一種太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的製作方法
2023-04-26 08:47:41
專利名稱：一種太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，屬於太陽能應用領域。
背景技術：
目前的太陽能光伏電池，主要用於太陽能發電。由於使用了有機材料，使得光伏電池造價高，壽命短，效率低，光電轉化後剩餘的廢熱使光伏電池結點溫度升高，影響了光伏電池效率。且光伏電池現有模式散熱不暢，與建築物結合難度大。
發明內容
本發明的目的在於提供一種造價低、加工容易，真空度高、不使用有機材料，單支管破損而不會導致太陽能熱利用系統癱瘓，能夠實現發電、高效集熱、熱啟動速度快，抗凍、防結垢、真空度高、壽命長、可承壓運行等諸多優點的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，包括透光外玻璃管、光伏電池、導線、散熱板、傳熱過渡絕緣填料、金屬熱管、玻璃封接金屬電極、消氣劑、金屬定位彈卡、排氣管封嘴等構成。其光伏電池的正極通過金屬焊接與帶有管狀安裝孔的散熱板連接，散熱板套裝於金屬熱管上，通過傳熱過渡絕緣填料與金屬熱管緊密連接，相鄰光伏電池板正極之間相互電絕緣，串聯接於金屬熱管之上。光伏電池定位安裝於透光外玻璃管的直徑上，透光外玻璃管玻璃焊接將金屬熱管封閉其內。或光伏電池定位安裝於透光外玻璃管內安置的反射聚光鏡面的聚焦線上，光伏電池對應照射光線有至少一個的光照面，透光外玻璃管將金屬熱管玻璃焊接封閉其內。透光外玻璃管上連接排氣尾管，通過抽真空後將排氣尾管玻璃焊接封嘴，對固定在定位金屬彈卡上的消氣劑烤消。金屬熱管內充注的冷卻介質為相變介質。串聯構成的光伏電池組的正負電極，通過導線連接的玻璃封接金屬電極導出。
太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其光伏電池電絕緣複合連接在金屬熱管上，整體封裝在真空的全玻璃殼體容器內，金屬熱管由熱管吸熱段、熱管放熱段、熱管放熱段與熱管吸熱段連接喉部、相變介質組成。熱管吸熱段與透光外玻璃管對應結合，組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件吸熱段，熱管放熱段的金屬導熱裝置或碳材料導熱裝置與傳熱外玻璃管對應結合，組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的放熱段，熱管吸熱段與熱管放熱段的連接喉部與透光傳熱外玻璃管相對應，組成一種太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的安裝密封面。光伏電池和熱管良好傳熱連接，光伏電池的正負電極通過玻璃封接從全玻璃封閉容器外殼上引出，熱管上固定有消氣劑。散熱板為帶有管狀安裝孔的與光伏電池板面吻合的金屬件或碳材料件等，連接有導線的光伏電池，正負電極互相串聯，散熱板面與光伏電池板面正極通過金屬焊接漿料焊接為一體，至少一個與光伏電池板焊接為一體的帶有管狀安裝孔散熱板電絕緣套裝於金屬熱管上。或光伏電池的正極通過金屬焊接與導熱電絕緣材料連接，導熱電絕緣材料通過金屬焊接與帶有管狀安裝孔的散熱板連接，散熱板套裝於金屬熱管上，通過填料與金屬熱管緊密連接，相鄰光伏電池板正極之間相互電絕緣，串聯接於金屬熱管之上。散熱板套裝於金屬熱管上，通過傳熱過渡絕緣填料與金屬熱管緊密連接。電絕緣材料漿料，或通過正壓灌注，或通過負壓灌注，或通過正負壓灌注，或通過烘乾、燒結、乾餾實現定位安裝於金屬熱管上。或光伏電池板與光伏電池板通過絕緣隔環相互電絕緣，金屬熱管通過電絕緣材料與散熱板通過撐漲金屬熱管管壁連接，或通過緊縮散熱板管壁連接。光伏電池板與光伏電池板之間通過電絕緣扣槽互相安裝定位。全玻璃封閉容器外殼截面為管狀全封閉真空容器，全玻璃封閉容器外殼截面為等徑圓管，截面或為非等徑複合連接圓管，或為橢圓管，或為圓管與橢圓管複合連接管，或為矩形管，或為其它閉環幾何形狀，管的兩端為有承壓能力的幾何形狀，或為圓弧承壓面。
太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其熱管的吸熱段上有散熱板，光伏電池複合連接於散熱板上，彈性金屬支撐卡或支柱將複合連接有光伏電池的散熱板固定於全玻璃封閉容器外殼上，並將複合連接有光伏電池的散熱板和玻璃外殼隔開，構成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的吸熱段，熱管放熱段上的金屬導熱裝置或碳材料導熱裝置與玻璃殼體緊密接觸構成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的放熱段，熱管的放熱段與吸熱段之間的連接喉部與玻璃外殼間隔一定距離，熱管連接喉部徑向對應的玻璃外殼為安裝密封面。外玻璃管的非光線入射面半管或安裝有反射聚光鏡面，反射聚光鏡面或為內置反射聚光鏡面，或為玻璃管壁反射聚光鏡面。內置反射聚光鏡面或為金屬反射聚光鏡面，或為玻璃反射聚光鏡面。反射聚光鏡面的橫截面為曲線，反射聚光鏡面的聚交線為表面是光伏電池板的金屬熱管，其管徑滿足0/180度角入射光線的聚交照射。外玻璃管的截面或為圓，或為橢圓，或為曲線與圓弧線的連接閉合線，外玻璃管有足夠的強度，非圓管內或安裝有增加其承壓能力的支撐。外表面採光部位為光伏電池板的金屬熱管或為直管，或為非直管。內置反射聚光鏡面為金屬反射聚光鏡面的，或將金屬反射聚光鏡面與支撐金屬定位彈卡集成為一體製造，支撐金屬定位彈卡至少集成製作於一端。
太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其熱管吸熱段由散熱板和金屬熱管結合組成，金屬管容器為單管或有多根肋管聯通於主管之上，金屬熱管內表面或鍍有化學惰性金屬。散熱板或為金屬導體材料，或碳材料製造，其形狀為平板，通過焊接、脹接、壓接、粘接等方式緊密與光伏電池板結構在一起的光吸收層為具有一定耐熱特性的光伏電池，其電極通過焊接或粘接與熱管散熱板低熱阻連接，散熱板可單面或雙面安裝連接光伏電池。帶消氣劑的金屬彈卡為緊密包裹在金屬熱管外壁上的彈性管箍，彈性管箍或與彈性金屬件電連接，彈性金屬件通過玻璃封接電極導出。彈性金屬件與光伏電池電絕緣。玻璃封接導出的電極連接高壓直流電源的負極，實現靜電防結垢。
太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其熱管放熱段上的金屬或碳製品導熱裝置與玻璃殼體緊密接觸，導熱裝置為與金屬熱管緊密結合為一體的金屬翅片或碳顆粒，與彈性金屬複合連接的導熱面，其形狀可為一隻以上沿一定方向呈螺旋放射狀的翅片，可為一個或一個以上花瓣狀的金屬閉環翅片，可為具有彈性的大於真空管直徑的，呈放射狀的彈性金屬或碳材料絲或片，或為螺旋互字狀通過壓縮可使直徑變小的翅片，翅片可靠自身彈力或彈簧彈力，使其緊密結合於玻璃傳導面上，其傳熱面上可鍍有熔點較低的金屬，焊接限位金屬翅片，所選的金屬可為錫、鋁、鉛、銅等熔點低於430度的金屬合金，金屬熱管與帶金屬翅片導熱裝置緊密結合為一體組成金屬熱管放熱段。或金屬熱管與碳顆粒或金屬顆粒緊密接觸，碳顆粒或金屬顆粒與放熱段玻璃管壁緊密接觸通過擋片自身彈力和通過彈簧彈力推壓的滑動擋片實現，使之與玻璃管壁緊密接觸結合為一體，組成熱管放熱段。
太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其透光外玻璃管的非光線入射面或鍍有彩色膜層，或安裝有透光保溫遮風板，透光保溫遮風板或為彩色。透光保溫遮風板或為單層，或為雙層中空，或為封閉真空。透光保溫遮風板與透光保溫遮風板或相互連接。
太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其玻璃焊接封閉的金屬熱管至少為一隻。金屬熱管腔體內充注的導熱工質具有汽化熱焓大，導熱性能良好，理化特性穩定的特點。導熱工質或為水，或為水溶液，或為液體介質。金屬熱管腔體內的導熱工質充注量為最高額定工作溫度、壓力下金屬熱管腔體飽和導熱工質蒸汽體積對應的導熱工質蒸汽質量。高出最高額定工作溫度、壓力下的導熱工質蒸汽為過熱蒸汽，其對應溫度、壓力的關係遵循氣體實驗查理定律，即一定質量的氣體，在體積不變的情況下，它的壓強跟熱力學溫度成正比，P1/P2＝T1/T2，此定律為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件安全工作範圍的設計依據。金屬熱管腔體的蒸發段與冷凝段之間為有隔熱功能的安裝連接密封面。外表面採光部位為光伏電池板的金屬熱管或為直管，或為非直管。
太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件上或連接壓力平衡承壓密封組件，壓力平衡承壓密封組件或為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件端頭連接的管堵、或為吸帽，或為螺帽，與太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件連接為一體的壓力平衡承壓密封組件通過連接介質聯箱的箱壁，實現承壓運行。隔熱密封面可通過外玻璃管縮口焊接成型，或不同管徑的玻璃管焊接成型。外玻璃管的截面或為圓，或為橢圓，或為曲線與圓弧線的連接閉合線，或為矩形扁管，外玻璃管有足夠的強度。
太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其熱管吸熱段與熱管放熱段連接喉部由放熱冷凝段與散熱板蒸發段之間的金屬熱管為兩者之間的連接喉部，光伏電池的電極引線，通過玻璃封接電極從全玻璃外殼空腔中引出，金屬熱管上固定有消氣劑。
太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其金屬熱管吸熱段的散熱板之間的孔隙中，安裝固定有支撐柱，支撐柱與玻璃管壁支撐接觸，支撐體可為玻璃管或柱或陶瓷管或柱等材料製造，玻璃管柱的兩端可設有接觸墊圈，其中橢圓管或其它幾何形狀的管中設有垂直於散熱板的支撐，其支撐可以是點，或是線，散熱板的邊緣設有彈性支撐，彈性支撐於玻璃管上，使散熱板與玻璃管殼有一定間隙，並使散熱板置於玻璃管的直徑處，彈性支撐可為焊接或鉚接在散熱板上的金屬彈墊，也可為通過衝壓使散熱板自身形成的彈性支撐件。
本發明的有益效果是太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，在利用太陽能發電的同時，將太陽能轉化成的熱能充分利用，既降低了光伏電池結點溫度，提高了光伏電池的效率，又利用了太陽能轉化的熱量，兼具防結垢功能，實現加熱衛生熱水，溴化鋰製冷，海水淡化，或帶動風輪機發電等功能。而其真空管結構，可使其作為建築材料能起到很好的保溫、透光、隔音、防電磁輻射等作用，並可使太陽能電池很好地與建築物結合，最大範圍地減少了太陽能電池的造價，使太陽能應用與建築一體化完美結合。並可利用其底部蒸鍍不同顏色的附膜，使建築物保溫、隔熱、絢麗多彩，實現了太陽能建築降低造價，實用、美觀、環保、節能，減少了建築物耗能等功能，且由於其內部沒有有機物，壽命大大延長，代表了太陽能未來的發展方向。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為碳材料顆粒，熱管吸熱段與散熱板之間安置玻璃絕緣環的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的主剖視圖；圖2為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為碳材料顆粒，熱管吸熱段與散熱板之間安置玻璃絕緣環的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的A-A剖視圖；圖3為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為碳材料顆粒，熱管吸熱段與散熱板之間安置玻璃絕緣環的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的B-B剖視圖；圖4為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為碳材料顆粒，熱管吸熱段與散熱板之間安置玻璃絕緣環的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的側剖視圖；圖1、圖2、圖3、圖4組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第一實施例。
圖5為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為碳材料顆粒，熱管吸熱段與散熱板之間安置玻璃絕緣環、金屬熱管底部帶靜電防結垢裝置的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的主剖視圖；圖6為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為碳材料顆粒，熱管吸熱段與散熱板之間安置玻璃絕緣環、金屬熱管底部帶靜電防結垢裝置的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的側剖視圖。
圖5、圖6組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第二實施例。
圖7為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為金屬翅片，熱管吸熱段與散熱板之間緊密接觸，散熱板與光伏電池之間安置玻璃絕緣板的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的主剖視圖；圖8為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為金屬翅片，熱管吸熱段與散熱板之間緊密接觸，散熱板與光伏電池之間安置玻璃絕緣板的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的A-A剖視圖；圖9為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為金屬翅片，熱管吸熱段與散熱板之間緊密接觸，散熱板與光伏電池之間安置玻璃絕緣板的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的B-B剖剖視圖；圖10為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為金屬翅片，熱管吸熱段與散熱板之間緊密接觸，散熱板與光伏電池之間安置玻璃絕緣板的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的側剖視圖；圖7、圖8、圖9、圖10組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第三實施例。
圖11為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為金屬翅片，熱管吸熱段與散熱板之間緊密接觸，散熱板與光伏電池之間安置玻璃絕緣板，玻璃熱管帶靜電防結垢裝置的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的主剖視圖；圖12為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為金屬翅片，熱管吸熱段與散熱板之間緊密接觸，散熱板與光伏電池之間安置玻璃絕緣板，玻璃熱管帶靜電防結垢裝置的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的側剖視圖；圖11、圖12組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第四實施例。
圖13為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為碳材料顆粒，熱管吸熱段與散熱板之間安置玻璃絕緣環的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的玻璃熱管內置聚光鏡面的主剖視圖；圖14為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為碳材料顆粒，熱管吸熱段與散熱板之間安置玻璃絕緣環的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的玻璃熱管內置聚光鏡面的A-A剖視圖。
圖13、圖14組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第五實施例。
圖15為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為碳材料顆粒，熱管吸熱段與散熱板之間安置玻璃絕緣環的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的玻璃熱管內置聚光鏡面的、玻璃熱管帶靜電防結垢裝置的主剖視圖。
圖15為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第六實施例。
圖16為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為金屬翅片，熱管吸熱段與散熱板之間緊密接觸，散熱板與光伏電池之間安置玻璃絕緣板的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的玻璃熱管內置聚光鏡面的主剖視圖；圖17為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為金屬翅片，熱管吸熱段與散熱板之間緊密接觸，散熱板與光伏電池之間安置玻璃絕緣板的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的玻璃熱管內置聚光鏡面的A-A剖視圖；圖16、圖17為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第七實施例。
圖18為熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為金屬翅片，熱管吸熱段與散熱板之間緊密接觸，散熱板與光伏電池之間安置玻璃絕緣板的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的玻璃熱管內置聚光鏡面、玻璃熱管帶靜電防結垢裝置的主剖視圖。
圖18為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第八實施例。
圖19為帶有壓力平衡承壓密封組件、熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為碳材料顆粒，熱管吸熱段與散熱板之間安置玻璃絕緣環的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的主剖視圖。
圖19為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第九實施例。
圖20為帶有壓力平衡承壓密封組件、熱管放熱段與玻璃外殼之間的導熱介質為金屬翅片，熱管吸熱段與散熱板之間緊密接觸，散熱板與光伏電池之間安置玻璃絕緣板的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的玻璃熱管內置聚光鏡面、玻璃熱管帶靜電防結垢裝置的主剖視圖。
圖20為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第十實施例。
圖21為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件結構方式橫置安裝有單層透光保溫擋風板的組裝結構示意圖。
圖22為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件結構方式縱置安裝有雙層透光保溫擋風板的組裝結構示意圖。
圖23為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件橫置安裝有雙層透光保溫擋風板的組裝結構示意圖。
圖24為太陽能轉化電熱能集成玻璃換熱元件熱管結構方式橫置安裝有帶密封保溫層的雙層透光保溫擋風板的組裝結構示意圖。
具體實施例方式
圖中1排氣管封嘴、2金屬定位彈卡、3玻璃集熱管真空環腔、4熱管腔、5散熱板、6透光外玻璃管、7玻璃集熱管放熱段玻璃殼、8導熱顆粒、9導熱顆粒熱管金屬容器、10消氣劑、11玻璃集熱管排氣尾管封口、12限位環、13彈簧、14熱管放熱段、15熱管喉部管壁、16光伏電池、17金屬熱管、18傳熱過渡絕緣填料、19導線、20玻璃封接金屬電極、21玻璃金屬封接點、22定位凹槽、23消氣劑、24玻璃扣槽、25熱管支撐彈卡、26玻璃封接電極接插件、27玻璃集熱管吸熱端保護帽、28金屬熱管電連接導線、29玻璃集熱管帽電極絕緣密封膠、30玻璃集熱管金屬玻璃封接電極、31傳熱翅片、32熱管放熱段、33反射聚光鏡面、34壓力平衡承壓密封組件、35透光保溫遮風板、36透光保溫遮風板連接插頭、37密封保溫層圖1、圖2、圖3、圖4組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第一實施例中由透光外玻璃管6、光伏電池16、導線19、散熱板5、傳熱過渡絕緣填料18、金屬熱管17、玻璃封接金屬電極20、消氣劑10、23、金屬定位彈卡2、排氣管封嘴1等構成的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，熱管放熱段與玻璃集熱管放熱段玻璃殼7之間的導熱介質為導熱顆粒8，光伏電池16的正極通過金屬焊接與帶有管狀安裝孔的散熱板5連接，散熱板5套裝於金屬熱管17上，通過傳熱過渡絕緣填料18與金屬熱管17緊密連接，相鄰光伏電池板正極之間相互電絕緣，串聯接於金屬熱管之上；光伏電池16定位安裝於透光外玻璃管的直徑上，透光外玻璃管玻璃焊接將金屬熱管封閉其內；透光外玻璃管6上連接排氣尾管，通過抽真空後將排氣尾管玻璃焊接封嘴1，對固定在定位金屬彈卡2上的消氣劑23烤消；金屬熱管內充注有冷卻介質，串聯構成的光伏電池組的正負電極，通過導線連接的玻璃封接金屬電極20導出，通過玻璃金屬封接點21封接。
圖5、圖6組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第二實施例中玻璃熱管底部安裝由玻璃封接電極接插件26、玻璃集熱管吸熱端保護帽27、金屬熱管電連接導線28、玻璃集熱管帽電極絕緣密封膠29、玻璃集熱管金屬玻璃封接電極30組成的靜電防結垢裝置。其它等同於第一實施例。
圖7、圖8、圖9、圖10組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第三實施例中為熱管放熱段32與玻璃集熱管放熱段玻璃殼7之間的導熱介質為傳熱翅片31。其它等同於第一實施例。
圖11、圖12組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第四實施例中玻璃熱管底部安裝由玻璃封接電極接插件26、玻璃集熱管吸熱端保護帽27、金屬熱管電連接導線28、玻璃集熱管帽電極絕緣密封膠29、玻璃集熱管金屬玻璃封接電極30組成的靜電防結垢裝置。其它等同於第一實施例。
圖13、圖14組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第五實施例中熱管放熱段與玻璃集熱管放熱段玻璃殼7之間的導熱介質為導熱顆粒8，光伏電池16定位安裝於透光外玻璃管6內安置的反射聚光鏡面33的聚焦線上。其它等同於第一實施例。
圖15組成的第六實施例中熱管放熱段與玻璃集熱管放熱段玻璃殼7之間的導熱介質為導熱顆粒8，光伏電池16定位安裝於透光外玻璃管6內安置的反射聚光鏡面33的聚焦線上，玻璃熱管底部安裝由玻璃封接電極接插件26、玻璃集熱管吸熱端保護帽27、金屬熱管電連接導線28、玻璃集熱管帽電極絕緣密封膠29、玻璃集熱管金屬玻璃封接電極30組成的靜電防結垢裝置。其它等同於第一實施例。
圖16、圖17為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的第七實施例中熱管放熱段32與玻璃集熱管放熱段玻璃殼7之間的導熱介質為傳熱翅片31，光伏電池16定位安裝於透光外玻璃管6內安置的反射聚光鏡面33的聚焦線上。其它等同於第一實施例。
圖18組成的第8實施例中熱管放熱段32與玻璃集熱管放熱段玻璃殼7之間的導熱介質為傳熱翅片31，光伏電池16定位安裝於透光外玻璃管6內安置的反射聚光鏡面33的聚焦線上，玻璃熱管底部安裝由玻璃封接電極接插件26、玻璃集熱管吸熱端保護帽27、金屬熱管電連接導線28、玻璃集熱管帽電極絕緣密封膠29、玻璃集熱管金屬玻璃封接電極30組成的靜電防結垢裝置。其它等同於第一實施例。
圖19組成的第9實施例中玻璃熱管的頂部設有壓力平衡承壓密封組件34，其它等同於第一實施例。
圖20組成的第10實施例中玻璃熱管的頂部設有壓力平衡承壓密封組件34，其它等同於第八實施例。
圖21為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件結構方式橫置安裝有單層透光保溫擋風板的組裝結構示意圖。
圖22為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件結構方式縱置安裝有雙層透光保溫擋風板的組裝結構示意圖。
圖23為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件橫置安裝有雙層透光保溫擋風板的組裝結構示意圖。
圖24為太陽能轉化電熱能集成玻璃換熱元件熱管結構方式橫置安裝有帶密封保溫層的雙層透光保溫擋風板的組裝結構示意圖。
權利要求
1.一種太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，包括透光外玻璃管、光伏電池、導線、散熱板、傳熱過渡絕緣填料、金屬熱管、玻璃封接金屬電極、消氣劑、金屬定位彈卡、排氣管封嘴等構成，其特徵是光伏電池的正極通過金屬焊接與帶有管狀安裝孔的散熱板連接，散熱板套裝於金屬熱管上，通過傳熱過渡絕緣填料與金屬熱管緊密連接，相鄰光伏電池板正極之間相互電絕緣，串聯接於金屬熱管之上；光伏電池定位安裝於透光外玻璃管的直徑上，透光外玻璃管玻璃焊接將金屬熱管封閉其內；或光伏電池定位安裝於透光外玻璃管內安置的反射聚光鏡面的聚焦線上，光伏電池對應照射光線有至少一個的光照面，透光外玻璃管將金屬熱管玻璃焊接封閉其內；透光外玻璃管上連接排氣尾管，通過抽真空後將排氣尾管玻璃焊接封嘴，對固定在定位金屬彈卡上的消氣劑烤消；金屬熱管內充注的冷卻介質為相變介質；串聯構成的光伏電池組的正負電極，通過導線連接的玻璃封接金屬電極導出。
2.根據權利要求1所述的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其特徵是光伏電池電絕緣複合連接在金屬熱管上，整體封裝在真空的全玻璃殼體容器內，金屬熱管由熱管吸熱段、熱管放熱段、熱管放熱段與熱管吸熱段連接喉部、相變介質組成；熱管吸熱段與透光外玻璃管對應結合，組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件吸熱段，熱管放熱段的金屬導熱裝置或碳材料導熱裝置與傳熱外玻璃管對應結合，組成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的放熱段，熱管吸熱段與熱管放熱段的連接喉部與透光傳熱外玻璃管相對應，組成一種太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的安裝密封面；光伏電池和熱管良好傳熱連接，光伏電池的正負電極通過玻璃封接從全玻璃封閉容器外殼上引出，熱管上固定有消氣劑；散熱板為帶有管狀安裝孔的與光伏電池板面吻合的金屬件或碳材料件等，連接有導線的光伏電池，正負電極互相串聯，散熱板面與光伏電池板面正極通過金屬焊接漿料焊接為一體，至少一個與光伏電池板焊接為一體的帶有管狀安裝孔散熱板電絕緣套裝於金屬熱管上；或光伏電池的正極通過金屬焊接與導熱電絕緣材料連接，導熱電絕緣材料通過金屬焊接與帶有管狀安裝孔的散熱板連接，散熱板套裝於金屬熱管上，通過填料與金屬熱管緊密連接，相鄰光伏電池板正極之間相互電絕緣，串聯接於金屬熱管之上；散熱板套裝於金屬熱管上，通過傳熱過渡絕緣填料與金屬熱管緊密連接；電絕緣材料漿料，或通過正壓灌注，或通過負壓灌注，或通過正負壓灌注，或通過烘乾、燒結、乾餾實現定位安裝於金屬熱管上；或光伏電池板與光伏電池板通過絕緣隔環相互電絕緣，金屬熱管通過電絕緣材料與散熱板通過撐漲金屬熱管管壁連接，或通過緊縮散熱板管壁連接；光伏電池板與光伏電池板之間通過電絕緣扣槽互相安裝定位；全玻璃封閉容器外殼截面為管狀全封閉真空容器，全玻璃封閉容器外殼截面為等徑圓管，截面或為非等徑複合連接圓管，或為橢圓管，或為圓管與橢圓管複合連接管，或為矩形管，或為其它閉環幾何形狀，管的兩端為有承壓能力的幾何形狀，或為圓弧承壓面。
3.根據權利要求1所述的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其特徵是熱管的吸熱段上有散熱板，光伏電池複合連接於散熱板上，彈性金屬支撐卡或支柱將複合連接有光伏電池的散熱板固定於全玻璃封閉容器外殼上，並將複合連接有光伏電池的散熱板和玻璃外殼隔開，構成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的吸熱段，熱管放熱段上的金屬導熱裝置或碳材料導熱裝置與玻璃殼體緊密接觸構成太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件的放熱段，熱管的放熱段與吸熱段之間的連接喉部與玻璃外殼間隔一定距離，熱管連接喉部徑向對應的玻璃外殼為安裝密封面；外玻璃管的非光線入射面半管或安裝有反射聚光鏡面，反射聚光鏡面或為內置反射聚光鏡面，或為玻璃管壁反射聚光鏡面；內置反射聚光鏡面或為金屬反射聚光鏡面，或為玻璃反射聚光鏡面；反射聚光鏡面的橫截面為曲線，反射聚光鏡面的聚交線為表面是光伏電池板的金屬熱管，其管徑滿足0/180度角入射光線的聚交照射；外玻璃管的截面或為圓，或為橢圓，或為曲線與圓弧線的連接閉合線，外玻璃管有足夠的強度，非圓管內或安裝有增加其承壓能力的支撐；外表面採光部位為光伏電池板的金屬熱管或為直管，或為非直管；內置反射聚光鏡面為金屬反射聚光鏡面的，或將金屬反射聚光鏡面與支撐金屬定位彈卡集成為一體製造，支撐金屬定位彈卡至少集成製作於一端。
4.根據權利要求1所述的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其特徵是熱管吸熱段由散熱板和金屬熱管結合組成，金屬管容器為單管或有多根肋管聯通於主管之上，金屬熱管內表面或鍍有化學惰性金屬；散熱板或為金屬導體材料，或碳材料製造，其形狀為平板，通過焊接、脹接、壓接、粘接等方式緊密與光伏電池板結構在一起的光吸收層為具有一定耐熱特性的光伏電池，其電極通過焊接或粘接與熱管散熱板低熱阻連接，散熱板可單面或雙面安裝連接光伏電池；帶消氣劑的金屬彈卡為緊密包裹在金屬熱管外壁上的彈性管箍，彈性管箍或與彈性金屬件電連接，彈性金屬件通過玻璃封接電極導出，彈性金屬件與光伏電池電絕緣。
5.根據權利要求1所述的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其特徵是熱管放熱段上的金屬或碳製品導熱裝置與玻璃殼體緊密接觸，導熱裝置為與金屬熱管緊密結合為一體的金屬翅片或碳製品，與玻璃殼體緊密接觸的彈性金屬複合連接導熱面，其形狀可為一隻以上沿一定方向呈螺旋放射狀的翅片，可為一個或一個以上花瓣狀的金屬閉環翅片，可為具有彈性的大於真空管直徑的，呈放射狀的彈性金屬或碳材料絲或片，或為螺旋互字狀通過壓縮可使直徑變小的翅片，翅片可靠自身彈力或彈簧彈力，使其緊密結合於玻璃傳導面上，其傳熱面上可鍍有熔點較低的金屬，焊接限位金屬翅片，所選的金屬可為錫、鋁、鉛、銅等熔點低於430度的金屬合金，金屬熱管與帶金屬翅片導熱裝置緊密結合為一體組成金屬熱管放熱段；或金屬熱管與碳顆粒或金屬顆粒緊密接觸，碳顆粒或金屬顆粒與放熱段玻璃管壁緊密接觸通過擋片自身彈力和通過彈簧彈力推壓的滑動擋片實現，使之與玻璃管壁緊密接觸結合為一體，組成熱管放熱段。
6.根據權利要求1所述的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其特徵是透光外玻璃管的非光線入射面或鍍有彩色膜層，或安裝有透光保溫遮風板，透光保溫遮風板或為彩色，透光保溫遮風板或為單層，或為雙層中空，或為封閉真空；透光保溫遮風板與透光保溫遮風板或相互連接。
7.根據權利要求1所述的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其特徵是玻璃焊接封閉的金屬熱管至少為一隻；金屬熱管腔體內充注的導熱工質具有汽化熱焓大，導熱性能良好，理化特性穩定的特點；導熱工質或為水，或為水溶液，或為液體介質；金屬熱管腔體內的導熱工質充注量為最高額定工作溫度、壓力下金屬熱管腔體飽和導熱工質蒸汽體積對應的導熱工質蒸汽質量；高出最高額定工作溫度、壓力下的導熱工質蒸汽為過熱蒸汽，其對應溫度、壓力的關係遵循氣體實驗查理定律，即一定質量的氣體，在體積不變的情況下，它的壓強跟熱力學溫度成正比，P1/P2＝T1/T2，此定律為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件安全工作範圍的設計依據；金屬熱管腔體的蒸發段和冷凝段之間為有隔熱功能的安裝連接密封面；外表面採光部位為光伏電池板的金屬熱管或為直管，或為非直管。
8.根據權利要求1所述的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其特徵是太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件上或連接壓力平衡承壓密封組件，壓力平衡承壓密封組件或為太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件端頭連接的管堵、或為吸帽，或為螺帽，與太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件連接為一體的壓力平衡承壓密封組件通過連接介質聯箱的箱壁，實現承壓運行；隔熱密封面可通過外玻璃管縮口焊接成型，或不同管徑的玻璃管焊接成型；外玻璃管的截面或為圓，或為橢圓，或為曲線與圓弧線的連接閉合線，或為矩形扁管，外玻璃管有足夠的強度。
9.根據權利要求1所述的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其特徵是熱管吸熱段與熱管放熱段連接喉部由放熱冷凝段與散熱板蒸發段之間的金屬熱管為兩者之間的連接喉部，光伏電池的電極引線，通過玻璃封接電極從全玻璃外殼空腔中引出，金屬熱管上固定有消氣劑。
10.根據權利要求1所述的太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，其特徵是金屬熱管吸熱段的散熱板之間的孔隙中，安裝固定有支撐柱，支撐柱與玻璃管壁支撐接觸，支撐體可為玻璃管或柱或陶瓷管或柱等材料製造，玻璃管柱的兩端可設有接觸墊圈，其中橢圓管或其它幾何形狀的管中設有垂直於散熱板的支撐，其支撐可以是點，或是線，散熱板的邊緣設有彈性支撐，彈性支撐於玻璃管上，使散熱板與玻璃管殼有一定間隙，並使散熱板置於玻璃管的直徑處，彈性支撐可為焊接或鉚接在散熱板上的金屬彈墊，也可為通過衝壓使散熱板自身形成的彈性支撐件。
全文摘要
太陽能轉化電熱能集成全玻璃外殼換能元件，包括透光外玻璃管、光伏電池、導線、散熱板、傳熱過渡絕緣填料、金屬熱管、玻璃封接金屬電極、消氣劑、金屬定位彈卡、排氣管封嘴等構成。其光伏電池的正極通過金屬焊接與帶有管狀安裝孔的散熱板連接，散熱板套裝於金屬熱管上，通過傳熱過渡絕緣填料與金屬熱管緊密連接，相鄰光伏電池板正極之間相互電絕緣，串聯接於金屬熱管之上。光伏電池定位安裝於透光外玻璃管的直徑上，透光外玻璃管玻璃焊接將金屬熱管封閉其內。或光伏電池定位安裝於透光外玻璃管內安置的反射聚光鏡面的聚焦線上。透光外玻璃管上連接排氣尾管，抽真空後封嘴。串聯構成的光伏電池組的正負電極，通過導線連接的玻璃封接金屬電極導出。
文檔編號H01L31/042GK1670969SQ200510200090
公開日2005年9月21日 申請日期2005年2月16日 優先權日2004年2月27日
發明者徐寶安 申請人:徐寶安