池組成，并且每個蓄電池具有充放電控制開關(guān)，當電壓達到最小限定值時，開關(guān)閉合進行充電，當電壓達到最高限定值時，開關(guān)斷開為下一個蓄電池充電。
[0028]工作原理:抽水栗I將冷水箱2中的冷水栗入循環(huán)管道3中進入隧道中，并將隧道中的熱量進行熱接觸交換變成高熱量的水流入熱水箱4中。在冷水箱2與熱水箱4的中間放置溫差發(fā)電組件，在冷熱溫差作用下產(chǎn)生電能并對蓄電池組9進行充電，可供用電器15工作。同時，熱水箱4中的熱水經(jīng)散熱器10流入冷卻箱11中，冷卻箱11中的水再經(jīng)循環(huán)管道3流入冷水箱2中，實現(xiàn)了水的循環(huán)利用。
[0029]本實施例中，所述高地溫隧道中的巖壁溫度應在60°C以上，即T 3 60°C時具有較好的轉(zhuǎn)化利用效率。
[0030]本實施例中，所述抽水栗I分兩種，一種為接交流電的正常型號抽水栗，用于對冷水的啟動抽取和正常運作，另一種為微型抽水栗，蓄電池充滿后可接通微型抽水栗，可協(xié)助抽水或是斷電情況下作為應急抽水栗進行抽水。
[0031]本實施例中，所述循環(huán)管道3中深入隧道里的管道為涂有吸熱材料導熱性好的鋼管。
[0032]本實施例中，所述循環(huán)管道3中深入隧道里的管道應布置在隧道內(nèi)高地溫持續(xù)地段的巖壁兩側(cè)和隧道底側(cè)。
[0033]本實施例中，所述循環(huán)管道3中深入隧道里的管道采用U形管道排布，水順著管道從巖壁上方緩緩流到底側(cè)，最終流進熱水箱4。
[0034]本實施例中，所述循環(huán)管道3中布置在巖壁兩側(cè)的管道通過隧道初襯中的錨桿進行焊接固定。
[0035]本實施例中，所述熱水箱4在一定高度hi開一小孔連接管道通向散熱器。
[0036]本實施例中，所述溫差發(fā)電組件根據(jù)兩邊溫差及發(fā)電效率制作多個輸出電壓為12-15V發(fā)電組，以便為蓄電池組9充電。
[0037]本實施例中，所述隔熱材料7應充填滿溫差發(fā)電冷端5與溫差發(fā)電熱端6的中間空隙部分。
[0038]本實施例中，所述蓄電池組9是由多個常見的12V蓄電池組成，并且每個蓄電池具有充放電控制開關(guān)，當電壓達到最小限定值時，開關(guān)閉合進行充電，當電壓達到最高限定值時，開關(guān)斷開為下一個蓄電池充電。
[0039]本發(fā)明在使用時，一方面，抽水栗I從冷水箱2中將冷水栗入循環(huán)管道3內(nèi)進入隧道中，冷水經(jīng)由與隧道巖壁高地溫的熱接觸變成熱水流入到熱水箱4中，將溫差發(fā)電組件放置到冷水箱2和熱水箱4的中間，溫差發(fā)電冷端5與冷水箱2接觸，溫差發(fā)電熱端6與熱水箱4接觸，溫差發(fā)電冷端5與溫差發(fā)電熱端6的中間部分充滿隔熱材料7，由于填充有隔熱材料7的存在而始終存在較大的溫差，使溫差發(fā)電組件自身能夠利用該溫差進行發(fā)電。硅半導體12和鍺半導體13通過溫差發(fā)電冷端5與溫差發(fā)電熱端6在兩邊冷熱溫差的作用下產(chǎn)生電能，并在溫差發(fā)電組件兩端引出導線8接入蓄電池組9，對蓄電池組9進行充電，可供用電器15工作。
[0040]另一方面，熱水箱4中的水經(jīng)循環(huán)管道3流至散熱器10進行降溫散熱，并繼續(xù)流至冷卻箱11進行冷卻降溫，冷卻箱11達到一定高度的水量后便流入冷水箱2中繼續(xù)下一次循環(huán)。
[0041]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其改進構(gòu)思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高地溫隧道降溫散熱及熱能轉(zhuǎn)化裝置，包括冷水循環(huán)降溫裝置、溫差發(fā)電組件和蓄電用電組；冷水循環(huán)降溫裝置包括抽水栗、冷水箱、循環(huán)管道、熱水箱、冷卻箱和散熱器；溫差發(fā)電組件包括溫差發(fā)電冷端、溫差發(fā)電熱端、隔熱材料、導線、硅半導體、鍺半導體和導流片；蓄電用電組包括蓄電池組和用電器；其特征在于: 所述循環(huán)管道連接抽水栗、冷水箱、熱水箱、冷卻箱和散熱器；溫差發(fā)電組件設置在冷水箱和熱水箱之間，所述溫差發(fā)電冷端與冷水箱接觸，所述溫差發(fā)電熱端與熱水箱接觸；所述隔熱材料填充在溫差發(fā)電冷端和溫差發(fā)電熱端之間；所述硅半導體和鍺半導體與導流片連接；所述導流片設置在溫差發(fā)電冷端和溫差發(fā)電熱端的端面上；所述蓄電池組通過導線連接溫差發(fā)電組件；所述用電器通過導線連接蓄電池組。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高地溫隧道降溫散熱及熱能轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于:所述冷水箱的體積大于熱水箱和冷卻箱的體積之和。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高地溫隧道降溫散熱及熱能轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于:所述導流片為具有導電導熱性的金屬導體。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高地溫隧道降溫散熱及熱能轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于:所述散熱器設置在連接熱水箱和冷卻箱的循環(huán)管道中間位置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高地溫隧道降溫散熱及熱能轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于:所述用電器包括應急燈組和微型抽水栗；所述應急燈組為隧道內(nèi)照明LED燈，與蓄電池組相接，并配有斷電自啟開關(guān)；所述微型抽水栗由蓄電池組逐一供電，協(xié)助抽水或是斷電情況下作為應急抽水栗進行抽水。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高地溫隧道降溫散熱及熱能轉(zhuǎn)化裝置，其特征在于:所述蓄電池組由多個12V蓄電池組成，并且每個蓄電池具有充放電控制開關(guān)，當電壓達到最小限定值時，開關(guān)閉合進行充電，當電壓達到最高限定值時，開關(guān)斷開為下一個蓄電池充電。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高地溫隧道降溫散熱及熱能轉(zhuǎn)化裝置，包括冷水循環(huán)降溫裝置、溫差發(fā)電組件和蓄電用電組；溫差發(fā)電組件包括溫差發(fā)電冷端、溫差發(fā)電熱端、隔熱材料、導線、硅半導體、鍺半導體和導流片；溫差發(fā)電組件設置在冷水箱和熱水箱之間，溫差發(fā)電冷端與冷水箱接觸，溫差發(fā)電熱端與熱水箱接觸；隔熱材料填充在溫差發(fā)電冷端和溫差發(fā)電熱端之間；硅半導體和鍺半導體與導流片連接；通過隧道里冷水在管道中的循環(huán)疏導出高溫熱量，改善了隧道中高地溫對于隧道結(jié)構(gòu)和安全的影響；冷水變成帶有熱量的水流入熱箱中，溫差發(fā)電組件在兩邊冷、熱水箱的溫差作用下產(chǎn)生電能，利用導線將產(chǎn)生的電能儲存在蓄電池組中，供給用電器使用。
【IPC分類】H02J7/32, H02N11/00
【公開號】CN105162232
【申請?zhí)枴緾N201510663196
【發(fā)明人】陳國慶, 楊洋, 趙聰, 李天斌
【申請人】成都理工大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年10月14日