[發明專利]燃料電池熱電聯供系統中的供熱系統

在審

• 申請號: 202010953890.3
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN111933967A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 蔡信;呂青青
• 申請（專利權）人: 江蘇鏵德氫能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04029;H01M8/04014;H01M8/0612;F24D17/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 黃春松;朱曉萍

本發明公開了一種燃料電池熱電聯供系統中的供熱系統，包括：電堆和重整器，電堆與重整器之間的第一換熱器上的第一冷卻出水管連接至電堆，電堆的電堆冷卻水出水管連接至第二換熱器的加熱介質進口，第二換熱器的加熱介質出口與第一換熱器的第一冷卻進水管相連接；第二換熱器的被加熱介質的進口和出口分別連接有第二換熱器進水管和第二換熱器出水管，第二換熱器進水管與第三換熱器的出水口連接，第二換熱器出水管連接至儲熱水罐，儲熱水罐上的加熱水管連接至第三換熱器的進水口，加熱水管上設置有加熱水泵；重整器的廢氣輸出管與第三加熱器；儲熱水罐上設置有補水管和熱水輸出管。本發明的優點在于：充分利用熱能，從而很好地為用戶服務。

技術領域

本發明涉及燃料電池的熱電聯供系統技術領域，具體涉及燃料電池熱電聯供系統中的供熱系統。

背景技術

燃料電池的熱電聯供系統，通常包括：電堆以及重整器，重整器將含氫的化合物轉化成富含氫氣的重整氣供電堆發電使用，重整氣中的氫氣在電堆中與空氣中的氧氣發生電化學反應，從而將化學能轉化成電能輸出給用戶。燃料在重整器中燃燒供熱，燃燒產生的廢氣從重整器中排出。燃料電池熱電聯供系統中的供熱系統主要利用重整器輸出的重整氣的熱量和電堆工作時內部產生的熱量，從而產生熱水供用戶使用。

目前，燃料電池熱電聯供系統中的存在以下問題：一、熱能利用率有待進一步提高。二、供熱功率無法超出燃料電池電堆的滿負荷工作時的最大負載熱功率，因此不能更好地滿足用戶需求。

發明內容

本發明的目的是：提供一種燃料電池熱電聯供系統中的供熱系統，其能充分利用重整氣的熱量以及與電堆的熱量，熱能利用率高；供熱功率能超出電堆的滿負荷工作時的最大負載熱功率，從而能更好地滿足用戶需求。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：燃料電池熱電聯供系統中的供熱系統，包括：電堆和重整器，電堆與重整器之間設置有重整氣輸送管，重整氣輸送管上設置有用于對重整氣進行降溫的第一換熱器；第一換熱器上設置有第一冷卻進水管和第一冷卻出水管，第一冷卻出水管連接至電堆的電堆冷卻水進口，電堆的冷卻水出口連接有電堆冷卻水出水管，電堆冷卻水出水管連接至第二換熱器的加熱介質進口，第二換熱器的加熱介質出口與第一冷卻進水管相連接，所述的第一冷卻進水管上連接有帶閥的第一進水管；第二換熱器的被加熱介質進口和被加熱介質出口分別連接有第二換熱器進水管和第二換熱器出水管，第二換熱器進水管與第三換熱器的出水口連接，第二換熱器出水管連接至儲熱水罐，儲熱水罐上設置有加熱水管，所述的加熱水管連接至第三換熱器的進水口，加熱水管上設置有能不斷將水向第三換熱器泵送的加熱水泵；重整器的廢氣輸出管與第三加熱器的加熱介質進口連接，第三加熱器的加熱介質出口連接有廢氣排出管；儲熱水罐上設置有補水管和熱水輸出管。

進一步地，前述的燃料電池熱電聯供系統中的供熱系統，其中，電堆冷卻水出水管上設置有第一流量比例控制三通閥，第一流量比例控制三通閥上連接有第一連接管，第一連接管與第一冷卻進水管相連接；儲熱水罐與第二換熱器之間的第二換熱器出水管上設置有第二流量比例控制三通閥，第二流量比例控制三通閥上連接有第二連接管，第二連接管與第二換熱器進水管相連接。

更進一步地，前述的燃料電池熱電聯供系統中的供熱系統，其中，第二流量比例控制三通閥與第二換熱器之間的第二換熱器出水管上設置有電加熱器，所述的電加熱器與電堆的電能輸出端之間電連接，電加熱器所需的電能由電堆提供；電堆以最大負載電功率輸出時，且其中的一部分電能給電加熱器供電，電加熱器對經過的水進一步加熱。

更進一步地，前述的燃料電池熱電聯供系統中的供熱系統，其中，重整氣輸送管上還連接有儲存輸送管，儲存輸送管上設置有壓縮機和重整氣儲罐，重整氣輸送管中的重整氣能在壓縮機的作用下存儲在重整氣儲罐中；重整氣儲罐的輸出端與電堆的陽極輸入端連接，重整氣儲罐中的重整氣能輸送至電堆。

再進一步地，前述的燃料電池熱電聯供系統中的供熱系統，其中，電堆的電能輸出端設置有鋰電池，電堆產生的電能可以儲存在鋰電池中，鋰電池能向外輸出電能或為燃料電池熱電聯供系統提供電能。