[发明专利]一种基于流体换热的温差发电装置

说明书

本发明公开了一种基于流体换热的温差发电装置，包括温差发电芯片，所述温差发电芯片的两侧具有使热流体和冷流体对流换热的流体腔，热侧流体腔的两端具有热侧流体引入接头和热侧流体引出接头，冷侧流体腔的两端具有冷侧流体引入接头和冷侧流体引出接头，所述热侧流体腔内靠近热侧流体引入接头处设置有引入端孔板，所述冷侧流体腔内靠近冷侧流体引入接头处设置有引入端孔板。本发明使换热介质在进入对应腔室时能够尽可能均匀地分散流动而有效地冲刷到腔室的各个区域，避免对应腔室的引入口附近形成流动死区，有效增大了温差发电芯片两侧的换热面积，进而有效增大了温差发电芯片两侧的实际工作温差，以提高转化所得电能的输出功率。

技术领域

本发明涉及温差发电装置，具体是一种基于流体换热的温差发电装置。

背景技术

在人类活动或工业生产过程中，热能利用结束后会排放大量的、不再利用的热能-即废热，这些废热通常以废水或废气作为介质而释放到环境中，其不仅会造成大量的能源浪费，而且还会对环境平衡造成极大地破坏，例如，在汽车领域中，目前车辆发动机的热效率仅为35%，燃烧后的大部分热量会以废气方式排放到空气中；在新能源领域中，太阳能集热后通常会以液体作为介质进行利用，比如太阳能热水器、太阳能蒸馏、太阳能空调等；在地热利用过程中，也是通过注入冷工质吸热的方式捕获热量。诸如此类废热回收再利用或低温热源利用等问题长期受到社会各界的关注。

目前，科研人员针对上述以废水或废气排放的废热，提出了以温差方式发电加以再利用，使能源得以回收。温差发电是在根据赛贝克效应原理而制成的温差发电芯片的两侧，进行热介质和冷介质的热交换而实现发电；具体的，在温差发电芯片的两侧对应设置供热介质流动的热侧流体腔和供冷介质流动的冷侧流体腔，由热侧流体腔内的热介质和冷侧流体腔内的冷介质以对流换热而实现温差发电。

然而，现有温差发电装置的热侧流体腔内部和冷侧流体腔内部因缺乏对换热介质的引流结构，而使得换热介质在进入对应腔室时因流动突扩而无法有效地冲刷到腔室的边角区域，对应腔室的引入口附近形成了流动死区，减小了温差发电芯片的换热面积，这样就会导致温差发电芯片两侧的实际工作温差减小；此外，当换热介质进入对应腔室后，在与温差发电芯片对应表面换热时，在换热表面上的流动边界层会逐渐变厚，换热热阻将逐渐增加，这也将导致温差发电芯片两侧的实际工作温差减小。基于此，现有温差发电装置转化所得电能的输出功率极低，制约了温差发电技术的进一步发展。

发明内容

本发明的技术目的在于：针对上述温差发电技术的特殊性和现有技术的不足，基于流体换热而提供一种能够有效增大实际工作温差、提高转化所得电能输出功率的温差发电装置。

本发明实现其技术目的所采用的技术方案是，一种基于流体换热的温差发电装置，包括温差发电芯片，所述温差发电芯片的两侧具有使热流体和冷流体对流换热的流体腔，热侧流体腔的两端具有热侧流体引入接头和热侧流体引出接头，冷侧流体腔的两端具有冷侧流体引入接头和冷侧流体引出接头，其中：

-所述热侧流体腔内靠近热侧流体引入接头处设置有引入端孔板，所述热侧流体腔内的引入端孔板是由散布有若干个引流孔的一块孔板组成，该一块孔板以引流孔流向朝着所述温差发电芯片的方式倾斜排布；或者，所述热侧流体腔内的引入端孔板是由散布有若干个引流孔的至少两块孔板组成，这些孔板在所述热侧流体腔内沿着所述温差发电芯片宽度方向以多坡面对接的方式排布；

-所述冷侧流体腔内靠近冷侧流体引入接头处设置有引入端孔板，所述冷侧流体腔内的引入端孔板是由散布有若干个引流孔的一块孔板组成，该一块孔板以引流孔流向朝着所述温差发电芯片的方式倾斜排布；或者，所述冷侧流体腔内的引入端孔板是由散布有若干个引流孔的至少两块孔板组成，这些孔板在所述冷侧流体腔内沿着所述温差发电芯片宽度方向以多坡面对接的方式排布。