CN205119483U - 一种燃气热水器废热温差发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气热水器废热温差发电装置，包括燃气热水器热交换器、排烟道、燃气热水器废热吸收装置、热输入导热层、热输出导热层、热电发电器件、散热装置；燃气热水器废热吸收装置连接热输入导热层，而后依次连接热电发电器件、热输出导热层、散热装置；热电发电器件的电极输出端导出的两极与电源输出控制装置相连；散热端的多余热量可通过自来水可以送入燃气加热系统，一定程度上提高了燃气热水的热效率，降低了热污染。本实用新型有效利用了燃气热水器烟道烟气以及热水器中热交换器及烟道外壁表面温差发电,装置结构简单可靠，节能环保，减少环境污染并大幅提升了燃气热水器热回收利用率。

Description

一种燃气热水器废热温差发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种热能发电装备技术领域，尤其是一种燃气热水器废热温差发电装置。

背景技术

燃气热水器是以燃气作为燃料，通过燃烧加热方式将热量传递到流经热交换器的冷水中以达到制备热水的目的的一种燃气用具。燃气热水器在我国诞生20多年，目前已有生产企业300余家，年产量达2000万台以上，约占热水器市场份额的57.4％。据相关数据显示，未来5年内我国城市热水器需求量将平稳增长，达到4660万台。

目前，燃气热水器的使用率很高，燃气热水器即热即用，非常方便，很适合家庭用热水。但热效率一般不超过40%，能源利用率较低，浪费严重，且由于燃气燃烧而产生的废气和余热直接排放到空气中去，在一定程度上对空气造成了热污染，而且在一定程度上造成了能源的浪费；绝大部分以余热的形式排放到大气中，回收这些能量进行利用是一种最直接的节能方式。

目前，针对燃气热水器发电装置多是利用水流发动机来发电，限制条件过多，例如水压过低，功率小；针对燃气热水器余热回收装置很多仅仅是通过回收余热来预热进水管的冷水，且换热效率低，如果需要提高效率，则需要更大的吸热空间，但同时就大大影响了燃气热水器的烟气排放。

热电材料（又称温差电材料）是一类利用热电效应将热能和电能相互转换的功能材料，是高新技术能源领域的关键基础性材料；应用热电材料的赛贝克效应用在燃气热水器上通过吸收废气和散失的热量将热能转化成电能，同时用以加热自来水的初始加温，从而提高热水效率并发电，节省能源，是一种非常绿色的节能途径。

因此，如何克服上述燃气热水器发电效率低，热回收利用率低的技术缺陷是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容：

为了克服现有技术的不足,本实用新型针对现有燃气热水器余热回收利用率低，环境热污染严重的问题，本实用新型提供一种燃气热水器废热温差发电装置，能够利用燃气热水器烟道烟气、热交换器及烟道外壁表面的余热进行发电，并预热自来水的初始加温，提高热水效率的同时并进行热电发电，从而提高热能的利用率，减少环境的热污染。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型的一种燃气热水器废热温差发电装置，包括燃气热水器热交换器、排烟道、燃气热水器废热吸收装置、热输入导热层、热输出导热层、热电发电器件、散热装置。其中：

所述燃气热水器废热吸收装置的呈格栅式集热端处与所述热电发电器件表面紧密贴合；热输入导热层覆盖于所述热电发电器件的热端；热输出导热层覆盖在所述热电发电器件的冷端；所述热电发电器件的电极输出端导出的两极与电源输出控制装置连接；所述热电发电器件的热端经所述热输入导热层与所述燃气热水器废热吸收装置贴合，所述热电发电器件的冷端经所述热输出导热层与所述散热装置贴合。

优选的，作为一种可实施方式，所述燃气热水器散热装置散热端被加热的自来水接头连接燃气加热系统，冷却循环水的进水口与自来水水管相连，出水口与燃气热水器的进水口相连。

优选的，作为一种可实施方式，所述热电发电器件为至少一片；至少一片所述热电发电器件的电极连接方式为串联。

优选的，作为一种可实施方式，所述吸收烟道烟气的燃气热水器废热吸收装置置于所述燃气热水器烟道中。燃气热水器烟气废热吸收装置主要由集热式铝格栅组成，通过螺钉固定加入能符合燃气热水器几何尺寸的格栅，使热辐射的能量进入格栅后，经多次反射将热源输送到热端，提高本装置冷热端的平均温差。

优选的，作为一种可实施方式，所述热电发电器件紧密贴合所述燃气热水器中热交换器及烟道外壁表面。

优选的，作为一种可实施方式，所述热输入导热层为硅胶片或导热硅脂；所述热输出导热层为硅胶片或导热硅脂。

优选的，作为一种可实施方式，所述方铝管外表面经精磨且导热性良好。

优选的，作为一种可实施方式，所述热电发电器件紧密贴合内管壁带有肋片的方铝管上，所述热电发电器件电极输出端镶嵌在方铝管管壁线切割槽口中引出，并连接所述电源输出控制装置。

优选的，作为一种可实施方式，所述热电制冷模块、两侧散热器之间采用螺钉固定，螺钉套塑料套管和隔热垫圈。

优选的，作为一种可实施方式，所述电源输出控制装置包括依次电连接的稳压器、控制器、蓄电装置、直流变流器与负载设备；所述电源输出控制装置得到的电能既可以用于蓄电池充电，也可以直接作为常用直流电电压的输出端或供燃气热水器自身用电器所用。

与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：本实用新型一种燃气热水器废热温差发电装置，包括燃气热水器热交换器、排烟道、燃气热水器废热吸收装置、热输入导热层、热输出导热层、热电发电器件、散热装置；分析上述结构可知：本实用新型充分结合燃气热水器的特点，针对余热集中散失的部分（燃气热水器烟道以及热水器中热交换器及烟道外壁处）在燃气热水器的排烟道中烟道外壁和换热器部位等余热辐射部位安装热电发电器件，热电器件的冷端均用循环水冷的方式冷却，冷却循环水的进水口与自来水水管相连，出水口与燃气热水器的进水口相连。再通过热电发电器件的发电原理即可实现热电转换（即通过高温与低温的温差产生的热将移动的热能转变成容易使用的二次能源—电能）；得到的电能既可以用于蓄电池充电，也可以直接作为常用直流电电压的输出端或供燃气热水器自身用电器所用。

燃气热水器烟气废热吸收装置主要由集热式铝格栅组成，特别需要说明的是，优选的，采取集热式铝格栅结构能在回收排烟道烟气余热的同时，不影响其烟气流通性，更有利于烟气的排放；所述集热式铝格栅四周均留有合理宽度的铝制集热端，为热电发电器件提供高温端热量。

本实用新型有效利用了燃气热水器烟道烟气以及热水器中热交换器及烟道外壁表面温差发电,并且结构简单，大幅提升了燃气热水器热回收利用率，节省了能源的同时，还减少了环境污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中烟道烟气废热吸收装置立体示意图。

图3是图1中烟道烟气废热吸收装置局部俯视图。

附图标记：

1-进水管2-出水管3-热交换器4-排烟道5-热电发电器件

6-散热装置7-稳压器8-控制器9-蓄电装置10-直流变流器11-负载设备

12-废热吸收装置13-烟道壁

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面对本实用新型实施例提供的燃气热水器废热温差发电装置的具体结构做一下详细说明：其中，参见图1，本实用新型实施例提供的一种燃气热水器废热温差发电装置，包括燃气热水器进水管1、出水管2、热交换器3、排烟道4、热电发电器件5、散热装置6、废热吸收装置12，其中：在燃气热水器的排烟道中安装废热吸收装置12、热电发电器件5、散热装置6并在燃气热水器的换热器3部位和排烟道4外壁等余热辐射部位安装热电发电器件5，热电器件的冷端均用循环水冷的方式冷却，冷却循环水的进水口与自来水水管相连，出水口与燃气热水器的进水口相连。

所述热输入导热层覆盖在所述燃气热水器废热吸收装置12的上表面；所述热电发电器件5覆盖在所述热输入导热层的上表面；所述散热装置、所述热输出导热层依次铺设在所述热电发电器件5的上表面。

所述热电发电器件5的电极输出端导出的两极与电源输出控制装置；所述热热电发电器件5的热输入端面经所述热输入导热层与所述燃气热水器废热吸收装置12贴合，所述热电发电器件5的热输出端面经所述热输出导热层与所述散热装置6贴合。

分析上述结构可知：本实用新型充分结合燃气热水器的特点，针对余热集中散失的部分，对有效余热进行发电，并预热自来水的初始加温，提高了热水效率和热能的利用率。

下面对本实用新型实施例提供的散热装置的具体结构做一下详细说明：该散热装置包括：内管壁带有肋片的方铝管、进水接头和出水接头组成，通过水冷将热电器件冷端降温，；保证热电发电器件的热输入端面（高温端面）相对其热输出端面（低温端面）产生较大的温差，进而实现较高的发电能力，进而提升了燃气热水器热回收利用率；具体安装方式在于所述热电制冷模块、两侧散热器之间采用螺钉固定，螺钉套塑料套管和隔热垫圈，有效减少热损失。

由于水冷管在对热电发电器件的热输出端面降温时吸收了热量，因此水冷管内的水源将会受热温度提升。同时，水冷管连接出水口与燃气热水器的进水口相连，达到预热冷水的效果。可以在废热热电发电的

同时预热冷水，既节能环保，也充分体现了其结构构造的实用价值。

下面对本实用新型实施例提供的废热吸收装置的具体结构做一下详细说明：燃气热水器烟气废热吸收装置主要由集热式铝格栅组成，特别需要说明的是，优选的，采取集热式铝格栅结构能在回收排烟道烟气余热的同时，不影响其烟气流通性，更有利于烟气的排放；所述集热式铝格栅四周均留有合理宽度的铝制集热端，为热电发电器件提供高温端热量；所述铝制集热端连接热输入导热层，而后依次连接热电发电器件、热输出导热层、散热装置。

下面对本实用新型实施例提供的废热温差发电装置的具体结构做一下详细说明：上述电源输出控制装置直接连接上述热电发电器件的电极输出端，上述电源输出控制装置其主要作用是为了电源输出、稳压和控制，从而适应不同负载设备或是蓄能装置等需求。最后与负载设备连接，提高了燃气热水器余热回收发电装置实用性能和使用范围。

本实用新型实施例提供的燃气热水器废热温差发电装置有效利用了燃气热水器烟道烟气以及热水器中热交换器及烟道外壁表面温差发电,并且装置结构简单可靠；本实用新型实施例提供的燃气热水器废热温差发电装置，大幅提升了燃气热水器热回收利用率，节省了能源的同时，还减少了环境污染；本实用新型实施例提供的燃气热水器废热温差发电装置，有效地利用了人们在生活中排放的废气余热，既节能环保，又安全可靠，还带来了可观的效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种燃气热水器废热温差发电装置，其特征在于，包括燃气热水器热交换器、排烟道、燃气热水器废热吸收装置、热输入导热层、热输出导热层、热电发电器件、散热装置，其中：

所述燃气热水器废热吸收装置的呈格栅式集热端处与所述热电发电器件表面紧密贴合；热输入导热层覆盖于所述热电发电器件的热端；热输出导热层覆盖在所述热电发电器件的冷端；

所述热电发电器件的电极输出端导出的两极与电源输出控制装置连接；所述热电发电器件的热端经所述热输入导热层与所述燃气热水器废热吸收装置贴合，所述热电发电器件的冷端经所述热输出导热层与所述散热装置贴合。

2.根据权利要求1所述的燃气热水器废热温差发电装置，其特征在于所述散热装置被加热的自来水接头连接燃气加热系统，冷却循环水的进水口与自来水水管相连，出水口与燃气热水器的进水口相连。

3.根据权利要求1所述的燃气热水器废热温差发电装置，其特征在于所述热电发电器件为至少一片；至少一片所述热电发电器件的电极连接方式为串联。

4.根据权利要求1所述的燃气热水器废热温差发电装置，其特征在于所述热电发电器件紧密贴合所述燃气热水器中热交换器及烟道外壁表面。

5.根据权利要求1所述的燃气热水器废热温差发电装置，其特征在于所述吸收烟道烟气的燃气热水器废热吸收装置置于所述燃气热水器烟道中。

6.根据权利要求1所述的燃气热水器废热温差发电装置，其特征在于所述热电发电器件紧密贴合内管壁带有肋片的方铝管上，所述热电发电器件电极输出端镶嵌在方铝管管壁线切割槽口中引出，并连接所述电源输出控制装置。

7.根据权利要求1所述的燃气热水器废热温差发电装置，其特征在于所述散热装置和吸热装置与热电模块的结合面经过精磨工艺处理，并均匀涂抹导热层。

8.根据权利要求1所述的燃气热水器废热温差发电装置，其特征在于所述热电制冷模块、两侧散热器之间采用螺钉固定，螺钉套塑料套管和隔热垫圈，有效减少热损失。

9.根据权利要求1所述的燃气热水器废热温差发电装置，其特征在于所述热输入导热层为硅胶片或导热硅脂；所述热输出导热层为硅胶片或导热硅脂。