发明名称 发电、加热、冷却及通风之系统
摘要 一种能量系统,其结合或整合一电化学转换器,如一燃料室,用以产生电力,附有一加热,通风及空调(HVAC)系统。燃料室产生之废热系辐射式,传导式或对流式地朝向一热组件,例如一HVAC系统之一热致动冰水机或一锅炉。 HVAC系统接收废热以产生一调节流体,例如加热或冷却之空气或水、或蒸汽,用以加热、冷却、或工业使用。本发明提供一改进效率能量系统,可提供电力,加热与冷却,例如用于商业设备或用于住宅。亦揭示一介面交换元件,用于对流地结合一电化学转换器至HVAC系统,介面交换元件接收燃料室产生之加热排气,且自此引出热量用以移转至一热组件,例如一HVAC系统之一热致动冰水机或一锅炉。
申请公布号 TW389824 申请公布日期 2000.05.11
申请号 TW086110255 申请日期 1997.09.15
申请人 金坦公司 发明人 麦克S.徐;罗宾Y.翁
分类号 F24J3/00 主分类号 F24J3/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种能量系统,用以提供电力与一冷却流体,包含一燃料室,具有用以产生电力与一选定温度废热之装置,及一热致动冰水机组合,结合至该燃料室且适合以接收该废热,用以致动该冰水机组合,该冰水机组合提供一输出流体流动,流体具有一选择温度大致低于该废热温度。2.根据申请专利范围第1项之能量系统,其中该输出流体流动具有一选择温度且低于周围环境温度。3.根据申请专利范围第1项之能量系统,其中该燃料室包括多数歧管适可接收输入作用物。4.根据申请专利范围第3项之能量系统,更包括用以导引一燃料作用物与一氧化作用物其中之一者至歧管之装置。5.根据申请专利范围第3项之能量系统,其中该燃料室包括用以处理该作用物,以产生该电力与该废热。6.根据申请专利范围第1项之能量系统,其中该废热之高温系在介约100℃与约1200℃间之范围。7.根据申请专利范围第1项之能量系统,其中该燃料室系由一实体氧化物燃料室,一融解碳酸盐燃料室,一磷酸燃料室,一硷性燃料室与一质子交换膜燃料室组成群体中选择。8.根据申请专利范围第1项之能量系统,其中该燃料室系一实体氧化物燃料室操作在约1000℃。9.根据申请专利范围第8项之能量系统,其中该实体氧化物燃料室从那里辐射该废热,且该系统更包括用以调节该废热之装置。10.根据申请专利范围第9项之能量系统,其中该装置用以调节之装置包括一或多个辐射遮蔽件,其系构造成至少部分围绕该燃料室。11.根据申请专利范围第1项之能量系统,其中该燃料室包括多数电解质元件,具有一氧化电极在一侧及一燃料电极在一相对侧,及多数中间连接器元件,用以提供与该电极元件电气连接,其中该电极元件与该中间连接器元件系交替堆叠以形成该燃料室。12.根据申请专利范围第1项之能量系统,其中该热致动冰水机组合包含一蒸发气产生器与该燃料室以热流通,当加热于一选择温度以上时,用以产生蒸发气,一冷凝器与该蒸发气产生器以流体流通,用以冷凝该蒸发气成一液体,及一蒸发器用以转换该液体回复成一蒸发气。13.根据申请专利范围第12项之能量系统,其中该热致动冰水机之该蒸发气产生器至少部分围绕该燃料室,且适可接收以辐射产生之该废热。14.根据申请专利范围第1项之能量系统,更包括介面交换元件定位于该燃料室与该热致动冰水机组合之间,用以实行其间之热交换。15.根据申请专利范围第14项之能量系统,其中该介面交换元件适可以对流式接收由燃料室排出废热之热量,且用以移转该热量至该冰水机组合。16.根据申请专利范围第15项之能量系统,其中该冰水机组合包括一蒸发气产生器,该蒸发气产生器适可与该介面交换元件交换热量。17.根据申请专利范围第14项之能量系统,其中该介面交换元件包含以热传导物质形成之多数热传导板,该板堆叠在一起以形成该交换元件,该元件具有一外表面适可与该热致动冰水机组合交换热量。18.根据申请专利范围第17项之能量系统,其中该热传导板包括用以容许一流体流动之通路装置以平面形式横越。19.根据申请专利范围第18项之能量系统,其中该介面交换元件更包含在其内部形成之一或多个轴向歧管,及用以在通路装置内与邻近的热传导板间产生一气体流动压降之装置,其系确实大于在轴向歧管内之气体流动压降,因此提供一大致均匀气体且流动沿着轴向歧管。20.根据申请专利范围第17项之能量系统,其中该热传导板以多孔传导物质形成,该多孔物质形成用以容许气体轴向流经该板之通路装置。21.根据申请专利范围第14项之能量系统,其中该介面交换元件包括一螺旋热传导带。22.根据申请专利范围第14项之能量系统,其中该介面交换元件系以一多孔热传导物质组成。23.根据申请专利范围第22项之能量系统,其中该介面交换元件适可接收由来自该废热之热量,用以移转热量至冰水机组合。24.一能量系统,用以提供电力与冷却一选择流体,包含一电化学转换器组合,具有用以产生电力与废热之装置,该废热有一选择的高温,及一HVAC系统之冷却组件,结合至该电化学转换器组合且适可接收该废热,用以冷却选择的流体至一低于该废热温度之温度。25.一种用以冷却一选择的流体之方法,包含以下步骤提供一燃料室,用以产生电力与具有用以提供一选择的高温废热之装置,提供一热致动冰水机组合,其系结合至该燃料室系统,且其适可接收该废热且调节选择的流体,热致动该冰水机组合,及冷却选择的流体使其有低于周围环境温度之一选择温度。26.根据申请专利范围第25项之方法,更包括形成多数歧管轴向形成于其中,用以接收一输入作用物之步骤。27.根据申请专利范围第26项之方法,更包括导送一燃料作用物与一氧化作用物其中之一至该歧管之步骤。28.根据申请专利范围第27项之方法,更包括处理该作用物以产生该电力与该废热之步骤。29.根据申请专利范围第25项之方法,其中该燃料室系由一实体氧化物燃料室、一融解碳酸盐燃料室、一磷酸燃料室、一硷性燃料室与一质子交换膜燃料室组成群体中选择。30.根据申请专利范围第25项之方法,其中该燃料室在此放射该废热,更包括调节该废热之步骤。31.根据申请专利范围第25项之方法,其中该燃料室包括多数电解质元件,具有一氧化电极在一侧及一燃料电极在一相对侧,及多数中间连接器元件,用以提供与该电极元件电气连接,其中该电极元件与该中间连接器元件系交替堆叠以形成该燃料室。32.根据申请专利范围第25项之方法,其中该燃料室更包含多数间隔元件设于电解质元件与该中间连接器元件之间。33.根据申请专利范围第25项之方法,其中该热致动冰水机组合包含一蒸发气产生器与该燃料室以热流通,当加热于一选择的温度以上时,用以产生蒸发气,一冷凝器与该蒸发气产生器以流体流通,用以冷凝该蒸发气成一液体,及一蒸发器用以转换该液体回复成一蒸发气。34.根据申请专利范围第25项之方法,更包括定位该蒸发气产生器使其至少部分包围该燃料室,且适可接收该生成废热之步骤。35.根据申请专利范围第25项之方法,更包括由该燃料室引出电力之步骤。36.根据申请专利范围第25项之方法,更包括定位于该燃料室与该冰水机组合间之介面交换元件,以利其间之热交换。37.根据申请专利范围第36项之方法,其中该介面交换元件包含以热传导物质形成之多数热传导板,该板堆叠以形成该交换元件,该元件具有一外表面适可与一外部环境交换热量。38.根据申请专利范围第36项之方法,其中该介面交换元件适可以对流式接收来自一输入流体之热量,用以移转该热量至该冰水机组合。39.根据申请专利范围第36项之方法,其中该冰水机组合包括一蒸发气产生器,更包括交换该蒸发气产生器与该介面交换元件间热量之步骤。40.根据申请专利范围第37项之方法,更包括形成通路于该热传导板内,以容许一流体流动以平面方式横越之步骤。41.根据申请专利范围第40项之方法,更包括以下步骤在该介面交换元件内形成一或多个轴向歧管,及在通路装置内与邻近的热传导板间产生一气体流动压降,其系大致大于在轴向歧管内之气体流动压降。42.根据申请专利范围第41项之方法,更包括维持一大致均匀于通路内之压降,以提供一大致均匀气体且流动沿着轴向歧管。43.根据申请专利范围第37项之方法,更包含形成多孔传导物质之该热传导板,该多孔物质形成该通路,用以容许气体轴向流经该板。44.根据申请专利范围第36项之方法,其中该介面交换元件包括一弯曲热传导带,适可与一外部环境交换热量。45.根据申请专利范围第36项之方法更包含形成一多孔热传导物质之该介面交换元件步骤。46.一种用以冷却一选择的流体之方法,包含提供一电化学转换器组合用以产生电力,且具有用以产生一选择的高温废热之装置,结合一HVAC系统之冷却组件至该电化学转换器组合,该冷却组件适可接收该废热,及热致动该冷却组件,以冷却选择的流体至一低于周围温度之温度。47.一种能量系统,用以提供电力与加热流体,包含一燃料室,具有用以产生电力与废热之装置,及一锅炉,结合至该燃料室且适可在此接收该废热,该锅炉适可加热于选择的流体至一选择的高温。48.根据申请专利范围第47项之能量系统,其中该燃料室包括多数歧管轴向形成于其中,且适可接收一输入作用物。49.根据申请专利范围第48项之能量系统,更包括用以导送一燃料作用物与一氧化作用物其中之一至歧管之装置。50.根据申请专利范围第47项之能量系统,其中该燃料室包括用以处理该作用物以产生该电力与该废热。51.根据申请专利范围第47项之能量系统,其中该废热之高温系在大约100℃与约1200℃间之范围。52.根据申请专利范围第47项之能量系统,其中该燃料室系由一实体氧化物燃料室、一融解碳酸盐燃料室、一磷酸燃料室、一硷性燃料室与一质子交换膜燃料室组成群体中选择。53.根据申请专利范围第47项之能量系统,其中该锅炉系一蒸汽锅炉或一热流体锅炉。54.根据申请专利范围第47项之能量系统,其中该燃料室系一实体氧化物燃料室。55.根据申请专利范围第47项之能量系统,其中该燃料室由此放射该废热,且该系统更包括用以调节该废热之装置。56.根据申请专利范围第55项之能量系统,其中该装置用以调节之装置包括一或多个辐射遮蔽件,其系构造成至少部分围绕该燃料室。57.根据申请专利范围第47项之能量系统,其中该燃料室包括多数电解质元件,具有一氧化电极在一侧及一燃料电极在一相对侧,及多数中间连接器元件,用以提供与该电极元件电气连接,其中该电极元件与该中间连接器元件系交替堆叠以形成该燃料室。58.根据申请专利范围第47项之能量系统,其中该燃料室更包含多数间隔元件设于介电解质元件与该中间连接器元件之间。59.根据申请专利范围第47项之能量系统,其中该燃料室移转热经辐射或对流至该锅炉。60.根据申请专利范围第47项之能量系统,其中该锅炉包括一蒸发气产生器,用以回应该燃料室之该废热以自一工作流体产生蒸发气。61.根据申请专利范围第60项之能量系统,其中该蒸发气产生器至少部分围绕该燃料室。62.根据申请专利范围第47项之能量系统,其中该锅炉包括一工作流体,该工作流体系水或一低蒸发气压热流体。63.根据申请专利范围第47项之能量系统,更包括介面交换元件定位于该燃料室与该锅炉之间,用以进行其间之热交换。64.根据申请专利范围第63项之能量系统,其中该介面交换元件包含以热传导物质形成之多数热传导板,该板堆叠在一起以形成该交换元件,该元件具有一外表面适可与一外部环境交换热量。65.根据申请专利范围第63项之能量系统,其中该介面交换元件适可以对流式接收来自一输入流体之热量,且用以移转该热量至该锅炉。66.根据申请专利范围第65项之能量系统,其中该热量藉对流、传导或辐射其中之一以移转至或来自该锅炉。67.根据申请专利范围第65项之能量系统,其中该锅炉包括一蒸发气产生器,该蒸发气产生器适可与介面交换元件交换热量。68.根据申请专利范围第65项之能量系统,其中该燃料室产生排气,且该输入流体包含该燃料室排气。69.根据申请专利范围第64项之能量系统,其中该热传导板包括用以容许一流体流动之通路装置以平面方式横越。70.根据申请专利范围第69项之能量系统,其中该介面交换元件更包括在其内部形成之一或多个轴向歧管,及用以在通路装置内与邻近的热传导板间产生一气体流动压降之装置,其系大致大于在轴向歧管内之气体流动压降。71.根据申请专利范围第70项之能量系统,其中该通路装置构成以维持一大致均匀于通路内之压降,以提供一大致均匀气体且流动沿着轴向歧管。72.根据申请专利范围第64项之能量系统,其中该热传导板以多孔传导物质形成,该多孔物质形成通路装置,用以容许气体轴向流经该板。73.根据申请专利范围第63项之能量系统,其中该介面交换元件具有一圆柱形状,具有大约1英寸与约20英寸间之一直径。74.根据申请专利范围第63项之能量系统,其中该介面交换元件包括一弯曲热传导带,适可与一外部环境交换热量。75.根据申请专利范围第63项之能量系统,其中该介面交换元件系由一多孔热传导物质组成。76.根据申请专利范围第63项之能量系统,其中该介面交换元件适可接收来自一输入流体之热量,且适可自此移转热量至一外部环境。77.根据申请专利范围第76项之能量系统,其中该输入流体包括该燃料室产生之排气。78.根据申请专利范围第63项之能量系统,其中该介面交换元件适可与该锅炉交换热量。79.根据申请专利范围第75项之能量系统,其中该介面交换元件具有一矩形截面。80.一种能量系统,用以提供电力与加热流体,包含一电化学转换器,具有用以产生电力与废热之装置,及一热处理元件以热与该电化学转换器流通,且适可在此接收该废热,该热处理元件适可加热选择之流体至一选择之高温。81.一种用以加热一选择的流体之方法,包含提供一燃料室用以产生电力,且具有用以提供废热之装置,提供一锅炉,其系以热与该燃料室流通,且适合在此接收该废热,及加热选择的流体至一选择的高温。82.根据申请专利范围第81项之方法,更包含形成多数轴向歧管于该燃料室内之步骤,该歧管适可接收一作用物。83.根据申请专利范围第82项之方法,更包括导送一作用物至该轴向歧管之步骤。84.根据申请专利范围第83项之方法,更包括处理该作用物以产生该电力与该废热之步骤。85.根据申请专利范围第81项之方法,其中该燃料室系由一实体氧化物燃料室、一融解碳酸盐燃料室、一磷酸燃料室、一硷性燃料室与一质子交换膜燃料室组成群体中选择。86.根据申请专利范围第81项之方法,其中该锅炉系一蒸汽锅炉或一热流体锅炉其中之一。87.根据申请专利范围第81项之方法,更包括调节由该燃料室产生该废热之步骤。88.根据申请专利范围第81项之方法,其中该燃料室包括多数电解质元件,具有一氧化电极在一侧及一燃料电极在一相对侧,及多数中间连接器元件,用以提供与该电极元件电气连接,其中该电极元件与该中间连接器元件系交替堆叠以形成该燃料室。89.根据申请专利范围第88项之方法,其中该燃料室更包括多数间隔元件设于电解质元件与该中间连接器元件之间。90.根据申请专利范围第81项之方法,其中该锅炉包括一蒸发气产生器,用以回应该燃料室之该废热以自一工作流体产生蒸发气。91.根据申请专利范围第90项之方法,更包括定位该蒸发气产生器至少部分围绕该燃料室,以接收该废热之步骤。92.根据申请专利范围第81项之方法,更包括提供一介面交换元件定位于该燃料室与该锅炉之间,用以进行其间之热交换。93.根据申请专利范围第92项之方法,其中该介面交换元件包含以热传导物质形成之多数热传导板,该板堆叠在一起以形成该交换元件,该元件具有一外表面适可用以与一外部环境交换热量。94.根据申请专利范围第92项之方法,其中该介面交换元件适可以对流式接收由一输入流体来之热量,用以移转该热量至该锅炉组合。95.根据申请专利范围第92项之方法,其中该锅炉组合包括一蒸发气产生器,更包括交换该蒸发气产生器与该介面交换元件间热量之步骤。96.根据申请专利范围第93项之方法,更包括形成通路在该热传导板内,以容许一流体流动以平面方式横越之步骤。97.根据申请专利范围第96项之方法,更包括步骤在该介面交换元件内形成一或多个轴向歧管,及在通路装置内与邻近的热传导板间产生一气体流动压降,其系大致大于在轴向歧管内之气体流动压降。98.根据申请专利范围第97项之方法,更包括维持一大致均匀于通路内之压降,以提供一大致均匀气体且流动沿着轴向歧管。99.根据申请专利范围第93项之方法,更包含形成多孔传导物质之该热传导板,该多孔物质形成该通路,用以容许气体轴向流经该板。100.根据申请专利范围第92项之方法,其中该介面交换元件包括一弯曲热传导带,适可与一外部环境交换热量。101.根据申请专利范围第92项之方法更包含形成一多孔热传导物质之该介面交换元件步骤。102.一种用以加热一选择的流体之方法,包含提供一电化学转换器组合,除了产生电力,且具有用以提供一选择的高温废热之装置,及结合一锅炉之热处理元件至该电化学转换器组合,该热处理元件适可接收该废热,及加热选择的流体至一选择的高温。103.一种介面交换元件,用以使用于冷却或加热一选择的流体之一能量系统,该交换元件以对流式接收由一输入流体来之热量,且适可移转热量自此至一外部环境。104.根据申请专利范围第103项之介面交换元件,其中该介面交换元件适可定位于该燃料室与KVAC系统之加热或冷却组件之间。105.根据申请专利范围第104项之介面交换元件,其中该冷却组件包括一热致动冰水机组合。106.根据申请专利范围第104项之介面交换元件,其中该加热组件包括一锅炉。107.根据申请专利范围第103项之介面交换元件,其中该介面交换元件包括以热传导物质形成之多数热传导板,该板堆叠在一起以形成一外表面,用以与一外部环境交换热量,该交换元件以对流式接收热量,且以辐射式或传导式至少移转该热量一部分至该外部环境。108.根据申请专利范围第103项之介面交换元件,其中该输入流体包含一燃料室产生之排气。109.根据申请专利范围第107项之介面交换元件,其中该热传导板包括用以容许一流体流动以平面方式横越之通路装置。110.根据申请专利范围第107项之介面交换元件,其中该交换元件更包括在其内部形成之一或多个轴向歧管,及用以在通路装置内与邻近的热传导板间产生一气体流动压降之装置,其系大致大于在轴向歧管内之气体流动压降,以提供一大致均匀气体且流动沿着轴向歧管。111.根据申请专利范围第107项之介面交换元件,其中该热传导板以多孔传导物质形成,该多孔物质形成通路装置,用以容许气体轴向流经该板。112.一种介面交换元件,用以使用于冷却或加热一选择的流体之一动力系统,该交换元件包含一圆柱形状结构,其至少一部份系构成一多孔热传导物质,该圆柱形状结构适可以对流式接收热量,且以辐射式或传导式移转该热量之至少一部分。113.根据申请专利范围第112项之介面交换元件,其中该元件适可接收来自一输入流体之热量,且适可移转热量自此至一外部环境。图式简单说明:第一图系全体能量系统之图式方块图,根据本发明教导用于产生电力及调适一流体。第二图系一能量系统之图式说明,其包括一燃料室辐射式结合HVAC系统之一加热或冷却组件。第三图系一电力系统之图式说明,其包括一燃料室对流式结合HVAC系统之一加热或冷却组件。第四图系一能量系统之图式说明,其包括根据本发明教导之一热致动冰水机组合。第五图系根据本发明一堆叠板式介面交换元件之剖面图。第六图系根据本发明结合多孔热力式传导性物质之介面交换元件之剖面图。第七图系根据本发明附有轴流通道之介面交换元件之平面图。第八图系根据本发明"车轮"设计之介面交换元件之平面图。第九图系根据本发明一鳍片式介面交换元件之平面图。
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