金属流道双翼单发电集热器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种金属流道双翼单发电集热器，包括防护外箱、金属流道、支架、对称设于外箱两侧的若干玻璃真空管，金属流道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，各玻璃真空管与金属流道连通，在金属流道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，集热体呈栅状结构，集热体浸入金属流道水体内，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。本双翼单发电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、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，具体涉及一种金属流道双翼单发电 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金属流道双翼单发电集热器，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、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，金属流道双翼单 发电集热器包括防护外箱、金属流道、支架、对称设于防护外箱两侧的若干异径或等径玻璃 真空管，金属流道与防护外箱间填充有优良的保温材料，防护外箱以及两侧的若干异径或 等径玻璃真空管固定于支架上，防护外箱及金属流道两侧都开有通孔，异径或等径玻璃真 空管插入防护外箱及金属流道两侧通孔内，各玻璃真空管通过通孔与金属流道连通，接口 处密闭，在金属流道壁上安装有若干发电模块总成，发电模块总成包括有集热体、发电模 块、冷却水箱、弹簧、压板、若干个螺栓；所述集热体与金属流道一体成型，且集热器具有栅状结构，该集热体的栅状结构浸入金属流道介质水体内；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，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；弹簧一端压 住水箱，另一端抵住压板，所述压板通过若干个压紧螺栓固定于金属流道外壁上。为了更好均勻导热，有利于保护发电模块，在集热器与发电模块之间还可以设有 导热板，导热板分别与集热体、发电模块之间的接触面紧密贴合。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为实施例金属流道双翼单发电集热器整体结构示意图(主视图)图2为图1剖面的局部示意图图3为图1径向的俯视剖视示意图(中央箱体处的局部放大)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-金属流道，41-密封硅胶圈，5-发电总成，51-集热体，53-发电模块，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、图2、图3所示，该双翼单发电集热器包括防护外箱2、金属流道4、支架1、 对称设于防护外箱两侧的若干异径或等径玻璃真空管3，金属流道置于防护外箱内腔，金属 流道与防护外箱间填充有保温层22，防护外箱以及两侧的若干异径或等径玻璃真空管固定 于支架1的两侧的尾托11上，防护外箱及金属流道两侧都开有通孔，异径或等径玻璃真空 管插入防护外箱及金属流道两侧通孔内，各玻璃真空管通过通孔与金属流道连通，接口处 密闭(硅胶圈41密闭连接)，在金属流道壁上安装有若干发电模块总成5，发电模块总成包 括有集热体51、发电模块53、冷却水箱563、弹簧542、压板541、四个螺栓543。所述集热体与金属流道一体成型，且具有呈栅状结构，栅状结构设计是为增加接 触面积更好的吸收热，该栅状结构的集热体浸入金属流道介质水体内。，集热体不局限于栅 状结构，一切增加接触面积的任意结构设计都与本技术构成等同替换，例如可能考虑 到的指状、杯状，或者不定形的任意形状，以及再在此基础带辐射筋状等结构。所述冷却水箱563左右设有进出水管形成冷却系统。所述发电模块53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，弹簧542 —端压住水箱563，另一端抵住压板541，压板及集热体相应处分别开孔， 并通过四个压紧螺栓543将压板固定。需要说明的是，弹簧542、压板541、螺栓543构成的 压紧装置仅为固定压紧使水箱与发电模块之间紧密接触。类似等同替换的技术手段还会 有在水箱563四周设有延伸结构直接固定于集热器凸起，同样也保证水箱与发电模块之 间紧密接触。金属外箱作为防护箱2，用于加固金属流道4，同时在防护外箱与金属流道之间填 充优良的保温材料，加强对金属流道的保温作用。防护外箱可设有防护盖21，盖打开后便于 维修温差发电总成5。所述保温材料作为保温层优先选择聚氨酯发泡料。所述金属流道4与集热体51为一体拉伸成型，金属流道4两端与进出水管564相 连。金属流道其材质优选铝合金、钢铁、铜。所述发电模块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)，满足各种不同的用电 要求。本技术的金属流道4与玻璃真空管3之间密闭连通，真空管吸收光能后整个 金属流道内水温升高，通过集热体将高温传导至发电模块热端面，发电模块在有温差条件 下，将热端面传来的热量转化成直流电，并通过电流引线输出，多余的热量由冷端面传导至 其背后的冷却水箱563中，水箱两侧设有冷却水管561，通过交换箱内的介质水，使冷却系 统中央的冷却水箱能保持在较低温度状态，从而保证发电模块两侧温差条件一直存在。冷 却水箱563两侧分别设有冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属流道双翼单发电集热器，其特征在于，包括防护外箱、金属流道、支架、对称设于防护外箱两侧的若干异径或等径玻璃真空管，金属流道与防护外箱间填充有保温层，防护外箱以及两侧的若干异径或等径玻璃真空管固定于支架上，防护外箱及金属流道两侧都开有通孔，异径或等径玻璃真空管插入防护外箱及金属流道两侧通孔内，各玻璃真空管通过通孔与金属流道连通，接口处密闭，在金属流道壁上安装有若干发电模块总成，所述发电模块总成包括有集热体、发电模块、冷却水箱、压簧、压板、若干个螺栓；所述集热体与金属流道一体拉伸成型，集热体呈栅状结构，该栅状结构浸入金属流道介质水体内；冷却水箱左右侧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，压板与集热体基部通过若干个压紧螺栓实现压紧固定。

【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]