太陽能光熱光電熱水器的製作方法

2023-06-17 11:30:51

專利名稱：太陽能光熱光電熱水器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能熱水器，特別是一種太陽能光熱光電熱水器。
背景技術：
目前，太陽能熱水器技術成熟，每天都能吸收大量熱能，尤其到了夏季，由於太陽溫度很高，每天都能燒開鍋，造成大量水變成蒸氣跑掉，高溫還導致真空管內壁嚴重結垢， 極大的影響熱能吸收，大大的縮短了使用壽命。同時，大量的熱能無法用完，白白浪費掉了也非常可惜。人們做了很多嘗試利用太陽能熱水器的餘熱量發電，但是基於技術和設備的限制，只能利用高溫產生蒸汽，來推動葉輪轉動，進而帶動發電機組發電，這種發電方式存在著以下不足之處1、只能利用高溫熱能；2、熱能損耗量大；3、熱電轉化率低下；4、熱能傳導過程複雜。以上幾種原因造成熱能發電有很大的局限性；尤其在低溫利用領域，沒有根本性的突破，大量的熱能還是白白浪費掉了。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、既能提供熱水又能發電的太陽能光熱光電熱水器。為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種太陽能光熱光電熱水器，包括外桶和套裝於外桶內的儲水桶，還包括至少一個的集熱器；在外桶和儲水桶之間的空腔內設置隔熱層，熱水出水管道、冷水進水管道和排氣管道分別與儲水桶的內腔密封的相連通；在每個集熱器上設置一套發電裝置，每套發電裝置包括均位於空腔內的半導體溫差發電晶片、 上導熱片和下導熱片，半導體溫差發電晶片的下端與下導熱片連接，半導體溫差發電晶片的上端與上導熱片連接；上導熱片緊貼儲水桶的外壁；輸出電線與半導體溫差發電晶片相連。作為本實用新型的太陽能光熱光電熱水器的改進每個集熱器包括太陽能集熱管、內裝超導液的超導管以及傳熱翅片；超導管和傳熱翅片均套裝於集熱管的內腔中，傳熱翅片同時緊貼太陽能集熱管和超導管。作為本實用新型的太陽能光熱光電熱水器的進一步改進在上導熱片上設置有上熱換能器，上熱換能器密封的伸入儲水桶的內腔中；在下導熱片上設置有下熱換能器，下熱換能器與超導管固定相連。本實用新型的太陽能光熱光電熱水器，在不改變太陽能熱水器原有性能的基礎上，在熱水器上安裝了包含半導體溫差發電晶片的發電裝置，採用半導體靜態發電，利用太陽能熱水器的餘熱能直接發電，既不影響熱水使用，也不破壞整體結構。綜上所述，本實用新型的太陽能光熱光電熱水器同時具備提供熱水功能和發電功能，因此能彌補家庭的用電問題。以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細說明。

圖1是本實用新型的太陽能光熱光電熱水器的剖視結構示意圖；圖2是圖1的實際使用狀態示意圖。
具體實施方式
實施例1、圖1給出了一種太陽能光熱光電熱水器，包括外桶8和套裝於外桶8內的儲水桶10，在外桶8和儲水桶10之間的空腔20內設置隔熱層5 ；冷水進水管道12、熱水出水管道4和排氣管道11的設置方式均為一端與儲水桶10的內腔密封的相連通，另一端依次穿過隔熱層5和外桶8後露在外桶8的外部。上述內容同現有技術。該太陽能光熱光電熱水器還包括至少一個的集熱器(如圖1所示，集熱器的數量為6個)。每個集熱器包括太陽能集熱管1、超導管2和傳熱翅片3，太陽能集熱管1的頂部設有開口 ；超導管2是一根全密封的空心銅管，在超導管2的內腔中裝有超導液。超導管2 和傳熱翅片3均套裝於集熱管1的內腔中，且超導管2的中心軸線與太陽能集熱管1的中心軸線相重合。在超導管2的外壁和太陽能集熱管1的內壁之間設置傳熱翅片3，該傳熱翅片3同時緊貼太陽能集熱管1的內壁和超導管2的外壁。太陽能集熱管1被固定在外桶8 的側壁上。在每個集熱器上設置一套發電裝置，每套發電裝置包括均位於空腔20內的半導體溫差發電晶片7、上導熱片9和下導熱片17，半導體溫差發電晶片7的下端與下導熱片17 固定連接，半導體溫差發電晶片7的上端與上導熱片9固定連接；上導熱片9緊貼儲水桶10 的外壁；上導熱片9與下導熱片17均選用銅片。上導熱片9上固定有上熱換能器6，上熱換能器6密封地伸入儲水桶10的內腔中； 具體為上熱換能器6為空心銅管，上熱換能器6利用位於儲水桶10內的水作為熱傳導介質；為了保證密封性，在上熱換能器6和儲水桶10之間設置密封件。在下導熱片17下端固定有下熱換能器18，下熱換能器18為空心銅管，下熱換能器18依次穿過外桶8的側壁和太陽能集熱管1的頂部開口後與超導管2固定連接。各個半導體溫差發電晶片7串聯後與輸出電線13相連。上述太陽能光熱光電熱水器實際使用時，如圖2所述，輸出電線13通過太陽能市電互補控制器14與負載15相連；該太陽能市電互補控制器14通過開關16與家用電源相連接。開關16用於控制太陽能市電互補控制器14的得電與否。該太陽能光熱光電熱水器的工作原理如下1、加熱過程1. 1、太陽照射到太陽能集熱管1上，太陽能集熱管1收集熱能；1. 2、通過傳熱翅片3，太陽能集熱管1將收集到的熱能傳遞到超導管2上；1. 3、超導管2內溫度開始升高，當到達超導液的臨界溫度時，超導管2內的超導液開始被氣化；1. 4、氣化後的超導液沿著超導管2的內壁上升，通過下熱換能器18將熱量傳遞到下導熱片17 ；1. 5、下導熱片17吸收下熱換能器18的熱量，並將該熱量傳遞到半導體溫差發電晶片7 ；1. 6、半導體溫差發電晶片7將熱量傳遞到上導熱片9 ；1. 7、上導熱片9將熱量傳遞到上熱換能器6 ；1. 8、上熱換能器6將熱量傳遞到儲水桶10內的冷水，此時，儲水桶10內的冷水便產生溫差反應，利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產生微循環從而達到所需熱水。冷水通過冷水進水管道12進入到儲水桶10中，儲水桶10中被加熱的熱水，通過熱水出水管道4輸出後被使用；儲水桶10中的氣體能通過排氣管道11被排出。2、發電過程2. 1、氣化後的超導液開始沿著超導管2的內壁上升；2. 2、下熱換能器18吸收超導液的熱量，傳遞到下導熱片17，下導熱片17將熱量傳遞到半導體溫差發電晶片7;2. 3、半導體溫差發電晶片7由於靠近下導熱片17這端的溫度高、而靠近上導熱片 9這端的溫度低，因此開始發電，並通過輸出電線13輸出電能，通過太陽能市電互補控制器 14傳遞到負載15。在使用過程中，超導管2內的超導液當上升至超導管2的頂端時，由於下導熱片17 的熱傳遞作用，因此氣化的超導液被降溫，超導液轉化成液態回流到超導管2的底端。由於太陽能集熱管1持續收集熱能，超導管2內回流的超導液持續被氣化，上升， 再降溫後回流；所以，超導管2將不斷的向下導熱片17傳遞熱量。上導熱片9由於熱傳遞，不斷的失去熱量，使得半導體溫差發電晶片7冷端(即靠近上導熱片9的這端)溫度保持比熱端(即靠近下導熱片17的這端)溫度低；從而使得半導體溫差發電晶片7可以持續發電。最後，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的一個具體實施例。顯然，本實用新型不限於以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護範圍。
權利要求1.太陽能光熱光電熱水器，包括外桶(8)和套裝於外桶(8)內的儲水桶(10)，還包括至少一個的集熱器；在外桶(8)和儲水桶(10)之間的空腔00)內設置隔熱層(5)，熱水出水管道G)、冷水進水管道(1 和排氣管道(11)分別與儲水桶(10)的內腔密封的相連通； 其特徵是在每個集熱器上設置一套發電裝置，所述每套發電裝置包括均位於空腔00)內的半導體溫差發電晶片(7)、上導熱片(9)和下導熱片(17)，所述半導體溫差發電晶片(7) 的下端與下導熱片(17)連接，半導體溫差發電晶片(7)的上端與上導熱片(9)連接；所述上導熱片(9)緊貼儲水桶(10)的外壁；輸出電線(13)與半導體溫差發電晶片(7)相連。
2.根據權利要求1所述的太陽能光熱光電熱水器，其特徵是所述每個集熱器包括太陽能集熱管(1)、內裝超導液的超導管⑵以及傳熱翅片⑶；所述超導管⑵和傳熱翅片 (3)均套裝於集熱管(1)的內腔中，傳熱翅片(3)同時緊貼太陽能集熱管(1)和超導管(2)。
3.根據權利要求2所述的太陽能光熱光電熱水器，其特徵是在所述上導熱片(9)上設置有上熱換能器(6)，所述上熱換能器(6)密封的伸入儲水桶(10)的內腔中；在所述下導熱片(17)上設置有下熱換能器(18)，所述下熱換能器(18)與超導管O)固定相連。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能光熱光電熱水器，包括外桶(8)和套裝於外桶(8)內的儲水桶(10)，還包括至少一個的集熱器；在外桶(8)和儲水桶(10)之間的空腔(20)內設置隔熱層(5)，在每個集熱器上設置一套發電裝置，每套發電裝置包括均位於空腔(20)內的半導體溫差發電晶片(7)、上導熱片(9)和下導熱片(17)，半導體溫差發電晶片(7)的下端與下導熱片(17)連接，半導體溫差發電晶片(7)的上端與上導熱片(9)連接；上導熱片(9)緊貼儲水桶(10)的外壁；輸出電線(13)與半導體溫差發電晶片(7)相連。該太陽能光熱光電熱水器同時具備提供熱水功能和發電功能。
文檔編號H02N11/00GK202221172SQ20112027892
公開日2012年5月16日 申請日期2011年8月3日 優先權日2011年8月3日
發明者楊水雄 申請人:楊水雄