储能装置的前端增加稳压装置，使得热电转换的电能高效、安全储存。冰箱空调一体机的热能回收利用装置的储能装置中的电能可作为冰箱空调一体机内部的低压器件的电源进行利用，提高能源利用率。
[0045]优选地，所述热电器件的电优峰值的对应温度与工作温度相匹配。根据其应用工作环境温度，选用电优值峰值对应温度与工作温度匹配的热电器件，提高热电转换效率。
[0046]以上实施例的热能回收利用系统，通过对冰箱空调一体机的废热进行回收利用，提高了能源利用率；通过热电器件对冰箱空调一体机的废热转化为电能，减少冰箱空调一体机的制冷负荷，有效地提高其制冷速率；通过相变传热增加热能存储容量，降低热能释放速度使得热能充分转化为电能，从而提高热电转换效率；通过金属箱体将压缩机封闭，由金属箱体将热能高效均匀的传递至热电器件的热面提高热传递效率；同时该箱体将压缩机与外界隔离，降低其噪声对外界环境的影响。需要说明的是，以上各实施例的热能回收利用系统是一种通用结构，还可以应用于其它热效应明显的装备、交通工具和电器中，以实现焦耳热的高效转移转化，提高能源利用效率，节能减排，从而打造绿色装备、交通工具和电器。应用在交通工具中时，可对汽车尾气、各种发动机外壁热量等回收提高能源利用率。可以理解，多组热能回收装置还可以不同程度集成，在家电系统设计允许的前提下，可以同时进行多处热源的热能回收装置的集成装配。
[0047]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种热能回收利用系统，用于冰箱空调一体机中，其特征在于: 包括热能回收装置； 所述热能回收装置包括用于收集热能的集热装置、用于储存电能的储能装置、用于将所述集热装置收集的热能转化为电能并储存在所述储能装置中的热电器件和用于对所述热电器件的冷面进行冷却的冷却装置； 所述热能回收装置的数量至少为一组，所述热能回收装置设置在所述冰箱空调一体机的热风排气风道、所述冰箱空调一体机的压缩机、所述冰箱空调一体机的冷凝器中的一种或多种的外围。
2.根据权利要求1所述的热能回收利用系统，其特征在于: 所述热能回收装置的数量为三组，分别为第一热能回收装置、第二热能回收装置和第三热能回收装置； 所述第一热能回收装置设置在所述冰箱空调一体机的热风排气风道的外围，所述第二热能回收装置设置在所述冰箱空调一体机的压缩机的外围；所述第三热能回收装置设置在所述冰箱空调一体机的冷凝器的外围。
3.根据权利要求2所述的热能回收利用系统，其特征在于: 所述冰箱空调一体机的热风排气风道的前端设置有涡流装置，所述第一热能回收装置的热电器件的传热面贴合所述涡流装置的外壁。
4.根据权利要求3所述的热能回收利用系统，其特征在于: 所述第一热能回收装置的热电器件与所述涡流装置的外壁之间设置有相变传热装置，所述相变传热装置中设置相变物质。
5.根据权利要求2所述的热能回收利用系统，其特征在于: 还包括用于封闭所述压缩机的金属箱体，所述第二热能回收装置的热电器件的传热面贴合所述金属箱体。
6.根据权利要求2所述的热能回收利用系统，其特征在于: 还包括用于导热的金属外框结构，所述金属外框结构设置在所述冷凝器的外围，所述第三热能回收装置的热电器件的传热面贴合所述金属外框结构。
7.根据权利要求6所述的热能回收利用系统，其特征在于: 所述金属箱体和所述金属外框结构的内部均填充有相变物质，或所述压缩机与所述金属箱体之间以及所述冷凝器与所述金属外框结构之间均设置所述相变物质。
8.根据权利要求4或7所述的热能回收利用系统，其特征在于: 所述相变物质为熔融盐、结晶水合盐、石蜡、多元醇、芳香烃、芳香酮、脂肪酸、酯类中的一种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求1-7任一项所述的热能回收利用系统，其特征在于: 还包括快冷装置，所述快冷装置包括保温箱体、冷却液和热交换器，所述冷却液和所述热交换器置于所述保温箱体中，所述热交换器置于所述冷却液中，所述热交换器作为风道与所述热风排气风道串联；所述冷却装置连通所述保温箱体，使所述冷却液引入所述冷却>j-U ρ?α装直。
10.根据权利要求1-7任一项所述的热能回收利用系统，其特征在于: 所述热电器件的电优值峰值的对应温度与工作温度相匹配，在所述热电器件与所述储能装置之间设置稳压装置。
【文档编号】F28D20/02GK104132436SQ201410354534
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】肖哲鹏, 秦海明, 蒋俊, 刘永福, 刘柱, 王新佳, 江浩川 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所