[发明专利]热电联产系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电联产系统。本发明特别涉及一种包括斯特林发动机的热电联产系统。

背景技术

热电联产系统已经得到了改进，其中借助燃料如可燃气体驱动发电机，并且将驱动过程中产生的热能回收用于空气调节装置、热水供应装置(优选为：水加热装置)，或类似装置。

在PCT文献No.WO 01/90656中公开了一种包括有斯特林发动机的热电联产系统。该热电联产系统除包括斯特林发动机外，还包括用于给斯特林发动机的受热顶部加热的燃烧器，和用于从燃烧器内燃烧废气中回收热能的热交换器。在该热电联产系统中，燃烧器内燃烧废气通过管道导入热交换器。

发明内容

在上述的传统系统中，当燃烧器内燃烧废气通过管道输入热交换器时，燃烧废气热会散失到外界大气中。因此，排出热(指本身没有被使用就释放到大气中的热)被浪费地释放掉，导致热电联产系统的效率下降。

本发明提供了一种能够通过避免燃烧废气热散失到外界大气中而减少排出热的技术方案，解决了上述问题。

本方案中的热电联产系统具有斯特林发动机、燃烧器、第一排气通道、延续第一排气通道的第二排气通道，和第一热交换器。所述斯特林发动机具有柱状的受热顶部。所述燃烧器朝向所述斯特林发动机的受热顶部的端面。所述第一排气通道沿着所述斯特林发动机受热顶部的侧面延伸。所述第二排气通道以与斯特林发动机相对的方式沿第一排气通道侧方延伸。所述第一热交换器以与斯特林发动机相对的方式设置在第二排气通道的侧方。

在本热电联产系统中，从燃烧器排出的燃烧废气首先被导入第一排气通道。因此，在第一排气通道内，来自燃烧器的燃烧废气沿斯特林发动机的受热顶部的侧面流动，燃烧废气热用于加热斯特林发动机。通过第一排气通道之后，燃烧废气随后被导向第二排气通道。在第二排气通道内，因为来自燃烧器的燃烧废气流经第一热交换器，所以第一热交换器从燃烧废气中回收了热能。

本热电联产系统在斯特林发动机和第一热交换器之间设有层状结构的第一排气通道和第二排气通道。以这种方式，防止燃烧废气热散失到外界大气中，并且由此借助于第一热交换器实现了对斯特林发动机的高效加热和对排出热的回收。另外，由于第一排气通道通过第二排气通道与第一热交换器隔离，因此第一排气通道保持高温，从而实现了对斯特林发动机受热顶部的高温加热。

根据本热电联产系统，避免了燃烧废气热散失到外界大气中，也因此更好地减少了排出热。

在上述热电联产系统中，优选第一排气通道围绕斯特林发动机的受热顶部的侧面，第二排气通道围绕在第一排气通道的外侧，而第一热交换器围绕在第二排气通道的外侧。

在本热电联产系统中，由于第一排气通道和第二排气通道被斯特林发动机和第一热交换器包围，因此进一步地防止燃烧废气热从燃烧器散失到外界大气中。

本热电联产系统可以包括第二热交换器，所述第二热交换器与第二排气通道的下游端相连。

可以对第二排气通道排出的燃烧废气中存留的热能进行回收，也因此进一步减少了排出热。

第二热交换器优选为潜热交换器，可以通过冷凝水蒸汽从燃烧废气中吸收潜热。

由于来自燃烧器的燃烧废气中包含大量水蒸汽，因此可以通过冷凝这些大量的水蒸汽从燃烧废气中吸收潜热。若第二热交换器为潜热交换器，则可以从已经通过第一热交换器降低了温度的燃烧废气中进一步回收更多的热量，从而减少了排出热。

根据本发明，防止燃烧废气热散失到外界大气中使得排出热减少，并由此显著提高了热电联产系统的能效。

附图说明

图1示意性地表示了热电联产系统的结构；

图2为表示热燃烧装置的示意性结构的横截面图；

图3为表示热燃烧装置的外部结构的立体图；

图4为表示热燃烧装置的局部结构的立体图；

图5为表示流经排气通道的燃烧废气的温度变化的图表。

附图中的参考标号：

10：热电联产系统

20：热燃烧装置

24：燃烧器

26：第一热交换器

40：第二热交换器

70：斯特林发动机

A：第一排气通道

B：第二排气通道

C：第三排气通道

D：第四排气通道

E：第五排气通道

具体实施方式

本发明的一个实施例的主要特征

特征1：热电联产系统包括一个自由活塞型的斯特林发动机。

特征2：该热电联产系统包括一个用于燃烧可燃气体的燃烧器。