[发明专利]一种温差发电装置及其发电方法在审

专利信息
申请号: 201910986369.7 申请日: 2019-10-17
公开(公告)号: CN110661452A 公开(公告)日: 2020-01-07
发明(设计)人: 董志华;张鏖;张海涛;冯雪梅;吴文谊;姜建中 申请(专利权)人: 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院
主分类号: H02N11/00 分类号: H02N11/00;H02J7/32;H02M7/42
代理公司: 41153 洛阳润诚慧创知识产权代理事务所(普通合伙) 代理人: 智宏亮
地址: 100036*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 温差发电片 余热利用 耗电 半导体温差发电 负载阻抗匹配 温差发电装置 发电效能 高温油泵 关键技术 导热油 适配性 最大化 可用 置入 水泵 优化 发电 灵活 环节
【权利要求书】:

1.一种温差发电装置,包括高温导热油路系统、低温水路系统和供电电路系统,其特征是:所述高温导热油路系统中的高温油箱(3)分别连接进油管(1)、出油管(2),所述高温油箱(3)的出油口通过高温进油管连接高温油泵(4),所述高温油泵(4)通过高温进油管连接高温油换热板(9)的进油口,所述高温油换热板(9)的出油口通过高温出油管连接高温油箱(3)的回油口,所述高温油泵(4)的转速控制信号线连接油泵节能控制器(8),所述低温水路系统中的低温水换热板(40)与高温油换热板(9)间隔设置,所述低温水换热板(40)的出水口通过回水管连接水泵(42)的进水口,所述的出水口连接低温水出水管(45),低温水换热板(40)的进水口连接低温水入水管(46),水泵(42)的转速控制信号线连接水泵节能控制器(47),所述供电电路系统中的温差发电片阵列(20)设置在低温水换热板(40)与高温油换热板(9)的中间,所述温差发电片阵列(20)的冷面与低温水换热板(40)贴合,温差发电片阵列(20)的热面与高温油换热板(9)贴合,温差发电片阵列(20)的正极和负极之间串联设置电压传感器(22)和电流传感器(21),温差发电片阵列(20)的正极和负极分别连接最大功率跟踪控制器(24),所述最大功率跟踪控制器(24)连接DC-AC变换器(25),DC-AC变换器(25)连接供电线路出线(26)形成所述的温差发电装置。

2.根据权利要求1所述的温差发电装置,其特征是:所述进油管(1)和出油管(2)分别与外部热源高温换热器相连。

3.根据权利要求1所述的温差发电装置,其特征是:所述高温油泵(4)与高温油换热板(9)之间的高温进油管上设有高温油入口温度传感器(5),所述高温油入口温度传感器(5)的进油口通过高温油管连接高温油泵(4)的出油口,高温油入口温度传感器(5)的出油口通过高温油管连接高温油换热板(9)的进油口,高温油入口温度传感器(5)的信号线连接油泵节能控制器(8)。

4.根据权利要求1所述的温差发电装置,其特征是:所述高温油换热板(9)的出油口与高温油箱(3)回油口之间的高温出油管上依次串联有高温油出口温度传感器(7)和高温油流量传感器(6),所述高温油出口温度传感器(7)的进油口通过高温出油管连接高温油换热板(9)的出油口,高温油出口温度传感器(7)的出油口通过高温出油管连接高温油流量传感器(6)的进油口,所述高温油流量传感器(6)的出油口通过高温出油管连接高温油箱(3)回油口,高温油出口温度传感器(7)和高温油流量传感器(6)的信号线连接油泵节能控制器(8)。

5.根据权利要求1所述的温差发电装置,其特征是:所述水泵(42)与低温水换热板(40)之间的回水管上设有水路出口温度传感器(44),所述水路出口温度传感器(44)的进水口通过回水管连接水泵(42)的出水口,水路出口温度传感器(44)的出水口通过回水管连接低温水换热板(40)的出水口,所述水路出口温度传感器(44)的信号线连接水泵节能控制器(47)。

6.根据权利要求1所述的温差发电装置,其特征是:所述进水口连接低温水入水管(46)上分别设有低温水流量传感器(41)和水路入口温度传感器(43),所述低温水流量传感器(41)的进水口连接进水口连接低温水入水管(46),低温水流量传感器(41)的出水口通过水管连接水路入口温度传感器(43)的进水口,水路入口温度传感器(43)的出水口通过水管连接低温水换热板(40)进水口,低温水流量传感器(41)和水路入口温度传感器(43)的信号线连接水泵节能控制器(47)。

7.根据权利要求1所述的温差发电装置,其特征是:所述温差发电片阵列(20)的冷面与低温水换热板(40)之间设有导热硅脂,温差发电片阵列(20)的热面与高温油换热板(9)之间设有导热硅脂。

8.根据权利要求1所述的温差发电装置,其特征是:所述最大功率跟踪控制器(24)连接蓄电池(23),所述蓄电池(23)连接DC-AC变换器(25)。

9.实施权利要求1~8任一权利要求所述的一种温差发电装置的一种温差发电装置的发电方法,其特征是:所述发电方法具体包括如下步骤:

第一步、首先将高温油出口温度传感器(7)信号记作T3、高温油入口温度传感器(5)信号记作T4,高温油流量传感器(6)流量信号记作F1、高温油泵(4)功率信号记作P1,信号分别传给油泵节能控制器(8),计算A=K1*(T4-T3)*F1-P1,其中K1为一常数,然后增加高温油泵(4)的转速,经过1~3分钟,再次记录B=K1*(T4-T3)*F1-P1,此时若B>A,增加高温油泵(4)的转速,若B<A,则减小高温油泵(4)的转速,若减小高温油泵(4)的转速时,经过1~3分钟,再次记录B=K1*(T4-T3)*F1-P1,若B>A,再次减小高温油泵(4)的转速,若B<A,则增加高温油泵(4)的转速;

第二步、接上步,将水路出口温度传感器(44)信号记作T5、水路入口温度传感器(43)信号记作T6,低温水流量传感器(41)流量信号记作F2、水泵(42)的功率信号记作P2,信号分别传给控制器水泵节能控制器(47),计算A2=K2*(T5-T6)*F2-P2,其中K2为一常数,然后增加水泵(42)的转速,经过1~3分钟,再次记录B2=K2*(T5-T6)*F2-P2,若B2>A2,再次增加水泵(42)的转速,若B2<A2,则减小高温油泵(4)的转速;

第三步、接上步,电压传感器(22)所测电压为U,电流传感器(21)所测电流为I,求得功率值为P1=U*I,最大功率跟踪控制器(24)内最大功率跟踪开关管通断占空比增加,重新测量前述功率值为P2,若P1>P2,则减小占空比,若P2>P1,增加占空比,然后继续检测功率值,从而实现对温差发电装置的最大功率匹配。

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