本实用新型专利技术公开了一种基于相变储能与热电转化的低品位热利用装置，属于节能环保技术领域，包括冷水管和热水管，冷水管包括外壁贴敷有热电材料的发电段，热电材料连接有向外输电的导线；热水管包括呈螺旋状环绕在发电段外壁的换热段，发电段和换热段之间填充有相变材料；通过相变材料实现对废水余热的回收、储存以及放热，然后通过热电材料实现热电转换，废水低品位热利用的目的；还公开了一种基于相变储能与热电转化的低品位热利用系统，热水管的进水端和出水端连通在淋浴房的下水管道上，冷水管的进水端与淋浴房内的自来水管连通，冷水管的出水端与淋浴热水器连通；热水管收集淋浴间废水用作发电，冷水管将加热后的自来水通入淋浴热水器备用。淋浴热水器备用。淋浴热水器备用。
【技术实现步骤摘要】
基于相变储能与热电转化的低品位热利用装置及其系统
[0001]本技术涉及节能环保
，是一种基于相变储能与热电转化的低品位热利用装置及其系统。
技术介绍
[0002]在淋浴间内洗澡后用的水都是直接排放至下水道系统，而这部分水的温度实际是比较稳定的，如果无法充分利用的话无疑是一种低品位余热资源的浪费。尤其是北方的大型澡堂以及洗浴中心等，具有开放时间固定、水流量大，排水温度比较稳定等特点，因此大量的低品位余热资源被严重浪费。为了解决这个问题，专利号为“201721913078.8”，名称为“一种利用洗浴冷热水温差发电结构”的技术专利中将热水管与淋浴间下水管路连通，然后在热水管的管壁上方设有冷水管，然后在冷水管和热水管之间设置与两者相互接触的温差发电片，温差发电片的表面设有输出电极，然后利用温差发电技术将淋浴间内的余热废水进行利用。
[0003]但也正是由于淋浴间、大型澡堂以及洗浴中心均存在周期性排放的特点，导致上述发电结构只能在特定时间进行发电，废水余热无法全部利用，也不能用来持续发电。且下水道本身废水排水量大、流速快，热水管路中大排量的水致使管路中部水的温度实际上并没有被充分的利用，且流速过快也导致了废水水温没有与温差发电片充分换热，因此，上述利用洗浴冷热水温差发电结构并没有充分利用洗浴废水的低品位余热。
技术实现思路
[0004]本技术的目的是解决上述技术问题，提供一种基于相变储能与热电转化的低品位热利用装置及其系统，通过在热水管与热电材料之间增设相变材料，实现对余热的有效回收和储存，并持续恒温释放热量，以达到持续放电的目的，达到废水低品位热的利用；同时将热水管与热电材料相接触的管段设置成螺旋缠绕在冷水管外的换热段，减缓废水流速，使废水充分与相变材料接触，提高余热吸收效率。
[0005]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：本技术提供一种基于相变储能与热电转化的低品位热利用装置，包括冷水管以及收集余热废水的热水管，所述冷水管包括外壁贴敷有热电材料的发电段，所述热电材料连接有向外输电的导线；所述热水管包括呈螺旋状环绕在所述发电段外壁的换热段，所述发电段和所述换热段之间填充有用于储热和持续放热的相变材料。
[0006]优选的，所述换热段包括由所述热水管分成的若干根直径小于所述热水管的热水支管，若干根所述热水支管与所述热水管的外壁连通，若干根所述热水支管的直径总和大于所述热水管的直径。
[0007]优选的，其中一部分所述热水支管与所述热水管的端面中部连通，其余所述热水支管沿所述热水管的周壁均匀分布。
[0008]优选的，若干根所述热水支管的直径相同。
[0009]优选的，所述换热段和所述发电段被隔热圆筒包裹在内，所述隔热圆筒内填满微胶囊状的所述相变材料。
[0010]优选的，所述热电材料为相互串连且阵列在所述发电段的热电芯片。
[0011]优选的，所述换热段一侧设有与所述导线连接的免维护蓄电池。
[0012]优选的，所述换热段、发电段以及所述免维护蓄电池外包裹有保护外壳，所述保护外壳内设有将所述换热段和所述免维护蓄电池相互隔开的隔板。
[0013]本技术还提供了一种基于相变储能与热电转化的低品位热利用系统，采用了上述基于相变储能与热电转化的低品位热利用装置，所述热水管的进水端和出水端连通在淋浴房的下水管道上，所述冷水管的进水端与所述淋浴房内的自来水管连通，所述冷水管的出水端与淋浴热水器连通。
[0014]本技术还提供了一种基于相变储能与热电转化的低品位热利用系统，采用了上述基于相变储能与热电转化的低品位热利用装置，所述热水管的进水端和出水端连通在淋浴房的下水管道上，所述冷水管的进水端与所述淋浴房内的自来水管连通，所述冷水管的出水端与淋浴热水器连通，所述换热段一侧设有与所述导线连接的免维护蓄电池，所述免维护蓄电池与用户用电系统连接。
[0015]本技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0016]1、通过相变材料吸收热水管内周期流过的废水热量，并将热量储存在相变材料内，然后可以在较长的一段时间内持续进行放热，在将热量传递给热电材料后使热电材料两面产生温差，利用温差发电技术，实现热能向电能的转换。同时热水管的换热段呈螺旋状缠绕在冷水管的发电段，一方面螺旋管段有效减缓废水流速，另一方面增大与相变材料的接触面积，使废水充分与相变材料接触，提高余热吸收效率。
[0017]2、在换热段，换热管分成的若干根直径小于热水管的热水支管，同时若干根热水支管的直径总和大于热水管的直径，将原本单根热水管内的废水分流进入同样螺旋缠绕在冷水管外侧的热水支管，使原本热水管中部不易换热的部分摊入各热水支管中，增大了与相变材料的换热面积；且由于热水支管直径总和大于热水管的直径，使得每个热水支管内的水不会充的太满，继而保证热水支管内的废水也能充分利用。
[0018]3、通过将一部分热水支管与热水管的端面的中部连通，从而能够有效的将原本单根热水管中部废水分流，以将原来无法有效利用的中部废水热量充分利用起来；然后其余热水支管沿热水管的周壁均匀分布，有效将热水管侧壁废水分流，以将热水管各部分的水充分进行换热。
[0019]4、考虑到人体皮肤分泌物、污垢、合成洗涤剂和香料，以及病毒、细菌等对相变材料存在腐蚀作用，因此采用了相变微胶囊技术，即一种运用成膜材料将固体或液体包覆成具有核壳结构微粒的技术，将相变材料微胶囊化，能够很好地避免相变材料被腐蚀性能降低；同时在换热段和发电段以及相变材料外包裹有一层隔热圆筒，能够尽量避免热量散失，进行热量的留存。
[0020]5、热电材料为相互串连且阵列在发电段的热电芯片，附在冷水管管壁与相变材料之间，热电芯片同时接触冷源、热源产生温差从而开始发电，然后通过导线将电导出，用作它用。
[0021]6、由于热电转换效率较低，并且考虑到稳定输出的问题，不宜将转换成的电能直
接连通用电器工作，因此在换热段一侧设有与导线连接的免维护蓄电池，通过免维护蓄电池先将电能储存起来，然后通过免维护蓄电池可以稳定持续的供电，避免电器因电压不稳，而减少寿命。
[0022]7、本系统除了利用低品位热利用装置有效使淋浴室废水资源在一定程度上得到了利用，同时冷水管中自来水经过热电反应后也会一定程度上升温，可以改造室内管道使得经简单加热后的冷水能够直接通入热水器，从而减少淋浴热水器的预热过程；同时也可以直接供给用户，保证了在淋浴时使用期间会有一定量的温水可以使用，不必再使用加热器加热，节省能源。
[0023]8、本系统不受天气、温度等因素影响，只要有人洗澡，就可以回收利用余热，运行稳定，易于控制且成本较低，在一定程度上解决了浴室废水余热的浪费问题，能够产生良好的经济效益和环境效益，具有较好的推广价值。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于相变储能与热电转化的低品位热利用装置，其特征在于，包括冷水管以及收集余热废水的热水管，所述冷水管包括外壁贴敷有热电材料的发电段，所述热电材料连接有向外输电的导线；所述热水管包括呈螺旋状环绕在所述发电段外壁的换热段，所述发电段和所述换热段之间填充有用于储热和持续放热的相变材料。2.根据权利要求1所述的基于相变储能与热电转化的低品位热利用装置，其特征在于，所述换热段包括由所述热水管分成的若干根直径小于所述热水管的热水支管，若干根所述热水支管与所述热水管的外壁连通，若干根所述热水支管的直径总和大于所述热水管的直径。3.根据权利要求2所述的基于相变储能与热电转化的低品位热利用装置，其特征在于，其中一部分所述热水支管与所述热水管的端面中部连通，其余所述热水支管沿所述热水管的周壁均匀分布。4.根据权利要求2或3所述的基于相变储能与热电转化的低品位热利用装置，其特征在于，若干根所述热水支管的直径相同。5.根据权利要求1所述的基于相变储能与热电转化的低品位热利用装置，其特征在于，所述换热段和所述发电段被隔热圆筒包裹在内，所述隔热圆筒内填满微胶囊状的所述相变材料。6.根据权利要求1所述的基于相变储能与热电转化的低...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶升，李林海，谢璇，杨欣，高铭辰，关昊辰，
申请(专利权)人：叶升，
类型：新型
国别省市：
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