一种基于热电转换的厨房节能系统

技术领域

本发明属于燃气热水器废热再利用技术领域，尤其是涉及一种基于热电转换的厨房节能系统。

背景技术

目前关于厨房节能的方面多以提供一种供热装置，将灶台、油烟机中的部分余热进行回收用于对洗碗池或者洗浴加热，但这种供热装置存在几点不足：第一，供热装置受供热源的限制，不能将热量储存起来；第二，没有蓄电模块，只能用于对热水进行加热，用途单一。另一方面，也有利用燃气热水器进行余热收集和热电转换的，但是目前通过这种方式产生的电功率不高，只能供应其自身的电子控制装置以及点火元件的用电需求。并且市场上的燃气热水器的燃烧室外壁是附着有隔热层的，使得燃烧室外壁温度相对较低，因此有必要设计一种新型的基于热电转换的厨房节能系统，来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于热电转换的厨房节能系统，将燃气热水器中的大部分余热都收集起来，利用热电效应转化为电能，并且及时储存到蓄电模块，以为厨房其他小型电器进行供电，这样既节省了燃气又能够节省用电，环保节能，绿色安全。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于热电转换的厨房节能系统，包括蓄电池和布置在燃烧室四周的四组废热收集及热电转换装置，每组废热收集及热电转换装置包括集热板、热电模块组和冷却板，所述的集热板平行燃烧室的相对应位置的外壁设置，集热板的靠近燃烧室外壁的侧面直接与燃烧室外壁贴合，集热板的远离燃烧室外壁的侧面与热电模块组的热端贴合；所述的热电模块组包括若干串联的热电模块，用于热电转换；所述的冷却板与热电模块组的冷端贴合，每组废热收集及热电转换装置的冷却板的进水端均与燃气热水器的进水管连通，每组废热收集及热电转换装置的冷却板的出水端均与热交换器的进水端连通，热交换器的出水端连接出水管，所述的热交换器对冷水进行预热，进水管中的冷水对热电模块组的冷端冷却，预热过的水直接流向热交换器进行再次加热；所有的热电模块组分别通过导线与所述的蓄电池连接，所述蓄电池将热电模块组转换得到的电能储存起来并为负载供电。

进一步的，所述集热板为厚度为1mm的纯铜板，集热板完全贴合在相应位置的燃烧室的外壁。

进一步的，每个所述热电模块组中的若干热电模块均匀分布在相对应的集热板和冷却板之间，所述热电模块组通过两根导线与蓄电池相连。

进一步的，在每个热电模块四周均分布着隔热绝缘层。

进一步的，在冷却板的内部开设有多个均匀分布的圆截面管道，圆截面管道的进水口与进水管连接，圆截面管道的出水口与热交换器的进水口连接。

进一步的，所述蓄电池与变压器连接，所述变压器与负载电连接。

进一步的，所述负载为热水器的电气元件及小功率电器。

进一步的，在所述燃烧室内设有燃烧器，所述燃烧室的下端连通进气管，在热交换器的上方设有风机。

相对于现有技术，本发明所述的一种基于热电转换的厨房节能系统具有以下优势：

1、本申请去除了燃烧室外壁隔热层，壁温能够达到将近700K，进而能够获取丰富的余热，通过热电转换得到的功率十分可观，能够满足厨房一些电器的用电需求。

2、本申请充分利用了燃气燃烧产生的多余废热并将其转换为电能，提高了燃气燃烧的利用率，同时利用蓄电池储存起来，具有可储存性及供电稳定性。

3、本申请是不需要外部电源的，燃烧室外壁为主要热源能够提高能源的利用率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种基于热电转换的厨房节能系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的燃烧室的结构示意图；

图3为图2的A-A向视图；

图4为图2的B-B向视图；

图5为图4的C-C向视图。

附图标记说明：

1-圆截面管道，2-集热板，3-热电模块组，4-冷却板，5-燃烧室，6-进水管，7-出水管，8-热交换器，9-进气管，10-风机，11-燃烧器，12-蓄电池，13-变压器，14-热水器的电气元件，15-小功率电器，16-废热收集及热电转换装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图5所示，一种基于热电转换的厨房节能系统，包括蓄电池12和布置在燃烧室5四周的四组废热收集及热电转换装置16，每组废热收集及热电转换装置16包括集热板2、热电模块组3和冷却板4，所述的集热板2平行燃烧室5的相对应位置的外壁设置，集热板2的靠近燃烧室5外壁的侧面直接与燃烧室5外壁贴合，集热板2的远离燃烧室外壁的侧面与热电模块组3的热端贴合；所述的热电模块组3包括若干串联的热电模块，用于热电转换；所述的冷却板4与热电模块组3的冷端贴合，每组废热收集及热电转换装置16的冷却板4的进水端均与燃气热水器的进水管6连通，每组废热收集及热电转换装置16的冷却板4的出水端均与热交换器8的进水端连通，热交换器8的出水端连接出水管7，所述的热交换器8对冷水进行预热，进水管6中的冷水对热电模块组3的冷端冷却，预热过的水直接流向热交换器8进行再次加热；所有的热电模块组3分别通过导线与所述的蓄电池12连接，所述蓄电池12将热电模块组转换得到的电能储存起来并为负载供电。

集热板2为厚度为1mm的纯铜板，集热板2完全贴合在相应位置的燃烧室5的外壁。

每个所述热电模块组3中的若干热电模块均匀分布在相对应的集热板2和冷却板4之间，所述热电模块组3通过两根导线与蓄电池12相连。在每个热电模块四周均分布着隔热绝缘层，防止热量散发。

在冷却板4的内部开设有多个均匀分布的圆截面管道1，圆截面管道1的进水口与进水管连接，圆截面管道1的出水口与热交换器8的进水口连接，冷却板为矩形板，材质为铝，传热效果好。用进水管中的冷水降低冷端的温度，与热电模块组热端形成较高的温差。

所述蓄电池12与变压器13连接，所述变压器13与负载电连接。负载为热水器的电气元件14及小功率电器15。其中蓄电池12不限于安装在热水器内部，也可以安装于热水器外部并且蓄电池两根导线的正极和负极分别与安装于燃烧室上的温差发电模块引出的正级与负极相连，然后蓄电池通过变压器进行放电，有两种途径，一是内部供电，主要是燃气热水器本身的点火控制装置、防冻装置以及风机等；二是外部供电，可以供给一些小功率电器，如照明灯、排气扇、增压泵以及消毒柜等。

在所述燃烧室5内设有燃烧器11，所述燃烧室5的下端连通进气管9，在热交换器8的上方设有风机10，所述热交换器8位于燃烧室5的上方。

市场上的燃气热水器的燃烧室外壁是附着有隔热层的，使得燃烧室外壁温度相对较低，本申请是将这层隔热层去掉，直接与温差发电装置连接起来，这样所能提供的余热就十分可观。

本申请的集热板与燃烧室外壁侧面四周紧密贴合在一起，而多个串联的热电模块则附着在集热板上，它们和集热板之间有一层耐高温的导热硅胶以保证传热过程的稳定性。燃气燃烧产生的热量通过燃烧室外壁传递到集热板，进而在热电模块热端形成较高的温度，而在热电模块冷端，进水管的冷水流过具有多个圆截面通道的冷却板进行预热并对从热端传递过来的热量进行冷却以形成较低的冷端温度，从而在热电转换装置的热端和冷端之间形成较大的温差，在热电效应的作用下将热能转换为电能，用蓄电池储存起来，进而既可以为燃气热水器进行供电，又可以通过变压器为厨房其他电器供电，这样既节省了燃气又能够节省用电，环保节能，绿色安全。

燃气在燃烧室燃烧时，燃烧室外壁的温度高达700K，热电模块能够具有相当可观的热端温度。在热电模块冷端用冷却板进行冷却形成较大的温差，利用热电效应即可将多余废热转换为电能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。