一种低温储热型热电转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低温储热型热电转换装置，包括太阳能集热器、相变储热器、外水管、热电发生器；所述相变储热器包括储热盒，及设置在所述储热盒内的传热工质盘管、内水管、相变储热介质；所述太阳能集热器盖设在所述相变储热器上，并连接所述传热工质盘管；所述外水管连通所述内水管形成循环，且所述外水管上设置有连接外部水源的冷水入口；所述热电发生器连接在所述外水管上，且邻近所述储热盒。本发明专利技术优点：利用低温储能材料对太阳辐射能进行存储，再通过半导体发电器将存储的热能转换为电能，结构简单，操作方便，过程无污染且可有效提高能源利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种低温储热型热电转换装置
本专利技术涉及一种热电转换装置，尤其涉及一种低温储热型热电转换装置，属于能源利用的

技术介绍
由于常规能源的有限性和环境问题的日益严峻性，太阳能作为一种环保型可再生能源得到了越来越广泛的研究与应用。然而，太阳能受季节、地理纬度以及昼夜等因素的影响，存在间歇性的问题，造成了能源的浪费，因此对能量的存储显得尤为重要。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种低温储热型热电转换装置，实现太阳辐射热能存储的同时，还可将存储的热能输出为电能。技术方案：一种低温储热型热电转换装置，包括太阳能集热器、相变储热器、外水管、热电发生器；所述相变储热器包括储热盒，及设置在所述储热盒内的传热工质盘管、内水管、相变储热介质；所述太阳能集热器盖设在所述相变储热器上，并连接所述传热工质盘管；所述外水管连通所述内水管形成循环，且所述外水管上设置有连接外部水源的冷水入口；所述热电发生器连接在所述外水管上，且邻近所述储热盒。本专利技术的原理是：本专利技术的热电转换装置包括储热过程和热电转换过程，其中储热过程包括：太阳能集热器将接收到的光能转化为热能，并通过传热工质盘管将热能传递到相变储热器中，提升其内部温度，通过相变储热介质进行显热储热，待升温至足够温度时，相变储热介质发生潜热相变，从而完成储热过程。而进行热电转换过程时：冷水源由冷水入口进入后，依次经外水管-内水管-外水管形成水循环，当水源流经内水管时，受相变储热介质影响，变为热水，热水流经外水管，热量被热电发生器吸收，转化为电力使用，而经过该换热过程后，水管内的水温度下降，再回流至内水管形成循环利用，蒸发的水份可通过水源入口补充，从而完成整个热电转换过程。进一步的，所述传热工质盘管竖向设置，所述内水管水平设置，且位于所述储热盒的中部位置，以提升换热效率。进一步的，所述相变储热介质采用石蜡，石蜡的熔点为50-57℃，且多次吸放热后相变温度和相变潜热变化很小，因此冷水经盘管受热后会上升至较低的温度，蓄热稳定性好。进一步的，所述热电发生器为半导体发电器，所述半导体发电器包括基体、引出线、导流片、多个P型半导体和N型半导体，多个所述P型半导体和N型半导体交错固定在所述基体上，且相邻的所述P型半导体和N型半导体通过所述导流片串联，所述基体上开设有散热孔，串联的所述P型半导体和N型半导体产生的电能通过所述引出线输出，多个P型半导体和N型半导体的顶端嵌于所述外水管内、底端远离所述外水管。本结构中，多个P型半导体和N型半导体的顶端嵌于所述外水管内，形成热端面，基体远离外水管，并通过散热孔散热，形成冷端面，P型半导体和N型半导体中的电子由于热扩散效应从高温处向低温处扩散，使P型半导体和N型半导体分别产生电动势，最终电能通过引出线输出，可供存储或用户使用。进一步的，所述基体采用陶瓷基体，具有良好的散热性能。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点是：利用低温储能材料对太阳辐射能进行存储，再通过半导体发电器将存储的热能转换为电能，结构简单，操作方便，过程无污染且可有效提高能源利用效率。同时，通过稳定的低温储热，可对太阳能进行充分利用，提高全天候发电。此外，蓄热过程中，水温相对较低，因此管道体积小，管理维护方便。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为石蜡相变蓄能过程的模拟-实验对比图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。一种低温储热型热电转换装置，如附图1所示，包括太阳能集热器1、相变储热器2、外水管3、热电发生器4。相变储热器2包括储热盒21，及设置在储热盒21内的传热工质盘管22、内水管23、相变储热介质24。太阳能集热器1盖设在相变储热器2上，并连接传热工质盘管22。外水管3连通内水管23形成循环，且外水管3上设置有连接外部水源的冷水入口31。热电发生器4连接在外水管3上，且邻近储热盒21。热电发生器4具体采用半导体发电器，半导体发电器包括基体41、引出线42、导流片43、多个P型半导体44和N型半导体45，多个P型半导体44和N型半导体45交错固定在基体41上，且相邻的P型半导体44和N型半导体45通过导流片43串联，基体41上开设有散热孔41a，串联的P型半导体44和N型半导体45产生的电能通过引出线42输出，多个P型半导体44和N型半导体45的顶端嵌于外水管3内、底端远离外水管3，基体41采用陶瓷基体。本实施例中，为提升换热效率，传热工质盘管22竖向设置，内水管23水平设置，且位于储热盒21的中部位置，且传热工质盘管22和内水管23均以S型结构设置，提升换热面积。本实施例中，对相变储热介质进行了优选，具体的，相变储热介质24优选采用石蜡。如附图2所示，石蜡在不到50分钟内达到熔点，且在之后的很长一段时间内温度上升不超过5℃，说明其蓄热性能好以及蓄热稳定。本实施例的低温储热型热电转换装置使用时，包括储热过程和热电转换过程，其中储热过程包括：太阳能集热器将接收到的光能转化为热能，并通过传热工质盘管将热能传递到相变储热器中，提升其内部温度，通过相变储热介质进行显热储热，待升温至足够温度时，相变储热介质发生潜热相变，从而完成储热过程。而进行热电转换过程时：冷水源由冷水入口进入后，依次经外水管-内水管-外水管形成水循环，当水源流经内水管时，受相变储热介质影响，变为热水，当水从流入外水管后，在半导体发电器处，由于多个P型半导体和N型半导体的顶端嵌于外水管内、底端远离外水管，使P型半导体和N型半导体的顶端形成热端面，基体形成冷端面，P型半导体和N型半导体中的电子由于热扩散效应从高温处向低温处扩散，使P型半导体和N型半导体分别产生电动势，在导流片的串联下，形成的电能通过引出线输出。而经过该热电转换过程后，水管内的水温度下降，再回流至内水管形成循环利用，蒸发的水份可通过水源入口补充，从而完成整个热电转换过程。本实施例利用低温储能材料对太阳辐射能进行存储，再通过半导体发电器将存储的热能转换为电能，结构简单，操作方便，过程无污染且可有效提高能源利用效率。同时，通过稳定的低温储热，可对太阳能进行充分利用，提高全天候发电。此外，蓄热过程中，水温相对较低，因此管道体积小，管理维护方便。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温储热型热电转换装置，其特征在于：包括太阳能集热器(1)、相变储热器(2)、外水管(3)、热电发生器(4)；所述相变储热器(2)包括储热盒(21)，及设置在所述储热盒(21)内的传热工质盘管(22)、内水管(23)、相变储热介质(24)；所述太阳能集热器(1)盖设在所述相变储热器(2)上，并连接所述传热工质盘管(22)；所述外水管(3)连通所述内水管(23)形成循环，且所述外水管(3)上设置有连接外部水源的冷水入口(31)；所述热电发生器(4)连接在所述外水管(3)上，且邻近所述储热盒(21)。

【技术特征摘要】
1.一种低温储热型热电转换装置，其特征在于：包括太阳能集热器(1)、相变储热器(2)、外水管(3)、热电发生器(4)；所述相变储热器(2)包括储热盒(21)，及设置在所述储热盒(21)内的传热工质盘管(22)、内水管(23)、相变储热介质(24)；所述太阳能集热器(1)盖设在所述相变储热器(2)上，并连接所述传热工质盘管(22)；所述外水管(3)连通所述内水管(23)形成循环，且所述外水管(3)上设置有连接外部水源的冷水入口(31)；所述热电发生器(4)连接在所述外水管(3)上，且邻近所述储热盒(21)。2.根据权利要求1所述的一种低温储热型热电转换装置，其特征在于：所述传热工质盘管(22)竖向设置，所述内水管(23)水平设置，且位于所述储热盒(21)的中部位置。3.根据权利要求1所述的一种低温储热型热电转换装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超颖，顾璠，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32