[发明专利]一种用于低品位热能回收的热电转换流体管路及转换方法

说明书

一种用于低品位热能回收的流体管路，包括热电转换模块和绝缘管道，所述的热电转换模块包括通过热流体的流体管道、与外界接触的导电材料、流体管道与导电材料之间的反应室以及壳体，反应室中充满电解质溶液。所述的热电转换模块中，当热流体通过热流管道时，由于热流体侧温度较高，空气温度低导致与空气接触的导电材料温度较低，形成温度差。因此热电转换模块利用两端的温度差，进行发电。不同热电转化模块之间通过串联、并联或混联的方式，将电能集成。热电转换模块可以回收热流体中的部分能量，实现将普通管路上耗散的能量回收并转化为电能储存起来，应用到其它用电设备，提高了能量的利用效率。

技术领域

本发明属于低品位能量回收技术领域，特别涉及一种用于低品位热能回收的热电转换流体管路及转换方法。

背景技术

随着人类社会的不断发展，人类对能源的需求越来越大。化石燃料作为人类最重要的能量来源，在过去的一个世纪为人类经济和社会的发展起到了巨大的推动作用，但是由于技术限制，化石燃料的能量利用率并不高。主要原因是大部分低品位热能未被利用。在工业活动中，尤其是工业管道中存在的大量低品位的热能。多年来，研究界一直致力于将工业上浪费的低品位能量回收利用，以此增加能力的利用率。工业管道中存在大量的低品位热能，还未有研究者对这些能量进行合理的回收，造成了能源的浪费。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于低品位热能回收的热电转换流体管路，可以将热电转换模块安装在现有的热流体管道上，同一管道上安装多个热电转换模块可实现热电转换模块的并联连接，管道间用绝缘管道连接可实现热电转换模块串联连接。以此实现对热流体散发出的热量进行回收，并将这部分能量转化为电能，提高能量利用效率，同时通过将热电转换模块串联、并联或混联，满足对具体应用中对电压和电池输出功率的需求。所述的流体管道结构简单，容易安装，投资小，操作方便，并能够连续运行。本发明适用于各种热流体管路。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于低品位热能回收的热电转换流体管路，包括热流体管1，热流体管1的一端为热流体入口端6，另一端为热流体出口端7，在热流体管1外安装有若干热电转换模块8，所述热电转换模块8为热电化学电池，每个热电转换模块8包括一个包裹在热流体管1外的封闭的壳体4，其中壳体4侧壁的全部或者部分为导电材料2，导电材料2与热流体管1的管壁不连接，壳体4中为充满电解质溶液的反应室3。

所述热流体管1可由不锈钢、钛、锌、镍、铝或石墨等导电性能且导热性能良好的材料制成，所述导电材料2可由不锈钢、钛、锌、镍、铝或石墨等导电性能且导热性能良好的材料制成，所述电解质溶液可为铁氰化钾与亚铁氰化钾的混合溶液，所述的壳体4除导电材料2外的其余部分由有机玻璃、玻璃、石英透明材质或塑料等绝缘性能良好且绝热性能良好的材料制成。

所述热流体管1可为圆管或方管，所述壳体4可为圆柱体或立方体等其他符合电化学原理的几何形状。

所述壳体4外侧壁为可光滑面或者装有翅片等强化换热结构的外表面。

当热电转换模块8的数量大于1个时，相邻热电回收模块8之间用绝缘管道5连接。

所述绝缘管道5可为圆管或方管，由塑料或其他绝缘性能良好的材料制成。

所述热电转换模块8采用串联、并联或者混联的方式集成，热电转换模块8的尺寸、个数根据具体需求选择。

所述导电材料2和热流体管1均连接有负载9。

本发明还提供了基于所述用于低品位热能回收的热电转换流体管路的热电转换方法，包括以下步骤：

1)、将低品位热能从热流体入口端6输入，热流体出口端7输出，热流体管1作为热端，导电材料2与外界冷空气接触，作为冷端，利用热流管道1与导电材料2之间的温差，进行换热；