武慧榮　王渤謙　常偉斌

摘? ?要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源問題越來越嚴(yán)峻?，F(xiàn)今，中國汽車保有量已超越日本躍居世界第二位，相應(yīng)的汽車領(lǐng)域的資源節(jié)約問題也應(yīng)越來越得到重視。本研究設(shè)計(jì)了一種車用水箱溫差發(fā)電系統(tǒng)，能夠有效降低油耗，達(dá)到節(jié)約能源的目的。該水箱溫差發(fā)電系統(tǒng)包括汽車水箱散熱器、超導(dǎo)熱管、熱電片、散熱管、蓄電池以及旋風(fēng)器等。此種溫差發(fā)電系統(tǒng)，非常適用于傳統(tǒng)汽車尤其是混合動(dòng)力汽車上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：能源節(jié)約? 汽車? 水箱? 溫差發(fā)電

中圖分類號(hào)：TM913;TU822? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）10（c）-0066-02

Abstract： With the development of social economy， the problem of energy is becoming more and more serious. Nowadays， China's car ownership has surpassed Japan to become the second place in the world， and the resource conservation in the corresponding automobile field should be paid more and more attention. In this study， a thermoelectric power system of vehicle water tank is designed， which can effectively reduce fuel consumption and save energy. The thermoelectric system of the water tank includes radiator of the automobile water tank， superconducting heat pipe， thermoelectric sheet， dispersing heat pipe， storage battery and cyclone. This thermoelectric system is very suitable for the application of traditional automobile， especially hybrid electric vehicle.

Key Word： Energy saving; The car; Water tank; Thermoelectric power generation

1? 產(chǎn)品概述

本設(shè)計(jì)提供了一種水箱溫差發(fā)電系統(tǒng)，該水箱溫差發(fā)電系統(tǒng)包括汽車水箱散熱器、超導(dǎo)熱管、熱電片、散熱管、蓄電池以及旋風(fēng)器。其中，所述熱電片包括相對(duì)設(shè)置的熱端和冷端;所述超導(dǎo)熱管的一端與所述汽車水箱散熱器的熱釋放面固定連接;所述超導(dǎo)熱管的另一端與所述熱電片的所述熱端固定連接;所述散熱管的一端與所述熱電片的所述冷端固定連接;所述散熱管的另一端沿所述散熱管的內(nèi)壁均勻設(shè)置有一圈散熱肋片;所述旋風(fēng)器設(shè)置在散熱管內(nèi)并用于向散熱管的另一端吹風(fēng);所述熱電片通過穩(wěn)流器或穩(wěn)壓器與所述蓄電池連接;所述旋風(fēng)器通過溫控開關(guān)與所述蓄電池連接。本產(chǎn)品的有益效果是有效降低汽車油耗，節(jié)約了能源。

2? 背景技術(shù)

熱電片是一種將“熱”和“電”直接轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體功能材料。當(dāng)熱電片兩端存在溫差時(shí)，兩端的電子或空穴激發(fā)數(shù)量的差異將形成電壓。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳工況，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度都保持在85℃左右，水溫超過85℃就必須用冷卻風(fēng)扇強(qiáng)迫冷卻，帶走大量熱能。如果將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的多余熱能利用起來實(shí)現(xiàn)溫差發(fā)電，來降低油耗節(jié)約能源。此種溫差發(fā)電系統(tǒng)，非常適用于傳統(tǒng)汽車尤其是混合動(dòng)力汽車上的應(yīng)用。

3? 系統(tǒng)工作部件

3.1 汽車水箱散熱器

汽車水箱散熱器是現(xiàn)有技術(shù)中汽車?yán)鋮s系統(tǒng)中主要機(jī)件，其功用是散發(fā)熱量，冷卻水在水套中吸收熱量，流到散熱器后將熱量散去，再回到水套內(nèi)循環(huán)，達(dá)到調(diào)溫的作用，是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的組成部分。

3.2 超導(dǎo)熱管

超導(dǎo)熱管為現(xiàn)有技術(shù)中依靠其內(nèi)部工質(zhì)在一個(gè)抽成一定的真空封閉殼中循環(huán)相變而傳遞熱量的裝置，超導(dǎo)熱管的超導(dǎo)系數(shù)是一般金屬的萬倍左右，換熱效率高達(dá)98%以上，是任何一種普通熱交換器無法達(dá)到的。

3.3 其他主要部件

熱電片為利用西伯克效應(yīng)制成的溫差發(fā)電組件，包括相對(duì)設(shè)置的熱端和冷端;散熱管為銅管，具有良好的散熱能力;蓄電池為汽車自帶蓄電池，且蓄電池與汽車內(nèi)部的電氣設(shè)備連接。

4? 具體工作過程

如圖1中所示，超導(dǎo)熱管的一端與汽車水箱散熱器的熱釋放面固定連接，超導(dǎo)熱管的另一端與熱電片的熱端固定連接，散熱管的一端與熱電片的冷端固定連接，散熱管的另一端沿散熱管的內(nèi)壁均勻設(shè)置有一圈散熱肋片，散熱肋片為銅片，散熱能力更強(qiáng)，此外，散熱管具有散熱肋片的一端的管徑大于散熱管不具有散熱肋片的一端的管徑，進(jìn)一步增強(qiáng)散熱管的散熱能力。旋風(fēng)器設(shè)置在散熱管內(nèi)并用于向散熱管的另一端吹風(fēng)，具體的，旋風(fēng)器通過固定支架固定安裝在散熱管內(nèi)，由于散熱管是兩端開口的管體，通過旋風(fēng)器向外吹風(fēng)，進(jìn)一步增強(qiáng)了散熱管向外散發(fā)熱量的能力，從而使熱電片的熱端和冷端產(chǎn)生足夠的溫差，進(jìn)而可以發(fā)電。在本設(shè)計(jì)中，熱電片具體通過穩(wěn)流器或穩(wěn)壓器與蓄電池連接，熱電片由于溫差效應(yīng)產(chǎn)生電，并存儲(chǔ)在蓄電池內(nèi)，穩(wěn)流器或穩(wěn)壓器的設(shè)置，保證為蓄電池充電時(shí)電流或電壓的穩(wěn)定。旋風(fēng)器通過溫控開關(guān)與蓄電池連接。具體設(shè)置時(shí)，溫控開關(guān)固定在固定支架上。溫控開關(guān)是根據(jù)工作環(huán)境的溫度變化，在開關(guān)內(nèi)部發(fā)生物理形變，從而產(chǎn)生某些特殊效應(yīng)，產(chǎn)生導(dǎo)通或者斷開動(dòng)作的一系列自動(dòng)控制元件或是通過溫度保護(hù)器將溫度傳到溫度控制器，溫度控制器發(fā)出開關(guān)命令，從而控制設(shè)備的運(yùn)行以達(dá)到理想的溫度及節(jié)能效果。在本實(shí)施例中，溫控開關(guān)具體為電阻式溫度控制器。溫控開關(guān)固定在位于散熱管內(nèi)的固定支架上，在散熱管內(nèi)的溫度高于設(shè)定值時(shí)，溫控開關(guān)閉合，旋風(fēng)器開啟，進(jìn)而對(duì)散熱管進(jìn)行輔助散熱，從而保證熱電片的熱端和冷端保持在合理的溫差范圍內(nèi)，使熱電片發(fā)電更為良好。在上述實(shí)施例中，通過設(shè)置的熱電片為蓄電池供電，有效降低汽車油耗，節(jié)約了能源。

5? 結(jié)語

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：通過設(shè)置的熱電片為蓄電池供電，有效降低汽車油耗，節(jié)約了能源;通過設(shè)置的旋風(fēng)器，有效保證熱電片保持在合理的溫差范圍內(nèi)，保證熱電片發(fā)電更為高效。

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