CN204388200U - 固体氧化物电池型家用泛能机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种固体氧化物电池型家用泛能机。其包括烟气换热器、换热储罐和至少部分地设于换热储罐中的第一换热管路、散热片、电热水器和至少部分地设于电热水器中的第二换热管路。其中，烟气换热器具有供从烟气中吸热的换热介质流过的第一换热通道，第一换热管路与第一换热通道流体连通形成以第一换热管路为供热端的第一回路，第一换热管路以使其中的换热介质向散热片供热的方式与散热片热交换，第一换热管路以使其中的换热介质向第二换热管路供热的方式与第二换热管路热交换。该固体氧化物电池型家用泛能机可充分回收利用燃料电池产生的高温烟气中的余热且结构简单。

Description

固体氧化物电池型家用泛能机

技术领域

本实用新型涉及一种固体氧化物电池型家用泛能机。

背景技术

介绍一些技术术语及相关含义：

家庭泛能机：是实现互联网能源的基础装备，是一系列智能化高效利用能源的产品，可使用多种能源为原料通过多联供技术达到了冷热电多种能源的输出，同时可将设备运行及客户使用需求的信息状况实时传到泛能云云端，监控优化设备运行，实现人、机、信息之间的互动。所使用的燃料包括但不限于下列燃料：天然气、生物质气、焦炉煤气、石油气等碳氢化合物气体燃料及甲醇、乙醇、二乙醚、汽油、柴油等液体燃料。

固体氧化物燃料电池(SOFC)：是一种以固体氧化物为电解质的中高温燃料电池，可以用天然气、生物质气、煤气、石油气、甚至柴油为燃料。理论发电效率可达80％，实际工作效率可达60％以上，烟气排放温度在300-400℃。

泛能云平台：利用internet互联网技术，实现对泛能机设备的经济性优化运行维护的监控优化平台；云平台由用户远程登录界面、能源输入和输出端负气、电、热/冷负荷实时跟踪，阶梯电、气价下优化运行模块、运行维护模块组成。

泛能网：是基于系统能效技术，通过能源生产、储运、应用与回收循环四环节能量和信息的耦合，形成能量输入和输出跨时域的实时协同，实现系统全生命周期的最优化和能量的增效，能效控制系统对各能量流进行供需转换匹配，梯级利用、时空优化、以达到系统能效最大化，最终输出一种自组织的高度有序的高效智能能源。

燃料电池冷热电联产：建立在燃料电池能量梯级利用基础上的多联产总能系统。以天然气、甲烷或氢气为主要原料，不经过燃烧直接将化学能转化为电能，余热部分通过热工系统(热泵、吸收式热泵)、余热回收系统进行能量高效综合利用，整体一次能源利用效率达到80％以上，同时大幅度降低PM2.5及温室气体的排放。

现有技术泛能机无法充分回收利用烟气中的余热，而且结构复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可充分回收利用燃料电池产生的烟气中的余热且结构简单的固体氧化物电池型家用泛能机。

为实现上述目的，本实用新型提供一种固体氧化物电池型家用泛能机，包括：余热回收利用模块，包括烟气换热器，烟气换热器具有供从烟气中吸热的换热介质流过的第一换热通道；余热回收利用模块还包括：换热储罐和至少部分地设于换热储罐中的第一换热管路，第一换热管路与第一换热通道流体连通形成以第一换热管路为供热端的第一回路；散热片，第一换热管路以使其中的换热介质向散热片供热的方式与散热片热交换；电热水器和至少部分地设于电热水器中的第二换热管路，第一换热管路以使其中的换热介质向第二换热管路供热的方式与第二换热管路热交换。

根据本发明，还包括第二回路，其在换热储罐中以从第一换热管路中的换热介质吸热的方式与第一换热管路热交换、并部分地位于散热片中，以构成第一换热管路与散热片之间的热交换。

根据本发明，第一换热管路部分地位于散热片中，以构成第一换热管路与散热片之间的热交换。

根据本发明，还包括第三回路，其在换热储罐中以从第一换热管路中的换热介质吸热的方式与第一换热管路热交换、并在电热水器中以向第二换热管路供热的方式与第二换热管路热交换，以构成第一换热管路与第二换热管路之间的热交换。

根据本发明，第二换热管路部分地位于换热储罐中，以构成第一换热管路与第二换热管路之间的热交换。

根据本发明，沿由第一换热管路的入口指向出口的方向，第一换热管路依次与散热片和第二换热管路热交换。

根据本发明，还包括：燃料电池模块，包括汽化预热器，汽化预热器具有供烟气流过的烟气通道、供燃料流过的燃料通道、供氧化剂流过的氧化剂通道和供水流过的水通道；燃料通道、氧化剂通道和水通道以从烟气中吸热的方式与烟气通道热交换。

根据本发明，烟气换热器设置有供烟气流过的第二换热通道；烟气通道的出口流体连通于第二换热通道的入口。

根据本发明，还包括：并网逆变模块，包括并网逆变器，并网逆变器的电流输入端与燃料电池模块的供其产生的直流电输出的电流输出端电连接。

根据本发明，还包括：制冷模块，并网逆变器的电流输出端以向制冷模块提供电能的方式与制冷模块的电能输入端电连接。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的固体氧化物电池型家用泛能机包括余热回收利用模块，该余热回收利用模块包括烟气换热器、换热储罐、散热片和电热水器。其中，烟气换热器具有供从烟气中吸热的换热介质流过的第一换热通道，至少部分地设于换热储罐中的第一换热管路与第一换热通道流体连通形成以第一换热管路为供热端的第一回路，由此，从烟气中吸热的换热介质在第一回路中流动。此外，第一换热管路以使其中的换热介质向散热片供热的方式与散热片热交换，从而将换热介质中的热量传递给散热片，以进一步使得散热片向周围环境中供热以实现供暖功能。第二换热管路至少部分地设于电热水器中，并且第一换热管路以使其中的换热介质向第二换热管路供热的方式与第二换热管路热交换，从而使得换热介质中的热量传递给第二换热管路，以为电热水器提供热量进而实现为用户供应适当温度的用水。综上，本实用新型中的余热回收利用模块采用第一回路作为第一级热交换阶梯以构成蓄热储能环节，向散热片供热和向电热水器中的第二换热管路供热作为第二级热交换阶梯，由此实现能源的梯级利用。该过程热量流失小，利于最大限度收集利用燃料电池变化负载下烟气余热，可使实际能源利用效率达到80％以上。此外烟气的余热以转化为换热介质的热量(例如以75-85℃的水)的形式储存起来，并以通过二次换热的方式向散热片(例如家用暖气)和电热水器供热，结构简单而不需要增加额外的设备投入。

附图说明

图1是本实用新型的固体氧化物电池型家用泛能机的第一个实施例的示意图；

图2是本实用新型的固体氧化物电池型家用泛能机的第二个实施例的示意图。

如下为本实用新型实施例中的附图标记说明：

烟气换热器 1

换热储罐 2

散热片 4

电热水器 5

余热回收利用模块 8

第一换热管路 21

第二换热管路 51

第一换热通道 11

第二换热通道 12

第一回路 3

第一管 31

第二管 32

第二回路 6

第三管 61

第四管 62

第五管 63

第六管 64

第三回路 7

第七管 71

第八管 72

第九管 73

第十管 74

燃料电池模块 9

汽化预热器 10

烟气通道 101

电堆 906

催化重整器 914

催化燃烧器 915

脱硫器 916

第一过滤阀 917

第一压力传感器 918

电磁阀 919

甲烷增压泵 920

第一缓冲罐 921

第一流量计 922

第二压力传感器 923

第三单向阀 924

第一空气泵 925

第一缓冲罐 926

第一过滤器 927

第二流量计 928

第三压力传感器 929

凝水储罐 932

第二过滤器 931

水泵 930

第十一管 933

第十二管 934

第十三管 935

第十四管 936

第十五管 937

第十六管 938

第十七管 919

第一变频水泵 81

第二变频水泵 82

第三变频水泵 83

并网逆变器 13

制冷模块 14

电空调 141

室内机 142

第一空气泵 925

催化上端 939

催化中端 940

催化下端 941

第二空气泵 901

第二缓冲罐 902

第二过滤阀 903

第三流量计 904

第四压力传感器 905

第三空气泵 907

第三缓冲罐 908

第三过滤阀 909

第四流量计 910

第五压力传感器 912

第四单向阀 913

第十七管 919

烟气室 12

第一支路 211

第二支路 212

第三支路 213

第四支路 214

第五支路 215

第六支路 513

第七支路 511

第八支路 512

具体实施方式

如下参照附图描述本实用新型的实施例。

首先，如下简介本实用新型所涉及到的专业术语。

家庭泛能机(家用泛能机)：是实现互联网能源的基础装备，是一系列智能化高效利用能源的产品，可使用多种能源为原料通过多联供技术达到了冷热电多种能源的输出，同时可将设备运行及客户使用需求的信息状况实时传到泛能云云端，监控优化设备运行，实现人、机、信息之间的互动。

固体氧化物燃料电池(SOFC)：是一种以固体氧化物为电解质的中高温燃料电池。理论发电效率可达80％，实际工作效率可达60％以上，烟气排放温度在300-400℃。

燃料电池冷热电联产：建立在燃料电池能量梯级利用基础上的多联产总能系统。以天然气、甲烷或氢气为主要原料，不经过燃烧直接将化学能转化为电能，余热部分通过热工系统(热泵、吸收式热泵)、余热回收系统进行能量高效综合利用，整体一次能源利用效率达到80％以上，同时大幅度降低PM2.5及温室气体的排放。

下面，描述本实用新型的实施例。参照图1和图2，本发明的固体氧化物电池型家用泛能机，包括余热回收利用模块8，余热回收利用模块8包括烟气换热器1、换热储罐2、至少部分地设于换热储罐2中的第一换热管路21、散热片4、电热水器5和至少部分地设于电热水器5中的第二换热管路51。其中，烟气换热器1具有供从烟气中吸热的换热介质流过的第一换热通道11。第一换热管路21与第一换热通道11流体连通形成以第一换热管路21为供热端的第一回路3，第一换热管路21以使其中的换热介质向散热片4供热的方式与散热片4热交换，并且第一换热管路21以使其中的换热介质向第二换热管路51供热的方式与第二换热管路51热交换。

本实用新型的固体氧化物电池型家用泛能机通过使从烟气中吸收热量的换热介质在第一回路3中循环流动并以第一换热管路11作为供热端，从而将换热介质中的热量传递给与第一换热管路(即供热端)热交换的散热片4，以进一步使得散热片4向周围环境中供热以实现散热片4的供暖功能，并且第一换热管路11通过与之热交换的第二换热管路51将换热介质中的热量传递给第二换热管路51，以为电热水器5提供热量进而实现为用户供应适当温度的用水。综上，本实用新型中的余热回收利用模块8采用第一回路3作为第一级热交换阶梯以构成蓄热储能环节。向散热片4供热和向电热水器5中的第二换热管路51供热作为第二级热交换阶梯，由此实现能源的梯级利用。该过程热量流失小，利于最大限度收集利用燃料电池变化负载下烟气余热，可使实际能源利用效率达到80％以上。此外烟气的余热以转化为换热介质的热量(例如以75-85℃的水)的形式储存起来，并以通过二次换热的方式向散热片4(例如家用暖气)和电热水器5供热，结构简单而不需要增加额外的设备投入。另外，以二级热交换阶梯进行二次换热实现余热连续性回收，解决了因燃料电池运行过程中负荷变化造成的余热连续性回收能效问题。

具体而言，本实用新型的固体氧化物电池型家用泛能机的第一个实施例在图1中详细示出。其中，烟气换热器1设置有供烟气流过的第二换热通道12，并且烟气换热器1设置有第一换热通道11，第一换热通道11供换热介质流过，换热介质从烟气中吸热。换言之，第一换热通道11和第二换热通道12热交换以使得在第一换热通道11中流动的换热介质吸收在第二换热通道12中流动的烟气的热量。可选地，第一换热通道11和第二换热通道12可为构造为相互独立的两个管路，也可构造为第一换热通道11和第二换热通道12中的一个套设在另一个之中。另外可选地，第一换热通道11和第二换热通道12之间的热交换可为直接热交换(即二者接触以实现热传递)或间接热交换(即二者之间设置有可在其二者间传递热量的中间元件)。

进一步，在本实施例中，第一换热管路21全部设于换热储罐2中，并且第一换热管路21的两端分别与第一换热通道11的两端流体连通，形成一个供换热介质循环流动的循环回路(即第一回路3)。第一换热管路21与第一换热通道11的流体连通可为直接连通或间接连通。具体地，在本实施例中，第一换热通道11的出口与第一换热管路21的入口通过第一管31流体连通，第一换热管路21的出口与第一换热通道11的入口通过第二管32流体连通，换言之，第一换热通道11、第一管31、第一换热管路21和第二管32首尾连接构成第一回路3，换热介质沿在第一管31和第二管32上的箭头示出的方向第一回路3中循环流动。可理解，在实际应用上述结构时，第一换热通道11、第一管31、第一换热管路21和第二管32可为首尾相接的多个部件，也可部分地构造为一体成型件。此外，在本实施例中，第一换热管路21构造为一个蓄热空腔，用于存储未流动的换热介质，该蓄热空腔可使得换热储罐2具有200L的蓄热容积，额定蓄热温度为80℃，进而提供换热储罐2的储能功能。

继续参照图1，在本实施例中，余热回收利用模块8还包括第二回路6，第二回路6在换热储罐2中以从第一换热管路21中的换热介质中吸热的方式与第一换热管路21热交换、并部分地位于散热片4中，以构成第一换热管路21以使其中的换热介质向散热片4供热的方式与散热片4之间的热交换。

具体而言，第二回路6由依次首尾连接的第三管61、第四管62、第五管63和第六管64组成。其中，第二回路6的第三管61位于换热储罐2中并与第一换热管路21热交换，以从第一换热管路21中的换热介质中吸热，进而使得第二回路6循环流动的流体吸收来自第一换热管路21中的换热介质的热量。第二回路6的第五管63位于散热片4中，当上述流体流动到第五管63中时，向散热片4供热，进而通过散热片4向周围环境中散热以实现供热功能。其中，第五管63可为散热片4中的空腔。第四管62和第六管64上的箭头示出了第二回路6中的流体流动的方向。可选地，第三管61、第四管62、第五管63和第六管64可选择地部分的或全部的一体成型。可理解，通过第二回路6将第一换热管路21中的换热介质中的热量吸收到在第二回路6中循环流动的流体中，并通过该流体与散热片热交换。由此，构成了通过第二回路6使得第一换热管路21中的换热介质间接地向散热片4供热，第一换热管路21与散热片4间接地热交换。

进一步参照图1，在本实施例中，余热回收利用模块8还包括第三回路7，第三回路7在换热储罐2中以从第一换热管路21中的换热介质中吸热的方式与第一换热管路21热交换、并在电热水器5中以向第二换热管路51供热的方式与第二换热管路51热交换，以构成第一换热管路21以使其中的换热介质向第二换热管路51供热的方式与第二换热管路51之间的热交换。

具体而言，第三回路7由依次首尾连接的第七管71、第八管72、第九管73和第十管74组成。其中，第三回路6的第七管71位于换热储罐2中、并与第一换热管路21热交换，以从第一换热管路21中的换热介质中吸热，进而使得第三回路7中循环流动的流体吸收来自第一换热管路21中的换热介质的热量。第三回路7的第九管73位于电热水器5中，并且第三回路7以向第二换热管路51供热的方式与第二换热管路51热交换。即，当第三回路7中的流体流动到第九管73中时，流体向第二换热管路51供热，而第二换热管路51中流动的水吸收来自第三回路7中的流体中的热量被加热，之后第二换热管路51中流动的水作为例如淋浴用水等生活用水。第八管72和第十管74上的箭头示出了第三回路7中的流体流动的方向。可选地，第七管71、第八管72、第九管73和第十管74可选择地部分的或全部的一体成型。优选地，第七管71为盘管换热器。可理解，通过第三回路7将第一换热管路21中的换热介质中的热量吸收到在第三回路7中循环流动的流体中，并通过该流体与电热水器5中的第二换热管路51热交换。由此，构成了通过第二回路6使得第一换热管路21中的换热介质间接地向第二换热管路51，第一换热管路21与第二换热管路51间接地热交换。

此外，在本实施例中，沿由第一换热管路21的入口指向出口的方向，即沿着第一换热管路21中的换热介质流动的方向，第一换热管路21依次与散热片4和第二换热管路51热交换。换言之，第一换热管路21中的换热介质随着其流动，先向散热片4供热，再向第二换热管路51供热。

另外，第二换热管路21位于电热水器5中的部分可构成蓄水空间，以可在电热水器5中储水。其蓄水容积为100L。

本实施例的燃料电池模块，发电效率高，可超过50％。使用管道天然气为原料，原料易得，节约成本。汽化预热器、催化重整器、催化燃烧器与电堆工序紧密结合以使燃料电池模块的结构合理紧凑。

进一步，本实施例中的固体氧化物电池型家用泛能机，还包括燃料电池模块9，在本实施例中，燃料电池模块9为SOFC。具体包括汽化预热器10，汽化预热器10具有供烟气流过的烟气通道101、供燃料流过的燃料通道、供氧化剂流过的氧化剂通道和供水流过的水通道。燃料通道、氧化剂通道和水通道以从烟气中吸热的方式与烟气通道101热交换。

具体而言，在本实施例中，燃料电池模块9还设置有电堆906、催化重整器914、催化燃烧器915。燃料在本实施例中为管道天然气(主要成分为甲烷)，管道天然气经过依次设置脱硫器916、第一过滤阀917、第一压力传感器918、电磁阀919、甲烷增压泵920、第一缓冲罐921、第一流量计922、第二压力传感器923和第三单向阀924的管路通入汽化预热器10中的燃料通道，通过燃料通道和烟气通道101之间的热交换，甲烷吸收烟气通道101中流过的烟气的热量，进而甲烷的温度升高。在本实施例中，氧化剂为空气，空气经过依次设置第一空气泵925、第一缓冲罐926、第一过滤器927、第二流量计928和第三压力传感器929的管路通入汽化预热器10中的氧化剂通道。通过氧化剂通道和烟气通道101之间的热交换，空气吸收烟气通道101中流过的烟气的热量，进而空气的温度升高。水经过依次设置凝水储罐932、第二过滤器931和水泵930的管路通入汽化预热器10中的水通道。通过水通道和烟气通道101之间的热交换，水吸收烟气通道101中流过的烟气的热量，进而水的温度升高。

水通道和燃料通道与催化重整器914的入口连通，例如通过第十一管933实现该连通，升温(即经汽化预热器10预热)后的水和甲烷进入到催化重整器914中反应生成重整气(主要成分为CO和H₂)，催化重整器914的出口通过第十二管934与电堆906的阳极的入口连通，使得催化重整器914中产生的重整气通过第十二管934进入电堆906的阳极。氧化剂通道的出口与电堆906的阴极的入口通过第十三管935连通，以使得氧化剂通道中的升温(即经汽化预热器10预热)后的空气进入电堆906的阴极。在电堆906的阴极，空气中的O₂获得电子变为O^2-，在化学势的驱动下经过电解质扩散到阳极，与重整气在阳极发生电化学反应，产生直流电。此外，阳极的出口与催化燃烧器915通过第十四管936连通，以使得在阳极所发生的电化学反应所生成的阳极尾气(主要成分为CO₂、H₂O和未反应的重整气)进入到催化燃烧器915中。阴极的出口与催化燃烧器915通过第十五管937连通，以使得在阴极生成的阴极尾气(主要成分为N₂)进入到催化燃烧器915中。阳极尾气和阴极尾气在催化燃烧器915中完全燃烧，得到烟气(主要成分为CO₂、H₂O和N₂)。催化燃烧器915的出口与汽化预热器10中的烟气通道101的入口通过第十六管938连通，以将烟气导入烟气通道101而进行对分别流过燃料通道、氧化剂通道和水通道的甲烷、空气和水的预热。

另外，烟气通道101的出口通过第十七管919流体连通于第二换热通道12的入口。已将上述烟气用于对第一换热管路11中的换热介质供热，已在上述详述描述。

可选地，在第二管32上设置第一变频水泵81，在第六管64上设置第二变频水泵82，在第十管74上设置有第三变频水泵83。

上述余热回收利用模块。有效利用烟气尾气中的显热和潜热，使整体一次能源利用效率大于80％，余热利用率高。设有换热变频水泵，在设定温度范围内进行自动启停水流循环，以进行低能耗智能换热。可分别得到高温采暖水和低温生活热水，满足家庭用不同时期用热需求。此外，调节用热时空不均匀，设有余热回收利用模块可持续吸收烟气余热并作为调峰功能进行蓄热。比如早晚是用热高峰换热变频水泵会连续运转持续换热以提供足够热水，白天是用热低峰换热变频水泵不连续运转但将热量储存在换热储罐，由此调节用热时空不均匀。继续参照图1，在本实施例中，固体氧化物电池型家用泛能机还包括并网逆变模块和制冷模块14。并网逆变模块包括并网逆变器13，并网逆变器13的电流输入端与燃料电池模块9的供其产生的直流电输出的电流输出端电连接。具体而言，上述电堆产生的直流电由电流输出端输出至并网逆变器13并在并网逆变器13升压。并且并网逆变器13的电流输出端以向制冷模块14提供电能的方式与制冷模块14的电能输入端电连接。具体地，升压后的电流通过并网逆变器13的电流输出端输出进入家庭微电网，并经过孤网或并网运行进入制冷模块14的电能输入端，以为制冷模块14提供电能。例如，制冷模块14具有电空调141和室内机142。上述电能带动电空调141进行制冷和采暖。优选地，制冷模块14的制冷量为6.5kW。

其中，制冷模块14作为分布式能源冷热模块相对吸收式余热制冷启停快，辅助的公用工程需求低，并且作为独立制冷系统，孤网模式下可满足家庭制冷需求。并网逆变模块将燃料电池所发的直流电进入并网逆变器进行升压、逆变成交流电并入家庭微电网，实现所发电能在家庭范围的高效共享利用，只有当家庭用电负荷大于燃料电池发电容量时，不足部分由市电补充，由此节省了市电的使用，而当燃料电池输出功率大于用电负荷时，所发电反送上网，由泛能能效平台调度，实现所发电能的充分利用，提高能源利用价值。并且综上，可理解，本实施例构成了燃料电池的冷热电联产。

如下，参照图1，综合描述本实施例的运行过程以及实例性工作条件。

在燃料电池模块9中：

管道天然气以18.5SLM(标准大气压下L/min)的流速进入脱硫器916，空气以210的流速进入第一空气泵925，水以15g/min的流速进入到汽化预热器10中。并且管道天然气、空气、水(摩尔比1:12.3:1)在室温和0.102MPa的压力下进入汽化预热器10中与来自催化燃烧器915的烟气(温度为800℃)进行换热，管道天然气、空气和水从烟气中吸热后被加热，空气被加热到100℃-140℃，并在进入电堆906之前的温度为550℃，即空气在其温度为550℃的情况下进入到电堆906的阴极。管道天然气和水被加热到400℃。催化重整器914的上端温度为650℃，催化重整器914的下端温度为600℃。管道天然气和水在催化重整器914中按照摩尔比1:1进行反应，生成650℃的重整气。电堆906的左上端、左下端、右上端和右下端的温度均为750℃。重整气进入到电堆906的阳极。在阴极中的空气的O₂获得电子变为O^2-，在化学势的驱动下经过电解质扩散到阳极，与重整气在阳极发生电化学反应，产生直流电，该直流电的电压值为50V，电流值为100-110A，该电流通过并网逆变器13进入到家庭为电网中。电化学反应所生成的阳极尾气的温度为750℃，在阴极产生的阴极尾气的温度为750℃。催化燃烧器915的催化上端939、催化中端940和催化下端941的温度均为800℃。阳极尾气和阴极尾气通入到催化燃烧器915中反应后，排出温度为800℃的烟气。该温度为800℃的烟气进入到汽化预热器10中放热，从汽化预热器10时，烟气的温度下降至300-400℃，并且烟气由汽化预热器10流出时的流量为0-500SLM、背压为20KPa。

进一步，在本实施例中，还将催化冷却空气以50-108SLM的流量注入依次设置有第二空气泵901、第二缓冲罐902、第二过滤阀903、第三流量计904、第四压力传感器905的管路，并且该管路的出口与催化燃烧器915连通，以为催化燃烧器915补充空气。此外，将重整空气以17.6SLM的流量注入依次设置有第三空气泵907、第三缓冲罐908、第三过滤阀909、第四流量计910、第五压力传感器912和第四单向阀913的管路，并且该管路的出口与汽化预热器10连通。

在余热回收利用模块8中：

上述温度为800℃的烟气从烟气通道101的出口通过第十七管919进烟气室12中并从烟气室12的入口流向其出口。在本实施例中，在第二管32中流动的流体(例如水)的温度为70℃，该部分流体进入到第一换热通道11后与上述温度为800℃的烟气换热，进而使得该部分流体升温至85℃并流入第一管31，当该部分流体进入第一换热管路21后，向外放热，降温至70℃后，流入第二管32。而烟气降温至90℃从烟气室12的出口流出。由此，构成了在第一回路3中重复吸热和放热的流体的循环。而在换热储罐2的底部设置有一个温度传感器以测量换热储罐2中的温度，当罐内温度低于65℃时，第一变频水泵81启动，以推动换热介质在第一回路3中的循环流动。当该罐内温度达到80℃时，第一变频水泵81停止。此时换热介质在第一回路中停止流动。换热介质的大部分在换热储罐2中停止储热。

在第三管61中流通的流体(例如水)与第一换热管路21吸收来自第一换热管路21的热量，升温成温度为60℃的流体进入第五管63。在第五管63中，该部分流体向散热片4放热，降温至50℃，之后流入第六管64。经过第六管64，温度为50℃的流体进入第三管61吸热升温至60℃。由此，构成了在第二回路6中重复吸热和放热的流体的循环，该吸热为从第一换热管路21中换热介质吸热，该放热为向散热片放热，以构成了将第一换热管路21中的换热介质的热量传递至散热片4，进而构成了第一换热管路21以使其中的换热介质向散热片4供热的方式与散热片4热交换。第二变频水泵82根据室内温度启停。

此外，在第七管74中流动温度为20℃的流体(例如水)，该部分流体进入到第十管71中，从第一换热管路21中的换热介质吸热，升温至50℃。之后，该温度为50℃的流体进入到第八管72中，并随后进入到第九管73中。在第九管73中，温度为50℃的流体放热而降温至20℃，流入第十管74。位于电热水器5中的流体(例如供应给用于作为淋浴使用的水，例如由淋浴喷头84流出)吸收来自第九管73中的流体的放热，升温至40℃后提供给用户。由此，构成了在第三回路7中重复吸热和放热的流体的循环，该吸热为从第一换热管路21中换热介质吸热，该放热为向第二换热管路51放热，以构成了将第一换热管路21中的换热介质的热量传递至第二换热管路51，进而构成了第一换热管路21以使其中的换热介质向第二换热管路51供热的方式与第二换热管路51热交换。在电热水器5的底部设置温度传感器，以测量蓄水空间中的温度，当该温度低于45℃时，第三变频水泵83启动，以推动第三回路中的流体的循环。当该温度低于55℃时，第三变频水泵83停止，以停止流体在第三回路中的循环。

在并网逆变模块8中：

燃料电池模块9产生的电压值为50V且功率为7kW的直流电进入到并网逆变器13中，并网逆变器13将该压力值为50V的直流电进行升压、逆变成压力值为220V且频率为50Hz的交流电并入家庭微电网。其中，燃料电池尽量保持在最佳输出功率状态下平稳运行，当家庭用电负荷大于燃料电池发电容量时，不足部分由市电补充；当燃料电池输出功率大于用电负荷时，所发电反送上网，由泛能能效平台调度。

例如：从电池产生的电力先直接用于家庭用电负荷，当该电力等于负荷正好使用，当小于时由市电补充，当大于时多余的电力反送至家庭微电网由泛能能效平台调度。

可选地，送入燃料电池模块9中的燃料，不局限于上述实例。燃料既可以是常规的气体化石能源如天然气、煤层气等，也可以是常规液体化石能源如汽油、柴油等，还可以是可再生能源如生物沼气及煤化工领域的甲醇、二甲醚、焦炉煤气等。由于此燃料来源十分广泛，替代适应性强。此外，同时采用汽化预热器利用燃料电池模块内部的热量对燃料和空气加热，避免了其他多余的加热气化设备，不仅使结构合理紧凑，而且加热后的燃料和空气有利于电化学反应，使得燃料电池的发电效率高，可超过50％。并且，结合于对烟气的余热进行回收利用，提高了余热的利用率。

参照图2，本实用新型的固体氧化物电池型家用泛能机的第二个实施例，其中，该实施例仅在余热回收利用模块8中的部分结构与上述图1示出的第一个实施例不同。在此，仅对主要的不同之处进行描述，其他相同之处和所能实现的相同的有益效果不再赘述。

在本实施例中，第一换热管路21部分地位于散热片4中，以构成第一换热管路21与散热片4之间的热交换。具体而言，第一换热管路21由第一支路211、第二支路212、第三支路213、第四支路214和第五支路215组成。其中，第一支路211位于换热储罐2中，第一支路211的入口与第一换热通道11的出口流体连通，第一支路211的出口通过第二支路212与第三支路213的入口流体连通。第三支路213位于散热片4中。第三支路213的出口通过第四支路214与第五支路215的入口流体连通。而第五支路215的出口与第一换热通道11的入口连通，由此构成了第一回路3。换热介质在第一回路3的流动方向通过第二支路212和第四支路214示出的箭头表示。可理解，第四支路214和第五支路215为第一换热管路21设于换热储罐2中的部分，第三支路213为第一换热管路21设于散热片4中的部分，构成了第一换热管路21部分地设于换热储罐2中，并部分地设于散热片4中。第一换热通道11中的换热流体进入第一换热管路21中，并在流经第三支路213中时向散热片4直接地供热，即第一换热管路21与散热片4直接热交换。

进一步参照图2，在本实施例中，第二换热管路51部分地位于换热储罐2中，以构成第一换热管路21与第二换热管路51之间的热交换。具体地，第二换热管路51包括第六支路513、第七支路511和第八支路512。其中，第七支路511位于换热储罐2中，与第一换热管路21位于换热储罐2中的部分热交换。例如供用户淋浴使用的生活用水由第二换热管路51的入口流入第二换热管路51，并在换热储罐2中吸热升温，之后由第二换热管路51的出口流出。可理解，第七支路511为第二换热管路51位于换热储罐2中的部分，以使得第二换热管路51与第一换热管路21直接进行热交换，即第一换热管路21中的换热介质向第二换热管路51直接供热，以构成第一换热管路21与第二换热管路51之间的直接地热交换。

可理解，第一个实施例和第二个实施例的主要区别在于：

第一换热管路11与散热片4之间的热交换，在第一个实施例中为通过第二回路构成的间接地热交换，在第二个实施例为通过将第一换热管路11部分地设置于散热片4中而构成的直接地热交换。

第一换热管路11与第二换热管路51之间的热交换，在第一个实施例中为通过第三回路构成的间接地热交换，在第二个实施例为通过将第二换热管路51部分地设置于换热储罐2中而构成的直接地热交换。

换热储罐尺寸为0.5m×0.5m×1m。

可理解，上述两个实施例中所提及的术语“通道”、“管”、“管路”等相似用语，均表示为供流体流过的通道，并不局限于为一个管子，可根据其实际位置构造为一个空腔、导流槽等。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固体氧化物电池型家用泛能机，包括：

余热回收利用模块(8)，包括烟气换热器(1)，所述烟气换热器(1)具有供从烟气中吸热的换热介质流过的第一换热通道(11)；

其特征在于，所述余热回收利用模块(8)还包括：

换热储罐(2)和至少部分地设于所述换热储罐(2)中的第一换热管路(21)，所述第一换热管路(21)与所述第一换热通道(11)流体连通形成以所述第一换热管路(21)为供热端的第一回路(3)；

散热片(4)，所述第一换热管路(21)以使其中的所述换热介质向所述散热片(4)供热的方式与所述散热片(4)热交换；

电热水器(5)和至少部分地设于所述电热水器(5)中的第二换热管路(51)，所述第一换热管路(21)以使其中的所述换热介质向所述第二换热管路(51)供热的方式与所述第二换热管路(51)热交换。

2.根据权利要求1所述的固体氧化物电池型家用泛能机，其特征在于，还包括：

第二回路(6)，其在所述换热储罐(2)中以从所述第一换热管路(21)中的所述换热介质吸热的方式与所述第一换热管路(21)热交换、并部分地位于所述散热片(4)中，以构成所述第一换热管路(21)与所述散热片(4)之间的热交换。

3.根据权利要求1所述的固体氧化物电池型家用泛能机，其特征在于，

所述第一换热管路(21)部分地位于所述散热片(4)中，以构成所述第一换热管路(21)与所述散热片(4)之间的热交换。

4.根据权利要求1所述的固体氧化物电池型家用泛能机，其特征在于，还包括：

第三回路(7)，其在所述换热储罐(2)中以从所述第一换热管路(21)中的所述换热介质吸热的方式与所述第一换热管路(21)热交换、并在所述电热水器(5)中以向所述第二换热管路(51)供热的方式与所述第二换热管路(51)热交换，以构成所述第一换热管路(21)与所述第二换热管 路(51)之间的热交换。

5.根据权利要求1所述的固体氧化物电池型家用泛能机，其特征在于，

所述第二换热管路(51)部分地位于所述换热储罐(2)中，以构成所述第一换热管路(21)与所述第二换热管路(51)之间的热交换。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的固体氧化物电池型家用泛能机，其特征在于，

沿由所述第一换热管路(21)的入口指向出口的方向，所述第一换热管路(21)依次与所述散热片(4)和所述第二换热管路(51)热交换。

7.根据权利要求1所述的固体氧化物电池型家用泛能机，其特征在于，还包括：

燃料电池模块(9)，包括汽化预热器(10)，所述汽化预热器(10)具有供所述烟气流过的烟气通道(101)、供燃料流过的燃料通道、供氧化剂流过的氧化剂通道和供水流过的水通道；

所述燃料通道、所述氧化剂通道和所述水通道以从所述烟气中吸热的方式与所述烟气通道(101)热交换。

8.根据权利要求7所述的固体氧化物电池型家用泛能机，其特征在于，

所述烟气换热器(1)设置有供所述烟气流过的烟气室(12)；

所述烟气通道(101)的出口流体连通于所述烟气室(12)的入口。

9.根据权利要求1所述的固体氧化物电池型家用泛能机，其特征在于，还包括：

并网逆变模块，包括并网逆变器(13)，所述并网逆变器(13)的电流输入端与燃料电池模块(9)的供其产生的直流电输出的电流输出端电连接。

10.根据权利要求9所述的固体氧化物电池型家用泛能机，其特征在于，还包括：

制冷模块(14)，所述并网逆变器(13)的电流输出端以向所述制冷模块(14)提供电能的方式与所述制冷模块(14)的电能输入端电连接。