专利名称：零碳一体机及工作方法
技术领域：
本发明涉及一种生物质可再生新能源高效清洁应用设备，尤其是零碳一体机及工作方法。背景技术：
目前，我国广大农村乡镇居民冬季取暖采用的是煤球炉和散煤炉， 夏季制冷采用的是电空调。用煤球和散煤炉取暖存在着房间内粉尘多、易煤气中毒、添煤繁琐、取暖效果差、污染环境和容易发生火灾等弊病，而采用电空调制冷，则存在着制冷成本高、用电高峰期断电时制冷没保障等问题。特别是山区和边远农村地区，由于运输的不方便，冬季取暖更是困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物质可再生能源的零碳一体机及工作方法，它集取暖、制冷、热水、发电、做饭于一体，以生物质为能源，全面解决村镇居民的生活所需，实现农村的零碳排放环境保护。本发明的目的是这样实现的它是由由生物质燃料箱、进气管道、机体、电堆、逆变器、鼓风机、改质器、余热回收装置、家用空调、电器、家用热水系统、导线、热水管道连接而成，生物质燃料箱安装在机体的外边；在机体内安装着电堆、 逆变器、鼓风机、改质器、余热回收装置；进气管道分别与生物质燃料箱和改质器相连。电堆分别与鼓风机的出口、改质器的出口、逆变器、余热回收装置相连；鼓风机出气口和电堆的空气极连接；改质器进气口和进气管道相连，出气口和电堆的燃料极相连； 余热回收装置分别与电堆和热水管道连接。家用空调、电器和家用热水系统均安装在机体外边；余热回收装置由热水管道与家用热水系统连接。逆变器一面和电堆相连，另一面由导线与家用空调、电器相连。电堆是根据家庭用电量的多少；由不同数量的单电池组合而成；单电池的设计和制备包括隔膜、电极、电解质、双极板分别由偏铝酸锂、镍铬合金、碳酸锂、不锈钢等材料精心制作。改质器的形状和体积根据用电量大小而设计，其内部填装的催化剂为金属材料， 该催化剂将根据使用的燃料种类而变换不同的材质。零碳一体机按发电量大小有多种型号，可以满足各类家庭需要。本发明的工作方法首先将生物质装在生物质燃料箱内，然后放入助剂让其发酵， 生成的气体进入改质器，经过改质器出来的气体是富氢气体，它进入电堆的燃料极进行反应，另外开启鼓风机将空气送入电堆，让其在电堆的空气极进行反应；整个电堆是利用水的合成反应而产生直流电，直流电经过逆变器转变为交流电供家用空调、电器使用，反应生成的高温水和换热用冷却水同时进入余热回收装置，经换热后获得的热水流入家用热水系统供家庭生活使用。本发明既能发电，又能产生热水，整个工作过程不排放二氧化碳等有害气体，绿色、经济、环保，可以广泛地适用于我国广大农村和乡镇。如果在城市家庭使用，只需将生物质燃料换成天然气、甲醇或煤气，改质器内的催化剂变换种类即可，同样可实现减少40%二氧化碳的排放，可达到绿色、环保热电连供的目的。本发明零碳一体机设备精致、结构紧凑、机体体积小、使用方便、成本低。
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四
图1为零碳一体机的结构示意图，图中1、生物质燃料箱2、进气管道3、机体4、电堆5、逆变器6、鼓风机7、改质器8、余热回收装置9、家用空调、电器 10、家用热水系统11、导线12、热水管道五具体实施例方式实施例1、本发明是由生物质燃料箱1、进气管道2、机体3、电堆4、逆变器5、鼓风机6、改质器7、余热回收装置8、家用空调、电器9、家用热水系统 10、导线11、热水管道12连接而成，生物质燃料箱1安装在机体3的外边；在机体3内安装着电堆4、逆变器5、鼓风机6、改质器7、余热回收装置8 ；进气管道2分别与生物质燃料箱1和改质器7相连。实施例2、电堆4分别与鼓风机6的出口、改质器7的出口、逆变器5、余热回收装置8相连；鼓风机6的出气口和电堆4的空气极连接；改质器7的进气口和进气管道2相连，出气口和电堆4的燃料极相连；余热回收装置8分别与电堆4和热水管道12连接。实施例3、家用空调、电器9和家用热水系统10均安装在机体外边；余热回收装置 8由热水管道12与家用热水系统10连接。实施例4、逆变器5 —面和电堆4相连，另一面由导线11与家用空调、电器9相连。实施例5、电堆4是根据家庭用电量的多少；由不同数量的单电池组合而成；单电池的设计和制备包括隔膜、电极、电解质、双极板分别由偏铝酸锂、镍铬合金、碳酸锂、不锈钢等材料精心制作。实施例6、改质器(7)的形状和体积根据用电量大小而设计，其内部填装的催化剂为金属材料，该催化剂将根据使用的燃料种类而变换不同的材质。实施例7、零碳一体机按发电量大小有多种型号，可以满足各类家庭需要。实施例8、本发明的工作方法首先将生物质装在生物质燃料箱1内，然后放入助剂让其发酵，生成的气体进入改质器7，经过改质器7出来的气体是富氢气体，它进入电堆4 的燃料极进行反应，另外开启鼓风机将空气送入电堆4，让其在电堆4的空气极进行反应； 整个电堆4是利用水的合成反应而产生直流电，直流电经过逆变器5转变为交流电供家用空调、电器9使用，反应生成的高温水和换热用冷却水同时进入余热回收装置8，经换热后获得的热水流入家用热水系统10供家庭生活使用。实施例9、本发明既能发电，又能产生热水，整个工作过程不排放二氧化碳等有害气体，适用于我国广大农村和乡镇；如果在城市家庭使用，只需将生物质燃料换成天然气、 甲醇或煤气，改质器7内的催化剂变换种类即可，同样可实现减少40%二氧化碳的排放。
权利要求
1.零碳一体机，它是由生物质燃料箱(1)、进气管道O)、机体(3)、电堆G)、逆变器 (5)、鼓风机(6)、改质器(7)、余热回收装置(8)、家用空调、电器(9)、家用热水系统(10)、导线(11)、热水管道(1 连接而成，其特征是生物质燃料箱(1)安装在机体C3)的外边；在机体(3)内安装着电堆G)、逆变器(5)、鼓风机(6)、改质器(7)、余热回收装置(8)；进气管道( 分别与生物质燃料箱(1)和改质器(7)相连。
2.根据权利要求1所述的零碳一体机，其特征是电堆⑷分别与鼓风机(6)的出口、 改质器(7)的出口、逆变器(5)、余热回收装置(8)相连；鼓风机(6)的出气口和电堆(4)的空气极连接；改质器(7)的进气口和进气管道( 相连，出气口和电堆的燃料极相连； 余热回收装置⑶与电堆⑷和热水管道(12)的连接。
3.根据权利要求1所述的零碳一体机，其特征是家用空调、电器(9)和家用热水系统 (10)均安装在机体(3)外边；余热回收装置⑶由热水管道(12)与家用热水系统(10)连接。
4.根据权利要求1所述的零碳一体机，其特征是逆变器(5)—面和电堆(4)相连，另一面由导线(11)与家用空调、电器(9)相连。
5.根据权利要求1所述的零碳一体机，其特征是电堆⑷是根据家庭用电量的多少； 由不同数量的单电池组合而成；单电池的设计和制备包括隔膜、电极、电解质、双极板分别由偏铝酸锂、镍铬合金、碳酸锂、不锈钢等材料精心制作。
6.根据权利要求1所述的零碳一体机，其特征是改质器(7)的形状和体积根据用电量大小而设计，其内部填装的催化剂为金属材料，该催化剂将根据使用的燃料种类而变换不同的材质。
7.根据权利要求1所述的零碳一体机，其特征是零碳一体机按发电量大小有多种型号，可以满足各类家庭需要。
8.权利要求1所述零碳一体机的工作方法其特征是首先将生物质装在生物质燃料箱(1)内，然后放入助剂让其发酵，生成的气体进入改质器(7)，经过改质器(7)出来的气体是富氢气体，它进入电堆的燃料极进行反应，另外开启鼓风机将空气送入电堆，让其在电堆(4)的空气极进行反应；整个电堆(4)是利用水的合成反应而产生直流电，直流电经过逆变器( 转变为交流电供家用空调、电器(9)使用，反应生成的高温水和换热用冷却水同时进入余热回收装置(8)，经换热后获得的热水流入家用热水系统(10)供家庭生活使用。
9.权利要求1所述零碳一体机的工作方法其特征是它既能发电，又能产生热水，整个工作过程不排放二氧化碳等有害气体，适用于我国广大农村和乡镇；如果在城市家庭使用，只需将生物质燃料换成天然气、甲醇或煤气，改质器(7)内的催化剂变换种类即可，同样可实现减少40%二氧化碳的排放。
全文摘要
零碳一体机及工作方法是一种生物质可再生新能源高效清洁应用技术，它的结构关系是生物质燃料箱安装在机体的外边；在机体内安装着电堆、逆变器、鼓风机、改质器、余热回收装置；进气管道分别与生物质燃料箱和改质器相连；电堆分别与鼓风机的出口、改质器的出口、逆变器、余热回收装置相连；鼓风机的出气口和电堆的空气极连接；改质器进气口和进气管道相连，出气口和电堆的燃料极相连；余热回收装置分别与电堆和热水管道连接；家用空调、电器和家用热水系统均安装在机体外边；余热回收装置由热水管道与家用热水系统连接；逆变器一面和电堆相连，另一面由导线与家用空调、电器相连。
文档编号H01M8/16GK102340016SQ20111022773
公开日2012年2月1日 申请日期2011年8月10日 优先权日2011年8月10日
发明者张宇振 申请人:濮阳市宇宙生物能源有限公司