(10)申请公布号
(43)申请公布日 (21)申请号 201410749543.3
(22)申请日 2014.12.10
H02N 11/00(2006.01)
F24F 12/00(2006.01)
(71)申请人刘敏
地址516120 广东省惠州市博罗县罗阳镇义
和云步村
(72)发明人刘敏 叶宇 郑凯凯 宋祎萌
黄旋凤
(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限
公司 44102
代理人
任海燕
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供一种空调余热发电装置，其包括
片内部包括冷凝器和绕行于所述冷凝器的导水
管，所述导热片套于空调外机的毛细管的外表面，
所述导热片和冷凝片分别贴合于所述温差发电片
的高温面和低温面，所述导水管的进水口通过所
述温控阀的阀门连接于流动冷水源，所述温控阀
的感温探头设置于所述导水管的出水口处。本发
明通过带冷却导水管的冷凝片代替空调外机的风
轮，改进了空调的结构，减少风轮所带来的功耗；
且利用温差发电片进行发电，一方面合理利用了
空调散发的余热，减缓了大气热效应，另一方面，
实现了电能的产生和存储，具有潜在的经济利益
和广阔的市场前景。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(10)申请公布号CN 104467541 A (43)申请公布日2015.03.25
C N 104467541
A
1.一种空调余热发电装置，其特征在于，包括导热片、冷凝片和温差发电片和温控阀，所述冷凝片内部包括冷凝器和绕行于所述冷凝器的导水管，所述导热片套于空调外机的毛细管的外表面，所述导热片和冷凝片分别贴合于所述温差发电片的高温面和低温面，所述导水管的进水口通过所述温控阀的阀门连接于流动冷水源，所述温控阀的感温探头设置于所述导水管的出水口处。
2.如权利要求1所述的一种空调余热发电装置，其特征在于，所述空调余热发电装置还包括蓄电电路，所述蓄电电路包括稳压模块和充电模块，所述稳压模块的输入端连接所述温差发电片的电流输出端，所述稳压模块的输出端连接所述充电模块的输入端。
3.如权利要求2所述的一种空调余热发电装置，其特征在于，所述充电模块包括依次连接的微控制器、充电芯片以及蓄电池，所述充电芯片内部集成有电流检测调节电路、电压检测调节电路、定时器电路以及温度检测电路。
4.如权利要求3所述的一种空调余热发电装置，其特征在于，所述蓄电池为锂电池。
5.如权利要求1至4任一项所述的一种空调余热发电装置，其特征在于，所述冷凝片由铜材料制成。
6.如权利要求1至4任一项所述的一种空调余热发电装置，其特征在于，所述导热片、温差发电片以及冷凝片的长宽规格参数相同。
一种空调余热发电装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种发电装置，具体涉及一种利用空调外机的余热进行发电的装置。
背景技术
[0002] 气候变暖是21世纪面临的世界性问题，为了减少大气的热效应，每年都花费大量的人力财力物力去治理环境，且治理期间困难重重，治理效果也不显著，气候变暖所造成的生态失调依然时刻困扰着人们。现今，随着城市建设高速发展，人口日益稠密，空调得到了广泛的普及应用，也成为夏天的耗能大户。然而，诸多的空调外机向大气排放的余热量可谓巨大，空调余热的大量排放成为继温室和热岛效应两大因素之后又一引起气候变暖的主要因素。为了一定程度上改善大气热效应，越来越多的研究致力于如何解决空调排放热量使气候变暖这一问题。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种利用空调一体化外机产生的热量来发电的装置，该装置可以合理地利用空调余热，将空调余热转化为有用的能源，这不仅可以减少空调热量向大气的排放，同时又可以实现“变废为宝”，对节能减排和经济社会的可持续发展具有重要意义，符合绿能源的发展方向。
[0004] 为达到上述目的，本发明的技术方案为：一种空调余热发电装置，包括导热片、冷凝片和温差发电片和温控阀，所述冷凝片内部包括冷凝器和绕行于所述冷凝器的导水管，所述导热片套于空调外机的毛细管的外表面，所述导热片和冷凝片分别贴合于所述温差发电片的高温面和低温面，所述导水管的进水口通过所述温控阀的阀门连接于流动冷水源，所述温控阀的感温探头设置于所述导水管的出水口处。
[0005] 优选地，所述空调余热发电装置还包括蓄电电路，所述蓄电电路包括稳压模块和充电模块，所述稳压模块的输入端连接所述温差发电片的电流输出端，所述稳压模块的输出端连接所述充电模块的输入端。
[0006] 优选地，所述充电模块包括依次连接的微控制器、充电芯片以及蓄电池，所述充电芯片内部集成有电流检测调节电路、电压检测调节电路、定时器电路以及温度检测电路。[0007] 优选地，所述蓄电池为锂电池。
[0008] 优选地，所述冷凝片由铜材料制成。
[0009] 优选地，所述导热片、温差发电片以及冷凝片的长宽规格参数相同。
[0010] 本发明具有如下优点和有益效果：
1、使用导水管代替空调外机风轮对冷凝片进行降温散热，改进了空调的结构，减少风轮所带来的功耗；
2、利用空调余热进行发电，变废为宝，一方面改善空气热效应，另一方面储备了电能；
3、从导水管流出的温水可供日常生活使用，提高了水资源的利用率；
4、使用温控开关调节温差发电片两面的温差，保证稳定发电；
5、本发明的装置结构简单，易于开发且成本较低。
附图说明
[0011] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不
付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0012] 图1为本发明实施例的空调余热发电装置外型示意图。
[0013] 图2为本发明实施例的温控阀的结构原理图。
[0014] 图3为本发明实施例的蓄电电路组成结构图。
[0015] 图4为本发明实施例的温差发电片的参数关系曲线图。
[0016] 附图标记说明：1-导热片，2-温差发电片，3-冷凝片，4-正极，5-入水口，6、7-毛细管，8-出水口，9-负极，10-阀体，11-钟罩压塞，12-感温探头。
具体实施方式
[0017] 下面结合说明书附图对本发明实施例的具体实施方式作详细说明。
[0018] 在空调制冷过程中，从压缩机输出的高温高压的气态制冷剂经冷凝器变换为常温高压的液态制冷剂，然后，该液态制冷剂再经毛细管降温散热后进入室内蒸发器，在上述冷凝和散热过程中会释放大量的热量而导致冷凝器和毛细管的温度升高。
[0019] 为了合理利用上述过程中释放的热能进行温差发电，本发明设计如图1所示的发电装置，其包括导热片1、温差发电片2以及冷凝片3，所述导热片1外包于所述空调机的毛细管6、7的外部，所述冷凝片3内部包括冷凝器和绕行于该冷凝器的导水管。所述导水管的入水口5用于流入冷水，该冷水流经绕行的导水管后对冷凝器进行降温，并从出水口8处流出，由于冷水对冷凝器降温的同时吸冷凝器的热量而使自身温度升高，所以从出水口8流出的水为温热水，经实验证明，从出水口8流出的水的水温可达35℃左右，可将该流出的水用于日常生活温热水需求之处。上述对冷凝器进行降温处理后，所述冷凝片3的温度也会随之降低。由于导热片1外包于空调外机的毛细管6、7的外部，所以当所述毛细管6、7的温度升高后，所述导热片1将会吸收毛细管6、7的热量而使其自身温度升高，至此，经升温的导热片1和经降温的冷凝片3之间形成一定的温差，将导热片1和冷凝片3分别设置于所述温差发电片2的高温面和低温面，所述温差发电片2即会因两面所形成的温差而将热能转换为电能。为了达到更好的发电效果，所述导热片1、温差发电片2以及冷凝片3的长宽规格参数相同，均为40mm*40mm。通常温差发电机2只有当温差达到一定范围时才开始工作，本实施例中假设当温差大于20℃时，温差发电系统开始工作。在现实情况中，有可能存在流动水冷却效果不佳而导致冷凝片3与导热片1之间的温差较低，当温差低于20℃时，温差发电机2将停止发电。因此，为了保证温差发电机连续不断地利用余热进行发电，本实施例中的空调余热发电装置还包括温控阀，所述温控阀的结构原理图如图2所示，其利用液体热胀冷缩原理，依靠感温探头12内液体体积变化产生的压力来调节阀门的打开程度。如图3所示，本实施例将温控阀的感温探头12设置于出水口8附近，所述温控阀的阀体10设置于所述入水口5处，以通过
阀体10内阀门的打开程度控制入水口处水的流量，所述感温探头12通过感测出水口8处流出水的温度来间接感知冷凝片3的温度，当感温探
头12感受到出口处8的水温接近导热片1的温度时，钟罩压塞11就会增大进水速度，即温控阀的阀门打开程度较大，以增大入水流量而加快对冷凝片3冷却速度，从而增加导热片1与冷凝片3之间的温差，若感温探头12感受到出水口的水温远离导热片1温度时，钟罩压塞11就会减小进水速度，即温控阀的阀门打开程度较小，以减小入水流量而减慢对冷凝片3冷却速度，从而降低导热片1与冷凝片3之间的温差，进而保持温差发电机2两面的温差在正常工作范围之内。在上述温控过程中，可根据经验得知，当空调正常运行时实际检测空调外机的导热片1的温度可高达50℃左右，因此可据此将温控阀设置成当出口处8的水温接近50℃时，钟罩压塞11增大进水速度，而当出口处8的水温远离50℃时，钟罩压塞11减小进水速度。
[0020] 作为优选地实施方式，本发明的空调余热发电装置还包括蓄电电路，用于存储所述温差发电片产生的电能。温差发电片2两面可能存在诸多种冷热温度，导致温差不稳定，继而导致温差发电片2产生的电压和电流也不稳定而难以把电量储蓄起来，有鉴于此，本实施例中的蓄电电路首先包括一稳压模块，该稳压模块的输入端连接所述温差发电片2的输出端，所述温差发电片2所产生的直流电首先经过电源稳压模块进行稳压，然后输出例如5V稳压电源给后续充电模块，本实施例的稳压模块如图3所示，可先通过升压电路对温差发电片2输出的电压进行升压后再通过稳压电路进行稳压，后再经另一升
压电路升压后输出给充电模块，多次升压稳压电路的级联可进一步确保充电电压的稳定性和可靠性。经稳压后的电压被输出到后续充电模块中，假设本实施例中使用锂电池进行蓄电，则考虑到锂电池的易损坏等特点，此处采用MAXl898充电芯片为锂电池进行智能充电，该芯片的内部集成了输入电流调节器、电压检测器、充电电流检测器、定时器、温度检测器等等，利用MAXl898充电芯片与STC12C5A60S2单片机结合，组成一个智能的充电系统，提供精确的恒流、恒压充电，并且检测锂电池的输入输出电压，自动切断充电及放电，充分保护电池，提高了电池性能并延长了电池使用寿命。在锂电池的电能输出利用方面，使用了高效的开关型升压芯片LM2577为外界提供可变电压的输出电源。
[0021] 上述实施例中假设使用型号为SP1848-27145的温差发电片，则其具备如表1所示的参数对应表以及如图4所示的温差与发电电流和电压之间的关系曲线图。
[0022] 表1
温差（℃）20406080100
电压（V）0.97 1.8 2.4 3.6 4.8
电流（A）0.2250.3680.4690.5580.669
功率（W）0.218250.6624 1.1256 2.0088 3.2112经济分析说明：
按一台空调保守估计一年使用200小时计算可知，使用本发明的空调余热发电装置可带来如下经济效益和节能环保效果：
1、风扇的功耗
由于使用了冷凝片从而减掉了风扇的功耗，一台空调风扇的保守以70W计算，则全年估计，可节电14度，相应减排二氧化碳13.4千克。
[0023] 2、发电片的电能
以一个发电片40mm*40mm为例，保守估计一台空调外机的散热片上的温度与冷凝片的温差为35度，大1P空调室外机长宽高大致分别为710mm,240mm,535mm。散热板的长高估计
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