一种温差半导体发电装置及工作方法与流程

本发明涉及机柜，特别涉及一种温差半导体发电装置及工作方法。

背景技术：

1、机柜一般应用于各种各样的电气产品中，确保电气产品的安全应用，是整个电气行业不懈的追求，而在各种电气安全中电气产品的消防安全尤为重要。机柜在实际应用的过程中，由于受到环境因素、各种电气产品自身散热因素等的影响，使得机柜的内部容易出现温度过高的情况，而温度过高会影响到机柜内各种电气产品的正常运行。

2、为了避免影响到电气产品的正常运行，现有机柜上常会设置散热风扇用于实现散热，如申请号为cn202310048018.8的中国发明专利公开的一种计算机机柜的灭火机构，其在机柜本体上就设置有散热扇；又如申请号为cn202211170361.1的中国发明专利公开的一种云计算服务器机柜设备，其在机柜上也设置有散热风扇。但是，现有这种利用散热扇直接将机柜内的热量排出的方式，存在无法对热能进行回收利用，导致造成热能浪费，且散热扇等散热设备需要借助外部电源进行供电，一旦外部电源断开就无法正常工作的问题。鉴于上述存在的问题，本案发明人对该问题进行深入研究，遂有本案产生。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题，在于提供一种温差半导体发电装置及工作方法，解决现有技术存在的无法对热能进行回收利用，导致造成热能浪费，且散热扇等散热设备需要借助外部电源进行供电，一旦外部电源断开就无法正常工作的问题。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，一种温差半导体发电装置，所述温差半导体发电装置包括：

4、温差半导体发电片，所述温差半导体发电片具有热端受热面和冷端散热面；

5、导热器，所述导热器具有用于与热端受热面相接触的第一接触平面，所述导热器在远离所述第一接触平面的一侧设置有若干片导热叶片；

6、散热器，所述散热器具有用于与冷端散热面相接触的第二接触平面，所述散热器在远离所述第二接触平面的一侧设置有若干个散热件；

7、装配组件，所述散热器、温差半导体发电片和导热器通过所述装配组件连接在一起，且所述第一接触平面与热端受热面相接触，所述第二接触平面与冷端散热面相接触；

8、风扇组件，所述风扇组件设置在散热器上；

9、控制电路，所述温差半导体发电片与控制电路电性连接，所述控制电路与风扇组件电性连接。

10、进一步的，还包括绝缘隔热层；所述绝缘隔热层的中部贯穿设置有发电片装配通孔，且所述发电片装配通孔的一端形成有第一台阶，所述发电片装配通孔的另一端形成有第二台阶；

11、所述温差半导体发电片装配在发电片装配通孔内，所述温差半导体发电片的冷端散热面与第一台阶的台阶面相平齐，所述散热器的第二接触平面与第一台阶的台阶面和冷端散热面贴合接触；所述温差半导体发电片的热端受热面与第二台阶的台阶面相平齐，所述导热器的第一接触平面与第二台阶的台阶面和热端受热面贴合接触。

12、进一步的，所述导热器包括导热块本体，所述导热块本体的顶部形成所述第一接触平面；所述导热块本体的底部两端向下延伸设置有倾斜延伸板，所述导热块本体的底部与两所述倾斜延伸板之间形成由上至下逐渐扩大的竖直热量收集区域，所述竖直热量收集区域内间距设置有若干片第一导热叶片，各所述第一导热叶片与第一接触平面相互垂直设置；两所述倾斜延伸板的外侧均形成有水平热量收集区域，所述水平热量收集区域内间距设置有若干片第二导热叶片，各所述第二导热叶片与第一接触平面相互平行设置；所述倾斜延伸板、第一导热叶片和第二导热叶片均沿着导热块本体的长度方向延伸至导热块本体两端的端部。

13、进一步的，所述散热器包括散热块本体，所述散热块本体的底部形成所述第二接触平面；所述散热块本体的顶部形成有弧形凸面；

14、所述散热件包括散热片主体，所述散热片主体的下端与弧形凸面固定连接，所述散热片主体的上端两侧均一体成型设置有增强散热叶片；所述散热片主体和增强散热叶片均沿着散热块本体的长度方向延伸至散热块本体两端的端部。

15、进一步的，所述散热块本体的中部设置有若干个蜂窝孔洞以及若干个冷却液填充孔，且每所述蜂窝孔洞均沿着散热块本体的长度方向贯穿所述散热块本体；每所述冷却液填充孔均沿着散热块本体的长度方向贯穿所述散热块本体，且每所述冷却液填充孔的两端均配设有密封堵头。

16、进一步的，所述装配组件包括第一固定片、第二固定片、若干个固定螺栓以及若干个固定螺母；所述第一固定片沿着散热器的长度方向贯穿所述散热器，所述第二固定片沿着导热器的长度方向贯穿所述导热器，所述第一固定片和第二固定片的两端之间均通过所述固定螺栓和固定螺母锁紧在一起。

17、进一步的，所述第一固定片和第二固定片的表面均具有导热绝缘层。

18、进一步的，所述风扇组件包括驱动电机、驱动轴体和扇叶；所述驱动轴体沿着散热器的长度方向穿过所述散热器，所述驱动轴体的一端与扇叶相连接，所述驱动轴体的另一端与驱动电机相连接；所述驱动电机与控制电路电性连接。

19、进一步的，所述控制电路采用低功耗控制电路，且所述控制电路配设有储能电容。

20、第二方面，一种温差半导体发电装置的工作方法，所述工作方法包括如下步骤：

21、利用所述导热器收集热量，并利用收集的热量对所述温差半导体发电片的热端受热面进行加热；同时利用所述散热器对所述温差半导体发电片的冷端散热面进行散热冷却；

22、当所述温差半导体发电片的热端受热面与冷端散热面之间的温度差超过预设发电温度时，所述温差半导体发电片开始发电，并通过所述温差半导体发电片对所述控制电路进行供电；所述控制电路控制风扇组件工作，使所述温差半导体发电片的冷端散热面维持低温。

23、通过采用本发明的技术方案，至少具有如下有益效果：

24、1、通过设计温差半导体发电装置包括温差半导体发电片、与温差半导体发电片的热端受热面相接触的导热器、与温差半导体发电片的冷端散热面相接触的散热器、与温差半导体发电片电性连接的控制电路以及设置在散热器上的风扇组件；使得在具体使用时，可将该温差半导体发电装置应用到柜体中，并利用导热器对柜体内产生的热量进行收集，且将收集到的热量传递给温差半导体发电片的热端受热面，因此能够很好的实现对柜体内产生的热量进行回收利用，避免造成热量浪费；同时将柜体内产生的热量直接排放也会导致柜体周围的温度上升，从而会影响到柜体周围的环境，而本发明通过对柜体内产生的热量进行收集并提供给温差半导体发电片使用，能够减少对柜体周围的环境造成影响。

25、2、通过利用该温差半导体发电装置对柜体内产生的热量进行收集并发电，使得控制电路、风扇组件等都能够利用该温差半导体发电装置直接进行供电，而无需再依赖外部电源进行供电，因此可以保证当外部电源因火灾等情况而断开时，也不会影响到控制电路、风扇组件等的正常供电。

26、3、通过设计温差半导体发电装置还包括绝缘隔热层，并且绝缘隔热层的中部形成发电片装配通孔，在发电片装配通孔的两端分别形成第一台阶和第二台阶，使得在具体使用时，温差半导体发电片、散热器的第二接触平面和导热器的第一接触平面均能够被被包覆在绝缘隔热层内，这样既能够利用该绝缘隔热层起到绝缘作用，又能够利用该绝缘隔热层起到阻隔热量的作用，保证导热器收集的热量不易散失。

27、4、通过设计导热器包括导热块本体，且在导热块本体的底部下方形成竖直热量收集区域，并在竖直热量收集区域内设置若干片第一导热叶片，第一导热叶片与第一接触平面相互垂直设置；同时在竖直热量收集区域的两侧形成水平热量收集区域，并在水平热量收集区域内设置若干片第二导热叶片，第二导热叶片与第一接触平面相互平行设置，使得在具体工作时，既能够利用各片第一导热叶片对竖直方向流动的热气流进行热量收集，又能够利用各片第二导热叶片对水平方向流动的热气流进行热量收集，并将收集的热量通过第一接触平面传递给温差半导体发电片的热端受热面使用，因此通过将该导热器设置在柜体内，能够很好的实现对柜体内产生的热量进行有效收集，从而为温差半导体发电片的发电提供可靠的热量。

28、5、通过设计散热器的散热块本体具有与温差半导体发电片的冷端散热面贴合接触的第二接触平面，散热块本体在远离第二接触平面的一面形成有弧形凸面，且在弧形凸面上间距设置有若干个散热件，能够有效增大散热面，保证散热器具有更好的散热效果；同时，散热件包括散热片主体，且散热片主体的一端与弧形凸面固定连接，散热片主体的另一端两侧一体成型设置增强散热叶片，即整个散热件呈“y”字型结构，这种结构设计可便于气流的流通，且整体散热面积大，能够带走大量的热量，提升散热效果。

29、6、通过在散热块本体的中部贯穿设置若干个蜂窝孔洞，一方面蜂窝孔洞的结构既能够保证整个散热块本体具有较高的结构强度，另一方面又能够增加散热面积，提升散热效果；同时通过在散热块本体上还贯穿设置有若干个冷却液填充孔，使得在具体使用时，可通过冷却液填充孔往散热块本体内填充冷却液，以利用冷却液对散热器进行冷却降温，这能够进一步提升整个散热器的散热效果。