流體反向依次流經(jīng)換熱模塊11所對(duì)應(yīng)的熱電子單元31中第η熱電模塊至第一熱電模塊的低溫端面。
[0045]具體地，采用導(dǎo)熱流體和冷卻流體反向流經(jīng)熱電模塊的設(shè)計(jì)可以最大程度上保持導(dǎo)熱流體和冷卻流體之間的溫差，從而使熱電模塊保持高效的能量轉(zhuǎn)換率。
[0046]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一熱電模塊至第η熱電模塊的工作溫度依次降低。具體地，采用工作溫度與導(dǎo)熱流體溫度相對(duì)應(yīng)的熱電器件作為熱電模塊，可以使熱電模塊更大概率工作在最佳工作溫度，提高熱電模塊的能量轉(zhuǎn)換效率。
[0047]在一優(yōu)選實(shí)施例中，如圖2所示，本實(shí)施例所提供的排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)還包括控制單元，所述控制單元包括:
[0048]溫度變送器，設(shè)置在熱電子單元31的入口，用于檢測(cè)所述導(dǎo)熱流體的即時(shí)溫度；
[0049]電磁閥，設(shè)置在熱電子單元31的入口，用于控制所述導(dǎo)熱流體流向熱電子單元31或流向熱電子單元31所對(duì)應(yīng)的換熱模塊11 ；
[0050]控制模塊71，與所述溫度變送器、所述電磁閥連接，用于判斷所述即時(shí)溫度是否達(dá)到熱電子單元31的工作溫度，如未達(dá)到，則通過(guò)所述電磁閥控制所述導(dǎo)熱流體循環(huán)流向所述熱電子單元31所對(duì)應(yīng)的換熱模塊11。
[0051]具體地，當(dāng)導(dǎo)熱流體未達(dá)到熱電子單元31的工作溫度時(shí)，如進(jìn)入熱電子單元31，會(huì)導(dǎo)致熱電子單元31內(nèi)各熱電模塊311不在工作溫度范圍內(nèi)工作，從而導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)換效率降低，因此控制模塊71通過(guò)溫度變送器對(duì)導(dǎo)熱流體的溫度進(jìn)行監(jiān)控并通過(guò)電磁閥控制未達(dá)到熱電子單元31工作溫度的導(dǎo)熱流體循環(huán)流向?qū)?yīng)的換熱模塊11進(jìn)行加熱，直至導(dǎo)熱流體的溫度達(dá)到熱電子單元31工作溫度，從而保障了各熱電模塊311的能量轉(zhuǎn)換率。
[0052]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述導(dǎo)熱流體流出熱電子單元31后，通過(guò)循環(huán)栗循環(huán)流向所對(duì)應(yīng)的換熱模塊11。具體地，采用循環(huán)利用導(dǎo)熱流體的設(shè)計(jì)使本發(fā)明具備環(huán)保無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。
[0053]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述溫度變送器還設(shè)置在熱電子單元31的內(nèi)部或出口。
[0054]控制模塊71與所述循環(huán)栗連接，還用于通過(guò)所述溫度變送器監(jiān)測(cè)到所述導(dǎo)熱流體的溫度上下波動(dòng)時(shí)，控制所述循環(huán)栗調(diào)節(jié)所述導(dǎo)熱流體的流量。
[0055]具體地，當(dāng)導(dǎo)熱流體的溫度上下波動(dòng)時(shí)，會(huì)影響各熱電模塊311的工作溫度以及能量轉(zhuǎn)化效率，控制模塊71通過(guò)所述循環(huán)栗調(diào)節(jié)導(dǎo)熱流體的流量，從而間接調(diào)節(jié)各各熱電模塊311的工作量，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)將導(dǎo)熱流體的溫度穩(wěn)定在最佳工作點(diǎn)。
[0056]在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述熱電子單元的出口還設(shè)有流量計(jì)。具體地，控制模塊71可通過(guò)流量計(jì)獲取導(dǎo)熱流體的流量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述循環(huán)栗的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。
[0057]在一優(yōu)選實(shí)施例中，在所述熱電子單元的出口和所述循環(huán)栗之間還設(shè)有除濕器。
[0058]本發(fā)明的諸多實(shí)施例提供的排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)熱流體交換排氣余熱，利用熱電器件實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換，從而滿足了船用柴油機(jī)余熱利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量利用率高等需求；
[0059]本發(fā)明的諸多實(shí)施例提供的排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)不含有運(yùn)動(dòng)部件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)噪聲、無(wú)污染、壽命長(zhǎng)、占用空間小、單位體積供電量高等優(yōu)點(diǎn)；
[0060]本發(fā)明的一些實(shí)施例采用階梯式換熱模塊，充分回收排氣的余熱，采用導(dǎo)熱油作為載熱介質(zhì)，并進(jìn)一步使用控制系統(tǒng)控制導(dǎo)熱油的溫度，使導(dǎo)熱油溫度穩(wěn)定在熱電模塊的最佳工作溫度，從而實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換效率的最大化；
[0061]本發(fā)明的諸多實(shí)施例將熱能直接轉(zhuǎn)換為電能，減少了能源轉(zhuǎn)換的中間環(huán)節(jié)，提高了能量利用率的同時(shí)便于在船舶上應(yīng)用。
[0062]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)，其特征在于，包括: 換熱單元，包括至少一個(gè)換熱模塊，所述換熱模塊用于將排氣的熱量傳遞給導(dǎo)熱流體； 熱電單元，包括至少一個(gè)、與所述換熱模塊--對(duì)應(yīng)的熱電子單元，所述熱電子單元包括至少一個(gè)熱電模塊，所述熱電模塊用于在所述導(dǎo)熱流體和冷卻流體的作用下將熱能轉(zhuǎn)化為電能；以及， 電源管理單元，與所述熱電單元連接，用于接收所述熱電模塊輸出的電能，并輸出電能或存儲(chǔ)電能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱單元包括多個(gè)換熱模塊時(shí)，所述多個(gè)換熱模塊串聯(lián)連接，所述排氣依次流經(jīng)所述串聯(lián)的換熱模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱單元包括依次串聯(lián)連接的高溫?fù)Q熱模塊、中溫?fù)Q熱模塊和低溫?fù)Q熱模塊；所述排氣依次流經(jīng)所述高溫?fù)Q熱模塊、所述中溫?fù)Q熱模塊和所述低溫?fù)Q熱模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱模塊所對(duì)應(yīng)的熱電子單元包括η個(gè)串聯(lián)的熱電模塊，η為大于I的整數(shù)； 所述導(dǎo)熱流體流經(jīng)所述換熱模塊吸收熱量后，依次流經(jīng)所述換熱模塊所對(duì)應(yīng)的熱電子單元中第一熱電模塊至第η熱電模塊的高溫端面； 所述冷卻流體與所述導(dǎo)熱流體反向依次流經(jīng)所述換熱模塊所對(duì)應(yīng)的熱電子單元中第η熱電模塊至第一熱電模塊的低溫端面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一熱電模塊至第η熱電模塊的工作溫度依次降低。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制單元，所述控制單元包括: 溫度變送器，設(shè)置在所述熱電子單元的入口，用于檢測(cè)所述導(dǎo)熱流體的即時(shí)溫度； 電磁閥，設(shè)置在所述熱電子單元的入口，用于控制所述導(dǎo)熱流體流向所述熱電子單元或流向所述熱電子單元所對(duì)應(yīng)的換熱模塊； 控制模塊，與所述溫度變送器、所述電磁閥連接，用于判斷所述即時(shí)溫度是否達(dá)到所述熱電子單元的工作溫度，如未達(dá)到，則通過(guò)所述電磁閥控制所述導(dǎo)熱流體循環(huán)流向所述熱電子單元所對(duì)應(yīng)的換熱模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)熱流體流出所述熱電子單元后，通過(guò)循環(huán)栗循環(huán)流向所對(duì)應(yīng)的換熱模塊。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度變送器還設(shè)置在所述熱電子單兀的內(nèi)部或出口 ； 所述控制模塊與所述循環(huán)栗連接，還用于通過(guò)所述溫度變送器監(jiān)測(cè)到所述導(dǎo)熱流體的溫度上下波動(dòng)時(shí)，控制所述循環(huán)栗調(diào)節(jié)所述導(dǎo)熱流體的流量。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)，其特征在于，所述熱電子單元的出口還設(shè)有用于測(cè)量所述導(dǎo)熱流體流量的流量計(jì)。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)，其特征在于，在所述熱電子單元的出口和所述循環(huán)栗之間還設(shè)有除濕器。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種排氣余熱溫差熱電系統(tǒng)，包括：換熱單元，包括至少一個(gè)換熱模塊，所述換熱模塊用于將排氣的熱量傳遞給導(dǎo)熱流體；熱電單元，包括至少一個(gè)、與所述換熱模塊一一對(duì)應(yīng)的熱電子單元，所述熱電子單元包括至少一個(gè)熱電模塊，所述熱電模塊用于在所述導(dǎo)熱流體和冷卻流體的作用下將熱能轉(zhuǎn)化為電能；電源管理單元，與所述熱電單元連接，用于接收所述熱電模塊輸出的電能，并輸出電能或存儲(chǔ)電能。本發(fā)明通過(guò)導(dǎo)熱流體交換排氣余熱，利用熱電器件實(shí)現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換，采用階梯式換熱模塊，并進(jìn)一步使用控制系統(tǒng)控制導(dǎo)熱油的溫度，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量利用率高、能量轉(zhuǎn)換效率高、無(wú)噪聲、無(wú)污染、壽命長(zhǎng)、占用空間小、單位體積供電量高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】F02G5/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105089849
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510430728
【發(fā)明人】王志剛, 沈飛翔, 嚴(yán)利軍, 姜小鑫, 劉亞瓊, 李曉波
【申請(qǐng)人】中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年7月21日