專利名稱：加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用燃料電池的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)。尤其是，本發(fā)明涉及這樣一種加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其能夠通過利用燃料電池向住宅或建筑物供電，并且能夠通過利用燃料電池和鍋爐對住宅或建筑物進行加熱操作和供應(yīng)熱水，從而降低燃氣或石油的用量。
背景技術(shù)：
主要用作能源的石油能夠污染環(huán)境并且由于過度需求而用竭。為了替代礦物燃料，燃料電池應(yīng)運而生。
所述燃料電池用于直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。就此而言，燃料電池使含氫的燃料與含氧的空氣彼此進行電化學(xué)反應(yīng)，隨后將反應(yīng)前與反應(yīng)后的能量差直接轉(zhuǎn)換為電能。當(dāng)將燃料和氧供至燃料電池時，燃料電池連續(xù)地產(chǎn)生電能，并產(chǎn)生作為副產(chǎn)物的熱和水。
燃料電池可以包括(通過非限制性實例)磷酸燃料電池(PAFC)、堿性燃料電池(AFC)、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、以及直接甲醇燃料電池(DMFC)等的至少其中之一。
至少根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，可將燃料電池大致分為向住宅供電的家用燃料電池、用于電動車的車用燃料電池、用在諸如便攜式終端或筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備中的小型燃料電池。
家用燃料電池例如可以用于向家用電器或家用照明設(shè)備供電。
在寒冷的地區(qū)或在具有季節(jié)變更(例如四季)的國家，可以采用諸如石油、燃氣、煤等礦物燃料進行住宅或建筑物的室內(nèi)加熱。在諸如韓國這樣的地方，可以采用鍋爐系統(tǒng)進行住宅或建筑物的室內(nèi)加熱。在鍋爐中，可以使用諸如燃氣、石油之類的燃料。
現(xiàn)將參考圖1對一般的鍋爐系統(tǒng)進行說明。首先，安裝在住宅或建筑物外部的鍋爐10容置有燃料以進行燃燒。通過鍋爐10的燃燒熱加熱水，并且所加熱的水循環(huán)穿過連接至鍋爐10并安裝在地板中的散熱管20。因此，當(dāng)所述系統(tǒng)操作時，水被鍋爐10加熱，并流過散熱管20。重復(fù)對水進行加熱，并將熱擴散至室內(nèi)地板，從而加熱室內(nèi)地板。
熱水管30連接至鍋爐10和供應(yīng)自來水的自來水管40。自來水管40可以連接至如盥洗室、浴室、廚房。通過自來水管40供應(yīng)的自來水由鍋爐10加熱，并隨后通過熱水管30供至盥洗室、浴室或廚房。
附圖標(biāo)記50表示供電線路，其用于供應(yīng)來自電廠的外部電。
然而，在現(xiàn)有的鍋爐系統(tǒng)中，水由燃氣或石油燃燒后產(chǎn)生的燃燒熱加熱，并將所加熱的水用于加熱室內(nèi)房間或用作熱水。因此，燃氣或石油的用量增加了，從而導(dǎo)致對人體健康有害的污染并且造成住宅或建筑物的經(jīng)濟上的負擔(dān)。也就是說，由于需求的增長導(dǎo)致的昂貴的燃氣或石油可能對住宅或建筑物造成巨大的經(jīng)濟負擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其能夠通過采用燃料電池向住宅或建筑物供電，并且能夠通過采用燃料電池和鍋爐來進行加熱操作并向所述住宅或建筑物供應(yīng)熱水，從而降低燃氣或石油的用量。
為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明目的的這些及其它優(yōu)點，如同在此具體實施并廣泛描述的，本發(fā)明提供一種采用燃料電池的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)。在這點上，燃料電池和鍋爐均可以安裝于住宅或建筑物中，通過來自燃料電池的反應(yīng)熱和來自鍋爐的燃燒熱可以將流體加熱，以使流體循環(huán)并加熱住宅或建筑物的地板的內(nèi)部，并且來自燃料電池的反應(yīng)熱和來自鍋爐的燃燒熱可用于加熱自來水，從而向住宅或建筑物的盥洗室或廚房提供熱水。
根據(jù)本發(fā)明的一個技術(shù)方案，一種加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)包括鍋爐；燃料電池；貯存箱，其通過流體回收并貯存由該燃料電池所產(chǎn)生的反應(yīng)熱；散熱裝置，其安裝在設(shè)置有該鍋爐和該燃料電池的住宅或建筑物的內(nèi)部，其中該散熱裝置將室內(nèi)房間加熱；熱水管，水從外部供入該熱水管，其中該熱水管經(jīng)由該鍋爐和該貯存箱將熱水供入該住宅或該建筑物；熱流供應(yīng)管，其將該貯存箱、該鍋爐和該散熱裝置彼此連接，以使該貯存箱內(nèi)的流體經(jīng)由該鍋爐供至該散熱裝置；回收管，其將該散裝裝置和該貯存箱彼此連接，以將在該散熱裝置中進行熱交換的流體引入該貯存箱中；以及流量控制裝置，其控制流經(jīng)該熱流供應(yīng)管的流體。
根據(jù)本發(fā)明的另一技術(shù)方案，一種加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，包括鍋爐；燃料電池；貯存箱，其通過流體回收并貯存由該燃料電池所產(chǎn)生的反應(yīng)熱；散熱裝置，其安裝在設(shè)置有該鍋爐和該燃料電池的住宅或建筑物的內(nèi)部，其中該散熱裝置將室內(nèi)房間加熱；熱水管，水由外部供入該熱水管，其中該熱水管經(jīng)由該鍋爐和該貯存箱將熱水供入該住宅或該建筑物；第一熱供應(yīng)管，其經(jīng)由該鍋爐將流經(jīng)該熱水管的水的一部分供應(yīng)至該散熱裝置；返回管，其將該散裝裝置和該第一熱供應(yīng)管彼此連接，以使在該散熱裝置中進行熱交換的流體經(jīng)由該鍋爐循環(huán)；以及開關(guān)裝置，其構(gòu)造成允許或切斷該熱水管的水向該第一熱供應(yīng)管的供應(yīng)。
通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細描述，本發(fā)明的上述及其它目的、特征、方案和優(yōu)點將變得更加清晰。


以下參考經(jīng)注釋的多幅附圖，并通過本發(fā)明的優(yōu)選實施例的非限制性實例進一步詳細描述本發(fā)明，其中，附圖的各幅圖中相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示，在附圖中圖1示出了家用鍋爐系統(tǒng)的管路圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的采用燃料電池的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)的管路圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的采用燃料電池的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)的管路圖；以及圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的采用燃料電池的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)的補給箱(supplementary tank)的管路圖。
具體實施例方式
通過實例的方式，且僅為了對本發(fā)明的實施例進行示例性探討的目的在此示出了本發(fā)明的詳細資料。并且提供所述詳細資料是為了提供被認為是對本發(fā)明的原理和構(gòu)思所做的最實用和最易于理解的描述。就此而言，無需示出本發(fā)明的、超出對本發(fā)明的基本理解所必須的詳細結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)細節(jié)。在此結(jié)合附圖的描述使本領(lǐng)域的技術(shù)人員明白本發(fā)明的多種形式是如何在實踐中實施的。
現(xiàn)將詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其實例將在附圖中示出。
在下文中，將參考附圖解釋根據(jù)本發(fā)明第一實施例的采用燃料電池的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的采用燃料電池的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)的管路圖。
如圖2所示，根據(jù)第一實施例的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)包括鍋爐100和燃料電池200，所述鍋爐和燃料電池安裝在住宅或建筑物中；貯存箱300，其通過流體回收反應(yīng)熱并將其貯存起來，所述反應(yīng)熱通過供至燃料電池200的燃料和氧之間的電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生；散熱裝置400，其安裝在住宅或建筑物的內(nèi)部；以及熱水管500，水從外部供入該熱水管500。熱水管500通過鍋爐100和貯存箱300將熱水供入住宅或建筑物。該系統(tǒng)可以包括熱流供應(yīng)管600，其將貯存箱300、鍋爐100和散熱裝置400彼此連接，以使貯存箱300內(nèi)的流體可經(jīng)由鍋爐100供至散熱裝置400；回收管700，其將散熱裝置400和貯存箱300彼此連接，從而將在散熱裝置400中散熱的流體引入貯存箱300中；以及流量控制裝置800，其控制流過熱流供應(yīng)管600的流體。
鍋爐100通過利用例如燃氣或石油燃燒后產(chǎn)生的燃燒熱來加熱水。
當(dāng)將燃料和氧供至燃料電池200時，燃料電池200可以連續(xù)地產(chǎn)生電能，從而產(chǎn)生作為副產(chǎn)物的熱和水。然而，應(yīng)當(dāng)理解，各種類型的燃料電池均可用作燃料電池200。
圖2中還示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的普通燃料電池。燃料電池200包括電池堆210，該電池堆210具有陽極211和陰極212，通過供至陽極211的氫和供至陰極212的氧之間的電化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電能和副產(chǎn)物。此外，燃料電池200可以包括重整器220，其在接收含氫燃料后精煉氫，從而向電池堆210的陽極211提供氫；燃料供應(yīng)裝置230，其向重整器220供應(yīng)含氫燃料；空氣供應(yīng)裝置240，其向重整器220和電池堆210的陰極212供應(yīng)空氣；以及電流輸出裝置250，其將由電池堆210產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化為商業(yè)電。
可以采用諸如LNG、LPG或CH3OH等氫基燃料作為燃料。并且所述燃料可以在重整器220中經(jīng)過脫硫處理、重整處理以及氫精煉處理。精煉的氫可以供至電池堆210的陽極211。
在貯存箱300中可以容置流體，并且可以采用水作為流體。而且，貯存箱300可由絕緣材料覆蓋。
在用于將由燃料電池200的電池堆210產(chǎn)生的熱貯存于貯存箱300中的一個實施例中，可以在燃料電池200的電池堆210處設(shè)置第一熱交換裝置310。熱交換裝置310可以用于在燃料電池200的電池堆210處與貯存箱300內(nèi)的流體進行熱交換，并隨后將流體引入貯存箱300，反復(fù)執(zhí)行該過程。熱交換裝置310的一側(cè)可通過入口管320連接至貯存箱300，并且熱交換裝置310的另一側(cè)可通過出口管330連接至貯存箱300。
散熱裝置400可以以彎折管路的形式設(shè)置在住宅或建筑物的地板內(nèi)部。優(yōu)選地，所述彎折管路形成為Z字形。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所述彎折管路可以構(gòu)造為任何合適的形狀。
熱水管500具有一定的長度，并且可以設(shè)置為使熱水管500的一端連接至用于將自來水供入建筑物的管道，而另一端可以將熱水供至例如建筑物的盥洗室或廚房。而且，第二熱交換裝置510可以設(shè)置在熱水管500的一端，且位于貯存箱300中。此外，第三熱交換裝置520可以設(shè)置在熱水管500的另一端，并且位于鍋爐100中。該第三熱交換裝置520可以設(shè)置在鍋爐100中，以暴露于鍋爐100的燃燒器(未示出)的燃燒熱下。熱水管500可以通過混合供至附加管道的自來水的方式來供應(yīng)熱水，所述附加管道連接至建筑物的內(nèi)部。
熱流供應(yīng)管600可以具有預(yù)定的長度。就此而言，熱流供應(yīng)管600的一端可以連接至貯存箱300，而另一端可以連接至散熱裝置400。此外，第四熱交換裝置610可以設(shè)置在熱流供應(yīng)管600的一端，并且位于鍋爐100中。該第四熱交換裝置610可以設(shè)置在鍋爐100中，以暴露于鍋爐100的燃燒器(未示出)的燃燒熱下。
回收管700可以具有預(yù)定的長度。該回收管700的一端可以連接至散熱裝置400，而另一端可以連接至貯存箱300。
優(yōu)選地，流量控制裝置800可以安裝在熱流供應(yīng)管600上，以便設(shè)置于貯存箱300和鍋爐100之間。此外，流量控制裝置800可以連接至設(shè)置在建筑物中的控制裝置900上，并且可以由控制裝置900來控制。該控制裝置900可以連接至鍋爐100。
在熱流供應(yīng)管600上可以設(shè)有用于強制流體流動的泵(未示出)。優(yōu)選地，該泵安裝在第四熱交換裝置610和散熱裝置400之間。然而，應(yīng)當(dāng)理解，可以將泵安裝在任何合適的位置。
鍋爐100可以加熱第三熱交換裝置520或第四熱交換裝置610，或加熱第三熱交換裝置520和第四熱交換裝置610。
由燃料電池200產(chǎn)生的電能可以通過電流輸出裝置250轉(zhuǎn)化為商業(yè)電，并且隨后不僅可以供至家用電器(例如，電冰箱、空調(diào)、洗衣機、電視機)，而且可以供至諸如照明設(shè)備的裝置。
此外，附圖標(biāo)記260表示供電線路，其將由燃料電池產(chǎn)生的電能供至家用電器和照明設(shè)備。然而，應(yīng)當(dāng)理解，電能可以供至任何合適的裝置。
在下文中，將對采用燃料電池的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)的操作進行說明。
可以對燃料電池進行操作，以向安裝在住宅或建筑物中的電器或照明設(shè)備供電?？梢詫﹀仩t100進行操作，以加熱住宅或建筑物，并且可以選擇性地操作鍋爐100，以向住宅或建筑物供應(yīng)熱水。就此而言，由燃料電池200產(chǎn)生的反應(yīng)熱可以用于加熱和熱水供應(yīng)。以下將對該操作進行更詳細的說明。
可通過燃料供應(yīng)裝置230將燃料供應(yīng)至重整器220，并且重整器220可以精煉例如氫，并將精煉的氫供至電池堆210的陽極211。并且，可通過空氣供應(yīng)裝置240將空氣供至重整器220，并可供至電池堆210的陰極212。而且，供至電池堆210的陽極211的氫可與供至電池堆210的陰極212的氧發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生電能以及作為副產(chǎn)物的反應(yīng)熱和水。
由燃料電池200的電池堆210產(chǎn)生的電能可以通過電流輸出裝置250供至安裝在住宅或建筑物中的電器或照明設(shè)備。由燃料電池200產(chǎn)生的熱可以通過在入口管320、第一熱交換裝置310以及出口管330中循環(huán)的、貯存箱300的流體而貯存于貯存箱300中。
在加熱建筑物內(nèi)部的同時，可以通過控制裝置900控制流量控制裝置800，以使貯存箱300內(nèi)的流體能夠通過熱流供應(yīng)管600流至散熱裝置400。在流體流過散熱裝置400的同時，流體向外散熱。因此，當(dāng)流過熱流供應(yīng)管600的流體溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，流入第四熱交換裝置610的流體可以通過鍋爐100的操作而被加熱。而且，當(dāng)貯存箱300內(nèi)的流體的溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，由散熱裝置400散發(fā)的熱量可以由流量控制裝置800進行控制。
當(dāng)流過散熱裝置400而向外散熱的流體可以通過回收管700引入貯存箱300中(其可以重復(fù))。因此，不僅室內(nèi)地板，而且室內(nèi)空氣也可以被散發(fā)的熱量加熱。當(dāng)將散熱裝置400設(shè)置在室內(nèi)房間的一側(cè)時，可通過由散熱裝置400散發(fā)的熱量將室內(nèi)空氣加熱。
當(dāng)住宅或建筑物的室內(nèi)房間沒有被加熱時，停止鍋爐100對第四熱交換裝置610的加熱，并且可以通過控制流量控制裝置800而阻止貯存箱300內(nèi)的流體向熱流供應(yīng)管600流動。
當(dāng)在例如住宅或建筑物的盥洗室或廚房中使用熱水時，可將來自管道的自來水通過熱水管500供至盥洗室或廚房中。此外，自來水流過熱水管500并可以在穿過貯存箱300內(nèi)的第二熱交換裝置510以及鍋爐100內(nèi)的第三熱交換裝置520的同時被加熱。這樣，被加熱的自來水可以供至例如盥洗室或廚房。流過熱水管500的自來水可以首先由第二熱交換裝置510加熱。當(dāng)被加熱的自來水的溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，可以在鍋爐100操作的同時由第三熱交換裝置520加熱所述自來水。
在供應(yīng)熱水的情況下，當(dāng)鍋爐100操作時，可以相應(yīng)地通過熱水管500的第三熱交換裝置520將自來水加熱至較高的溫度。
在本發(fā)明中，由燃料電池200產(chǎn)生的電能可以用于操作安裝在住宅或建筑物中的電器和照明設(shè)備。而且，由燃料電池200產(chǎn)生的、作為副產(chǎn)物的反應(yīng)熱和由鍋爐100產(chǎn)生的燃燒熱可以一起用于加熱室內(nèi)房間并供應(yīng)熱水。更具體而言，當(dāng)以較低的溫度加熱室內(nèi)房間或供應(yīng)溫度較低的熱水時，僅利用由燃料電池200產(chǎn)生的反應(yīng)熱來加熱室內(nèi)房間或供應(yīng)熱水。然而，當(dāng)以較高的溫度加熱室內(nèi)房間或供應(yīng)溫度較高的熱水時，可以利用由燃料電池200產(chǎn)生的反應(yīng)熱和由鍋爐100產(chǎn)生的燃燒熱來加熱室內(nèi)房間或供應(yīng)熱水。
由于可將由電池堆210產(chǎn)生的熱回收至貯存箱300，隨后向外散發(fā)，所以可以對電池堆210進行主動操作。
由于在氫與氧之間發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)之后，燃料電池200產(chǎn)生電能、反應(yīng)熱、水等，所以不會導(dǎo)致污染。
圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的采用燃料電池的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)的管路圖；對于與第一實施例的部件相同的部件，標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記，進而省略對所述相同部件的詳細說明。
如所示，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的采用燃料電池的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)包括鍋爐100和燃料電池200，所述鍋爐和燃料電池安裝在住宅或建筑物中；貯存箱300，其回收流體中的反應(yīng)熱并將其貯存，所述反應(yīng)熱通過供至燃料電池200的燃料和氧之間的電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生；散熱裝置400，其安裝在住宅或建筑物的地板中；熱水管500，水可以從外部供入該熱水管并經(jīng)由鍋爐100和貯存箱300向安裝處(例如住宅或建筑物的盥洗室或廚房)供應(yīng)熱水；第一熱供應(yīng)管910，其將通過熱水管500流動的水的一部分經(jīng)由鍋爐100供應(yīng)至散熱裝置400；返回管920，其將散裝裝置400和第一熱供應(yīng)管910彼此連接，以使穿過散熱裝置400的流體能夠經(jīng)由鍋爐100循環(huán)；以及開關(guān)裝置930，其構(gòu)造成用于允許或切斷熱水管500中的水向該第一熱供應(yīng)管910的供應(yīng)。
鍋爐100、燃料電池200、貯存箱300、以及熱水管500具有與第一實施例相同的構(gòu)造。
散熱裝置400可以以彎折管路的形式設(shè)置在住宅或建筑物的地板內(nèi)部。優(yōu)選地，所述彎折管路形成為Z字形。然而，應(yīng)當(dāng)理解，散熱裝置400可以構(gòu)造為任何合適的形狀，并可以安裝于室內(nèi)房間的一側(cè)。
第一熱供應(yīng)管910可以具有預(yù)定長度。該第一熱供應(yīng)管的一端可以連接至熱水管500，而其另一端可以連接至散熱裝置400。在第一熱供應(yīng)管910的一端、鍋爐100內(nèi)可以設(shè)置第五熱交換裝置911。
返回管920可以具有預(yù)定長度。返回管920的一端可以連接至散熱裝置400，而其另一端可以連接至第一熱供應(yīng)管910。相應(yīng)地，第一熱供應(yīng)管910、散熱裝置400和返回管920可以形成一條循環(huán)路徑。
開關(guān)裝置930可以安裝于第一熱供應(yīng)管910處，以便位于一個連接部分與另一個連接部分之間，所述一個連接部分位于第一熱供應(yīng)管910與熱水管500之間，而所述另一個連接部分位于第一熱供應(yīng)管910與返回管920之間。優(yōu)選地，開關(guān)裝置930為開關(guān)閥。然而，應(yīng)當(dāng)理解，該開關(guān)裝置可以以任何適用的開關(guān)機構(gòu)的形式進行設(shè)置。當(dāng)開關(guān)裝置930接通時，流經(jīng)熱水管500的流體(即熱水)可以容置于第一熱供應(yīng)管910、散熱裝置400以及返回管920中。當(dāng)開關(guān)裝置930斷開時，可以防止流經(jīng)熱水管500的流體流向第一熱供應(yīng)管910。另外，如果容置于第一熱供應(yīng)管910、散熱裝置400以及返回管920中的流體量低于預(yù)設(shè)溫度，開關(guān)裝置930就可以再次接通以便向第一熱供應(yīng)管910供應(yīng)熱水。
如圖4所示，在該第一熱供應(yīng)管910與該返回管920之間的所述一個連接部分處，可以設(shè)置用于貯存由熱水管500供應(yīng)的熱水的補給箱940。在補給箱940中始終容置預(yù)設(shè)量的水。當(dāng)容置于補給箱940中的水量低于預(yù)設(shè)量時，就可以接通開關(guān)裝置930，以便將流經(jīng)熱水管500的水部分供應(yīng)至補給箱940中。相反，當(dāng)容置于補給箱940中的水量多于預(yù)設(shè)量時，就可以斷開開關(guān)裝置930，以防止流經(jīng)熱水管500的水流入補給箱940中。優(yōu)選地，補給箱940設(shè)置于鍋爐100中。然而，應(yīng)當(dāng)理解，補給箱940可以設(shè)置于該系統(tǒng)內(nèi)的任何適當(dāng)位置處。
均設(shè)置于鍋爐100中的熱水管500的第三熱交換裝置520和第一熱供應(yīng)管910的第五熱交換裝置911都可以由設(shè)置于鍋爐100中的一個或多個燃燒器而選擇性地被加熱。根據(jù)住宅或建筑物的室內(nèi)預(yù)設(shè)溫度，來對第一熱供應(yīng)管910的第五熱交換裝置911進行加熱。
下面將對根據(jù)第二實施例的采用燃料電池的加熱和熱水供應(yīng)系統(tǒng)的操作進行說明。
對燃料電池200進行操作，以向安裝在住宅或建筑物中的電器和照明設(shè)備供電。對鍋爐100進行操作以加熱住宅或建筑物，并對鍋爐100進行選擇性地操作以向住宅或建筑物供應(yīng)熱水。由燃料電池200產(chǎn)生的反應(yīng)熱可以用于熱水供應(yīng)。以下將對該操作進行更詳細的說明。
燃料電池的操作、用于將由燃料電池200產(chǎn)生的電能供應(yīng)至住宅或建筑物的操作、用于將由燃料電池200產(chǎn)生的反應(yīng)熱貯存于貯存箱300中的操作、以及將熱水供應(yīng)至建筑物的盥洗室、廚房等的操作均與第一實施例中的相應(yīng)操作相同。
在加熱建筑物內(nèi)部的同時，由鍋爐100對第一熱供應(yīng)管910的第五熱交換裝置911進行加熱。相應(yīng)地，對流經(jīng)第五熱交換裝置911的水進行加熱，并且熱水通過第一熱供應(yīng)管910流至散熱裝置400。
隨后，水流過散熱裝置400，從而向外散熱。這樣，所散發(fā)的熱量可以加熱住宅或建筑物的內(nèi)部。流過散熱裝置400的水通過返回管920流至第一熱供應(yīng)管910的第五熱交換裝置911。上述過程反復(fù)進行，從而加熱住宅或建筑物的內(nèi)部。
當(dāng)住宅或建筑物具有預(yù)設(shè)的室內(nèi)溫度時，就停止加熱第五熱交換裝置911。相反，當(dāng)住宅或建筑物的溫度低于預(yù)設(shè)的室內(nèi)溫度時，就由鍋爐100對第五熱交換裝置911進行加熱。
在根據(jù)第二實施例的采用燃料電池的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)中，由燃料電池200產(chǎn)生的電能用于操作安裝在住宅或建筑物中的電器和照明設(shè)備。而且，由燃料電池200產(chǎn)生的、作為副產(chǎn)物的反應(yīng)熱和由鍋爐100產(chǎn)生的燃燒熱一起用于加熱室內(nèi)房間并供應(yīng)熱水。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的采用燃料電池的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)中，由燃料電池產(chǎn)生的電能用于操作安裝在住宅或建筑物中的電器和照明設(shè)備。而且，由燃料電池產(chǎn)生的、作為副產(chǎn)物的反應(yīng)熱和由鍋爐產(chǎn)生的燃燒熱一起用于加熱住宅或建筑物的室內(nèi)房間并供應(yīng)熱水。相應(yīng)地，可以降低鍋爐的操作時間并且可以降低石油或燃氣的使用量，從而降低經(jīng)濟負擔(dān)并防止發(fā)生可能對人體有害的污染。
還應(yīng)當(dāng)指出，已經(jīng)提供的前述實例僅用于說明并且決不應(yīng)當(dāng)理解為用于限制本發(fā)明。盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本文中所使用的詞語為描述、示例性的詞語，而非限制性詞語。如當(dāng)前所述的和所修改的一樣，在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，在不脫離本發(fā)明的范圍與精神的情況下，可以對本發(fā)明的各個方面做出改變。盡管本文中已經(jīng)關(guān)于特定的裝置、材料和實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于本文中所公開的特例；相反，本發(fā)明可擴大至介于所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有功能等同的結(jié)構(gòu)、方法和用途。
權(quán)利要求
1.一種加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，包括鍋爐；燃料電池；貯存箱，其通過流體回收并貯存由該燃料電池所產(chǎn)生的反應(yīng)熱；散熱裝置，其安裝在設(shè)置有該鍋爐和該燃料電池的住宅或建筑物的內(nèi)部，其中該散熱裝置將室內(nèi)房間加熱；熱水管，水從外部供入該熱水管，其中該熱水管經(jīng)由該鍋爐和該貯存箱將熱水供入該住宅或該建筑物；熱流供應(yīng)管，其將該貯存箱、該鍋爐和該散熱裝置彼此連接，以使該貯存箱內(nèi)的流體經(jīng)由該鍋爐供至該散熱裝置；回收管，其將該散裝裝置和該貯存箱彼此連接，以將在該散熱裝置中進行熱交換的流體引入該貯存箱中；以及流量控制裝置，其控制流經(jīng)該熱流供應(yīng)管的流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其中該散熱裝置設(shè)置于該住宅或該建筑物的地板內(nèi)部，并且設(shè)置為彎折管路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其中該熱水管的一部分與該貯存箱內(nèi)的流體進行接觸，以使流經(jīng)該熱水管的流體與該貯存箱內(nèi)的流體進行熱交換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其中該熱水管部分暴露于該鍋爐的燃燒器的燃燒熱下，從而加熱流經(jīng)該熱水管的流體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其中該熱流供應(yīng)管部分暴露于該鍋爐的燃燒器的燃燒熱下，從而加熱流經(jīng)該熱流供應(yīng)管的流體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其中該流量控制裝置安裝在該熱流供應(yīng)管上、并位于該貯存箱和該鍋爐之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其中還包括第一熱交換裝置，其一側(cè)通過入口管連接至該貯存箱，而另一側(cè)通過出口管連接至該貯存箱，其中該第一熱交換裝置構(gòu)造成使該貯存箱內(nèi)的流體與該燃料電池內(nèi)部之間進行熱交換。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其中流經(jīng)該熱水管的水在經(jīng)過設(shè)置于該貯存箱中的第二熱交換裝置和設(shè)置于該鍋爐中的第三熱交換裝置時被加熱。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其中當(dāng)流經(jīng)該熱水管的水的水溫低于預(yù)設(shè)溫度時，流經(jīng)該熱水管的水通過設(shè)置于該鍋爐中的第三熱交換裝置加熱。
10.一種加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，包括鍋爐；燃料電池；貯存箱，其通過流體回收并貯存由該燃料電池所產(chǎn)生的反應(yīng)熱；散熱裝置，其安裝在設(shè)置有該鍋爐和該燃料電池的住宅或建筑物的內(nèi)部，其中該散熱裝置將室內(nèi)房間加熱；熱水管，水由外部供入該熱水管，其中該熱水管經(jīng)由該鍋爐和該貯存箱將熱水供入該住宅或該建筑物；第一熱供應(yīng)管，其經(jīng)由該鍋爐將流經(jīng)該熱水管的水的一部分供應(yīng)至該散熱裝置；返回管，其將該散裝裝置和該第一熱供應(yīng)管彼此連接，以使在該散熱裝置中進行熱交換的流體經(jīng)由該鍋爐循環(huán)；以及開關(guān)裝置，其構(gòu)造成允許或切斷該熱水管的水向該第一熱供應(yīng)管的供應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其中在該第一熱供應(yīng)管與該返回管之間的連接部分處設(shè)置有用于貯存由該熱水管供應(yīng)的熱水的補給箱。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其中該散熱裝置以彎折管路設(shè)置于該住宅或該建筑物的地板內(nèi)部。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其中還包括第一熱交換裝置，其一側(cè)通過入口管連接至該貯存箱，而另一側(cè)通過出口管連接至該貯存箱，其中該第一熱交換裝置構(gòu)造成使該貯存箱內(nèi)的流體與該燃料電池內(nèi)部之間進行熱交換。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其中流經(jīng)該熱水管的水在經(jīng)過設(shè)置于該貯存箱中的第二熱交換裝置和設(shè)置于該鍋爐中的第三熱交換裝置時被加熱。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，其中當(dāng)流經(jīng)該熱水管的水的水溫低于預(yù)設(shè)溫度時，流經(jīng)該熱水管的水通過設(shè)置于該鍋爐中的第三熱交換裝置加熱。
全文摘要
一種加熱及熱水供應(yīng)系統(tǒng)，包括安裝于住宅或建筑物中的燃料電池和鍋爐。通過來自燃料電池的反應(yīng)熱和來自鍋爐的燃燒熱可以將流體加熱，并且使流體循環(huán)以加熱住宅或建筑物的地板的內(nèi)部。此外，來自燃料電池的反應(yīng)熱和來自鍋爐的燃燒熱可用于加熱水，從而向住宅或建筑物的盥洗室或廚房提供熱水。
文檔編號F24D3/08GK1945131SQ20061014127
公開日2007年4月11日 申請日期2006年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月5日
發(fā)明者柳成南, 樸明碩 申請人:Lg電子株式會社, Lg化學(xué)株式會社