用于循环运行热电式电池布置系统的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于通过周期性改变热电式电池布置系统的温度来循环式运行所述热电式电池布置系统的方法，其中，热电式电池布置系统与循环运行的吸收式热泵热耦合。所述方法循环地执行以下方法步骤：在冷却阶段期间将热电式电池布置系统与所述吸收式热泵的冷侧热耦合，在加热阶段期间将热电式电池布置系统与所述吸收式热泵的热侧热耦合。本发明专利技术还涉及一种用于通过热电式电池布置系统获得电能的收获装置，其中，所述热电式电池布置系统具有与吸收式热泵的热耦合，通过所述热耦合能够在热电式电池布置系统中实现按吸收式热泵的工作循环的节拍进行的温度变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于循环运行热电式电池布置系统的方法和装置
本专利技术涉及一种根据权利要求1所述用于循环运行热电式电池布置系统的方法和一种根据权利要求5所述的为此设置的装置。
技术介绍
热电式电池布置系统是已知的。这种装置用于将热量转化成电能。与例如通过热电材料中恒定的温度梯度产生电压的塞贝克效应的情况不同，在热电式电池中，电压生成通过电池温度在时间上变化来实现。多个这种电池可以连接成一个电池组。在这种电池组中，通过温度变化产生电压。因此，热电的电池的特征就在于循环的工作方式。这种循环过程的功率受到热传输的限制，所述热传输在热电式电池的温度变化时是必要的。这种电池此外多数还基于电解液系统，所述电解液具有较高的比热容。因此，为了实现热电式电池中的温度变化，需要很多的热量。此外，还必须在每个半相中对热电式电池布置系统进行冷却，以便在下面的加热阶段中能够重新获得电荷。这明显降低了整个过程的效率。为了能够将这种热电式电池用于获得电能，必须高效地实施温度变化。传统的加热或冷却系统、如例如加热螺旋管或压缩冷凝设备设计成用于稳定的运行并且此外本身还需要恒定地供应电能。为了加热热电式电池原理上也可以使用例如来自低温设备的废热，但缺少用于有效冷却电池的适当的冷源。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，提供一种方法和一种装置，利用所述方法和所述装置能够高效地运行热电式电池布置系统。所述目的通过具有权利要求1的特征的运行热电式电池布置系统的方法以及在装置方面利用具有权利要求5的特征的收获装置来实现。根据本专利技术，用于循环运行热电式电池布置系统的方法通过周期性地改变热电式电池布置系统的温度来实施，其中，热电式电池布置系统与循环运行的吸收式热泵热耦合。这里循环地执行以下方法步骤：首先在冷却阶段期间使热电式电池布置系统与吸收式热泵的冷侧实现热耦合。在第二方法步骤中，在加热阶段期间使热电式电池布置系统与吸收式热泵的热侧实现热耦合。然后所述方法返回到第一方法步骤。因此，根据本专利技术，所述方法基于这样的构思，采用吸收式热泵用于加热和冷却热电式电池布置系统，并且通过吸收式热泵循环地加热和冷却热电式电池，以便在电池中实现必要的温度变化并由此能够从电池中获取交变电压形式的近似连续的电能。就是说，根据本专利技术，使热电式电池布置系统跟随吸收式热泵的工作节拍。通过利用吸收式热泵来实现温度交变，在热电式电池中以较短的时间达到了这种温度交变。此外，这种吸收式热泵不需要附加地供应电能。吸收式热泵与热电式电池布置系统的组合的特殊的优点特别是这样得到，即，这两个部件都循环地运行。要供应给电池布置系统并且要提取的热能通过吸收式热泵泵送或泵吸，这里通过热泵效应也能由现有的低温热量中最佳地产生电池交变的温度水平。在所述方法的一个实施形式中，吸收式热泵通过切换单元循环地耦合到外部的蓄热器或外部的蓄冷器上。与此相结合，吸收式热泵与切换单元的切换状态相关地包含用作循环的热侧或冷侧的加热及冷却元件。所述加热及冷却元件通过热耦合在所述热电式电池布置系统中产生温度变化。通过这种方法设计方案，特别是在热电式电池布置系统和吸收式热泵的热接触方面明显简化了方法过程。所述电池布置系统这里通过相同的方法部件循环地加热和冷却。在第一实施形式中，热电式电池布置系统和吸收式热泵的热耦合通过循环地用作加热回路或冷却回路的载热介质回路来实现。载热介质循环在一个设计方案中以热导管、特别是热管布置系统的形式运行。这里载热介质的蒸发和冷凝在闭合的管中进行，所述管因此作为蒸发热吸收热量或作为冷凝热释放热量，并由此实现热传输。在另一个实施形式中，吸收式热泵与热电式电池布置系统之间的热耦合通过直接的固体传导的热接触实现。在装置方面，设定一种用于通过热电式电池布置系统获得电能的收获装置，其中，所述热电式电池布置系统具有与吸收式热泵的热耦合，通过所述热耦合能够在热电式电池布置系统中实现按吸收式热泵的工作循环的节拍进行的温度变化。在一个实施形式中，所述吸收式热泵具有能通过切换装置循环地接通到外部的蓄热器或外部的蓄冷器上的吸收器和能循环式地作为蒸发器和冷凝器运行的加热及冷却元件，所述加热及冷却元件与所述热电式电池布置系统热耦合。热电式电池布置系统与加热及冷却元件之间的热耦合构造成将热电式电池布置系统直接与所述加热及冷却元件连接的能导热的固定结构。在这种构型中，电池布置系统可以在结构上以很高的程度集成到加热及冷却元件中。在另一个实施形式中，热电式电池布置系统与加热及冷却元件之间的热耦合通过载热介质回路构成。所述载热介质回路特别是可以构造成热导管的形式、特别是热管布置系统的形式。在一个实施形式中，外部的蓄热器是废热源或热收集器。吸收式热泵与热电式电池布置系统的质量相关的冷却容量为40至120kJ/kg，优选为60至100kJ/kg。这里，可以假定，一个吸收式热泵分别与两个热电式电池布置系统配合作用。附图说明下面参考实施例来详细说明根据本专利技术的方法和根据本专利技术的装置。图1至5用于进行说明。这里，对于相同或作用相同的部件采用相同的附图标记。其中：图1示出在加热阶段期间吸收式热泵与热电式电池之间基本的方法过程，图2示出在冷却阶段期间吸收式热泵与热电式电池之间基本的方法过程，图3示出示例性的线路图，图4示出由吸收式热泵和热电式电池布置系统成的集成系统的示意图，图5示出集成式的收获装置的另一个实施形式的示意图。具体实施方式图1和图2示出在根据本专利技术的工作循环的加热和冷却阶段期间示例性的方法过程。热电式电池布置系统1和吸收式热泵2之间执行所述方法。所述吸收式热泵在这里所示的情况下通过供应废热Q0来驱动。所述吸收式热泵式在低温范围内工作的吸收式热泵。在第一半循环中，吸收式热泵吸收废热Q0。所吸收的热量一部分在吸收式热泵2的热侧WS上释放并在这里用于将热电式电池布置系统1加热到确定的温度T1。在紧接着的第二半循环中，吸收式热泵将废热向回冷装置输送并且此时通过其冷侧KS由热电式电池布置系统吸收附加的热量Qkühl。所述附加的热量连同废热Q0一起作为导出热量Qab向蓄冷器导出。此时，热电式电池布置系统的温度从初始温度T1降低到现在较低的温度T2。在这种温度降低期间，在热电式电池内部发生电荷分离，从而可以在其端子3上获取电压。在第二半循环之后紧接着再次进行第一半循环，其方式是，通过吸收式热泵2重新从废热源吸收废热Q0。现在使所述热电式电池布置系统重新与吸收式热泵2的热侧WS发生热接触。因此，现在电池布置系统内部的温度从温度T2重新升高到较高的T1。这种温度升高现在在热电式电池的内部导致再次的电荷分离，从而现在在其端子3上能够重新获得电压，但这一次是以相反的端子极性获得电压。由此，现在第一半循环也在热电式电池上提供电能。所述的过程现在以第二半循环继续进行，并且以任意的频率进行。因此热电式电池布置系统1以各半循环的交替输出交变电压(交流电压)。在图3中示出用于执行所述方法的布置系统的示例性框图。所述框图包括热电式电池布置系统1连同其电端子3以及吸收式热泵2。所述吸收式热泵通过切换装置4与蓄热器5和蓄冷器5耦合，所述切换装置包括受控制的阀4a和4b。这里特别是考虑采用废热源作为蓄热器，所述蓄冷器例如形成与环境空气的热交换器。通过接通的、在图中用相应的线条示出的载本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于通过周期性改变热电式电池布置系统的温度来循环式运行所述热电式电池布置系统(1)的方法，其中，热电式电池布置系统与循环运行的吸收式热泵(2)热耦合，并且循环地执行以下方法步骤：在冷却阶段期间将热电式电池布置系统(1)与所述吸收式热泵(2)的冷侧(KS)热耦合，在加热阶段期间将热电式电池布置系统(1)与所述吸收式热泵(2)的热侧(WS)热耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.11 DE 102014018453.6;2015.04.08 DE 10201501.用于通过周期性改变热电式电池布置系统的温度来循环式运行所述热电式电池布置系统(1)的方法，其中，热电式电池布置系统与循环运行的吸收式热泵(2)热耦合，并且循环地执行以下方法步骤：在冷却阶段期间将热电式电池布置系统(1)与所述吸收式热泵(2)的冷侧(KS)热耦合，在加热阶段期间将热电式电池布置系统(1)与所述吸收式热泵(2)的热侧(WS)热耦合。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸收式热泵(2)通过切换单元(4)循环地耦合到外部的蓄热器(5)或外部的蓄冷器(6)上，所述吸收式热泵根据切换单元的切换状态包括作为循环的热侧或冷侧起作用的加热及制冷元件(8)，所述加热及制冷元件通过热耦合在热电式电池布置系统(1)中产生温度变化。3.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，吸收式热泵(2)与热电式电池布置系统(1)之间的热耦合通过循环地用作加热或冷却回路的载热介质回路实现。4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，吸收式热泵与热电式电池布置系统之间的热耦合通过热导管装置、特别是热管布置系统形式的热导管装置实现。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·赫尔曼，
申请(专利权)人：华氏股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE