[发明专利]双真空内冷凝式发电制热太阳能集热管

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能发电装置，具体的说是一种双真空内冷凝式发电制热太阳能集热管。

背景技术

在太阳能的利用方式中，温差发电作为一种合理利用余热、太阳能、地热等能源转换为电能的有效方式，具有结构简单、坚固耐用、无运动部件和噪音等特点。鉴于此，可充分利用太阳的辐射热在热电模块两端建立温差，实现温差发电。目前，公知的太阳热水器包括联集箱、集热真空管和支架，联集箱上设有排气口、溢水口和进水口，集热真空管置于联集箱的下方，太阳能热水器中的水温可高达95℃，当水达到沸点温度后，太阳能继续照射也不会使水温升高，而集热真空管在管内无水且太阳照射的情况下，其温度高达250℃，导致了热量的浪费。而且现有太阳能热水器，其能源利用范围狭窄，在效率和成本上受到很多的限制。基于以上现状，提出把温差发电以及太阳能热利用联合起来的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种双真空内冷凝式发电制热太阳能集热管，达到同时实现太阳的热电、光热双重转换的目的，以解决现有技术中太阳能热水器中热量浪费和能源利用范围狭窄的问题。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：双真空内冷凝式发电制热太阳能集热管，包括设置在太阳能热水器的联集箱下方的真空管，所述的真空管一端封闭，另一端设有开口，且其管壁内设有封闭的真空夹层，所述真空管的开口端外部设有嵌套在联集箱底部的散热端，真空管的开口端内部依次设有温差发电片以及设在温差发电片下方的金属冷凝端，所述金属冷凝端的外缘与真空管的内壁熔封连接，使真空管管内形成封闭的真空腔室，金属管冷凝端的端部伸入到真空管内部且与其内壁不接触，所述温差发电片的两个输出电极引出真空管，且不破坏真空夹层的封闭结构，所述真空管的真空腔室中设有传热工质。

所述的金属冷凝端由圆形的金属板和固定在金属板下端面上的金属管组成，金属板的外缘与真空管的内壁熔封连接，金属板的上端面垂直焊接有螺钉，温差发电片和散热端上均设有与所述螺钉螺纹连接的通孔，所述金属板的上端面与温差发电片的下端面之间填充有导热胶。

本发明中，所述的散热端包括圆形的金属板以及与金属板的外缘熔封连接的隔热玻璃管，散热端的金属板上设有与所述螺钉螺纹连接的通孔，所述散热端的金属板的下端面与温差发电片的上端面之间填充有导热胶。进一步的，散热端的金属板的上端面上设有伸入到联集箱的水介质中的金属散热棒。

本发明中，真空管的开口端与隔热玻璃管下端的接触面之间设有隔热胶垫；所述的传热工质为低沸点工质。

本发明的一种实施方式是：两个输出电极通过一个导线玻璃管引出真空管，且导线玻璃管不破坏真空管的真空夹层的封闭结构，真空管开口端的内壁上设有用于容纳导线玻璃管的凸起，导线玻璃管的内径为4-5mm。

本发明的另一种实施方式是：真空管的内壁上熔封连接有两个与真空管内部形状相适应的压线螺丝，所述温差发电片的两个输出电极分别与两个压线螺丝导通，两个压线螺丝上均设有引出真空管且不破坏真空夹层的导线，真空管的外壁上设有玻璃罩，位于玻璃罩内部的真空管外壁上设有两个用于固定导线的压线螺丝。其中，压线螺丝包括导电接头管以及与导电接头管通过内螺纹连接的紧固螺钉，所述温差发电片的两个输出电极分别通过两个导电接头管管壁上设置的通孔引入到导电接头管管内，并通过紧固螺钉固定在导电接头管的内壁上，所述的两个导电接头管上均设有引出真空管且不破坏真空夹层的导线。

本发明中的真空管，是现有技术中作为太阳能热水器的组成元件的真空管，其内外层之间为真空夹层。在真空管的内壁上涂有如氧化铜、黑镍和黑锌等光谱选择性吸收涂层，用以最大限度的吸收太阳辐射能。

传统太阳能热水器的真空集热管由蒸发段和冷凝段组成，而冷凝段设在真空集热管的外部，本发明将金属冷凝端设置在真空管的管内，利用金属冷凝端的冷凝放热制热、发电。

有益效果：（1）本发明的集热管为双真空环境，即真空管的管壁内为真空夹层，以及真空管的内管内部为真空腔室，真空腔室中设有传热工质，真空管在太阳照射情况下，管内温度高达250℃；

（2）本发明的金属冷凝端设置在真空管管内，真空管中汽化的传热工质在冷凝端的作用下液化放热，放出的热量传递到温差发电片的下端面，利用温差发电片上、下端面的温度差发电，经两个输出电极输出到蓄电池或其它用电设备，从而扩大了太阳能的能源利用范围，提高了太阳能的综合利用水平；