专利名称：太阳能电热发生装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能利用技术，特别是一种太阳能电热发生装置。
背景技术：
当今，虽然太阳能利用技术达到成熟，但是太阳能利用技术还不够高，缺陷明显， 主要是成本高和太阳能利用效率低，因为现有的太阳能电池成本居高不下，发电效率只有 10%左右；现有的太阳能热发电或热利用装置成本也不低、效率也不高。现有的真空管集热 器式太阳能热水器，基本结构是在并列的真空管集热器的导热端联结保温水箱，这种热水 器主要因其真空管集热器结构及工艺复杂而成本高。现有的太阳能装置很少有同时利用太 阳能的光能和热能的，关键是受成本和太阳能能量密度制约。然而同时利用太阳能的光能 和热能毕竟是降低成本和提高效率的一种有效途径，这要依仗新技术；改进现有太阳能热 发生装置，提高其性价比，这也要依仗新技术。
发明内容本实用新型设计一种太阳能电热发生装置，能同时利用太阳能的光能和热能，能
降低太阳能利用成本和提高效率、提高太阳能利用装置的性价比。 本实用新型通过下述技术方案实现。 设置太阳能集热箱( 一种特殊的集热器)，其箱体由导热板和集热板联结组成，所 述集热板朝阳放置，所述导热板处于阴面；在集热板的朝阳面涂选择性吸收涂层材料，这种 材料既有高的太阳吸收比又有低的辐射率；在所述导热板的外表面用保温材料包裹；在所 述集热板的朝阳面(外表面)联结太阳能电池；流体保温输入管、流体保温输出管均从所 述太阳能集热箱外部连接到箱内；在所述集热箱内输入管口比输出管口低；在所述集热箱 内设置浮子式阀门机构以控制所述输入管和输出管的开闭；流体保温输出管与设置在所述 集热箱下方的流体保温箱联通；保温流体输入管的下端接流体供给管道或设备；所述太阳 能集热箱用支架固定于建筑顶部或其它基础，所述保温箱固定于所述支架或其它合适的地 方；或者将所述集热箱与所述保温箱上下并接起来，不用支架，而将所述保温箱的底直接固 定于建筑顶部或其它基础。 使用所述太阳能电热发生装置时，先通过保温流体输入管注入流体，但要留适当 空间，即不要注满。当流体淹没浮子时，由于浮子受到流体的浮力最大而使所述浮子式阀门 机构同时完全关闭所述输入管和输出管的管口。所述太阳能电池受到太阳光辐射时发电， 而携带热能的大量的红外光大部分能穿过所述太阳能电池被所述集热板吸收后大部分传 给所述集热箱内的流体，而且集热板也把吸收的热的一部分传给所述导热板以加热流体。 随着流体的升温其密度会不断变小，浮子受到流体的浮力随之变小，小到一定程度时，浮子 式阀门机构将同时打开输入管和输出管的管口，集热箱内被加热的流体从输出管下流进所 述保温箱备用或直接从保温箱引出使用，同时较凉的流体从输入管注入集热箱。随着较凉 的流体注入，集热箱内的流体不断降温，其密度不断增大，浮子受到流体的浮力随之变大，大到一定程度时，浮子式阀门机构将同时关闭输入管和输出管的管口，集热箱内的流体再
被加热。所述过程循环之。 本实用新型有益的效果 1、现有的太阳能光发电装置，由于大量的红外光穿过其太阳能电池，因而太阳能
电池几乎无法利用约占阳光辐射到太阳能电池总能的43%的红外光；而现有的太阳能集
热器无法有效的利用太阳光的部分辐射能。本实用新型将太阳能光发电和采集热综合起
来，互补缺陷，充分有效地利用太阳能，提高了利用太阳能的效率，降低了成本。 2、现有的硅晶和砷化镓材料制作的太阳能电池，其光电转换率比光热转换率低，
所以太阳能电池发电时会产生大量的热，不但降低了发电效率(硅晶和砷化镓材料随着温
度升高，光电转换率较明显的降低)，而且会减少太阳能电池的使用寿命。本实用新型将集
热板置于太阳能电池的背面，不但能利用红外光的热能，还大量吸收太阳能电池发电时产
生的大量的热而使其降温，所以能提高太阳能电池的发电效率并延长其寿命。 3、本实用新型把集热箱和保温箱分开设置，并根据流体的密度随温度变化而变化
的原理设置浮子式阀门机构，控制被加热的流体流入保温箱和较凉的流体进入集热箱。由
于所述集热箱结构简单、不用抽真空、工艺简便，因而成本低；本实用新型还可不设置太阳
能电池，仅作太阳能加热器，那么这种太阳能加热器与现有的真空管集热器式太阳能热水
器相比，成本低的多、坚固且寿命长，所以尽管所述集热箱的热效率比真空管集热器的略低
一点，但本实用新型的性价比远高于现有的真空管集热器式太阳能热水器的性价比。 4、目前，太阳能利用主要受太阳能光电池和集热器成本高、发电效率低及太阳能
光电池寿命短的限制，本实用新型由于上述优点，很好的地解决了这些问题，实用易推广，
应用前景广阔。
图1为本实用新型的一种结构示意图； 图2为本实用新型的另一种结构示意图； 图3为本实用新型的又一种结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。 实施例一 如图1示，本实用新型的集热箱这样构成集热板2与导热板1围成一 个箱子，这个箱子截面为直角三角形，直角三角形的一条直角边所在的平面作为水平底面， 直角三角形的斜边所在的平面朝阳；在集热板2的朝阳面涂选择性吸收涂层材料，这种材 料既有高的太阳吸收比又有低的辐射率；并在导热板1的外表面用保温密封材料27包裹； 在集热板2的朝阳面联结太阳能电池13 ;在导热板1的垂直面开维护用窗口，并用隔热密 封板20密封；流体保温输入管12、流体保温输出管19均从所述太阳能集热箱底部穿入到 箱内，并与所述集热箱联结，在所述集热箱内输入管12的管口比输出管19的管口低；调整 筒22与输出管19的上部以螺纹联接；调整筒11与输入管12的上部以螺纹联接；支板7用 支柱9和支柱21联接支撑，支柱9和支柱21垂直固定于导热板1的水平底面的上平面；在 输出管19的右侧附近设置垂直固定于导热板1水平底面的上平面的立柱24，在输入管12的左侧侧附近设置垂直固定于导热板1水平底面的上平面的立柱6 ;类似球拍状的弯板25 用轴销23铰接于立柱24的上端，弯板25在轴销23左边的部分在调整筒22的上边；类似 球拍状的弯板5用轴销8铰接于立柱6的上端，弯板5在轴销8右边的部分在调整筒11的 上边；截面为四角倒圆的矩形的滑杆4垂直滑动地穿过支板7，滑杆4的下部分别与弯板25 的右端用轴销26铰接、与弯板5的左端用轴销18铰接，滑杆4的上端与浮子3联接；浮子 3、滑杆4、支板7、支柱9和支柱21、立柱6和立柱24、弯板5和弯板25、轴销8、轴销18、轴 销23、轴销26、调整筒11、调整筒22组成一种浮子式阀门机构。在浮子式阀门机构处于关 闭输入管12和输出管19状态时，转动调整筒11和调整筒22，使它们的上端面分别与弯板 5的右部下面、弯板25的左部下面顶紧。 流体保温输出管19与设置在所述集热箱下方的流体保温箱16联通；保温流体输 入管12的下端接流体供给管道或设备。 支柱14、支柱17的底端与水平板15垂直联接，所述太阳能集热箱固定在支柱14、 支柱17的顶端，平板15固定于建筑顶部或其它基础，保温箱16固定于水平板15的上面或 其它合适的地方。 所述集热箱、流体保温箱16、支柱14、支柱17、水平板15构成所述太阳能电热发生装置。 使用所述太阳能电热发生装置时，先通过流体保温输入管12注入流体，当流体淹 没浮子3时，由于浮子3受到流体的浮力最大而使所述浮子式阀门机构同时完全关闭调整 筒11和调整筒22的上端口，即同时完全关闭输入管12和输出管19。太阳能电池13受到 太阳光辐射时发电，而携带热能的大量的红外光大部分能穿过所述太阳能电池被集热板2 吸收后大部分传给所述集热箱内的流体，而且集热板2也把吸收的热的一部分传给所述导 热板1加热流体。随着集热箱流体的升温其密度会不断变小，浮子3受到流体的浮力随之 变小到一定程度时，浮子3和滑杆4的自重力大于它们所受的浮力，滑杆4通过轴销26和 轴销18下拉弯板25的右部和弯板5的左部，在杠杆力的作用下，弯板25打开输出管19的 管口，弯板5打开输出管12的管口，集热箱内热流体从输出管19下流进入保温箱16备用 或直接从保温箱16引出使用，同时较凉的流体从输入12管注入集热箱。随着较凉的流体 注入，集热箱内的流体不断降温，其密度不断增大，浮子3受到流体的浮力随之变大到一定 程度时，将同时关闭输入管12和输出管19，集热箱内的流体再被加热。所述过程循环之。 实施例二 如图2示，另一种浮子式阀门机构这样构成流体保温输入管35、流体 保温输出管28的下端均从所述太阳能集热箱底部穿出，并与所述集热箱联通，在所述集热 箱内输入管35的管口比输出管28的管口低；调整圈29与输出管28的口部以螺纹联接； 调整圈37与输入管35的口部以螺纹联接；支板31用支柱30和支柱36联接支撑，支柱30 和支柱36与导热板1水平底面的上平面垂直固定；截面为四角倒圆的矩形的滑杆33垂直 滑动地穿过支板31 ;滑杆33的上端与浮子32联接；台阶板34联接在滑杆33的下端，台阶 板34的左部上平面顶住调整圈29的下端面，台阶板34的右部上平面顶住调整圈37的下 端面。转动调整圈29和调整圈37，使它们的下端面与台阶板34的上面压紧。 实施例三所述集热箱不设置太阳能电池13，根据在集热板朝阳面是否涂所述选 择性吸收涂层材料，确定是否在集热板朝阳面设置透光保护材料。这样使所述太阳能电热 发生装置仅作太阳能加热器，例如仅作太阳能热水器使用。[0023] 实施例四将所述集热箱箱壳全用吸热、导热材料制成任意合适形状，并在外表面 涂黑色涂料。这种集热箱成本很小。 实施例五如图3示，将所述集热箱与保温箱38上下并接起来，将所述流体保温输 入管做成弯头形的流体输入管39，输入管39从所述集热箱的侧面与所述集热箱联通，不用 支架，而将所述保温箱的底直接固定于建筑顶部或其它基础。
权利要求一种太阳能电热发生装置，其特征是设置太阳能集热箱，其箱体由导热板和集热板联结组成，所述集热板朝阳放置，所述导热板处于阴面；在集热板的朝阳面涂选择性吸收涂层材料，这种材料既有高的太阳吸收比又有低的辐射率；在所述导热板的外表面用保温材料包裹；在所述集热板的朝阳表面联结太阳能电池；流体保温输入管、流体保温输出管均从所述太阳能集热箱外部连接到箱内；在所述集热箱内输入管口比输出管口低；在所述集热箱内设置浮子式阀门机构以控制所述输入管和输出管的开闭；流体保温输出管与设置在所述集热箱下方的流体保温箱联通；保温流体输入管的下端接流体供给管道或设备；所述太阳能集热箱用支架固定于建筑顶部或其它基础，所述保温箱固定于所述支架或其它合适的地方；或者将所述集热箱与所述保温箱上下并接起来，不用支架，而将所述保温箱的底直接固定于建筑顶部或其它基础。
2. 根据权利要求1所述太阳能电热发生装置，其特征是集热箱这样构成集热板(2) 与导热板(1)围成一个箱子，这个箱子截面为直角三角形，直角三角形的一条直角边所在 的平面作为水平底面，直角三角形的斜边所在的平面朝阳；在集热板(2)的朝阳面涂选择 性吸收涂层材料，这种材料既有高的太阳吸收比又有低的辐射率；并在导热板(1)的外表 面用保温密封材料(27)包裹；在集热板(2)的朝阳面联结太阳能电池(13);在导热板(1) 的垂直面开维护用窗口，并用隔热密封板(20)密封；流体保温输入管(12)、流体保温输出 管(19)均从所述太阳能集热箱底部穿入到箱内，并与所述集热箱联结，在所述集热箱内输 入管(12)的管口比输出管(19)的管口低；调整筒(22)与输出管(19)的上部以螺纹联接； 调整筒(11)与输入管(12)的上部以螺纹联接；支板(7)用支柱(9)和支柱(21)联接支撑， 支柱(9)和支柱(21)垂直固定于导热板(1)的水平底面的上平面；在输出管(19)的右侧 附近设置垂直固定于导热板(1)水平底面的上平面的立柱(24)，在输入管(12)的左侧侧附 近设置垂直固定于导热板(1)水平底面的上平面的立柱(6);类似球拍状的弯板(25)用轴 销(23)铰接于立柱(24)的上端，弯板(25)在轴销(23)左边的部分在调整筒(22)的上边； 类似球拍状的弯板(5)用轴销(8)铰接于立柱(6)的上端，弯板(5)在轴销(8)右边的部 分在调整筒(11)的上边；截面为四角倒圆的矩形的滑杆(4)垂直滑动地穿过支板(7)，滑 杆(4)的下部分别与弯板(25)的右端用轴销(26)铰接、与弯板(5)的左端用轴销(18)铰 接，滑杆(4)的上端与浮子(3)联接；浮子(3)、滑杆(4)、支板(7)、支柱(9)和支柱(21)、 立柱(6)和立柱(24)、弯板(5)和弯板(25)、轴销(8)、轴销(18)、轴销(23)、轴销(26)、调 整筒(11)、调整筒(22)组成一种浮子式阀门机构；在浮子式阀门机构处于关闭输入管(12) 和输出管(19)状态时，转动调整筒(11)和调整筒(22)，使它们的上端面分别与弯板(5)的 右部下面、弯板(25)的左部下面顶紧；流体保温输出管(19)与设置在所述集热箱下方的流体保温箱(16)联通；保温流体输 入管(12)的下端接流体供给管道或设备；支柱(14)、支柱(17)的底端与水平板(15)垂直联接，所述太阳能集热箱固定在支柱(14) 、支柱(17)的顶端，平板(15)固定于建筑顶部或其它基础，保温箱(16)固定于水平板(15) 的上面或其它合适的地方。
3. 根据权利要求1所述太阳能电热发生装置，其特征是所述浮子式阀门机构这样构 成流体保温输入管(35)、流体保温输出管(28)的下端均从所述太阳能集热箱底部穿出， 并与所述集热箱联通，在所述集热箱内输入管(35)的管口比输出管(28)的管口低；调整圈(29)与输出管(28)的口部以螺纹联接；调整圈(37)与输入管(35)的口部以螺纹联接； 支板(31)用支柱(30)和支柱(36)联接支撑，支柱(30)和支柱(36)与导热板(1)水平底 面的上平面垂直固定；截面为四角倒圆的矩形的滑杆(33)垂直滑动地穿过支板(31);滑杆 (33)的上端与浮子(32)联接；台阶板(34)联接在滑杆(33)的下端，台阶板(34)的左部 上平面顶住调整圈(29)的下端面，台阶板(34)的右部上平面顶住调整圈(37)的下端面； 转动调整圈(29)和调整圈(37)，使它们的下端面与台阶板(34)的上面压紧。
4. 根据权利要求1所述太阳能电热发生装置，其特征是所述集热箱不设置太阳能电 池(13)，根据在集热板朝阳面是否涂所述选择性吸收涂层材料，确定是否在集热板朝阳面 设置透光保护材料。
5. 根据权利要求1所述太阳能电热发生装置，其特征是所述集热箱箱壳全用吸热、导 热材料制成任意合适形状，并在外表面涂黑色涂料。
6. 根据权利要求l所述太阳能电热发生装置，其特征是将所述集热箱与保温箱(38) 上下并接起来，将所述流体保温输入管做成弯头形的流体输入管(39)，输入管(39)从所述 集热箱的侧面与集热箱联通，将所述保温箱的底直接固定于建筑顶部或其它基础。
专利摘要太阳能电热发生装置。设置太阳能集热箱，其箱体由导热板和集热板联结组成，集热板朝阳放置，导热板处于阴面；在集热板的朝阳面涂选择性吸收涂层材料；在导热板的外表面用保温材料包裹；在集热板的朝阳面联结太阳能电池；流体保温输入管、流体保温输出管均从集热箱外部连接到箱内；在集热箱内输入管口比输出管口低；流体保温输出管与设置在集热箱下方的流体保温箱联通；保温流体输入管的下端接流体供给管道或设备；在集热箱内设置浮子式阀门机构，该机构根据流体两个温度下的密度差控制所述输入管和输出管的开闭，从而使集热箱内的被加热到设定温度的流体流入保温箱，而凉的流体补充进集热箱。太阳能电热装置成本低、效率高、寿命长，易推广。
文档编号F16K31/18GK201476334SQ200920216359
公开日2010年5月19日 申请日期2009年9月11日 优先权日2009年9月11日
发明者刘新广 申请人:刘新广