專利名稱：溫差發(fā)電太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能熱水器，尤其指一種溫差發(fā)電太陽(yáng)能熱水器。
背景技術(shù)：
整個(gè)社會(huì)節(jié)能環(huán)保、綠色低碳已經(jīng)成為當(dāng)今世界人類共同追求的目標(biāo)。太陽(yáng)能熱 水器社會(huì)擁有量很多，但每家日常使用太陽(yáng)能熱水器的次數(shù)和總時(shí)間相對(duì)于閑置時(shí)間而言 很少，每周的使用次數(shù)也就是1-2次左右，常年絕大多數(shù)時(shí)間熱水器閑置，使太陽(yáng)能熱水器 里面的熱水的熱能白白損失了。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枮?2110356. 9的專利申請(qǐng)，就公開了 一種太陽(yáng)能熱水器，里面是不帶溫差發(fā)電系統(tǒng)的。溫差發(fā)電雖然是已有技術(shù)，但還沒(méi)有人提 出在太陽(yáng)能熱水器上進(jìn)行溫差發(fā)電的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用太陽(yáng)能熱水器的集熱儲(chǔ)水箱內(nèi)的熱水進(jìn)行溫差發(fā) 電的太陽(yáng)能熱水器，它可以為各種電器提供綠色電源和洗浴用，充分利用太陽(yáng)能熱水器日 常采集的太陽(yáng)熱能，使太陽(yáng)能熱水器一物多用，兼做家用綠色電源供電中心。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包含公知技術(shù)的太陽(yáng)能熱水器，集熱儲(chǔ)水箱的內(nèi)膽與 溫差發(fā)電材料的內(nèi)表面熱接觸，溫差發(fā)電材料的外表面與散熱物體熱接觸，觸溫差發(fā)電材 料與二極管串聯(lián)后與存儲(chǔ)輸出電路的輸入端并聯(lián)，存儲(chǔ)輸出電路的輸出端與輸出端子相 連。存儲(chǔ)輸出電路由可充電電池與逆變器輸入端和開關(guān)串聯(lián)的電路并聯(lián)組成，不用電 時(shí)通過(guò)開關(guān)斷開其電流通道，逆變器不再耗電，使溫差發(fā)電的電能無(wú)空載消耗，逆變器的輸 出端子與220V電源插座相連并安裝在室內(nèi)，方便各種電器用電。為了高效地利用太陽(yáng)能熱水器內(nèi)的熱能，集熱儲(chǔ)水箱的帶有溫差發(fā)電材料的側(cè)面 安裝了保溫門，保溫門上帶有門保溫層和自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)，自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)的控制電路安裝在室內(nèi)。當(dāng)用電磁鐵作為自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)時(shí)，自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)由固定在集熱儲(chǔ)水箱外殼上的電 磁鐵和固定在保溫門相吻合位置的恒磁體和彈簧以及開度限位組件組成，電磁鐵的線圈與 雙刀雙擲換向開關(guān)兩側(cè)接點(diǎn)并聯(lián)，雙刀雙擲換向開關(guān)的中心接點(diǎn)與直流電源并聯(lián)。當(dāng)用直流電動(dòng)機(jī)作為自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)時(shí)，自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)由固定在集熱儲(chǔ)水箱外殼和 保溫門上的直流電動(dòng)機(jī)和開關(guān)門組件構(gòu)成，直流電動(dòng)機(jī)與繼電器線圈和電阻以及繼電器常 通觸點(diǎn)開關(guān)串聯(lián)后再與雙刀雙擲換向開關(guān)兩側(cè)接點(diǎn)并聯(lián)，發(fā)光二極管與電阻串聯(lián)后與另一 電阻并聯(lián)，繼電器線圈與電阻并聯(lián)，雙刀雙擲換向開關(guān)的中心接點(diǎn)與直流電源并聯(lián)。為了提高溫差發(fā)電材料兩個(gè)側(cè)面的溫差，提高發(fā)電能力，散熱物體用鋁制的散熱 片，內(nèi)膽的裸露區(qū)域要安裝保溫材料。為讓用戶及時(shí)了解集熱儲(chǔ)水箱內(nèi)膽內(nèi)的水溫和溫差發(fā)電現(xiàn)狀，集熱儲(chǔ)水箱內(nèi)帶有 溫度傳感器，溫度傳感器通過(guò)導(dǎo)線與置于室內(nèi)的數(shù)字溫度表并聯(lián)，存儲(chǔ)輸出電路的輸入端與置于室內(nèi)的電壓顯示電路并聯(lián)。由于本發(fā)明在太陽(yáng)能熱水器的集熱儲(chǔ)水箱的內(nèi)膽外側(cè)安裝了溫差發(fā)電材料，溫差 發(fā)電材料與二極管串聯(lián)后與存儲(chǔ)輸出電路的輸入端并聯(lián)，存儲(chǔ)輸出電路的輸出端與輸出端 子和220V電源插座相連，這就使得在太陽(yáng)能熱水器的大部分閑置熱能轉(zhuǎn)化成電能，并且這 種發(fā)電模式在陽(yáng)光充足的白天是連續(xù)的，可連續(xù)供給各種中小功率家用電器(42寸以下的 液晶電視、音響、電腦、電風(fēng)扇、各種電動(dòng)器具、隨身帶的視聽(tīng)設(shè)備等)使用。帶有自動(dòng)開關(guān) 機(jī)構(gòu)的保溫門，進(jìn)一步兼顧和保證了洗浴和溫差發(fā)電效果。本發(fā)明使太陽(yáng)能熱水器成為一 種洗浴和綠色發(fā)電供電中心，大大提高了太陽(yáng)能熱水器的使用價(jià)值，其太陽(yáng)能溫差發(fā)電的 節(jié)能減排效益將會(huì)是巨大的。

圖1是本發(fā)明的物理結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖2是本發(fā)明的溫差發(fā)電電路圖；圖3是本發(fā)明的自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)的電磁鐵控制電路圖；圖4是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的直流電動(dòng)機(jī)開關(guān)門俯視圖；圖5是本發(fā)明的直流電動(dòng)機(jī)控制電路具體實(shí)施例方式在圖1中，太陽(yáng)能熱水器的集熱儲(chǔ)水箱外殼14與內(nèi)膽2之間是保溫層15，還有集 熱管6的上端與內(nèi)膽2連通，公知技術(shù)中的太陽(yáng)能熱水器中的其它部分就在此省略不講了。 溫差發(fā)電材料1與內(nèi)膽2的側(cè)面熱接觸，各個(gè)溫差發(fā)電材料1之間的間隙和裸露的內(nèi)膽區(qū) 域要安裝保溫材料，以降低熱量損失。溫差發(fā)電材料1的外表面緊貼著安裝鋁制的散熱片 3，可用螺絲將散熱片3(的四個(gè)角)固定在內(nèi)膽2的側(cè)面，各個(gè)溫差發(fā)電材料1與內(nèi)膽2及 散熱片3之間的接觸面帶有導(dǎo)熱硅脂。電磁鐵7固定在集熱儲(chǔ)水箱外殼14上，恒磁體12 固定在保溫門9上，其上帶有一個(gè)壓簧13(壓力式彈簧)。集熱儲(chǔ)水箱外殼14與保溫門9 之間用合頁(yè)8可轉(zhuǎn)動(dòng)式連接，集熱儲(chǔ)水箱外殼14與保溫門9上還安裝開度限位組件16左 右各有一個(gè)，左邊那個(gè)與連接桿17固定在外殼14上，連接桿17穿過(guò)右邊那個(gè)的長(zhǎng)條孔并 帶上螺母，調(diào)節(jié)螺母可調(diào)節(jié)和限制保溫門9的最大開度，并且對(duì)保溫門9有上托的支撐作 用，與合頁(yè)8 —起使保溫門8牢固。保溫門9的內(nèi)側(cè)帶有門保溫層10，直徑與內(nèi)膽2側(cè)面 吻合。保溫門9的內(nèi)側(cè)外環(huán)帶有磁性門封11 (類似于電冰箱門的材料和結(jié)構(gòu)，但磁性要更 強(qiáng))，由于門保溫層10的厚度2-5厘米，因此要求內(nèi)膽2的側(cè)面要凹陷進(jìn)去大于6厘米，以 保證關(guān)嚴(yán)門。實(shí)際保溫門9無(wú)法也不需要打開圖示的180角度，只需打開一點(diǎn)縫就行(夾 角可小于15度)。其動(dòng)作過(guò)程當(dāng)需要關(guān)保溫門9時(shí)，正向接通電磁鐵7的線圈電源，電磁 鐵7就吸引恒磁體12并克服壓簧13的彈力，使保溫門9以合頁(yè)8為轉(zhuǎn)軸與集熱儲(chǔ)水箱14 外殼的側(cè)面閉合，由于磁性門封11帶有永磁材料，此時(shí)與集熱儲(chǔ)水箱14外殼的側(cè)面(鐵磁 材料制作的)與磁性門封11因緊貼在一起而產(chǎn)生很大的吸引力，即便斷開電磁鐵7的線圈 電源，仍可保持保溫門9的關(guān)閉狀態(tài)而不必再耗電，此時(shí)為保溫非溫差發(fā)電狀態(tài)；當(dāng)需要溫 差發(fā)電要打開保溫門9時(shí)，可反向接通電磁鐵7的線圈電源，此時(shí)電磁鐵7對(duì)恒磁體12產(chǎn) 生很強(qiáng)的排斥力，與壓簧13向外的彈力形成的合力就會(huì)克服磁性門封11的吸力而打開保 溫門9，此時(shí)的壓簧13推著保溫門9保持打開狀態(tài)，風(fēng)刮也不會(huì)關(guān)閉的，此時(shí)為溫差發(fā)電狀 態(tài)，打開的這點(diǎn)門的開度，因氣流從外界自下而上自然流動(dòng)(帶走散熱片3的熱量)，類似于煙筒，很符合散熱片3的散熱需求，室外有風(fēng)時(shí)散熱會(huì)更好。在圖2中，多個(gè)溫差發(fā)電材料1(即圖中那些小扁方塊)相互正串聯(lián)(即兩個(gè)溫差 發(fā)電單元的不同極性相互連接)后構(gòu)成輸出電壓高的溫差發(fā)電材料1。本人通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明， 一個(gè)長(zhǎng)寬各為4厘米的普通的小半導(dǎo)體制冷片，溫差50度時(shí)的溫差發(fā)電電壓高達(dá)0. 5V以 上(且內(nèi)阻僅1歐姆左右)，用20多片總輸出電壓就夠了(12V以上)。溫差發(fā)電材料1的 總輸出端與二極管D串聯(lián)后并聯(lián)在存儲(chǔ)輸出電路4的輸入端X、Y。二極管D可以防止溫差 發(fā)電材料1在溫差發(fā)電電壓過(guò)低的情況下，存儲(chǔ)輸出電路4內(nèi)的可充電電池E對(duì)溫差發(fā)電 材料1的反向放電現(xiàn)象的發(fā)生。二極管D要用半導(dǎo)體鍺材料的二極管，這樣可以使它在充 電時(shí)分得的電壓最小(0. 2V左右)，有利于提高溫差發(fā)電的利用率。存儲(chǔ)輸出電路4由可充 電電池E與逆變器5和開關(guān)Kn構(gòu)成的串聯(lián)電路再并聯(lián)構(gòu)成，為了防止不用電時(shí)逆變器5對(duì) 電能的消耗，可斷開開關(guān)ΚΝ，用電時(shí)再接通開關(guān)ΚΝ?？沙潆婋姵谽的電壓要與溫差發(fā)電材料 1的總輸出電壓相匹配，以高效地充電，它可以用普通蓄電池串聯(lián)構(gòu)成(比如組合成12V等 電壓的各種組合)。逆變器5內(nèi)部由公知技術(shù)中的逆變器電路組成，各種類型的均可，例如可參照國(guó) 防工業(yè)出版社2003年4月出版的《實(shí)用電子控制電路》書中的152-153頁(yè)的“一種家用、 船用逆變電源” 一文。逆變器5可將溫差發(fā)電材料1以及可充電電池E提供給的直流電變 換成220V交流電，其交流220V輸出端子A和B為多個(gè)輸出插位的220V電源插座的多個(gè) 并聯(lián)插口，以給其他中小功率電器G2寸以下的液晶電視、音響、電腦、電風(fēng)扇、各種電動(dòng)器 具、隨身帶的視聽(tīng)設(shè)備等)提供220V電能，一物多用；輸出端子C、F輸出12V低壓直流電， 也可供小電器使用。這是一種綠色發(fā)電模式，為各種家用電器提供了綠色電能，符合低碳節(jié) 能原則。溫度傳感器17置于內(nèi)膽2熱水里面或貼裝在內(nèi)膽2外表面，通過(guò)導(dǎo)線與室內(nèi)的數(shù) 字溫度表18相并聯(lián)，數(shù)字溫度表18的電源輸入端與輸出端子C、F并聯(lián)，但由于液晶顯示數(shù) 字溫度表18耗電極微小，用鈕扣電池或干電池供電也可。數(shù)字溫度表18用于觀察內(nèi)膽2 里的水溫，以方便用戶的洗浴或溫差發(fā)電操作。發(fā)光二極管D8、電阻R4、穩(wěn)壓二極管D7串聯(lián)后并聯(lián)在存儲(chǔ)輸出電路4的輸入端X、 Y上，構(gòu)成可充電電池E的電壓顯示電路。當(dāng)可充電電池E的電壓高于設(shè)定值時(shí)，穩(wěn)壓二極 管D7擊穿導(dǎo)通，使發(fā)光二極管D8發(fā)光；當(dāng)可充電電池E的電壓低于設(shè)定值時(shí)，穩(wěn)壓二極管D7 截止，發(fā)光二極管D8不發(fā)光，表示電不足。由于發(fā)光二極管D8的發(fā)光電流只需要幾個(gè)毫安， 故耗電極小，不影響供電效率?？沙潆婋姵谽的電壓顯示電路也可用高內(nèi)阻、微耗電的機(jī)械 或電子電壓表代替。該電路的目的是讓用戶觀察溫差發(fā)電電壓高低，以便進(jìn)行相應(yīng)操作。在圖3中，變壓器 的初級(jí)繞組與220V交流電源插頭相連，次級(jí)繞組與二極管Dl、 D2、D3、D4連成的整流器輸入端相并聯(lián)，整流器的輸出端與濾波電容C1并聯(lián)構(gòu)成直流電源， 再與雙刀雙擲換向開關(guān)Kd的中心接點(diǎn)并聯(lián)。雙刀雙擲換向開關(guān)Kd的兩側(cè)接點(diǎn)交叉連接成 換向開關(guān)的接法，與電磁鐵7的線圈并聯(lián)。當(dāng)雙刀雙擲換向開關(guān)Kd撥向K位為負(fù)極性供電 開保溫門，撥向G位為正極性供電關(guān)保溫門。該電路的220V電源可來(lái)自市電或溫差自發(fā)電 均可，因只是用一下就拔掉220V電源插頭，耗電極少。在圖4中，直流電動(dòng)機(jī)Dz (用常見(jiàn)的6-12V小型直流減速電動(dòng)機(jī)，耗電和體積很小， 但扭矩大且轉(zhuǎn)速慢)固定在集熱儲(chǔ)水箱外殼14上，絲杠18的一端與直流電動(dòng)機(jī)込的轉(zhuǎn)軸用連軸件連接(橫向可稍微活動(dòng)式連接，以適應(yīng)絲杠18的另一端可輕微左右活動(dòng))，絲杠 18的另一端插入帶螺母19 (它與絲杠18上的螺紋配套寬松轉(zhuǎn)動(dòng)式咬合)的帶水平活動(dòng)空 腔的牽引件20，螺母19可在其中水平活動(dòng)但縱向出不來(lái)。螺母19為長(zhǎng)方形的，它在牽引件 20內(nèi)只能平動(dòng)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠18轉(zhuǎn)而配套螺母19不轉(zhuǎn)，可使?fàn)恳菽?9沿著絲杠18轉(zhuǎn)軸 方向平動(dòng)。牽引件20固定在保溫門9上，開度限位組件16等部件安裝與前述相同。直流 電動(dòng)機(jī)Dz正轉(zhuǎn)時(shí)絲桿18帶動(dòng)螺母19和牽引件20來(lái)驅(qū)動(dòng)保溫門9關(guān)閉；直流電動(dòng)機(jī)Dz反 轉(zhuǎn)時(shí)保溫門9則打開。本發(fā)明把除直流電動(dòng)機(jī)Dz之外的與開關(guān)保溫門9相關(guān)的構(gòu)件總稱 開關(guān)門組件。在圖5中，兩個(gè)發(fā)光二極管D5、D6反向并聯(lián)后與電阻&串聯(lián)，然后再與電阻R1并 聯(lián)構(gòu)成開關(guān)門到位顯示電路。繼電器線圈J與電阻R3并聯(lián)后與開關(guān)門到位顯示電路以及 直流電動(dòng)機(jī)Dz和繼電器常通觸點(diǎn)開關(guān)Kj串聯(lián)，該電路最后并聯(lián)在雙刀雙擲換向開關(guān)Kd的 兩側(cè)接點(diǎn)上，其余部分電路與前述相同。該電路原理將雙刀雙擲換向開關(guān)Kd打在G位，按 下常斷按鈕開關(guān)Ktj，電流流過(guò)直流電動(dòng)機(jī)Dz使其正轉(zhuǎn)而關(guān)閉保溫門9。其關(guān)閉到位后導(dǎo)致 直流電動(dòng)機(jī)Dz阻力大而使電流遠(yuǎn)超過(guò)額定值，繼電器線圈J上的電流也大增而使繼電器吸 合，與此同時(shí)，發(fā)光二極管D5上的電壓也因此而上升，導(dǎo)致其導(dǎo)通而發(fā)光。此時(shí)，常通觸點(diǎn) 開關(guān)Kj斷開，導(dǎo)致直流電動(dòng)機(jī)Dz斷電而停轉(zhuǎn)。停轉(zhuǎn)后馬上因斷電而使常通觸點(diǎn)開關(guān)自 動(dòng)接通，重復(fù)上述過(guò)程，如此反復(fù)下去，使發(fā)光二極管D5亮滅交替，提示用戶已經(jīng)關(guān)嚴(yán)了保 溫門9，應(yīng)該松開常斷按鈕開關(guān)可見(jiàn)，發(fā)光二極管D5為關(guān)門到位顯示燈；如果將雙刀雙 擲換向開關(guān)Kd打在K位，按下常斷按鈕開關(guān)將類似于上述過(guò)程，不過(guò)此情況下為直流電 動(dòng)機(jī)Dz反轉(zhuǎn)和保溫門9打開到位后的發(fā)光二極管D6(開門到位顯示燈)亮滅交替。電阻& 為限流電阻，電阻R1為開關(guān)門到位發(fā)光取樣電阻，增加電阻R1可降低兩個(gè)發(fā)光二極管D5、 D6的發(fā)光下限。電阻R3為繼電器動(dòng)作電流取樣電阻，其電阻值越大，總起控電流越小。在 直流電源輸出端(電容C1兩端)還可再加個(gè)公知技術(shù)的串聯(lián)穩(wěn)壓電路給后續(xù)電路供電，這 樣可使直流電動(dòng)機(jī)開關(guān)門電路工作更精確和穩(wěn)定。因?yàn)閳D5的整個(gè)電路耗電很小，且短時(shí) 間通電，該電路的220V電源可來(lái)自市電或溫差自發(fā)電均可。本發(fā)明的總體工作過(guò)程如下太陽(yáng)能熱水器的內(nèi)膽2中的水因吸收集熱管6的熱 量而升溫，導(dǎo)致溫差發(fā)電材料1的內(nèi)表面溫度升高。插上220V電源插頭，按上述操作在室 內(nèi)通過(guò)電開關(guān)操縱打開室外的太陽(yáng)能熱水器的保溫門9，而溫差發(fā)電材料1外表面與散熱 片3良好熱接觸而散熱，使外表面溫度降低，這樣就在溫差發(fā)電材料1的內(nèi)外表面產(chǎn)生了較 高的溫差而發(fā)電，發(fā)出的電能送到室內(nèi)的存儲(chǔ)輸出電路4，可同時(shí)給其內(nèi)的可充電電池E充 電并通過(guò)逆變器5等的電源輸出端子給各種家用電器供電。由于在白天內(nèi)膽2中的水吸收 集熱管6的熱量充足且是源源不斷的，供電能力強(qiáng)，可連續(xù)供電。當(dāng)某一天需要洗浴，可提 前半天左右關(guān)閉保溫門9(陽(yáng)光充足的夏春秋季節(jié)也可不關(guān)閉，溫差發(fā)電和洗浴兩不誤)， 此時(shí)不散熱，相當(dāng)于普通太陽(yáng)能熱水器，不發(fā)電(但仍可由可充電電池E維持對(duì)外供電)供 洗浴用。這樣，就使得太陽(yáng)能熱水器的大部分時(shí)間用于溫差發(fā)電，充分地利用了太陽(yáng)能熱水 器吸收的太陽(yáng)能。本發(fā)明實(shí)施例的各元器件參考值可充電電池E采用額定電壓12V、18V的蓄電池， 容量要盡可能高。太陽(yáng)能熱水器可用市面上常見(jiàn)的各類真空管采熱式的基礎(chǔ)上改裝，內(nèi)膽2 要用鋁的或不銹鋼的。溫差發(fā)電材料1可用市面上普通的長(zhǎng)寬各為4厘米的半導(dǎo)體制冷片25片以上再相互正串聯(lián)組成，其總輸出電壓要與可充電電池E匹配。各處的保溫材料用厚 度2-5厘米左右的聚氨酯發(fā)泡塑料(各個(gè)溫差發(fā)電材料1之間的間隙處用與溫差發(fā)電材料 1厚度相同的)。散熱片3用鋁材制作，最好其外側(cè)帶普通電子元件上用的散熱器那種豎向 的散熱條。電阻RpR3要用功率足夠的可調(diào)線繞電阻或固定電阻，其阻值要根據(jù)選用的直流 電動(dòng)機(jī)Dz和繼電器的規(guī)格經(jīng)試驗(yàn)選定。電阻I 2、R4用阻值360歐姆的小碳膜電阻。發(fā)光二 極管D5、D6、、D8用發(fā)光電壓1. 7-2V的(開關(guān)門到位顯示電路分得的電壓在3V左右為宜)。 二極管Dl、D2、D3、D4全用1N4007。二極管D用耐壓20V以上、額定電流3A以上的鍺材料 的二極管。穩(wěn)壓二極管叫用穩(wěn)壓值9-12V的。繼電器線圈J、直流電動(dòng)機(jī)Dz電壓規(guī)格的選 用要與開關(guān)門到位顯示電路串聯(lián)后的總電壓和直流電源提供的電壓吻合。變壓器~用5W 左右的單繞組輸出的小功率變壓器，初級(jí)繞組額定電壓220V，次級(jí)繞組輸出電壓要與后續(xù) 電路需求吻合。濾波電容Cl為220微法。雙刀雙擲換向開關(guān)Kd可用額定電流大于IA的 普通小鈕子開關(guān)連接而成。常斷按鈕開關(guān)Ktj用額定電流大于0.5A的小按鈕開關(guān)。數(shù)字溫 度表18可用市場(chǎng)上常見(jiàn)的小型液晶顯示、傳感器與表頭分離的那種。本發(fā)明把由電磁鐵7或直流電動(dòng)機(jī)Dz控制的部件以及開度限位組件16等相關(guān)部 件構(gòu)成的開關(guān)保溫門9的機(jī)構(gòu)都稱為自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)，還把自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)中除室外側(cè)部件的 所有部分都稱自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)的控制電路。本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例是去掉保溫門9和相關(guān)的機(jī)械部件和電路，但要保留各個(gè) 溫差發(fā)電材料1之間的間隙以及裸露的內(nèi)膽區(qū)域上安裝的保溫材料(如果整個(gè)內(nèi)膽2的裸 露面裝滿溫差發(fā)電材料1并且安裝的很緊密，也可去掉該面的所有保溫材料)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié) 構(gòu)大為簡(jiǎn)化，但此情況下太陽(yáng)能熱水器的保溫能力有所下降，洗浴時(shí)熱水的溫度有所下降， 但不會(huì)降低溫差發(fā)電效果，也不會(huì)影響陽(yáng)光充足的當(dāng)天洗浴的。為了防止陽(yáng)光照射到散熱 片3上而降低溫差發(fā)電材料1內(nèi)外表面的溫差，此情況下最好在散熱片3附近(也可機(jī)械 脫離本發(fā)明各部件安裝)安裝遮陽(yáng)罩，但不能影響其散熱，遮陽(yáng)罩與散熱片3的平行安裝距 離不能小于3厘米。本發(fā)明圖1中的各個(gè)部件全部安裝在室外，圖2中的存儲(chǔ)輸出電路4和數(shù)字溫度 表18以及發(fā)光二極管D8、電阻R4、穩(wěn)壓二極管D7串聯(lián)構(gòu)成的電壓顯示電路、各個(gè)輸出端子、 圖3或圖5的絕大部分(電磁鐵7或直流電動(dòng)機(jī)Dz仍在室外)全安裝在室內(nèi)。也可把室 內(nèi)安裝的各個(gè)部分裝在一個(gè)鐵殼內(nèi)，各個(gè)開關(guān)、顯示部件安裝在鐵殼的面板上，此情況下還 要仿照?qǐng)D5在圖3的變壓器 的初級(jí)繞組串聯(lián)一個(gè)常斷按鈕開關(guān)。如果要縮小鐵殼體積， 也可把可充電電池E單獨(dú)安裝在另一個(gè)殼體內(nèi)，將其置于室內(nèi)或室外均可。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，還可推廣到集體供熱水的大型太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)。內(nèi) 膽2的其他部位也可安裝溫差發(fā)電材料以及相應(yīng)部件。也可將內(nèi)膽2制成縱切面為正方形 的正方長(zhǎng)筒子形狀，這種情況下增加溫差發(fā)電區(qū)域和安裝保溫門9更方便。保溫門9也可 設(shè)置成其它方式的開關(guān)門機(jī)構(gòu)，比如用不帶合頁(yè)的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的平行運(yùn)動(dòng)保溫門來(lái)開 關(guān)門的機(jī)械結(jié)構(gòu)。散熱片3也可去掉，但此時(shí)由于溫差發(fā)電材料1散熱不良使溫差發(fā)電能 力降低，此時(shí)是靠著空氣自然對(duì)流使溫差發(fā)電材料1外表面散熱的。本發(fā)明把溫差發(fā)電材 料裸露外表面的流動(dòng)空氣或散熱片都稱為散熱物體。防止可充電電池E向溫差發(fā)電材料1 反向放電的二極管D也可用其他電路代替。溫差發(fā)電數(shù)字溫度表18和傳感器17也可去掉。存儲(chǔ)輸出電路4也可用其他類型的電路結(jié)構(gòu)代替，比如給可充電電池E再增加公知的太陽(yáng) 能給蓄電池充電用的充電控制器電路。也可在各個(gè)相關(guān)電路增加電子控制或單片機(jī)智能控 制的電路等等。但上述這些變化都沒(méi)有偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和權(quán)利要求范圍。
權(quán)利要求
1.一種溫差發(fā)電太陽(yáng)能熱水器，包含太陽(yáng)能熱水器，其特征是集熱儲(chǔ)水箱的內(nèi)膽與溫 差發(fā)電材料的內(nèi)表面熱接觸，溫差發(fā)電材料的外表面與散熱物體熱接觸，觸溫差發(fā)電材料 與二極管串聯(lián)后與存儲(chǔ)輸出電路的輸入端并聯(lián)，存儲(chǔ)輸出電路的輸出端與輸出端子相連。
2.按權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電太陽(yáng)能熱水器，其特征是存儲(chǔ)輸出電路由可充電電池 與逆變器輸入端和開關(guān)串聯(lián)的電路并聯(lián)組成，逆變器的輸出端子與220V電源插座相連并 安裝在室內(nèi)。
3.按權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電太陽(yáng)能熱水器，其特征是集熱儲(chǔ)水箱的帶有溫差發(fā)電 材料的側(cè)面安裝了保溫門，保溫門上帶有門保溫層和自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)，自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)的控制 電路安裝在室內(nèi)。
4.按權(quán)利要求3所述的溫差發(fā)電太陽(yáng)能熱水器，其特征是自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)由固定在集熱 儲(chǔ)水箱外殼上的電磁鐵和固定在保溫門相吻合位置的恒磁體和彈簧以及開度限位組件組 成，電磁鐵的線圈與雙刀雙擲換向開關(guān)兩側(cè)接點(diǎn)并聯(lián)，雙刀雙擲換向開關(guān)的中心接點(diǎn)與直 流電源并聯(lián)。
5.按權(quán)利要求3所述的溫差發(fā)電太陽(yáng)能熱水器，其特征是自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)由固定在集熱 儲(chǔ)水箱外殼和保溫門上的直流電動(dòng)機(jī)和開關(guān)門組件構(gòu)成，直流電動(dòng)機(jī)與繼電器線圈和電阻 以及繼電器常通觸點(diǎn)開關(guān)串聯(lián)后再與雙刀雙擲換向開關(guān)兩側(cè)接點(diǎn)并聯(lián)，發(fā)光二極管與電阻 串聯(lián)后與另一電阻并聯(lián)，繼電器線圈與電阻并聯(lián)，雙刀雙擲換向開關(guān)的中心接點(diǎn)與直流電 源并聯(lián)。
6.按權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電太陽(yáng)能熱水器，其特征是散熱物體為散熱片，內(nèi)膽的 裸露區(qū)域安裝保溫材料。
7.按權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電太陽(yáng)能熱水器，其特征是集熱儲(chǔ)水箱內(nèi)帶有溫度傳感 器，溫度傳感器通過(guò)導(dǎo)線與置于室內(nèi)的數(shù)字溫度表并聯(lián)。
8.按權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電太陽(yáng)能熱水器，其特征是存儲(chǔ)輸出電路的輸入端與電 壓顯示電路并聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溫差發(fā)電太陽(yáng)能熱水器。它將太陽(yáng)能熱水器的集熱儲(chǔ)水箱內(nèi)膽外側(cè)與溫差發(fā)電材料的一面熱接觸，溫差發(fā)電材料的另一面與散熱物體熱接觸，溫差發(fā)電材料因兩面的溫差而發(fā)電。溫差發(fā)電材料的輸出端與存儲(chǔ)輸出電路的輸入端相連，從存儲(chǔ)輸出電路的輸出端子輸出電能。解決了公知的太陽(yáng)能熱水器采集的熱能常年絕大部分沒(méi)被利用的缺陷，使太陽(yáng)能熱水器的閑置熱能轉(zhuǎn)化成電能，供給各種電器使用。帶有自動(dòng)開關(guān)機(jī)構(gòu)的保溫門，進(jìn)一步兼顧和保證了洗浴和溫差發(fā)電效果。本發(fā)明使太陽(yáng)能熱水器成為洗浴和綠色發(fā)電供電中心，大大提高了太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明用于在各種太陽(yáng)能熱水器的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)洗浴和溫差發(fā)電兩用的太陽(yáng)能熱水器。
文檔編號(hào)H02N11/00GK102072565SQ20111003935
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
發(fā)明者趙杰 申請(qǐng)人:趙杰