双翼插入式太阳能温差发电集热器制造技术

本发明专利技术公开了一种双翼插入式太阳能温差发电集热器，包括防护外箱、内联水箱、支架、对称设于外箱两侧的若干玻璃真空管，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，各玻璃真空管与内联水箱连通，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。本双翼温差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、实用性差、发电效率低、应用单一的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能温差发电集热器，具体涉及一种双翼插入式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
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种双翼发电集热器，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、 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，本专利技术是通过以下技术方案实现的，该双翼集热器包括防护外箱、内联水箱、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，内联水箱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，防护外箱及内联水箱两侧都开有通孔，异径或等径玻璃真空管插入防护外箱及内联水箱两侧通孔内，各玻璃真空管通过通孔与内联水箱连通，接口处密闭，在内联水箱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；该集热体浸入内联水箱介质水体内；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，压板开通孔及集热体基部四周分别开螺纹孔，并通过若干个压紧螺栓将压板压紧固定。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。本专利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1内联水箱双翼水冷集热器整体结构示意1-1为图1的局部放大2为实施例1(单发电)径向的剖视示意图(玻璃真空管采用省略形式)图3为实施例2(双发电)径向的剖视示意图(玻璃真空管采用省略形式)图4为集热体的截面结构示意图，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为扁平且进一步的栅化结构，图4h、图4i为带辐射筋结构标记说明1-支架，11支架尾托，2-防护外箱，21-防护外箱盖，22-保温层，3-等径或异径玻璃真空管，4-内联水箱，41-密封硅胶圈，5-发电模块总成，51-集热体，53-发电模块，压板，讨2_压簧，M3-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-密封圈具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利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专利技术保护范围。实施例1(单发电)如图1、图1-1、图2所示，该双翼集热器包括防护外箱2、内联水箱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，内联水箱4置于防护外箱2内腔，在内联水箱与防护外箱间填充有隔热保温层22，保温层优先选择聚氨酯发泡料。防护外箱以及两侧对称设置的若干异径或等径玻璃真空管3固定于支架1上，防护外箱及内联水箱两侧都开有通孔，异径或等径玻璃真空管插入防护外箱及内联水箱两侧通孔内，各玻璃真空管3 通过通孔与内联水箱4连通，接口处密闭(采用硅胶圈41密闭连接)，在内联水箱上或下外壁安装有若干对发电模块总成5。每个发电模块总成5包括有集热体51、发电模块53、 冷却水箱563、压簧M2、压板Ml、四若干个螺栓M3。所述集热体呈栅状结构，以增加接触面积更好的吸收热，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，并通过四若干个压紧螺栓将压板固定。需要说明的是，所述压簧M2、压板Ml、四个螺栓543组件以及它们之间的连接关系， 作为发电总成的固定安装形式目的是实现发电总成5中集热体51、发电模块53、冷却水箱 563之间的紧密接触，保证热传导效果。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。防护外箱对应发电总成5处可设有防护盖21，盖打开后便于维修温差发电总成5。金属铁皮制作的所述保温材料作为保温层优先选择聚氨酯发泡料。内联水箱其材质还可以优选选择不锈钢、铝合金、铜等，该内联水箱4的截面形状不局限于附图所示的矩形，例如还可以设计成圆筒形，任意可储水的封闭式容器。内联水箱 4两端设有封闭端盖并与冷却系统的主水管564连接。所述集热体51或呈杯状如图^、4b，或者呈指状突出如图k、4d，或者呈扁平状如图4e、4f，(为增加表面积，还可以在该扁平状结构基础上再进一步栅化如图4g所示)，或者带辐射筋结构如图4h、图4i，集热体浸入内联水箱水体内，其结构设计目的是为了增加表面积更好的进行热交换，本专利技术有关集热体的结构介绍不限于本实施例及附图所示的结构。集热体51安装于内联水箱4上，两者通过密封圈57密闭。所述发电模块还可以由一层或者多层发电模块组成，相互间采用串联或者并联或复合连接方式以本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种双翼插入式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、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，内联水箱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，防护外箱及内联水箱两侧都开有通孔，异径或等径玻璃真空管插入防护外箱及内联水箱两侧通孔内，各玻璃真空管通过通孔与内联水箱连通，接口处密闭，在内联水箱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；该集热体浸入内联水箱介质水体内；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，压板与集热体之间通过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：发明
国别省市：31