[發(fā)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(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011599326.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112678139A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 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(zé)任公司 21212
• 代理人: 徐華燊;李洪福

本發(fā)明提供一種以燃料電池散熱水為熱源的船舶艙室供暖系統(tǒng)，包括燃料電池冷卻回路、供暖管路和外接水通路；燃料電池冷卻回路分別與外接水通路和供暖管路相連；燃料電池冷卻回路中設(shè)有燃料電池和第二對流換熱器，燃料電池運(yùn)行后，排出的散熱水分別輸送至第二對流換熱器和供暖管路中；外界水經(jīng)外接水通路輸送至第二對流換熱器內(nèi)部與散熱水進(jìn)行熱交換后排出到外界環(huán)境中；輸送至供暖管路中的散熱水，給艙室內(nèi)部供暖后，與第二對流換熱器中熱交換后的散熱水匯集于一路輸送至燃料電池中。本發(fā)明節(jié)能環(huán)保，利用原本直接排放的燃料電池冷卻水余熱對船舶進(jìn)行供暖，可節(jié)約原本用來供暖的高品位電能，節(jié)省燃料消耗，大大提高燃料電池船舶的經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船用燃料電池系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，尤其涉及一種以燃料電池散熱水為熱源的船舶艙室供暖系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，航運(yùn)業(yè)面臨嚴(yán)峻的節(jié)能減排問題，為了緩解船舶排放對大氣環(huán)境造成的污染和化石能源的消耗，我國高度重視綠色航運(yùn)發(fā)展和船舶新能源開發(fā)。在當(dāng)前的新能源應(yīng)用技術(shù)中，以氫氣為燃料的燃料電池由于具備污染小、噪音低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，在船舶領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。氫燃料電池是利用氫氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能和熱能的裝置，其中產(chǎn)生的熱能占燃料化學(xué)能的50％。現(xiàn)有的采用氫燃料電池作為動力的船舶只利用了氫燃料電池產(chǎn)生的電能，產(chǎn)生的熱能沒有加以利用。而現(xiàn)在燃料電池船舶中冬天供暖直接采用電加熱的方式，消耗了大量的高品味能量(電能)，如果采用氫燃料電池的冷卻水余熱來給船舶供暖，將大大提高船舶工作的經(jīng)濟(jì)性。

目前燃料電池在船舶領(lǐng)域的應(yīng)用相對較少，在汽車領(lǐng)域應(yīng)用較多，在汽車領(lǐng)域應(yīng)用較多采用的風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)。而在船舶領(lǐng)域，由于海洋環(huán)境復(fù)雜多變，風(fēng)冷循環(huán)方式無法穩(wěn)定高效的對燃料電池進(jìn)行冷卻，對燃料電池的長時間穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。

燃料電池船舶運(yùn)行時，主要采用液體循環(huán)冷卻的方法，但是燃料電池散熱水中仍含有大量高品質(zhì)的熱能，在冷卻循環(huán)過程中被浪費(fèi)掉。

傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)船舶在冬季供暖時主要采用船舶動力散熱水或者余熱排氣為熱源，對船艙進(jìn)行供暖。而現(xiàn)有的技術(shù)中，基于純?nèi)剂想姵卮暗墓┡饕捎秒娂訜峁┡L(fēng)的模式，導(dǎo)致能耗增加，嚴(yán)重影響了船舶的續(xù)駛里程。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述提出的現(xiàn)有燃料電池船舶本身具有大量的余熱，而直接采用電加熱供暖造成電能消耗大的技術(shù)問題，而提供一種以燃料電池散熱水為熱源的船舶艙室供暖系統(tǒng)。本發(fā)明主要采用設(shè)置有對流換熱器的燃料電池船舶余熱供暖系統(tǒng)，在燃料電池冷卻回路、供暖管路和外接水通路的作用下，利用原本直接排放的燃料電池冷卻水余熱對船舶進(jìn)行供暖，從而節(jié)約了原本用來供暖的高品位電能，節(jié)省了燃料消耗，大大提高了燃料電池船舶的經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種以燃料電池散熱水為熱源的船舶艙室供暖系統(tǒng)，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(shè)有燃料電池和第二對流換熱器，所述燃料電池運(yùn)行后，排出的散熱水分別輸送至所述第二對流換熱器和所述供暖管路中；

所述第二對流換熱器與所述外接水通路相連，外界水經(jīng)所述外接水通路輸送至所述第二對流換熱器內(nèi)部與散熱水進(jìn)行熱交換后排出到外界環(huán)境中；所述外接水通路、所述第二對流換熱器與外界環(huán)境構(gòu)成開環(huán)通路；

輸送至所述供暖管路中的散熱水，給艙室內(nèi)部供暖后，與所述第二對流換熱器中熱交換后的散熱水匯集于一路輸送至所述燃料電池中；所述燃料電池冷卻回路與所述供暖管路間構(gòu)成閉環(huán)循環(huán)回路，同時所述第二對流換熱器與所述供暖管路并聯(lián)設(shè)置。