[发明专利]环状热电发电器件发电装置和提高环状热电发电器件性能的方法

说明书

本发明涉及一种环状热电发电器件发电装置和提高环状热电发电器件性能的方法；环状热电发电器件发电装置包括：发电系统、聚热系统、冷却散热系统、导线、负载电阻、圆筒；发电系统位于圆筒内的内壁；聚热系统位于圆筒内；冷却散热系统位于圆筒外；负载电阻通过导线连接在发电系统上；圆筒内是交叉分布排列的翅片，翅片粘接到圆筒上。本发明采用翅片能够减少污垢残留，扩大接触面积，能更好的聚热，以便获得更多的热能，达到强化热端吸热的目的。本发明采用冷端的散热系统，可以使用多种冷却剂，强化冷端的散热，增大温差。本发明采用多段连接结构的设计，可以无限连接热电器件，提高热电器件的性能。

技术领域

本发明涉及一种发电装置，具体涉及一种聚热和散热效果都很好，可以无限连接热电器件，提高热电器件的性能的环状热电发电器件发电装置和提高环状热电发电器件性能的方法。

背景技术

在世界范围内能源环境问题日益严峻的背景下，各类废热的成为能源领域备受关注的问题。热电发电器件(thermoelectric generator，TEG)以其无噪声、小尺寸、重量轻、高可靠性等优点，被应用到了废热回收领域。热电发电系统是利用半导体的塞贝克(Seebeck)效应将热能转化为电能的热能利用系统，当热电器件两端存在温差时，会生成电势差，并在通路情况下伴有电流产生。针对环状废热回收的场景，比如汽车尾气废热回收或者工厂烟囱和废水的废热回收，环状热电发电器件具有兼容性更好的优点。然而，环状热电发电器件目前的热电转换效率和输出功率往往比较低，这主要是由于热端吸热和冷端散热性能的局限，导致冷热端温差较小。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种聚热和散热效果都很好，可以无限连接热电器件，提高热电器件的性能的环状热电发电器件发电装置和提高环状热电发电器件性能的方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种环状热电发电器件发电装置，所述环状热电发电器件发电装置包括：发电系统、聚热系统、冷却散热系统、导线、负载电阻、圆筒。

发电系统位于圆筒内的内壁；聚热系统位于圆筒内；冷却散热系统位于圆筒外；负载电阻通过导线连接在发电系统上；圆筒内是交叉分布排列的翅片，翅片粘接到圆筒上。

在本发明的具体实施例子中，所述发电系统包括冷端、热端、若干个p型热电元、若干个n型热电元；热端固定粘接到圆筒上，一对p型热电元和n型热电元粘接到一个热端上，冷端覆盖一对热电元，冷端外侧粘接冷却散热系统。

在本发明的具体实施例子中，所述聚热系统包括：固定翅片的翅片管、安装在翅片管内的沿流体流动方向交叉排列的翅片。

在本发明的具体实施例子中，所述冷却散热系统包括：冷流体管，冷流体管内充满有冷流体，冷流体管上设置有冷流入口。

在本发明的具体实施例子中，环状热电发电器件发电装置还包括连接结构：连接结构将若干个环状热电发电器件发电装置连接起来，连接结构采用轨道加上纽扣的连接方式将多个环状热电发电器件发电装置连接起来。

一种利用权利要求上述的发电装置提高环状热电发电器件性能的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤(1)：上述的结构安装环状热电发电器件发电装置；

包括不含翅片的热电发电系统和含有翅片的热电发电系统；

步骤(2)：对于两种环状热电发电系统，当热气体的温度T_in和入口流速V_in从入口进入热电发电系统，热量Q_in被热交换器吸收；假设热交换器和热电发电器件热端之间无接触热阻，这在理想的光滑表面条件下是可接受的，不会影响我们的主要结论；在此假设下，热交换器吸收的所有热量可以传输到TEG的热端；

在两种热电发电系统中，由于没有额外的冷却部件，所以冷端均采用自然对流换热条件，其对流换热系数为h；