[實(shí)用新型]一種快速調(diào)節(jié)管道氣體溫度濕度的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821481983.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN208806310U
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高鵬;盛武林;劉艷喜;湯慶;李明磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連銳格新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04701
• 分類號(hào): H01M8/04701;H01M8/04828;H01M8/04007
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 祝詩洋

一種調(diào)節(jié)管道氣體的裝置，具體涉及一種快速調(diào)節(jié)管道氣體溫度濕度的裝置，屬于燃料電池領(lǐng)域。該裝置包括氣體與蒸汽混合系統(tǒng)和調(diào)溫系統(tǒng)，氣體與蒸汽混合系統(tǒng)分別設(shè)置氣體和蒸汽兩條管路，兩管路匯合在噴嘴處，噴嘴噴出后繼續(xù)混合調(diào)溫后輸出，調(diào)溫系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)進(jìn)入夾套熱劑冷劑的比例達(dá)到調(diào)節(jié)夾套內(nèi)溫度的目的。本實(shí)用新型可以提高響應(yīng)速度，減小熱滯后，特別是針對(duì)增濕裝置在額定范圍提供溫度濕度流量的快速變化控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于燃料電池領(lǐng)域，具體涉及一種快速調(diào)節(jié)管道氣體的溫度、濕度的裝置。

背景技術(shù)

一些工業(yè)過程需要對(duì)氣體，例如帶有一定壓力的管道氣體進(jìn)行升溫、增濕。特別是針對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池測試平臺(tái)供應(yīng)氣體的增濕，需要根據(jù)電堆不同工況的氣體流量、壓力、溫度進(jìn)行快速的溫度濕度調(diào)節(jié)。

對(duì)燃料電池電堆的測試，需要控制供氣的溫度、壓力、濕度、流量，用以檢測電堆的各種性能表現(xiàn)，找出優(yōu)化條件。其中對(duì)空氣的增濕主要采用鼓泡、噴霧噴淋、膜交換、蒸汽等方式實(shí)現(xiàn)。但是目前技術(shù)在快速響應(yīng)溫度、壓力、濕度、流量同時(shí)變化方面尚有不足，還有待于更多的進(jìn)展來滿足技術(shù)發(fā)展需求。在具體規(guī)格的增濕裝置上，對(duì)于其量程內(nèi)的流量低限，特別是高溫度、高濕度時(shí)，常規(guī)技術(shù)由于測試裝置的容器、管件、閥門、檢測器等的散熱而容易導(dǎo)致進(jìn)堆氣體狀態(tài)的變化，主要表現(xiàn)為溫度濕度的下降，凝結(jié)出現(xiàn)水滴等狀況。

鼓泡式增濕裝置其體積比較大，自身溫度如果需要快速調(diào)節(jié)則需要大功率動(dòng)力支持，有采用外圍高溫低溫兩種流體供應(yīng)源的方法來增加溫度調(diào)節(jié)速度，但是實(shí)際上是總的體積和功率更加龐大。一般只適用于小功率設(shè)備。

如專利CN101076910A，通過鼓泡、調(diào)溫，可以實(shí)現(xiàn)精確控制增濕后的溫度和濕度。但是這種鼓泡裝置本身的體積大是一個(gè)特點(diǎn)，即使壓力不變化，對(duì)于溫度變化變化，例如從最高溫度降低到最低溫度，需要更大的一個(gè)外圍冷熱源作為熱量交換支持，設(shè)備本身并不適應(yīng)于快速的溫濕度調(diào)節(jié)方式。

例如，專利CN101829511A采用雙路氣體控制方式，一路增濕，一路不增濕，通過使用兩套流量控制系統(tǒng)控制流量，但是并沒有對(duì)溫度進(jìn)行快速調(diào)節(jié)控制。

噴淋式提高了增濕的氣液接觸效果，一般使用換熱器對(duì)空氣預(yù)熱，然后噴淋增濕，最后再對(duì)氣體和水霧的的混合氣體作換熱。

例如，專利CN206115313U采用預(yù)熱，分流、部分增濕，混合，控溫，可以加快溫度濕度的變化控制。其加熱依靠循環(huán)水，需要大面積的換熱器，大面積的換熱器的體積和重量很大，決定了裝置本身系統(tǒng)熱容大，調(diào)溫需要的功率大、溫度變化緩慢的的特點(diǎn)。

另外，當(dāng)前絕大多數(shù)濕度傳感器都存在探頭一旦沾上冷凝水則測量失靈的弊端，特別是小流量時(shí)，從低溫向高溫高濕度變化，更容易在探頭上出現(xiàn)冷凝水。在快速調(diào)控操作中，如果使用濕度測定結(jié)果作為控制條件，則這種濕度數(shù)據(jù)會(huì)影響控制調(diào)整的準(zhǔn)確度和反饋速度，不利于快速調(diào)整。

目前燃料電池開發(fā)的測試系統(tǒng)中，普遍存在設(shè)備體積龐大，溫濕度變化響應(yīng)慢，控制精度差等問題，這些問題亟待解決。

實(shí)用新型內(nèi)容

為克服燃料電池電堆測試裝置溫濕度變化響應(yīng)慢，控制精度差的問題，本實(shí)用新型提供一種快速調(diào)節(jié)管道氣體溫度濕度的裝置，該裝置可有效解決燃料電池電堆測試裝置供氣溫度濕度變化響應(yīng)慢，控制精度差的問題。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種快速調(diào)節(jié)管道氣體溫度濕度的裝置，包括氣體與蒸汽混合系統(tǒng)和調(diào)溫系統(tǒng)。氣體與蒸汽混合系統(tǒng)由氣源口、溫濕度壓力檢測器A、氣體流量控制器及混合換熱系統(tǒng)順序連接；所述混合換熱系統(tǒng)包括夾套、預(yù)熱器、噴嘴、混合器和調(diào)溫器，預(yù)熱器、噴嘴、混合器和調(diào)溫器依次連接，蒸汽入口、蒸汽溫度壓力檢測器、蒸汽流量控制器與噴嘴連接，所述夾套設(shè)在預(yù)熱器、噴嘴、混合器和調(diào)溫器的外側(cè)或設(shè)在噴嘴、混合器和調(diào)溫器的外側(cè)；在調(diào)溫器與輸出口的連接管路上還設(shè)有溫濕度壓力檢測器B；調(diào)溫系統(tǒng)包括：混合閥、并聯(lián)連接的熱劑加熱器和冷水機(jī)、冷劑泵，所述冷水機(jī)與冷劑泵連接。