冷凝器熱源溫差發電裝置的制造方法
【專利摘要】冷凝器熱源溫差發電裝置，包括有水冷或平板式冷凝器、半導體溫差發電片，在水冷或平板式冷凝器表面直接或間接的固定有至少一層半導體溫差發電片，在最外側溫差發電片上方固定有散熱裝置。通過均溫板的設置，可以快速的將熱源熱量均勻傳遞到均溫板，由均溫板將均勻熱量傳遞到溫差發電芯片的熱端，而且可以擴大熱傳導面積增加發電片溫差，使更多的溫差發電芯片同時均勻發電，從而提高發電效率。
【專利說明】
冷凝器熱源溫差發電裝置
技術領域
[0001]本發明屬于一種熱能回收的節能裝置，尤其是一種采用半導體溫差發電片利用冷凝器熱能進行溫差發電的裝置。
【背景技術】
[0002]冷凝器為制冷系統的部件，屬于換熱器的一種，能把蒸汽轉變成液體，將管子中的熱量，以很快的方式，傳到管子附近的空氣中。冷凝器溫度較高工作過程是個放熱的過程。這就導致熱能的浪費，因此迫切需要一種裝置能夠將該熱能利用起來的裝置，由于半導體芯片的效能也已獲得大幅提高，使得本發明的實際應用成為現實，本發明就是在該背景下應運而生的。
【發明內容】
[0003]本發明目的是針對現有的冷凝器熱能浪費無法回收利用，而提供的利用半導體溫差片進行溫差發電的裝置。
[0004]本發明是通過如下技術方案來實現的:
[0005]冷凝器熱源溫差發電裝置，包括有水冷或平板式冷凝器、半導體溫差發電片，在水冷或平板式冷凝器表面直接或間接的固定有至少一層半導體溫差發電片，在最外側溫差發電片上方固定有散熱裝置。
[0006]所述的溫差發電片為多層疊加結構。
[0007]所述多層疊加結構包括有均溫板，半導體溫差發電片和均溫板相互固定，多層疊加。
[0008]所述冷凝器表面為平面或多面體表面。
[0009]所述冷凝器表面固定有均溫板，在均溫板上固定有多層疊加的半導體溫差發電片。
[0010]所述均溫板形狀為片狀或棱錐體或“L”字型或“U”字型或多邊形結構。
[0011]所述溫差發電芯片和/或均溫板上設置有絕緣層，絕緣層上設置有至少包括有可焊接部位和電氣連接分布線路層。
[0012]所述的最外側溫差發電片固定有均溫板，均溫板固定或活動連接有散熱裝置。
[0013]所述發電片、均溫板、散熱裝置之間的固定方式為焊接和/或粘結固化。
[0014]所述的散熱裝置為帶有散熱鰭片的熱管或內置有冷卻液的水冷裝置。
[0015]本發明的有益效果:
[0016]通過均溫板的設置，可以快速的將熱源熱量均勻傳遞到均溫板，由均溫板將均勻熱量傳遞到溫差發電芯片的熱端，而且可以擴大熱傳導面積增加發電片溫差，使更多的溫差發電芯片同時均勻發電，從而提高發電效率。
[0017]通過溫差發電片與均溫板組成的均溫發電層的多層疊加結構設置，對熱量進行充分利用發電，從而進一步提高發電效率。
[0018]均溫板的形狀可以進行設計，例如片狀、長方體、棱錐體、“L”字型、“U”字型結構等多種結構，從而改變空間和位置分布，便于進行模塊化設計。
[0019]本發明作為一個穩定高效的溫差發電裝置，可以根據應用環境不同，采用不同的整體結構，減少空間、形狀對安裝的影響，可以運用在空調、冰箱等制冷設備的節能改造，市場前景良好。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明一優選實施例的立體分解示意圖；
[0021 ]圖2為本發明一優選實施例的剖面示意圖；
[0022]圖3為本發明另一優選實施例的立體分解示意圖；；
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本發明作進一步說明。
[0024]實施例一
[0025]如圖1、圖2所示，本實施例主要由外殼1、冷凝管2、側蓋3、第一發電芯片4、散熱水膽5、均溫板6和第二發電芯片7等組成。其中，冷凝器有外殼1、冷凝管2組成，形成一水冷式冷凝器。冷凝管2為螺旋狀，內部流通制冷工質的中空管裝結構，壓縮機工作時，壓縮蒸發器蒸發的工質蒸汽從而使冷凝管2的表面溫度升高，為更好的將冷凝管2的熱量進行高效利用，我們將冷凝管2放置于外殼I的內腔，在空腔內填充好導熱液體，如水、油等，并在外殼I的兩端分別通過螺絲安裝兩個對稱的側蓋3來進行密封。同時，在側蓋3上設置有中空的側邊管31和中心管32，分別貫穿于側蓋3，在側蓋3安裝冷凝管的一側表面上設置有眾多開槽33，各開槽33在側蓋3內部相互貫通，形成一個整體，并與側邊管31聯通。在外殼I的兩端安裝好側蓋3后，散熱水膽5的內腔51對于開槽33連接并密封，導熱液體從側蓋3—端的側邊管31流入到開槽33，再到散熱水膽內腔51，到另一端開槽33，最后到側蓋3另一端的側邊管31流出，形成一個完整的導熱液體流通通道。同樣的道理，側蓋3上的中心管32與外殼I的內腔也形成一獨立導熱液體流通通道。以上兩個導熱液體流通通道，通過兩端的側邊管31和中心管32外接循環栗，可以快速進行熱交換并將熱量導出。
[0026]外殼I是一種熱傳導部件，能夠將冷凝管2的熱量通過液體傳導、解除傳導等方式，快速傳導到其他部件，一般制作材質為金屬、復合金屬或陶瓷等，其中外殼I的形狀主要是由冷凝器2的形狀決定的。如本實施例中，冷凝管2的形狀為螺旋狀，采用棱柱體的內腔來放置。水冷式冷凝器的表面形狀主要有外殼I決定，其表面為平面、或是多面體平面，如需要擴大安裝半導體發電芯片的數量，一般采用多面體平面的表面，形狀為中空的棱柱體。
[0027]外殼I的內部空腔內分布有散熱片，從而增加傳導面積，進一步提高熱傳導效率。但是不限定與散熱片，外殼I的內部空腔也可以分布可以設置有凹槽、凸起或散熱片等結構，提高與空腔內置的液體介質接觸面積。
[0028]散熱水膽5，是水箱的一種，一般空調行業技術人員的常用叫法，是指內部流通有導熱介質的箱體，主要作用是對水膽表面的接觸物體表面溫度進行傳導，由其內部導熱介質流通后均勻分布的裝置。散熱水膽5的形狀可以為類似半圓形或棱柱形的機構。在內部結構上，與外殼I相似，散熱水膽5內部空腔51也設置有散熱片的類似結構，擴大與內部液體的接觸面積。
[0029]在外殼I的六個表面上分別安裝有結構相同的溫差發電結構，以其中的一個側面為例。在水冷式冷凝器表面(即外殼I的表面)直接固定有至少一片的第一溫差發電芯片4、在眾多第一溫差發電芯片4的表面固定有均溫板6，在均溫板6上固定有至少一片的溫差發電芯片7，形成第一溫差發電片4、均溫板6和第二溫差發電片7之間的多層疊加結構，在最外側的第二溫差發電芯片7的表面固定有散熱水膽5。
[0030]上述多層疊加結構，主要由溫差發電片直接疊加或溫差發電片與均溫板規則或非規則的相互疊加，例如:溫差發電片與均溫板交錯疊加，或者是直接疊加在均溫板表面等。在疊加層數上，可以根據壓縮機的功率大小，溫差發電效率，以及安裝空間的分布，結合價格、生產等因素，進行綜合選擇考慮，一般為2層及以上。
[0031]在實際應用中，如果對于熱量回收要求較低，或是隨著溫差發電芯片效率的提升，也可以直接或間接的在冷凝器表面單獨固定一層溫差發電片進行熱回收利用。
[0032]均溫板6是指導熱系數高、熱阻小，受熱后能夠快速將熱量傳導和均勻分布的物體或裝置，常用的為銅、熱管、鋁合金、相變材料、碳纖維、石墨烯等中的一種金屬、非金屬或裝置。在本實施例中，均溫板6為一場長方形的平板結構，其面積遠大于第一溫差發電芯片4和第二溫差發電芯片7，具有以下幾個方面優勢:一方面，使第一溫差發電芯片4和第二溫差發電芯片7之間的傳導更加均勻和高效；另一方面，考慮到生產安裝的效率提升，便于形成模塊化結構。
[0033]在具體實施過程中，外殼I表面也可以固定有均溫板，在均溫板上固定有半導體溫差發電片。均溫板的形狀也可以為長方體、棱錐體、“L”字型、“U”字型結構等，在其表面固定溫差發電片和均溫板，從而改變溫差發電芯片和其他均溫板的空間位置分布。
[0034]在第一溫差發電芯片4、均溫板6、第二溫差發電芯片7等表面設置有絕緣層，絕緣層上設置有線路層，采用搪瓷或陽極氧化方式制作。絕緣層上設置有線路層，采用印刷、電鍍、復合或噴涂方式制作。一般來說，采用傳統印刷的方式能夠較好適用，尤其是在表面強度和耐久度，適合于批量化生產。線路層至少包括有可焊接部位和電氣連接分布，溫差發電芯片分別固定在可焊接部位，各個溫差發電芯片之間的電氣連接為串聯和/或并聯，使每個溫差發電芯片形成電氣連接為整體，統一輸出電壓和電流。
[0035]在線路層上除至少包括有可焊接部位和電氣連接分布外，還可以設置有靜電保護電路，整流、限壓、電流控制等電路中的一種或多種，以滿足不同的功能需要。
[0036]在本實施例中，散熱裝置為內置有冷卻液的水冷裝置，即散熱水膽5。但是在實際應用中，還可以采用帶有散熱器片的熱管、風扇、水冷、鋁合金散熱器、翅片散熱器等中的一種或多種組合，以滿足不同環境和散熱強度要求。
[0037]第一發電芯片4、均溫板6、散熱裝置7等部件之間的固定方式為焊接和/或粘結固化，固化粘結可以采用高導熱水泥進行粘結。根據需要會優先考慮進行焊接，如表面由于材料難以焊接，可以在表面通過電鍍、復合、噴涂等方式涂覆一金屬層后再進行焊接。通過焊接的方式，其接觸熱阻可以大幅度的減少，有助于提高熱傳導效率，另一面該生產制作工藝簡單，適合于批量化的大規模生產，有助于提高生產效率，減少生產成本。
[0038]實施例二
[0039]如圖3所示，本實施例主要由外殼1、冷凝管2、第一發電芯片4、散熱水膽5、均溫板6、第二發電芯片7、端蓋8等組成。其中，其中，冷凝器有外殼1、冷凝管2、形成一平板式冷凝器。冷凝管2為中空圓管狀的串并聯結構，以擴大與外殼I之間的接觸面積。外殼I分為上下兩個部分，設置有對應冷凝器2管狀大小的凹槽，通過合攏后使冷凝管2緊密接觸外殼I，為提高熱傳導效率，可以采用焊接和/或粘結固化將冷凝管2安裝在外殼I內。
[0040]在外殼I的上下表面上分別安裝有結構相同的溫差發電結構，以其中的一個側面為例。在導熱器2表面直接固定有四個的第一溫差發電芯片4、在四個第一溫差發電芯片4的表面固定有均溫板6，在均溫板6上固定有六個的溫差發電芯片7，形成第一溫差發電片4、均溫板6和第二溫差發電片7之間的多層疊加結構，在最外側的第二溫差發電芯片7的表面固定有散熱水膽5。在實際的應用中，也可以根據不同的使用需要，在最外側溫差發電片先固定有均溫板，再均溫板上固定或連接有散熱裝置，尤其是在最外側溫差發電片需要散熱，但是散熱量不大的情況下，通過均溫板只需要安裝一個較小散熱結構即可，從而減少空間利用和生產成本。
[0041]在實際的應用中，多層疊加結構也可以采用多個均溫板進行安裝，以每層面積遞增的方式，擴大發電芯片的數量，從而提高溫差發電的效率。
[0042]散熱水膽5為一中空的長方形結構，在空腔51內部分布有散熱器片。在端蓋8上設置有中空管81，貫穿于端蓋8，端蓋8在兩端分別與散熱水膽5的內腔51對應連接并密封，導熱液體從端蓋8—端的中空管81流入散熱水膽內腔51，再到端蓋8另一端的側邊管81流出，形成一個完整的導熱液體流通通道，通過外接循環栗，可以快速進行熱交換并將熱量導出。
[0043]在某些特助情況下，冷凝器也可以直接由冷凝管2做成為方形中空管，通過并行排列后形成一平整的發電芯片安裝表面，按照本發明所述的結構和方法組成溫差發電裝置。
[0044]以上所述的實施例，只是本發明較優選的【具體實施方式】，本領域的技術人員在技術方案范圍內進行的通常變化和替換都應該包括在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.冷凝器熱源溫差發電裝置，包括有水冷或平板式冷凝器、半導體溫差發電片，其特征在于:在水冷或平板式冷凝器表面直接或間接的固定有至少一層半導體溫差發電片，在最外側溫差發電片上方固定有散熱裝置。2.根據權利要求1所述的冷凝器熱源溫差發電裝置，其特征在于:所述的溫差發電片為多層疊加結構。3.根據權利要求2所述的冷凝器熱源溫差發電裝置，其特征在于:所述多層疊加結構包括有均溫板，半導體溫差發電片和均溫板相互固定，多層疊加。4.根據權利要求1，2或3所述的冷凝器熱源溫差發電裝置，其特征在于:所述冷凝器表面為平面或多面體表面。5.根據權利要求3所述的冷凝器熱源溫差發電裝置，其特征在于:所述冷凝器表面固定有均溫板，在均溫板上固定有多層疊加的半導體溫差發電片。6.根據權利要求3或5所述冷凝器熱源溫差發電裝置，其特征在于，所述均溫板形狀為片狀或棱錐體或“L”字型或“U”字型或多邊形結構。7.根據權利要求6所述冷凝器熱源溫差發電裝置，其特征在于，所述溫差發電芯片和/或均溫板上設置有絕緣層，絕緣層上設置有至少包括有可焊接部位和電氣連接分布線路層。8.根據權利要求1，2或3或5或7所述的冷凝器熱源溫差發電裝置，其特征在于:所述的最外側溫差發電片固定有均溫板，均溫板固定或活動連接有散熱裝置。9.根據權利要求8所述的冷凝器熱源溫差發電裝置，其特征在于，所述發電片、均溫板、散熱裝置之間的固定方式為焊接和/或粘結固化。10.根據權利要求9所述的冷凝器熱源溫差發電裝置，其特征在于，所述的散熱裝置為帶有散熱鰭片的熱管或內置有冷卻液的水冷裝置。
【文檔編號】H02N11/00GK105897060SQ201610363229
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】諸建平
【申請人】浙江聚珖科技股份有限公司