专利名称：一种太阳能热电联合利用装置的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳能热电领域，特别涉及一种太阳能热电联合利用装置。
背景技术：
目前利用最多的能源是燃料的化学能，通过燃烧，燃料的化学能转换成热能，再将 热能转化成机械能最后产生电能，热能通过热能动力装置转换为机械能的效率较低，这就 造成了发电效率降低，热能或化学能直接转化为电能的发电方式有太阳能光伏发电及燃料 电池等，太阳能光伏发电技术存在发电效率低、成本高，还没有形成规模化应用，燃料电池 技术亦还未成熟，没有在市场上推广。 现有的太阳能热电联合利用装置基本是将太阳能辐射作为热源，运用成熟的技术 达到热能与电能的联合利用，如槽式太阳能热电系统，通过多组太阳能集热器将系统里的 油加热至高温并流经换热器加热水产生蒸汽推动汽轮机发电，具有效率低，成本高的缺点。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种太阳能热电联合利用
装置，可将太阳能同时转换为热能与电能，具有效率高，成本低的优点。 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为 —种太阳能热电联合利用装置，由两个或两个以上的热电单元连接而成，每个热 电单元的两端配置有法兰l，热电单元的外部为外套管2，热电单元的内部配置有内套管3， 至少一个外传热管4位于外套管2与内套管3的之间的环形腔体5中，外套管2外壁涂太 阳能吸收涂层，内壁涂有反射涂层，内套管3外壁涂有反射涂层，内套管3中配置有至少一 个内传热管6，外传热管4与内传热管6连接的弯头7固定在法兰1上，外传热管4和内传 热管6通过弯头7两两交错相连，外传热管4、内传热管6及弯头7构成的封闭回路充灌有 磁性液体8，在内传热管6的两端设置有发电机构9 ;在内套管3与内传热管6之间有冷却 水10流过；所说的发电机构9包括位于内传热管6两端的外壁上缠绕的至少两个感应线圈 12，感应线圈12串联后与外部的负载13相连形成一个回路，感应线圈12的外部套有永磁 铁环ll。 外传热管4、内传热管6及弯头7的内径小于4毫米。
—种太阳能热电联合利用装置，其工作原理为 将外传热管4、内传热管6及弯头7构成的封闭回路抽真空，充灌磁性液体8后， 磁性液体8会在外传热管4、内传热管6及弯头7构成的封闭回路内会形成一段汽一段液 的结构，即液塞和汽弹，太阳能辐射穿过外套管2，在外套管2和内套管3之间的环形腔体5 中被外传热管4所吸收，热量传递给管内的磁性液体8，磁性液体8形成的液塞在吸热后部 分液体发生相变，产生蒸汽，而汽弹受热后将膨胀，推动相邻的液塞运动，当外传热管4中 磁性液体8形成的汽弹液塞运动到内传热管6时，磁性液体8首先被内传热管6两端的发 电机构9中的永磁铁环11磁化，由于磁性液体8的汽弹液塞结构，穿过感应线圈12的磁通将会发生变化，产生感应电动势，实现发电，磁性液体8经过发电机构9后与内套管3中的 冷却水IO进行换热，加热冷却水10，达到了热电联合利用，最后磁性液体8在惯性的作用下 回到外传热管4，完成一个循环，同时开始另一个循环。 由于本发明的热电单元同时采用脉动热管技术与磁性液体发电技术，故而可将太 阳能同时转换为热能与电能，具有效率高，成本低的优点。
图1为本发明热电单元的结构示意图。 图2是本发明热电单元的剖面图。 图3是本发明的发电机构9的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。 参见图1、2、3，一种太阳能热电联合利用装置，由两个或两个以上的热电单元连接 而成，每个热电单元的两端配置有法兰l，通过法兰l可以将所有的热电单元连接起来，热 电单元的外部为外套管2，热电单元的内部配置有内套管3，至少一个外传热管4位于外套 管2与内套管3的之间的环形腔体5中，外传热管4构成了脉动热管的蒸发段部分，外套管 2外壁涂有太阳能吸收涂层，内壁涂有反射涂层，内套管3外壁涂有反射涂层，传热管4外 壁涂有太阳能吸收涂层，太阳光进入传热单元后就不会被反射出去，太阳能辐射能够完全 被外传热管4吸收，并将太阳能转换为磁性液体8的热能，内套管3中配置有至少一个内传 热管6，内传热管6作为脉动热管的冷凝段与绝热段部分，内传热管6的冷凝段位于中间部 分，内传热管6的绝热段位于两端，外传热管4和内传热管6通过弯头7两两交错相连，构 成封闭的回路，即为一个脉动热管，在内传热管6的两端设置有发电机构9，在内套管3与内 传热管6之间有冷却水10流过，发电机构9包括位于内传热管6两端的外壁上缠绕的至少 两个感应线圈12，感应线圈12串联后与外部的负载13相连形成一个回路，感应线圈12的 外部套有永磁铁环11。外传热管4、内传热管6及弯头7的内径小于4毫米。
—种太阳能热电联合利用装置，其工作原理为 将外传热管4、内传热管6及弯头7构成的封闭回路抽真空，充灌磁性液体8后，由 于毛细作用，磁性液体8会在外传热管4、内传热管6及弯头7构成的封闭回路内会形成一 段汽一段液的结构，即液塞和汽弹，太阳能辐射穿过外套管2，由于涂层的作用，太阳光在外 套管2和内套管3之间的环形腔体5中被外传热管4所完全吸收，热量传递给磁性液体8， 磁性液体8形成的液塞在吸热后部分液体发生相变，产生蒸汽，而汽弹受热后将膨胀，推动 相邻的液塞运动，当磁性液体8形成的汽弹液塞运动到内传热管6的两端时，磁性液体8首 先被内传热管6两端的发电机构9中的永磁铁环11沿轴向磁化，由于磁性液体8的汽弹液 塞结构，穿过感应线圈12的磁通将会随时间发生变化，感应线圈12产生感应电动势，实现 发电，通过与感应线圈12相连的负载可将电能存储或利用，磁性液体8经过发电机构9后 与内套管3中的冷却水10进行换热，加热冷却水10，由于磁性液体8中含有纳米尺寸的磁 性颗粒，磁性颗粒为固体，固体的导热系数高于液体的导热系数，因此磁性液体的导热系数也总高于其基液的导热系数，提高太阳能的利用率，达到了热电联合利用的目的，最后磁性 液体8在惯性的作用下回到外传热管4，继续吸收太阳能辐射的热量，完成一个循环，同时 开始另一个循环。 附图中1为法兰；2为外套管；3为内套管；4为外传热管；5为环形腔体；6为内 传热管；7为弯头；8为磁性液体；9为发电机构；10为冷却水；11为永磁铁环；12为感应线
圈；13为负载。
权利要求
一种太阳能热电联合利用装置，其特征在于，由两个或两个以上的热电单元连接而成，每个热电单元的两端配置有法兰(1)，热电单元的外部为外套管(2)，热电单元的内部配置有内套管(3)，至少一个外传热管(4)位于外套管(2)与内套管(3)的之间的环形腔体(5)中，外套管(2)外壁涂太阳能吸收涂层，内壁涂有反射涂层，内套管(3)外壁涂有反射涂层，内套管(3)中配置有至少一个内传热管(6)，外传热管(4)与内传热管(6)连接的弯头(7)固定在法兰(1)上，外传热管(4)和内传热管(6)通过弯头(7)两两交错相连，外传热管(4)、内传热管(6)及弯头(7)构成的封闭回路充灌有磁性液体(8)，在内传热管(6)的两端设置有发电机构(9)，发电机构(9)包括位于内传热管(6)两端的外壁上缠绕的至少两个感应线圈(12)，感应线圈(12)串联后与外部的负载(13)相连形成一个回路，感应线圈(12)的外部套有永磁铁环(11)。
2. 根据权利要求l所述的一种太阳能热电联合利用装置，其特征在于，外传热管(4)、 内传热管(6)及弯头(7)的内径小于4毫米。
3. 根据权利要求l所述的一种太阳能热电联合利用装置，其特征在于，在内套管(3)与 内传热管(6)之间有冷却水(10)流过。
全文摘要
一种太阳能热电联合利用装置，由两个或两个以上的热电单元连接而成，热电单元的两端配置有法兰，外部为外套管，内部配置有内套管，外传热管位于外套管与内套管之间的环形腔体中，内套管中配置有内传热管，外传热管与内传热管连接的弯头固定在法兰上，其构成的封闭回路充灌有磁性液体，在内传热管的两端设置有发电机构，在内套管与内传热管之间有冷却水流过，本发明的热电单元同时采用脉动热管技术与磁性液体发电技术，可将太阳能同时转换为热能与电能，具有效率高，成本低的优点。
文档编号F03G6/06GK101725489SQ20091021930
公开日2010年6月9日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者何永清, 毕勤成 申请人:西安交通大学