半导体温差发电系统

摘要

本发明公开了一种半导体温差发电系统，包括相变传热结构和温差发电模块；所述相变传热结构由蒸发段和冷凝段组成，蒸发段的管路中充有根据热电材料最佳工作温度选用该温度范围内吸热量大、有用能损失小的工质；具有高温、中温和低温相变传热结构；所述温差发电模块亦选用与蒸发段相应的具有不同最佳工作温度的热电材料；热电材料热端紧贴冷凝段表面，热电材料冷端紧贴冷却通道壁面。本发明增大了相变传热结构在整个传热过程中的使用范围，减小了热源与发电器之间的温差，提高了系统的能量利用率，主要为汽车的电力系统提供电能。

主权项

一种半导体温差发电系统，包括相变传热结构和温差发电模块，其特征在于，所述相变传热结构由高温蒸发段（1‑1）、高温冷凝段（2‑1）组成高温相变传热结构，由中温蒸发段（1‑2）、中温冷凝段（2‑2）组成中温相变传热结构，由低温蒸发段（1‑3）、低温冷凝段（2‑3）组成低温相变传热结构，每一组相变传热结构为一个封闭的循环系统；所述温差发电模块由高温热电材料热端（3‑1）、高温热电材料（4‑1）和高温热电材料冷端（5‑1）组成高温发电模块，由中温热电材料热端（3‑2）、中温热电材料（4‑2）、中温热电材料冷端（5‑2）组成中温发电模块，由低温热电材料热端（3‑3）、低温热电材料（4‑3）、低温热电材料冷端（5‑3）组成低温发电模块；所述高温蒸发段（1‑1）、中温蒸发段（1‑2）和低温蒸发段（1‑3）按照尾气温度由高到低依次放置在尾气通道（6）中；所述高温热电材料热端（3‑1）、中温热电材料热端（3‑2）、低温热电材料热端（3‑3）和高温热电材料（4‑1）、中温热电材料（4‑2）、低温热电材料（4‑3）及热电材料冷端（5）组成的高温、中温和低温温差发电模块分别设置在对应的高温冷凝段（2‑1）、中温冷凝段（2‑2）或者低温冷凝段（2‑3）之间，热电材料冷端的外部设置有冷却通道（9）；所述高温、中温和低温温差发电模块每两块与一个冷却通道为一组，每个冷凝段之间设置有两组；所述高温相变传热结构与高温热电材料的工作温度通常在400～500℃，选用正常沸点在此区间中且汽化潜热较高的工质，壳体材料选用不锈钢板，高温热电材料选用此温度区间中优值系数高的热电材料；所述中温相变传热结构与中温热电材料的工作温度通常在250～400℃，选用正常沸点在此温度区间中且汽化潜热较高的工质，壳体采用铝、不锈钢或碳钢材料，中温热电材料选择此温度区间中优值系数高的热电材料；所述低温相变传热结构与低温热电材料的工作温度通常在250℃以下，采用正常沸点在此区间中且汽化潜热较高的工质，壳体材料选用铜或者内壁经过处理的碳钢，低温热电材料为此区间中优值系数高的热电材料。