[实用新型]一种利用热管温差发电的系统

说明书

技术领域

本发明属于能源技术领域，特别涉及一种依靠高温管道内流体温度和热管装置向冷源环境排放热量从而形成温差，并利用该温差进行发电为设备供电的系统。

背景技术

在供热领域，传统水系统的压力，温度，流量等参数的测量大多采用机械仪表，通过表盘显示，人工读数，纸笔记录的方式实现测量数据的读取、采集和记录，运行人员再根据这些读取或记录的数据管理系统的运行。随着自控技术的发展，现在很多供热系统诸如压力、温度、流量等参数的测量和采集都采用自动化仪表，测量数据自动采集，并实现数据远程传输。这种方式一方面使得数据能够实时采集，是系统实现自控的必要环节，另一方面实现了高频率的电子化数据，方便管理人员运行管理和故障的诊断、处理等功能，然而这种自控仪表无一例外都需要供电，这成为其广泛应用的一个重要制约因素，要么放置在方便接电的电源附近，如布置在热力站内；要么花费较大的代价安装单独线路进行供电，代价较大，甚至于受限现场条件的制约无法实现；要么设置电池供电，但电池电量和寿命都有限，定期更换繁琐，成本也较高。随着移动通讯技术的发展以及智慧城市发展的需求，未来的供热、空调等市政系统的实时监测性要求提高，仪表的安装位置不仅仅限于热力站内，对于道路、荒野上的管道可能都需要安装有关仪表，显然仪表和设备的供电制约了其大范围的应用与发展。

中国专利“利用输油气管道表面温差发电进行供电的装置(中华人民共和国，申请号：201420195588.6)”提出了一种利用输油气管道表面温差发电进行供电的装置，其利用油气管道表面与外界环境温度的温差来发电给仪表供电，这种方式理论上虽然可以实现发电，但存在不能保持较高的温差，无法解决发电效率低，发电稳定等问题，因此，需要一种能够创造稳定温差，高效发电的系统，即能够将半导体热量最迅速最高效地传导至冷源环境，从而保证发电半导体两端尽可能大尽可能稳定的温差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用热管温差发电并向设备供电的系统，用于解决现有利用管道温差发电系统不能保持较高温差，无法解决发电效率低下的问题。

本发明采用的技术方案是：一种利用热管温差发电向设备供电的系统，包括温差发电系统，控制电路、需要供电的设备、高温管道和冷源环境。

所述温差发电系统包括：温差发电片组、温差发电片组电能输出电极、高温流体循环腔及热管装置。所述温差发电片组是温差发电的半导体器件，利用冷热两面的温差进行发电；所述高温流体循环腔与温差发电片组的热面接触，从高温管道接入而来的具有一定温度的高温流体自高温管道流出并通过高温流体循环腔的入口进入高温流体循环腔，自高温流体循环腔的出口流出再次进入高温管道；所述热管装置主要包括：蒸发腔、管道、工质和冷凝腔。蒸发腔和冷凝腔通过管道连接。所述蒸发腔的一面与温差发电片紧密接触，工质在该壁面蒸发；所述热管装置的冷凝腔位于冷源环境中，管内工质在冷凝腔放热冷凝，从而实现热量向冷源环境转移；高温流体循环腔与温差发电片组的热面进行热交换，蒸发腔与温差发电片组的冷面进行热交换，冷凝腔与冷源环境进行热交换；温差发电系统通过温差发电片组电能输出电极与控制电路相连，控制电路进一步与需要供电的设备相连从而向设备供电。

所述温差发电系统的另一方案，包括温差发电片组、温差发电片组电能输出电极、高温流体循环腔及热管装置。所述温差发电片组是温差发电的半导体器件，用来利用冷热两面的温差进行发电；所述高温流体循环腔与温差发电片组的热面接触，从高温管道接入而来的具有一定温度的高温流体自高温管道流出并通过高温流体循环腔的入口进入高温流体循环腔，选取与高温管道存在一定压差的另一管道的一点，将高温流体循环腔流出的流体引入另一管道；所述热管装置主要包括：蒸发腔、管道、工质和冷凝腔。蒸发腔和冷凝腔通过管道连接。所述蒸发腔的一面与温差发电片紧密接触，工质在该壁面蒸发；所述热管装置的冷凝腔位于冷源环境中，管内工质在冷凝腔放热冷凝，从而实现热量向冷源环境转移；高温流体循环腔与温差发电片组的热面进行热交换，蒸发腔与温差发电片组的冷面进行热交换，冷凝腔与冷源环境进行热交换；温差发电系统通过温差发电片组电能输出电极与控制电路相连，控制电路进一步与需要供电的设备相连从而向设备供电。