本發(fā)明屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種依靠高溫管道內(nèi)流體溫度和熱管裝置向冷源環(huán)境排放熱量從而形成溫差，并利用該溫差進(jìn)行發(fā)電為設(shè)備供電的方法，本發(fā)明還涉及采用該方法實現(xiàn)設(shè)備供電的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在供熱領(lǐng)域，傳統(tǒng)水系統(tǒng)的壓力，溫度，流量等參數(shù)的測量大多采用機(jī)械儀表，通過表盤顯示，人工讀數(shù)，紙筆記錄的方式實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的讀取、采集和記錄，運(yùn)行人員再根據(jù)這些讀取或記錄的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的運(yùn)行。隨著自控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在很多供熱系統(tǒng)諸如壓力、溫度、流量等參數(shù)的測量和采集都采用自動化儀表，測量數(shù)據(jù)自動采集，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸。這種方式一方面使得數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r采集，是系統(tǒng)實現(xiàn)自控的必要環(huán)節(jié)，另一方面實現(xiàn)了高頻率的電子化數(shù)據(jù)，方便管理人員運(yùn)行管理和故障的診斷、處理等功能，然而這種自控儀表無一例外都需要供電，這成為其廣泛應(yīng)用的一個重要制約因素，要么放置在方便接電的電源附近，如布置在熱力站內(nèi)；要么花費(fèi)較大的代價安裝單獨(dú)線路進(jìn)行供電，代價較大，甚至于受限現(xiàn)場條件的制約無法實現(xiàn)；要么設(shè)置電池供電，但電池電量和壽命都有限，定期更換繁瑣，成本也較高。隨著移動通訊技術(shù)的發(fā)展以及智慧城市發(fā)展的需求，未來的供熱、空調(diào)等市政系統(tǒng)的實時監(jiān)測性要求提高，儀表的安裝位置不僅僅限于熱力站內(nèi)，對于道路、荒野上的管道可能都需要安裝有關(guān)儀表，顯然儀表和設(shè)備的供電制約了其大范圍的應(yīng)用與發(fā)展。

中國專利“利用輸油氣管道表面溫差發(fā)電進(jìn)行供電的裝置(中華人民共和國，申請?zhí)枺?01420195588.6)”提出了一種利用輸油氣管道表面溫差發(fā)電進(jìn)行供電的裝置，其利用油氣管道表面與外界環(huán)境溫度的溫差來發(fā)電給儀表供電，這種方式理論上雖然可以實現(xiàn)發(fā)電，但存在不能保持較高的溫差，無法解決發(fā)電效率低，發(fā)電穩(wěn)定等問題，因此，需要一種能夠創(chuàng)造穩(wěn)定溫差，高效發(fā)電的系統(tǒng)，即能夠?qū)雽?dǎo)體熱量最迅速最高效地傳導(dǎo)至冷源環(huán)境，從而保證發(fā)電半導(dǎo)體兩端盡可能大盡可能穩(wěn)定的溫差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種利用熱管溫差發(fā)電并向設(shè)備供電的方法及系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有利用管道溫差發(fā)電系統(tǒng)不能保持較高溫差，無法解決發(fā)電效率低下的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種利用熱管溫差發(fā)電向設(shè)備供電的系統(tǒng)，包括溫差發(fā)電系統(tǒng)，控制電路、需要供電的設(shè)備、高溫管道和冷源環(huán)境。

所述溫差發(fā)電系統(tǒng)包括：溫差發(fā)電片組、溫差發(fā)電片組電能輸出電極、高溫流體循環(huán)腔及熱管裝置。所述溫差發(fā)電片組是溫差發(fā)電的半導(dǎo)體器件，利用冷熱兩面的溫差進(jìn)行發(fā)電；所述高溫流體循環(huán)腔與溫差發(fā)電片組的熱面接觸，從高溫管道接入而來的具有一定溫度的高溫流體自高溫管道流出并通過高溫流體循環(huán)腔的入口進(jìn)入高溫流體循環(huán)腔，自高溫流體循環(huán)腔的出口流出再次進(jìn)入高溫管道；所述熱管裝置主要包括：蒸發(fā)腔、管道、工質(zhì)和冷凝腔。蒸發(fā)腔和冷凝腔通過管道連接。所述蒸發(fā)腔的一面與溫差發(fā)電片緊密接觸，工質(zhì)在該壁面蒸發(fā)；所述熱管裝置的冷凝腔位于冷源環(huán)境中，管內(nèi)工質(zhì)在冷凝腔放熱冷凝，從而實現(xiàn)熱量向冷源環(huán)境轉(zhuǎn)移；高溫流體循環(huán)腔與溫差發(fā)電片組的熱面進(jìn)行熱交換，蒸發(fā)腔與溫差發(fā)電片組的冷面進(jìn)行熱交換，冷凝腔與冷源環(huán)境進(jìn)行熱交換；溫差發(fā)電系統(tǒng)通過溫差發(fā)電片組電能輸出電極與控制電路相連，控制電路進(jìn)一步與需要供電的設(shè)備相連從而向設(shè)備供電。

所述溫差發(fā)電系統(tǒng)的另一方案，包括溫差發(fā)電片組、溫差發(fā)電片組電能輸出電極、高溫流體循環(huán)腔及熱管裝置。所述溫差發(fā)電片組是溫差發(fā)電的半導(dǎo)體器件，用來利用冷熱兩面的溫差進(jìn)行發(fā)電；所述高溫流體循環(huán)腔與溫差發(fā)電片組的熱面接觸，從高溫管道接入而來的具有一定溫度的高溫流體自高溫管道流出并通過高溫流體循環(huán)腔的入口進(jìn)入高溫流體循環(huán)腔，選取與高溫管道存在一定壓差的另一管道的一點(diǎn)，將高溫流體循環(huán)腔流出的流體引入另一管道；所述熱管裝置主要包括：蒸發(fā)腔、管道、工質(zhì)和冷凝腔。蒸發(fā)腔和冷凝腔通過管道連接。所述蒸發(fā)腔的一面與溫差發(fā)電片緊密接觸，工質(zhì)在該壁面蒸發(fā)；所述熱管裝置的冷凝腔位于冷源環(huán)境中，管內(nèi)工質(zhì)在冷凝腔放熱冷凝，從而實現(xiàn)熱量向冷源環(huán)境轉(zhuǎn)移；高溫流體循環(huán)腔與溫差發(fā)電片組的熱面進(jìn)行熱交換，蒸發(fā)腔與溫差發(fā)電片組的冷面進(jìn)行熱交換，冷凝腔與冷源環(huán)境進(jìn)行熱交換；溫差發(fā)電系統(tǒng)通過溫差發(fā)電片組電能輸出電極與控制電路相連，控制電路進(jìn)一步與需要供電的設(shè)備相連從而向設(shè)備供電。

所述溫差發(fā)電系統(tǒng)的另一方案：包括溫差發(fā)電片組、溫差發(fā)電片組電能輸出電極和熱管裝置。所述溫差發(fā)電片組是溫差發(fā)電的半導(dǎo)體器件，用來利用冷熱兩面的溫差進(jìn)行發(fā)電；所述溫差發(fā)電片組緊貼高溫管道外壁面，管道內(nèi)高溫流體通過管道壁導(dǎo)熱從而使發(fā)電片組熱面獲得一穩(wěn)定高溫環(huán)境；所述熱管裝置主要包括：蒸發(fā)腔、管道、工質(zhì)和冷凝腔。蒸發(fā)腔和冷凝腔通過管道連接。所述蒸發(fā)腔的一面與溫差發(fā)電片緊密接觸，工質(zhì)在該壁面蒸發(fā)；所述熱管裝置的冷凝腔位于冷源環(huán)境中，管內(nèi)工質(zhì)在冷凝腔內(nèi)放熱冷凝，從而實現(xiàn)熱量向冷源環(huán)境轉(zhuǎn)移。溫差發(fā)電系統(tǒng)通過溫差發(fā)電片組電能輸出電極與控制電路相連，控制電路進(jìn)一步與需要供電的設(shè)備相連從而向設(shè)備供電。

其特征還在于：熱管裝置還包括吸液芯。

其特征還在于：為了保證高溫管道外壁面與溫差發(fā)電片熱面之間緊密接觸，減少熱阻，還可以在所述溫差發(fā)電片組熱面和高溫管道外壁面之間增加緊密性導(dǎo)熱材料。

其特征在于：所述熱管裝置管道可以自由布置；可以直走，可以轉(zhuǎn)彎；可以在管道井內(nèi)，也可以穿過土壤到達(dá)地面以及地面以上。

其特征還在于：所述熱管裝置的冷凝腔可以是熱管管道的一部分，也可以設(shè)置專門的冷凝腔。冷凝腔的位置可以在管道井內(nèi)和/或埋藏在土壤中和/或裸露在地面及以上。

其特征還在于：所述冷源環(huán)境為比高溫管道流體內(nèi)溫度低的環(huán)境。

其特征還在于：所述熱管裝置冷凝腔具有散熱翅片結(jié)構(gòu)，從而加強(qiáng)熱管冷凝腔與冷源環(huán)境的換熱。

其特征還在于：為了保證高溫流體循環(huán)腔與溫差發(fā)電片組熱面之間緊密接觸，減少熱阻，可以在所述高溫流體循環(huán)腔與發(fā)電片組的接觸面之間增加緊密性導(dǎo)熱材料。

其特征還在于：為了保證蒸發(fā)腔與溫差發(fā)電片組冷面之間緊密接觸，減少熱阻，在所述蒸發(fā)腔與溫差發(fā)電片組的接觸面之間增加緊密性導(dǎo)熱材料。

其特征還在于：為了增強(qiáng)溫差發(fā)電片組與高溫流體循環(huán)腔和蒸發(fā)腔的換熱效果，提高發(fā)電效率，所述高溫流體循環(huán)腔、蒸發(fā)腔與發(fā)電片組的接觸面還可以采用波紋結(jié)構(gòu)和/或涂刷增強(qiáng)換熱的涂料。

所述高溫循環(huán)腔內(nèi)流體的流動動力來源于所述高溫管道流動方向上某段距離的壓差，所述高溫流體循環(huán)腔的入口與高溫管道位于流體流向上的上游一點(diǎn)相連，高溫流體循環(huán)腔的出口與高溫管道位于流體流向上的下游另一點(diǎn)相連，且兩點(diǎn)之間的流體壓力差需能克服流體流過流體循環(huán)腔及流體循環(huán)腔前后管路的阻力。

所述高溫循環(huán)腔內(nèi)流體的流動動力還可以來源于所述高溫管道以及與高溫管道存在一定壓差的另一管道，所述高溫流體循環(huán)腔的入口與高溫管道的一點(diǎn)相連，高溫流體循環(huán)腔的出口與另一管道的一點(diǎn)相連，且兩點(diǎn)之間的壓力差需能克服流體流過流體循環(huán)腔及流體循環(huán)腔前后管路的阻力。

此外，所述高溫流體循環(huán)腔內(nèi)流體的流動動力還可以通過在流體循環(huán)腔的入口前和/或出口后增加泵或其他動力設(shè)備來提供。

其特征還在于：為了滿足不同設(shè)備的供電需求，如供電電壓、電流、功率和容量等不同，以及在不同場合管道內(nèi)流體溫差不同，所述發(fā)電片組可以是一組，也可以是多組串聯(lián)或并聯(lián)。

其特征還在于：為了防止管道內(nèi)的污物流入、堵塞流體高溫流體循環(huán)腔，在所述高溫流體循環(huán)腔的進(jìn)口前加裝流體過濾裝置。

其特征還在于：所述控制電路還與蓄電裝置相連，控制電路可以將溫差發(fā)電片組電能輸出電極輸出的電流或電壓蓄存于蓄電裝置。所述蓄電裝置與需要供電的設(shè)備相連，蓄電裝置可以向所述需要供電的設(shè)備供電。所述控制電路把所述溫差發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能向所述需要供電的設(shè)備供電。

其特征還在于：所述控制電路還自動將不穩(wěn)定或不滿足蓄電或設(shè)備供電需求的電流和電壓變?yōu)樾铍娧b置或設(shè)備所需的電壓和電流，實現(xiàn)設(shè)備的穩(wěn)定供電或蓄電裝置的蓄電，并分別在蓄電與用電之間，系統(tǒng)發(fā)電供電與蓄電池供電之間進(jìn)行平衡和調(diào)度。

其特征還在于：所述蓄電裝置為但不限于蓄電池、超級電容、電容、蓄電池與干電池的組合體中的一種或多種。

一種利用熱管溫差發(fā)電的方法，其特征包括如下步驟：

提供一個溫差發(fā)電系統(tǒng)，所述溫差發(fā)電系統(tǒng)包括溫差發(fā)電片組、溫差發(fā)電片組電能輸出電極、高溫流體循環(huán)腔和熱管裝置；

提供一個控制電路，一根高溫管道和一個冷源環(huán)境；

提供一個蓄電裝置；

選取高溫管道上的一點(diǎn)，將高溫管道中的流體引出，令其流過溫差發(fā)電系統(tǒng)中的高溫流體循環(huán)腔；

選取高溫管道上的另一點(diǎn)，將溫差發(fā)電系統(tǒng)中的高溫流體循環(huán)腔流出的流體再引入高溫管道；

在選取的引出點(diǎn)和引入點(diǎn)時做流體學(xué)計算并通過調(diào)整所述引出點(diǎn)和引入點(diǎn)之間的距離令兩點(diǎn)之間的壓力差能夠克服流體流過高溫流體循環(huán)腔及其前后管路的阻力；

令高溫流體循環(huán)腔與溫差發(fā)電片組的其中一面緊密接觸并進(jìn)行穩(wěn)定的熱交換，溫差發(fā)電片組的另一面緊貼熱管裝置蒸發(fā)腔并與其進(jìn)行穩(wěn)定的熱交換；

令熱管裝置的冷凝腔與冷源環(huán)境進(jìn)行穩(wěn)定的熱交換；

令溫差發(fā)電片組通過溫差發(fā)電片組電能輸出電極與控制電路相連，并通過控制電路進(jìn)一步與需要供電的設(shè)備和蓄電裝置相連對所述設(shè)備供電和/或?qū)π铍娧b置充電；

令蓄電裝置與需要供電的設(shè)備相連，以便向所述需要供電的設(shè)備供電；

令控制電路自動將不穩(wěn)定或不滿足蓄電或設(shè)備供電需求的電流和電壓變?yōu)樾铍娧b置或設(shè)備所需的電壓和電流，實現(xiàn)設(shè)備的穩(wěn)定供電或蓄電裝置的蓄電，并分別在蓄電與用電之間，系統(tǒng)發(fā)電供電與蓄電池供電之間進(jìn)行平衡和調(diào)度。

一種利用熱管溫差發(fā)電的另一方法，其特征包括如下步驟：

提供一個溫差發(fā)電系統(tǒng)，所述溫差發(fā)電系統(tǒng)包括溫差發(fā)電片組、溫差發(fā)電片組電能輸出電極、高溫流體循環(huán)腔和熱管裝置；

提供一個控制電路，和一個冷源環(huán)境；

提供一根高溫管道以及一根與高溫管道存在一定壓差的另一管道；

提供一個蓄電裝置；

選取高溫管道上的一點(diǎn)，將高溫管道中的流體引出，令其流過溫差發(fā)電系統(tǒng)中的流體循環(huán)腔；

選取與高溫管道存在一定壓差的另一管道的一點(diǎn)，將溫差發(fā)電系統(tǒng)中的流體循環(huán)腔流出的流體引入另一管道；

在選取高溫管道的引出點(diǎn)和另一管道的引入點(diǎn)時做流體學(xué)計算并保證兩點(diǎn)之間的壓力差能夠克服流體流過流體循環(huán)腔及其前后管路的阻力；

令高溫流體循環(huán)腔與溫差發(fā)電片組的其中一面緊密接觸并進(jìn)行穩(wěn)定的熱交換，溫差發(fā)電片組的另一面緊貼熱管裝置蒸發(fā)腔并與其進(jìn)行穩(wěn)定的熱交換；令熱管裝置的冷凝腔與冷源環(huán)境進(jìn)行穩(wěn)定的熱交換；

令溫差發(fā)電片組通過溫差發(fā)電片組電能輸出電極與控制電路相連，并通過控制電路進(jìn)一步與需要供電的設(shè)備和蓄電裝置相連對所述設(shè)備供電和/或?qū)π铍娧b置充電。令蓄電裝置與需要供電的設(shè)備相連，以便向所述需要供電的設(shè)備供電；

令控制電路自動將不穩(wěn)定或不滿足蓄電或設(shè)備供電需求的電流和電壓變?yōu)樾铍娧b置或設(shè)備所需的電壓和電流，實現(xiàn)設(shè)備的穩(wěn)定供電或蓄電裝置的蓄電，并分別在蓄電與用電之間，系統(tǒng)發(fā)電供電與蓄電池供電之間進(jìn)行平衡和調(diào)度。

一種利用熱管溫差發(fā)電的另一方法，其特征包括如下步驟：

提供一個溫差發(fā)電系統(tǒng)，所述溫差發(fā)電系統(tǒng)包括溫差發(fā)電片組、溫差發(fā)電片組電能輸出電極和熱管裝置；

提供一個控制電路，一根高溫管道和一個冷源環(huán)境；

提供一個蓄電裝置；

令高溫管道外壁面與溫差發(fā)電片組的其中一面緊密接觸并進(jìn)行穩(wěn)定的熱交換，溫差發(fā)電片組的另一面緊貼熱管裝置蒸發(fā)腔并與其進(jìn)行穩(wěn)定的熱交換；令熱管裝置的冷凝腔與冷源環(huán)境進(jìn)行穩(wěn)定的熱交換；

令高溫管道外壁面與發(fā)電片組的其中一面緊密接觸并進(jìn)行穩(wěn)定的熱交換，溫差發(fā)電片組的另一面緊貼熱管裝置蒸發(fā)腔并與其進(jìn)行穩(wěn)定的熱交換；令熱管裝置的冷凝腔與冷源環(huán)境進(jìn)行穩(wěn)定的熱交換；

令溫差發(fā)電片組通過溫差發(fā)電片組電能輸出電極與控制電路相連，并通過控制電路進(jìn)一步與需要供電的設(shè)備和蓄電裝置相連對所述設(shè)備供電和/或?qū)π铍娧b置充電。令蓄電裝置與需要供電的設(shè)備相連，以便向所述需要供電的設(shè)備供電；

令控制電路自動將不穩(wěn)定或不滿足蓄電或設(shè)備供電需求的電流和電壓變?yōu)樾铍娧b置或設(shè)備所需的電壓和電流，實現(xiàn)設(shè)備的穩(wěn)定供電或蓄電裝置的蓄電，并分別在蓄電與用電之間，系統(tǒng)發(fā)電供電與蓄電池供電之間進(jìn)行平衡和調(diào)度。

根據(jù)本發(fā)明提供的上述方法，其特征在于：所述高溫管道和另一管道分別為供熱系統(tǒng)的供水管道和回水管道。

根據(jù)本發(fā)明的一種利用熱管溫差發(fā)電的方法及系統(tǒng)，利用熱管裝置及所在翅片能快速高效地把熱量導(dǎo)出去，穩(wěn)定維持發(fā)電片組冷熱兩面最大溫差，極大提高發(fā)電效率。

附圖說明

參考隨附的附圖，本發(fā)明更多的目的、功能和優(yōu)點(diǎn)將通過本發(fā)明實施方式的如下描述得以闡明，其中：

圖1為一種利用熱管溫差發(fā)電的方法及系統(tǒng)原理圖1

圖2為溫差發(fā)電系統(tǒng)高溫流體循環(huán)腔與管道連接示意圖1

圖3為一種利用熱管溫差發(fā)電的方法及系統(tǒng)原理圖2

圖4為溫差發(fā)電系統(tǒng)高溫流體循環(huán)腔與管道連接示意圖2

圖5為一種利用熱管溫差發(fā)電的方法及系統(tǒng)原理圖3

其中：1—溫差發(fā)電系統(tǒng)，1a—高溫流體循環(huán)腔，1b—高溫流體循環(huán)腔1a的出口，1c—高溫流體循環(huán)腔1a的進(jìn)口，1d—緊密性導(dǎo)熱材料,1e—緊密性導(dǎo)熱材料，1f—溫差發(fā)電片組電能輸出電極，1g—溫差發(fā)電片組，1h—熱管，1i—蒸發(fā)腔，1j-冷凝腔，1k—工質(zhì)，1m—翅片，2-回水管道，3—控制電路，4—蓄電裝置，5—需要供電的設(shè)備，6-過濾裝置，7—供水管道(高溫管道)。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例，僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進(jìn)一步的說明。

實施例1：參加圖1和圖2。

一種利用熱管溫差發(fā)電的系統(tǒng)，主要用于供熱管道管井溫度壓力監(jiān)測儀表的供電，包括：溫差發(fā)電系統(tǒng)1、控制電路3、蓄電裝置4、需要供電的設(shè)備5、高溫管道7和冷源環(huán)境。高溫管道7為供熱系統(tǒng)供水管道，冷源環(huán)境為管井外的空氣環(huán)境。其中溫差發(fā)電系統(tǒng)的冷熱溫差來源于具有一定溫差的高溫管道和冷源環(huán)境。溫差發(fā)電系統(tǒng)1通過控制電路3向設(shè)備5供電。

具體，如圖1和圖2所示，溫差發(fā)電系統(tǒng)1包括溫差發(fā)電片組1g、溫差發(fā)電片組電能輸出電極1f、高溫流體循環(huán)腔1a和熱管裝置1h。溫差發(fā)電片組1g是溫差發(fā)電的半導(dǎo)體器件，利用冷熱兩面的溫差進(jìn)行發(fā)電；高溫流體循環(huán)腔1a與發(fā)電片組1g的熱面接觸。供水管道7內(nèi)的供水(高溫流體)通過管道引出點(diǎn)A引出，從高溫流體循環(huán)腔1a的進(jìn)口1c進(jìn)入，從高溫流體循環(huán)腔1a的出口1b排出，從管道引入點(diǎn)B再次進(jìn)入高溫管道7；管道A,B之間的距離確定應(yīng)本著其產(chǎn)生的流體壓力差能夠克服流體流過高溫流體循環(huán)腔1a及流體循環(huán)腔前后管路的阻力的原則進(jìn)行選擇，利用A,B之間的壓差實現(xiàn)循環(huán)腔內(nèi)高溫流體的流動。若在選擇連接時，壓力差太大，可以在進(jìn)入循環(huán)腔的連接管上安裝閥門調(diào)節(jié)；若壓力差太小，可以增大循環(huán)腔連接管的管徑，總之，應(yīng)保證流體壓力差能夠克服流體流過流體循環(huán)腔及其前后管路阻力即可。

熱管裝置1h包括：蒸發(fā)腔1i、管道、工質(zhì)1k和冷凝腔1j。蒸發(fā)腔1i和冷凝腔1j通過熱管管道連接。蒸發(fā)腔1i的一面與溫差發(fā)電片1g的冷面緊密接觸，工質(zhì)1k受熱在該壁面蒸發(fā)；熱管管道穿過土壤到達(dá)地面以上，露出地面，熱管管道上部一部分作為冷凝腔1j，并布置散熱翅片1m加強(qiáng)與井外空氣的換熱。從蒸發(fā)腔1i通過熱管管道流入冷凝腔1j內(nèi)的氣態(tài)工質(zhì)1k由于與井外冷空氣換熱，在冷凝腔1j中放熱冷凝成液態(tài)，并通過重力回流或吸液芯回流至蒸發(fā)腔1i，從而實現(xiàn)熱量從溫差發(fā)電片組1g的冷面向井外空氣的轉(zhuǎn)移。高溫流體循環(huán)腔1a與溫差發(fā)電片組1g的熱面進(jìn)行熱交換，蒸發(fā)腔1i與溫差發(fā)電片組1g的冷面進(jìn)行熱交換，冷凝腔1j與井外空氣進(jìn)行熱交換，從而維持了溫差發(fā)電片組冷熱面的溫差實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電；

溫差發(fā)電系統(tǒng)通過溫差發(fā)電片組電能輸出電極1f與控制電路3相連，控制電路3與蓄電裝置4和需要供電的設(shè)備5相連，控制電路3將溫差發(fā)電片組電能輸出電極1f輸出的的電流或電壓蓄存于蓄電裝置4中。蓄電裝置4與需要供電的設(shè)備5相連，以便向需要供電的設(shè)備5供電?？刂齐娐?把溫差發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能提供給需要供電的設(shè)備5?？刂齐娐?還自動將不穩(wěn)定或不滿足蓄電或設(shè)備供電需求的電流和電壓變?yōu)樾铍娧b置4或需要供電的設(shè)備5所需的電壓和電流，實現(xiàn)需要供電的設(shè)備5的穩(wěn)定供電或蓄電裝置4的蓄電，并分別在蓄電與用電之間，系統(tǒng)發(fā)電供電與蓄電池供電之間進(jìn)行平衡和調(diào)度。如當(dāng)需要供電的設(shè)備5在非工作期間或其他原因不需要供電時，控制電路3將電流電壓轉(zhuǎn)化為蓄電裝置4所需的電流和電壓給蓄電裝置4蓄電。當(dāng)溫差較小，無法發(fā)電或者發(fā)電片故障時，由蓄電裝置4給需要供電的設(shè)備5供電。也可以根據(jù)需要，控制電路3首先給蓄電裝置4充電，再由蓄電裝置4直接給需要供電的設(shè)備5供電。

蓄電裝置采用蓄電池、超級電容、電容、蓄電池與干電池的組合體中的一種或多種。

為了保證高溫流體循環(huán)腔1a與溫差發(fā)電片組熱面之間緊密接觸，減少熱阻，在高溫流體循環(huán)腔與溫差發(fā)電片組的熱面之間增加緊密性導(dǎo)熱材料1d。為了保證蒸發(fā)腔1i與溫差發(fā)電片冷面之間緊密接觸，減少熱阻，在所述蒸發(fā)腔與溫差發(fā)電片組的冷面之間增加緊密性導(dǎo)熱材料1e。緊密性導(dǎo)熱材料采用導(dǎo)熱硅脂。同時為了增強(qiáng)發(fā)電片與高溫流體循環(huán)腔1a和蒸發(fā)腔1i的換熱效果，提高發(fā)電效率，在高溫流體循環(huán)腔1a和蒸發(fā)腔1i與發(fā)電片組的接觸面的各自內(nèi)側(cè)涂刷增強(qiáng)換熱的涂料。為了防止管道內(nèi)的污物流入、堵塞流體高溫流體循環(huán)腔1a，在所述高溫流體循環(huán)腔1a的進(jìn)口1c前加裝流體過濾裝置。

實施例2：參加圖3和圖4。

一種利用熱管溫差發(fā)電的系統(tǒng)，主要用于供熱管道管井溫度壓力監(jiān)測儀表的供電，包括：溫差發(fā)電系統(tǒng)1、控制電路3、蓄電裝置4、需要供電的設(shè)備5、高溫管道7，回水管道2和冷源環(huán)境。高溫管道7為供熱系統(tǒng)供水管道，冷源環(huán)境為管井外的空氣環(huán)境。其中溫差發(fā)電系統(tǒng)的冷熱溫差來源于具有一定溫差的高溫管道和冷源環(huán)境。溫差發(fā)電系統(tǒng)1通過控制電路3向設(shè)備5供電。

具體，如圖3和圖4所示，溫差發(fā)電系統(tǒng)1包括溫差發(fā)電片組1g、溫差發(fā)電片組電能輸出電極1f、高溫流體循環(huán)腔1a和熱管裝置1h。溫差發(fā)電片組1g是溫差發(fā)電的半導(dǎo)體器件，利用冷熱兩面的溫差進(jìn)行發(fā)電。高溫流體循環(huán)腔1a與發(fā)電片組1g的熱面接觸，供水管道7內(nèi)的供水(高溫流體)通過管道引出點(diǎn)A引出，從高溫流體循環(huán)腔1a的進(jìn)口1c進(jìn)入，從高溫流體循環(huán)腔1a的出口1b排出，從供熱系統(tǒng)回水管道2引入點(diǎn)C進(jìn)入回水管道2，利用A,C之間的壓差實現(xiàn)循環(huán)腔1a內(nèi)流體的流動。供水管道與回水管道之間存在著一定壓力，做流體學(xué)計算使得兩點(diǎn)之間的壓力能夠克服流體流過低溫流體循環(huán)腔及其前后管路的阻力，若在選擇連接時，壓力差太大，可以在進(jìn)入循環(huán)腔的連接管上安裝閥門調(diào)節(jié)；若壓力差太小，可以增大循環(huán)腔連接管的管徑，總之，保證流體壓力差能夠克服流體流過流體循環(huán)腔及其前后管路阻力即可。

熱管裝置1h包括：蒸發(fā)腔1i、管道、工質(zhì)1k和冷凝腔1j。蒸發(fā)腔1i和冷凝腔1j通過熱管管道連接。蒸發(fā)腔1i的一面與溫差發(fā)電片1g的冷面緊密接觸，工質(zhì)1k受熱在該壁面蒸發(fā)；熱管管道穿過土壤到達(dá)地面以上，露出地面，上部設(shè)置冷凝腔1j，并布置散熱翅片1m加強(qiáng)與井外空氣的換熱。從蒸發(fā)腔1i通過熱管管道流入冷凝腔1j內(nèi)的氣態(tài)工質(zhì)1k由于與井外冷空氣換熱，在冷凝腔1j中放熱冷凝成液態(tài)，并通過重力回流或吸液芯回流至蒸發(fā)腔1i，從而實現(xiàn)熱量從溫差發(fā)電片組1g的冷面向井外空氣的轉(zhuǎn)移。高溫流體循環(huán)腔1a與溫差發(fā)電片組1g的熱面進(jìn)行熱交換，蒸發(fā)腔1i與溫差發(fā)電片組1g的冷面進(jìn)行熱交換，冷凝腔1j與井外空氣進(jìn)行熱交換，從而維持了溫差發(fā)電片組冷熱面的溫差實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電；

溫差發(fā)電系統(tǒng)通過溫差發(fā)電片組電能輸出電極1f與控制電路3相連，控制電路3與蓄電裝置4和需要供電的設(shè)備5相連，控制電路3將溫差發(fā)電片組電能輸出電極1f輸出的的電流或電壓蓄存于蓄電裝置4中。蓄電裝置4與需要供電的設(shè)備5相連，以便向需要供電的設(shè)備5供電。控制電路3還自動將不穩(wěn)定或不滿足蓄電或設(shè)備供電需求的電流和電壓變?yōu)樾铍娧b置4或需要供電的設(shè)備5所需的電壓和電流，實現(xiàn)需要供電的設(shè)備5的穩(wěn)定供電或蓄電裝置4的蓄電，并分別在蓄電與用電之間，系統(tǒng)發(fā)電供電與蓄電池供電之間進(jìn)行平衡和調(diào)度。如當(dāng)需要供電的設(shè)備5在非工作期間或其他原因不需要供電時，控制電路3將電流電壓轉(zhuǎn)化為蓄電裝置4所需的電流和電壓給蓄電裝置4蓄電。當(dāng)溫差較小，無法發(fā)電或者發(fā)電片故障時，由蓄電裝置4給需要供電的設(shè)備5供電。也可以根據(jù)需要控制電路3首先給蓄電裝置4充電，再由蓄電裝置4直接給需要供電的設(shè)備5供電。

蓄電裝置采用蓄電池、超級電容、電容、蓄電池與干電池的組合體中的一種或多種。

為了保證高溫流體循環(huán)腔1a與溫差發(fā)電片組1g熱面之間緊密接觸，減少熱阻，在高溫流體循環(huán)腔與溫差發(fā)電片組的熱面之間增加緊密性導(dǎo)熱材料1d。為了保證蒸發(fā)腔1i與溫差發(fā)電片組1g冷面之間緊密接觸，減少熱阻，在所述蒸發(fā)腔與溫差發(fā)電片組的冷面之間增加緊密性導(dǎo)熱材料1e。緊密性導(dǎo)熱材料采用導(dǎo)熱硅脂。

為了防止管道內(nèi)的污物流入、堵塞流體高溫流體循環(huán)腔1a，在所述高溫流體循環(huán)腔1a的進(jìn)口1c前加裝流體過濾裝置。

實施例3：參加圖5。

一種利用熱管溫差發(fā)電的系統(tǒng)，主要用于供熱管道管井溫度壓力監(jiān)測儀表的供電，包括：溫差發(fā)電系統(tǒng)1、控制電路3、蓄電裝置4、需要供電的設(shè)備5、高溫管道7和冷源環(huán)境。高溫管道7為供熱系統(tǒng)供水管道，冷源環(huán)境為管井外的空氣環(huán)境。其中溫差發(fā)電系統(tǒng)的冷熱溫差來源于具有一定溫差的高溫管道和冷源環(huán)境。溫差發(fā)電系統(tǒng)1通過控制電路3向設(shè)備5供電。具體，如圖5所示，溫差發(fā)電系統(tǒng)1包括溫差發(fā)電片組1g、溫差發(fā)電片組電能輸出電極1f、熱管裝置1h、高溫管道7和冷源環(huán)境。高溫管道7為供熱系統(tǒng)供水管道，冷源環(huán)境為管井外的空氣環(huán)境。溫差發(fā)電片組1g是溫差發(fā)電的半導(dǎo)體器件，利用冷熱兩面的溫差進(jìn)行發(fā)電；將高溫管道7外壁面與溫差發(fā)電片組1g的熱面緊密接觸；熱管裝置1h包括：蒸發(fā)腔1i、管道、工質(zhì)1k和冷凝腔1j。蒸發(fā)腔1i和冷凝腔1j通過管道連接。蒸發(fā)腔1i緊貼高溫管道7外壁，腔內(nèi)液態(tài)介質(zhì)受熱氣化，帶走熱量；熱管管道穿過土壤到達(dá)地面以上，露出地面，上部設(shè)置冷凝腔1j，并布置散熱翅片1m加強(qiáng)與井外空氣的換熱。從蒸發(fā)腔1i通過熱管管道流入冷凝腔1j內(nèi)的氣態(tài)工質(zhì)1k由于與井外冷空氣換熱，在冷凝腔1j中放熱冷凝成液態(tài)，并通過重力回流或吸液芯回流至蒸發(fā)腔1i，從而實現(xiàn)熱量從溫差發(fā)電片組1g的冷面向井外空氣的轉(zhuǎn)移。高溫流體循環(huán)腔1a與溫差發(fā)電片組1g的熱面進(jìn)行熱交換，蒸發(fā)腔1i與溫差發(fā)電片組1g的冷面進(jìn)行熱交換，冷凝腔1j與井外空氣進(jìn)行熱交換，從而維持了溫差發(fā)電片組冷熱面的溫差實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電；

溫差發(fā)電系統(tǒng)1通過溫差發(fā)電片組電能輸出電極1f與控制電路3相連，控制電路3與蓄電裝置4和需要供電的設(shè)備5相連，控制電路3將溫差發(fā)電片組電能輸出電極1f輸出的的電流或電壓蓄存于蓄電裝置4中。蓄電裝置4與需要供電的設(shè)備5相連，以便向需要供電的設(shè)備5供電?？刂齐娐?還自動將不穩(wěn)定或不滿足蓄電或設(shè)備供電需求的電流和電壓變?yōu)樾铍娧b置4或需要供電的設(shè)備5所需的電壓和電流，實現(xiàn)需要供電的設(shè)備5的穩(wěn)定供電或蓄電裝置4的蓄電，并分別在蓄電與用電之間，系統(tǒng)發(fā)電供電與蓄電池供電之間進(jìn)行平衡和調(diào)度。如當(dāng)需要供電的設(shè)備5在非工作期間或其他原因不需要供電時，控制電路3將電流電壓轉(zhuǎn)化為蓄電裝置4所需的電流和電壓給蓄電裝置4蓄電。當(dāng)溫差較小，無法發(fā)電或者發(fā)電片故障時，由蓄電裝置4給需要供電的設(shè)備5供電。也可以根據(jù)需要控制電路3首先給蓄電裝置4充電，再由蓄電裝置4直接給需要供電的設(shè)備5供電。

蓄電裝置采用蓄電池、超級電容、電容、蓄電池與干電池的組合體中的一種或多種。

為了保證供水管道7外壁面與溫差發(fā)電片組1g熱面之間緊密接觸，減少熱阻，在供水管道7外壁面與溫差發(fā)電片組1g的熱面之間增加緊密性導(dǎo)熱材料1d。為了保證蒸發(fā)腔1i與溫差發(fā)電片組1g冷面之間緊密接觸，減少熱阻，在所述蒸發(fā)腔與溫差發(fā)電片組的冷面之間增加緊密性導(dǎo)熱材料1e。緊密性導(dǎo)熱材料采用導(dǎo)熱硅脂。

熱管管道可以自由布置；可以直走，可以轉(zhuǎn)彎；可以在管道井內(nèi)，也可以穿過土壤到達(dá)地面以及地面以上。

需要注意的是，垂直段的熱管可以不需要吸液芯，在冷凝段冷凝的液態(tài)工質(zhì)可以靠其自身重力回到熱管的蒸發(fā)段。

應(yīng)當(dāng)理解，上述實施方式僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，用來描述本發(fā)明原理的應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特性的情況下，本發(fā)明可以實施為其他的具體形式。所述實施方式無論從哪一方面來看都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為僅是作為說明性的，而不應(yīng)認(rèn)為是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)，而不是以前述發(fā)明為準(zhǔn)，根據(jù)權(quán)利要求的實質(zhì)精神和等效手段所做的變型都落入其范圍之內(nèi)。

盡管已經(jīng)利用與目前認(rèn)為是本發(fā)明的最實用以及優(yōu)選的實施方式相關(guān)的特性和細(xì)節(jié)全面地描述了本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的各種變化和/或改善，包括但不限制于大小，材料，形狀，接口形式，功能和操作方式，組裝和做出的使用上的改變，這些都不背離在權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的原理和概念。