[实用新型]指状平顶热管太阳能温差发电集热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能温差发电集热器，具体涉及一种指状平顶热管太阳能温差发电集热器。 

背景技术

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-T1)。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40mm×40mm×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℃，最高短时冲击温度220℃)，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。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种竖排式内联水箱集热器，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，克服以往热水器发电效率低、应用单一的问题。 

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的，该指状平顶热管太阳能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壁，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， 

所述发电模块总成包括以一定厚度的金属集热体作为上平面的平顶热管、扁平发电模块、带指状伸出结构的金属散热体、防护套、若干压紧螺栓；所述平顶热管为漏斗状封闭腔体，热管下端伸入玻璃真空管内，热管内放有热转化介质；所述金属散热体安装于内联水箱上，两者通过密封圈密闭，金属散热体浸入内联水箱水体部分呈不定形指状伸出结构用以增加表面积；发电模块置于热管上平面扁平集热体与金属散热体之间，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，其上下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平顶热管的上平面集热体，所述金属散热体基部紧贴所述发电模块的冷端平面，热管上平面扁平集热体与散热体之间通过若干压紧螺栓将平顶热管、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，防止发电总成与玻璃真空管开口处刚性接触损坏真空管并防止管内热量外逸。 

所述保温层为聚氨酯发泡结构。 

所述金属集热体与平顶热管两者焊接形成密封腔体，金属集热体为3-20mm厚度的扁平紫铜金属块。 

在真空玻璃管内还设有翅片，该翅片沿轴向设于玻璃真空管内并与平顶热管紧密接触。 

玻璃真空管内还可以设有集热翅片，集热翅片与热管下端密切接触并一起 伸入玻璃真空管内。 

平顶热管顶部的扁平金属集热体为圆形或矩形，集热体四周开孔。 

为了更好均匀导热，有利于保护发电模块，在平顶热管上平面集热体与发电模块之间还可以设有导热板，导热板分别与平顶热管上平面集热体、发电模块之间的接触面紧密贴合。 

本实用新型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