專利名稱：一種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能熱電領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置。
背景技術(shù)：
目前利用最多的能源是燃料的化學(xué)能，通過燃燒，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成熱能，再將 熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能最后產(chǎn)生電能，熱能通過熱能動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率較低，這就 造成了發(fā)電效率降低，熱能或化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電方式有太陽能光伏發(fā)電及燃料 電池等，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)存在發(fā)電效率低、成本高，還沒有形成規(guī)模化應(yīng)用，燃料電池 技術(shù)亦還未成熟，沒有在市場上推廣。 現(xiàn)有的太陽能熱電聯(lián)合利用裝置基本是將太陽能輻射作為熱源，運(yùn)用成熟的技術(shù) 達(dá)到熱能與電能的聯(lián)合利用，如槽式太陽能熱電系統(tǒng)，通過多組太陽能集熱器將系統(tǒng)里的 油加熱至高溫并流經(jīng)換熱器加熱水產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，具有效率低，成本高的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能熱電聯(lián)合利用
裝置，可將太陽能同時(shí)轉(zhuǎn)換為熱能與電能，具有效率高，成本低的優(yōu)點(diǎn)。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為 —種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱電單元連接而成，每個(gè)熱 電單元的兩端配置有法蘭l，熱電單元的外部為外套管2，熱電單元的內(nèi)部配置有內(nèi)套管3， 至少一個(gè)外傳熱管4位于外套管2與內(nèi)套管3的之間的環(huán)形腔體5中，外套管2外壁涂太 陽能吸收涂層，內(nèi)壁涂有反射涂層，內(nèi)套管3外壁涂有反射涂層，內(nèi)套管3中配置有至少一 個(gè)內(nèi)傳熱管6，外傳熱管4與內(nèi)傳熱管6連接的彎頭7固定在法蘭1上，外傳熱管4和內(nèi)傳 熱管6通過彎頭7兩兩交錯(cuò)相連，外傳熱管4、內(nèi)傳熱管6及彎頭7構(gòu)成的封閉回路充灌有 磁性液體8，在內(nèi)傳熱管6的兩端設(shè)置有發(fā)電機(jī)構(gòu)9 ;在內(nèi)套管3與內(nèi)傳熱管6之間有冷卻 水10流過；所說的發(fā)電機(jī)構(gòu)9包括位于內(nèi)傳熱管6兩端的外壁上纏繞的至少兩個(gè)感應(yīng)線圈 12，感應(yīng)線圈12串聯(lián)后與外部的負(fù)載13相連形成一個(gè)回路，感應(yīng)線圈12的外部套有永磁 鐵環(huán)ll。 外傳熱管4、內(nèi)傳熱管6及彎頭7的內(nèi)徑小于4毫米。
—種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置，其工作原理為 將外傳熱管4、內(nèi)傳熱管6及彎頭7構(gòu)成的封閉回路抽真空，充灌磁性液體8后， 磁性液體8會(huì)在外傳熱管4、內(nèi)傳熱管6及彎頭7構(gòu)成的封閉回路內(nèi)會(huì)形成一段汽一段液 的結(jié)構(gòu)，即液塞和汽彈，太陽能輻射穿過外套管2，在外套管2和內(nèi)套管3之間的環(huán)形腔體5 中被外傳熱管4所吸收，熱量傳遞給管內(nèi)的磁性液體8，磁性液體8形成的液塞在吸熱后部 分液體發(fā)生相變，產(chǎn)生蒸汽，而汽彈受熱后將膨脹，推動(dòng)相鄰的液塞運(yùn)動(dòng)，當(dāng)外傳熱管4中 磁性液體8形成的汽彈液塞運(yùn)動(dòng)到內(nèi)傳熱管6時(shí)，磁性液體8首先被內(nèi)傳熱管6兩端的發(fā) 電機(jī)構(gòu)9中的永磁鐵環(huán)11磁化，由于磁性液體8的汽彈液塞結(jié)構(gòu)，穿過感應(yīng)線圈12的磁通將會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，實(shí)現(xiàn)發(fā)電，磁性液體8經(jīng)過發(fā)電機(jī)構(gòu)9后與內(nèi)套管3中的 冷卻水IO進(jìn)行換熱，加熱冷卻水10，達(dá)到了熱電聯(lián)合利用，最后磁性液體8在慣性的作用下 回到外傳熱管4，完成一個(gè)循環(huán)，同時(shí)開始另一個(gè)循環(huán)。 由于本發(fā)明的熱電單元同時(shí)采用脈動(dòng)熱管技術(shù)與磁性液體發(fā)電技術(shù)，故而可將太 陽能同時(shí)轉(zhuǎn)換為熱能與電能，具有效率高，成本低的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明熱電單元的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明熱電單元的剖面圖。 圖3是本發(fā)明的發(fā)電機(jī)構(gòu)9的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。 參見圖1、2、3，一種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱電單元連接 而成，每個(gè)熱電單元的兩端配置有法蘭l，通過法蘭l可以將所有的熱電單元連接起來，熱 電單元的外部為外套管2，熱電單元的內(nèi)部配置有內(nèi)套管3，至少一個(gè)外傳熱管4位于外套 管2與內(nèi)套管3的之間的環(huán)形腔體5中，外傳熱管4構(gòu)成了脈動(dòng)熱管的蒸發(fā)段部分，外套管 2外壁涂有太陽能吸收涂層，內(nèi)壁涂有反射涂層，內(nèi)套管3外壁涂有反射涂層，傳熱管4外 壁涂有太陽能吸收涂層，太陽光進(jìn)入傳熱單元后就不會(huì)被反射出去，太陽能輻射能夠完全 被外傳熱管4吸收，并將太陽能轉(zhuǎn)換為磁性液體8的熱能，內(nèi)套管3中配置有至少一個(gè)內(nèi)傳 熱管6，內(nèi)傳熱管6作為脈動(dòng)熱管的冷凝段與絕熱段部分，內(nèi)傳熱管6的冷凝段位于中間部 分，內(nèi)傳熱管6的絕熱段位于兩端，外傳熱管4和內(nèi)傳熱管6通過彎頭7兩兩交錯(cuò)相連，構(gòu) 成封閉的回路，即為一個(gè)脈動(dòng)熱管，在內(nèi)傳熱管6的兩端設(shè)置有發(fā)電機(jī)構(gòu)9，在內(nèi)套管3與內(nèi) 傳熱管6之間有冷卻水10流過，發(fā)電機(jī)構(gòu)9包括位于內(nèi)傳熱管6兩端的外壁上纏繞的至少 兩個(gè)感應(yīng)線圈12，感應(yīng)線圈12串聯(lián)后與外部的負(fù)載13相連形成一個(gè)回路，感應(yīng)線圈12的 外部套有永磁鐵環(huán)11。外傳熱管4、內(nèi)傳熱管6及彎頭7的內(nèi)徑小于4毫米。
—種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置，其工作原理為 將外傳熱管4、內(nèi)傳熱管6及彎頭7構(gòu)成的封閉回路抽真空，充灌磁性液體8后，由 于毛細(xì)作用，磁性液體8會(huì)在外傳熱管4、內(nèi)傳熱管6及彎頭7構(gòu)成的封閉回路內(nèi)會(huì)形成一 段汽一段液的結(jié)構(gòu)，即液塞和汽彈，太陽能輻射穿過外套管2，由于涂層的作用，太陽光在外 套管2和內(nèi)套管3之間的環(huán)形腔體5中被外傳熱管4所完全吸收，熱量傳遞給磁性液體8， 磁性液體8形成的液塞在吸熱后部分液體發(fā)生相變，產(chǎn)生蒸汽，而汽彈受熱后將膨脹，推動(dòng) 相鄰的液塞運(yùn)動(dòng)，當(dāng)磁性液體8形成的汽彈液塞運(yùn)動(dòng)到內(nèi)傳熱管6的兩端時(shí)，磁性液體8首 先被內(nèi)傳熱管6兩端的發(fā)電機(jī)構(gòu)9中的永磁鐵環(huán)11沿軸向磁化，由于磁性液體8的汽彈液 塞結(jié)構(gòu)，穿過感應(yīng)線圈12的磁通將會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化，感應(yīng)線圈12產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，實(shí)現(xiàn) 發(fā)電，通過與感應(yīng)線圈12相連的負(fù)載可將電能存儲(chǔ)或利用，磁性液體8經(jīng)過發(fā)電機(jī)構(gòu)9后 與內(nèi)套管3中的冷卻水10進(jìn)行換熱，加熱冷卻水10，由于磁性液體8中含有納米尺寸的磁 性顆粒，磁性顆粒為固體，固體的導(dǎo)熱系數(shù)高于液體的導(dǎo)熱系數(shù)，因此磁性液體的導(dǎo)熱系數(shù)也總高于其基液的導(dǎo)熱系數(shù)，提高太陽能的利用率，達(dá)到了熱電聯(lián)合利用的目的，最后磁性 液體8在慣性的作用下回到外傳熱管4，繼續(xù)吸收太陽能輻射的熱量，完成一個(gè)循環(huán)，同時(shí) 開始另一個(gè)循環(huán)。 附圖中1為法蘭；2為外套管；3為內(nèi)套管；4為外傳熱管；5為環(huán)形腔體；6為內(nèi) 傳熱管；7為彎頭；8為磁性液體；9為發(fā)電機(jī)構(gòu)；10為冷卻水；11為永磁鐵環(huán)；12為感應(yīng)線
圈；13為負(fù)載。
權(quán)利要求
一種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置，其特征在于，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱電單元連接而成，每個(gè)熱電單元的兩端配置有法蘭(1)，熱電單元的外部為外套管(2)，熱電單元的內(nèi)部配置有內(nèi)套管(3)，至少一個(gè)外傳熱管(4)位于外套管(2)與內(nèi)套管(3)的之間的環(huán)形腔體(5)中，外套管(2)外壁涂太陽能吸收涂層，內(nèi)壁涂有反射涂層，內(nèi)套管(3)外壁涂有反射涂層，內(nèi)套管(3)中配置有至少一個(gè)內(nèi)傳熱管(6)，外傳熱管(4)與內(nèi)傳熱管(6)連接的彎頭(7)固定在法蘭(1)上，外傳熱管(4)和內(nèi)傳熱管(6)通過彎頭(7)兩兩交錯(cuò)相連，外傳熱管(4)、內(nèi)傳熱管(6)及彎頭(7)構(gòu)成的封閉回路充灌有磁性液體(8)，在內(nèi)傳熱管(6)的兩端設(shè)置有發(fā)電機(jī)構(gòu)(9)，發(fā)電機(jī)構(gòu)(9)包括位于內(nèi)傳熱管(6)兩端的外壁上纏繞的至少兩個(gè)感應(yīng)線圈(12)，感應(yīng)線圈(12)串聯(lián)后與外部的負(fù)載(13)相連形成一個(gè)回路，感應(yīng)線圈(12)的外部套有永磁鐵環(huán)(11)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置，其特征在于，外傳熱管(4)、 內(nèi)傳熱管(6)及彎頭(7)的內(nèi)徑小于4毫米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置，其特征在于，在內(nèi)套管(3)與 內(nèi)傳熱管(6)之間有冷卻水(10)流過。
全文摘要
一種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置，由兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱電單元連接而成，熱電單元的兩端配置有法蘭，外部為外套管，內(nèi)部配置有內(nèi)套管，外傳熱管位于外套管與內(nèi)套管之間的環(huán)形腔體中，內(nèi)套管中配置有內(nèi)傳熱管，外傳熱管與內(nèi)傳熱管連接的彎頭固定在法蘭上，其構(gòu)成的封閉回路充灌有磁性液體，在內(nèi)傳熱管的兩端設(shè)置有發(fā)電機(jī)構(gòu)，在內(nèi)套管與內(nèi)傳熱管之間有冷卻水流過，本發(fā)明的熱電單元同時(shí)采用脈動(dòng)熱管技術(shù)與磁性液體發(fā)電技術(shù)，可將太陽能同時(shí)轉(zhuǎn)換為熱能與電能，具有效率高，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F03G6/06GK101725489SQ20091021930
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者何永清, 畢勤成 申請人:西安交通大學(xué)