实体热管太阳能温差发电集热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种实体热管太阳能温差发电集热器，包括防护外箱、内联水箱、支架，外箱和内联水箱底部连接有若干玻璃真空管，内联水箱与防护外箱之间填充有优良的保温材料，防护外箱以及玻璃真空管固定于支架上，在内联水箱壁上安装有若干发电模块总成，发电模块总成包括集热体、发电模块、冷却水箱、弹簧、压板、若干个螺栓，集热体浸入内联水箱水体内，冷却水箱左右设有进出水管形成冷却系统，发电模块置于集热体与冷却水箱之间，弹簧一端压住水箱，另一端抵住压板，通过若干个压紧螺栓将压板固定。集热器集太阳能温差发电与生产热水于一体，在提供热水的同时提供电能，克服以往热水器结构不合理、实用性差、发电效率低、应用单一的问题。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太阳能温差发电集热器，具体涉及一种实体热管太阳能温 差发电集热器。
技术介绍
太阳能光热利用、光电利用已受到人们的高度重视，近几年得到了高速发展， 因异径真空管及密排技术已经成熟，太阳能光热利用的效率已有重大突破，其效率已高 达73%左右，但热能的用途客观上有很大局限性，不具有电能使用的广泛性及灵活性； 因受到技术发展水平等因素的制约，太阳能光电利用的效率仅仅12%左右，使得发电成 本居高不下，推广困难。将太阳能的光热利用和光电利用综合为一体的系统已有问世， 但均存在采用等径真空管效率低、通过温差发电模块后的热量传递采用普通的散热器机 构不便与水箱密切配合导热阻力大等问题。综合、高效、科学合理的太阳能利用系统已 成为一项重大的研究课题。补充的本领域公知常识半导体温差发电模块是根据塞贝克效应制成的，即把 两种半导体的接合端置于高温，处于低温环境的另一端就可得到电动势E:E = AsST = As(T2-Tl)。式中As为塞贝克系数，其单位为VK或LVK.塞贝克系数AS是由材料本 身的电子能带结构决定的。半导体温度发电模块，是一种利用温差直接将热能转化为电 能的全固态能量转化发电装置，它无需化学反应且无机械移动部分，因而具有无噪音， 无污染，无磨损，重量轻，使用寿命长等种种优点。补充的现有技术半导体温差发电模块外形尺寸有多种，常用的为 40mmX 40mmX 4mm，共有127对PN结，具有一定的耐高温特性(热端稳定工作温度可 达180°C，最高短时冲击温度220°C )，热电转化效率为11.7%。该扁平半导体器件带正 负引出线的直流，其两平面分别为冷端平面和热端平面，若两面温差能达到摄氏60度， 则发电电压可达到3.5V，短路电流可达到3-5A。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种内联水箱集热器，该集热器集太阳 能温差发电与生产热水于一体，在提供热水的同时提供一定的电能，克服以往热水器结 构不合理、实用性差、发电效率低、应用单一的问题。为解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的，该实体热管太 阳能温差发电集热器包括防护外箱、内联水箱、若干异径或等径玻璃真空管和支架，内 联水箱置于防护外箱内腔，内联水箱与防护外箱间填充有保温层，防护外箱以及若干异 径或等径玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部，防护外箱及内联 水箱底部设有通孔，各玻璃真空管开口处插入该通孔，同时在该通孔处安装有若干发电 模块总成，所述每个发电模块总成包括金属集热体、扁平发电模块、金属散热体、防护 套、若干个压紧螺栓；所述金属集热体为长条金属实心体，整个长条形状的下端部伸入玻璃真空管内，所述长条金属实心体外侧紧密贴合吸热翅片，该吸热翅片与长条金属实 心体一起插入玻璃真空管内；所述金属散热体浸入内联水箱水体内；发电模块置于金属 集热体与散热体之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两 平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体基部平 面，发电模块冷端平面紧贴散热体基部平面，金属集热体基部、金属散热体基部四周分 别开孔，并通过若干个压紧螺栓将金属集热体、发电模块、金属散热体固定；防护套设 于玻璃真空管与发电模块总成之间的间隙内。本技术是又可以通过以下技术方案实现的，该双翼插入式实体热管太阳能 温差发电集热器包括防护外箱、内联水箱、若干异径或等径玻璃真空管和支架，内联水 箱置于防护外箱内腔，内联水箱与防护外箱间填充有保温层，防护外箱以及若干异径或 等径玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管对称设于防护外箱的两侧，防护外箱及内联 水箱两侧对应玻璃真空管开口处设有通孔，各玻璃真空管开口插入通孔，同时在通孔处 安装有若干发电模块总成，所述每个发电模块总成包括金属集热体、扁平发电模块、金 属散热体、防护套、若干个压紧螺栓；所述集热体为长条形实心金属体，整个长条形状 的下端部伸入玻璃真空管内；所述长条金属实心体外侧紧密贴合吸热翅片，该吸热片与 长条金属实心体一起插入玻璃真空管内；所述金属散热体浸入内联水箱水体内；发电 模块置于金属集热体与散热体之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导 体器件，其两平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属 集热体基部平面，发电模块冷端平面紧贴散热体基部平面，金属集热体基部、金属散热 体基部四周分别开孔，并通过若干个压紧螺栓将金属集热体、发电模块、金属散热体固 定；防护套设于玻璃真空管与发电模块总成之间的间隙内。在内联水箱上外壁再安装有若干第二发电模块总成；第二发电模块总成包括有 突出结构的集热体、发电模块、冷却水箱、压簧、压板、四个螺栓；所述集热体呈突出 结构，增加接触面积更好得吸收热，该集热体浸入内联水箱介质水体内；冷却水箱左右 开有进出水管形成冷却系统；发电模块置于集热体与冷却水箱之间，所述发电模块是一 个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两个平面分别为冷端平面和热端平面，所述 发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体的相邻平面，所述发电模块的冷端平面紧贴冷 却水箱平面；压簧一端压住水箱，另一端抵住压板，压板及集热体四周分别开孔，并通 过若干个压紧螺栓将压板固定。金属散热体、集热体浸入内联水箱水体内，突出结构形状多异，例如指状、 杯状、扁平状、栅状或者带辐射筋状结构。所述发电模块为单层的发电模块；或者所述发电模块为由多层的发电模块组 成，相互间采用串联或者并联或串并复合连接方式。附图说明由于本技术太阳能温差发电集热器采用了上述技术方案，即通过“双翼” 及“两级”模式下进行光热转化，在温差条件下“双发电模式”同时进行热电转化，其 余温用于提供热水。本技术适用于太阳能热水工程，产生的电与热能可应用于工业生产。图1为实施例1竖排实心一级发电集热器整体结构示意图5图2为图1径向的剖视图图3为图2的局部放大示意图图4为金属散热体的结构示意图，其中图4a、4b为杯状，图4c、4d为指状结 构，图4e、4f为扁平状结构，图4g为扁平的栅化结构，图4h、图4i为带辐射筋结构， 图4j为由金属散热体与两个异径拼接的组合热管，图4k为金属散热体与同径热管组成的 组合热管图4’为不同散热体构成的发电总成安装于玻璃真空管后的展示图，图中玻璃真 空管中的集热体附有翅片图5为实施例2竖排式(双级发电)集热器整体示意图图6为图5径向的剖视示意图图7为图6的局部放大图图8为实施例3双翼单级集热器的整体示意图图9是图8的径向的剖视局部放大示意图图10实施例4双翼两级发电径向剖视的局部放大示意图具体实施方式标记说明1-支架，11支架尾托，2-防护外箱，21-防护外箱盖，22-保温 层，3-玻璃真空管，4-内联水箱，5-发电总成，51-集热体，53-发电模块，55-防护 套，511-吸热翅片，541-压板，542-压簧，543-压紧螺栓，561-冷却水管，562-冷却 分水管，563-冷却水箱，564-主水管，57-密封圈以下结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明，但本技术技术 方案不限于下述优选实施例，在技术方案内所作的任何改动或变异均应属于本技术 保护范围。实施例1(竖排单发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实体热管太阳能温差发电集热器，其特征在于，包括防护外箱、内联水箱、若干异径或等径玻璃真空管和支架，内联水箱置于防护外箱内腔，内联水箱与防护外箱间填充有保温层，防护外箱以及若干异径或等径玻璃真空管固定于支架上，玻璃真空管封闭端置于支架尾部，防护外箱及内联水箱底部设有通孔，各玻璃真空管开口处插入该通孔，同时在该通孔处安装有若干发电模块总成，所述每个发电模块总成包括金属集热体、扁平发电模块、金属散热体、防护套、若干个压紧螺栓；所述集热体为长条形金属实体，整个长条形状的下端部伸入玻璃真空管内；所述金属散热体浸入内联水箱水体内；发电模块置于金属集热体与散热体之间，所述发电模块是一个扁平带正负引出线的直流半导体器件，其两平面分别为冷端平面和热端平面，所述发电模块的热端平面紧贴所述金属集热体基部平面，发电模块冷端平面紧贴散热体基部平面，金属集热体基部、金属散热体基部四周分别开孔，并通过若干个压紧螺栓将金属集热体、发电模块、金属散热体三者固定；防护套设于玻璃真空管与发电总成之间的间隙内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李春信，汪志刚，李佳雪，贾传杰，
申请(专利权)人：李佳雪，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]