專利名稱：一種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于太陽能熱電領域，特別涉及一種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置。
背景技術：
目前利用最多的能源是燃料的化學能，通過燃燒，燃料的化學能轉換成熱能，再將 熱能轉化成機械能最后產生電能，熱能通過熱能動力裝置轉換為機械能的效率較低，這就 造成了發(fā)電效率降低，熱能或化學能直接轉化為電能的發(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)電技術存在發(fā)電效率低、成本高，還沒有形成規(guī)?；瘧?，燃料電池 技術亦還未成熟，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，運用成熟的技術 達到熱能與電能的聯(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)換熱器加熱水產生蒸汽推動汽輪機發(fā)電，具有效率低，成本高的缺點。

發(fā)明內容
為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，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，可將太陽能同時轉換為熱能與電能，具有效率高，成本低的優(yōu)點。 為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為 —種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置，由兩個或兩個以上的熱電單元連接而成，每個熱 電單元的兩端配置有法蘭l，熱電單元的外部為外套管2，熱電單元的內部配置有內套管3， 至少一個外傳熱管4位于外套管2與內套管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，內壁涂有反射涂層，內套管3外壁涂有反射涂層，內套管3中配置有至少一 個內傳熱管6，外傳熱管4與內傳熱管6連接的彎頭7固定在法蘭1上，外傳熱管4和內傳 熱管6通過彎頭7兩兩交錯相連，外傳熱管4、內傳熱管6及彎頭7構成的封閉回路充灌有 磁性液體8，在內傳熱管6的兩端設置有發(fā)電機構9 ;在內套管3與內傳熱管6之間有冷卻 水10流過；所說的發(fā)電機構9包括位于內傳熱管6兩端的外壁上纏繞的至少兩個感應線圈 12，感應線圈12串聯(lián)后與外部的負載13相連形成一個回路，感應線圈12的外部套有永磁 鐵環(huán)ll。 外傳熱管4、內傳熱管6及彎頭7的內徑小于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、內傳熱管6及彎頭7構成的封閉回路抽真空，充灌磁性液體8后， 磁性液體8會在外傳熱管4、內傳熱管6及彎頭7構成的封閉回路內會形成一段汽一段液 的結構，即液塞和汽彈，太陽能輻射穿過外套管2，在外套管2和內套管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，產生蒸汽，而汽彈受熱后將膨脹，推動相鄰的液塞運動，當外傳熱管4中 磁性液體8形成的汽彈液塞運動到內傳熱管6時，磁性液體8首先被內傳熱管6兩端的發(fā) 電機構9中的永磁鐵環(huán)11磁化，由于磁性液體8的汽彈液塞結構，穿過感應線圈12的磁通將會發(fā)生變化，產生感應電動勢，實現(xiàn)發(fā)電，磁性液體8經(jīng)過發(fā)電機構9后與內套管3中的 冷卻水IO進行換熱，加熱冷卻水10，達到了熱電聯(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，完成一個循環(huán)，同時開始另一個循環(huán)。 由于本發(fā)明的熱電單元同時采用脈動熱管技術與磁性液體發(fā)電技術，故而可將太 陽能同時轉換為熱能與電能，具有效率高，成本低的優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明熱電單元的結構示意圖。 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)電機構9的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細描述。 參見圖1、2、3，一種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置，由兩個或兩個以上的熱電單元連接 而成，每個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，熱電單元的內部配置有內套管3，至少一個外傳熱管4位于外套 管2與內套管3的之間的環(huán)形腔體5中，外傳熱管4構成了脈動熱管的蒸發(fā)段部分，外套管 2外壁涂有太陽能吸收涂層，內壁涂有反射涂層，內套管3外壁涂有反射涂層，傳熱管4外 壁涂有太陽能吸收涂層，太陽光進入傳熱單元后就不會被反射出去，太陽能輻射能夠完全 被外傳熱管4吸收，并將太陽能轉換為磁性液體8的熱能，內套管3中配置有至少一個內傳 熱管6，內傳熱管6作為脈動熱管的冷凝段與絕熱段部分，內傳熱管6的冷凝段位于中間部 分，內傳熱管6的絕熱段位于兩端，外傳熱管4和內傳熱管6通過彎頭7兩兩交錯相連，構 成封閉的回路，即為一個脈動熱管，在內傳熱管6的兩端設置有發(fā)電機構9，在內套管3與內 傳熱管6之間有冷卻水10流過，發(fā)電機構9包括位于內傳熱管6兩端的外壁上纏繞的至少 兩個感應線圈12，感應線圈12串聯(lián)后與外部的負載13相連形成一個回路，感應線圈12的 外部套有永磁鐵環(huán)11。外傳熱管4、內傳熱管6及彎頭7的內徑小于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、內傳熱管6及彎頭7構成的封閉回路抽真空，充灌磁性液體8后，由 于毛細作用，磁性液體8會在外傳熱管4、內傳熱管6及彎頭7構成的封閉回路內會形成一 段汽一段液的結構，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，產生蒸汽，而汽彈受熱后將膨脹，推動 相鄰的液塞運動，當磁性液體8形成的汽彈液塞運動到內傳熱管6的兩端時，磁性液體8首 先被內傳熱管6兩端的發(fā)電機構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 塞結構，穿過感應線圈12的磁通將會隨時間發(fā)生變化，感應線圈12產生感應電動勢，實現(xiàn) 發(fā)電，通過與感應線圈12相連的負載可將電能存儲或利用，磁性液體8經(jīng)過發(fā)電機構9后 與內套管3中的冷卻水10進行換熱，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，固體的導熱系數(shù)高于液體的導熱系數(shù)，因此磁性液體的導熱系數(shù)也總高于其基液的導熱系數(shù)，提高太陽能的利用率，達到了熱電聯(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，完成一個循環(huán)，同時 開始另一個循環(huán)。 附圖中1為法蘭；2為外套管；3為內套管；4為外傳熱管；5為環(huán)形腔體；6為內 傳熱管；7為彎頭；8為磁性液體；9為發(fā)電機構；10為冷卻水；11為永磁鐵環(huán)；12為感應線
圈；13為負載。
權利要求
一種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置，其特征在于，由兩個或兩個以上的熱電單元連接而成，每個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)，熱電單元的內部配置有內套管(3)，至少一個外傳熱管(4)位于外套管(2)與內套管(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，內壁涂有反射涂層，內套管(3)外壁涂有反射涂層，內套管(3)中配置有至少一個內傳熱管(6)，外傳熱管(4)與內傳熱管(6)連接的彎頭(7)固定在法蘭(1)上，外傳熱管(4)和內傳熱管(6)通過彎頭(7)兩兩交錯相連，外傳熱管(4)、內傳熱管(6)及彎頭(7)構成的封閉回路充灌有磁性液體(8)，在內傳熱管(6)的兩端設置有發(fā)電機構(9)，發(fā)電機構(9)包括位于內傳熱管(6)兩端的外壁上纏繞的至少兩個感應線圈(12)，感應線圈(12)串聯(lián)后與外部的負載(13)相連形成一個回路，感應線圈(12)的外部套有永磁鐵環(huán)(11)。
2. 根據(jù)權利要求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)、 內傳熱管(6)及彎頭(7)的內徑小于4毫米。
3. 根據(jù)權利要求l所述的一種太陽能熱電聯(lián)合利用裝置，其特征在于，在內套管(3)與 內傳熱管(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，由兩個或兩個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，內部配置有內套管，外傳熱管位于外套管與內套管之間的環(huán)形腔體中，內套管中配置有內傳熱管，外傳熱管與內傳熱管連接的彎頭固定在法蘭上，其構成的封閉回路充灌有磁性液體，在內傳熱管的兩端設置有發(fā)電機構，在內套管與內傳熱管之間有冷卻水流過，本發(fā)明的熱電單元同時采用脈動熱管技術與磁性液體發(fā)電技術，可將太陽能同時轉換為熱能與電能，具有效率高，成本低的優(yōu)點。
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