專利名稱：實(shí)體熱管太陽能溫差發(fā)電集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能溫差發(fā)電集熱器，具體涉及一種實(shí)體熱管太陽能溫 差發(fā)電集熱器。
背景技術(shù)：
太陽能光熱利用、光電利用已受到人們的高度重視，近幾年得到了高速發(fā)展， 因異徑真空管及密排技術(shù)已經(jīng)成熟，太陽能光熱利用的效率已有重大突破，其效率已高 達(dá)73%左右，但熱能的用途客觀上有很大局限性，不具有電能使用的廣泛性及靈活性； 因受到技術(shù)發(fā)展水平等因素的制約，太陽能光電利用的效率僅僅12%左右，使得發(fā)電成 本居高不下，推廣困難。將太陽能的光熱利用和光電利用綜合為一體的系統(tǒng)已有問世， 但均存在采用等徑真空管效率低、通過溫差發(fā)電模塊后的熱量傳遞采用普通的散熱器機(jī) 構(gòu)不便與水箱密切配合導(dǎo)熱阻力大等問題。綜合、高效、科學(xué)合理的太陽能利用系統(tǒng)已 成為一項(xiàng)重大的研究課題。補(bǔ)充的本領(lǐng)域公知常識(shí)半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊是根據(jù)塞貝克效應(yīng)制成的，即把 兩種半導(dǎo)體的接合端置于高溫，處于低溫環(huán)境的另一端就可得到電動(dòng)勢E:E = AsST = As(T2-Tl)。式中As為塞貝克系數(shù)，其單位為VK或LVK.塞貝克系數(shù)AS是由材料本 身的電子能帶結(jié)構(gòu)決定的。半導(dǎo)體溫度發(fā)電模塊，是一種利用溫差直接將熱能轉(zhuǎn)化為電 能的全固態(tài)能量轉(zhuǎn)化發(fā)電裝置，它無需化學(xué)反應(yīng)且無機(jī)械移動(dòng)部分，因而具有無噪音， 無污染，無磨損，重量輕，使用壽命長等種種優(yōu)點(diǎn)。補(bǔ)充的現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊外形尺寸有多種，常用的為 40mmX 40mmX 4mm，共有127對PN結(jié)，具有一定的耐高溫特性(熱端穩(wěn)定工作溫度可 達(dá)180°C，最高短時(shí)沖擊溫度220°C )，熱電轉(zhuǎn)化效率為11.7%。該扁平半導(dǎo)體器件帶正 負(fù)引出線的直流，其兩平面分別為冷端平面和熱端平面，若兩面溫差能達(dá)到攝氏60度， 則發(fā)電電壓可達(dá)到3.5V，短路電流可達(dá)到3-5A。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種內(nèi)聯(lián)水箱集熱器，該集熱器集太陽 能溫差發(fā)電與生產(chǎn)熱水于一體，在提供熱水的同時(shí)提供一定的電能，克服以往熱水器結(jié) 構(gòu)不合理、實(shí)用性差、發(fā)電效率低、應(yīng)用單一的問題。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，該實(shí)體熱管太 陽能溫差發(fā)電集熱器包括防護(hù)外箱、內(nèi)聯(lián)水箱、若干異徑或等徑玻璃真空管和支架，內(nèi) 聯(lián)水箱置于防護(hù)外箱內(nèi)腔，內(nèi)聯(lián)水箱與防護(hù)外箱間填充有保溫層，防護(hù)外箱以及若干異 徑或等徑玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管封閉端置于支架尾部，防護(hù)外箱及內(nèi)聯(lián) 水箱底部設(shè)有通孔，各玻璃真空管開口處插入該通孔，同時(shí)在該通孔處安裝有若干發(fā)電 模塊總成，所述每個(gè)發(fā)電模塊總成包括金屬集熱體、扁平發(fā)電模塊、金屬散熱體、防護(hù) 套、若干個(gè)壓緊螺栓；所述金屬集熱體為長條金屬實(shí)心體，整個(gè)長條形狀的下端部伸入玻璃真空管內(nèi)，所述長條金屬實(shí)心體外側(cè)緊密貼合吸熱翅片，該吸熱翅片與長條金屬實(shí) 心體一起插入玻璃真空管內(nèi)；所述金屬散熱體浸入內(nèi)聯(lián)水箱水體內(nèi)；發(fā)電模塊置于金屬 集熱體與散熱體之間，所述發(fā)電模塊是一個(gè)扁平帶正負(fù)引出線的直流半導(dǎo)體器件，其兩 平面分別為冷端平面和熱端平面，所述發(fā)電模塊的熱端平面緊貼所述金屬集熱體基部平 面，發(fā)電模塊冷端平面緊貼散熱體基部平面，金屬集熱體基部、金屬散熱體基部四周分 別開孔，并通過若干個(gè)壓緊螺栓將金屬集熱體、發(fā)電模塊、金屬散熱體固定；防護(hù)套設(shè) 于玻璃真空管與發(fā)電模塊總成之間的間隙內(nèi)。本實(shí)用新型是又可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，該雙翼插入式實(shí)體熱管太陽能 溫差發(fā)電集熱器包括防護(hù)外箱、內(nèi)聯(lián)水箱、若干異徑或等徑玻璃真空管和支架，內(nèi)聯(lián)水 箱置于防護(hù)外箱內(nèi)腔，內(nèi)聯(lián)水箱與防護(hù)外箱間填充有保溫層，防護(hù)外箱以及若干異徑或 等徑玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管對稱設(shè)于防護(hù)外箱的兩側(cè)，防護(hù)外箱及內(nèi)聯(lián) 水箱兩側(cè)對應(yīng)玻璃真空管開口處設(shè)有通孔，各玻璃真空管開口插入通孔，同時(shí)在通孔處 安裝有若干發(fā)電模塊總成，所述每個(gè)發(fā)電模塊總成包括金屬集熱體、扁平發(fā)電模塊、金 屬散熱體、防護(hù)套、若干個(gè)壓緊螺栓；所述集熱體為長條形實(shí)心金屬體，整個(gè)長條形狀 的下端部伸入玻璃真空管內(nèi)；所述長條金屬實(shí)心體外側(cè)緊密貼合吸熱翅片，該吸熱片與 長條金屬實(shí)心體一起插入玻璃真空管內(nèi)；所述金屬散熱體浸入內(nèi)聯(lián)水箱水體內(nèi)；發(fā)電 模塊置于金屬集熱體與散熱體之間，所述發(fā)電模塊是一個(gè)扁平帶正負(fù)引出線的直流半導(dǎo) 體器件，其兩平面分別為冷端平面和熱端平面，所述發(fā)電模塊的熱端平面緊貼所述金屬 集熱體基部平面，發(fā)電模塊冷端平面緊貼散熱體基部平面，金屬集熱體基部、金屬散熱 體基部四周分別開孔，并通過若干個(gè)壓緊螺栓將金屬集熱體、發(fā)電模塊、金屬散熱體固 定；防護(hù)套設(shè)于玻璃真空管與發(fā)電模塊總成之間的間隙內(nèi)。在內(nèi)聯(lián)水箱上外壁再安裝有若干第二發(fā)電模塊總成；第二發(fā)電模塊總成包括有 突出結(jié)構(gòu)的集熱體、發(fā)電模塊、冷卻水箱、壓簧、壓板、四個(gè)螺栓；所述集熱體呈突出 結(jié)構(gòu)，增加接觸面積更好得吸收熱，該集熱體浸入內(nèi)聯(lián)水箱介質(zhì)水體內(nèi)；冷卻水箱左右 開有進(jìn)出水管形成冷卻系統(tǒng)；發(fā)電模塊置于集熱體與冷卻水箱之間，所述發(fā)電模塊是一 個(gè)扁平帶正負(fù)引出線的直流半導(dǎo)體器件，其兩個(gè)平面分別為冷端平面和熱端平面，所述 發(fā)電模塊的熱端平面緊貼所述金屬集熱體的相鄰平面，所述發(fā)電模塊的冷端平面緊貼冷 卻水箱平面；壓簧一端壓住水箱，另一端抵住壓板，壓板及集熱體四周分別開孔，并通 過若干個(gè)壓緊螺栓將壓板固定。金屬散熱體、集熱體浸入內(nèi)聯(lián)水箱水體內(nèi)，突出結(jié)構(gòu)形狀多異，例如指狀、 杯狀、扁平狀、柵狀或者帶輻射筋狀結(jié)構(gòu)。所述發(fā)電模塊為單層的發(fā)電模塊；或者所述發(fā)電模塊為由多層的發(fā)電模塊組 成，相互間采用串聯(lián)或者并聯(lián)或串并復(fù)合連接方式。
由于本實(shí)用新型太陽能溫差發(fā)電集熱器采用了上述技術(shù)方案，即通過“雙翼” 及“兩級(jí)”模式下進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)化，在溫差條件下“雙發(fā)電模式”同時(shí)進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)化，其 余溫用于提供熱水。本實(shí)用新型適用于太陽能熱水工程，產(chǎn)生的電與熱能可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。圖1為實(shí)施例1豎排實(shí)心一級(jí)發(fā)電集熱器整體結(jié)構(gòu)示意圖
5[0014]圖2為圖1徑向的剖視圖圖3為圖2的局部放大示意圖圖4為金屬散熱體的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖4a、4b為杯狀，圖4c、4d為指狀結(jié) 構(gòu)，圖4e、4f為扁平狀結(jié)構(gòu)，圖4g為扁平的柵化結(jié)構(gòu)，圖4h、圖4i為帶輻射筋結(jié)構(gòu)， 圖4j為由金屬散熱體與兩個(gè)異徑拼接的組合熱管，圖4k為金屬散熱體與同徑熱管組成的 組合熱管圖4’為不同散熱體構(gòu)成的發(fā)電總成安裝于玻璃真空管后的展示圖，圖中玻璃真 空管中的集熱體附有翅片圖5為實(shí)施例2豎排式(雙級(jí)發(fā)電)集熱器整體示意圖圖6為圖5徑向的剖視示意圖圖7為圖6的局部放大圖圖8為實(shí)施例3雙翼單級(jí)集熱器的整體示意圖圖9是圖8的徑向的剖視局部放大示意圖圖10實(shí)施例4雙翼兩級(jí)發(fā)電徑向剖視的局部放大示意圖具體實(shí)施方式
標(biāo)記說明1-支架，11支架尾托，2-防護(hù)外箱，21-防護(hù)外箱蓋，22-保溫 層，3-玻璃真空管，4-內(nèi)聯(lián)水箱，5-發(fā)電總成，51-集熱體，53-發(fā)電模塊，55-防護(hù) 套，511-吸熱翅片，541-壓板，542-壓簧，543-壓緊螺栓，561-冷卻水管，562-冷卻 分水管，563-冷卻水箱，564-主水管，57-密封圈
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型技術(shù) 方案不限于下述優(yōu)選實(shí)施例，在技術(shù)方案內(nèi)所作的任何改動(dòng)或變異均應(yīng)屬于本實(shí)用新型 保護(hù)范圍。實(shí)施例1(豎排單發(fā)電)如圖1、圖2、圖3所示，該豎排插入式太陽能溫差發(fā)電集熱器包括防護(hù)外箱2、 內(nèi)聯(lián)水箱4、若干異徑或等徑玻璃真空管3和支架1，內(nèi)聯(lián)水箱4置于防護(hù)外箱2內(nèi)腔， 內(nèi)聯(lián)水箱4與防護(hù)外箱2間填充有保溫層22，防護(hù)外箱以及若干異徑或等徑玻璃真空管 固定于支架1上，玻璃真空管封閉端置于支架尾部11，防護(hù)外箱及內(nèi)聯(lián)水箱底部設(shè)有通 孔，各玻璃真空管開口處插入該通孔，同時(shí)在該通孔處安裝有若干發(fā)電模塊總成5，所述 每個(gè)發(fā)電模塊總成5包括金屬集熱體51、扁平發(fā)電模塊53、金屬散熱體52、防護(hù)套55、 若干個(gè)壓緊螺栓543;所述金屬集熱體為長條形金屬實(shí)心體，整個(gè)長條形狀的下端部伸 入玻璃真空管3內(nèi)；所述長條形金屬實(shí)心體外側(cè)緊密貼合吸熱翅片511，該吸熱翅片與長 條形金屬實(shí)心體一起插入玻璃真空管3內(nèi)；所述金屬散熱體52浸入內(nèi)聯(lián)水箱4水體內(nèi)； 發(fā)電模塊53置于金屬集熱體51與散熱體52之間，所述發(fā)電模塊是一個(gè)扁平帶正負(fù)引出 線的直流半導(dǎo)體器件，其兩平面分別為冷端平面和熱端平面，所述發(fā)電模塊的熱端平面 緊貼所述金屬集熱體基部平面，發(fā)電模塊冷端平面緊貼散熱體基部平面，金屬集熱體基 部、金屬散熱體基部四周分別開孔，并通過若干個(gè)壓緊螺栓將金屬集熱體、發(fā)電模塊、 金屬散熱體三者固定；防護(hù)套55設(shè)于玻璃真空管與發(fā)電總成5之間的間隙內(nèi)，整個(gè)防護(hù) 套55起到防護(hù)作用，防止玻璃真空管3與發(fā)電總成5剛性接觸，同時(shí)防止玻璃真空管內(nèi) 熱量夕卜逸。[0029]內(nèi)聯(lián)水箱4為金屬鐵皮制成的封閉箱體，兩端與主水管564連接。內(nèi)聯(lián)水箱其 其材質(zhì)優(yōu)選不銹鋼、鋁合金、鋼鐵、銅，其截面形狀不局限于如圖2所示的矩形，也可 以圓筒形，任何形狀可儲(chǔ)水的容器。所述保溫材料作為保溫層選擇由聚氨酯發(fā)泡形成或 其它優(yōu)質(zhì)保溫材料。所述金屬集熱體51為實(shí)心的金屬導(dǎo)熱體，材質(zhì)為不銹鋼、紫銅等金屬，優(yōu)選紫 銅以保證優(yōu)良的導(dǎo)熱性能及一定的使用壽命。整個(gè)長條形狀的下端部伸入玻璃真空管 內(nèi)，該金屬集熱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的是為了增加其表面吸熱面積并盡可能省材料，為此還 可以設(shè)有翅片511，該吸熱翅片沿軸向設(shè)于玻璃真空管內(nèi)并與金屬集熱體緊密接觸。任何 采用金屬實(shí)心作為集熱體的各類不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍然視為本實(shí)用新型的等同替換。所述散熱體52或呈杯狀如圖4a、4b，或者呈指狀突出如圖4c、4d，或者呈扁平 狀如圖4e、4f，(為增加表面積，還可以在該扁平狀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再進(jìn)一步柵化如圖4g所 示)，或者帶輻射筋結(jié)構(gòu)如圖4h、圖4i，散熱體浸入內(nèi)聯(lián)水箱水體內(nèi)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的是 為了增加表面積更好得進(jìn)行熱交換，本實(shí)用新型有關(guān)散熱體的結(jié)構(gòu)介紹不限于本實(shí)施例 及附圖所示的結(jié)構(gòu)，例如還可以設(shè)計(jì)成柵狀結(jié)構(gòu)。杯狀結(jié)構(gòu)金屬散熱器還進(jìn)一步在散熱 體上設(shè)有熱管，在杯狀體內(nèi)設(shè)有孔洞，玻璃管一端插入孔洞內(nèi)，另一端浸入內(nèi)聯(lián)水箱水 體內(nèi)，如圖4j、圖4k所示，該玻璃管為同徑熱管或者由兩個(gè)異徑拼接的熱管。由此，不 同散熱體構(gòu)成的發(fā)電總成5安裝于玻璃真空管后的展示如圖4’所示。需要說明的是，當(dāng)采用杯狀結(jié)構(gòu)的金屬散熱體，集熱體在工作中遇到內(nèi)聯(lián)水箱 內(nèi)失水時(shí)，金屬散熱體杯狀體內(nèi)由于儲(chǔ)有水，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)導(dǎo)致發(fā)電模塊半導(dǎo)體溫度過 高損壞。在真空玻璃管3內(nèi)還可設(shè)有翅片511，該翅片沿軸向設(shè)于玻璃真空管內(nèi)并與金屬 集熱體51緊密接觸，翅片結(jié)構(gòu)不限，用以增加吸熱面積，增強(qiáng)熱導(dǎo)效率。發(fā)電模塊53還可以由多層發(fā)電模塊組成，相互間采用串聯(lián)或者并聯(lián)或復(fù)合連接 方式以適應(yīng)實(shí)際工程需要(對電流、電壓、功率場合有相關(guān)限定的)，滿足各種不同的用 電要求。實(shí)施例2 (豎排兩級(jí)發(fā)電)以實(shí)施例1集熱器作為“第一級(jí)發(fā)電”，在內(nèi)聯(lián)水箱外壁再安裝有若干第二發(fā) 電模塊總成5’，如圖5、圖6所示，第二發(fā)電模塊總成包括有突出結(jié)構(gòu)的集熱體51’、 發(fā)電模塊53、冷卻水箱563、壓簧542、壓板541、若干個(gè)螺栓543 ；所述集熱體呈突出 結(jié)構(gòu)，增加接觸面積更好得吸收熱，該集熱體浸入內(nèi)聯(lián)水箱介質(zhì)水體內(nèi)；冷卻水箱左右 開有進(jìn)出水管形成冷卻系統(tǒng)；發(fā)電模塊53置于集熱體51與冷卻水箱563之間，所述發(fā)電 模塊是一個(gè)扁平帶正負(fù)引出線的直流半導(dǎo)體器件，其兩個(gè)平面分別為冷端平面和熱端平 面，所述發(fā)電模塊的熱端平面緊貼所述金屬集熱體51的相鄰平面，所述發(fā)電模塊的冷端 平面緊貼冷卻水箱563平面；壓簧542 —端壓住水箱563，另一端抵住壓板541，壓板及 集熱體四周分別開孔，并通過若干個(gè)壓緊螺栓543將壓板固定；類似等同替換的技術(shù)手 段還會(huì)有在水箱563四周設(shè)有延伸結(jié)構(gòu)直接固定于集熱器凸起，同樣也保證水箱與發(fā) 電模塊之間緊密接觸。在防護(hù)外箱2對應(yīng)第二發(fā)電模塊總成5’設(shè)有防護(hù)蓋21，用以安 裝第二發(fā)電模塊總成5’以及方便日常地維修。所述集熱體51’或呈杯狀如圖4a、4b，或者呈指狀突出如圖4c、4d，或者呈扁平狀如圖4e、4f，(為增加表面積，還可以在該扁平狀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再進(jìn)一步柵化如圖4g 所示)，或者帶輻射筋結(jié)構(gòu)如圖4h、圖4i，集熱體浸入內(nèi)聯(lián)水箱4水體內(nèi)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目 的是為了增加表面積更好得進(jìn)行熱交換，本實(shí)用新型有關(guān)集熱體的結(jié)構(gòu)介紹不限于本實(shí) 施例及附圖所示的結(jié)構(gòu)。集熱體51’安裝于內(nèi)聯(lián)水箱4上，兩者通過密封圈57密閉。所述發(fā)電模塊還可以由多層發(fā)電模塊組成，相互間采用串聯(lián)或者并聯(lián)或復(fù)合連 接方式以適應(yīng)實(shí)際工程需要(對電流、電壓、功率場合有相關(guān)限定的)。實(shí)施例3 (雙翼單級(jí)發(fā)電)該雙翼插入式太陽能溫差發(fā)電集熱器包括防護(hù)外箱2、內(nèi)聯(lián)水箱4、若干異徑或 等徑玻璃真空管3和支架1，內(nèi)聯(lián)水箱4置于防護(hù)外箱2內(nèi)腔，內(nèi)聯(lián)水箱4與防護(hù)外箱2 間填充有保溫層22，防護(hù)外箱2以及若干異徑或等徑玻璃真空管固定于支架1上，玻璃真 空管3對稱設(shè)于防護(hù)外箱2的兩側(cè)，防護(hù)外箱及內(nèi)聯(lián)水箱兩側(cè)對應(yīng)玻璃真空管開口處設(shè)有 通孔，各玻璃真空管開口插入通孔，同時(shí)在通孔處安裝有若干成對的發(fā)電模塊總成5，每 個(gè)發(fā)電模塊總成5包括金屬集熱體51、扁平發(fā)電模塊53、金屬散熱體52、防護(hù)套55、若 干個(gè)壓緊螺栓543;所述金屬集熱體51結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，也是實(shí)心長條形金屬體，整個(gè)長 條形狀的下端部伸入玻璃真空管內(nèi)；所述金屬散熱體52結(jié)構(gòu)也同實(shí)施例1，該散熱體52 浸入內(nèi)聯(lián)水箱水體內(nèi)；發(fā)電模塊53置于金屬集熱體51與散熱體52之間，所述發(fā)電模塊 是一個(gè)扁平帶正負(fù)引出線的直流半導(dǎo)體器件，其兩平面分別為冷端平面和熱端平面，所 述發(fā)電模塊的熱端平面緊貼所述金屬集熱體基部平面，發(fā)電模塊冷端平面緊貼散熱體基 部平面，金屬集熱體基部、金屬散熱體基部四周分別開孔，并通過若干個(gè)壓緊螺栓將金 屬集熱體、發(fā)電模塊、金屬散熱體固定；整個(gè)防護(hù)套55起到防護(hù)作用，防止玻璃真空管 3與發(fā)電總成5剛性接觸，同時(shí)防止玻璃真空管內(nèi)熱量外逸。如圖8、圖9所示。 實(shí)施例4 (雙翼兩級(jí)發(fā)電)以實(shí)施例3集熱器作為“第一級(jí)發(fā)電”，在內(nèi)聯(lián)水箱上外壁再安裝有若干第二 發(fā)電模塊總成5’，如圖10所示，第二發(fā)電模塊總成5’也包括有突出結(jié)構(gòu)的集熱體 51，、發(fā)電模塊、冷卻水箱563、壓簧542、壓板541、若干個(gè)螺栓543。整個(gè)第二發(fā)電 模塊總成5’結(jié)構(gòu)同實(shí)施例2。在防護(hù)外箱2對應(yīng)第二發(fā)電模塊總成5’也設(shè)有防護(hù)蓋 21，用以安裝第二發(fā)電模塊總成5’以及方便日常地維修。本實(shí)用新型的工作原理，以雙級(jí)發(fā)電為例在內(nèi)聯(lián)水箱4與一系列玻璃真空管 3之間設(shè)置若干成對的溫差發(fā)電總成5，溫差電總成主要由實(shí)心金屬集熱體51、半導(dǎo)體發(fā) 電模塊53、金屬散熱體52構(gòu)成，發(fā)電模塊位于集熱體與散熱體之間，且接觸面間相互緊 密貼合，玻璃真空管固定太陽熱能形成“高溫環(huán)境”，金屬集熱體吸熱后傳遞至發(fā)電模 塊熱端面，散熱體安裝于內(nèi)聯(lián)水箱內(nèi)并與水充分接觸處于相對“低溫環(huán)境”，從而保持 發(fā)電模塊兩側(cè)絕對的溫差條件，發(fā)電模塊兩個(gè)引出線持續(xù)輸出直流電，同時(shí)內(nèi)聯(lián)水箱接 受熱量產(chǎn)生熱水。整個(gè)內(nèi)聯(lián)水箱4水溫升高。第二溫差發(fā)電總成5’的集熱體51’將高 溫傳導(dǎo)至其發(fā)電模塊熱端面，發(fā)電模塊在有溫差條件下，將熱端面?zhèn)鱽淼臒崃哭D(zhuǎn)化成直 流電，并通過電流引線輸出，多余的熱量由冷端面?zhèn)鲗?dǎo)至其背后的冷卻水箱563中，水 箱兩側(cè)設(shè)有冷卻水管，通過交換箱內(nèi)的介質(zhì)水，使冷卻系統(tǒng)中央的冷卻水箱能保持在較 低溫度狀態(tài)，從而保證發(fā)電模塊兩側(cè)溫差條件一直存在。冷卻水箱563兩側(cè)分別設(shè)有冷 卻水管561，兩者通過冷卻分水管562連接。其中一個(gè)冷卻水管與自來水連接，自來水通
8過分水管進(jìn)入冷卻水箱563內(nèi)，在箱內(nèi)進(jìn)行冷熱水交換，溫水通過另一側(cè)分水管562匯入 另一個(gè)冷卻水管561，該冷卻水管內(nèi)的溫水根據(jù)需要要么散熱至常溫后再回入第一個(gè)冷卻 水管使整個(gè)冷卻系統(tǒng)進(jìn)入新一輪的流轉(zhuǎn)；要么溫水進(jìn)入主水管564入口后流入內(nèi)聯(lián)水箱4 混合(主水管564與內(nèi)聯(lián)水箱4連接)，同時(shí)從主水管另一側(cè)出口流出高溫水，然后引入 日常生活或工業(yè)用。本實(shí)用新型是將半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)與太陽能熱水器合理巧妙地相 結(jié)合，在提供10%的左右的光-熱-電轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)還提供高達(dá)63%左右的光-熱轉(zhuǎn) 換效率，其綜合光利用率達(dá)73%左右，具國際領(lǐng)先水平。該實(shí)施例光轉(zhuǎn)化熱量效率高， 匹配兩級(jí)雙發(fā)電模塊總成以快加熱-電轉(zhuǎn)化，發(fā)電模塊還可以由多層發(fā)電模塊組成，相 互間采用串聯(lián)或者并聯(lián)或復(fù)合連接方式以適應(yīng)實(shí)際工程需要(對電流、電壓、功率場合 有相關(guān)限定的)，滿足各種不同的用電要求。本實(shí)施例輸出較大量電能，同時(shí)生產(chǎn)大量的 熱水。
權(quán)利要求1.一種實(shí)體熱管太陽能溫差發(fā)電集熱器，其特征在于，包括防護(hù)外箱、內(nèi)聯(lián)水箱、 若干異徑或等徑玻璃真空管和支架，內(nèi)聯(lián)水箱置于防護(hù)外箱內(nèi)腔，內(nèi)聯(lián)水箱與防護(hù)外箱 間填充有保溫層，防護(hù)外箱以及若干異徑或等徑玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管 封閉端置于支架尾部，防護(hù)外箱及內(nèi)聯(lián)水箱底部設(shè)有通孔，各玻璃真空管開口處插入該 通孔，同時(shí)在該通孔處安裝有若干發(fā)電模塊總成，所述每個(gè)發(fā)電模塊總成包括金屬集熱 體、扁平發(fā)電模塊、金屬散熱體、防護(hù)套、若干個(gè)壓緊螺栓；所述集熱體為長條形金屬 實(shí)體，整個(gè)長條形狀的下端部伸入玻璃真空管內(nèi)；所述金屬散熱體浸入內(nèi)聯(lián)水箱水體 內(nèi)；發(fā)電模塊置于金屬集熱體與散熱體之間，所述發(fā)電模塊是一個(gè)扁平帶正負(fù)引出線的 直流半導(dǎo)體器件，其兩平面分別為冷端平面和熱端平面，所述發(fā)電模塊的熱端平面緊貼 所述金屬集熱體基部平面，發(fā)電模塊冷端平面緊貼散熱體基部平面，金屬集熱體基部、 金屬散熱體基部四周分別開孔，并通過若干個(gè)壓緊螺栓將金屬集熱體、發(fā)電模塊、金屬 散熱體三者固定；防護(hù)套設(shè)于玻璃真空管與發(fā)電總成之間的間隙內(nèi)。
2.—種實(shí)體熱管太陽能溫差發(fā)電集熱器，其特征在于，包括防護(hù)外箱、內(nèi)聯(lián)水箱、 若干異徑或等徑玻璃真空管和支架，內(nèi)聯(lián)水箱置于防護(hù)外箱內(nèi)腔，內(nèi)聯(lián)水箱與防護(hù)外箱 間填充有保溫層，防護(hù)外箱以及若干異徑或等徑玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管 對稱設(shè)于防護(hù)外箱的兩側(cè)，防護(hù)外箱及內(nèi)聯(lián)水箱兩側(cè)對應(yīng)玻璃真空管開口處設(shè)有通孔， 各玻璃真空管開口插入通孔，同時(shí)在通孔處安裝有若干成對的發(fā)電模塊總成，每個(gè)發(fā)電 模塊總成包括金屬集熱體、扁平發(fā)電模塊、金屬散熱體、防護(hù)套、若干個(gè)壓緊螺栓；所 述集熱體為長條形金屬實(shí)心體，整個(gè)長條形狀的下端部伸入玻璃真空管內(nèi)；所述金屬散 熱體浸入內(nèi)聯(lián)水箱水體內(nèi)；發(fā)電模塊置于金屬集熱體與散熱體之間，所述發(fā)電模塊是一 個(gè)扁平帶正負(fù)引出線的直流半導(dǎo)體器件，其兩平面分別為冷端平面和熱端平面，所述發(fā) 電模塊的熱端平面緊貼所述金屬集熱體基部平面，發(fā)電模塊冷端平面緊貼散熱體基部平 面，金屬集熱體基部、金屬散熱體基部四周分別開孔，并通過若干個(gè)壓緊螺栓將金屬集 熱體、發(fā)電模塊、金屬散熱體三者固定；防護(hù)套設(shè)于玻璃真空管與發(fā)電總成之間的間隙 內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的集熱器，其特征在于，在內(nèi)聯(lián)水箱外壁再安裝有若干第 二發(fā)電模塊總成；第二發(fā)電模塊總成包括有突出結(jié)構(gòu)的集熱體、發(fā)電模塊、冷卻水箱、 壓簧、壓板、若干個(gè)螺栓；所述集熱體呈突出結(jié)構(gòu)用以增加接觸面積更好得吸收熱，該 集熱體浸入內(nèi)聯(lián)水箱介質(zhì)水體內(nèi)；冷卻水箱左右開有進(jìn)出水管形成冷卻系統(tǒng)；發(fā)電模 塊置于集熱體與冷卻水箱之間，所述發(fā)電模塊是一個(gè)扁平帶正負(fù)引出線的直流半導(dǎo)體器 件，其兩個(gè)平面分別為冷端平面和熱端平面，所述發(fā)電模塊的熱端平面緊貼所述金屬集 熱體的相鄰平面，所述發(fā)電模塊的冷端平面緊貼冷卻水箱平面；壓簧一端壓住水箱，另 一端抵住壓板，壓板及集熱體四周分別開孔，并通過若干個(gè)壓緊螺栓將壓板固定。
4.如權(quán)利要求3所述的集熱器，其特征在于，所述防護(hù)外箱對應(yīng)第二發(fā)電模塊總成處 設(shè)有防護(hù)蓋。
5.如權(quán)利要求1或者2所述的集熱器，其特征在于，集熱體上附加吸熱翅片，長條 金屬實(shí)心體外側(cè)緊密貼合吸熱翅片，該吸熱翅片與長條金屬實(shí)心體一起插入玻璃真空管 內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1或者2所述的集熱器，其特征在于，所述散熱體形狀為指狀、杯狀、扁平狀或者柵狀。
7.如權(quán)利要求6所述的集熱器，其特征在于，所述杯狀結(jié)構(gòu)金屬散熱器還進(jìn)一步在散 熱體上設(shè)有熱管，還在杯狀體內(nèi)具有設(shè)有孔洞結(jié)構(gòu)，熱管一端插入孔洞內(nèi)，另一端浸入 內(nèi)聯(lián)水箱水體內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的集熱器，其特征在于，所述熱管為同徑熱管或者由兩個(gè)異徑拼 接的組合熱管。
9.如權(quán)利要求3所述的集熱器，其特征在于，所述集熱體形狀為指狀、杯狀或者 扁平狀。
10.如權(quán)利要求1或者2所述的集熱器，其特征在于，所述發(fā)電模塊為單層的發(fā)電模 塊；或者所述發(fā)電模塊為由多層的發(fā)電模塊組成，相互間采用串聯(lián)或者并聯(lián)或串并復(fù) 合的連接方式。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種實(shí)體熱管太陽能溫差發(fā)電集熱器，包括防護(hù)外箱、內(nèi)聯(lián)水箱、支架，外箱和內(nèi)聯(lián)水箱底部連接有若干玻璃真空管，內(nèi)聯(lián)水箱與防護(hù)外箱之間填充有優(yōu)良的保溫材料，防護(hù)外箱以及玻璃真空管固定于支架上，在內(nèi)聯(lián)水箱壁上安裝有若干發(fā)電模塊總成，發(fā)電模塊總成包括集熱體、發(fā)電模塊、冷卻水箱、彈簧、壓板、若干個(gè)螺栓，集熱體浸入內(nèi)聯(lián)水箱水體內(nèi)，冷卻水箱左右設(shè)有進(jìn)出水管形成冷卻系統(tǒng)，發(fā)電模塊置于集熱體與冷卻水箱之間，彈簧一端壓住水箱，另一端抵住壓板，通過若干個(gè)壓緊螺栓將壓板固定。集熱器集太陽能溫差發(fā)電與生產(chǎn)熱水于一體，在提供熱水的同時(shí)提供電能，克服以往熱水器結(jié)構(gòu)不合理、實(shí)用性差、發(fā)電效率低、應(yīng)用單一的問題。
文檔編號(hào)F24J2/00GK201805383SQ201020217858
公開日2011年4月20日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者李佳雪, 李春信, 汪志剛, 賈傳杰 申請人:李佳雪