溫差發(fā)電裝置和設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種溫差發(fā)電裝置和設備，其中，該溫差發(fā)電裝置包括：溫差發(fā)電器和熱管，其中，熱管包括：傳熱部，連接至溫差發(fā)電器的第一側以及需要散熱的熱源，用于將來自熱源的熱量傳導至溫差發(fā)電器；散熱部，連接至溫差發(fā)電器的第二側。本發(fā)明通過熱管對熱源的熱量進行散熱，提高了熱源的散熱效率，并且通過在溫差發(fā)電器的兩側設置熱管的傳熱部和散熱部，然后，溫差發(fā)電器通過傳熱部和散熱部的溫差實現(xiàn)溫差發(fā)電，能夠將熱源散發(fā)的多余熱能轉化為電能，提高能量的利用率。
【專利說明】溫差發(fā)電裝置和設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機領域，并且特別地，涉及一種溫差發(fā)電裝置和一種設備。
【背景技術】
[0002]計算機部件，例如芯片，在高速運轉過程中會產生大量熱量，隨著計算機技術和集成電路制造技術的快速發(fā)展，計算機芯片的集成度、性能和時鐘頻率等不斷提高，會導致芯片單位體積所散出的熱量愈來愈高。此外，如果計算機芯片持續(xù)在高溫下工作，會造成內部電路短路或斷路，最后損壞。
[0003]因此，為避免熱量累積導致溫度過高而損壞芯片，需要配置合理的散熱系統(tǒng)對計算機系統(tǒng)進行散熱。物理意義上的散熱是一個熱傳遞過程，其目的在于將芯片或其它熱源產生的熱量傳遞到其它介質上，從而將芯片或其它熱源自身的溫度控制在穩(wěn)定范圍內。
[0004]散熱器一般通過熱傳導、熱對流的方式進行散熱，由于風扇的實現(xiàn)成本低廉，使用風扇進行風冷散熱是最常見的散熱技術。這種方法制造程序相對簡單，只需要運行風扇帶走散熱器所吸收的熱量即可，并且風扇的價格相對較低，風扇的安裝簡單。但風冷散熱方式依靠空氣作為導熱媒質，散熱效率較低，為了增強熱交換能力，只能不斷增大散熱器的散熱面積，或提高風扇轉速，導致風冷散熱器的體積越來越大，風扇的高速運轉會對工作環(huán)境產生噪音干擾和電磁干擾。
[0005]能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，只能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個物體轉移到另一個物體。芯片或其它熱源在工作過程中會消耗大量電能，而其中大部分電能會以熱量的形式散失掉，這是一種極大的浪費。
[0006]針對相關技術中熱源在工作過程中散熱效率不高，且散熱導致能量利用率低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內容】

[0007]針對相關技術中熱源在工作過程中散熱效率不高，且散熱導致能量利用率低的問題，本發(fā)明提出一種溫差發(fā)電裝置和一種設備，能夠通過熱管提高熱源的散熱效率，并且通過溫差發(fā)電器實現(xiàn)溫差發(fā)電，將熱源散發(fā)的多余熱能轉化為電能，提高了能量的利用率。
[0008]本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了 一種溫差發(fā)電裝置。
[0010]該裝置包括:
[0011]溫差發(fā)電器；
[0012]熱管，熱管包括:
[0013]傳熱部，連接至溫差發(fā)電器的第一側以及需要散熱的熱源，用于將來自熱源的熱量傳導至溫差發(fā)電器；
[0014]散熱部，連接至溫差發(fā)電器的第二側。
[0015]其中，上述散熱部包括蒸發(fā)器和冷凝器，蒸發(fā)器和冷凝器通過管道配置成相互連通的閉合回路。
[0016]并且，上述散熱部進一步包括:
[0017]至少一干燥過濾器，連接至散熱部，用于對冷媒進行干燥和過濾。
[0018]優(yōu)選地，上述散熱部進一步包括:
[0019]至少一針閥，設置于散熱部，用于調整散熱部內的壓力。
[0020]此外，上述散熱部進一步包括:
[0021]至少一視液鏡，設置于散熱部。
[0022]并且，以下位置處包括導熱介質:
[0023]傳熱部與溫差發(fā)電器的第一側連接的位置處、傳熱部與需要散熱的熱源連接的位置處、散熱部與溫差發(fā)電器的第二側連接的位置處。
[0024]可選地，導熱介質包括以下至少之一:
[0025]硅膠、灌封膠、硅脂、膠墊。
[0026]可選地，冷媒包括以下至少之一:
[0027]氟化物類、醚類、液氨、醇類。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種設備，該設備包括至少一熱管以及上述的溫差發(fā)電裝置，并且，溫差發(fā)電裝置進一步包括電力輸出端口。
[0029]本發(fā)明通過熱管對熱源的熱量進行散熱，提高了熱源的散熱效率，并且通過在溫差發(fā)電器的兩側設置熱管的傳熱部和散熱部，然后，溫差發(fā)電器通過傳熱部和散熱部的溫差實現(xiàn)溫差發(fā)電，能夠將熱源散發(fā)的多余熱能轉化為電能，提高能量的利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的溫差發(fā)電裝置的示意圖；
[0031]圖2是應用在本發(fā)明實施例中的溫差發(fā)電器的示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了 一種溫差發(fā)電裝置。
[0034]根據(jù)本發(fā)明實施例的溫差發(fā)電裝置可以包括溫差發(fā)電器和熱管，由于能量之間可以相互轉換，電能可以轉化為熱能，也能從熱能轉化為電能，因此根據(jù)本發(fā)明的實施例可以通過溫差發(fā)電器將熱管散發(fā)出的熱能轉化為電能，從而提高資源的利用率。
[0035]其中，熱管可以包括:傳熱部和散熱部，傳熱部連接至溫差發(fā)電器的第一側以及需要散熱的熱源，從而通過熱管對熱源的熱量進行散熱，傳熱部還用于將來自熱源的熱量傳導至溫差發(fā)電器，從而在傳熱部與溫差發(fā)電器的第一側連接的位置形成熱端，在散熱部與溫差發(fā)電器的第二側連接的位置形成冷端，溫差發(fā)電器通過傳熱部和散熱部的溫差實現(xiàn)溫差發(fā)電，能夠將熱源散發(fā)的多余熱能轉化為電能，提高能量的利用率。散熱部連接至溫差發(fā)電器的第二側。[0036]其中，散熱部包括蒸發(fā)器和冷凝器，蒸發(fā)器和冷凝器通過管道配置成相互連通的閉合回路，冷凝器的底部可以高于蒸發(fā)器的底部。
[0037]并且，上述散熱部可以進一步包括:至少一干燥過濾器，連接至散熱部，干燥過濾器在散熱部的冷煤的動態(tài)循環(huán)中對冷媒進行干燥，并且對冷媒中的雜質進行過濾。
[0038]優(yōu)選地，上述散熱部可以進一步包括:至少一針閥，設置于散熱部，用于調整散熱部內的壓力，在散熱部為管道配置時，管道內的壓力需要控制在一定范圍內，可以通過針閥控制管道內的壓力。
[0039]此外，上述散熱部可以進一步包括:至少一視液鏡，設置于散熱部，例如，可以在蒸發(fā)部的上方設置一個視液鏡，如果在視液鏡中看到的是氣體，則表明蒸發(fā)和冷凝的力度配合情況正常，如果在視液鏡中看到液體，則表明可以調高蒸發(fā)力度；另外也可以在蒸發(fā)器的下方設置一個視液鏡，如果在視液鏡中看到的是液體，則表明蒸發(fā)和冷凝的力度配合情況正常，如果在視液鏡中看到氣體，則表明可以調高冷凝力度，以保持冷媒的氣液循環(huán)平衡。
[0040]并且，以下位置處包括導熱介質:傳熱部與溫差發(fā)電器的第一側連接的位置處、傳熱部與需要散熱的熱源連接的位置處、散熱部與溫差發(fā)電器的第二側連接的位置處。可選地，導熱介質可以包括:硅膠、灌封膠、硅脂、膠墊?？蛇x地，冷媒可以包括:氟化物類、醚類、液氨、醇類。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種溫差發(fā)電的散熱系統(tǒng)，如圖1所示，該散熱系統(tǒng)包括熱管的傳熱器(對應于文中所說的熱管的傳熱部)、溫差發(fā)電片(即文中所示的溫差發(fā)電器)、蒸發(fā)器、冷凝器、干燥過濾器、針閥(兩個)、視液鏡(兩個)等部件，其中，溫差發(fā)電片、蒸發(fā)器、冷凝器、干燥過濾器、針閥、視液鏡等部件構成了文中所說的熱管的散熱部，散熱部中包括冷媒，散熱部中箭頭方向指明了冷媒氣液循環(huán)方向，此外，在溫差發(fā)電片中，與傳熱器接觸的一側可以視為文中溫差發(fā)電片的第一側，與蒸發(fā)器接觸的一側可以視為文中溫差發(fā)電片的第二側，蒸發(fā)器在與溫差發(fā)電片接觸的位置可以具有導熱端，從而將溫差發(fā)電片的熱量引導至蒸發(fā)器中。
[0042]以該系統(tǒng)應用于計算機芯片為例，熱管傳熱器通過導熱膠直接粘貼在芯片(未示出)表面，將芯片發(fā)出的熱量高效傳導至溫差發(fā)電片，然后通過蒸發(fā)器的導熱端將溫差發(fā)電片的熱量傳導至蒸發(fā)器，同時蒸發(fā)器中具有冷媒，通過蒸發(fā)冷媒能帶走熱量，從而在溫差發(fā)電片兩側形成熱端(溫差發(fā)電片的第一側)及冷端(溫差發(fā)電片的第二側)，使得溫差發(fā)電片利用溫差進行發(fā)電。液態(tài)冷媒在蒸發(fā)器中吸熱氣化，然后通過氣態(tài)冷媒管道傳輸至冷凝器，在冷凝器處將氣態(tài)冷媒的熱量排放到環(huán)境當中變成液態(tài)冷媒，液態(tài)冷媒經過干燥過濾器再隨著冷媒的循環(huán)至蒸發(fā)器中，通過冷媒的氣液循環(huán)可以為芯片散熱。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的實施例，應用了熱管技術，以下詳細介紹熱管。在現(xiàn)有的傳熱元件中，熱管(heat pipe)是最有效的傳熱元件之一，它可以通過很小的截面將大量熱量遠距離地進行傳輸而無須輔助動力。
[0044]熱管技術已被廣泛地應用在宇航、軍工等行業(yè)，自從被引入散熱器制造行業(yè)，改變了傳統(tǒng)散熱器的設計思路，擺脫了單純依靠高風量電機來獲得更好散熱效果的單一散熱模式，采用熱管技術使得散熱器即便采用低轉速、低風量電機，同樣可以得到滿意效果，使得困擾風冷散熱的噪音問題得到良好解決。
[0045]從熱力學的角度看，物體的吸熱、放熱是相對的，凡是有溫度差存在的時候，就必然出現(xiàn)熱量從高溫處向低溫處傳遞的現(xiàn)象。從熱傳遞的三種方式(輻射、對流、傳導)來看，熱傳導的速度最快。熱管就是利用蒸發(fā)制冷，使得熱管兩端溫度差變大，使熱量快速傳導。熱管一般熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成。將熱管內部管道抽成負壓狀態(tài)，充入適當?shù)囊后w，這種液體沸點低，容易揮發(fā)，可以稱為冷媒。管壁有吸液芯，其由毛細多孔材料構成。熱管一端為蒸發(fā)端，另外一端為冷凝端，當熱管一端受熱時，毛細管中的液體迅速蒸發(fā)，蒸氣在微小的壓力差下流向另外一端，并且釋放出熱量，重新凝結成液體，液體再沿多孔材料靠毛細力的作用流回蒸發(fā)端，如此循環(huán)不止，熱量由熱管一端傳至另外一端。這種循環(huán)是快速進行的，可以源源不斷地傳導熱量。借助于熱管，芯片發(fā)出的熱量能高效傳地導至蒸發(fā)器，避免熱量積累。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的實施例，應用了溫差發(fā)電器，以下詳細介紹溫差發(fā)電器。如圖2所示，溫差發(fā)電器主要應用了塞貝克(Seeback)效應，Seebeck效應又稱作第一熱電效應，它是指由于兩種不同電導體或半導體的溫度差異而引起兩種物質間的電壓差的熱電現(xiàn)象。產生Seebeck效應的主要原因是熱端的載流子往冷端擴散的結果，在P型(N型)半導體中，由于熱激發(fā)作用較強，高溫端的空穴(電子)濃度比低溫端大，在這種濃度梯度的驅動下，空穴(電子)由熱擴散作用，會從高溫端向低溫端擴散，從而形成一種電勢差，進而進行發(fā)電。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種設備，其中，根據(jù)本發(fā)明實施例的設備包括至少一熱管以及溫差發(fā)電裝置，并且，溫差發(fā)電裝置進一步包括電力輸出端口。可以利用熱管對熱源進行散熱，并且通過熱源散發(fā)出熱量通過溫差發(fā)電裝置進行發(fā)電，然后通過電力輸出端口可以輸出電能。
[0048]綜上所述，借助于本發(fā)明的上述技術方案，本發(fā)明通過熱管對熱源的熱量進行散熱，提高了熱源的散熱效率，并且通過在溫差發(fā)電器的兩側設置熱管的傳熱部和散熱部，然后，溫差發(fā)電器通過傳熱部和散熱部的溫差實現(xiàn)溫差發(fā)電，能夠將熱源散發(fā)的多余熱能轉化為電能，提高能量的利用率。
[0049]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種溫差發(fā)電裝置，其特征在于，包括: 溫差發(fā)電器； 熱管，所述熱管包括: 傳熱部，連接至所述溫差發(fā)電器的第一側以及需要散熱的熱源，用于將來自所述熱源的熱量傳導至所述溫差發(fā)電器； 散熱部，連接至所述溫差發(fā)電器的第二側。
2.根據(jù)權利要求1所述的溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述散熱部包括蒸發(fā)器和冷凝器，所述蒸發(fā)器和所述冷凝器通過管道配置成相互連通的閉合回路。
3.根據(jù)權利要求2所述的溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述散熱部進一步包括: 至少一干燥過濾器，連接至所述散熱部，用于對冷媒進行干燥和過濾。
4.根據(jù)權利要求2所述的溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述散熱部進一步包括: 至少一針閥，設置于所述散熱部，用于調整所述散熱部內的壓力。
5.根據(jù)權利要求2所述的溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述散熱部進一步包括: 至少一視液鏡，設置于所述散熱部。
6.根據(jù)權利要求1所述的溫差發(fā)電裝置，其特征在于，以下位置處包括導熱介質: 所述傳熱部與所述溫差發(fā)電器的第一側連接的位置處、所述傳熱部與所述需要散熱的熱源連接的位置處、所述散熱部與所述溫差發(fā)電器的第二側連接的位置處。
7.根據(jù)權利要求6所述的溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述導熱介質包括以下至少之 硅膠、灌封膠、硅脂、膠墊。
8.根據(jù)權利要求1至8中任意一項所述的溫差發(fā)電裝置，其特征在于，所述冷媒包括以下至少之一: 氟化物類、醚類、液氨、醇類。
9.一種設備，其特征在于，包括至少一熱源以及根據(jù)權利要求1至9中任意一項所述的溫差發(fā)電裝置，并且，所述溫差發(fā)電裝置進一步包括電力輸出端口。
【文檔編號】H02N11/00GK103546066SQ201310518223
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權日:2013年10月28日
【發(fā)明者】沈衛(wèi)東, 邵宗有, 李可, 劉廣輝, 張衛(wèi)平 申請人:曙光信息產業(yè)(北京)有限公司