一种基于半导体制冷片的节能烟囱装置

技术领域

本发明涉及燃气热水器烟气余热回收技术，具体涉及一种基于半导体制冷片的节能烟囱装置。

背景技术

燃气热水器在工作中会产生大量的高温烟气，其排放的烟气温度都在200℃以上，携带大量的热量。目前市场上针对燃气热水器高温烟气排放主要是采用冷凝技术进行回收利用，达到节能效果。但冷凝技术存在成本高，不易维修，噪声大，耗能高等缺点，而采用半导体制冷技术既能实现对燃气热水器烟囱的余热回收利用，也能避免冷凝技术的弊端，可以达到很好的能源利用作用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于半导体制冷片的节能烟囱装置，以避免现有技术中采用冷凝技术对燃气热水器高温烟气进行回收利用所存在的弊端。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于半导体制冷片的节能烟囱装置，包括加热水箱，所述加热水箱内设有贯穿所述加热水箱左右端面供燃气热水器高温烟气通过的烟囱管道，所述加热水箱靠近烟囱管道进烟口一端的侧壁设有冷水进水口，所述加热水箱靠近烟囱管道出烟口一端的侧壁设有热水出水口；

所述烟囱管道内壁位于冷水进水口一端沿烟囱管道周向设有多个利用冷水与高温烟气温差发电的第一半导体制冷片，所述第一半导体制冷片的冷端与所述烟囱管道内壁紧贴；所述烟囱管道内壁位于热水出水口一端沿烟囱管道周向设有多个分别与所述第一半导体制冷片通过导线连接的第二半导体制冷片，所述第二半导体制冷片的热端与所述烟囱管道内壁紧贴。

进一步地，所述冷水进水口与燃气热水器的进水管路连通，所述热水出水口与燃气热水器的出水管路连通。

进一步地，所述冷水进水口与热水出水口分别与所述加热水箱的侧壁垂直，且所述冷水进水口与热水出水口位于所述加热水箱的相反侧。

进一步地，所述第一半导体制冷片与第二半导体制冷片的冷端和热端分别涂有散热硅脂，所述第一半导体制冷片的热端和第二半导体制冷片的冷端分别设有散热鳍片。

进一步地，所述加热水箱与位于所述加热水箱左右两端面之间的烟囱管道的截面为方形结构。

进一步地，所述导线采用耐温耐蚀材料制作。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明中第一半导体制冷片的冷端与烟囱管道内壁紧贴，可利用通过冷水进水口进入到加热水箱与烟囱管道之间的冷水与燃气热水器高温烟气的温差进行发电，并将电能通过导线传递至第二半导体制冷片，作为第二半导体制冷片的理想电源，第二半导体制冷片在电能的作用下，冷端产生制冷效果，可对烟囱管道内的高温烟气进行降温处理，热端通过烟囱管道内侧壁将热量传递到加热水箱内，对其中的自来水进行加热；本申请中冷水从冷水进水口进入到加热水箱，通过烟囱管道管壁与烟囱管道内的高温烟气在热传递的作用下进行换热升温，而第二半导体制冷片热端散发的热量进一步对其进行加热升温，加热后的热水可接入外部燃气热水器热水管一端，供生活热水使用；本发明通过烟囱管道管壁的热传递，以及第一半导体制冷片发电，第二半导体制冷片制冷制热的双重作用充分利用燃气热水器的高温烟气余热，实现了热能的最大化利用。

进一步地，燃气热水器工作时，烟囱管道内的烟气温度在300℃左右，半导体制冷片温差范围在100℃。本发明在第一半导体制冷片的热端设置散热鳍片，烟囱管道内高温烟气的热量通过散热鳍片吸收后将热量传递到第一半导体制冷片的热端，可提高热端的吸热速率，形成冷热两端的温差，有助于利用温差进行发电。在第二半导体制冷片的冷端设置散热鳍片，冷端产生制冷效果，通过散热鳍片的形式可增加对烟囱内高温烟气的制冷效率。由于仅仅依靠两块半导体制冷片会产生对烟气冷凝和冷水加热能量不足的问题，因此，本发明本别设置多个第一半导体制冷片和多个第二半导体制冷片，提高对高温烟气冷凝和加热水箱内自来水加热的效果。

附图说明

图1为本发明实施例所涉及的基于半导体制冷片的节能烟囱装置的纵向截面示意图；

图2为本发明实施例所涉及的第一半导体制冷片与第一半导体制冷片的连接结构示意图；

图3本发明实施例所涉及的基于半导体制冷片的节能烟囱装置的立体结构示意图。

图中：1、加热水箱；2、烟囱管道；3、冷水进水口；4、热水出水口；5、进烟口；6、出烟口；7、第一半导体制冷片；8、第二半导体制冷片；9、导线；10、散热鳍片。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的具体内容做进一步详细解释说明。

参照图1-3，本实施例提供一种基于半导体制冷片的节能烟囱装置，包括沿左右方向设置的长方体加热水箱1，加热水箱1内设有贯穿加热水箱1左右端面供燃气热水器高温烟气通过的烟囱管道2，其中，烟囱管道2的左端为进烟口5，右端为出烟口6，烟囱管道2位于加热水箱1左右两端面之间的部分为方形管道结构，且该方形管道部分的四个侧面分别与加热水箱1对应的四个侧面相互平行且间距一致；为方便与外界管道相连，烟囱管道2的进烟口5与出烟口6设置为圆柱形结构；加热水箱1的上表面左侧垂直设有冷水进水口3，冷水进水口3与燃气热水器的进水管路连通，加热水箱1的下表面右侧垂直设有热水出水口4，热水出水口4与燃气热水器的出水管路连通；优选的，冷水进水口3与热水出水口4采用螺旋式接口；

烟囱管道2位于加热水箱1左右两端面之间的方形管道部分的内壁靠近冷水进水口3一端沿管道周向设有多个利用冷水与高温烟气温差发电的第一半导体制冷片7，第一半导体制冷片7的冷端与烟囱管道2的内侧壁紧贴，热端设有散热鳍片10；烟囱管道2位于加热水箱1左右两端面之间的方形管道部分的内侧壁靠近热水出水口4一端沿管道周向设有多个分别与第一半导体制冷片7通过导线9连接的第二半导体制冷片8，第二半导体制冷片8的热端与烟囱管道2内壁紧贴，冷端设有散热鳍片10，其中，散热鳍片10采用不锈钢材料制作，便于有效导热和制冷；导线9采用耐温耐蚀材料制作。

本发明中冷水从冷水进水口3进入到加热水箱1，通过烟囱管道2管壁与烟囱管道2内的高温烟气在热传递的作用下进行换热升温，用于制备热水；同时，第一半导体制冷片7的冷端与烟囱管道2内壁紧贴，热端与燃气热水器的高温烟气接触，可利用通过冷水进水口3进入到加热水箱1内的冷水与燃气热水器高温烟气的温差进行发电，并将电能通过导线9传递至第二半导体制冷片8，使第二半导体制冷片8的冷端制冷，热端发热，第二半导体制冷片7的热端与烟囱管道2的内壁紧贴，将热端产生的热量通过烟囱管道2的管壁传递至加热水箱1，对其中的自来水进一步加热；本发明通过烟囱管道2内高温烟气与加热水箱1内自来水直接通过烟囱管道2管壁换热，以及通过利用高温烟气与冷水热交换产生电能并将产生的热能通过第二半导体制冷片7进一步加热加热水箱1内自来水的方式充分利用燃气热水器的高温烟气余热用于提供生活热水，实现热能最大化利用。

本发明将烟囱管道2位于加热水箱1左右两端面之间的部分设置为方形管道结构，可与现有技术中片状的半导体制冷片对应，无需重新设计制作半导体制冷片的形状，方便半导体制冷片与烟囱管道2内壁贴合；

优选的，第一半导体制冷片7与第二半导体制冷片8的冷端和热端分别涂有散热硅脂；散热硅脂可增加第一半导体制冷片7与第二半导体制冷片8冷热两端的导热性能，且具有防潮、防尘、防腐蚀等作用。