DIY户外柴火发电机的设想

yyszljb

看到 fbikgb 的『DIY一个火/热电站-----建立起你的户外能源』http://www.gearer.info/bbs/viewthread.php?tid=10928&extra=page%3D1&page=1，有了一个这样的设想：如果用一个户外柴火炉把水烧开，利用开水的温度（不会超过100度的）来发电，用它发的电带动一个小鼓风机给柴火炉强制吹风，给LED灯头供电照明，给你的手机、照相机等充电。

结构示意图：



用这个改装，如果能行的话，制作成本不会很高的


期望有识之士给点意见～～～～～～～～～～

[ 本帖最后由 yyszljb 于 2012-3-6 13:15 编辑 ]

rio99

额,你这个设计下面装水的夹层还得设计通风孔八成得焊接了,靠家里的工具diy基本不可能了而且开这么多孔这个焊接也够麻烦的.另外你把水倒入夹层如果温度在零下了怎么用,一点点塞雪?最后把水夹层和炉体放一起会不会影响炉温导致燃烧效果不好?并且在侧壁上可能会积碳.最后裸重八成超过1kg了.比起你原来设计的又多了一层和一圈散热片重量上应该增加不少.感觉靠烧火发电可行但是也有限制,既然是个人用的炉子那么最好越轻越好,希望总体质量能减轻在500g以下.

[ 本帖最后由 rio99 于 2012-3-6 15:24 编辑 ]

yyszljb

装水的夹层可以不用焊接，也就是您没有想到的那二成。就是这样：
用这种东东

把底去掉，倒过来就是了


[ 本帖最后由 yyszljb 于 2012-3-6 20:38 编辑 ]

mc鲁迅

维护怎么整?

rio99

这是个嘛玩意？保温杯？

yyszljb

矮油，多打几个字嘛。我木有搞懂你问神马。

yyszljb

这个玩意嘛网上人家是这样讲的：“不锈钢保温桶 保温提壶 保温饭盒双层 提锅便当盒”、“不锈钢焖烧壶 保温饭盒 便当盒”等。




我的意思是只用那个保温桶（汤桶）把底去掉，倒过来就是我结构示意图中的那个装水的夹层哦。


[ 本帖最后由 yyszljb 于 2012-3-7 09:42 编辑 ]

rio99

嗯不错, 有没有实验品?

yyszljb

原帖由 rio99 于 2012-3-7 23:01 发表
嗯不错, 有没有实验品?

木有，期望有识之士给点意见～～～～～～～～～～

rio99

额,原理上可行,但是如果要实用,得规范一下需要的参数：设计输出功率得给出来一个吧，风扇的功率得多少才合适？在野外用什么风扇经用，这个可以通过实验做出来。你的设计图上感觉有点别扭，看起来是个剖面图，那么为什么画的中间放水的夹层在底面也有？这个就是之前我误解的原因。如果是侧视图那画的就更不对了总之图画的不大正规。感觉风扇设计有点诡异，到底是底下直吹还是侧面鼓风？假如你设计的是侧面进风最外层又没有给封闭住这样能对燃烧室产生的风压有限啊，还是改成底面鼓风的好。此外热电偶形状（只见过平面的那种cpu的制冷的。没见过弧形的，或者这货可以弯曲？）能行吗？还有散热片的设计感觉也有些小问题，看图这散热片是平行于炉子的环状，这个设计有两个个问题，一个问题是散热鳍片应该和气流方向平行啊，设计成环状档风呢(不过貌似这样倒也可以让侧面风扇多吹些风进燃烧室但是同时散热的能力不也就更差了）？另外一个多了不少重量啊，感觉最外面设计的这一层壳子没啥用啊。如果底下鼓风的话不就能省掉这外壳了？在另外水夹层如果设计合理感觉可以不用放水，不过这个得实测了或者可能的话用电脑设计。不放水有两个好处一个是往这么小个夹层里注水还是有难度的。另外一个是材料如果不过关的话很可能会加速炉体的腐蚀而泄露，毕竟你用的就是些餐具类的不锈钢，都不是什么好玩意，就说这么多意见了，希望楼主做出实物来给我们试用一下。

[ 本帖最后由 rio99 于 2012-3-8 14:40 编辑 ]

yyszljb

非常感谢 rio99 ！
先解释一下，搞这个东东我是一个外行。剖面图、侧视图等等之前我没有学过。我的图可能不能理解为设计图，我只是凭想象来表达我的意思、设想，所以我说示意图。
目前我手头有几个这样的：

全新华冷制冷片TEC1-12702
外型： 40*40*6mm
最大电流：2A
最大电压：15.4v
最大温差：67℃
制冷量：18.7W
引线：450mm
做各种主动散热，DIY小冰箱，配个12V/2A的电源就可以发动你的想象喽！

（只见过平面的那种cpu的制冷的。没见过弧形的，或者这货可以弯曲？）

应该可以这样解决，加一块铝板（我把它叫做加热片），把靠保温桶的一面锉成弧形。这样手工能做出来的
水夹层放水的目的是控制制冷片的加热温度
fbikgb：“其实,半导体制冷片和温差发电片是同一种DD,只不过厂家在制做发电片时,考虑到它们要在尽可能大的温差下工作,就把内部的焊点材料改用熔点相对高的金属,使之能工作于200度以上,所以它门的价格要高很多(普通的只耐100度).”
http://www.gearer.info/bbs/viewthread.php?tid=10928&extra=page%3D1

散热片、外面设计的这一层壳子
如果不对散热片吹风，散热好、发电效果可以的话，是可以不要外面的这一层壳子。这样是减少重量的好主意！

[ 本帖最后由 yyszljb 于 2012-3-8 11:02 编辑 ]

rio99

嗯明白楼主大致意思了，自我感觉原理上没啥问题。主要就是设计要多费心，材料也要选好，才能用最少的重量做出最合适的东西，另外对于你说的加热片感觉如果以你的想法来设计可能重量要上去了，其实也可以考虑用热管来传热。选用电线要选用什么样的高温线什么规格的？电源模块选择3r33还是其他的同步整流白菜模块？总之一句话lz要做好多次实验才能做出实用并且经得住用的炉子，这一点要有心理准备。感觉制作一个大体能用的装备挺简单的，diy的意义也就在于此，但是如果要好用，做工好材料好设计好，哪怕是一个很简单的装备也是要费很多心，这个都做好了就不是diy范畴了。像爱迪生发明灯泡的故事大家都耳熟能详，上千次的失败才获得成功。楼主制造这个炉子技术难度最大的一是制冷片，第二大的是风扇，不过这个都有现成品可以说省了很大的劲，那么楼主就应该尽可能的选用好一点的材料，比如选择你说的温差发电片，为什么一定要节省成本选普通的制冷片，毕竟温差越大发电功率越高。另外楼主多利用网络搜索些相关资源，我觉得仅仅从技术上来说有两个难题，一个是如何保证温差，也就是冷端的散热能力，在有风的情况下比较好解决，没风呢？靠热管是个不错办法。另外一个就是炉子的燃烧效率了，我们都希望在炉子总体体积足够小的情况下燃烧室能更大多放燃料。一句话楼主应该再完善设计的基础上先做出几个模型来，看看哪里需要改进，有的可能是材料上的有的嘛可能是结构上的。光纸上谈兵确实很难发现问题。给的意见虽然可能看着要增加不少成本，但是为了一个指标足够高的炉子以后商品化有吸引力：比如发电功率上百瓦，重量少于400g。燃烧室体积大于4L。给出这些具体的设计指标还是很有必要的。

[ 本帖最后由 rio99 于 2012-3-8 16:21 编辑 ]

rio99

另外楼主还可以考虑http://china-heatpipe.net/heatpipe04/03/2007-12-6/71268579827.htm 这篇文章，虽然很老了但是很实用，温差发电限制最多的其实和太阳能差不多，设备成本太贵，主要是冷端散热设备来说。对于不同情况下不同温差下，温差发电片在冷端的散热设计上都得从新考虑以获得最佳效率，所以对于这个炉子冷端散热是第一大难题。楼主如果有志于发展这个方向可以深入研究，不只是炉子用的温差装备，也可以设计些空气地温温差发电装备，并且轻量化（难度最大的部分），那么可能在高原或者山地露营时候哪怕不用炉子也可以找个温差就发电了。想像一下：比如在小溪边上烤着篝火，冷端放在水里，热端放在篝火边上控制距离调控温差，可以给整个营地提供上百瓦的电力而不用任何机械部件重量比任何移动电源或者太阳能电源都轻。再想像一下，在极地工作的人如果用上这种装备那么如果在考察中车辆故障或者发电机故障只要有个炉子就可以提供电能并同时提供热量，可靠性比单纯依靠发电机要好的多，毕竟极地气温低风速大冷端散热问题不是问题，同理高原也是一样。另外也可以做成模块化设计只要找个平面贴上就可以发电，那么群里的带烟筒的帐篷炉子或者任何炉子都可以使用。那么适用范围会大很多，收纳起来也比较不占地方。很期待楼主的prototype，给个成品测试方向吧：首先得测试最大燃烧条件下在高气温下测试传热端的温度确定结构参数，就算有水夹层这个也得做啊，最主要的是要测试无风条件下炉子周围空气的温度梯度，以确定散热的方式是用铝制的散热片自然对流散热呢还是用热管把热量传出去如同cpu一样，毕竟散热问题是个麻烦的工程学问题.至于发电能力可以用电子负载进行测试。还是那句话diy的东西没有实物很难改进。因为我们缺少电脑辅助设计的能力。

[ 本帖最后由 rio99 于 2012-3-8 16:19 编辑 ]

yyszljb

非常感谢 rio99 ！
文章是很实用，看来我还得好好学习才对～～

fbikgb

这些年，一直在断断续续实验，你这方案，我也试过，热源没问题，关键在于散热，做温差发电散热器是核心关键，如果是风冷，那散热片的重量几乎占系统重量的大部分，另外，目前发电片耐温进口货极温也就300度，如果近水源地，那还不如水冷，如果风冷或半水冷，当散热不足时，很快会熔堆，你这个方案，散片要不就很大，至少10斤重，要不就扎营在水边（驴友大忌）。如果走神，水干了，熔堆是瞬间的事。我已经经历过好几次“切尔诺贝利”事故了。但是，在荒原上，有时水是极其难找的。所以温差发电片哪天能做到500度的耐温，大众化了，那他的价值才显现出来。顺便提一下，美国有个产品，是做成锅的，靠蒸水散热，也是很勉强的，发电片热端基本已经快250度了。他的发电片500多块一片。