【技术实现步骤摘要】
本申请涉及清洁能源利用领域，尤其是涉及一种一体便携式低品位余热能回收利用装置。
技术介绍
1、低品位余热指的是品位低、浓度小、能量少的低温热源，生活中有大量未得以充分开发的能源以100℃以下的形式存在。以低品位形成存在的余热能量巨大，随意的排放这些余热不仅造成能源的浪费，还可能对生态系统造成破坏。
2、热渗透能量转换(toec)作为一种新兴的技术，能有效回收低品位热量，为低品位余热的收集提供了新思路。
3、传统热渗透能量转换(toec)的原理如下：使用一张疏水性较强且孔径合适的分离膜在冷端和热端之间制造一个很薄的空气间隔。由于孔洞尺寸和膜表面疏水性能的限制，液态水将被阻隔而气态的水分子可以通过分离膜从热端到达冷端，水蒸汽分子随后在冷端冷凝且由于分离膜疏水的特性不能够返回热端，即水蒸气分子只能单向通过分离膜。热端水蒸气运动通过分离膜的通过率取决于热端和冷端的蒸汽分压，两端更高的温差会导致更大的蒸汽驱动力，从而使得冷凝得到的液体有着更大的净流量。由于冷端的储存空间是固定的，持续的蒸发冷凝过程使得冷端的液压不断增大；如果能对冷端和热端的液压差加以利用，将提高能源利用效率。
技术实现思路
1、为了对热渗透能量转换过程中液压差加以利用，本申请提供一种一体便携式低品位余热能回收利用装置。
2、本申请提供的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置采用如下的技术方案：
3、一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，包括：
4、相变蒸发蓄压组件
5、发电组件，包括连接于所述冷流体室的冷流体出液管和连接于所述热流体室的循环水管，所述冷流体出液管的出口端和所述循环水管的进口端之间安装有水轮发电机。
6、进一步地，所述热流体室与所述疏水膜相对的一侧设置有热端导热片，所述热端导热片的一侧与热流体接触、另一侧与外界热源接触。
7、进一步地，所述冷流体室与所述疏水膜相对的一侧设置有冷端导热片，所述冷端导热片的一侧与冷流体接触、另一侧与外界环境连通。
8、热端导热片将外界热源的热量传递给热流体，积蓄了热量的热流体在疏水膜的表面蒸发，流体蒸汽通过疏水膜的孔洞，然后在冷流体室冷凝。冷端导热片将流体冷凝时放出的热量及时传递给外界环境，从而维持热流体室与冷流体室之间的温度差。随着蒸发-冷凝过程的进行，冷流体室的液压增大，热流体室的液压减小，冷流体室中受压的流体依次流经冷流体出液管和循环水管，最后流回到热流体室，实现流体的循环，在此过程中，水轮发电机将流体流动的机械能转化为电能。
9、如此，基于相变迁移自驱动的原理，本装置实现了相变循环，将低品位的余热转化为机械能，进而将机械能转化为电能，提高了能源利用率，且具有可持续性。
10、进一步地，所述热端导热片和所述冷端导热片均采用石墨烯材料。
11、石墨烯具有高导热率，使得热端导热片能够将外界热源的热量快速传递给热流体，冷端导热片能够将冷流体的热量快速传递给外界环境。
12、进一步地，所述热流体室的内侧壁设置有绝热板，用于减少所述热流体室的热量散失。
13、绝热板的导热系数低，有助于减少热流体室的热量散失，从而维持热流体室与冷流体室之间的温度差。
14、进一步地，所述冷流体室的内侧壁设置有导热板，用于加快所述冷流体室的散热。
15、导热板的导热系数高，有助于加快冷流体室的散热，从而维持热流体室与冷流体室之间的温度差。
16、进一步地，所述疏水膜为pvdf疏水膜。
17、pvdf具有较低的导热系数，能够有效地阻隔相变蒸发蓄压组件中热流体室散发的热量，从而有助于维持热流体室与冷流体室之间的温度差。
18、进一步地，所述水轮发电机通过输电线连接有蓄电池，所述输电线采用银质。
19、蓄电池用于储存电能，银质输电线的电阻率低，有利于减少电能损失。
20、进一步地，所述循环水管上安装有止逆阀。
21、止逆阀有助于防止蓄压产生波动导致液体回流。
22、本申请还提供一种穿戴设备，包括一体便携式低品位余热能回收利用装置。
23、将低品位余热能回收利用装置应用于智能手表、手环等穿戴设备，将热端导热片与人体的体表接触，以人体作为热源对热流体室进行供热。大多数情况下，人体的温度高于环境温度，利用人体与环境之间的温差，将人体余热转化为机械能，进而将机械能转化为电能进行储存，可为穿戴设备供电。
24、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
25、1.基于相变迁移自驱动的原理，本装置实现了相变循环，将低品位的余热转化为机械能，进而将机械能转化为电能，提高了能源利用率，且具有可持续性；
26、2.通过设置冷端导热片、热端导热片、导热板和绝热板，加快冷流体室对外界环境的散热，同时减少热流体室的热量散失，从而维持热流体室与冷流体室之间的温度差，提高能量转换效率；
27、3.本装置易实现封装和模块化，不仅可用于人体的小型随身设备，还可用于工厂周围的小型余热排放区域。
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1.一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：所述热流体室与所述疏水膜相对的一侧设置有热端导热片，所述热端导热片的一侧与热流体接触、另一侧与外界热源接触。
3.根据权利要求2所述的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：所述冷流体室与所述疏水膜相对的一侧设置有冷端导热片，所述冷端导热片的一侧与冷流体接触、另一侧与外界环境连通。
4.根据权利要求3所述的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：所述热端导热片和所述冷端导热片均采用石墨烯材料。
5.根据权利要求1所述的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：所述热流体室的内侧壁设置有绝热板，用于减少所述热流体室的热量散失。
6.根据权利要求1所述的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：所述冷流体室的内侧壁设置有导热板，用于加快所述冷流体室的散热。
7.根据权利要求1所述的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：所述水轮发电机通过输电线连接有蓄电池，所述输电线采用银质。
9.根据权利要求1所述的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：所述循环水管上安装有止逆阀。
10.一种穿戴设备，其特征在于：包括权利要求1-9任一项所述的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置。
...【技术特征摘要】
1.一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：所述热流体室与所述疏水膜相对的一侧设置有热端导热片，所述热端导热片的一侧与热流体接触、另一侧与外界热源接触。
3.根据权利要求2所述的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：所述冷流体室与所述疏水膜相对的一侧设置有冷端导热片，所述冷端导热片的一侧与冷流体接触、另一侧与外界环境连通。
4.根据权利要求3所述的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：所述热端导热片和所述冷端导热片均采用石墨烯材料。
5.根据权利要求1所述的一种一体便携式低品位余热能回收利用装置，其特征在于：所述热流体室的内...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡雪蛟，骆麒兆，黄璐，江海峰，操斌，单坤鹏，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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