竖排式双组合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竖排式双组合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，包括两个热管、两个锥形金属集热体、扁平发电模块、防护套、若干压紧螺栓；所述热管一端插入锥形集热体内，另一端伸入玻璃真空管或者内联水箱水体内，热管内放有热转化介质等。本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，具体涉及一种竖排式双组合热管太 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 = As$T = As(T2-Tl)。式中As为塞贝克系数，其单位为V K或LV K.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 40mmX40mmX4mm，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双翼集热器，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，防护外箱底部设有通孔，各玻璃真空管开口端插入通 孔处，在对应防护外箱通孔处的内联水箱外壁安装有若干发电模块总成，每个发电模块总 成包括内部开有孔洞的金属集热体及其热管、扁平发电模块、金属散热体及其热管、若干压 紧螺栓，所述金属集热体内部开设有与其热管端部形状相匹配的孔洞，该热管内放有热转3化介质，热管一端插入金属集热体内的孔洞，另一端伸入玻璃真空管内；所述金属散热体内 部也开设有与其热管端部形状相匹配的孔洞，该热管内放有热转化介质，该热管一端插入 金属散热体内的孔洞，另一端浸入内联水箱水体内；发电模块置于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的基部平面，所述金属散热体基部平 面紧贴所述发电模块的冷端平面；金属集热体基部、金属散热体基部四周分别开孔，并通过 若干压紧螺栓将金属集热体、发电模块、金属散热体固定；所述防护套设于发电总成与玻璃 真空管之间，防止发电总成与玻璃真空管开口处刚性接触并防止管内热量外逸。所述保温填充物为聚氨酯发泡。本技术是将半导体温差发电技术与太阳能热水器合理巧妙地相结合，在提供 10%的左右的光-热-电转换效率的同时还提供高达63%左右的光-热转换效率，其综合 光利用率达73%左右，具国际领先水平。附图说明图1为实施例竖排式双组合热管集热器结构示意图图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为实施例中集热体51及其热管结构示意图，组合热管为金属集热体与热管的 组合，其中图4a为由金属集热体与两个异径拼接管的组合热管；图4b为金属集热体与同径 热管组成的组合热管。图5为实施例中散热器52及其热管结构示意图，组合热管为金属集热体与热管的 组合，其中图5a为由金属集热体与两个异径拼接的的组合热管，图5b为金属集热体与同径 热管组成的组合热管。标记说明1-支架，11支架尾托，2-防护外箱，22-保温层，3_玻璃真空管，4_内联 水箱，5-发电模块总成，51-金属集热体，511-翅片，512-同径热管或者由两个异径拼接的 组合热管，52-金属散热体，53-发电模块，543-压紧螺栓，564-主水管，57-密封圈具体实施方式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。如图1至图3所示，该包括防护外箱2、内联水箱4、若干异径或等径玻璃真空管3 和支架1，内联水箱4置于防护外箱2内腔，内联水箱4与防护外箱2间填充有保温层22， 防护外箱以及若干异径或等径玻璃真空管固定于支架1上，玻璃真空管封闭端置于支架尾 部11，防护外箱底部设有通孔，各玻璃真空管开口端插入通孔处，在对应防护外箱通孔处的 内联水箱外壁安装有若干发电模块总成5，发电模块总成5包括内部开有孔洞的金属集热 体51及其热管512、扁平发电模块53、金属散热体52及其热管512、若干压紧螺栓543，所述 金属集热体内开设有与热管端部形状相匹配的孔洞，其热管512内放有热转化介质，热管 一端插入金属集热体51锥形部内的孔洞，另一端伸入玻璃真空管3内；所述金属散热体内也开设有与其热管512端部形状相匹配的孔洞，其热管512内也放有热转化介质，该热管一 端插入金属三热体内的孔洞，另一端浸入内联水箱4水体内。发电模块53置于集热体51 与散热体52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51的基部平面， 所述金属散热体52基部平面紧贴所述发电模块的冷端平面；金属集热体基部、金属散热体 基部四周分别开孔，并通过若干压紧螺栓将金属集热体51、发电模块53、金属散热体52固 定；所述防护套55设于发电总成5与玻璃真空管3之间，防止发电总成与玻璃真空管开口 处刚性接触并防止管内热量外逸。内联水箱4为金属铁皮制成的封闭箱体，两端与主水管564连接。内联水箱其其材 质优选不锈钢、铝合金、钢铁、铜，其截面形状不局限于如图2所示的矩形，也可以圆筒形， 任何形状可储水的容器。金属外箱作为防护箱2，用于加固内联水箱4，同时在防护外箱与内联水箱之间填 充优良的保温材料，加强对内联水箱的保温作用。所述保温材料作为保温层选择聚氨酯发泡形成或其它优质保温材料。散热体52安装于内联水箱4上，两者通过密封圈57密闭。所述发电模块53还可以由多层发电模块组成，相互间采用串联或者并联或复合 连接方式以适应实际工程需要(对电流、电压、功率场合有相关限定的)。在真空玻璃管3内还可设有翅片511，该翅片沿轴向设于玻璃真空管内并与金属 集热体51紧密接触，翅片结构不限，用以增加吸热面积，增强热导效率。所述金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种竖排式双组合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，防护外箱底部设有通孔，各玻璃真空管开口端插入通孔处，在对应防护外箱通孔处的内联水箱外壁安装有若干发电模块总成，每个发电模块总成包括内部开有孔洞的金属集热体及其热管、扁平发电模块、金属散热体及其热管、若干压紧螺栓，所述金属集热体内部开设有与其热管端部形状相匹配的孔洞，该热管内放有热转化介质，热管一端插入金属集热体内的孔洞，另一端伸入玻璃真空管内；所述金属散热体内部也开设有与其热管端部形状相匹配的孔洞，该热管内放有热转化介质，该热管一端插入金属散热体内的孔洞，另一端浸入内联水箱水体内；发电模块置于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的基部平面，所述金属散热体基部平面紧贴所述发电模块的冷端平面；金属集热体基部、金属散热体基部四周分别开孔，并通过若干压紧螺栓将金属集热体、发电模块、金属散热体三者固定；所述防护套设于发电总成与玻璃真空管之间。...

【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]