CN103983007A - 带发电装置的燃气热水装置 - Google Patents

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Abstract

一种带发电装置的燃气热水装置，包括换热器、燃烧器、换热管路、风机、燃气阀、燃气管，换热管路贯穿换热器，它还包括热声发电机，热声发电机包括发电机燃烧器、热端热交换器、回热器、发电机冷却器、活塞、电枢、永磁体、气缸，发电机燃烧器、热端热交换器、回热器、发电机冷却器、活塞依次设置在气缸内，回热器与活塞的顶端之间的区域填充工质气体，永磁体安装在活塞的轴上，电枢对应于永磁体安装固定，燃气管与发电机燃烧器的入口连通，发电机冷却器上设置有冷却器水流通道，冷却器水流通道与燃气热水装置的换热管路串连。具有能有效地使燃气燃烧的热能转化为电能，供燃气热水装置使用或输出，提高能源利用效率等特点。

Description

带发电装置的燃气热水装置
技术领域
本发明涉及到一种带发电装置的燃气热水装置。
背景技术
在现有技术中，燃气热水器、燃气采暖热水炉等燃气热水装置，通过燃气的燃烧产生热量与水进行换热，为用户提供热水，而这种一次能源通过燃烧，单一输出热能的设备在使用时并不是高效和经济合理的，易造成能源利用率较低等缺陷，为克服这些缺陷，对带发电装置的燃气热水装置进行了研制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要提供一种带发电装置的燃气热水装置，它能有效地提高能源利用效率。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：它包括换热器、燃烧器、换热管路、风机、燃气阀、燃气管，换热管路贯穿换热器，风机的出风口、燃气管的出燃气口分别与燃烧器的入口连通，燃气阀设置在燃气管上以控制燃气的流量，它还包括热声发电机，热声发电机包括发电机燃烧器、热端热交换器、回热器、发电机冷却器、活塞、电枢、永磁体、气缸，发电机燃烧器、热端热交换器、回热器、发电机冷却器、活塞依次设置在气缸内，发电机燃烧器与热端热交换器之间的区域形成燃烧室，回热器与活塞的顶端之间的区域填充工质气体，永磁体安装在活塞的轴上，电枢对应于永磁体安装固定，燃气管的出燃气口与发电机燃烧器的入口连通，发电机冷却器上设置有冷却器水流通道，冷却器水流通道与燃气热水装置的换热管路串连。
它还包括预混器，预混器一端与燃气管、风机连通，预混器另一端与发电机燃烧器和/或燃烧器的入口连通。
所述的燃气阀为具有通断调节功能的气阀。
它还包括安装在风机出风口的空气流量调节阀，空气流量调节阀控制进入燃烧器、发电机燃烧器的空气量。
所述的风机为变频风机或定速风机。
所述的换热器为主换热器或包括主换热器、冷凝换热器的换热器。
它还包括蓄电池，蓄电池存储热声发电机产生的电能并向燃气热水装置自身供电。
本发明同背景技术相比所产生的有益效果：
由于本发明采用热声发电机，热声发电机包括发电机燃烧器、热端热交换器、回热器、发电机冷却器、活塞、电枢、永磁体、气缸，发电机燃烧器、热端热交换器、回热器、发电机冷却器、活塞依次设置在气缸内，发电机燃烧器与热端热交换器之间的区域形成燃烧室，回热器与活塞的顶端之间的区域填充工质气体，永磁体安装在活塞的轴上，电枢对应于永磁体安装固定，燃气管的出燃气口与发电机燃烧器的入口连通，发电机冷却器上设置有冷却器水流通道，冷却器水流通道与燃气热水装置的换热管路串连的结构，热声发电机将燃气燃烧的热能转化为电能，供燃气热水装置使用或输出，故它能有效地提高能源利用效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中热声发电机1的结构示意图。
具体实施方式
参看附图1、附图2所示，本实施例包括热声发电机1、换热器2、燃烧器3、换热管路4、风机5、燃气阀6、燃气管7，换热管路4贯穿换热器2，风机5的出风口、燃气管7的出燃气口分别与燃烧器3的入口连通，燃气阀6设置在燃气管7上以控制燃气供应的通断。
热声发电机1包括发电机燃烧器11、热端热交换器12、回热器13、发电机冷却器14、活塞15、电枢16、永磁体17、气缸18，发电机燃烧器11、热端热交换器12、回热器13、发电机冷却器14、活塞15依次设置在气缸18内，发电机燃烧器11与热端热交换器12之间的区域形成燃烧室111，回热器13与活塞15的顶端之间的区域填充工质气体（通常为高压惰性气体），永磁体17安装在活塞15的轴上，电枢16对应于永磁体17安装固定，燃气管7的出燃气口与发电机燃烧器11的入口连通，发电机冷却器14上设置有冷却器水流通道141，冷却器水流通道141与燃气热水装置的换热管路4串连。
为了提高燃气和空气的混合效果，让燃气燃烧得更充分，可在发电机燃烧器11和/或燃烧器3的入口处增设预混器，预混器一端与燃气管7、风机5连通，预混器另一端与发电机燃烧器11和/或燃烧器3的入口连通。
燃气阀6为具有通断调节功能的气阀，可控制进入发电机燃烧器11或燃烧器3燃气的通断。
空气流量调节阀8设置在风机5的出风口处，空气流量调节阀8可调节阀门的开度，其作用是控制进入燃烧器3、发电机燃烧器11的空气量。
风机5可为变频风机或定速风机。变频风机成本相对较高，是采用变频控制技术来控制风机的变速运行，由于风机是变频运行，因此耗电量降低，节能效果明显。定速风机成本相对较低，技术成熟，但具有机械冲击大，传动系统寿命短，震动及噪音较大，需要的电源容量大，功率因数较低等缺陷。
换热器2可为吸收高温烟气显热的主换热器，也可以是包括主换热器、冷凝换热器的换热器，冷凝换热器用于吸收烟气潜热，主换热器与冷凝换热器的配合使用，有利于提高燃气热水装置的热效率。
 热声发电机1的工作原理为，空燃混合物在发电机燃烧器11处燃烧产生热量，加热气缸18中的工质气体（通常为高压惰性气体），工质气体（在热端热交换器12、回热器13、发动机冷却器14的热交换情况下受到膨胀与收缩，将自发地产生周期性压力波动（或周期性的声波），即将热能转换为机械能，周期性变化压力波推动活塞15做往复运动，同时带动活塞15轴上的永磁体17做往复运动，往复运动的永磁体17（既电机动子）产生交变磁场，电枢16感生电流并将电流输出给用电端口，完成热能转换成声波形式的机械能，最终转换成电能的完整过程。
当本实施例中的燃气热水装置在工作时，空燃混合物燃烧产生热量，热声发电机1输出电力。输出的电力一方面可供燃气热水装置内的用电部件使用，可使燃气热水装置在停电的环境下，利用自身产生的电力维持正常的采暖和热水工作。另一方面可将热声发电机1产生的电力存储在蓄电池中，特别是在停电环境下，为燃气热水装置的启动提供必要的电能。
当然热声发电机4也可向外界输出给其它用电设备使用。
燃气热水装置中需加热的水首先进入冷却器水流通道141，与热声发动机1工作时产生的废热及发电机燃烧器11工作时产生的烟气进行热交换，得到预加热的热水。
从冷却器水流通道141流出的热水，再流入换热器2中与高温烟气进行热交换，最后流出供用户使用。
如果热声发电机1供热能够满足用户用水需求时，可通过燃气阀6断开燃烧器3的燃气供应，不启动燃烧器3进行燃烧工作，此时用户所需热水的加热和发电全部由热声发电机1完成。
如果热声发电机1不能够满足用户用水需求时，可通过打开燃气阀6的阀门，恢复燃烧器3的燃气供应，同时启动燃烧器3进行燃烧工作，满足用户用水及用电需求。
如果用户不需要热声发电机1发电且进入换热器2的水不需要预热的情况下，可以通过燃气阀6关闭热声发电机的通气阀门，即热声发电机1不工作，单独通过燃烧器3进行燃烧工作，为用户提供用水需求。
本发明是在现有的燃气热水装置上增加热声发电机1，并与现有的燃气热水装置进行水路、气路的连通，采用热声发电机1发电，同时吸收热声发电机1的废热用来预热水，再将水流入燃气热水装置的换热器2中进行再次换热，共同输出热能，供冬季采暖用热和卫生用热水，当不需要采暖时只运行热声发电机1发电，利用热声发电机1的废热用于加热卫生用热水，故它能够有效地提高能源利用效率，减少碳化物及有害气体的排放。
本发明采用热声发动机1，它具有适用于各种能源，无论是液态的、气态的、固态的燃料，包括可再生能源、各种伴生气能源等，因此本发明中的燃气热水装置应用更为广泛。

Claims (10)

1.一种带发电装置的燃气热水装置，它包括换热器（2）、燃烧器（3）、换热管路（4）、风机（5）、燃气阀（6）、燃气管（7），换热管路（4）贯穿换热器（2），风机（5）的出风口、燃气管（7）的出燃气口分别与燃烧器（3）的入口连通，燃气阀（6）设置在燃气管（7）上以控制燃气的流量，其特征在于它还包括热声发电机（1），热声发电机（1）包括发电机燃烧器（11）、热端热交换器（12）、回热器（13）、发电机冷却器（14）、活塞（15）、电枢（16）、永磁体（17）、气缸（18），发电机燃烧器（11）、热端热交换器（12）、回热器（13）、发电机冷却器（14）、活塞（15）依次设置在气缸（18）内，发电机燃烧器（11）与热端热交换器（12）之间的区域形成燃烧室（111），回热器（13）与活塞（15）的顶端之间的区域填充工质气体，永磁体（17）安装在活塞（15）的轴上，电枢（16）对应于永磁体（17）安装固定，燃气管（7）的出燃气口与发电机燃烧器（11）的入口连通，发电机冷却器（14）上设置有冷却器水流通道（141），冷却器水流通道（141）与燃气热水装置的换热管路（4）串连。
2.根据权利要求1所述的带发电装置的燃气热水装置，其特征在于它还包括预混器，预混器一端与燃气管（7）、风机（5）连通，预混器另一端与发电机燃烧器（11）和/或燃烧器（3）的入口连通。
3. 根据权利要求1所述的带发电装置的燃气热水装置，其特征在于所述的燃气阀（6）为具有通断调节功能的气阀。
4. 根据权利要求1～3任一项所述的带发电装置的燃气热水装置，其特征在于它还包括安装在风机（5）出风口的空气流量调节阀（8），空气流量调节阀（8）控制进入燃烧器（3）、发电机燃烧器（11）的空气量。
5. 根据权利要求1～3任一项所述的带发电装置的燃气热水装置，其特征在于所述的风机（5）为变频风机或定速风机。
6. 根据权利要求4所述的带发电装置的燃气热水装置，其特征在于所述的风机（5）为变频风机或定速风机。
7. 根据权利要求1～3任一项所述的带发电装置的燃气热水装置，其特征在于所述的换热器（2）为主换热器或包括主换热器、冷凝换热器的换热器。
8. 根据权利要求4所述的带发电装置的燃气热水装置，其特征在于所述的换热器（2）为主换热器或包括主换热器、冷凝换热器的换热器。
9. 根据权利要求1～3任一项所述的带发电装置的燃气热水装置，其特征在于它还包括蓄电池，蓄电池存储热声发电机（1）产生的电能并向燃气热水装置自身供电。
10. 根据权利要求4所述的带发电装置的燃气热水装置，其特征在于它还包括蓄电池，蓄电池存储热声发电机（1）产生的电能并向燃气热水装置自身供电。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104654284A (zh) * 2015-02-10 2015-05-27 广东万和新电气股份有限公司 燃烧装置及具有其的热声发电机
CN106989519A (zh) * 2017-06-12 2017-07-28 广东万家乐燃气具有限公司 安全装置及电热水器
CN111609549A (zh) * 2020-05-15 2020-09-01 重庆燃气集团股份有限公司 一种供应稳定电力的热水系统
CN111609548A (zh) * 2020-05-15 2020-09-01 重庆燃气集团股份有限公司 一种可发电蓄电的天然气热水系统
CN112254167A (zh) * 2020-11-23 2021-01-22 华北电力大学 一种生物质炉灶
CN112443966A (zh) * 2020-11-26 2021-03-05 衢州学院 一种具备余热回收利用的燃气采暖热水炉
CN113137753A (zh) * 2020-01-20 2021-07-20 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 燃烧换热组件以及燃烧换热设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19948027A1 (de) * 1999-10-06 2001-05-03 Bosch Gmbh Robert Gasbetriebene Generator-Therme
JP2004139914A (ja) * 2002-10-21 2004-05-13 Hitachi Home & Life Solutions Inc 燃料電池発電・給湯システム
CN201000169Y (zh) * 2007-01-23 2008-01-02 广东万和集团有限公司 带自发电装置的强制排烟燃气热水器
CN101561182A (zh) * 2008-04-19 2009-10-21 广东万和集团有限公司 带发电装置的燃气壁挂炉
CN102536711A (zh) * 2012-01-19 2012-07-04 浙江大学 可梯级回收液化天然气冷能的热声系统
CN103147947A (zh) * 2011-12-06 2013-06-12 中国科学院理化技术研究所 热声发电机
CN103683659A (zh) * 2013-12-11 2014-03-26 中国科学院理化技术研究所 一种利用液化天然气燃烧的双作用热声发电系统
CN203837245U (zh) * 2014-05-09 2014-09-17 广东万和新电气股份有限公司 带发电装置的燃气热水装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19948027A1 (de) * 1999-10-06 2001-05-03 Bosch Gmbh Robert Gasbetriebene Generator-Therme
JP2004139914A (ja) * 2002-10-21 2004-05-13 Hitachi Home & Life Solutions Inc 燃料電池発電・給湯システム
CN201000169Y (zh) * 2007-01-23 2008-01-02 广东万和集团有限公司 带自发电装置的强制排烟燃气热水器
CN101561182A (zh) * 2008-04-19 2009-10-21 广东万和集团有限公司 带发电装置的燃气壁挂炉
CN103147947A (zh) * 2011-12-06 2013-06-12 中国科学院理化技术研究所 热声发电机
CN102536711A (zh) * 2012-01-19 2012-07-04 浙江大学 可梯级回收液化天然气冷能的热声系统
CN103683659A (zh) * 2013-12-11 2014-03-26 中国科学院理化技术研究所 一种利用液化天然气燃烧的双作用热声发电系统
CN203837245U (zh) * 2014-05-09 2014-09-17 广东万和新电气股份有限公司 带发电装置的燃气热水装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104654284A (zh) * 2015-02-10 2015-05-27 广东万和新电气股份有限公司 燃烧装置及具有其的热声发电机
CN104654284B (zh) * 2015-02-10 2017-03-01 广东万和新电气股份有限公司 燃烧装置及具有其的热声发电机
CN106989519A (zh) * 2017-06-12 2017-07-28 广东万家乐燃气具有限公司 安全装置及电热水器
CN113137753A (zh) * 2020-01-20 2021-07-20 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 燃烧换热组件以及燃烧换热设备
CN111609549A (zh) * 2020-05-15 2020-09-01 重庆燃气集团股份有限公司 一种供应稳定电力的热水系统
CN111609548A (zh) * 2020-05-15 2020-09-01 重庆燃气集团股份有限公司 一种可发电蓄电的天然气热水系统
CN112254167A (zh) * 2020-11-23 2021-01-22 华北电力大学 一种生物质炉灶
CN112443966A (zh) * 2020-11-26 2021-03-05 衢州学院 一种具备余热回收利用的燃气采暖热水炉
CN112443966B (zh) * 2020-11-26 2021-10-01 衢州学院 一种具备余热回收利用的燃气采暖热水炉

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