专利名称：一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置的制作方法
技术领域：
节能领域与温差发电太阳能热水器发电技术。
技术背景
现有的太阳能热水器只能使用热水，使用单一。发明内容
实际上，在现有的太阳能热水器的保温水箱内插入连接一套热管产热，并由热管连接热电偶温差发电片，再连接一套热管制冷就可利用太阳能热水器保温水箱内的热水与外界的冷源进行最佳的温差发电，本实用新型开发出了"一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置"。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案
冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)水平端保温储热水箱内热管(B2)的蒸发段(B2-l)插入连接在太阳能热水器(A)上的保温储热水箱(Al)的水箱内胆(A2)内，冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)垂直端插入连接在冷源箱(F)上面的箱盖(F2)上的穿热管孔(F3)穿过并紧固后插入在箱底桶(Fl);在冷源箱内热管(B3)的绝热段(B3-2)外面连接着绝热段保温罩(E2);冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)内的热电偶片(D1 DX)顺次由热电偶片电源输出电源线(DC0)连接充放电控制器(DC2)再连接电源输出插座(DC3)和电源连接线(DC1)连接蓄电池(DC);充放电控制器(DC2)、电源输出插座(DC3)和蓄电池(DC)可安置在太阳能热水器(A)的框架(A6)内，构成了一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置。
一、本实用新型中采用了超导热管技术
热管的来源热管是在1963年为美国加州大学拉斯阿拉摩斯研究所的格鲁佛氏所发明。顾名思义它是一种具有高效率传热性能的管子，它是在热传递学者不断的研究及寻求高效率导热装置下的产物。
热管的构造热管大致说来是一根细长、中空、二头封闭的金属管子。它有15公分长的，也有15公尺长的，其外部形状不拘，在理论上几乎任何形状的设计都是可以的，管子的内壁附
着一层毛细物体(重力热管中没有毛细物体)，毛细物体内浸湿着液体，这种液体称之为热管的工作液，如此便是通常的热管了。然而在实际上生产制造时并不如此单纯，其结构依导热量及温度的不同而异。目前已制成的热管有用黄铜、镍、不锈钢、钨及其它合金做外壳的。
热管的基本工作原理当热管的一端置于较高温处而让另一端在较低温处时，传热现象便开始产生。热由高温处首先穿过金属管壁进入毛细物体中，毛细物体内的工作液受热开始蒸发。热管在高温处的部份便称之为蒸发部份。蒸发后的汽体聚集在蒸发部份的中空管内，同时向热管的另一端流动。由于热管的另一端接触到较低温处，当汽体到达较冷的另一端时便开始冷凝，在此时热量就由汽体穿过毛细物体，工作液及金属管壁而传入较低温部份。因此热管在较低温的部份便称之为冷凝部份。在冷凝部份内原先由蒸发部份蒸发的汽体又凝结成了液体，这些冷凝后的液体因毛细现象的作用自冷凝部份又流回了蒸发部份，如此流体循环不息，热量由高温
5处便传到了低温处，这便是热管的传热原理。因为蒸发和冷凝现象在几乎相同的汽压下进行，管内的温差非常小。至于热管二端外壳的温差，则主要由于热传导由管壁外缘经过毛细物体，工作液到汽体所致。
如把热管和同体积金属棒的二端置于同样温差之下，热管的导热量可以达到金属棒的千倍以上。换句话说，当同样的热暈通过热管和同体积的金属棒时，热管二端的温差要比金属棒小很多。由于这种特性，热管常被称为"近等温导热"装置。统而言之，热管在结构及原理上最特出的一点是毛细物体及毛细现象的应用。
散热热管可伸出于发热装置之外，以增加发热装置的散热面积。由于热管的导热量大于同体积的金属棒，它可取代一般散热鳍的金属片而增加其散热量。
"热管"有较大的传热能力，热管巧妙的组织了热阻较小的沸腾和凝结两种相变过程，使它的导热系数高达紫铜导热系数的数倍以至数千倍。"热管"不需要输送泵以及密封润滑，结构简单无运动部件和噪音。如 一根长0.6m直径13mm重0.34kg"热管"在10(TC工作温度下，输送200W能量，其温降0.5'C，而输送同等能量同样长的实心铜棒重量为22.7kg，温差高达70°C。"热管换热器"的冷、热流体完全分开流动，可以比较容易的实现冷、热流体的完全逆流换热；同时冷热流体均在管外流动，由于管外流动的换热系数远高于管内流动的换热系数，且两侧受热面均可采用扩展受热面，用于品位较低的热能的回收非常经济。
"热管"又称"超导热管"或"介质导热管"，是近年发展起来的一种新型热传导元件。它打破了传统的以水为介质的传热方式，可将大量热量通过极小的截面积实现远距离快速传输而无需外加动力，从而实现了高效、节能、低耗的目的。经测试，其传热速度可达80 100厘米/秒，是银、铜、铝等良导体的数千倍；传输过程几乎是等温传热，热损耗基本可以忽略不计；而使用寿命高达上万至数万小时。
热管技术的特点1、高速度的热传导效果；2、重量轻且构造简单；3、温度分布平均，可作均温或等温动作；4、热传输量大、热传送距离长；5、没有主动组件，本身并不耗电；6、可以在无重力力场的环境下使用；7、没有热传方向的限制，蒸发端以及凝结端可以互换；8、容易加工以改变热传输方向；9、耐用、寿命长、可靠，易存放保管；10、价格低廉。
二、本实用新型中采用了热电偶半导体温差发电技术
1821年，德国物理学家塞贝克发现，在两种不同的金属所组成的闭合回路中，当两接触处的温度不同时，回路中会产生一个电势，此所谓"塞贝克效应"，这就是温差发电的原理。
1834年，法国实验科学家帕尔帖发现了它的反效应两种不同的金属构成闭合回路，当回路中存在直流电流时，两个接头之间将产生温差，此所谓珀尔帖效应，这就是热电制冷的依据。
1837年，俄国物理学家愣次又发现，电流的方向决定了吸收还是产生热量，发热(制冷)量的多少与电流的大小成正比。
热电制冷的理论基础是固体的热电效应，在无外磁场存在时，它包括五个效应，导热、焦耳热损失、西伯克效应、帕尔帖效应和汤姆逊效应。
1856年，汤姆逊利用他所创立的热力学原理对塞贝克效应和帕尔帖效应进行了全面分析，并将本来互不相干的塞贝克系数和帕尔帖系数之间建立了联系。汤姆逊认为，在绝对零度时，帕尔帖系数与塞贝克系数之间存在简单的倍数关系。在此基础上，他又从理论上预言了一种新的温差电效应，即当电流在温度不均勾的导体中流过时，导体除产生不可逆的焦耳热之外，还要吸收或放出一定的热量(称为汤姆孙热)这就是热电制冷的依据。或者反过来，当一根金属棒的两端温度不同时，金属棒两端会形成电势差。这一现象后叫汤姆孙效应(Thomson effect)，
6成为继塞贝克效应和帕尔帖效应之后的第三个热电效应(thermoelectric effect)。汤姆逊效应是 导体两端有温差时产牛电势的现象，帕尔帖效应是带电导体的两端产生温差(其中的一端产生
热暈，另一端吸收热量)的现象，两者结合起来就构成了塞贝克效应。S就是温差发电的原理。 汤姆逊效应的物理学解释是余属中温度不均匀时，温度高处的自由电子比温度低处的自 由电子动能大。像气体一样，当温度不均匀时会产生热扩散，因此自由电子从温度高端向温度 低端扩散，在低温端堆积起来，从而在导体内形成电场，在金属棒两端便引成一个电势差。这 种自由电子的扩散作用一直进行到电场力对电子的作用与电子的热扩散平衡为止。
热电制冷令M电通过半导体热电堆，即可在一端产生冷效应，在另一端产生热效应。 热电制冷又称作温差电制冷，或半导体制冷，它是利甩热电效应(即帕米尔效应)的一种 制冷方法。
温差发电是一种新型的发电方式，利用塞贝尔效应将热能直接转换为电能。 温差半导体发电技术，它的工作原理是在两块不同性质的半导体两端设置一个温差，于是
在半导体上就产生了直流电压。以半导体温差发电模块制造的半导体发电机，只要有温差存在即
能发电。
温差半导体发电其内阻小、耐高温、工作时无噪音、无污染，免维护、寿命长、性能稳定
等特点，因而是一种应用广泛的便携电源。可在零下40摄氏度的寒冷环境中迅速启动，因此在 实际中得到越来越广泛的应用。
这种发电方法是将冷/热倉ia接转变成电能，它不但与两结温度有关，且与所用导体的性质
有关。这种发电法的优点是^S:有转动的机械部分，不会有磨损现象，故可长久使用，但欲达高 效率需要温度很高的热源，有时利用数层热电物质之层叠(cascade或staging)以达高效率的效果。 若两面温差能达到摄氏60度，贝拨电电压可达到3.5￥，电流可达到5A以上。 半导体温差发电机，目前主要用于油田、野外、军事等领域。
随着保护环境、节约能源的呼声越来越高、利用温差发电就是发展的大方向、从小型器件 到大型电站，越来越多地从实验室理论应用到实践中去。
本实用新型的创新点在于 技术路线一利用原太阳能热水器保温储水箱内的高温热水作为热源，在保温储水箱一端插 入连接热管的绝热段，并使蒸发段插入保温储水箱胆内的高温热水内，再由热管的冷凝段(或 加装连接散热器)连接热电偶，作为温差发电热电偶一面的热源；由于热管在换热或换冷过程 中的热或冷的损失可忽略不计，故保温储水箱胆内的高温热水温度也会保持不降(微降，可忽 略不计)，这就可保证正常作用热水；故，作为热电偶用来进行温差发电， 一是不会影响保温 储水箱内的高温热水降温，二是可在没有太阳时继续利用保温储水箱内的高温热水进行发电。
技术路^z::再由另一组热管的冷凝段(或加装连接散热器)连接热电偶，作为温差发电
热电偶另一面的冷源，在蒸发段连接一保温冷源箱，在冷源箱内储有自来水，在冬季可结冰， 作为热电偶的冷源使用。在有太阳时，太阳一方面加热保温储水箱内的高温热水，另一方面可 进行温差发电，电源由热电偶连接的电源引线连接着充放电控制器，再连接蓄电池，最后由电 源输出插座输出供负载家用电器使用。
本实甩新型的有益效果
本实甩新型一是不k电，二是可利用太阳能和温差效应发电的可再生能源，具有节能、无 污染的社会与经济效益。价格低廉，按装和维护很容易，推广应用快，我们有能力和有技术知 道怎么生产廉价的、没有生态问题的、可再生的能源，它的市场一旦打开，对全球的影响是不 可估量的。特别适用于农村、小型单位、饭店、理发店、农村小学、野外作业用于烧水、蒸、 煮、炒、煉、炸等炊事之用，是人们理想的不花钱无污染的绿^JB源。200920005020.2
图1:太阳能热水器连接热管热热电偶片的热源装置示意图。 图2:热管冷凝段连接散热器的示意图-
图2-1:圆管式热管冷凝段连接散热器的示意图
图2-2:热管蒸发段为小圆长管，冷凝段为大圆短管连接散热器的示意图。 图3:热管冷凝段连接散热器的制作示意图 图3-1:散热器剖面图； 图3-2:散热器断面图； 图3-3:散热器连接热管冷凝段剖面图； 图3-4:散热器连接热管冷凝段断面图； 图3-5:散热器连接热管冷凝段平面图3-6:散热器连接热管冷凝段现连接热电偶的平面图。
图4:热管多边形冷凝段的制作示意图 图4-1:热管长方形冷凝段的剖面示意图； 图4-2:热管长方形冷凝段的三维示意图； 图4-3:热管方形冷凝段的平面示意图； 图4-4:热管多边形冷凝段的平面示意图。 图5:热管冷凝段连接热电偶片的输出电压电路连接图
图5-1:热管冷凝段连接热电偶片输出电压为3. 5V的并联电路连接图 图5-2:热管冷凝段连接热电偶片输出电压为7V的串/并联电路连接图 图5-3:热管冷凝段连接热电偶片输出电压为14V的串联电路连接图。 图6:双热管冷凝段中间连接热电偶进行温差发电装置的示意图
图6-1:保温热水箱内插入连接热管蒸发段与冷凝段或连接散热器装置的示意图； 图a:保温热水箱连接热管绝热段的开孔位置图示； 图b:保温热水箱连接热管绝热段与蒸发段与散热器的图示； 图c:热管蒸发段与冷凝段连接散热器的图示； 图6-2:保温热水箱内插入连接热管蒸发段与冷凝段或连接散热器与再连接热电偶片的示 意图a:保温热水箱连接热管绝热段与蒸发段与散热器再连接热电偶的图示； 图b:管绝蒸发段与散热器再连接热电偶的图示； 图6-3:保温热水箱内插入连接热管蒸发段与冷凝段或连接散热器与再连接热电偶片和再 连接热管冷凝段或散热器的温差发电装置的示意图。 图a:保温热水箱连接热管绝热段与蒸发段与散热器再连接热电偶和热管冷源散热器 装置的图示；
图b:热管蒸发段散热器连接热电偶和热管冷源散热器装置的图示。 图7:本实用新型的一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置平面示意图。 图8:原太阳能热水器的保温热水箱一侧的热管连接孔位置示意图。 图9:原太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置剖面示意图。图10:太阳能热水器连接热管热电偶的冷/热源热管热电偶发电装置采用风冷装置剖面示意图。
图中太阳能热水器(A)、保温储热水箱(Al)、水箱内胆(A2)、进水管口 (A3)、供 热水管口 (A4)、集热真空管(A5)、框架(A6)、高温热水(A7)、保温储热水箱一侧热管 连接孔(A8)、热管(B)、太阳能热水器集热热管(Bl)、蒸发段(Bl-1)、绝热段(B1-2)、 冷凝段(B1-3)、保温储热水箱内热管(B2)、蒸发段(B2-1)、绝热段(B2-2)、连接螺栓 (B2-0)、冷凝段(B2-3)、冷凝段散热器(B2-3/C1)、胆内热管蒸发段固定圈(B2-4)、热 源热管传输装置(BCDE)、冷源箱内热管(B3)、连接螺栓(B3-0)、蒸发段(B3-1)、绝热 段(B3-2)、冷凝段(B3-3)、冷凝段散热器(B3-3/C2)、冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)、 梳状风冷散热器(W)、冷/热源热管梳状风冷散热器热电偶发电装置(BCDWE)、热管长方形冷 凝段(B4)、蒸发段(B4-1)、绝热段(B4-2)、冷凝段(B4-3)、锥形縮管口 (B4-4)、冷 凝段边长(B4-5)、冷凝段边高(B4-6)、冷凝段边宽(B4-7)、热管方形冷凝段(B5)、蒸 发段(B5-1)、冷凝段(B5-3)、热管多边形冷凝段(B6)、蒸发段(B6-1)、冷凝段(B6-3)、 散热器(C)、热源散热器(Cl)、上散热块(C1-1)、下散热块(Cl-2)、冷源散热器(C2)、 上散热块(C2-l)、下散热(C2-2)块、连接孔(C3)、螺栓(C4)、冷凝段连接圆孔(C00)、 下散热块半圆(CO-1)、上散热块半圆(CO-2)、热电偶片的热源装置(DB)、热电偶片(D); 热电偶片(Dl)、热电偶片(D2)、热电偶片(D3)、热电偶片(D4)、热电偶片(D1 D4)、 热电偶片(D5)、热电偶片(D6)、热电偶片(D7)、热电偶片(D8)、蓄电池(DC)、热电 偶片电源输出电源线(DC0)、电源连接线(DC1)、充放电控制器(DC2)、电源输出插座(DC3)、 保温罩(E)、温差发电装置保温罩(El)、绝热段保温罩(E2)、冷源箱(F)、箱底桶(Fl)、 箱盖(F2)、冷源为水或冰(F0)、穿热管孔(F3)、进水管口 (F4)、蓄电池正极(V+)、 蓄电池负极(V-)。 实施例
实施例一
在图1中太阳能热水器(A)、保温储热水箱(Al)、水箱内胆(A2)、进水管口 (A3)、 (A4)供热水管口、集热真空管(A5)、框架(A6)、高温热水(A7)、保温储热水箱一侧热 管连接孔(A8)、热管(B)、太阳能热水器集热热管(Bl)、蒸发段(B1-1)、绝热段(B1-2)、 冷凝段(B1-3)、保温储热水箱内热管(B2)、蒸发段(B2-1)、绝热段(B2-2)、连接螺栓 (B2-0)、冷凝段(B2-3)、胆内热管蒸发段固定圈(B2-4)、散热器(C)、热电偶片(D)、 保温罩(E)、热源热管传输装置(BCDE)、冷源箱(F)。
在图中在太阳能热水器(A)连接的保温储热水箱(Al)内的水箱内胆(A2)内连接着胆 内热管蒸发段固定圈(B2-4)，在保温储热水箱(Al)水平一侧开有保温储热水箱一侧热管连 接孔(A8);保温储热水箱内热管(B2)的绝热段(B2-2)上连接着连接螺栓(B2-0)与冷凝 段(B2-3)、在冷凝段上连接着散热器(C);在散热器(C)上连接着热电偶片(D);在散热 器(C)和热电偶片(D)的外面包裹保温罩(E)组成了热源热管传输装置(BCDE);在热源热 管传输装置(BCDE)的下端连接着冷源箱(F);在保温储热水箱(Al)内的水箱内胆(A2)内 连接着胆内热管蒸发段固定圈(B2-4)，把保温储热水箱内热管(B2)的蒸发段(B2-l)插入 保温储热水箱一侧热管连接孔(A8)内，蒸发段(B2-1)穿过胆内热管蒸发段固定圈(B2-4); 保温储热水箱内热管(B2)的绝热段(B2-2)上连接着连接螺栓(B2-0),冷凝段(B2-3)紧固连接在保温储热水箱一侧热管连接孔(A8)内，在保温储热水箱内热管(B2)的冷凝段(B2-3) 上连接着散热器(C)与热电偶片(D)组成了供热电偶片的热源装置(DB)。
在图2中保温储热水箱内热管(B2)、蒸发段(B2-1)、绝热段(B2-2)、连接镙栓(B2-0)、 冷凝段(B2-3)、热源散热器(Cl)、上散热块(C1-1)、下散热块(C1-2)、热电偶片(Dl)、 热电偶片(D2)、温差发电装置保温罩(El)、热源热管传输装置(BCDE)。
在图中圆管式热管冷凝段连接散热器由保温储热水箱内热管(B2)的蒸发段(B2-1)、 绝热段(B2-2)、连接螺栓(B2-0)、冷凝段(B2-3)连接的热源散热器(Cl)组成；在绝热 段(B2-2)上连接着连接螺栓(B2-0)，在冷凝段(B2-3)上连接着上散热块(C1-1)和下散 热块(C1-2)组成了热源散热器(Cl);在热源散热器(Cl)的上散热块(Cl-1)或下散热块 (C1-2)上连接着热电偶片(Dl)和热电偶片(D2)构成了圆管式热管冷凝段连接散热器装置; 热管蒸发段为小圆长管，冷凝段为大圆短管连接散热器由保温储热水箱内热管(B2)的蒸发段 (B2-1)、绝热段(B2-2)、连接螺栓(B2-0)、冷凝段(B2-3)连接的热源散热器(Cl)组 成；在绝热段(B2-2)上连接着连接螺栓(B2-0),在冷凝段(B2-3)上连接着上散热块(C1-1) 和下散热块(C1-2)组成了热源散热器(Cl);在热源散热器(Cl)的上散热块(Cl-1)或下 散热块(C1-2)上连接着热电偶片(Dl)和热电偶片(D2)构成了热管蒸发段为小圆长管，冷 凝段为大圆短管连接散热器装置。
在图3中散热器(C)、热源散热器(Cl)、上散热块(Cl-1)、下散热块(C1-2)、冷 源散热器(C2)、上散热块(C2-1)、下散热块(C2-2)、连接孔(C3)、螺栓(C4)、冷凝 段连接圆孔(C00)、上散热块半圆(C0-1)、下散热块半圆(CO-2)、热电偶片(Dl)、热电 偶片(D2)。
在图中热管冷凝段热/冷源散热器(Cl)由上散热块(C1-1)下端的上散热块(CO-1)半 圆和上散热块上的连接孔(C3)和下散热块(Cl-2)上端的下散热块半圆(CO-2)组成的冷凝 段(C00)连接圆孔与散热块上下面的连接孔(C3)连接热管冷凝段(B2-3)经连接孔(C3)内 插入螺栓(C4)连接组成了热管冷凝段连接散热器装置；并在热/冷源散热器(Cl)的一侧连接 着热电偶片(Dl)和热电偶片(D2)。
在图4中热管长方形冷凝段(B4)、蒸发段(B4-1)、绝热段(B4-2)、冷凝段(B4-3)、 锥形縮管口 (B4-4)、冷凝段边长(B4-5)、冷凝段边高(B4-6)、冷凝段边宽(B4-7)、螺 栓(B4-0)、热管方形冷凝段(B5)、蒸发段(B5-l)、冷凝段(B5-3)、热管多边形冷凝段 (B6)、蒸发段(B6-1)、冷凝段(B6-3)。
在图中热管长方形冷凝段(B4)由圆管式的蒸发段(B4-1)连接绝热段(B4-2)再连接 有锥形縮管口 (B4-4)的长方形冷凝段(B4-3)组成；热管长方形冷凝段(B4)的外形体积设 计为冷凝段边长(B4-5) X冷凝段边高(B4-6) X冷凝段边宽(B4-7);在绝热段(B4-2)外 连接着螺栓(B4-0);热管方形冷凝段(B5)的外形体积设计为冷凝段(B5-3)为正方形，经 冷凝段(B5-3)下端的锥形缩管口连接着绝热段(B5-2)与蒸发段(B5-1);在在绝热段(B5-2) 外连接着螺栓(B5-0);热管多边形冷凝段(B6)的外形体积设计为蒸发段(B6-1)为多边形， 经冷凝段(B6-3)下端的锥形缩管口连接着绝热段(B6-2)与蒸发段(B6-1);在绝热段(B6-2) 外连接着螺栓(B6-0)。
在图5中热管长方形冷凝段或散热器(B4)、蒸发段(B4-1)、绝热段(B4-2)、冷凝段(B4-3)、热电偶片(Dl)、热电偶片(D2)、热电偶片(D3)、热电偶片(D4)。
在图中热管长方形冷凝段(B4)或散热器由绝热段(B4-2)与蒸发段(B4-1)组成了传 输冷/热源的热管；在热管长方形(B4)、冷凝段(B4-3)或散热器的一个面上或多个面上固定 连接着热电偶片(Dl)、热电偶片(D2)、热电偶片(D3)、热电偶片(D4);各热电偶片(D) 的正极与正极连接、负极与负极连接，构成了输出电压为3.57的并联电路；在热管长方形(B4) 冷凝段(B4-3)或散热器的一个面上或多个面上固定连接着热电偶片(Dl)、热电偶片(D2)、 热电偶片(D3)、热电偶片(D4);热电偶片(Dl)的正极连接热电偶片(D2)的负极；热电 偶片(D3)的正极连接热电偶片(M)的负极；热电偶片(M)的正极再连接热电偶片(D3) 的正极；热电偶片(D2)的负极再连接热电偶片(D4)的负极，构成了输出电压为7V的串/并 联电路；在(B4)热管长方形(B4-3)冷凝段或散热器的一个面上或多个面上固定连接着(Dl) 热电偶片、(D2)热电偶片、(D3)热电偶片、(D4)热电偶片；各(D)热电偶片的正极与负 极相串联连接，构成了输出电压为14V的串联电路。
在图6中太阳能热水器(A)、保温储热水箱(Al)、水箱内胆(A2)、进水管口 (A3)、
(A4)供热水管口、集热真空管(A5)、框架(A6)、高温热水(A7)、保温储热水箱一侧热 管连接孔(A8)、热管(B)、太阳能热水器集热热管(Bl)、蒸发段(B1-1)、绝热段(B1-2)、 冷凝段(B1-3)、保温储热水箱内热管(B2)、蒸发段(B2-1)、绝热段(B2-2)、连接螺栓
(B2-0)、冷凝段(B2-3)、胆内热管蒸发段固定圈(B2-4)、冷凝段散热器(B2-3/Cl)、冷 源箱内热管(B3)、连接螺栓(B3-0)、蒸发段(B3—1)、绝热段(B3-2)、冷凝段(B3-3)、 冷凝段散热器(B3-3/C2)、冷凝段散热器(B3-3/C2)、散热器(C)、热电偶片(D);热电 偶片(Dl)、热电偶片(D2)、热电偶片(D3)、热电偶片(D4)、温差发电装置保温罩(El)、 绝热段保温罩(E2)、热源热管传输装置(BCDE)、冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)、 冷源箱(F)、箱底桶(Fl)、箱盖(F2)、冷源为水或冰(F0)。
在图中在太阳能热水器(A)连接的保温储热水箱(Al)内的水箱内胆(A2)内连接着胆 内热管蒸发段固定圈(B2-4)，在保温储热水箱(Al)水平一侧开有保温储热水箱(A8) —侧 热管连接孔；保温储热水箱内热管(B2)的绝热段(B2-2)上连接着连接螺栓(B2-0)、冷凝 段(B2-3)，在冷凝段(B2-3)上连接着冷凝段散热器(B2-3/Cl);在冷凝段散热器(B2-3/C1) 上连接着热电偶片(Dl-D4);在冷凝段散热器(B2-3/C1)和热电偶片(Dl-D4)的外面包裹着 保温罩(El)组成了热源热管传输装置(BCDE)，在热源热管传输装置(BCDE)的下端连接着 冷源箱(F);在保温储热水箱(A1)内的水箱内胆(A2)内连接着胆内热管蒸发段固定圈(B2-4)， 把保温储热水箱内热管(B2)的蒸发段(B2-1)插入保温储热水箱一侧热管连接孔内(A8),
(B2-1)蒸发段穿过(B2-4)胆内热管蒸发段固定圈；(B2)保温储热水箱内热管的(B2-2) 绝热段上连接着(B2-0)连接螺栓(B2-3)紧固连接在(A8)保温储热水箱一侧热管连接孔内， 在保温储热水箱内热管(B2)的冷凝段上连接着冷凝段散热器(B2-3/C1)与热电偶片(Dl-D4) 组成了热源热管传输装置(BCDE);在热源热管传输装置(BCDE)的热电偶片(Dl-D4)另一面 连接着冷凝段散热器(B3-3/C2);冷凝段散热器(B3-3/C2)下端连接着带有连接螺栓(B3-0) 的绝热段(B3-2)与蒸发段(B3-1)的冷凝段散热器(B3-3/C2)，在外围包裹着温差发电装置 保温罩(El)，构成了冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE);冷源箱(F)由箱底桶(Fl)、 箱盖(F2)和冷源为水或冰(F0)组成；箱盖(F2)连接着进水管口 (F4)和开有穿热管孔(F3);
11在冷凝段散热器(B3-3/C2)下端连接着带有连接螺栓(B3-0)的绝热段(B3-2)插入冷源箱(F) 上的箱盖(F2)上面的穿热管孔(F3)并紧固连接螺栓(B3-0)构成一体；插入箱底桶盖(Fl) 紧固箱盖(F2)，组成了供温差发电的冷源水或冰(F0)装置，构成了双热管冷凝段中间连接 热电偶进行温差发电的装置系统。
在图7、 8、 9中太阳能热水器(A)、保温储热水箱(Al)、水箱内胆(A2)、集热真空 管(A5)、框架(A6)、保温储热水箱内热管(B2)、蒸发段(B2-1)、热源热管传输装置(BCDE)、 冷源箱内热管(B3)、连接螺栓(B3-0)、蒸发段(B3-1)、绝热段(B3-2)、冷凝段(B3-3)、 冷凝段散热器(B3-3/C2)、冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)、散热器(C)、热源散热 器(Cl)、冷源散热器(C2)、上散热块(C2-l)、螺栓(C4)、冷凝段连接圆孔(C00)、热 电偶片(D);热电偶片(D1 DX)、蓄电池(DC)、热电偶片电源输出电源线(DC0)、电源 连接线(DC1)、充放电控制器(DC2)、电源输出插座(DC3)、保温罩(E)、温差发电装置 保温罩(El)、绝热段保温罩(E2)、冷源箱(F)、箱底桶(Fl)、箱盖(F2)、冷源为水或 冰(FO)、穿热管孔(F3)、进水管口 (F4)、蓄电池正极(V+)、蓄电池负极(V-)。
在图中冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)水平端保温储热水箱内热管(B2)的蒸发 段(B2-1)插入连接在太阳能热水器(A)上的保温储热水箱(Al)的水箱内胆(A2)内，冷/ 热源热管热电偶发电装置(BCDBE)垂直端插入连接在冷源箱(F)上面的箱盖(F2)上的穿热 管孔(F3)穿过并紧固后插入在箱底桶(Fl);在冷源箱内热管(B3)的绝热段(B3-2)外面 连接着绝热段保温罩(E2);冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)内的热电偶片(D1 DX) 顺次由热电偶片电源输出电源线(DC0)连接充放电控制器(DC2)再连接电源输出插座(DC3) 和电源连接线(DC1)连接蓄电池(DC);充放电控制器(DC2)、电源输出插座(DC3)和蓄电 池(DC)可安置在太阳能热水器(A)的框架内(A6)，构成了一种太阳能热水器连接热管热电 偶的温差发电装置。
实施例二
在图10中太阳能热水器(A)、保温储热水箱(Al)、水箱内胆(A2)、集热真空管(A5)、 框架(A6)、保温储热水箱内热管(B2)、蒸发段(B2-l)、热源热管传输装置(BCDE)、冷 源箱内热管(B3)、连接螺栓(B3-0)、蒸发段(B3-1)、绝热段(B3-2)、冷凝段(B3-3)、 冷凝段散热器(B3-3/C2)、冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)、散热器(C)、热源散热 器(Cl)、冷源散热器(C2)、上散热块(C2-1)、螺栓(C4)、冷凝段连接圆孔(C00)、热 电偶片(D);热电偶片(D1 DX)、蓄电池(DC)、热电偶片电源输出电源线(DC0)、电源 连接线(DC1)、充放电控制器(DC2)、电源输出插座(DC3)、保温罩(E)、温差发电装置 保温罩(El)、绝热段保温罩(E2)、冷源箱(F)、箱底桶(Fl)、箱盖(F2)、冷源为水或 冰(F0)、穿热管孔(F3)、进水管口 (F4)、蓄电池正极(V+)、蓄电池负极(V-)、梳状 风冷散热器(W)。
在图中主体同图9中所示，不同之处在于冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)采用梳 状风冷散热器(W);冷/热源热管梳状风冷散热器热电偶发电装置(BCDWE)由热源热管传输装 置(BCDE)的热电偶片(D1 DX)的另一面连接着梳状风冷散热器(W)。
1权利要求1、一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置，包括由太阳能热水器(A)、保温储热水箱(A1)、水箱内胆(A2)、进水管口(A3)、供热水管口(A4)、集热真空管(A5)、框架(A6)、高温热水(A7)、保温储热水箱一侧热管连接孔(A8)、热管(B)、太阳能热水器集热热管(B1)、蒸发段(B1-1)、绝热段(B1-2)、冷凝段(B1-3)、保温储热水箱内热管(B2)、蒸发段(B2-1)、绝热段(B2-2)、连接螺栓(B2-0)、冷凝段(B2-3)、冷凝段散热器(B2-3/C1)、胆内热管蒸发段固定圈(B2-4)、热源热管传输装置(BCDE)、冷源箱内热管(B3)、连接螺栓(B3-0)、蒸发段(B3-1)、绝热段(B3-2)、冷凝段(B3-3)、冷凝段散热器(B3-3/C2)、冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)、梳状风冷散热器(W)、冷/热源热管梳状风冷散热器热电偶发电装置(BCDWE)、热管长方形冷凝段(B4)、蒸发段(B4-1)、绝热段(B4-2)、冷凝段(B4-3)、锥形缩管口(B4-4)、冷凝段边长(B4-5)、冷凝段边高(B4-6)、冷凝段边宽(B4-7)、热管方形冷凝段(B5)、蒸发段(B5-1)、冷凝段(B5-3)、热管多边形冷凝段(B6)、蒸发段(B6-1)、冷凝段(B6-3)、散热器(C)、热源散热器(C1)、上散热块(C1-1)、下散热块(C1-2)、冷源散热器(C2)、上散热块(C2-1)、下散热(C2-2)块、连接孔(C3)、螺栓(C4)、冷凝段连接圆孔(C00)、下散热块半圆(C0-1)、上散热块半圆(C0-2)、热电偶片的热源装置(DB)、热电偶片(D)、热电偶片(D1)、热电偶片(D2)、热电偶片(D3)、热电偶片(D4)、热电偶片(D1～D4)、热电偶片(D5)、热电偶片(D6)、热电偶片(D7)、热电偶片(D8)、蓄电池(DC)、热电偶片电源输出电源线(DC0)、电源连接线(DC1)、充放电控制器(DC2)、电源输出插座(DC3)、保温罩(E)、温差发电装置保温罩(E1)、绝热段保温罩(E2)、冷源箱(F)、箱底桶(F1)、箱盖(F2)、冷源为水或冰(F0)、穿热管孔(F3)、进水管口(F4)、蓄电池正极(V+)、蓄电池负极(V-)；其特征是；冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)水平端保温储热水箱内热管(B2)的蒸发段(B2-1)插入连接在太阳能热水器(A)上的保温储热水箱(A1)的水箱内胆(A2)内，冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)垂直端插入连接在冷源箱(F)上面的箱盖(F2)上的穿热管孔(F3)穿过并紧固后插入在箱底桶(F1)；在冷源箱内热管(B3)的绝热段(B3-2)外面连接着绝热段保温罩(E2)；冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE)内的热电偶片(D1～DX)顺次由热电偶片电源输出电源线(DC0)连接充放电控制器(DC2)再连接电源输出插座(DC3)和电源连接线(DC1)连接蓄电池(DC)；充放电控制器(DC2)、电源输出插座(DC3)和蓄电池(DC)可安置在太阳能热水器(A)的框架(A6)内，构成了一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置。
2、 根据权利要求1所述的一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置,其特征是；在太阳能热水器(A)连接的保温储热水箱(Al)内的水箱内胆(A2)内连接着胆内热管蒸发段固定圈(B2-4)，在保温储热水箱(Al)水平一侧开有保温储热水箱一侧热管连接孔(A8);保温储热水箱内热管(B2)的绝热段(B2-2)上连接着连接螺栓(B2-0)和冷凝段(B2-3)、在冷凝段(B2-3)上连接着散热器(C);在散热器(C)上连接着热电偶片(D);在散热器(C)和热电偶片(D)的外面包裹保温罩(E)组成了热源热管传输装置(BCDE);在热源热管传输装置(BCDE)的下端连接着冷源箱(F);在保温储热水箱(Al)内的水箱内胆(A2)内连接着胆内热管蒸发段固定圈(B2-4)，把保温储热水箱内热管(B2)的蒸发段(B2-1)插入保温储热水箱一侧热管(A8)连接孔内，蒸发段(B2-l)穿过胆内热管蒸发段固定圈(B2-4);保温储热水箱内热管(B2)的绝热段(B2-2)上连接着连接螺栓(B2-0)和冷凝段(B2-3)紧固连接在保温储热水箱一侧热管连接孔(A8)内，在保温储热水箱内热管(B2)的冷凝段(B2-3)上连接着散热器(C)与热电偶片(D)组成了供热热电偶片的热源装置(DB)。
3、 根据权利要求1所述的一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置,其特征是；圆管式热管冷凝段连接散热器由保温储热水箱内热管(B2)的蒸发段(B2-1)、绝热段(B2-2)、连接螺栓(B2-0)、冷凝段(B2-3)连接的热源散热器(Cl)组成；在绝热段(B2-2)上连接着连接螺栓(B2-0)，在冷凝段(B2-3)上连接着上散热块(C1-1)和下散热块(C1-2)组成了热源散热器(Cl);在热源散热器(Cl)的上散热块(Cl-1)或下散热块(Cl-2)上连接着热电偶片(Dl)和热电偶片(D2)构成了圆管式热管冷凝段连接散热器装置；热管蒸发段为小圆长管，冷凝段为大圆短管连接散热器由保温储热水箱内热管(B2)的蒸发段(B2-1)、绝热段(B2-2)、连接螺栓(B2-0)、冷凝段(B2-3)连接的热源散热器(Cl)组成；在绝热段(B2-2)上连接着连接螺栓(B2-0)，在冷凝段(B2-3)上连接着上散热块(C1-1)和下散热块(Cl-2)组成了热源散热器(Cl);在热源散热器(Cl)的上散热块(C1-1)或下散热块(C1-2)上连接着热电偶片(Dl)和热电偶片(D2)构成了热管蒸发段为小圆长管，冷凝段为大圆短管连接散热器装置。
4、 根据权利要求1所述的一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置，其特征是；热管冷凝段热/冷源散热器(Cl)由上散热块(Cl-1)下端的上散热块半圆(C0-1)和上散热块上的连接(C3)孔和下散热块(C1-2)上端的上散热块半圆(C0-2)组成的冷凝段连接圆孔(C00)与散热块上下面的连接孔(C3)连接热管冷凝段(B2-3)经连接孔(C3)内插入螺栓(C4)连接组成了热管冷凝段连接散热器装置；并在热/冷源散热器(Cl)的一侧连接着热电偶片(Dl)和热电偶片(D2)。
5、 根据权利要求1所述的一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置,其特征是；热管长方形冷凝段(B4)由圆管式的蒸发段(B4-1)连接绝热段(B4-2)再连接有锥形縮管口(B4-4)的长方形冷凝段(B4-3)组成；热管长方形冷凝段(B4)的外形体积设计为冷凝段边长(B4-5) X冷凝段边高(B4-6) X冷凝段边宽(B4-7);在绝热段(B4-2)外连接着螺栓(B4-0);热管方形冷凝段(B5)的外形体积设计为冷凝段为正方形(B5-3),经冷凝段(B5-3)下端的锥形縮管口连接着绝热段(B5-2)与蒸发段(B5-l);在绝热段(B5-2)外连接着螺栓(B5-0);热管多边形冷凝段(B6)的外形体积设计为蒸发段为多边形(B6-l),经冷凝段(B6-3)下端的锥形縮管口连接着绝热段(B6-2)与蒸发段(B6-1);在绝热段(B6-2)外连接着螺栓(B6-0)。
6、 根据权利要求1所述的一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置,其特征是；热管长方形冷凝段(B4)或散热器由绝热段(B4-2)与蒸发段组成了传输冷/热源的热管(B4-l);在热管长方形(B4)冷凝段(B4-3)或散热器的一个面上或多个面上固定连接着热电偶片(Dl)、热电偶片(D2)、热电偶片(D3)、热电偶片(D4);各热电偶片(D)的正极与正极连接、负极与负极连接，组成了输出电压为3. 5V的并联电路或热电偶片(Dl)的正极连接热电偶片(D2)的负极；热电偶片(D3)的正极连接热电偶片(D4)的负极；热电偶片(Dl)的正极再连接热电偶片(D3)的正极；热电偶片(D2)的负极再连接热电偶片(D4)的负极，组成了输出电压为7V的串/并联电路或在热管长方形(B4)冷凝段(B4-3)或各热电偶片(D)的正极与负极相串联连接，组成了输出电压为14V的串联电路。
7、根据权利要求1所述的一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置,其特征是；在太阳能热水器(A)连接的保温储热水箱(Al)内的水箱内胆(A2)内连接着胆内热管蒸发段固定圈(B2-4)，在保温储热水箱(Al)水平一侧开有保温储热水箱一侧热管连接孔(A8);保温储热水箱内热管(B2)的绝热段(B2-2)上连接着连接螺栓(B2-0)和冷凝段(B2-3)、在冷凝段(B2-3)上连接着冷凝段散热器(B2-3/C1);在冷凝段散热器(B2-3/Cl)上连接着热电偶片(D1-D4);在冷凝段散热器(B2-3/Cl)和热电偶片(D1-D4)的外面包裹着保温罩(El)组成了 (BCDE)热源热管传输装置，在热源热管传输装置(BCDE)的下端连接着冷源箱(F);在保温储热水箱(Al)内的水箱内胆(A2)内连接着胆内热管蒸发段固定圈(B2-4)，把保温储热水箱内热管(B2)的蒸发段(B2-1)插入保温储热水箱一侧热管连接孔(A8)内，蒸发段(B2-1)穿过胆内热管蒸发段固定圈(B2-4);保温储热水箱内热管(B2)的绝热段(B2-2)上连接着连接螺栓(B2-0)和冷凝段(B2-3)紧固连接在保温储热水箱一侧热管连接孔(A8)内，在保温储热水箱内热管(B2)的冷凝段上连接着冷凝段散热器(B2-3/C1)与热电偶片(Dl-D4 )组成了热源热管传输装置(BCDE);在热源热管传输装置(BCDE)的热电偶片(D1-D4)另一面连接着冷凝段散热器(B3-3/C2);冷凝段散热器(B3-3/C2)下端连接着带有连接螺栓(B3-0)的绝热段(B3-2)与蒸发段(B3-1)的冷凝段散热器(B3-3/C2)，在外围包裹着温差发电装置保温罩(El)，构成了冷/热源热管热电偶发电装置(BCDBE);冷源箱(F)由箱底桶(Fl)、箱盖(F2)和冷源为水或冰(FO)组成；箱盖(F2)连接着进水管口 (F4)和开有穿热管孔(F3);在冷凝段散热器(B3-3/C2)下端连接着带有连接螺栓(B3-0)的绝热段(B3-2)插入冷源箱(F)上的箱盖(F2)上面的穿热管孔(F3)并紧固连接螺栓(B3-0)构成一体；插入箱底桶(Fl)盖紧箱盖(F2)，组成了供温差发电的冷源为水或冰(FO)装置，构成了双热管冷凝段中间连接热电偶进行温差发电的装置系统。
8、根据权利要求1所述的一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置，其特征是；冷/热源热管梳状风冷散热器热电偶发电装置(BCDWE)由热源热管传输装置(BCDE)的热电偶片(D1 DX)的另一面连接着梳状风冷散热器(W)。
专利摘要一种太阳能热水器连接热管热电偶的温差发电装置，包括由太阳能热水器、保温储热水箱、热管、热电偶片、梳状风冷散热器、散热器、蓄电池、充放电控制器、电源输出插座、冷源箱、冷源组成；实际上，在现有的太阳能热水器的保温水箱内插入连接一套热管产热，并由热管连接热电偶温差发电片，再连接一套热管制冷就可利用太阳能热水器保温水箱内的热水与外界的冷源进行最佳的温差发电，一是不用电，二是可利用太阳能热水器内的热水进行余热发电，具有节能、无污染的社会与经济效益，价格低廉，安装和维护很容易，推广应用快，是新型的可再生的能源，它的市场一旦打开，对全球的影响是不可估量的。
文档编号H02N10/00GK201430557SQ200920005020
公开日2010年3月24日 申请日期2009年2月24日 优先权日2009年2月24日
发明者陈绍勇 申请人:陈绍勇