專利名稱：太陽能電熱發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能利用技術(shù)，特別是一種太陽能電熱發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，雖然太陽能利用技術(shù)達(dá)到成熟，但是太陽能利用技術(shù)還不夠高，缺陷明顯， 主要是成本高和太陽能利用效率低，因?yàn)楝F(xiàn)有的太陽能電池成本居高不下，發(fā)電效率只有 10%左右；現(xiàn)有的太陽能熱發(fā)電或熱利用裝置成本也不低、效率也不高?，F(xiàn)有的真空管集熱 器式太陽能熱水器，基本結(jié)構(gòu)是在并列的真空管集熱器的導(dǎo)熱端聯(lián)結(jié)保溫水箱，這種熱水 器主要因其真空管集熱器結(jié)構(gòu)及工藝復(fù)雜而成本高?，F(xiàn)有的太陽能裝置很少有同時(shí)利用太 陽能的光能和熱能的，關(guān)鍵是受成本和太陽能能量密度制約。然而同時(shí)利用太陽能的光能 和熱能畢竟是降低成本和提高效率的一種有效途徑，這要依仗新技術(shù)；改進(jìn)現(xiàn)有太陽能熱 發(fā)生裝置，提高其性價(jià)比，這也要依仗新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種太陽能電熱發(fā)生裝置，能同時(shí)利用太陽能的光能和熱能，能
降低太陽能利用成本和提高效率、提高太陽能利用裝置的性價(jià)比。 本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。 設(shè)置太陽能集熱箱( 一種特殊的集熱器)，其箱體由導(dǎo)熱板和集熱板聯(lián)結(jié)組成，所 述集熱板朝陽放置，所述導(dǎo)熱板處于陰面；在集熱板的朝陽面涂選擇性吸收涂層材料，這種 材料既有高的太陽吸收比又有低的輻射率；在所述導(dǎo)熱板的外表面用保溫材料包裹；在所 述集熱板的朝陽面(外表面)聯(lián)結(jié)太陽能電池；流體保溫輸入管、流體保溫輸出管均從所 述太陽能集熱箱外部連接到箱內(nèi)；在所述集熱箱內(nèi)輸入管口比輸出管口低；在所述集熱箱 內(nèi)設(shè)置浮子式閥門機(jī)構(gòu)以控制所述輸入管和輸出管的開閉；流體保溫輸出管與設(shè)置在所述 集熱箱下方的流體保溫箱聯(lián)通；保溫流體輸入管的下端接流體供給管道或設(shè)備；所述太陽 能集熱箱用支架固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)，所述保溫箱固定于所述支架或其它合適的地 方；或者將所述集熱箱與所述保溫箱上下并接起來，不用支架，而將所述保溫箱的底直接固 定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)。 使用所述太陽能電熱發(fā)生裝置時(shí)，先通過保溫流體輸入管注入流體，但要留適當(dāng) 空間，即不要注滿。當(dāng)流體淹沒浮子時(shí)，由于浮子受到流體的浮力最大而使所述浮子式閥門 機(jī)構(gòu)同時(shí)完全關(guān)閉所述輸入管和輸出管的管口。所述太陽能電池受到太陽光輻射時(shí)發(fā)電， 而攜帶熱能的大量的紅外光大部分能穿過所述太陽能電池被所述集熱板吸收后大部分傳 給所述集熱箱內(nèi)的流體，而且集熱板也把吸收的熱的一部分傳給所述導(dǎo)熱板以加熱流體。 隨著流體的升溫其密度會(huì)不斷變小，浮子受到流體的浮力隨之變小，小到一定程度時(shí)，浮子 式閥門機(jī)構(gòu)將同時(shí)打開輸入管和輸出管的管口，集熱箱內(nèi)被加熱的流體從輸出管下流進(jìn)所 述保溫箱備用或直接從保溫箱引出使用，同時(shí)較涼的流體從輸入管注入集熱箱。隨著較涼 的流體注入，集熱箱內(nèi)的流體不斷降溫，其密度不斷增大，浮子受到流體的浮力隨之變大，大到一定程度時(shí)，浮子式閥門機(jī)構(gòu)將同時(shí)關(guān)閉輸入管和輸出管的管口，集熱箱內(nèi)的流體再
被加熱。所述過程循環(huán)之。 本實(shí)用新型有益的效果 1、現(xiàn)有的太陽能光發(fā)電裝置，由于大量的紅外光穿過其太陽能電池，因而太陽能
電池幾乎無法利用約占陽光輻射到太陽能電池總能的43%的紅外光；而現(xiàn)有的太陽能集
熱器無法有效的利用太陽光的部分輻射能。本實(shí)用新型將太陽能光發(fā)電和采集熱綜合起
來，互補(bǔ)缺陷，充分有效地利用太陽能，提高了利用太陽能的效率，降低了成本。 2、現(xiàn)有的硅晶和砷化鎵材料制作的太陽能電池，其光電轉(zhuǎn)換率比光熱轉(zhuǎn)換率低，
所以太陽能電池發(fā)電時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，不但降低了發(fā)電效率(硅晶和砷化鎵材料隨著溫
度升高，光電轉(zhuǎn)換率較明顯的降低)，而且會(huì)減少太陽能電池的使用壽命。本實(shí)用新型將集
熱板置于太陽能電池的背面，不但能利用紅外光的熱能，還大量吸收太陽能電池發(fā)電時(shí)產(chǎn)
生的大量的熱而使其降溫，所以能提高太陽能電池的發(fā)電效率并延長其壽命。 3、本實(shí)用新型把集熱箱和保溫箱分開設(shè)置，并根據(jù)流體的密度隨溫度變化而變化
的原理設(shè)置浮子式閥門機(jī)構(gòu)，控制被加熱的流體流入保溫箱和較涼的流體進(jìn)入集熱箱。由
于所述集熱箱結(jié)構(gòu)簡單、不用抽真空、工藝簡便，因而成本低；本實(shí)用新型還可不設(shè)置太陽
能電池，僅作太陽能加熱器，那么這種太陽能加熱器與現(xiàn)有的真空管集熱器式太陽能熱水
器相比，成本低的多、堅(jiān)固且壽命長，所以盡管所述集熱箱的熱效率比真空管集熱器的略低
一點(diǎn)，但本實(shí)用新型的性價(jià)比遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的真空管集熱器式太陽能熱水器的性價(jià)比。 4、目前，太陽能利用主要受太陽能光電池和集熱器成本高、發(fā)電效率低及太陽能
光電池壽命短的限制，本實(shí)用新型由于上述優(yōu)點(diǎn)，很好的地解決了這些問題，實(shí)用易推廣，
應(yīng)用前景廣闊。

圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的另一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型的又一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 實(shí)施例一 如圖1示，本實(shí)用新型的集熱箱這樣構(gòu)成集熱板2與導(dǎo)熱板1圍成一 個(gè)箱子，這個(gè)箱子截面為直角三角形，直角三角形的一條直角邊所在的平面作為水平底面， 直角三角形的斜邊所在的平面朝陽；在集熱板2的朝陽面涂選擇性吸收涂層材料，這種材 料既有高的太陽吸收比又有低的輻射率；并在導(dǎo)熱板1的外表面用保溫密封材料27包裹； 在集熱板2的朝陽面聯(lián)結(jié)太陽能電池13 ;在導(dǎo)熱板1的垂直面開維護(hù)用窗口，并用隔熱密 封板20密封；流體保溫輸入管12、流體保溫輸出管19均從所述太陽能集熱箱底部穿入到 箱內(nèi)，并與所述集熱箱聯(lián)結(jié)，在所述集熱箱內(nèi)輸入管12的管口比輸出管19的管口低；調(diào)整 筒22與輸出管19的上部以螺紋聯(lián)接；調(diào)整筒11與輸入管12的上部以螺紋聯(lián)接；支板7用 支柱9和支柱21聯(lián)接支撐，支柱9和支柱21垂直固定于導(dǎo)熱板1的水平底面的上平面；在 輸出管19的右側(cè)附近設(shè)置垂直固定于導(dǎo)熱板1水平底面的上平面的立柱24，在輸入管12的左側(cè)側(cè)附近設(shè)置垂直固定于導(dǎo)熱板1水平底面的上平面的立柱6 ;類似球拍狀的彎板25 用軸銷23鉸接于立柱24的上端，彎板25在軸銷23左邊的部分在調(diào)整筒22的上邊；類似 球拍狀的彎板5用軸銷8鉸接于立柱6的上端，彎板5在軸銷8右邊的部分在調(diào)整筒11的 上邊；截面為四角倒圓的矩形的滑桿4垂直滑動(dòng)地穿過支板7，滑桿4的下部分別與彎板25 的右端用軸銷26鉸接、與彎板5的左端用軸銷18鉸接，滑桿4的上端與浮子3聯(lián)接；浮子 3、滑桿4、支板7、支柱9和支柱21、立柱6和立柱24、彎板5和彎板25、軸銷8、軸銷18、軸 銷23、軸銷26、調(diào)整筒11、調(diào)整筒22組成一種浮子式閥門機(jī)構(gòu)。在浮子式閥門機(jī)構(gòu)處于關(guān) 閉輸入管12和輸出管19狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整筒11和調(diào)整筒22，使它們的上端面分別與彎板 5的右部下面、彎板25的左部下面頂緊。 流體保溫輸出管19與設(shè)置在所述集熱箱下方的流體保溫箱16聯(lián)通；保溫流體輸 入管12的下端接流體供給管道或設(shè)備。 支柱14、支柱17的底端與水平板15垂直聯(lián)接，所述太陽能集熱箱固定在支柱14、 支柱17的頂端，平板15固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)，保溫箱16固定于水平板15的上面或 其它合適的地方。 所述集熱箱、流體保溫箱16、支柱14、支柱17、水平板15構(gòu)成所述太陽能電熱發(fā)生裝置。 使用所述太陽能電熱發(fā)生裝置時(shí)，先通過流體保溫輸入管12注入流體，當(dāng)流體淹 沒浮子3時(shí)，由于浮子3受到流體的浮力最大而使所述浮子式閥門機(jī)構(gòu)同時(shí)完全關(guān)閉調(diào)整 筒11和調(diào)整筒22的上端口，即同時(shí)完全關(guān)閉輸入管12和輸出管19。太陽能電池13受到 太陽光輻射時(shí)發(fā)電，而攜帶熱能的大量的紅外光大部分能穿過所述太陽能電池被集熱板2 吸收后大部分傳給所述集熱箱內(nèi)的流體，而且集熱板2也把吸收的熱的一部分傳給所述導(dǎo) 熱板1加熱流體。隨著集熱箱流體的升溫其密度會(huì)不斷變小，浮子3受到流體的浮力隨之 變小到一定程度時(shí)，浮子3和滑桿4的自重力大于它們所受的浮力，滑桿4通過軸銷26和 軸銷18下拉彎板25的右部和彎板5的左部，在杠桿力的作用下，彎板25打開輸出管19的 管口，彎板5打開輸出管12的管口，集熱箱內(nèi)熱流體從輸出管19下流進(jìn)入保溫箱16備用 或直接從保溫箱16引出使用，同時(shí)較涼的流體從輸入12管注入集熱箱。隨著較涼的流體 注入，集熱箱內(nèi)的流體不斷降溫，其密度不斷增大，浮子3受到流體的浮力隨之變大到一定 程度時(shí)，將同時(shí)關(guān)閉輸入管12和輸出管19，集熱箱內(nèi)的流體再被加熱。所述過程循環(huán)之。 實(shí)施例二 如圖2示，另一種浮子式閥門機(jī)構(gòu)這樣構(gòu)成流體保溫輸入管35、流體 保溫輸出管28的下端均從所述太陽能集熱箱底部穿出，并與所述集熱箱聯(lián)通，在所述集熱 箱內(nèi)輸入管35的管口比輸出管28的管口低；調(diào)整圈29與輸出管28的口部以螺紋聯(lián)接； 調(diào)整圈37與輸入管35的口部以螺紋聯(lián)接；支板31用支柱30和支柱36聯(lián)接支撐，支柱30 和支柱36與導(dǎo)熱板1水平底面的上平面垂直固定；截面為四角倒圓的矩形的滑桿33垂直 滑動(dòng)地穿過支板31 ;滑桿33的上端與浮子32聯(lián)接；臺(tái)階板34聯(lián)接在滑桿33的下端，臺(tái)階 板34的左部上平面頂住調(diào)整圈29的下端面，臺(tái)階板34的右部上平面頂住調(diào)整圈37的下 端面。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整圈29和調(diào)整圈37，使它們的下端面與臺(tái)階板34的上面壓緊。 實(shí)施例三所述集熱箱不設(shè)置太陽能電池13，根據(jù)在集熱板朝陽面是否涂所述選 擇性吸收涂層材料，確定是否在集熱板朝陽面設(shè)置透光保護(hù)材料。這樣使所述太陽能電熱 發(fā)生裝置僅作太陽能加熱器，例如僅作太陽能熱水器使用。[0023] 實(shí)施例四將所述集熱箱箱殼全用吸熱、導(dǎo)熱材料制成任意合適形狀，并在外表面 涂黑色涂料。這種集熱箱成本很小。 實(shí)施例五如圖3示，將所述集熱箱與保溫箱38上下并接起來，將所述流體保溫輸 入管做成彎頭形的流體輸入管39，輸入管39從所述集熱箱的側(cè)面與所述集熱箱聯(lián)通，不用 支架，而將所述保溫箱的底直接固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)。
權(quán)利要求一種太陽能電熱發(fā)生裝置，其特征是設(shè)置太陽能集熱箱，其箱體由導(dǎo)熱板和集熱板聯(lián)結(jié)組成，所述集熱板朝陽放置，所述導(dǎo)熱板處于陰面；在集熱板的朝陽面涂選擇性吸收涂層材料，這種材料既有高的太陽吸收比又有低的輻射率；在所述導(dǎo)熱板的外表面用保溫材料包裹；在所述集熱板的朝陽表面聯(lián)結(jié)太陽能電池；流體保溫輸入管、流體保溫輸出管均從所述太陽能集熱箱外部連接到箱內(nèi)；在所述集熱箱內(nèi)輸入管口比輸出管口低；在所述集熱箱內(nèi)設(shè)置浮子式閥門機(jī)構(gòu)以控制所述輸入管和輸出管的開閉；流體保溫輸出管與設(shè)置在所述集熱箱下方的流體保溫箱聯(lián)通；保溫流體輸入管的下端接流體供給管道或設(shè)備；所述太陽能集熱箱用支架固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)，所述保溫箱固定于所述支架或其它合適的地方；或者將所述集熱箱與所述保溫箱上下并接起來，不用支架，而將所述保溫箱的底直接固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能電熱發(fā)生裝置，其特征是集熱箱這樣構(gòu)成集熱板(2) 與導(dǎo)熱板(1)圍成一個(gè)箱子，這個(gè)箱子截面為直角三角形，直角三角形的一條直角邊所在 的平面作為水平底面，直角三角形的斜邊所在的平面朝陽；在集熱板(2)的朝陽面涂選擇 性吸收涂層材料，這種材料既有高的太陽吸收比又有低的輻射率；并在導(dǎo)熱板(1)的外表 面用保溫密封材料(27)包裹；在集熱板(2)的朝陽面聯(lián)結(jié)太陽能電池(13);在導(dǎo)熱板(1) 的垂直面開維護(hù)用窗口，并用隔熱密封板(20)密封；流體保溫輸入管(12)、流體保溫輸出 管(19)均從所述太陽能集熱箱底部穿入到箱內(nèi)，并與所述集熱箱聯(lián)結(jié)，在所述集熱箱內(nèi)輸 入管(12)的管口比輸出管(19)的管口低；調(diào)整筒(22)與輸出管(19)的上部以螺紋聯(lián)接； 調(diào)整筒(11)與輸入管(12)的上部以螺紋聯(lián)接；支板(7)用支柱(9)和支柱(21)聯(lián)接支撐， 支柱(9)和支柱(21)垂直固定于導(dǎo)熱板(1)的水平底面的上平面；在輸出管(19)的右側(cè) 附近設(shè)置垂直固定于導(dǎo)熱板(1)水平底面的上平面的立柱(24)，在輸入管(12)的左側(cè)側(cè)附 近設(shè)置垂直固定于導(dǎo)熱板(1)水平底面的上平面的立柱(6);類似球拍狀的彎板(25)用軸 銷(23)鉸接于立柱(24)的上端，彎板(25)在軸銷(23)左邊的部分在調(diào)整筒(22)的上邊； 類似球拍狀的彎板(5)用軸銷(8)鉸接于立柱(6)的上端，彎板(5)在軸銷(8)右邊的部 分在調(diào)整筒(11)的上邊；截面為四角倒圓的矩形的滑桿(4)垂直滑動(dòng)地穿過支板(7)，滑 桿(4)的下部分別與彎板(25)的右端用軸銷(26)鉸接、與彎板(5)的左端用軸銷(18)鉸 接，滑桿(4)的上端與浮子(3)聯(lián)接；浮子(3)、滑桿(4)、支板(7)、支柱(9)和支柱(21)、 立柱(6)和立柱(24)、彎板(5)和彎板(25)、軸銷(8)、軸銷(18)、軸銷(23)、軸銷(26)、調(diào) 整筒(11)、調(diào)整筒(22)組成一種浮子式閥門機(jī)構(gòu)；在浮子式閥門機(jī)構(gòu)處于關(guān)閉輸入管(12) 和輸出管(19)狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整筒(11)和調(diào)整筒(22)，使它們的上端面分別與彎板(5)的 右部下面、彎板(25)的左部下面頂緊；流體保溫輸出管(19)與設(shè)置在所述集熱箱下方的流體保溫箱(16)聯(lián)通；保溫流體輸 入管(12)的下端接流體供給管道或設(shè)備；支柱(14)、支柱(17)的底端與水平板(15)垂直聯(lián)接，所述太陽能集熱箱固定在支柱(14) 、支柱(17)的頂端，平板(15)固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)，保溫箱(16)固定于水平板(15) 的上面或其它合適的地方。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能電熱發(fā)生裝置，其特征是所述浮子式閥門機(jī)構(gòu)這樣構(gòu) 成流體保溫輸入管(35)、流體保溫輸出管(28)的下端均從所述太陽能集熱箱底部穿出， 并與所述集熱箱聯(lián)通，在所述集熱箱內(nèi)輸入管(35)的管口比輸出管(28)的管口低；調(diào)整圈(29)與輸出管(28)的口部以螺紋聯(lián)接；調(diào)整圈(37)與輸入管(35)的口部以螺紋聯(lián)接； 支板(31)用支柱(30)和支柱(36)聯(lián)接支撐，支柱(30)和支柱(36)與導(dǎo)熱板(1)水平底 面的上平面垂直固定；截面為四角倒圓的矩形的滑桿(33)垂直滑動(dòng)地穿過支板(31);滑桿 (33)的上端與浮子(32)聯(lián)接；臺(tái)階板(34)聯(lián)接在滑桿(33)的下端，臺(tái)階板(34)的左部 上平面頂住調(diào)整圈(29)的下端面，臺(tái)階板(34)的右部上平面頂住調(diào)整圈(37)的下端面； 轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整圈(29)和調(diào)整圈(37)，使它們的下端面與臺(tái)階板(34)的上面壓緊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能電熱發(fā)生裝置，其特征是所述集熱箱不設(shè)置太陽能電 池(13)，根據(jù)在集熱板朝陽面是否涂所述選擇性吸收涂層材料，確定是否在集熱板朝陽面 設(shè)置透光保護(hù)材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能電熱發(fā)生裝置，其特征是所述集熱箱箱殼全用吸熱、導(dǎo) 熱材料制成任意合適形狀，并在外表面涂黑色涂料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述太陽能電熱發(fā)生裝置，其特征是將所述集熱箱與保溫箱(38) 上下并接起來，將所述流體保溫輸入管做成彎頭形的流體輸入管(39)，輸入管(39)從所述 集熱箱的側(cè)面與集熱箱聯(lián)通，將所述保溫箱的底直接固定于建筑頂部或其它基礎(chǔ)。
專利摘要太陽能電熱發(fā)生裝置。設(shè)置太陽能集熱箱，其箱體由導(dǎo)熱板和集熱板聯(lián)結(jié)組成，集熱板朝陽放置，導(dǎo)熱板處于陰面；在集熱板的朝陽面涂選擇性吸收涂層材料；在導(dǎo)熱板的外表面用保溫材料包裹；在集熱板的朝陽面聯(lián)結(jié)太陽能電池；流體保溫輸入管、流體保溫輸出管均從集熱箱外部連接到箱內(nèi)；在集熱箱內(nèi)輸入管口比輸出管口低；流體保溫輸出管與設(shè)置在集熱箱下方的流體保溫箱聯(lián)通；保溫流體輸入管的下端接流體供給管道或設(shè)備；在集熱箱內(nèi)設(shè)置浮子式閥門機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)根據(jù)流體兩個(gè)溫度下的密度差控制所述輸入管和輸出管的開閉，從而使集熱箱內(nèi)的被加熱到設(shè)定溫度的流體流入保溫箱，而涼的流體補(bǔ)充進(jìn)集熱箱。太陽能電熱裝置成本低、效率高、壽命長，易推廣。
文檔編號F16K31/18GK201476334SQ200920216359
公開日2010年5月19日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者劉新廣 申請人:劉新廣