[發明專利]一種以燃料電池散熱水為熱源的船舶艙室供暖系統

在審

• 申請號: 202011599326.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112678139A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 楊國剛;許懿婧;李世安;沈秋婉;王涵;徐文峰;陳彪杰
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: B63J2/12
• 分類號: B63J2/12;B63H21/17;B63H21/38;B60L58/33
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 徐華燊;李洪福

1.一種以燃料電池散熱水為熱源的船舶艙室供暖系統，其特征在于，包括：燃料電池冷卻回路、安裝在船艙中的供暖管路和外接水通路；所述燃料電池冷卻回路分別與所述外接水通路和至少一個所述供暖管路相連；所述燃料電池冷卻回路中設有燃料電池(1)和第二對流換熱器(7)，所述燃料電池(1)運行后，排出的散熱水分別輸送至所述第二對流換熱器(7)和所述供暖管路中；

所述第二對流換熱器(7)與所述外接水通路相連，外界水經所述外接水通路輸送至所述第二對流換熱器(7)內部與散熱水進行熱交換后排出到外界環境中；所述外接水通路、所述第二對流換熱器(7)與外界環境構成開環通路；

輸送至所述供暖管路中的散熱水，給艙室內部供暖后，與所述第二對流換熱器(7)中熱交換后的散熱水匯集于一路輸送至所述燃料電池(1)中；所述燃料電池冷卻回路與所述供暖管路間構成閉環循環回路，同時所述第二對流換熱器(7)與所述供暖管路并聯設置。

2.根據權利要求1所述的以燃料電池散熱水為熱源的船舶艙室供暖系統，其特征在于，所述燃料電池冷卻回路由依次相連且構成閉環循環回路的燃料電池(1)、水箱(2)、第一水泵(3)和第二對流換熱器(7)組成，其中，所述燃料電池(1)的水出口與所述水箱(2)的進口相連，所述水箱(2)用于存儲所述燃料電池(1)運行后產生的散熱水，所述水箱(2)的出口與所述第一水泵(3)的進口相連，所述第一水泵(3)的出口與所述第二對流換熱器(7)的熱側入口相連，所述第二對流換熱器(7)的熱側出口與所述燃料電池(1)的入口相連；

所述水箱(2)中的散熱水經所述第一水泵(3)加壓后流入到所述第二對流換熱器(7)中與所述外接水通路通入的外界水進行熱交換，熱交換后的散熱水輸送至所述燃料電池(1)中。

3.根據權利要求1所述的以燃料電池散熱水為熱源的船舶艙室供暖系統，其特征在于，所述供暖管路包括與燃料電池冷卻回路構成閉環循環回路的電磁閥(5)和第一對流換熱器(6)，所述電磁閥(5)的一側與所述燃料電池冷卻回路中設置的第一水泵(3)出口相連，另一側與所述第一對流換熱器(6)的進口相連，所述第一對流換熱器(6)的出口與所述燃料電池(1)的入口相連；

所述燃料電池(1)的出口輸出的散熱水，經第一水泵(3)加壓后流入到所述第一對流換熱器(6)中，對艙室內部進行供暖后，從所述第一對流換熱器(6)中流出并匯入所述燃料電池冷卻回路中，對所述燃料電池(1)進行循環冷卻；

所述電磁閥(5)控制所述第一對流換熱器(6)的兩端，根據艙室內部所需的溫度，調節所述電磁閥(5)的開度，從而實現對供暖溫度的控制。

4.根據權利要求1所述的以燃料電池散熱水為熱源的船舶艙室供暖系統，其特征在于，所述外接水通路包括依次相連的過濾器(8)、手動閥門(9)和第二水泵(10)，所述第二水泵(10)的出口與所述第二對流換熱器(7)相連；

外界水從所述過濾器(8)的進口處通入所述外接水通路，經過濾后，通過所述過濾器(8)的出口與所述手動閥門(9)相連，通過調節所述手動閥門(9)的開度改變外界水進入的流量，后經所述第二對流換熱器(7)的冷側入口匯入其內部，使散熱水與外界水在所述第二對流換熱器(7)內部進行熱交換，外界水在所述第二對流換熱器(7)內部與散熱水進行熱交換后排出到外界環境中。

5.根據權利要求1所述的以燃料電池散熱水為熱源的船舶艙室供暖系統，其特征在于，所述第二對流換熱器(7)與一個所述供暖管路的并聯相交處設有節溫器(4)，其中，所述節溫器(4)設有三通路，其第一通路的進口與所述第一水泵(3)的出口相連，第二通路和第三通路的出口分別與所述第二對流換熱器(7)的熱側入口和所述供暖管路上設置的第一對流換熱器(6)的進口相連；

所述節溫器(4)用于調節流向所述燃料電池冷卻回路和所述供暖管路的流量比例，在不需要供暖的時間，通過控制所述節溫器(4)，使所述燃料電池(1)的散熱水只經過所述燃料電池冷卻回路，不流向所述供暖管路；在供暖時間，而所述燃料電池(1)剛開始運行，且散熱水溫度較低，不能滿足供暖需求時，通過控制所述節溫器(4)，使散熱水直接通往所述燃料電池冷卻回路進行冷卻；在所述燃料電池(1)運行后，散熱水溫度升高，能夠給艙室內部供暖系統提供熱量時，控制所述節溫器(4)，使散熱水通往所述供暖管路。