[實(shí)用新型]一種質(zhì)子交換膜燃料電池高溫供熱系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720103713.X
• 申請(qǐng)日: 2017-01-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206469541U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳波;楊宇飛;柴國(guó)民;歐陽(yáng)瑞;郝義國(guó);熊鋼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢地質(zhì)資源環(huán)境工業(yè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F25B27/02
• 分類(lèi)號(hào): F25B27/02;F25B30/02;H01M8/04007
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司42238
• 代理人: 馮必發(fā),郝明琴

1.一種質(zhì)子交換膜燃料電池高溫供熱系統(tǒng)，其特征在于，包括質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)和高溫?zé)岜孟到y(tǒng)，所述高溫?zé)岜孟到y(tǒng)包括直流制冷壓縮機(jī)、冷凝裝置、節(jié)流元件和蒸發(fā)器，所述直流制冷壓縮機(jī)、冷凝裝置、節(jié)流元件和蒸發(fā)器依次連接構(gòu)成制冷劑回路，所述質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)生成直流電，所述直流電被轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定直流電，所述穩(wěn)定直流電驅(qū)動(dòng)直流制冷壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，所述散熱系統(tǒng)、質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)和蒸發(fā)器依次連通構(gòu)成冷卻水回路，所述散熱系統(tǒng)向質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)供應(yīng)冷卻水，冷卻水吸收質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的反應(yīng)熱而升溫，吸收了質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)反應(yīng)熱的冷卻水從質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)中流出，并流入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中冷卻水向制冷劑回路放熱，放熱后的冷卻水再流回散熱系統(tǒng)被進(jìn)一步冷卻到質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的反應(yīng)溫度以下，從而再次具備冷卻質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的能力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池高溫供熱系統(tǒng),其特征在于，所述質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)包括氫氣供應(yīng)回路、空氣供應(yīng)回路、質(zhì)子交換膜燃料電池電堆和直流-直流變換器，所述氫氣供應(yīng)回路和空氣供應(yīng)回路均連接質(zhì)子交換膜燃料電池電堆，所述氫氣供應(yīng)回路供應(yīng)氫氣，所述空氣供應(yīng)回路供應(yīng)空氣，氫氣和空氣中的氧氣在質(zhì)子交換膜燃料電池電堆中發(fā)生反應(yīng)生成直流電，所述直流-直流變換器將直流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定直流電，反應(yīng)后剩余的微量氫氣排放到空氣中，反應(yīng)后的空氣乏氣排放到空氣中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的質(zhì)子交換膜燃料電池高溫供熱系統(tǒng),其特征在于，所述氫氣供應(yīng)回路包括高壓儲(chǔ)氫容器、減壓閥、單向閥、手動(dòng)截止閥和防爆電磁閥，所述高壓儲(chǔ)氫容器、減壓閥、單向閥、手動(dòng)截止閥和防爆電磁閥依次連接，氫氣從高壓儲(chǔ)氫容器出來(lái)，依次經(jīng)過(guò)減壓閥、單向閥、手動(dòng)截止閥和防爆電磁閥進(jìn)入質(zhì)子交換膜燃料電池電堆。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的質(zhì)子交換膜燃料電池高溫供熱系統(tǒng),其特征在于，所述空氣供應(yīng)回路包括空氣濾清器、消音器和空氣壓縮機(jī)，所述空氣濾清器、消音器和空氣壓縮機(jī)依次連接，空氣經(jīng)過(guò)空氣濾清器、消音器處理后進(jìn)入空氣壓縮機(jī)，所述空氣壓縮機(jī)將空氣升壓，并送入質(zhì)子交換膜燃料電池電堆。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)子交換膜燃料電池高溫供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝裝置包括冷凝器和冷凝風(fēng)機(jī)，所述冷凝風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣流過(guò)冷凝器，所述直流制冷壓縮機(jī)將制冷劑氣體壓縮為高溫高壓氣體，所述高溫高壓氣體進(jìn)入冷凝器，所述冷凝器與冷凝器外側(cè)的空氣進(jìn)行換熱，得到用于供熱的高溫空氣，同時(shí)，所述高溫高壓氣體冷凝成高溫高壓液體，所述高溫高壓液體流經(jīng)節(jié)流元件變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍庖夯旌衔铮鰵庖夯旌衔锪魅胝舭l(fā)器，所述氣液混合物在蒸發(fā)器中吸收冷卻水的熱量，吸收冷卻水熱量的氣液混合物再次蒸發(fā)為制冷劑氣體，所述直流制冷壓縮機(jī)的吸氣口將制冷劑氣體吸入直流制冷壓縮機(jī)內(nèi)，制冷劑氣體在直流制冷壓縮機(jī)內(nèi)再次被壓縮。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的質(zhì)子交換膜燃料電池高溫供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器為冷媒—空氣換熱器，所述蒸發(fā)器為冷媒—水換熱器。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的質(zhì)子交換膜燃料電池高溫供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器為翅片管式換熱器或微通道平行流式冷凝器，所述蒸發(fā)器為板式換熱器、殼管式換熱器或套管式換熱器。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的質(zhì)子交換膜燃料電池高溫供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷劑為高溫工質(zhì)，所述制冷劑的蒸發(fā)溫度為45-65℃，所述制冷劑的冷凝溫度為85-105℃；所述高溫?zé)岜孟到y(tǒng)還包括干燥過(guò)濾器和氣液分離器，所述干燥過(guò)濾器設(shè)在冷凝裝置和節(jié)流元件之間，所述氣液分離器設(shè)在蒸發(fā)器和直流制冷壓縮機(jī)之間，所述干燥過(guò)濾器過(guò)濾高溫高壓液體中的雜質(zhì)和水分，所述氣液分離器將未蒸發(fā)的氣液混合物進(jìn)行分離。