一种废热能源再利用系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种废热能源再利用系统，特别是一种将电子系统产生的余热转换成可用的电能的装置。其结构特点是：该装置包括热电偶设备和稳流器，热电偶设备设置至少一个热电偶单元，热电偶单元一端通过连接体连接到第一绝缘层一侧，第一绝缘层另一侧连接吸热层，热电偶单元另一端连接第二绝缘层，且热电偶单元与第二绝缘层之间设有引导端，引导端与稳流器电性相连。本实用新型结构设计简单、低成本、能够循环利用电路废热和提高计算机处理器整体效率。
【专利说明】一种废热能源再利用系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种废热再利用装置，特别是一种将电子系统产生的余热转换成可用的电能的装置。
【背景技术】
[0002]目前，计算机处理器有两大发展趋势:更小、更快。对于便捷性和灵活性的需求驱使着设计人设计出更小、组织更紧凑的电路，对于更快、更复杂的计算以及并行性能的需求也推动了整个产业向着更快的数据处理和计算速度发展。但是问题也随之产生了:更快的处理速度需要更强的电流，更强的电流会产生大量辐射和废热；而电路尺寸的减小则需要更大的电阻率。
[0003]这种废热不仅会增加运行计算机处理器的成本，而且可能损坏甚至摧毁计算机核心处理单元和其他元件。随着计算机的发展和更多能源被利用，就会产生更多废热。处理这些废热又需要额外的能源，这个问题因此而变得更加突出。
[0004]在本领域中，经常采取的措施是利用散热器为处理器散热。散热器由连接着处理器部件的导热金属材料构成，还有一系列鳍状或其他几何形状的凸起，从而加速散热。散热器常与风扇组合使用。冷却液体已经越来越常见，尤其是在大型数据处理中心。近来，用于冷却整个处理单元与局部过热点的气体膨胀冷却器和热电的珀耳帖致冷器也得到了发展。
[0005]但是，废热其实是被浪费的热能，为了弥补这些热能的损失，公司已经开始发展能够将热能转换成电能的小型芯片。利用废热已经成为依据塞贝克效应的热电转换器的焦点，而且有机热电材料已被发现。
[0006]虽然多种散热器通过排除废热使计算机实现持续快速运行，但仍有一系列问题有待解决。散热器本身的体积增加了整个计算机处理单元的尺寸，而散热器工作时又增加了整个计算机处理器或计算机系统所需的电能，因此使得计算机的效率降低。此外，增加散热器后，计算机处理器的制造变得更复杂，维护也变得更难。
【发明内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构设计简单、低成本、循环利用电路废热和提高计算机处理器整体效率的装置。
[0008]本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
[0009]一种废热能源再利用系统，包括热电偶设备和稳流器，热电偶设备设置至少一个热电偶单元，热电偶单元一端通过连接体连接到第一绝缘层一侧，第一绝缘层另一侧连接吸热层，热电偶单元另一端连接第二绝缘层，且热电偶单元与第二绝缘层之间设有引导端，引导端与稳流器电性相连。
[0010]本实用新型所述的废热，即产生于各种电子元件中、需要消除的热量，电子元件包括集成电路微处理器、半导体、电力发动机、存储设备、计算总线及其组合等。本实用新型包括热电偶设备和稳流器两部分，结构设计简单、元件成本低，此外，通过吸收电路废热并将其转换成电能，可以提高计算机处理器效率和减少电能的消耗。
[0011]作为优选，吸热器通过一种导热的环氧树脂或其他粘合剂缚在产热部件上，可以选择使用化学或其他方法，只要两者连接后能传导热量。
[0012]作为优选，本实用新型中的热电偶设备内吸热层、第一绝缘层、连接体、热电偶单元、引导端和第二绝缘层固定连接。
[0013]作为优选，本实用新型可以单独使用或与散热器组合使用。热电偶设备与处理、存储或者其他电子设备的产热部件一同放置在一个热连接点中，根据塞贝克效应可以在热电偶设备中诱发电流。
[0014]作为优选，散热器表面设有许多几何形状凸起，通常为鳍状，并与风扇等冷却装置组合使用时，形成对流，可以最大化热电偶单元两端的温度梯度，从而最大化诱导产生的电流。
[0015]作为优选，本实用新型选用稳流器将诱发产生的电流适当稳定，因为热电偶单元诱发的电流会波动，尤其是电源刚启动时。二极管或其他具有稳流效果的设备都允许由热电偶单元诱发的电流与电源电性相连，诱发的电流与电源电流均衡后可以投入使用。
[0016]作为优选，本实用新型的稳流器中设置至少一个二极管。
[0017]作为优选，本实用新型也可以直接嵌入到一个产热的电子元件中，从而元件本身有热恢复和提供电流的能力，减少了整体废热的排放和电能的消耗。
[0018]本实用新型与现有技术相比具有以下优点及效果:1、由于热电偶设备优选小型和平面的设备，因此，并不会增加整个处理单元的尺寸；2、由于热电偶诱发的电流可以循环为电子设备供电，因此可以减少整体废热的排放和电能的消耗；3、由于与设有鳍状凸起的散热器以及风扇组合使用，因此可以加快散热，提高电子设备效率，延长其使用寿命；4、由于连接稳流器，因此可以为电子设备提供持续、稳定的电流。
[0019]上述，本次公开所涉及的概念，也可能是能够实现本实用新型某些功能的其他结构、方法和系统的基本概念，任何不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本实用新型实施例1的结构示意图。
[0022]图2为本实用新型实施例2的结构示意图。
[0023]图3为本实用新型实施例3的结构示意图。
[0024]标号说明:
[0025]1:废热再利用系统 2:热电偶设备 3:稳流器
[0026]4:产热部件5:吸热层6:第一绝缘层
[0027]7:第二绝缘层8:连接体9:第一导体
[0028]10:第二导体11:引导端13:导线
[0029]19:散热器20:鳍状凸起21:风扇
[0030]22:热电偶单元
【具体实施方式】
[0031]下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
[0032]实施例1:如图1所示，一种废热能源再利用系统，包括热电偶设备2和稳流器3，热电偶设备2设置一个热电偶单元22，热电偶单元22 —端通过连接体8连接到第一绝缘层6 —侧，第一绝缘层6另一侧连接吸热层5，热电偶单元22另一端连接第二绝缘层7，且热电偶单元22与第二绝缘层7之间设有引导端11，引导端11与稳流器3电性相连。
[0033]产热部件4连接于吸热层5远离第一绝缘层6 —侧，产热部件4包括各种电子元件，如集成电路、微处理器、半导体、电力发动机、存储设备、计算总线及其组合等。吸热层5通过一种导热的环氧树脂或其他粘合剂连接产热部件4，也可以选择使用化学或其他方法，只要两者连接后能传导热量。
[0034]热电偶单元22中的导体9和导体10为两种不同的导热材料，当废热通过连接体8从热电偶的热端传导到冷端时，在热电偶单元22的两端产生温度梯度，从而根据塞贝克效应可以诱导出电流。
[0035]热电偶单元22的热端通过连接体8连接第一绝缘层6，冷端连接第二绝缘层7，因为任何与热电偶单元22电性相连的物体均可能会减少向稳流器3传输的电流，降低热电偶设备2的效率。
[0036]吸热层5、第一绝缘层6、第二绝缘层7、连接体8、热电偶单元22、引导端11为导热材料，其中连接体8、热电偶单元22、引导端11为导电材料。其中第一绝缘层6和第二绝缘层7由玻璃纤维、导热绝缘弹性橡胶或导热绝缘硅胶材料制成。因为废热需要通过吸热层
5、第一绝缘层6和连接体8传递到热电偶单元22的热端，并在经过热电偶单元22后，通过引导端11与第二绝缘层7，冷却散去。吸热层5、第一绝缘层6和连接体8、引导端11与第二绝缘层7导热性越好，热电偶单元22两端的温度梯度越大，其将废热转化为电能的效率就越闻。
[0037]吸热层5、第一绝缘层6、第二绝缘层7、连接体8、热电偶单元22、引导端11固定连接，固定连接的好处在于保证了热电偶设备内部的热传导效率。
[0038]稳流器3设有一个外部输入端,一个内部输入端和一个输出端,热电偶单兀22诱导产生的电流通过导线13到达内部输入端输入到稳流器3中，经过稳流器的适当稳定后，可以持续稳定地为电子元件供电。稳流器3中的电流至少由外部输入端输入。
[0039]实施例2:如图2所示，一种废热能源再利用系统的第二种结构示意图，这种结构可以最大化热电偶单元22两端的温度梯度。
[0040]与图1基本相同，不同之处在于第二绝缘层7远离引导端11 一侧连接散热器19，散热器19表面设有鳍状凸起20，以扩大散热器19的表面积；散热器19附近设有风扇21，扇面朝向散热器19，风扇21向散热器19吹风，形成对流，加快散热，从而扩大热电偶单元22两端的温度梯度，即扩大热电偶单元22诱导产生的电流强度。
[0041]实施例3:如图3所示，一种废热再利用系统中热电偶设备2的一种结构示意图。多个热电偶单元22以串联方式组合，即后一个热电偶单元22的热端与前一个热电偶单元22的冷端相连。多个热电偶单元22的组合，可以使得诱导产生的电流成倍增加。经研究，从成本、尺寸、转换效率等多方面考虑，图3中所示的5个热电偶单元22的组合是本实用新型效率最高的实施例。
[0042]此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种废热能源再利用系统，其特征是:包括热电偶设备⑵和稳流器(3)，所述热电偶设备(2)设置至少一个热电偶单元(22)，所述热电偶单元(22) —端通过连接体(8)连接到第一绝缘层(6) —侧，所述第一绝缘层(6)另一侧连接吸热层(5)，所述热电偶单元(22)另一端连接第二绝缘层(7)，且所述热电偶单元(22)与第二绝缘层(7)之间设有引导端(11)，所述引导端(11)与稳流器⑶电性相连。
2.根据权利要求1所述的一种废热能源再利用系统，其特征是:所述的第二绝缘层(7)远离引导端(11) 一侧连接散热器(19)。
3.根据权利要求2所述的一种废热能源再利用系统，其特征是:所述散热器(19)附近设置风扇(21)，所述风扇(21)扇面朝向所述散热器(19)。
4.根据权利要求3所述的一种废热能源再利用系统，其特征是:所述散热器(19)表面设有鳍状凸起(20)或者其他几何形状的凸起。
5.根据权利要求1所述的一种废热能源再利用系统，其特征是:所述热电偶设备(2)设有5个所述热电偶单元(22)，且所述5个热电偶单元(22)以串联方式组合。
6.根据权利要求1至5任一款所述的一种废热能源再利用系统，其特征是:所述热电偶设备(2)中所述吸热层(5)、第一绝缘层(6)、连接体(8)、热电偶单元(22)、引导端(11)和第二绝缘层(7)固定连接。
【文档编号】G06Q10/02GK203982444SQ201420387310
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】金洁 申请人:杭州环林建筑设计有限公司