一種新型能量自給式燃氣熱水器的製作方法

2023-05-13 19:56:31 1

專利名稱：：一種新型能量自給式燃氣熱水器的製作方法
技術領域：
：本發明屬於燃氣熱水器領域，特別涉及一種將部分熱能通過光電池轉化為電能，實現整個燃氣熱水器的能量自給，並採用了新型燃燒和換熱主體裝置的家用燃氣熱水器。
背景技術：
：我國燃氣熱水器的發展日新月異，在市場競爭中產品的節能性非常重要。目前，我們常見的燃氣熱水器基本結構和原理都是將燃燒所產生的熱能通過熱交換器將冷水加熱，由於燃氣所產生的熱能與要加熱的水管間的接觸面較小，能量傳遞效率明顯很低，這樣使熱能的利用效率也不高。為此，如何提高熱水器的熱交換效率和能源利用率成為研究的焦點。研究者大多是對熱交換器加以改進，如加大表面的接觸面積，如專利200710030820.5中將原有的翅片管換熱器改為板翅式換熱器，由於多通道平行流扁管之間布置了若干開縫翅片，起到了增大換熱面積，傳熱效率高,雖然大大的加大了它的換熱面積，提高了熱交換率，但還是沒有將部分散失的熱量加以利用，是目前燃氣熱水器的症疾。另外，現有的燃氣熱水器均需要外接電源，在沒有電力供給的地區和失去電力供應的特殊時間(如地震後)並不適用。
發明內容本發明克服了現有技術的上述不足，提供一種新穎的高效節能，結構簡單的平行板光電池燃氣熱水器，採用光電轉換產生電力並進行貯存，使之能在沒有外部電力供給的條件下正常使用，同時通過燃氣尾氣與水箱中水的換熱，提高能量利用效率。本發明通過如下技術方案得以實現的通過燃燒室壁對冷水進行加熱，同時高溫壁面輻射出光子經隔熱保溫層打到光電池部件上產生電流，利用蓄電池對電能進行合理利用。兩層平行板燃燒室分別布置於冷水流兩側，內壁與冷水直接接觸，外壁粘有透明保溫層和光電池部件，光電池部件通過變壓器連接蓄電池進行蓄電。蓄電池連接點火器和快速電加熱器並對其供電，水箱內部布置的控溫計連接電熱開關用以觸發電磁閥控制蓄電池是否對電加熱器供電，點火器的點火針設於燃燒室的燃氣進口位置控制點火。燃燒室尾部壁面四周設置為熱水箱，使尾氣熱量能進一步被熱水吸收，並可往外供熱水。在使用過程中冷水先由儲水壁進入，通過兩個平行的燃燒室壁加熱之後流出熱水存於水箱中。在兩個平行板燃燒室間形成的水膜，使受熱更均勻更快。儲水壁兩端的外側布有保溫層，使熱量不易流失。在保溫層的兩側分別裝有光電池，當壁面被加熱到一定溫度時，就會使部分流失的熱量釋放出光子，高能量光子撞擊光電池時會激發出自由電子，從而轉化為電能，轉化的電能通過變壓器將電能儲存於蓄電池。電磁繼電器和電子點火器連接蓄電池自動控制點火針，加熱器通過電能直接加熱水箱的水，這樣被儲存的電能可以作為交流電源使用，也可以通過微動開關控制進水閥和燃氣閥。本發明一種新型能量自給式燃氣熱水器，包括平行板燃燒室(1)，隔熱層(2)，光電池(3)，進水口(4),燃氣進氣管(5)，電磁繼電器(6)，點火器(7)，點火針(8)，蓄電池(9)，變頻器(10)，加熱器(11),控溫計(12)，電熱開關(13)，電磁閥(14)，排氣管(15)，水箱(16)，熱水管(17)，外殼(18);其中所述平行燃燒室(1)中間為儲水壁，冷水經過進水口(4)直接進入儲水壁，平行燃燒室(1)外面兩側包有隔熱層(2)，在隔熱層(2)外側分別安裝光電池(3)，變頻器(10)將電能儲存在蓄電池(9)中，並將其連通電磁繼電器(6)和電子點火器(7)自動控制點火針(8)點燃燃氣；加熱器(11)連接在蓄電池(9)上，用於在啟動時快速加熱水箱的水，控溫計(12)連接電熱開關(13)控制電磁閥(14),從而進一步控制是否對電加熱器供電；燃氣由燃氣進氣管(5)進入燃燒室，尾氣經過燃燒室下遊管道與水箱的水進一步換熱，產生的廢氣由排氣管(15)排出。所述燃燒室呈平行布置。所述帶平行通道式儲水壁的水箱(16)採用鋁材，碳鋼，不鏽鋼材質製成。所述平行板燃燒室材料為具有較強耐高溫性能的SiC陶瓷，所採用的SiC物性參數如下表所示。SiC物性參數tableseeoriginaldocumentpage4所述光電池的材料為GaSb(銻化鎵)，InGaAs(砷化銦鎵)或GalnAsSb(銻砷化銦鎵)等。與現有技術相比，本發明的突出特點是1.將尾氣的熱能通過熱交換回收利用，達到能源的高效利用。2.光電池產生的電能通過變頻器將其儲存並使用，這樣就無須交流電源。3.該熱水器的結構簡單緊湊，熱交換率高。圖1為本發明新型能量自給式燃氣熱水器主體結構裝置示意圖，圖1由18個部分組成，其中1-平行板燃燒室，2-隔熱層，3-光電池，4-進水口，5-燃氣進氣管，6-電磁繼電器，7-點火器，8-點火針，9-蓄電池，10-變頻器，11-加熱器，12-控溫計，13-電熱開關，14-電磁閥，15-排氣管，16-水箱，17-熱水管，18-外殼。圖2為本發明的能量轉換流程圖。具體實施方案下面結合附圖對本發明做進一步的描述。如圖1和圖2所示，本發明至少包括1-平行板燃燒室，2-隔熱層，3-光電池，4-進水口，5-燃氣進氣管，6-電磁繼電器，7-點火器，8-點火針，9-蓄電池，10-變頻器，ll-加熱器，12-控溫計，13-電熱開關，14-電磁閥，15-排氣管，16-水箱，17-熱水管，18-外殼。所述平行燃燒室(圖l-l)中間為儲水壁，冷水經過進水口(圖l-4)直接進入儲水壁，即兩個燃燒室內側壁面形成的空腔，冷水接觸壁面吸收熱量，受熱均勻且吸熱量大，傳熱效率高，最後匯集到水箱(圖1-16)，通過熱水管(圖1-17)對外供給熱水。平行燃燒室外面兩側包有隔熱層(圖l-2)，能使光子通過而不讓熱量通過對流和導熱通過。在隔熱層外側分別安裝光電池(圖l-3)，這樣部分未被冷水吸收的熱量通過燃燒室壁面釋放出光子，高能量光子撞擊光電池時會激發出自由電子，從而轉化為電能，轉化的電能通過變頻器(圖1-10)將電能儲存在蓄電池(圖l-9)中，從而取代了交流電源，並將其連通電磁繼電器(圖l-6)和電子點火器(圖1-7)自動控制點火針(圖'l-8)點燃燃氣。加熱器(圖1-11)連接在蓄電池上，用於在啟動時快速加熱水箱的水，控溫計(圖l-12)連接電熱開關(圖l-13)控制電磁閥(圖1-14)，從而進一步控制是否對電加熱器供電。燃氣由燃氣進氣管(圖1-5)進入燃燒室，尾氣經過燃燒室下遊管道與水箱的水進一步換熱，產生的廢氣由排氣管(圖1-15)排出。權利要求1、一種新型能量自給式燃氣熱水器，包括平行板燃燒室(1)，隔熱層(2)，光電池(3)，進水口(4)，燃氣進氣管(5)，電磁繼電器(6)，點火器(7)，點火針(8)，蓄電池(9)，變頻器(10)，加熱器(11)，控溫計(12)，電熱開關(13)，電磁閥(14)，排氣管(15)，水箱(16)，熱水管(17)，外殼(18)；其特徵在於所述平行燃燒室(1)中間為儲水壁，冷水經過進水口(4)直接進入儲水壁，平行燃燒室(1)外面兩側包有隔熱層(2)，在隔熱層(2)外側分別安裝光電池(3)，變頻器(10)將電能儲存在蓄電池(9)中，並將其連通電磁繼電器(6)和電子點火器(7)自動控制點火針(8)點燃燃氣；加熱器(11)連接在蓄電池(9)上，用於在啟動時快速加熱水箱的水，控溫計(12)連接電熱開關(13)控制電磁閥(14)，從而進一步控制是否對電加熱器供電；燃氣由燃氣進氣管(5)進入燃燒室，尾氣經過燃燒室下遊管道與水箱的水進一步換熱，產生的廢氣由排氣管(15)排出。2、根據權利要求l所述的一種新型能量自給式燃氣熱水器，其特徵在於所述燃燒室呈平行布置。3、根據權利要求l所述的一種新型能量自給式燃氣熱水器，其特徵在於所述水箱(16)帶有平行通道式儲水壁，並採用鋁材、碳鋼或不鏽鋼材質製成。4、根據權利要求l所述的一種新型能量自給式燃氣熱水器，其特徵在於所述平行板燃燒室材料為具有耐高溫性能的SiC陶瓷。5、根據權利要求l所述的一種新型能量自給式燃氣熱水器，其特徵在於所述光電池的材料為銻化鎵、砷化銦鎵或銻砷化銦鎵。全文摘要一種新型能量自給式燃氣熱水器，屬於燃氣熱水器領域。包括平行板燃燒室(1)，隔熱層(2)，光電池(3)，進水口(4)，燃氣進氣管(5)，電磁繼電器(6)，點火器(7)，點火針(8)，蓄電池(9)，變頻器(10)，加熱器(11)，控溫計(12)，電熱開關(13)，電磁閥(14)，排氣管(15)，水箱(16)，熱水管(17)，外殼(18)；其中平行燃燒室(1)中間為儲水壁，外面兩側包有隔熱層(2)，在隔熱層(2)外側分別安裝光電池(3)，變頻器(10)將電能儲存在蓄電池(9)中，並將其連通電磁繼電器(6)和電子點火器(7)自動控制點火針(8)點燃燃氣。本發明具有高效利用能源、無需外接電源，結構簡單緊湊，熱交換率高的優點。文檔編號F24H1/00GK101634484SQ200910184208公開日2010年1月27日申請日期2009年8月14日優先權日2009年8月14日發明者唐愛坤,李曉春,潘劍鋒,潘建美申請人:江蘇大學