CN210320616U

CN210320616U - 10kw燃料电池废热利用热水器设备

Info

Publication number: CN210320616U
Application number: CN201921381189.8U
Authority: CN
Inventors: 于蓬; 李万里; 孟庆涛; 魏添; 薛彬
Original assignee: Shandong Mingyu New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Mingyu New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2020-04-14
Anticipated expiration: 2029-08-23

Abstract

一种10KW燃料电池废热利用热水器设备，包括燃料电池、电网、热水器，热水器外安装有进水管、出水管，热水器内设有加热器芯和热交换器，燃料电池与热水器之间连接有水余热回收管路和废气余热回收管路，水余热回收管路与加热器芯连接，废气余热回收管路与热交换器连接。本实用新型可从燃料电池产电能的过程中进行余热回收，然后通过余热对水液进行加热，如此一来即可减少对热水器发电的一部分电能，减少能耗使用，降低成本，并提高加热效率，同时也可以降低CO2的排放，值得推广。

Description

10KW燃料电池废热利用热水器设备

技术领域

本实用新型涉及废热利用设备，尤其是一种10KW燃料电池废热利用热水器设备。

背景技术

现阶段家庭用热水器主要有太阳能热水器、电热水器以及两者结合以利用太阳能为主，电加热为辅的壁挂式太阳能热水器。其中利用太阳能加热的热水器其加热效果完全取决于天气及所在的地理位置，阴雨天气、寒冷天气、背阴的山坡及洼地都会降低对太阳能的利用率，甚至无法利用太阳能加热。电热水器主要依靠电能，能耗大，成本高，加热效率低，况且我国目前发电主要是依靠煤，电能并不是真正的清洁能源。

实用新型内容

本实用新型要解决上述现有技术的缺点，提供一种使用方便的10KW燃料电池废热利用热水器设备，节能环保，完全依靠燃料电池提供热能，合理利用资源，减少CO2排放，不受环境制约，方便快捷。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种10KW燃料电池废热利用热水器设备，包括燃料电池、电网、热水器，热水器外安装有进水管、出水管，热水器内设有加热器芯和热交换器，燃料电池与热水器之间连接有水余热回收管路和废气余热回收管路，水余热回收管路与加热器芯连接，废气余热回收管路与热交换器连接；水余热回收管路包括冷水管和热水管，其中热水管与加热器芯的进水口连接，冷水管与加热器芯的出水口连接；废气余热回收管路包括热废气进气管和冷废气出气管，其中热废弃进气管连接于热交换器的进气口，冷废气出气管连接于热交换器的出气口。这样，该结构用于合理回收燃料电池在燃烧产电过程中所产生的热能，实现资源合理应用，在完成产电的同时，又可以做热回收利用，热回收从用于清洗废气以及冷却燃料电池的水和被清洗后排出的废气中提炼，清洗废气的水通过水余热回收管路进入至热水器的加热器芯内，对加热器芯做加热，然后通过加热器芯对热水器内的水进行加热，然后水再次回到燃料电池内继续做清洗和冷却，循环使用，而被清洗后排出的废气则是通过废气余热回收管路进入至热水器的热交换器，通过热交换器实现对加热器内的水进行加热，然后废气排出，利用双余热收集，将资源利用达到了极致，同时所产生的电能可被存于电网内，也减少燃烧电池的工作量，可延长燃烧电池的使用时效。

进一步完善，冷水管上安装有散热系统模块。这样，考虑到水在加热器芯与燃料电池之间流通速度较快，存在于水中的热量无法被全部带走，待水回到燃料电池内时，需要保证水呈完全冷却状，不带一丝热量，如此才能起到良好的冷却效果，故在冷水管上设置散热系统模块，实现辅助冷却。

进一步完善，散热系统模块为水箱散热器。这样，水箱散热器是利用风冷实现对水进行冷却，且冷却效果快，同时水箱散热器内还设置有换水结构，保证水的清洁度，如此一来才能够保证清洗废气的效果。

进一步完善，热水管和冷水管之间连接有分流管，分流管上安装有第一电磁阀。这样，分流管用于水液的分流，以热水器内水液的温度作为参考，温度达到所需温度时，如100°，电磁阀开启，带有余热的水液从分流管进入到分流管内，再由分流管至散热系统模块进行水冷却，最后回到燃料电池中进行冷却，此设置是防止热水器内的水液过热的保护措施。

进一步完善，热水管上安装有第二电磁阀。这样，该电磁阀的设置是为了与分流管上的电磁阀配合使用，实现一开一闭、一通一堵的作用，以热水器内水液的温度作为参考，且通过两个电磁阀控制。

进一步完善，热废气进气管和冷废气出气管直接连接有直排管，直排管上安装有第三电磁阀。这样，用于实现控制带余热的废气是否直接进入热交换器，以热水器内水液的温度作为参考，温度达到所需温度时，如100°，电磁阀开启，带有余热的废气直接通过分气管进入冷废气出气管，然后被排出，此设置是防止热水器内的水液过热的保护措施。

进一步完善，热废气进气管上安装有第四电磁阀。这样，该电磁阀的设置是为了与直排管上的电磁阀配合使用，实现一开一闭、一通一堵的作用，以热水器内水液的温度作为参考，且通过两个电磁阀控制。

本实用新型有益的效果是：本实用新型可从燃料电池产电能的过程中进行余热回收，然后通过余热对水液进行加热，如此一来即可减少对热水器发电的一部分电能，减少能耗使用，降低成本，并提高加热效率，同时也可以降低CO2的排放，值得推广。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型单加热的工作状态示意图；

图3为本实用新型双加热的工作状态示意图。

附图标记说明：燃料电池1，电网2，热水器3，进水管4，出水管5，加热器芯6，热交换器7，水余热回收管路8，废气余热回收管路9，冷水管10，热水管11，热废气进气管12，冷废气出气管13，散热系统模块14，分流管15，第一电磁阀16，第二电磁阀17，分气管18，第三电磁阀19，第四电磁阀20。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照附图：这种10KW燃料电池废热利用热水器设备，包括燃料电池1、电网2、热水器3，热水器3外安装有进水管4、出水管5，热水器3内设有加热器芯6和热交换器7，燃料电池1与热水器3之间连接有水余热回收管路8和废气余热回收管路9，水余热回收管路8与加热器芯6连接，废气余热回收管路9与热交换器7连接；水余热回收管路8包括冷水管10和热水管11，其中热水管11与加热器芯6的进水口连接，冷水管10与加热器芯6的出水口连接；废气余热回收管路9包括热废气进气管12和冷废气出气管13，其中热废弃进气管12连接于热交换器7的进气口，冷废气出气管13连接于热交换器7的出气口。

冷水管10上安装有散热系统模块14。

散热系统模块14为水箱散热器。

热水管11和冷水管10之间连接有分流管15，分流管15上安装有第一电磁阀16。

热水管11上安装有第二电磁阀17。

热废气进气管12和冷废气出气管13直接连接有分气管18，分气管18上安装有第三电磁阀19。

热废气进气管12上安装有第四电磁阀20。

实施例：

温度达到所需温度工作流程：

温度达到所需温度时，如100°，第一电磁阀16开，第二电磁阀17关，被冷却使用后的水液由热水管11排出，因为第一电磁阀16开、第二电磁阀17关，由于热水器3内的水温已经达标，故带有热量的水液无需流至加热器芯6内对加热器芯6进行加热，然后带有热量的水液被分流至分流管15，由分流管15被送至进入冷水管10，再进入散热系统模块14做水液冷却处理，最后至燃烧电池1内对燃烧电池1做冷却处理；第三电磁阀19开，第四电磁阀20关，由于热水器3内的水温已经达标，故带有热量的废气无需进入至热交换器7内对热交换器7进行加热，然后带有热量的废气被分至分气管18，然后进入冷废气出气管13被直接排出；该设置实现过热保护，防止热水器3内的水温过高，同时所产生的电能可被存于电网2内，也减少燃烧电池的工作量，可延长燃烧电池的使用时效。

实施例：

温度低于所需温度工作流程：

温度尚未达到所需温度时，如低于100°，第一电磁阀16关，第二电磁阀17开，被冷却使用后的水液由热水管11排出，因为第一电磁阀16关、第二电磁阀17开，故带有热量的水液流至加热器芯6内并对加热器芯6进行加热，完成加热后的水液重新进入冷水管10，再进入散热系统模块14做水液冷却处理，最后至燃烧电池1内对燃烧电池1做冷却处理；第三电磁阀19关，第四电磁阀20开，带有热量的废气通过热废气进气管12进入至热交换器7内对热交换器7进行加热，完成加热后，废气进入冷废气出气管13被直接排出；同时所产生的电能可被存于电网2内，也减少燃烧电池的工作量，可延长燃烧电池的使用时效。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims

1.一种10KW燃料电池废热利用热水器设备，包括燃料电池（1）、电网（2）、热水器（3），热水器（3）外安装有进水管（4）、出水管（5），热水器（3）内设有加热器芯（6）和热交换器（7），其特征是：所述燃料电池（1）与热水器（3）之间连接有水余热回收管路（8）和废气余热回收管路（9），水余热回收管路（8）与加热器芯（6）连接，废气余热回收管路（9）与热交换器（7）连接；所述水余热回收管路（8）包括冷水管（10）和热水管（11），其中热水管（11）与加热器芯（6）的进水口连接，冷水管（10）与加热器芯（6）的出水口连接；所述废气余热回收管路（9）包括热废气进气管（12）和冷废气出气管（13），其中热废弃进气管（12）连接于热交换器（7）的进气口，冷废气出气管（13）连接于热交换器（7）的出气口。

2.根据权利要求1所述的10KW燃料电池废热利用热水器设备，其特征是：所述冷水管（10）上安装有散热系统模块（14）。

3.根据权利要求2所述的10KW燃料电池废热利用热水器设备，其特征是：所述散热系统模块（14）为水箱散热器。

4.根据权利要求1所述的10KW燃料电池废热利用热水器设备，其特征是：所述热水管（11）和冷水管（10）之间连接有分流管（15），所述分流管（15）上安装有第一电磁阀（16）。

5.根据权利要求4所述的10KW燃料电池废热利用热水器设备，其特征是：所述热水管（11）上安装有第二电磁阀（17）。

6.根据权利要求1所述的10KW燃料电池废热利用热水器设备，其特征是：所述热废气进气管（12）和冷废气出气管（13）直接连接有分气管（18），分气管（18）上安装有第三电磁阀（19）。

7.根据权利要求6所述的10KW燃料电池废热利用热水器设备，其特征是：所述热废气进气管（12）上安装有第四电磁阀（20）。