[發(fā)明專利]一種小型制氫設(shè)備的熱管理系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010979287.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN112151832A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉龍;劉藝培;侯向理;姚宇希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江高成綠能科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04014
• 分類號(hào): H01M8/04014;H01M8/04701;H01M8/0606;H01M8/065;C01B3/06
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 楊學(xué)強(qiáng)

本發(fā)明屬于化學(xué)制氫技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種小型制氫設(shè)備的熱管理系統(tǒng)，包括反應(yīng)室、配熱室以及用于將配熱室的風(fēng)引回反應(yīng)室的回風(fēng)管路；所述反應(yīng)室和配熱室之間安裝有風(fēng)扇，所述反應(yīng)室與風(fēng)扇相對(duì)的一個(gè)壁上開設(shè)有進(jìn)風(fēng)窗；所述回風(fēng)管路包括回風(fēng)通道和回風(fēng)口；所述配熱室具有出風(fēng)端，所述熱管理系統(tǒng)具有出風(fēng)口；回風(fēng)口和出風(fēng)口并行設(shè)置在所述的出風(fēng)端；所述的出風(fēng)端具有第一側(cè)和第二側(cè)；出風(fēng)口靠近第一側(cè)設(shè)置，回風(fēng)口靠近第二側(cè)設(shè)置；所述的出風(fēng)端還設(shè)置有能夠于第一側(cè)和第二側(cè)之間來回移動(dòng)的活動(dòng)門。本發(fā)明可以在常溫制氫時(shí)進(jìn)行散熱，也可以在低溫環(huán)境下將制氫過程產(chǎn)生的熱量回用供熱，有效提高小型制氫設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)制氫技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種小型制氫設(shè)備的熱管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置，又稱電化學(xué)發(fā)電器，它不受卡諾循環(huán)限制，因而能量轉(zhuǎn)化效率高，且無噪音，無污染，具有很好的發(fā)展前景。作為能量轉(zhuǎn)換輸出源，燃料電池需要供氫系統(tǒng)為其發(fā)電提供穩(wěn)定、可靠的氫氣供給，目前應(yīng)對(duì)野外用氫困難，有若干解決方案，如電解水制氫、甲醇重整制氫、化學(xué)制氫，其中化學(xué)制氫以功耗小、結(jié)構(gòu)簡單、成本適中，為較為合適方案，目前常用的化學(xué)制氫方法有硼氫化物制氫、金屬水制氫、硅鐵粉制氫等。

小型化學(xué)制氫設(shè)備通常包括燃料罐和分水過濾部件，燃料罐制氫產(chǎn)生的氫氣攜帶著水蒸氣通過管道進(jìn)入分水過濾部件，分水過濾后就直接輸出至制氫設(shè)備外，常溫下制氫時(shí)，若是燃料罐不散熱，則內(nèi)部的反應(yīng)會(huì)蒸發(fā)大量反應(yīng)水，導(dǎo)致效率低下。現(xiàn)有技術(shù)通過在設(shè)備中安裝冷卻部件（如冷卻管路、風(fēng)扇等），可以有效解決常溫制氫過程的散熱問題，但是現(xiàn)有的小型化學(xué)制氫設(shè)備但是很難應(yīng)用于低溫環(huán)境，低溫下制氫反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣攜帶著大量的水蒸氣進(jìn)入后道，接觸后道管壁后冷凝甚至直接凝固結(jié)冰導(dǎo)致管道堵塞，而小型制氫設(shè)備本身內(nèi)部空間小、輔熱功耗有限，很難解決整個(gè)設(shè)備的熱量平衡。因此，如何維持小型制氫設(shè)備在低溫環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行，成為亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種小型制氫設(shè)備的熱管理系統(tǒng)，能夠充分利用制氫過程中產(chǎn)生的熱量，解決低溫運(yùn)行困難的問題，有效提高小型制氫設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：

一種小型制氫設(shè)備的熱管理系統(tǒng)，包括反應(yīng)室和配熱室；所述反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置有燃料罐以及通過管路與所述燃料罐相連的分水過濾部件；所述反應(yīng)室和配熱室之間安裝有風(fēng)扇，所述反應(yīng)室與所述風(fēng)扇相對(duì)的一個(gè)壁上開設(shè)有進(jìn)風(fēng)窗；

還包括用于將配熱室的風(fēng)引回反應(yīng)室進(jìn)風(fēng)端的回風(fēng)管路（進(jìn)風(fēng)端指的是反應(yīng)室中進(jìn)風(fēng)窗所在的一端）；所述回風(fēng)管路包括回風(fēng)通道和回風(fēng)口；所述的配熱室具有出風(fēng)端，所述的熱管理系統(tǒng)具有出風(fēng)口；所述的回風(fēng)口和出風(fēng)口并行設(shè)置在所述的出風(fēng)端；所述的出風(fēng)端具有第一側(cè)和第二側(cè)；所述的出風(fēng)口靠近第一側(cè)設(shè)置，所述的回風(fēng)口靠近第二側(cè)設(shè)置；所述的出風(fēng)端還設(shè)置有能夠于第一側(cè)和第二側(cè)之間來回移動(dòng)的活動(dòng)門；

當(dāng)所述的活動(dòng)門停靠在第一側(cè)時(shí)，所述的出風(fēng)口全封閉，所述的回風(fēng)口全開啟；當(dāng)所述的活動(dòng)門停靠在第二側(cè)時(shí)，所述的回風(fēng)口全封閉，所述的出風(fēng)口全開啟；當(dāng)所述的活動(dòng)門停靠在第一側(cè)和第二側(cè)之間時(shí)，所述的回風(fēng)口不完全封閉，所述的出風(fēng)口不完全開啟。

優(yōu)選的，所述的反應(yīng)室和配熱室基于外箱，共同設(shè)置在外箱內(nèi)，且所述反應(yīng)室和配熱室通過一擋板相隔；所述風(fēng)扇安裝在所述的擋板上。

優(yōu)選的，所述進(jìn)風(fēng)窗、燃料罐和風(fēng)扇沿直線排布，，使得由進(jìn)風(fēng)窗進(jìn)入的風(fēng)能與燃料罐有充分接觸，提升散熱速度。

優(yōu)選的，所述分水過濾部件設(shè)置在近回風(fēng)通道出口處。分水過濾部件連有多組管路，包括分水管路、氣體干燥管路以及與燃料罐相連的產(chǎn)物輸送管路，將分水過濾部件設(shè)置在回風(fēng)出口的位置，可快速對(duì)其進(jìn)行供熱，確保這些制氫后道管路不會(huì)發(fā)生凍結(jié)。