CN100547810C - 一种太阳能转化电热能集成玻璃换热元件 - Google Patents
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Abstract
太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，包括透光外玻璃管、光伏电池、导线、散热板、传热过渡填料、换热内玻璃管、玻璃封接金属电极、消气剂、定位金属弹卡、排气管封嘴等构成。其光伏电池的正极通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板连接，散热板套装于换热内玻璃管上，通过传热过渡填料与换热内玻璃管紧密连接，相邻光伏电池板正极之间相互电绝缘，串联接于换热内玻璃管之上。光伏电池定位安装于透光外玻璃管的直径上，透光外玻璃管与换热内玻璃管变径玻璃焊接封闭。或光伏电池定位安装于透光外玻璃管内安置的反射聚光镜面的聚焦线上。换热方式或是玻璃热管、玻璃直通管、玻璃单通管。光伏电池组的正负电极，通过导线连接的玻璃封接金属电极导出。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，属于太阳能应用领域。
背景技术
目前的太阳能光伏电池，主要用于太阳能发电，光伏电池造价高，寿命短，效率低，光电转化后剩余的废热使光伏电池结点温度升高，影响了光伏电池效率。且光伏电池现有模式散热不畅，与建筑物结合难度大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种造价低、加工容易，真空度高，能够实现发电、高效集热、热启动速度快，抗冻、真空度高、可承压运行等诸多优点的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，包括透光外玻璃管、光伏电池、导线、散热板、传热过渡填料、换热内玻璃管、玻璃封接金属电极、消气剂、定位金属弹卡、排气管封嘴等构成。其光伏电池的正极通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板连接，散热板套装于换热内玻璃管上，通过传热过渡填料与换热内玻璃管紧密连接，相邻光伏电池板正极之间相互电绝缘，串联接于换热内玻璃管之上。光伏电池定位安装于透光外玻璃管的直径上，透光外玻璃管与换热内玻璃管变径玻璃焊接封闭。或光伏电池定位安装于透光外玻璃管内安置的反射聚光镜面的聚焦线上，光伏电池对应照射光线有至少一个的光照面，透光外玻璃管与换热内玻璃管变径玻璃焊接封闭。透光外玻璃管上连接排气尾管，通过抽真空后将排气尾管玻璃焊接封嘴，对固定在定位金属弹卡上的消气剂烤消。换热内玻璃管流通的冷却介质或是相变介质，或是液体，或是空气。换热方式或是玻璃热管，或是玻璃直通管，或是玻璃单通管。串联构成的光伏电池组的正负电极，通过导线连接的玻璃封接金属电极导出。
太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其散热板为带有管状安装孔的与光伏电池板面吻合的金属件或碳材料件等，连接有导线的光伏电池，正负电极互相串联，散热板面与光伏电池板面正极通过金属焊接浆料焊接为一体，至少一个的带有管状安装孔与光伏电池板焊接为一体的散热板，共同套装于换热内玻璃管上。或光伏电池的正极通过金属焊接与导热电绝缘材料连接，导热电绝缘材料通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板连接，散热板套装于换热内玻璃管上，通过传热过渡填料与换热内玻璃管紧密连接，相邻光伏电池板正极之间相互电绝缘，串联接于换热内玻璃管之上。或光伏电池的正极通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板连接，散热板套装于涂镀有导热电绝缘材料和导电材料的换热内玻璃管上，通过传热过渡填料与换热内玻璃管紧密连接，相邻光伏电池板正极之间相互电绝缘，串联接于换热内玻璃管之上。连接换热内玻璃管与带有管状安装孔的散热板之间的传热过渡填料或为金属浆料，或为碳材料复合浆料，或为能转化为碳材料浆料，或为电绝缘材料浆料，或通过正压灌注，或通过负压灌注，或通过正负压灌注，或通过烘干、烧结、干馏实现定位安装于换热内玻璃管上。或通过撑涨金属散热板与换热内玻璃管壁连接，或通过紧缩散热板管壁连接。或光伏电池板与光伏电池板通过绝缘隔环相互电绝缘，光伏电池板与光伏电池板之间通过电绝缘扣槽互相安装定位。
太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其外玻璃管的非光线入射面半管安装有反射聚光镜面，反射聚光镜面或为内置反射聚光镜面，或为玻璃管壁反射聚光镜面。内置反射聚光镜面或为金属反射聚光镜面，或为玻璃反射聚光镜面。反射聚光镜面的横截面为曲线，反射聚光镜面的聚交线为表面是光伏电池板的内玻璃管，其管径满足0/180度角入射光线的聚交照射。外玻璃管的截面或为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线，外玻璃管有足够的强度，非圆管内或安装有增加其承压能力的支撑。外表面采光部位为光伏电池板的换热内玻璃管或为直管，或为非直管。内置反射聚光镜面为金属反射聚光镜面的，或将金属反射聚光镜面与支撑金属定位弹卡集成为一体制造，支撑金属定位弹卡至少集成制作于一端。
太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其换热内玻璃管腔体的冷凝段玻璃管内表面，紧密结合有化学惰性的导电、导热材料膜，与导电电极电连接，通过顶部的玻璃封接电极导出。带消气剂的金属弹卡为紧密包裹在换热内玻璃管外壁导电膜上的弹性管箍，弹性管箍与弹性金属件电连接，弹性金属件玻璃封接导出，弹性金属件与光伏电池电绝缘。
太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其透光外玻璃管的非光线入射面或镀有彩色膜层，或安装有透光保温遮风板，透光保温遮风板或为彩色，遮风板或为单层，或为复合中空，或为封闭真空，透光保温遮风板与透光保温遮风板之间或相互连接。
太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其换热内玻璃管以玻璃热管形式的换热元件，其换热内玻璃管封闭于透光外玻璃管与换热内玻璃管玻璃焊接封闭构成的真空环腔内，换热内玻璃管腔体外表面为光伏电池板，开放的换热内玻璃管腔体外表面为散热面。套装于外玻璃管中，玻璃焊接封闭的换热内玻璃管至少为一只。其中，换热内玻璃管腔体内蒸发段与冷凝段之间设有节流汽液热交换装置，换热内玻璃管腔体内充注的导热工质具有汽化热焓大，导热性能良好，理化特性稳定的特点。导热工质或为水，或为水溶液，或为液体介质，其中，水溶液或为硼酸水溶液，或为硼系盐水溶液，或为其它溶液。换热内玻璃管腔体内的导热工质充注量：为最高额定工作温度、压力下换热内玻璃管腔体饱和导热工质蒸汽体积对应的导热工质蒸汽质量。高出最高额定工作温度、压力下的导热工质蒸汽为过热蒸汽，其对应温度、压力的关系遵循气体实验查理定律，即：一定质量的气体，在体积不变的情况下，它的压强跟热力学温度成正比，P1/P2＝T1/T2，此定律为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件安全工作范围的设计依据。换热内玻璃管腔体的蒸发段与冷凝段之间为有隔热功能的安装连接密封面。换热内玻璃管腔体蒸发段的玻璃管焊接封头相对于换热内玻璃管腔体其它部位为非承压面，此玻璃管封头能在一定压力下，先于外表面采光部位为光伏电池板的换热内玻璃管的其它部位爆裂，制成玻璃防爆安全阀。玻璃防爆安全阀设在换热内玻璃管的真空腔侧，玻璃管封头的非承压面为玻璃平面，或为玻璃管封头面上设有易使其受到一定压力爆裂的应力沟槽，其压力设定高低与非承压玻璃面厚度和面积对应。外表面采光部位为光伏电池板的换热内玻璃管腔蒸发段管腔的内外管壁上，或换热内玻璃管冷凝段管腔的外管壁上，或设有经氟化物腐蚀形成的毛细面，或设有物理磨沙形成的毛细面。或设有沿管延伸方向互相平行的毛吸沟槽。或在沿管延伸方向互相平行的毛吸沟槽上，或设有经氟化物腐蚀形成的毛细面，或设有物理磨沙形成的毛细面。外表面采光部位为光伏电池板的内玻璃管或为直管，或为非直管。或为等径，或为非等径。
太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其换热内玻璃管以玻璃管加热水或空气的形式为换热元件，其换热内玻璃管封闭于透光外玻璃管与换热内玻璃管玻璃焊接封闭构成的真空环腔内，外表面采光部位为光伏电池板的内玻璃管一端玻璃焊接封闭，另一端与玻璃过渡密封管连接，玻璃过渡密封管的另一端与变径曲面过渡管内边沿连接，变径曲面过渡管的外边沿与外玻璃管连接，透光外玻璃管的另一端玻璃焊接封闭，玻璃焊接封闭的外玻璃管端头通过金属支撑卡与内玻璃封头支撑定位，形成一端封闭，另一端单通开口的双层玻璃套管。透光外玻璃管上或设有反射聚光镜面，将光线反射于外表面采光部位为光伏电池板的换热内玻璃管上，内玻璃管通过消气剂金属弹卡包裹在内玻璃管外壁上，置有反射聚光镜面的单通变径玻璃太阳真空集热管的管壁上玻璃焊接有排气尾管，通过排气尾管对夹层抽真空后，将排气尾管烧熔封闭。
太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其换热内玻璃管以玻璃管加热水或空气的形式为换热元件，其换热内玻璃管封闭于透光外玻璃管与换热内玻璃管玻璃焊接封闭构成的真空环腔内，外表面采光部位为光伏电池板的内玻璃管的两端头与过渡密封玻璃管的端头连接，过渡密封玻璃管的另一端头与玻璃胀缩形变吸收面内边沿连接，玻璃胀缩形变吸收面的外边沿与外玻璃管连接，形成外玻璃管与内玻璃管之间环形封闭腔体，内玻璃管两端连通的玻璃管环柱形玻璃管腔。外表面采光部位为光伏电池板的换热内玻璃管两端玻璃焊接封闭，其玻璃管壁适当位置与玻璃过渡密封管连接，玻璃过渡密封管的另一端与玻璃变径曲面过渡管连接，玻璃变径曲面过渡管与外玻璃管连接，玻璃过渡密封管所连接的玻璃变径曲面过渡管为承压圆弧面，玻璃过渡密封管与玻璃变径曲面过渡管连接在适当的位置上，玻璃变径曲面过渡管与外玻璃管连接，外玻璃管与另一端的玻璃变径曲面过渡管连接，玻璃变径曲面过渡管对应另一端的玻璃过渡密封管变径玻璃封结，玻璃胀缩形变吸收面为同心面或同心波纹面，或波纹管。外玻璃管上或设有反射聚光镜面，将光线反射于外表面采光部位为光伏电池板的内玻璃管上，内玻璃管通过消气剂金属弹卡包裹在内玻璃管外壁上，透光外管壁上玻璃焊接有排气尾管，通过排气尾管对玻璃环柱形夹层抽真空后，将排气尾管烧熔封闭。
太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其内玻璃管上或连接压力平衡承压密封组件，压力平衡承压密封组件或为内玻璃管端头连接的管堵，或为内玻璃管端头连接的吸帽，或为内玻璃管端头连接的螺帽，连接或为玻璃螺纹栓接，或为玻璃焊接，内玻璃管与外玻璃管连接密封管处之上的内玻璃管的管壁上设有进出介质口，压力平衡承压密封组件通过连接太阳能转化电热能集成玻璃换热元件与介质联箱的箱壁，实现承压运行。外表面采光部位为光伏电池板玻璃管腔的放热段安装有隔热、限位、紧固功能的连接密封面为至少一个，太阳玻璃真空换能管的放热段玻璃管或有紧固功能的连接密封头，其连接头可为栓接螺纹头或为吸帽。隔热密封面可通过外玻璃管缩口焊接成型，或不同管径的玻璃管焊接成型。外玻璃管的截面或为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线，外玻璃管有足够的强度。外玻璃管的两端的截面由或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线的均渐变为圆。
太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其内玻璃管内壁上支撑安装有一段足够长的高强度材料制造的带支撑架的耐水、耐热、抗老化的管状或棒状导流体，管状或棒状导流体或为刚性，或为弹性。
本发明的有益效果是：太阳能转化电热能集成全玻璃外壳换能元件，在利用太阳能发电的同时，将太阳能转化成的热能充分利用，既降低了光伏电池结点温度，提高了光伏电池的效率，又利用了太阳能转化的热量，实现加热卫生热水，溴化锂制冷，或带动风轮机发电等效果。而其真空管结构，可使其作为建筑材料能起到很好的保温、透光、隔音、防电磁辐射等作用，并可使太阳能电池很好地与建筑物结合，最大范围地减少了太阳能电池的造价，使太阳能应用与建筑一体化完美结合。并可利用其底部蒸镀不同颜色的附膜，使建筑物保温、隔热、绚丽多彩，实现了太阳能建筑降低造价，实用、美观、环保、节能，减少了建筑物耗能等功能，且由于其内部没有有机物，寿命大大延长，代表了太阳能未来的发展方向。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式的主剖视图；
图2为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式的A-A剖视图；
图3为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式的侧剖视图；
图1、图2、图3组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第一实施例。
图4为静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式的主剖视图；
图4、图2组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第二实施例。
图5为内置聚光镜太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式的主剖视图；
图6为内置聚光镜太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式的A-A剖视图；
图7为内置聚光镜太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式的侧剖视图；
图5、图6、图7组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第三实施例。
图8为内置聚光镜、静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式的主剖视图；
图8、图6组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第四实施例。
图9为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件变径热管结构方式的侧剖视图；
图9组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第五实施例。
图10为静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃换热元件变径热管结构方式的主剖视图；
图10组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第六实施例。
图11为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单通集热管结构方式主剖视图；
图12为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单通集热管结构方式侧视图；
图11、图12、图2组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第七实施例。
图13为增加金属导电膜和绝缘层的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃元件单通集热管结构方式的主剖视图；
图14为增加金属导电膜和绝缘层的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃元件单通集热管结构方式的A-A剖视图；
图13、图14组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第八实施例。
图15为散热板与光伏电池之间安装绝缘板的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃元件单通集热管结构方式的侧剖视图；
图16为散热板与光伏电池之间安装绝缘板的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃元件单通集热管结构方式的A-A剖视图；
图15、图16组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第九实施例。
图17为内置聚光镜太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单通集热管结构方式主剖视图；
图18为内置聚光镜太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单通集热管结构方式侧剖视图；
图17、图18组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十实施例。
图19为内置聚光镜、散热板与光伏电池之间安装绝缘板的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单通集热管结构方式的主剖视图；
图20为内置聚光镜、散热板与光伏电池之间安装绝缘板的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单通集热管结构方式的A-A剖视图；
图19、图20组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十一实施例。
图21为散热管涂镀金属镜面导电层和绝缘层的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃换热元件为单通集热管结构方式的主剖视图；
图22为散热管涂镀金属导电层和绝缘层的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃换热元件为单通集热管结构方式的A-A剖视图；
图21、图22组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十二实施例。
图23为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件直通集热管换热方式剖视图；
图24为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件直通集热管结构侧剖视图；
图23、图24组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十三实施例。
图25为散热板与光伏电池之间安装绝缘板静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃元件为直通集热管结构方式的侧剖视图；
图25组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十四实施例。
图26为散热管涂镀金属导电膜和绝缘层的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃元件直通集热管结构方式剖视图；
图26组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十五实施例。
图27为内置聚光镜太阳能转化电热能集成玻璃换热元件直通集热管结构方式的主剖视图；
图27组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十六实施例。
图28为散热板与光伏电池之间安装绝缘板静电防结垢、内置聚光镜太阳能转化电热能集成玻璃元件的直通集热管结构方式的主剖视图；
图29为散热板与光伏电池之间安装绝缘板静电防结垢、内置聚光镜太阳能转化电热能集成玻璃换热元件直通集热管结构方式的侧剖视图；
图28、图29、图20组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十七实施例。
图30为散热管涂镀金属导电层和绝缘层的静电防结垢、内置聚光镜太阳能转化电热能集成玻璃换热元件直通集热管换热方式的主剖视图；
图30、图22组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十八实施例。
图31为带有承压吸帽的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式主剖视图；
图31组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十九实施例。
图32为内置聚光镜带有承压吸帽的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式侧视图；
图32组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第二十实施例。
图33为带有紧固螺帽承压太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单通集热管结构方式的主剖视图；
图33组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第二十一实施例。
图34为内置聚光镜带有承压吸帽的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单通集热管结构方式侧视图；
图34组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第二十二实施例。
图35为带有承压吸帽的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件直通集热管结构方式侧视图；
图35组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第二十三实施例。
图36为内置聚光镜、带有承压吸帽、散热管涂镀金属导电层和绝缘层的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃换热元件直通集热管结构方式的主剖视图；
图36组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第二十四实施例。
图37为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式横置安装有单层透光保温挡风板的组装结构示意图。
图38为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单、直通结构方式纵置安装有双层透光保温挡风板的组装结构示意图。
图39为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式横置安装有双层透光保温挡风板的组装结构示意图。
图40为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式横置安装有带密封保温层的双层透光保温挡风板的组装结构示意图。
具体实施方式
1排气管封嘴、2玻璃防爆安全阀、3胀缩形变吸收面、4换热内玻璃管、5传热过渡填料、6透光外玻璃管、7下金属支撑弹卡、8节流汽液热交换装置、9上金属支撑弹卡、10导热工质充注排气尾管封接头、11限位安装连接密封面、12玻璃集热管真空环腔、13光伏电池、14散热板、15热管腔、16电池连接导线、17玻璃封接金属电极、18玻璃金属封接点、19换热内玻璃管支撑弹卡、20消气剂、21静电防结垢引出电极、22电极封接填料、23安装密封帽、24静电防垢接插电极、25导电膜、26反射聚光镜面、27金属镜面导电膜、28电绝缘层、29消气剂金属支撑弹箍、30电连接弹簧、31电连接封导线、32金属玻璃封接头、33电绝缘板、34承压密封吸帽、35密封帽、36进出水口、37透光保温遮风板、38透光保温遮风板连接插头、39密封保温层
图1、图2、图3组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第一实施例中：由透光外玻璃管6、光伏电池13、电池连接导线16、散热板14、传热过渡填料5、换热内玻璃管4、玻璃封接金属电极17、消气剂20、定位金属弹卡7、9、19、玻璃防爆安全阀2、排气管封嘴1等构成热管换热方式的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，光伏电池13的正极通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板14连接，散热板14套装于换热内玻璃管4上，通过传热过渡填料5与换热内玻璃管4紧密连接，相邻光伏电池板正极之间相互电绝缘，串联接于换热内玻璃管之上；光伏电池13定位安装于透光外玻璃管6的直径上，透光外玻璃管6与换热内玻璃管变径4玻璃焊接封闭；透光外玻璃管4上连接排气尾管，通过抽真空后将排气尾管玻璃焊接封嘴1，对固定在定位换热内玻璃管支撑弹卡19的消气剂20烤消。换热内玻璃管内装有流通的冷却介质，串联构成的光伏电池组的正负电极，通过导线连接的玻璃封接金属电极17导出，通过玻璃金属封接点18封接。
图4、图2组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第二实施例中：换热内玻璃管4的冷凝段镀有导电膜25，由静电防结垢引出电极21、电极封接填料22、安装密封帽23、静电防垢接插电极24组装的防结垢装置与导电膜25连接，构成静电防结垢。其它等同于第一实施例。
图5、图6、图7组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第三实施例中：透光外玻璃管4内安装有反射聚光镜面26，光伏电池13定位安装于透光外玻璃管内安置的反射聚光镜面的聚焦线上。其它等同于第一实施例。
图8、图6组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第四实施例中：换热内玻璃管4的冷凝段镀有导电膜25，由静电防结垢引出电极21、电极封接填料22、安装密封帽23、静电防垢接插电极24组装的防结垢装置与导电膜25连接，构成静电防结垢。其它等同于第三实施例。
图9组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第五实施例中：太阳能转化电热能集成玻璃换热元件变径热管结构方式。其它等同于第一实施例。
图10组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第六实施例中：静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃换热元件变径热管结构方式。其它等同于第一实施例。
图11、图12、图2组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第七实施例中：太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单通集热管结构方式。其它等同于第一实施例。
图13、图14组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第八实施例中：增加金属导电膜和绝缘层的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃元件单通集热管结构方式。光伏电池13的正极通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板14连接，换热内玻璃管4上涂镀有金属镜面导电膜27、电绝缘层28，散热板14套装于换热内玻璃管4上，通过传热过渡填料5与换热内玻璃管4紧密连接。消气剂金属支撑弹箍29、电连接弹簧30、电连接封导线31、金属玻璃封接头32构成静电防结垢装置。其它等同于第一实施例。
图15、图16组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第九实施例中：散热板与光伏电池之间安装绝缘板的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃元件单通集热管结构方式。光伏电池13的正极通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板14连接，换热内玻璃管4上复合有电绝缘板33，散热板14套装于换热内玻璃管4上，通过传热过渡填料5与换热内玻璃管4紧密连接。其它等同于第一实施例。
图17、图18组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十实施例中：内置聚光镜太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单通集热管结构方式。其它等同于第一实施例。
图19、图20组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十一实施例中：内置聚光镜、散热板与光伏电池之间安装绝缘板的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单通集热管结构方式。光伏电池13的正极通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板14连接，换热内玻璃管4上复合有电绝缘板33，散热板14套装于换热内玻璃管4上，通过传热过渡填料5与换热内玻璃管4紧密连接。消气剂金属支撑弹箍29、电连接弹簧30、电连接封导线31、金属玻璃封接头32构成静电防结垢装置。其它等同于第一实施例。
图21、图22组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十二实施例中：散热管涂镀金属镜面导电层和绝缘层的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃换热元件为单通集热管结构方式。透光外玻璃管4内安装有反射聚光镜面26，光伏电池13定位安装于透光外玻璃管内安置的反射聚光镜面的聚焦线上。其它等同于第一实施例。
图23、图24组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十三实施例中：太阳能转化电热能集成玻璃换热元件为直通集热管结构。其它等同于第一实施例。
图25组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十四实施例中：散热板与光伏电池之间安装绝缘板静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃元件为直通集热管结构方式。其它等同于第一实施例。
图26组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十五实施例中：散热管涂镀金属导电膜和绝缘层的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃元件直通集热管结构方式。它等同于第一实施例。
图27组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十六实施例中：内置聚光镜太阳能转化电热能集成玻璃换热元件直通集热管结构方式。其它等同于第一实施例。
图28、图29、图20组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十七实施例中：散热板与光伏电池之间安装绝缘板静电防结垢、内置聚光镜太阳能转化电热能集成玻璃元件的直通集热管结构方式。其它等同于第一实施例。
图30、图22组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十八实施例中：散热管涂镀金属导电层和绝缘层的静电防结垢、内置聚光镜太阳能转化电热能集成玻璃换热元件直通集热管换热方式。其它等同于第一实施例。
图31组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第十九实施例中：带有承压吸帽的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式。太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，安装有承压密封吸帽34、密封帽35。其它等同于第一实施例。
图32组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第二十实施例中：内置聚光镜带有承压吸帽的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式。其它等同于第一实施例。
图33组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第二十一实施例中：带有紧固螺帽承压太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单通集热管结构方式。安装有承压密封吸帽34、密封帽35。其它等同于第一实施例。
图34组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第二十二实施例中：内置聚光镜带有承压吸帽的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单通集热管结构方式。其它等同于第一实施例。
图35组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第二十三实施例中：带有承压吸帽的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件直通集热管结构方式。安装有承压密封吸帽34、密封帽35。其它等同于第一实施例。
图36组成太阳能转化电热能集成玻璃换热元件的第二十四实施例中：内置聚光镜、带有承压吸帽、散热管涂镀金属导电层和绝缘层的静电防结垢太阳能转化电热能集成玻璃换热元件直通集热管结构方式。其它等同于第一实施例。
图37为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式横置安装有单层透光保温挡风板的组装结构示意图。
图38为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件单、直通结构方式纵置安装有双层透光保温挡风板的组装结构示意图。
图39为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式横置安装有双层透光保温挡风板的组装结构示意图。
图40为太阳能转化电热能集成玻璃换热元件热管结构方式横置安装有带密封保温层的双层透光保温挡风板的组装结构示意图。
Claims (10)
1.一种太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，包括透光外玻璃管、光伏电池、导线、散热板、传热过渡填料、换热内玻璃管、玻璃封接金属电极、消气剂、定位金属弹卡、排气管封嘴，其特征是：光伏电池的正极通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板连接，散热板套装于换热内玻璃管上，通过传热过渡填料与换热内玻璃管紧密连接，相邻光伏电池板正极之间相互电绝缘，串联接于换热内玻璃管之上；光伏电池定位安装于透光外玻璃管的直径上，透光外玻璃管与换热内玻璃管变径玻璃焊接封闭；或光伏电池定位安装于透光外玻璃管内安置的反射聚光镜面的聚焦线上，光伏电池对应照射光线有至少一个的光照面，透光外玻璃管与换热内玻璃管变径玻璃焊接封闭；透光外玻璃管上连接排气尾管，通过抽真空后将排气尾管玻璃焊接封嘴，对固定在定位金属弹卡上的消气剂烤消；换热内玻璃管流通的冷却介质是相变介质，或是液体，或是空气；换热元件是玻璃热管，或是玻璃直通管，或是玻璃单通管；串联构成的光伏电池组的正负电极，通过导线连接的玻璃封接金属电极导出。
2.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其特征是：散热板为带有管状安装孔的与光伏电池板面吻合的金属件或碳材料件，散热板面与光伏电池板面正极通过金属焊接浆料焊接为一体，光伏电池板与至少一个带有管状安装孔的散热板焊接为一体后共同套装于换热内玻璃管上，通过传热过渡填料与换热内玻璃管紧密连接；或光伏电池的正极通过金属焊接与导热电绝缘材料连接，导热电绝缘材料通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板连接，散热板套装于换热内玻璃管上，通过传热过渡填料与换热内玻璃管紧密连接；或光伏电池的正极通过金属焊接与带有管状安装孔的散热板连接，散热板套装于涂镀有导热电绝缘材料和导电材料的换热内玻璃管上，通过传热过渡填料与换热内玻璃管紧密连接，相邻光伏电池板正极之间相互电绝缘，串联接于换热内玻璃管之上；连接换热内玻璃管与带有管状安装孔的散热板之间的传热过渡填料为金属浆料，或为碳材料复合浆料，或为能转化为碳材料浆料，或为电绝缘材料浆料，通过正压灌注，或通过负压灌注，或通过正负压灌注，通过先烘干，再烧结，最后干馏实现定位安装于换热内玻璃管上；金属散热板通过撑涨与换热内玻璃管壁实现紧密连接，或通过紧缩散热板管壁实现紧密连接；光伏电池板与光伏电池板通过绝缘隔环相互电绝缘，光伏电池板与光伏电池板之间通过电绝缘扣槽互相安装定位。
3.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其特征是：外玻璃管的非光线入射面半管安装有反射聚光镜面，反射聚光镜面为内置反射聚光镜面，或为玻璃管壁反射聚光镜面；内置反射聚光镜面为金属反射聚光镜面，或为玻璃反射聚光镜面；反射聚光镜面的横截面为曲线，反射聚光镜面的聚焦线为表面是光伏电池板的内玻璃管，其管径满足0~180度角入射光线的聚焦照射；外玻璃管的截面为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线，外玻璃管有足够的强度，非圆管内安装有增加其承压能力的支撑；内置反射聚光镜面为金属反射聚光镜面，将金属反射聚光镜面与支撑金属定位弹卡集成为一体制造，支撑金属定位弹卡至少集成制作于一端。
4.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其特征是：换热内玻璃管腔体的冷凝段玻璃管内表面，紧密结合有化学惰性的导电、导热材料膜，与导电电极电连接，通过顶部的玻璃封接电极导出；带消气剂的金属弹卡为紧密包裹在换热内玻璃管外壁导电膜上的弹性管箍，弹性管箍与弹性金属件电连接，弹性金属件玻璃封接导出，弹性金属件与光伏电池电绝缘。
5.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其特征是：透光外玻璃管的非光线入射面镀有彩色膜层，或安装有透光保温遮风板，透光保温遮风板为彩色，遮风板为单层，或为复合中空，或为封闭真空，透光保温遮风板与透光保温遮风板之间相互连接。
6.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其特征是：换热内玻璃管的换热元件为玻璃热管，其换热内玻璃管封闭于透光外玻璃管与换热内玻璃管玻璃焊接封闭构成的真空环腔内，换热内玻璃管腔体外表面为光伏电池板，开放的换热内玻璃管腔体外表面为散热面；套装于外玻璃管中，玻璃焊接封闭的换热内玻璃管至少为一只；其中，换热内玻璃管腔体内蒸发段与冷凝段之间设有节流汽液热交换装置，换热内玻璃管腔体内充注的冷却介质具有汽化热焓大，导热性能良好，理化特性稳定的特点；冷却介质为液体介质，其中，水溶液为硼酸水溶液，或为硼系盐水溶液；换热内玻璃管腔体内的冷却介质充注量：为最高额定工作温度、压力下换热内玻璃管腔体饱和冷却介质蒸汽体积对应的冷却介质蒸汽质量；换热内玻璃管腔体的蒸发段与冷凝段之间为有隔热功能的安装连接密封面；换热内玻璃管腔体蒸发段的玻璃管焊接封头相对于换热内玻璃管腔体其它部位为非承压面，此玻璃管封头能在一定压力下，先于外表面采光部位为光伏电池板的换热内玻璃管的其它部位爆裂，形成玻璃防爆安全阀；玻璃防爆安全阀设在换热内玻璃管的真空腔侧，玻璃管封头的非承压面为玻璃平面，或为玻璃管封头面上设有易使其受到一定压力爆裂的应力沟槽，其压力设定高低与非承压玻璃面厚度和面积对应；外表面采光部位为光伏电池板的换热内玻璃管腔蒸发段管腔的内外管壁上，或换热内玻璃管冷凝段管腔的外管壁上，设有经氟化物腐蚀形成的毛细面、或设有物理磨沙形成的毛细面、或设有沿管延伸方向互相平行的毛吸沟槽；在沿管延伸方向互相平行的毛吸沟槽上设有经氟化物腐蚀形成的毛细面、或设有物理磨沙形成的毛细面。
7.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其特征是：换热内玻璃管以玻璃管加热水或空气的形式换热，其换热内玻璃管封闭于透光外玻璃管与换热内玻璃管玻璃焊接封闭构成的真空环腔内，外表面采光部位为光伏电池板的内玻璃管一端玻璃焊接封闭，另一端与玻璃过渡密封管连接，玻璃过渡密封管的另一端与变径曲面过渡管内边沿连接，变径曲面过渡管的外边沿与外玻璃管连接，透光外玻璃管的另一端玻璃焊接封闭，玻璃焊接封闭的外玻璃管端头通过金属支撑卡与内玻璃封头支撑定位，形成一端封闭，另一端单通的一端开口的双层玻璃套管；透光外玻璃管上或设有反射聚光镜面，将光线反射于外表面采光部位为光伏电池板的换热内玻璃管上，内玻璃管通过消气剂金属弹卡包裹在内玻璃管外壁上，置有反射聚光镜面的单通变径玻璃太阳真空集热管的管壁上玻璃焊接有排气尾管，通过排气尾管对夹层抽真空后，将排气尾管烧熔封闭。
8.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其特征是：换热内玻璃管以玻璃管加热水或空气的形式换热，其换热内玻璃管封闭于透光外玻璃管与换热内玻璃管玻璃焊接封闭构成的真空环腔内，外表面采光部位为光伏电池板的内玻璃管的两端头与过渡密封玻璃管的端头连接，过渡密封玻璃管的另一端头与玻璃胀缩形变吸收面内边沿连接，玻璃胀缩形变吸收面的外边沿与外玻璃管连接，形成外玻璃管与内玻璃管之间环形封闭腔体，内玻璃管两端连通的玻璃管环柱形玻璃管腔；或外表面采光部位为光伏电池板的换热内玻璃管两端玻璃焊接封闭，其玻璃管壁适当位置与玻璃过渡密封管连接，玻璃过渡密封管的另一端与玻璃变径曲面过渡管连接，玻璃变径曲面过渡管与外玻璃管连接，玻璃过渡密封管所连接的玻璃变径曲面过渡管为承压圆弧面，玻璃过渡密封管与玻璃变径曲面过渡管连接在适当的位置上，玻璃变径曲面过渡管与外玻璃管连接，外玻璃管与另一端的玻璃变径曲面过渡管连接，玻璃变径曲面过渡管对应另一端的玻璃过渡密封管变径玻璃封结，玻璃胀缩形变吸收面为同心面或同心波纹面，或波纹管；外玻璃管上或设有反射聚光镜面，将光线反射于外表面采光部位为光伏电池板的内玻璃管上，内玻璃管通过消气剂金属弹卡包裹在内玻璃管外壁上，透光外管壁上玻璃焊接有排气尾管，通过排气尾管对玻璃环柱形夹层抽真空后，将排气尾管烧熔封闭。
9.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其特征是：内玻璃管上连接压力平衡承压密封组件，压力平衡承压密封组件为内玻璃管端头连接的管堵、为内玻璃管端头连接的吸帽、或为内玻璃管端头连接的螺帽，连接为玻璃螺纹栓接，或为玻璃焊接，内玻璃管与外玻璃管连接密封管处之上的内玻璃管的管壁上设有进出介质口，压力平衡承压密封组件通过连接太阳能转化电热能集成玻璃换热元件与介质联箱的箱壁，实现承压运行；外表面采光部位为光伏电池板玻璃管腔的放热段安装有隔热、限位、紧固功能的连接密封面为至少一个，太阳玻璃真空换能管的放热段玻璃管具有紧固功能的连接密封头，其连接头为栓接螺纹头或为吸帽；隔热密封面通过外玻璃管缩口焊接成型，或不同管径的玻璃管焊接成型；外玻璃管的截面为圆，或为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线，外玻璃管有足够的强度；外玻璃管的两端的截面为椭圆，或为曲线与圆弧线的连接闭合线的均渐变为圆形。
10.根据权利要求1所述的太阳能转化电热能集成玻璃换热元件，其特征是：内玻璃管内壁上支撑安装有一段足够长的高强度材料制造的带支撑架的耐水、耐热、抗老化的管状或棒状导流体，管状或棒状导流体为刚性，或为弹性。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: XU BAOAN Free format text: FORMER OWNER: ZIBO NATURAL-ENERGY ENVIRONMENTAL PROTECTION EQUIPMENT TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20110210 |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 255000 NO.A-2-1, NO.18, PANNAN WEST ROAD, ZHANGDIAN DISTRICT, ZIBO CITY, SHANDONG PROVINCE TO: 100041 ROOM 302, UNIT 2, NO.33, MOSHIKOU DONGLI, SHIJINGSHAN DISTRICT, BEIJING |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20110210 Address after: 100041, room 2, unit 33, 302 East Lane, Shijingshan District, Beijing Patentee after: Xu Baoan Address before: 255000 no 2-1, No. 18, South West Road, Zhangdian District, Shandong, Zibo Patentee before: Zobo Luneng Environment Protection Equipment Technology Co., Ltd. |
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Granted publication date: 20091007 Termination date: 20130216 |