一种模块式温差发电散热装置的制作方法

文档序号:15566349发布日期:2018-09-29 03:25阅读:420来源:国知局

本发明涉及半导体温差发电领域,具体涉及一种模块式温差发电散热装置。



背景技术:

随着社会的发展,人均能源需求量不断上升,煤炭、石油、天然气等不可再生能源日益枯竭。与此同时,一次能源消耗量的72%会扩散或转换到环境中,以余热的形式排放掉,一方面,生产和生活中大量的余热没有得到充分的利用,是对能源的极大浪费,另一方面,余热若不及时排出,会影响某些生产过程,导致工作效率降低。

温差发电技术能够将热能直接转换为电能,同时具备无污染、无噪声、结构紧凑、寿命长等优点,是一种绿色、环保的节能技术。目前商用的温差发电片发电功率一般在5~25w之间,外形尺寸一般在(30~56)mm*(30~56)mm之间,厚度一般在3~4mm之间。输出功率和发电效率与发电片冷热端的温差有关,在温差发电片允许使用范围内,温差越大,发电能力越强。

因此,在冷端多采用散热装置对冷端进行及时散热,以保持良好的温差,但是在很多情况下,发热体发热量较大,或由于结构限制不允许采用散热效果更好的强制液体冷却,导致冷端温度不能被很好的控制,影响散热效果和发电效率。



技术实现要素:

鉴于已有技术存在的缺陷,本发明提供了一种模块式温差发电散热装置,充分利用余热能源,通过控制冷端温度,提高温差发电组件的发电能力,同时强化散热装置的散热能力。使用者可自行根据散热面积和散热条件选择多个进行串并联以及选择使用模式。

为了达到本发明的上述目的,本发明提供了一种模块式温差发电散热装置,包括:

半导体温差发电模块1、散热风扇6、电机驱动模块7、升压稳压控制模块8、蓄电池9,所述半导体温差发电模块1的电源输出端通过第一导线10与所述升压稳压控制模块8连接,所述升压稳压控制模块8的输出端通过第二导线11分别与所述蓄电池9和所述电机驱动模块7连接,所述电机驱动模块7与所述散热风扇6连接;

所述升压稳压控制模块8接收所述半导体温差发电模块1输出的电能进行稳压处理,并通过第二导线11将稳压电能分别传送至所述蓄电池9及所述电机驱动模块7,从而对所述蓄电池9进行充电,并控制所述电机驱动模块7动作,进而控制散热风扇6转动。

进一步地,所述半导体温差发电模块1由单个或多个温差发电片串并联组成。

进一步地,所述半导体温差发电模块1具有冷端和热端,所述冷端和热端均附着导热界面材料2,所述热端与导热金属块3紧密连接,所述冷端与热管5及散热器4紧密连接,所述导热金属块3和散热器4连接,所述散热器4上固定所述散热风扇6。

进一步地,所述导热金属块3和所述散热器4主体材料均为铝合金或铜。

进一步地,所述导热界面材料2为导热硅脂、导热硅胶片、导热相变材料或导热胶带。

进一步地,所述散热器4为齿状散热器、柱式散热器、排管散热器或热管散热器。

进一步地,所述导热金属块3和所述散热器4以及所述散热器4和所述散热风扇6之间均通过卡扣或螺栓连接。

与现有技术相比,本发明的有益效果:

本发明提供了一种模块式温差发电散热装置,能够针对多种工作场景,充分利用工业或生活余热,既能够将废热转化为电能储存入蓄电池,又能够高效的将热量散发出去,保证了设备的正常运转,节能环保,满足了设备的散热需求和能源的合理利用。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍,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。

图1为本发明一种模块式温差发电散热装置的整体结构图;

图2为温差发电片的结构图;

图3为本发明一种模块式温差发电散热装置的功能框图。

图中附图标注如下:

1—半导体温差发电模块;2—导热界面材料;3—导热金属块;4—散热器;5—热管;6—散热风扇;7—电机驱动模块;8—升压稳压控制模块;9—蓄电池;10—第一导线;11—第二导线;12—导热陶瓷;13—导电体;14—n型半导体;15—p型半导体。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述:

如图1所示:一种模块式温差发电散热装置,包括半导体温差发电模块1、导热金属块3、散热器4、热管5、散热风扇6、电机驱动模块7;所述半导体温差发电模块1的电源输出端通过第一导线10与升压稳压控制模块8连接,将电压稳定至12v,通过所述升压稳压控制模块8的控制将电压通过第二导线11分配至蓄电池9和电机驱动模块7,控制所述蓄电池9的储能效率和散热风扇6的散热速率;所述半导体温差发电模块1由单个或多个温差发电片串并联组成;所述半导体温差发电模块1具有冷端和热端,所述冷端和热端均附着导热界面材料2,热端与导热金属块3紧密连接,冷端与热管5及散热器4紧密连接,通过散热器肋片结构增强热管散热能力;所述导热金属块3和散热器4连接,所述散热器4上固定所述散热风扇6;所述导热界面材料2为导热硅脂、导热硅胶片、导热相变材料或导热胶带;所述散热器4为齿状散热器、柱式散热器、排管散热器或热管散热器;所述导热金属块3和所述散热器4主体材料均为铝合金或铜。

使用时,将导热金属块3紧贴热源,由于热源形状多样,导热金属块3能够快速吸收余热并均匀传递给半导体温差发电模块1,使得其冷热端产生温差,从而产生电势差,通过升压稳压控制模块8将电压稳定至12v并输出给电机驱动模块7和蓄电池9,一方面能驱动散热风扇6转动强化散热,将冷热端温差保持在可用范围内,另一方面能对蓄电池9充电。在工业使用环境中,可以减小风扇端电压,使风扇低速运行,增大储能端电压,将大部分电能储存进蓄电池中;在需要强化散热效果情况下,可以增大风扇端电压,使风扇高速运行,减小甚至关闭储能端电压,通过风扇的高速转动进一步强化散热效果。

本发明一种模块式温差发电散热装置能够通过半导体温差发电模块1利用余热产生电能并存储入蓄电池9中,同时利用散热风扇6强化散热能力,通过升压稳压控制模块8,对需要回收余热和需要尽快散热的情形都能进行有效处理,节能环保。模块化设计便于根据具体环境和热源形状排布,可以多个设备串并联使用。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。



技术特征:

技术总结
本发明涉及一种模块式温差发电散热装置,包括半导体温差发电模块、蓄电池、电机驱动模块和升压稳压控制模块,所述半导体温差发电模块的冷热端均附着所述导热界面材料,通过散热器肋片结构增强热管散热能力,电源输出端通过导线与升压稳压控制模块连接,将电压稳定至12V,通过所述升压稳压控制模块的控制将电压通过导线合理分配至蓄电池和电机驱动模块,控制所述蓄电池的储能效率和散热风扇的散热速率。本发明提供了一种模块式温差发电散热装置,能够针对多种工作场景,充分利用工业或生活余热,既能够将废热转化为电能储存入蓄电池,又能够高效的将热量散发出去,保证了设备的正常运转,节能环保,满足了设备的散热需求和能源的合理利用。

技术研发人员:袁双;刘泽昆;王玉洁;苑轶;王强
受保护的技术使用者:东北大学
技术研发日:2018.05.11
技术公布日:2018.09.28
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