CN218328655U - 一种电解水氢热水器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型电解水氢应用技术领域，具体涉及一种电解水氢热水器结构，包括水电解系统、增压装置、换热主体、强排风机和控制器；所述水电解系统与水源相连，并能够电解水并产生氢气和氧气；所述换热主体具有换热室和燃烧室；在燃烧室的下部设置有助燃风机，该助燃风机能够抽取大气中的空气以辅助于氢气的燃烧；所述强排风机设置于换热主体上方并用于抽送换热后的空气并排放到大气中。本方案通过电解装置，能够将富余的电力用于电解水，并利用氢气的燃烧进行供暖和供热，此外，还能够提供富含氧气的空气，从而能够用于助燃或生活，并实现环保。

Description

一种电解水氢热水器结构

技术领域

本实用新型电解水氢应用技术领域，具体涉及一种电解水氢热水器结构。

背景技术

由于电力属于储存较为困难的能源之一，而为了在一些电力资源比较充裕的场景中，比如海洋风电发电站、陆地风电发电站、太阳能发电站等场所，往往具有较为丰富的电力资源，而这些场所往往存在生活资源较为匮乏的问题，比如天然气管道铺设困难，如此，在这些场所生活的人员往往只能以电磁方式获得供热，比如使用电磁炉或电热水器作为生活电器进行供热，但是电磁炉的加热温度往往在300°左右，远远低于燃料燃烧的温度，并且电热水器存在水温加热升温时间长、加热速度慢的问题，传统的燃烧式热水器都是以天然气作为燃料的，若是在天然气运输不便、同时电力资源充足的场景中，利用电解水氢来作为燃料进行燃烧，来实现热水器的供热方式将会成为性价比较高的方案。因此，有必要设计一种通过电解水氢进行燃料燃烧的热水器，在对市场上供热的方式进行有效的补充的同时，为电力资源丰富场所提供高性价比的供热方式。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本方案提供了一种电解水氢热水器结构。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种电解水氢热水器结构，包括水电解系统、增压装置、换热主体、强排风机和控制器；

所述水电解系统与水源相连，并能够电解水并产生氢气和氧气；

所述换热主体具有换热室和燃烧室；所述燃烧室内的燃烧器与水电解系统相连，并以水电解系统电解产生的氢气作为燃料进行燃烧；所述换热室设置于燃烧室的上方，燃烧室内的换热器通过增压装置与水源相连，该换热器用于与氢气燃烧后的空气进行换热并送出热水；在燃烧室的下部设置有助燃风机，该助燃风机能够抽取大气中的空气以辅助于氢气的燃烧；

所述强排风机设置于换热主体上方并用于抽送换热后的空气并排放到大气中；

所述控制器电性连接助燃风机、水电解系统和增压装置，并对这些部件进行协调控制，以调节热水温度。以上结构提供了一种以电解水氢作为燃料的热水器结构，该结构中氢气在燃烧室内进行燃烧，而助燃风机为氢气的燃烧提供辅助，保证氢气燃烧的充分，而燃烧加热的空气与换热室内的换热器进行热交换，对换热器内的水进行加热，加热后的水送出并能够满足生活需要，与电热水器的加热方式相比，电解水氢燃烧加热的水的持续性更好，能够持续不断地提供热水。为了实现控制器对助燃风机、水电解系统和增压装置等部件的协调控制，在热水器的管路或部件上可以配置比如气压传感器、水压传感器、温度传感器等设备，从而根据检测值对相应的阀门开度或设备的运行功率进行控制，最终达到热水器水温控制的效果。

作为上述电解水氢热水器结构的备选方案或补充设计，在增压装置的出口处设置有水压传感器，在换热器的进水口处连接有冷水进口阀；所述控制器与水压传感器和冷水进口阀电性连接，并根据水压传感器测得的水压对冷水进口阀的开度进行控制。

作为上述电解水氢热水器结构的备选方案或补充设计，增压装置为增压水泵。

作为上述电解水氢热水器结构的备选方案或补充设计，所述水电解系统包括电解装置、氢气压缩机和储氢罐；所述电解装置的进水口通过供水电控阀与水源相连，且该电解装置电解产生的氢气能够通过储氢管道的输送和氢气压缩机的压缩进入储氢罐中，储氢罐连通燃烧器并能够向其输送氢气。

作为上述电解水氢热水器结构的备选方案或补充设计，所述储氢罐内或氢气压缩机与储氢罐之间的管道上设置有气压传感器，所述控制器能够根据气压传感器测得的氢气气压对氢气压缩机的运行功率进行控制。

作为上述电解水氢热水器结构的备选方案或补充设计，所述电解装置具有相互独立的多个，供水电控阀包括水路分阀和水路总阀，各个电解装置的进水口处分别设置有水路分阀，各个水路分阀的进水侧通过同一个水路总阀与水源相连。

作为上述电解水氢热水器结构的备选方案或补充设计，各个电解装置的氧气出口共同连通氧气输送管路，该氧气输送管路上设置有氧气压缩机并连通至燃烧室，以利用电解产生的氧气进行助燃。

作为上述电解水氢热水器结构的备选方案或补充设计，在换热器的出水口处设置有测温装置，在所述燃烧器的燃料入口处设置有供氢电控阀，所述控制器能够根据测温装置测得的水温对供氢电控阀的运行功率进行控制。

作为上述电解水氢热水器结构的备选方案或补充设计，所述电解水氢热水器结构还包括有热水器外壳，水电解系统、增压装置、换热主体、强排风机和控制器均封装于该热水器外壳内。

作为上述电解水氢热水器结构的备选方案或补充设计，所述助燃风机和强排风机分别采用功率不同的涡轮风机。

本实用新型的有益效果为：由于一些地区的能源资源分布并不均匀，比如一些风电场、太阳能站等场所可能存在天然气资源缺乏，而电力资源丰富的情况，若耗费大量成本来铺设天然气管道，将会浪费大量的人力物力，而使用电热方式获得供热，其供热温度往往较低，或者存在热水供应时间较短的问题，而本方案通过对电力资源的充分利用；通过电解装置，能够将富余的电力用于电解水，并利用氢气的燃烧进行供暖和供热，此外，还能够提供富含氧气的空气，从而能够用于助燃或生活，并实现环保。

附图说明

为了更清楚地说明本方案实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本方案中电解水氢热水器结构的结构示意图。

图中：1-热水器外壳；2-冷水进口阀；3-水压传感器；4-控制器；5-增压装置；6-水路总阀；7-水路分阀；8-氢气压缩机；9-气压传感器；10-储氢罐；11-供氢电控阀；12-换热主体； 121-换热室；122-燃烧室；123-助燃风机；13-强排风机；14-测温装置；15-电解装置；16-氧气输送管路；17-氧气压缩机。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，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，都属于本方案的保护范围。

实施例1

如图1所示，本实施例设计了一种电解水氢热水器结构，包括水电解系统、增压装置5、换热主体12、强排风机13和控制器4等部分。

所述水电解系统与水源相连，并能够电解水并产生氢气和氧气；该水电解系统包括电解装置15、氢气压缩机8和储氢罐10；所述电解装置15的进水口通过供水电控阀与水源相连，且该电解装置15电解产生的氢气能够通过储氢管道的输送和氢气压缩机8的压缩进入储氢罐10中，储氢罐10连通燃烧器并能够向其输送氢气。所述储氢罐10内或氢气压缩机8与储氢罐10之间的管道上设置有气压传感器9，所述控制器4能够根据气压传感器9测得的氢气气压对氢气压缩机8的运行功率进行控制。所述电解装置15具有相互独立的多个，供水电控阀包括水路分阀7和水路总阀6，各个电解装置15的进水口处分别设置有水路分阀7，各个水路分阀7的进水侧通过同一个水路总阀6与水源相连。各个电解装置15的氧气出口共同连通氧气输送管路16，该氧气输送管路16上设置有氧气压缩机17并连通至燃烧室，以利用电解产生的氧气进行助燃。

所述换热主体12具有换热室121和燃烧室122；所述燃烧室122内的燃烧器与水电解系统相连，并以水电解系统电解产生的氢气作为燃料进行燃烧；所述换热室121设置于燃烧室 122的上方，燃烧室122内的换热器通过增压装置5与水源相连，在增压装置5的出口处设置有水压传感器3，在换热器的进水口处连接有冷水进口阀2；所述控制器4与水压传感器3 和冷水进口阀2电性连接，并根据水压传感器3测得的水压对冷水进口阀2的开度进行控制。增压装置5为可以采用增压水泵。

该换热器用于与氢气燃烧后的空气进行换热并送出热水；在换热器的出水口处设置有测温装置14，在所述燃烧器的燃料入口处设置有供氢电控阀11，所述控制器4能够根据测温装置14测得的水温对供氢电控阀11的运行功率进行控制。

在燃烧室122的下部设置有助燃风机123，该助燃风机123能够抽取大气中的空气以辅助于氢气的燃烧；所述强排风机13设置于换热主体12上方并用于抽送换热后的空气并排放到大气中；所述助燃风机123和强排风机13可以分别采用功率不同的涡轮风机。

所述电解水氢热水器结构还包括有热水器外壳1，水电解系统、增压装置5、换热主体 12、强排风机13和控制器4均封装于该热水器外壳1内。所述控制器4电性连接助燃风机123、水电解系统和增压装置5，并对这些部件进行协调控制，以调节热水温度。而为了实现控制器4对助燃风机123、水电解系统和增压装置5等部件的协调控制，在热水器的管路或部件上可以配置比如气压传感器9、水压传感器3、温度传感器等设备，从而根据检测值对相应的阀门开度或设备的运行功率进行控制，最终达到热水器水温控制的效果。

水源可以采用自来水，或储存于水箱中的水，水被送入到本实施例的热水器中后分为两个部分，其中一部分水通过增压装置5增压后送出，该增压装置5的运行功率由控制器4根据水压传感器3进行反馈控制，同时，供水电控阀的开度也可以由根据水压传感器3的检测值进行反馈控制；冷水在通过换热室121内的换热器后，被氢气燃烧后的空气加热，从而形成热水排出，热水的水温由测温装置14进行检测。另一部分水进入水电解系统中进行电解，具体是水通过水路总阀6和水路分阀7进入电解装置15中，由电解装置15进行电解水，所产生的氢气经过氢气压缩机8送入储氢罐10中，所产生的氧气经过氧气输送管路16送出到燃烧室进行助燃，或者排放到大气中，或者进行储存以作它用，在需要对水进行加热时，打开供氢电控阀11将储氢罐10中的氢气从燃烧室122中的燃烧器处释放并引燃，从而加热空气，热空气上升至换热器处时能够与换热器进行换热从而加热冷水，换热后的空气由强排风机13抽送并排出到空气中。

上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电解水氢热水器结构，其特征在于：包括水电解系统、增压装置(5)、换热主体(12)、强排风机(13)和控制器(4)；

所述水电解系统与水源相连，并能够电解水并产生氢气和氧气；

所述换热主体(12)具有换热室(121)和燃烧室(122)；所述燃烧室(122)内的燃烧器与水电解系统相连，并以水电解系统电解产生的氢气作为燃料进行燃烧；所述换热室(121)设置于燃烧室(122)的上方，燃烧室(122)内的换热器通过增压装置(5)与水源相连，该换热器用于与氢气燃烧后的空气进行换热并送出热水；在燃烧室(122)的下部设置有助燃风机(123)，该助燃风机(123)能够抽取大气中的空气以辅助于氢气的燃烧；

所述强排风机(13)设置于换热主体(12)上方并用于抽送换热后的空气并排放到大气中；

所述控制器(4)电性连接助燃风机(123)、水电解系统和增压装置(5)，并对这些部件进行协调控制，以调节热水温度。

2.根据权利要求1所述的电解水氢热水器结构，其特征在于：在增压装置(5)的出口处设置有水压传感器(3)，在换热器的进水口处连接有冷水进口阀(2)；所述控制器(4)与水压传感器(3)和冷水进口阀(2)电性连接，并根据水压传感器(3)测得的水压对冷水进口阀(2)的开度进行控制。

3.根据权利要求2所述的电解水氢热水器结构，其特征在于：增压装置(5)为增压水泵。

4.根据权利要求1所述的电解水氢热水器结构，其特征在于：所述水电解系统包括电解装置(15)、氢气压缩机(8)和储氢罐(10)；所述电解装置(15)的进水口通过供水电控阀与水源相连，且该电解装置(15)电解产生的氢气能够通过储氢管道的输送和氢气压缩机(8)的压缩进入储氢罐(10)中，储氢罐(10)连通燃烧器并能够向其输送氢气。

5.根据权利要求4所述的电解水氢热水器结构，其特征在于：所述储氢罐(10)内或氢气压缩机(8)与储氢罐(10)之间的管道上设置有气压传感器(9)，所述控制器(4)能够根据气压传感器(9)测得的氢气气压对氢气压缩机(8)的运行功率进行控制。

6.根据权利要求4所述的电解水氢热水器结构，其特征在于：所述电解装置(15)具有相互独立的多个，供水电控阀包括水路分阀(7)和水路总阀(6)，各个电解装置(15)的进水口处分别设置有水路分阀(7)，各个水路分阀(7)的进水侧通过同一个水路总阀(6)与水源相连。

7.根据权利要求6所述的电解水氢热水器结构，其特征在于：各个电解装置(15)的氧气出口共同连通氧气输送管路(16)，该氧气输送管路(16)上设置有氧气压缩机(17)并连通至燃烧室，以利用电解产生的氧气进行助燃。

8.根据权利要求1所述的电解水氢热水器结构，其特征在于：在换热器的出水口处设置有测温装置(14)，在所述燃烧器的燃料入口处设置有供氢电控阀(11)，所述控制器(4)能够根据测温装置(14)测得的水温对供氢电控阀(11)的运行功率进行控制。

9.根据权利要求1所述的电解水氢热水器结构，其特征在于：所述电解水氢热水器结构还包括有热水器外壳(1)，水电解系统、增压装置(5)、换热主体(12)、强排风机(13)和控制器(4)均封装于该热水器外壳(1)内。

10.根据权利要求1所述的电解水氢热水器结构，其特征在于：所述助燃风机(123)和强排风机(13)分别采用功率不同的涡轮风机。

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