一种温差发电装置及电热水壶的制作方法

本技术涉及节能领域，尤其涉及一种热量可回收再利用领域，提供了一种温差发电装置及电热水壶，用于解决电热水壶加热结束后的热量散失而导致能源浪费问题。

背景技术：

1、喝热水是中国人自古以来的习惯，水加热装置的发展由之前的“热的快”到如今家庭广泛使用的电热水壶，表明水加热技术将一直会是广大研究者研究的方向。另外资源短缺与能源浪费是当下火热的议论话题，节约资源提高能源的利用率也会是未来的主要研究方向，据研究表明在现有的能源系统中，超过50％以上的能量都是以废热的形式散失到周围环境中。一般地，电热水壶加热后的水也是待冷却至一定温度后才去饮用，故在该过程中存在一定的热量耗散以及能源浪费。本实用新型所述温差发电装置利用废热等能源进行发电，在空间科学技术领域具有一定的应用前景。

2、故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种温差发电装置及电热水壶，利用温差发电装置对加热后的热量进行回收进行二次利用，提高能源利用率。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

3、一种温差发电装置，至少包括热端、冷端、金属导流层、p型热电材料层、n型热电材料层、第一金属层和第二金属层，其中，

4、所述热端用于接入热源使其与冷端形成温差；

5、所述金属导流层与热端相连，用于将热量传递到p型热电材料层和n型热电材料层，所述p型热电材料层和n型热电材料层用于利用塞贝克效应产生温差电动势；p型热电材料层使与其相连接的第一金属层产生正电荷，n型热电材料层使与其相连接的第二金属层产生负电荷，以此形成电势差，所述第一金属层和第二金属层与冷端相连接并分别作为温差发电装置的正极和负极，以接入被充电设备形成充电回路。

6、作为进一步的改进方案，还设置串接在充电回路中的限流电阻和二极管，其中，限流电阻用于防止电路短路；二极管用于避免电流反流到温差发电装置中。

7、为了解决现有技术存在的技术问题，本实用新型还公开了一种电热水壶，该电热水壶中至少设置多个上述的温差发电装置，所述温差发电装置的热端与电热水壶的内壁相连接，其冷端与电热水壶的外壁相通，表征为室温；电热水壶的加热底座下部区域设置可蓄电装置，所述可蓄电装置与温差发电装置相连接，用于存储温差发电装置产生的电能。

8、作为进一步的改进方案，所述温差发电装置设置在电热水壶侧壁面板里部的环型内夹层中。

9、作为进一步的改进方案，电热水壶的手柄中设置控制开关，并通过导线与可蓄电装置、温差发电装置相连接以形成充电回路。

10、作为进一步的改进方案，电热水壶至少加热底座、手柄、控制开关、内夹层、可蓄电装置、温差发电装置以及内部导线。

11、作为进一步的改进方案，电热水壶的内胆绝缘层为一层环型的密闭区域，内部设置一组或多组温差发电装置，用于回收水壶内壁的余热用于发电。

12、作为进一步的改进方案，所述温差发电装置控于控制开关，仅当控制开关闭合时才给可蓄电装置充电，控制开关断开后停止充电。

13、作为进一步的改进方案，电热水壶设置usb接口，usb接口与可蓄电装置相连接，用于接入外部充电设备。一种热量可回收发电的电热水壶由加热底座、手柄、控制开关、内夹层、可蓄电装置、温差发电装置以及内部导线组成。

14、作为进一步的改进方案，所述位于电热水壶底部的加热底座是整个热水壶的主要加热方式，加热底座内部存在导热模块可用于对水源加热。

15、作为进一步的改进方案，所述电热水壶侧壁存在温差发电装置，温差发电装置由热源、冷端导流层以及其之间的p型热电材料层和n型热电材料层组成，当温差发电装置两端存在温度差时则开启发电。

16、作为进一步的改进方案，所述可储蓄电池位于电热水壶底部，与控制开关以及温差发电装置通过导线连成回路。在加热结束后，温差发电装置可进入发电模式，将剩余热能转化为电能存储至储蓄电池中。所述可蓄电装置存储的电能可循环利用给移动设备充电，充当移动电源。

17、作为进一步的改进方案，所述控制开关可仅在系统加热结束后开启，完全控制温差发电装置对可蓄电装置的充电过程。

18、优选地，所述温差发电装置由至少一组温差发电单元串联或串并联构成。

19、优选地，所述温差发电单元之间可以由至少一组或多组p型热电材料层和n型热电材料层构成pn结，增大其电动势，提高电流能力。

20、优选地，所述金属导流层以及第一、第二金属层优先选金属cu；

21、优选地，所述温差发电装置的热源半导体一般与水壶内壁相通，温度较高，冷端半导体一般与外部环境相通，温度与室温接近，当加热结束后，温差发电装置存在温度差即可进入发电模式；

22、优选地，所述可蓄电装置可用于回收温差发电装置回收的能量，一般可选择可连续充放电的锂电池；

23、相对于现有技术，本实用新型提供的一种温差发电装置及热量可回收发电的电热水壶，通过温差发电装置对系统过剩热量进行回收再利用，能够解决现有电热水壶由于热量散失而造成的资源浪费问题，实现原理简单、可行性高。

技术特征：

1.一种温差发电装置，其特征在于，至少包括热端、冷端、金属导流层、p型热电材料层、n型热电材料层、第一金属层和第二金属层，其中，

2.根据权利要求1所述的温差发电装置，其特征在于，还设置串接在充电回路中的限流电阻和二极管，其中，限流电阻用于防止电路短路；二极管用于避免电流反流到温差发电装置中。

3.一种电热水壶，其特征在于，该电热水壶中至少设置多个权利要求1或2所述的温差发电装置，所述温差发电装置的热端与电热水壶的内壁相连接，其冷端与电热水壶的外壁相通，表征为室温；电热水壶的加热底座下部区域设置可蓄电装置，所述可蓄电装置与温差发电装置相连接，用于存储温差发电装置产生的电能。

4.根据权利要求3所述的电热水壶，其特征在于，所述温差发电装置设置在电热水壶侧壁面板里部的环型内夹层中。

5.根据权利要求3所述的电热水壶，其特征在于，电热水壶的手柄中设置控制开关，并通过导线与可蓄电装置、温差发电装置相连接以形成充电回路。

6.根据权利要求3所述的电热水壶，其特征在于，电热水壶至少加热底座、手柄、控制开关、内夹层、可蓄电装置、温差发电装置以及内部导线。

7.根据权利要求3所述的电热水壶，其特征在于，电热水壶的内胆绝缘层为一层环型的密闭区域，内部设置一组或多组温差发电装置，用于回收水壶内壁的余热用于发电。

8.根据权利要求5所述的电热水壶，其特征在于，所述温差发电装置控于控制开关，仅当控制开关闭合时才给可蓄电装置充电，控制开关断开后停止充电。

9.根据权利要求3所述的电热水壶，其特征在于，电热水壶设置usb接口，usb接口与可蓄电装置相连接，用于接入外部充电设备。

技术总结
本技术公开了一种温差发电装置及电热水壶，至少包括热端、冷端、金属导流层、P型热电材料层、N型热电材料层、第一金属层和第二金属层，其中，电热水壶热端用于接入热源使其与冷端形成温差；电热水壶金属导流层与热端相连，用于将热量传递到P型热电材料层和N型热电材料层，电热水壶P型热电材料层和N型热电材料层用于利用塞贝克效应产生温差电动势；P型热电材料层使与其相连接的第一金属层产生正电荷，N型热电材料层使与其相连接的第二金属层产生负电荷，以此形成电势差，电热水壶第一金属层和第二金属层与冷端相连接并分别作为温差发电装置的正极和负极。该技术可以解决传统电热水壶的废热能源浪费问题，提高能源的利用率。

技术研发人员：董志华,李建,张鹤群,赵建辉,程知群
受保护的技术使用者：杭州必威新能源科技有限公司
技术研发日：20221019
技术公布日：2024/1/12