[0002] 本申请是部分继续申请，要求2013年11月08日提交的美国非临时
发明专利申请序列号14/075,607的优先权，其全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
[0003] 本发明总体上涉及能源产生系统。更具体地，本发明涉及一种微型能源热电联产系统，该系统可以在住宅环境中使用以补充或替代常规的公用电
力供应系统，并且还可以用作能源供应网络的一部分。甚至更具体地，本发明被称为分布式能源热电联产方法，利用该方法可以产生电并加热
水和空气。
背景技术
[0004] 热电联产是从同一能源同时产生热量和电力的高效手段。用通常会在发电过程中浪费的热量代替化石
燃料燃烧，热电联产效率可以达到传统发电的三倍甚至四倍。通常，热电联产系统适配成从单个能源产生电和热量。此类热电联产系统可以回收在发电运行期间从
发动机或
涡轮产生的排气热量或
冷却水的废弃热量，使得与其他系统相比，热电联产系统可以实现增加70％至80％的
能量效率。
[0005] 由于这样的优点，近年来热电联产系统作为
建筑物的供电源和供热源得到了重视。特别是，热电联产系统表现出高效的能量利用，因为回收的废热主要用于加热/冷却限定空间并加热水。尽管热电联产已经使用了近一个世纪，但在1980年代中期，相对较低的
天然气价格使热电联产成为新型发电的广泛且有吸引力的替代方案。实际上，燃气热电联产是导致1980年代期间北美发生的传统电厂建设下降的主要原因。在1980年代末期和1990年代初的大部分时间里，热电联产在北美所有新建电厂的容量中占很大比例。
[0006] 热电联产设备可以使用天然气以外的其他燃料。根据当地的实际情况，有一些设施使用木材、农业废料、泥
煤苔藓和各种其他燃料在运作。
[0007] 热电联产对环境的影响不仅源于其固有效率，还源于其分散的特点。因为在任何距离上传输热量都是不切实际的，所以热电联产设备必须
定位于在物理上靠近该设备的热量用户。这一事实带来了许多对环境有利的后果：电力往往在靠近电力消费者的地方产生，从而大大降低了传输损耗、杂散
电流和对配电设备的需求。与简单的循环电厂相比，热电联产电厂往往建得更小，由更小更本地化的公司拥有和运营。一般而言，它们也建在更靠近人口稠密地区，这使它们符合较高的环境标准。在北欧，以及越来越多的北美地区，热电联产是区域供热和制冷系统的核心。除了公共交通之外，区域供热与热电联产技术相结合，具有比其他任何技术更大的减少人类
温室气体排放物的潜力。
[0008] 为了理解热电联产，有必要知道大多数常规发电都是基于燃烧燃料以产生
蒸汽。正是蒸汽的压力实际上使涡轮转动并产生了动力，这是一个本质上效率低下的过程。由于物理的基本原理，原始燃料的能量中，不超过三分之一的能量可以转换为产生电力的
蒸汽压力。相比之下，热电联产则利用多余的热量，通常以从发电涡轮排出的相对较低
温度蒸汽的形式。这种蒸汽适用于广泛的供热应用，并有效地取代燃烧
碳基燃料及其所有环境影响。
[0009] 如今，现有的发电技术包括以相对较低的效率发电的大型蒸涡轮。大型蒸涡轮经常排放不期望的副产物，诸如
氧化硫、一氧化二氮、灰烬和汞。另外，这些大型蒸涡轮释放出大量的热量，这些热量通常释放到湖泊中，经常破坏环境。
[0010] 最近，已经发现以天然气为燃料的较小规模的涡轮，诸如微型涡轮，可以以更高的效率运行。在运行过程中，微型涡轮不会产生与大型蒸汽涡轮相同的污染程度，而是排放诸如二氧化碳和水之类的元素，且氮氧化物的含量很低。另外，从微型涡轮的运行中回收的热量对于加热水是有用的。
[0011] 在世界许多地方，电气
基础设施不足。安装传输线和配电线以将产品交付给消费者代价很高，尤其是在第三世界国家。此外，许多国家的电力基础设施过时且超负荷运转，导致“限电”和“停电”。因此，需要一种能够在独立系统中产生能源或可以集成到现有系统中的能源产生系统。
[0012] 即使市场上有多种热电联产系统，它们都涉及一项重要的投资，这使得房主用户或便携式应用无法获得该技术。而且，升级这些类型的系统代价非常高，因为尚不可能将多个涡轮安装在一起以提供更大的需求，或者无法将一组涡轮互连以平衡确定区域的发电量。
[0013] 因此，即使
现有技术的上述引用的技术解决了市场上的一些能源发电需求，仍然需要一种新的、改进的和经济的微型能源热电联产系统。
发明内容
[0014] 本发明涉及一种微型能源热电联产系统，该系统可以独立于常规的公用电力供应系统使用，或者可以集成到常规的电力供应系统中，作为网络的一部分补充该系统或对能源供应做出贡献。
[0015] 在本发明的一种形式中，微型能量热电联产方法包括以下步骤：将
燃烧室产生的能量转换成机械能，并将涡轮产生的机械能转换成
电能。
[0016] 本发明的一个重要方面是一种微型能源热电联产系统，该系统设计为使用便携式和模
块化单元产生1kWh至5kWh，更具体地说是1kWh至3kWh，并且更具体地说是3kWh。
[0017] 本发明的目的是提供一种微型能源热电联产系统，该系统能够同时高效地加热
自来水和空气。
[0018] 在本发明的另一方面，发
电机可以是在微型能源热电联产系统的运行期间产生交流电的发电机。用于微型能源热电联产系统的燃料可以是天然气、柴油、
汽油和
液化石油气(LPG)等。
[0019] 根据本发明的另一方面，该微型能源热电联产系统还包括在微型/纳米涡轮下游的排气通道，该排气通道从微型/纳米涡轮输送高温排气；以及
热交换器，该热交换器接收高温排气用于热传递。用于将自来水转换成热水的水加热系统可以耦接到热交换排气管以释放较低温度的排气。该系统是模块化和便携式的，并且能够同时发电、产生热水和热空气，效率高于85％。
[0020] 在本发明的又一方面，微型能源热电联产系统可以包括另一个热交换器，用于将本系统耦接到房屋的供热系统。
[0021] 在本发明的又一方面，微型能源热电联产系统可以被放大以形成一组互连的微型/纳米涡轮，该系统可以用于向同一用户提供更多的能源或者平衡住宅区中一组房屋的能量需求。
[0022] 在本发明的另一方面，微型能源热电联产系统可以是便携式的，或者可以与多个能源系统兼容以向配电系统提供电力，并且还可以被配置用于集成到加热系统、制冷系统和/或水加热系统中。
[0023] 本发明的另一方面提供了一种微型能源热电联产系统，该系统产生一种能源，该能源产生有效和清洁的电能，产生用于供热的热量，产生热水，不产生污染或振动，并且多年不需要任何维护。
[0024] 本发明的另一方面还包括一种智能、模块化和便携式的微型能源热电联产系统，该系统可以通过互联网进行远程管理。
[0025] 本发明的另一方面还包括一种微型能源热电联产系统，该系统使用不同的燃料，包括天然气、柴油、汽油和LPG，具有3kWh、110V/220V AC、12V/24V DC输出。
[0026] 本发明的另一方面还包括一种微型能源热电联产系统，该系统产生电，每小时产生100升热水和用于加热建筑物的热空气。
[0027] 总之，本发明涉及一种微型能量热电联产方法，该方法包括以下步骤：
[0028] (a)至少一个用于将燃料转化为机械能的微型/纳米涡轮，以及用于将由该微型/纳米涡轮产生的机械能转化为1kWh至5kWh的电能的发电机；还包括在微型/纳米涡轮下游的排气通道，该排气通道从微型/纳米涡轮输送高温排气；以及
[0029] (b)至少一个热交换器，该热交换器从排气通道接收高温排气以进行热传递；热交换器可用于加热房屋的水和/或空气；水加热系统可以耦接到热交换器，用于将自来水转换成热水和/或将加热空气冷却成热空气。可通过同时互连多个单元和/或互连不同用户的不同单元来扩大便携式微型/纳米涡轮的规模，以平衡那些用户的能源需求。
[0030] 此外，本发明涉及一种微型能源热电联产系统，该系统至少包括微型/纳米涡轮组和
发电机组；微型/纳米涡轮下游的排气通道输送来自微型/纳米涡轮的高温排气；以及至少一个热交换器，该热交换器从排气通道接收高温排气用于热传递。
[0031] 本发明还涉及一种微型分布式能源热电联产方法，该方法包括以下步骤：
[0032] (a)将燃料供应器连接到微型/纳米涡轮；
[0033] (b)将微型/纳米涡轮连接到微型发电机上；
[0034] (c)将微型发电机连接到设施的
电网；
[0035] (d)将热交换器装置连接到微型/纳米涡轮下游的排气通道；以及
[0036] (e)将房屋的供热系统连接到热交换器装置。
[0037] (f)从下面的
附图和优选
实施例的具体实施方式中，本发明的这些和其他方面、特征和优点将变得更加显而易见。
附图说明
[0038] 在下文中，将结合提供的附图来描述本发明的优选实施例，所述附图用于说明而非限制本发明，其中类似的标号表示类似的元件，并且其中：
[0039] 图1示出了根据本发明的示例性微型/纳米涡轮驱动的能源产生系统的前侧透视图；
[0040] 图2示出了最初在图1中介绍的微型/纳米涡轮驱动的能源产生系统的侧正视图；
[0041] 图3示出了最初在图1中介绍的微型/纳米涡轮驱动的能源产生系统的侧正视图；
[0042] 图4示出了最初在图1中介绍的微型/纳米涡轮什么驱动的能源产生系统的俯视平面图；
[0043] 图5示出了最初在图1中介绍的微型/纳米涡轮驱动的能源产生系统的前正视图；
[0044] 图6示出了微型/纳米涡轮驱动的能源产生系统与
水处理系统以及空气加热系统相结合的等距视图，该系统安装在家庭应用内，通过该系统使用微型/纳米涡轮的排气加热自来水和/或空气；
[0045] 图7示出了最初在图1中介绍的微型/纳米涡轮驱动的能源产生系统的等距视图，该图示介绍了微型/纳米涡轮的功能组件；
[0046] 图8示出了最初在图6中介绍的水处理系统的等距视图，该图示介绍了水处理系统的功能组件；
[0047] 图9示出了最初在图6中介绍的空气加热系统的等距视图，该图介绍了空气加热系统的功能组件；
[0048] 图10介绍了运行示意图，该图表示根据最初在图6中介绍的能源产生系统的布置而与水处理系统和空气加热系统结合的微型/纳米涡轮能源产生系统；以及6；
[0049] 图11示出了连接到电网的能源产生系统的示意图，如果特定应用需要，则不同的能源产生系统可以通过获取能量与电网相互作用，或者如果该应用不需要能源，则可以向电网提供能源。
[0050] 附图标记说明
[0051] 100 微型能源热电联产系统
[0052] 102 能源产生系统壳体
[0054] 104 前端盖
[0056] 106 后端盖
[0057] 107 加热空气排气口
[0058] 108 排气传递元件
[0059] 109 能源产生系统支脚
[0061] 122 微型/纳米涡轮
[0062] 124 微型发电机
[0063] 126 涡轮轴
[0064] 127 发电机轴
[0065] 129 燃料供应
[0068] 132 产生的电力输出
[0069] 140 热交换器
[0070] 142 热交换器(冷侧)
[0071] 144 热交换器(热侧)
[0072] 150 燃烧室
[0073] 160 到纳米涡轮的输入空气
[0075] 164 输出空气(热侧)
[0077] 200 水处理系统
[0078] 202 能源产生系统壳体
[0079] 203 安装硬件的组件
[0080] 204 前端盖
[0082] 206 后端盖
[0083] 207 加热空气排气口
[0084] 208 排气传递元件
[0085] 209 能源产生系统支脚
[0086] 240 热交换器
[0087] 242 热交换器(热侧)
[0088] 244 热交换器(冷侧)
[0089] 260 到纳米涡轮的输入空气
[0090] 262 热排气
[0091] 264 输出空气(热侧)
[0092] 270 热水加热器或烧水器
[0093] 271 水
[0096] 300 空气加热系统
[0097] 302 能源产生系统壳体
[0098] 303 安装硬件的组件
[0099] 304 前端盖
[0100] 305 通风格栅
[0101] 306 后端盖
[0102] 307 加热空气排气口
[0103] 308 排气传递元件
[0104] 309 能源产生系统支脚
[0105] 340 热交换器
[0106] 342 热交换器(热侧)
[0107] 344 热交换器(冷侧)
[0108] 360 到热交换器的输入空气
[0109] 362 热排气
[0110] 364 输出空气(热侧)
[0111] 370 加热系统
[0112] 372 热交换器
[0113] 374 风扇装置
[0115] 378 排气和/或输出热量
[0116] 400 传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)网络
[0117] 500 控制中心
[0118] 600 电网
[0119] 610 线路
具体实施方式
[0121] 以下具体实施方式本质上仅是示例性的，并且不旨在限制所描述的实施例或所描述的实施例的应用和使用。如本文所用，字词“示例性”或“说明性”是指“用作示例、实例或说明”。本文中被描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式不一定被解释为比其他实施方式优选或有利。下文描述的所有实施方式是提供的示例性实施方式，以使本领域技术人员能够制造或使用本公开的实施方式，而不旨在限制由
权利要求书限定的本公开的范围。
[0122] 此外，无意受在前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论约束。还应理解，附图中示出的以及在以下
说明书中描述的特定设备仅仅是所附权利要求中限定的发明构思的示例性实施例。因此，与本文公开的实施例有关的特定尺寸和其他物理特性不应被认为是限制性的，除非权利要求书另有明确说明。
[0123] 本发明被称为示例性的微型能量热电联产系统100，如图1至图5和图7所示。
[0124] 微型能源热电联产系统100优选地具有能够携带的尺寸和设计，并且易于在各地点之间运输。它的总体尺寸紧凑，重量轻并且可以包括手柄170，这对于该目的特别有用。微型/纳米涡轮122的尺寸优选地使得其可以是便携式的，并且具有在每小时1千瓦到5千瓦的范围内并且更优选地在2kWh到4kWh的范围内的输出。另外，微型/纳米涡轮122可以被配置为具有至少70％，更优选地至少80％，并且更典型地在80％至86％的范围内的效率。
[0125] 本微型能源热电联产系统100兼容于与其他能源系统和需要能源的系统集成，如下所述。
[0126] 气态
热能从燃烧室150提供给微型/纳米涡轮122，微型/纳米涡轮122将所提供的气态热能转换成机械能。涡轮122使微型发电机124旋转。微型发电机124的旋转运动将该机械能转换为产生的电力输出132。所产生的产生的电力输出132可以被提供给住宅或房屋的电网、一组房屋的电网、建筑物、企业、一组企业、混合动力
汽车、轮船、户外应用、或任何其他用电实体。
[0127] 微型能源热电联产系统100包括能源发电系统壳体102。能源产生系统壳体102优选地由诸如
铝的
挤压的空心坯材料的一部分制成。各种特征件被加工成挤压坯料部分。这可以包括一系列特征件，以接收诸如
螺栓、螺钉、
铆钉、
支架等的组件安装硬件103，以将运行组件组装到能源产生系统壳体102上。另一个特征可以包括用于组装一系列能源产生系统支脚109的一系列特征。每个能源产生系统支脚109优选地由柔软的材料制成，诸如
橡胶，其中提供柔韧性以吸收在微型能源热电联产系统100的运行期间产生的振动。该系列能源产生系统支脚109可以单独地组装到能源产生系统壳体102或组装到
支撑托架，其中然后将支撑托架组装到能源产生系统壳体102。优选的是，该系列能源产生系统支脚109直接或间接组装到能源产生系统壳体102的下部或底部面板，前端盖104的下部或底部和/或后端盖106的下部或底部。另选地，支脚109可以一体地形成在前端盖104和后端盖106中。
[0128] 优选包括通风格栅105的前端盖104固定到能源产生系统壳体102的前端。前端盖104固定到能源产生系统壳体102的前端。前端盖104和后端盖106中的每一者优选地可滑动地组装到能源产生系统壳体102的外表面。然后可以通过任何合适的方法将前端盖104和后端盖106固定至能源产生系统壳体102，诸如
粘合剂、一个或多个机械
紧固件、机械干涉等。
优选的是，前端盖104和后端盖106中的至少一者可拆卸地组装至能源产生系统壳体102。前端盖104和后端盖106中的至少一者可从能源产生系统壳体102上移除，使得能够接近运行部件以进行维修和/或修理。
[0129] 手柄170或手柄组件170被组装到能源产生系统壳体102(如图所示)、前端盖104和/或后端盖106上。优选地是，手柄170可从能源产生系统壳体102移除。这使得进入加热空气排出口107变得容易。
[0130] 能源产生系统壳体102可以被
修改为引入加热的空气排出口107。加热空气排出口107优选地通过能源产生系统壳体102的上面板形成，因为加热空气排出口107被设计为传递热量，并且当热量自然上升时，最佳
位置将沿着能源产生系统壳体102的上面板。排气传递元件108可被组装到能源产生系统壳体102的上面板，从而提供用于通过排气传递元件
108到达另一单元的加热气体的
导管。排气传递元件108可以是可移除的以容纳手柄170。
[0131] 微型能源热电联产系统100的可操作组件在图7所示的等距示意图和图10所示的示意图中示出。可操作组件包括压缩机120、微型/纳米涡轮122、微型发电机124、热交换器140和燃烧室150。可以包括逆变器中央处理器(CPU)130和有线或无线通信电路131，以提供对所产生的电力的电气管理，并且感兴趣的是，单独提供通信链路，以向支持系统、服务人员、第三方或任何其他期望的接收者提供信息。
[0132] 微型/纳米涡轮122驱动该系统。微型/纳米涡轮122通过涡轮轴126可旋转地联接到压缩机120。微型发电机124通过发电机轴127可旋转地联接到压缩机120和/或微型/纳米涡轮122中的任一个。涡轮轴126和发电机轴127可以是连续轴、分离的轴、通过
万向节联接的分离的轴段等。
齿轮，传动装置或任何其他可旋转转换元件(未示出)可以集成在三个旋转元件120、旋转元件122、旋转元件124中的任何两个或每个之间，以改变旋转速度、
扭矩或适合任何其他设计元件。这些元件中的每一者的支撑件将根据任何已知的合适的操作组件支撑设计来提供，包括支架、
轴承、衬套、机械紧固件、可调节特征件等。没有提供压缩机120、微型/纳米涡轮122和微型发电机124的具体细节，因为它们不构成本发明的一部分。可在市场上获得的任何合适的压缩机120、任何合适的微型/纳米涡轮122和任何合适的微型发电机124都可以用在微型能源热电联产系统100中。
[0133] 燃料供给129被提供给燃烧室150，在燃烧室150中，燃料被用于产生引起微型/纳米涡轮122的旋转运动的旋转力。燃料129可以是天然气、柴油、汽油、液化石油气(LPG)等。微型/纳米涡轮122的旋转运动驱动压缩机120的旋转。微型/纳米涡轮122的旋转运动还驱动微型发电机124的旋转。然后将由压缩机120提供的压缩空气暴露于热交换器140的热交换器(冷侧)142，以制冷该压缩空气。制冷的压缩空气被转移到燃烧室150。与燃料129结合使用制冷的压缩空气提高了用于驱动微型/纳米涡轮122的燃烧过程的效率。从涡轮排出的热空气被导向热交换器140的热交换器(热侧)144。
[0134] 压缩机120，微型/纳米涡轮122和微型发电机124之间的布置可以被修改以适合该系统的工程师和/或设计者。
[0135] 微型发电机124通常可以包括旋转的
转子和
定子。转子可以是可旋转地定位在定子内的
永磁体，并且在微型/纳米涡轮122运行期间相对于定子旋转。可以将机械能从微型/纳米涡轮122传递到发电机轴127，从而使发电机轴127、微型/纳米涡轮122和微型发电机124的转子以例如高达100，000RPM或更高的速度一致地旋转。
[0136] 微型发电机124的旋转运动产生电力输出。电力输出可以作为产生的电力输出132直接转递到电力线，或者在作为产生的电力输出132输出之前通过产生的电力输出132。反相的功率可以用于操作有线或无线通信电路131。有线或无线通信电路131提供通信链路，该通信链路使得能够将与微型能源热电联产系统100有关的数据传送给第三方、监视计算机、服务人员等。该数据可以包括运行数据，诸如电力输出132、燃料129的消耗、(微型/纳米涡轮122、压缩机120和/或微型发电机124)的转速、运行温度、任何振动、润滑状态等。有线通信电路131可以根据任何合适的有线通信协议进行操作，包括通用
串行总线(USB)、串行通信、并行通信、以太网等。无线通信电路131可以根据任何合适的无线通信协议进行操作，包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、任何射频(RF)、
近场通信(NFC)、
射频识别(RFID)等。
[0137] 所产生的电力输出132可以立即使用，可以存储以备后用，或者可以传送到网络以在网络内分配，诸如电力公司电网。所产生的电力输出132的存储可以由
电池或任何其他合适的存储介质来提供。
[0138] 由到纳米涡轮160的输入空气将空气提供到微型能源热电联产系统100中。到纳米涡轮160的输入空气通过前端盖104的通风格栅105进入。来自微型/纳米涡轮122的热输出气体被馈送到热交换器140的热交换器(冷侧)142中，并且随后被转递到加热的空气排出口107以排出热排气(燃烧器)162。来自微型/纳米涡轮122的热输出气体被导向热交换器140的热交换器(热侧)144，并用于从热交换器140的热交换器(冷侧)142吸取热量。
[0139] 该系统的第一可选元件是水处理系统200。水处理系统200的操作组件在图8所示的等距示意图和图10所示的示意图中示出。水处理系统200和微型能源热电联产系统100包括多个类似的元件。类似的元件以相似的方式编号，其中水处理系统200和微型能源热电联产系统100的类似元件编号相同，除了水处理系统200的元件的附图标记前面带有数字“2”。水处理系统200的壳体类似于微型能源热电联产系统100的壳体。排气传递元件108将热的排放空气(燃烧器)162从微型能源热电联产系统100传递到水处理系统200。热的排放空气(燃烧器)162被导向定位于能源产生系统壳体202内部内的热交换器240的热交换器(热侧)
242。水271由热水加热器或烧水器270供应到热交换器240。热水加热器或烧水器270转换到冷凝器272。冷凝器272通
过热交换器240的热交换器(冷侧)244。当水271通过热水加热器或烧水器270，并继续进入冷凝器272时，水处理系统200的输出是饮用水273。由于来自热排气(燃烧器)162的热量只有一部分被热交换器240吸收，因此残留的加热气体作为热排气262通过水处理系统200的排气传递元件208。
[0140] 水处理系统200可以修改为向水系统提供加热的空气。例如，水系统可向内部或外部热水加热器或烧水器270提供热空气。然后可以将水转递到单独的冷凝器以产生饮用水273。水加热器将与热交换器的排气热导管相连，类似于加热系统370的加热管道376(图6中所示)。
[0141] 微型能源热电联产系统100可以另外用于支持空气加热系统。该系统的另一个可选元件是空气加热系统300。空气加热系统300的操作组件在图9所示的等距示意图和图10所示的示意图中示出。空气加热系统300和微型能源热电联产系统100包括多个类似的元件。类似的元件以相似的方式编号，其中空气加热系统300和微型能源热电联产系统100的类似元件编号相同，除了空气加热系统300的元件的附图标记前面带有数字“3”。空气加热系统300的壳体类似于空气加热系统300的壳体。热排气(燃烧器)162或热排气262通过相应的排气传递元件108或排气传递元件208从微型能源热电联产系统100或水处理系统200传递至空气加热系统300。热排气(燃烧器)162、热排气262被导向定位于能源产生系统壳体302内部内的热交换器340的热交换器(热侧)342。输入空气360被导向热交换器340。当到热交换器360的输入空气穿过热交换器340时，空气的温度升高。该空气作为输出空气(热侧)
364排出。到热交换器360的输入空气转换成输出空气(热侧)364，输出空气(热侧)364可以包含在通过热交换器340的管道(未示出)内。相反，热排气(燃烧器)162、热排气262通过和/或绕过热交换器，其中残留的加热空气作为热排气362通过排气传递元件208排出。
[0142] 加热系统370可以使用废热为场所或建筑物提供废热和/或输出热量378。加热系统370可以连接至微型能源热电联产系统100的排出口以接收输出空气(热侧)164(通过描述理解的配置，但未示出)或连接到空气加热系统300的排放口以通过加热管道376接收输出空气(热侧)364，如图6所示。6.加热系统370将从微型/纳米涡轮122或水处理系统200下游的排气通道接收高温排气162、高温排气262以进行热传递。以这种方式，微型能源热电联产系统可以帮助满足场所或建筑物的供热需求。
[0143] 如示例性实施例中所示，输出空气(热侧)364流向热交换器372。空气通过风扇装置374吸入加热系统370中，并通过热交换器372。当空气通过热交换器372时，空气被加热。空气还可以与输出空气(热侧)364结合，以进一步提高作为排气和/或输出热量378排出的空气的整体温度。
[0144] 图11是连接到电力网600的微型能源热电联产系统100的示意图。
[0145] 如图11所示，本微型能源热电联产系统100可以通过电力线610附接到配电盘控制器和仪表620。配电盘控制器和仪表有助于将电力分配到建筑物或场所。通常，来自微型能源热电联产系统100的瞬时负载遵循标准家用电气箱的控制器。本纳米涡轮微型能源热电联产系统100容易地与电气箱控制器的所有标准配置兼容。
[0146] 还可以通过控制中心500使用传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)网络400控制该系统。因此，如果必要，微型能源热电联产系统100可以从电网600获取能源，或者如果本地系统的消耗低于由该系统产生的能源，则向电网600提供能源。本系统的主要特征包括该系统通过连接同一用户的多个单元来扩大规模的能力，或者可以将多个单元互连为电网以平衡特定用户组的能量需求。
[0147] 如上所述，纳米涡轮微型能源热电联产系统100可以集成到房屋中，以补充或替代现有的能源系统。应当指出的是，该能源系统可以集成到所有类型和大小的建筑物和结构以及需要能源的场所。可以理解为，系统100可以包括更少的组件和系统，或者可以包括附加组件或系统。
[0148] 能源系统100可以将加热、制冷、水加热和电气系统中的任何一者或多者集成到移动和便携式单元中。从以上描述可以理解，能源系统100由不同类型的燃料提供动力。使用纳米/微型能源热电联产系统100，能源系统可以满足场所、建筑物或结构的电、加热、制冷和/或热水和/或饮用水需求。它也可用于混合动力汽车、划船动力、户外应用和住宅应用。
[0149] 住宅能源系统100可以提供单个场所、结构或建筑物(诸如房屋)的至少一部分(如果不是全部的话)的电力需求。能源系统100在
接线盒或配电盘控制器和仪表处与电网600集成在一起，以将电负载分配到某个位置。该能源系统或电网600可以是主要系统，其他系统可以用作辅助或支持系统。当能源系统产生比所需更多的电力时，电负载可以存储在诸如某种类型的电池的存储设备中，或者返回到电网600。在未连接到电力公司的系统中，例如位于远程位置的系统装置，可以将多余的电负载通过本地电网600传递到特定位置。另选地，如果多余的电负载返回到电网600，则具有剩余电力的房屋可以
指定特定房屋或场所以通过电力公司的电网接收电负载。电负载的这种共享允许两个位置以比从电力公司购买更低的成本交换电负载。
[0150] 本系统具有多种应用，包括但不限于：
[0152] (b)家用电力和热力生产
[0154] (d)划船动力和热量供应
[0155] (e)户外应用
[0156] 在附图中示出的和以上所述的实施例仅用于说明目的，并且不旨在限制本发明的范围，本发明的范围由权利要求书限定，权利要求书遵循包括等同原则在内的专利法原则进行解释。
