一种甲醇水重整发电冰箱系统及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种甲醇水重整发电冰箱系统及控制方法，所述冰箱系统包括：制氢设备、发电设备、冰箱设备，制氢设备通过甲醇水重整制备氢气，制得的氢气输送至发电设备发电，发出的电能供冰箱设备运行；所述冰箱设备为移动式冰箱设备。本发明提出的甲醇水重整发电冰箱系统及其控制方法，无需额外电源，即可启动冰箱系统，便于在没有电源的户外使用冰箱。
【专利说明】一种甲醇水重整发电冰箱系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冰箱制冷【技术领域】，涉及一种冰箱系统，尤其涉及一种甲醇水重整发电冰箱系统；同时，本发明还涉及一种甲醇水重整发电冰箱系统的控制方法。
【背景技术】
[0002]冰箱已成为人们工作、生活中不可或缺的电器，现有冰箱通常需要有外加电源才可以工作，而对于没有电源的地方，则无法工作。
[0003]而近年来出现的车载冰箱通常也需要利用汽车发出的电能工作，离开汽车的电源则不能保鲜、冷藏。车载冰箱大致有3类。第一类是比较早期的产品，叫它冰箱可能不太合适，因为它不具备制冷功能，只有保温功能，使用的时候必须把要冷藏的物品放冰箱里冷冻后放入保温箱里，有冰袋的话放入冰袋，这样一来就能在短时间内保持冰冻，这种冰箱的优点是不耗电，要知道汽车上的电都是油换来的，价格也比较低廉，缺点是不能长时间保温，而且空间较小。第二类是半导体车载冰箱。制冷温度范围为-5至65度。这种方法的优点是既能制冷又能制热，容量较小。第三类为压缩机车载冰箱，体积大，是未来车载冰箱发展的主流方向；缺点是重量较重，比较耗电，国内高档压缩机汽车冰箱的压缩机主要是德国的，质量较好。
[0004]有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的冰箱系统，以便克服现有冰箱系统的上述缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:提供一种甲醇水重整发电冰箱系统，无需额外电源，即可启动冰箱系统。
[0006]此外，本发明还提供一种甲醇水重整发电冰箱系统的控制方法，无需额外电源，即可启动冰箱系统。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0008]一种甲醇水重整发电冰箱系统，所述冰箱系统包括:小型制氢设备、发电设备、冰箱设备，小型制氢设备通过甲醇水重整制备氢气，制得的氢气输送至发电设备发电，发出的电能供冰箱设备运行；
[0009]所述小型制氢设备包括:液体储存容器、原料输送装置、快速启动装置、制氢装置、膜分离装置、氢气输送管路；
[0010]所述制氢装置包括换热器、气化室、重整室；膜分离装置设置于分离室内，分离室设置于重整室内的上部；
[0011]所述液体储存容器与制氢装置连接；液体储存容器中储存有液态的甲醇和水；
[0012]所述制氢设备利用快速启动装置提供启动能源启动；快速启动装置包括加热机构、气化管路，气化管路的内径为I?2mm，气化管路紧密地缠绕于加热机构上；所述气化管路的一端连接液体储存容器，将甲醇送入气化管路中；气化管路的另一端输出被气化的甲醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，气化管路的另一端输出被气化的甲醇，且输出的甲醇温度达到自燃点，甲醇从气化管路输出后直接自燃；所述快速启动装置为制氢装置提供启动能源；所述重整室内壁设有加热管路，加热管路内放有催化剂；所述快速启动装置通过加热所述加热管路为重整室加热；
[0013]所述制氢装置启动后，制氢装置通过制氢装置制得的氢气提供运行所需的能源；
[0014]所述液体储存容器中的甲醇和水通过原料输送装置输送至换热器换热，换热后进入气化室气化；气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室下部及中部温度为300°C?420°C ；
[0015]所述重整室上部的温度为400°C?570°C ;重整室与分离室通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室的上部，能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近；
[0016]所述分离室内的温度设定为350°C?570°C ;分离室内设有膜分离器，从膜分离器的产气端得到氢气；
[0017]所述原料输送装置提供动力，将液体储存容器中的原料输送至制氢装置；所述原料输送装置向原料提供0.15?5MPa的压强，使得制氢装置制得的氢气具有足够的压强；
[0018]所述制氢装置启动制氢后，制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢装置运行；
[0019]所述制氢装置制得的氢气输送至膜分离装置进行分离，用于分离氢气的膜分离装置的内外压强之差大于等于0.7M Pa ；
[0020]所述膜分离装置为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金，钯银合金的质量百分比钯占75%?78%，银占22%?25% ；
[0021]所述氢气输送管路设有弹簧安全阀，弹簧安全阀包括阀主体、弹簧机构、弹起端；所述原料输送装置包括输送泵，弹起端靠近输送泵的开关设置，在弹起端弹起时能断开原料输送装置的开关；
[0022]所述输送泵的开关包括接触段及三个端口，三个端口分别为第一端口、第二端口、第三端口 ；所述接触段的一端可旋转地设置于第一端口，第一端口连接输送泵；接触段的另一端能接触第二端口或第三端口 ；所述第二端口连接电源，第一端口连接第二端口时，能控制输送泵工作；所述第三端口连接报警发送装置，当第一端口连接第三端口时，能控制输送泵不工作，同时报警发送装置发送报警信息至对应的服务器或客户端；
[0023]所述发电设备包括氢燃料电池，氢燃料电池通过小型制氢设备制备的氢气、空气中的氧气，将氢和氧分别供给氢燃料电池的阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极，产生电能；
[0024]所述冰箱设备为移动式冰箱设备；
[0025]所述冰箱系统包括第一壳体、第二壳体；第一壳体内设有隔板，形成两个空间，分别放置小型制氢设备、发电设备；第二壳体内设有冰箱设备。
[0026]一种甲醇水重整发电冰箱系统，所述冰箱系统包括:制氢设备、发电设备、冰箱设备，制氢设备通过甲醇水重整制备氢气，制得的氢气输送至发电设备发电，发出的电能供冰箱设备运行。[0027]作为本发明的一种优选方案，所述小型制氢设备包括:液体储存容器、原料输送装置、快速启动装置、制氢装置、膜分离装置、氢气输送管路；
[0028]所述制氢装置包括换热器、气化室、重整室；膜分离装置设置于分离室内，分离室设置于重整室内的上部；
[0029]所述液体储存容器与制氢装置连接；液体储存容器中储存有液态的甲醇和水；
[0030]所述制氢设备利用快速启动装置提供启动能源启动；快速启动装置包括加热机构、气化管路，气化管路的内径为I?2mm，气化管路紧密地缠绕于加热机构上；所述气化管路的一端连接液体储存容器，将甲醇送入气化管路中；气化管路的另一端输出被气化的甲醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，气化管路的另一端输出被气化的甲醇，且输出的甲醇温度达到自燃点，甲醇从气化管路输出后直接自燃；所述快速启动装置为制氢装置提供启动能源；所述重整室内壁设有加热管路，加热管路内放有催化剂；所述快速启动装置通过加热所述加热管路为重整室加热；
[0031]所述制氢装置启动后，制氢装置通过制氢装置制得的氢气提供运行所需的能源；
[0032]所述液体储存容器中的甲醇和水通过原料输送装置输送至换热器换热，换热后进入气化室气化；气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室下部及中部温度为300°C?420°C ；
[0033]所述重整室上部的温度为400°C?570°C ;重整室与分离室通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室的上部，能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近；
[0034]所述分离室内的温度设定为350°C?570°C ;分离室内设有膜分离器，从膜分离器的产气端得到氢气；
[0035]所述原料输送装置提供动力，将液体储存容器中的原料输送至制氢装置；所述原料输送装置向原料提供0.15?5MPa的压强，使得制氢装置制得的氢气具有足够的压强；
[0036]所述制氢装置启动制氢后，制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢装置运行；
[0037]所述制氢装置制得的氢气输送至膜分离装置进行分离，用于分离氢气的膜分离装置的内外压强之差大于等于0.7M Pa ；
[0038]所述膜分离装置为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金，钯银合金的质量百分比钯占75%?78%，银占22%?25% ；
[0039]所述氢气输送管路设有弹簧安全阀，弹簧安全阀包括阀主体、弹簧机构、弹起端；所述原料输送装置包括输送泵，弹起端靠近输送泵的开关设置，在弹起端弹起时能断开原料输送装置的开关；
[0040]所述输送泵的开关包括接触段及三个端口，三个端口分别为第一端口、第二端口、第三端口 ；所述接触段的一端可旋转地设置于第一端口，第一端口连接输送泵；接触段的另一端能接触第二端口或第三端口 ；所述第二端口连接电源，第一端口连接第二端口时，能控制输送泵工作；所述第三端口连接报警发送装置，当第一端口连接第三端口时，能控制输送泵不工作，同时报警发送装置发送报警信息至对应的服务器或客户端。
[0041]作为本发明的一种优选方案，所述发电设备包括氢燃料电池，氢燃料电池通过小型制氢设备制备的氢气、空气中的氧气，将氢和氧分别供给氢燃料电池的阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极，产生电能。
[0042]作为本发明的一种优选方案，所述冰箱设备为移动式冰箱设备。
[0043]一种上述甲醇水重整发电冰箱系统的控制方法，所述方法包括如下步骤:
[0044]制氢设备通过甲醇水重整制备氢气；
[0045]制得的氢气输送至发电设备发电；
[0046]发出的电能供冰箱设备运行。
[0047]作为本发明的一种优选方案，所述制氢设备制备氢气具体包括如下步骤:
[0048]步骤S11、快速启动步骤；所述制氢设备利用快速启动装置提供启动能源启动；具体包括:
[0049]加热机构通电设定时间，待加热机构达到设定温度后向气化管路通入甲醇；由于气化管路紧密地缠绕于加热机构上，甲醇温度逐步升高；气化管路输出被气化的甲醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，气化管路输出被气化的甲醇，且输出的甲醇温度达到自燃点，甲醇从气化管路输出后直接自燃；
[0050]气化的甲醇通过燃烧放热，为制氢装置提供启动能源；所述重整室内壁设有加热管路，加热管路内放有催化剂；所述快速启动装置通过加热所述加热管路为重整室加热；
[0051]步骤S12、制氢设备启动后，制氢设备通过制氢装置制得的氢气提供运行所需的能源；待制氢设备运行制得足够的氢气，关闭快速启动装置，由制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢装置运行；制氢过程具体包括:
[0052]所述液体储存容器中的甲醇和水通过原料输送装置输送至制氢装置的换热器换热，换热后进入气化室气化；气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化齐U，重整室下部及中部温度为300°c?420°C ；
[0053]所述重整室上部的温度为400°C?570°C ;重整室与分离室通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室的上部，能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近；
[0054]所述分离室内的温度设定为350°C?570°C ;分离室内设有膜分离器，从膜分离器的产气端得到氢气；所述原料输送装置提供动力，将液体储存容器中的原料输送至制氢装置；所述原料输送装置向原料提供0.15?5MPa的压强，使得制氢装置制得的氢气具有足够的压强；所述制氢装置制得的氢气输送至膜分离装置进行分离，用于分离氢气的膜分离装置的内外压强之差大于等于0.7M Pa ;所述膜分离装置为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金，钯银合金的质量百分比钯占75%?78%，银占22%?25% ；
[0055]步骤S13、所述制氢装置启动制氢后，制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢装置运行；
[0056]步骤S14、当氢气输送管路中的压力过大时机械安全阀的弹起端弹起，从而断开原料输送装置或和制氢装置的开关；或者，通过弹起端弹起接收模块接收弹起端弹起信息，接收到弹起信息后发送控制命令至制氢设备的控制中心，控制原料输送装置或/和制氢装置不工作；[0057]机械安全阀的弹起端弹起后,通过弹起端弹起接收模块接收弹起端弹起信息,接收到弹起信息后发送控制命令至制氢设备的控制中心，并由控制中心发送报警信息至对应的服务器或客户端。
[0058]本发明的有益效果在于:本发明提出的甲醇水重整发电冰箱系统及其控制方法，无需额外电源，即可启动冰箱系统，便于在没有电源的户外使用冰箱。
【专利附图】
【附图说明】
[0059]图1为本发明甲醇水重整发电冰箱系统的组成示意图。
[0060]图2为本发明冰箱系统中小型制氣设备的组成不意图。
【具体实施方式】
[0061]下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
[0062]实施例一
[0063]请参阅图1，本发明揭示了一种甲醇水重整发电冰箱系统，所述冰箱系统包括:小型制氢设备100、发电设备300、冰箱设备400。小型制氢设备100通过甲醇水重整制备氢气，制得的氢气通过传输管路实时输送至发电设备300，所述传输管路设有气压调节子系统200，用于调整传输管路中的气压；发电设备300利用制氢子系统制得的氢气发电，发出的电能供冰箱设备400运行。
[0064]如图1所示，所述气压调节子系统200包括微处理器21、气体压力传感器22、阀门控制器23、出气阀24、出气管路25。所述气体压力传感器22设置于传输管路中，用以感应传输管路中的气压数据，并将感应的气压数据发送至微处理器21 ;所述微处理器21将从气体压力传感器22接收的该气压数据与设定阈值区间进行比对，并以此控制出气阀24的开关。当接收到的压力数据高于设定阈值区间的最大值，微处理器21控制阀门控制器23打开出气阀设定时间，使得传输管路中气压处于设定范围.优选地，出气管路25的一端连接出气阀24，另一端连接所述小型制氢设备100，通过燃烧为小型制氢设备100的需加热设备(如重整室)进行加热；当接收到的压力数据低于设定阈值区间的最小值，微处理器21控制所述小型制氢设备100加快原料的输送速度，从而提高制氢速度。
[0065]请参阅图2，所述小型制氢设备100利用甲醇水制备氢气，所述制氢子系统包括固态氢气储存容器40、液体储存容器10、原料输送装置50、制氢设备20、膜分离装置30。
[0066]所述固态氢气储存容器40、液体储存容器10分别与制氢设备20连接；液体储存容器10中储存有液态的甲醇和水，所述固态氢气储存容器40中储存固态氢气。
[0067]当制氢系统启动时，通过气化模块将固态氢气储存容器40中的固态氢气转换为气态氢气，气态氢气通过燃烧放热，为制氢设备20提供启动热能，作为制氢设备20的启动能源。当然，固态氢气储存容器40不是本发明的必要设备，可以通过其他能源启动制氢设备20。
[0068]所述原料输送装置50提供动力，将液体储存容器10中的原料输送至制氢设备20 ；所述原料输送装置50向原料提供0.15?5M Pa的压强(如提供0.2M Pa或1.1M Pa或1.2MPa或1.5M Pa或5M Pa的压强)，使得制氢设备20制得的氢气具有足够的压强。所述制氢设备20启动制氢后，制氢设备20制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢设备20运行(当然，制氢设备20的运行还可以通过其他能源)。
[0069]所述制氢设备20制得的氢气输送至膜分离装置30进行分离，用于分离氢气的膜分离装置30的内外压强之差大于等于0.7M Pa (如膜分离装置30的内外压强为0.7M Pa或 1.1M Pa 或 1.2M Pa 或 1.5M Pa 或 5M Pa)。
[0070]本实施例中，所述膜分离装置30为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金，钯银合金的质量百分比钯占75%?78%，银占22%?25%。所述膜分离装置30的制备工艺包括如下步骤:
[0071]步骤Al、将多孔陶瓷设置于磁控溅射装置的真空室内；
[0072]步骤A2、利用磁控溅射装置的磁场产生机构产生磁场，使得金属靶产生偏差电流，金属靶作为负极，从而使多孔陶瓷表面带有磁层体；所述金属靶的材料为溅射贵重金属，所述贵重金属为钯银合金，质量百分比钯占75%?78%，银占22%?25% ；
[0073]步骤A3、在金属靶产生偏差电流的同时，对磁控溅射装置的真空室进行加热，温度控制在350°C?800°C ；
[0074]步骤A4、抽出真空室内的气体，当真空室内的真空度小于10_2Pa时，向真空室内充入设定浓度的氩气；
[0075]步骤A5、向金属靶通入电流，进行溅射镀膜；金属靶产生的离子在电场的作用下加速飞向多孔陶瓷表面的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，电子飞向多孔陶瓷表面；氩离子在电场的作用下加速轰击金属靶，溅射出大量的金属靶靶材原子或分子，呈中性的靶原子或分子沉积在多孔陶瓷表面上，形成I?15 μ m的贵重金属薄膜；
[0076]其中，在溅射镀膜的过程中还包括氩气浓度检测步骤；实时或者以设定时间间隔检测真空室内的氩气浓度，当氩气浓度低于设定阈值时自动打开氩气充气阀门，向真空室内充入氩气，直至真空室内的氩气浓度符合设定阈值范围；
[0077]在溅射镀膜的过程中还包括气压检测步骤；实时或者以设定时间间隔检测真空室内的气压，当真空室内的气压不在设定阈值区间，调整真空室内的气压至设定阈值区间；
[0078]步骤A6、向真空室内通入大气，取出工件。
[0079]优选地，所述制氢设备包括换热器、气化室、重整室；膜分离装置设置于分离室内，分离室设置于重整室的上部。
[0080]所述液体储存容器中的甲醇和水通过原料输送装置输送至换热器换热，换热后进入气化室气化；气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室下部及中部温度为350°C?409°C;所述重整室上部的温度为400°C?570°C;重整室与分离室通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室的上部，能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近；所述分离室内的温度设定为400°C?5700C ;分离室内设有膜分离器，从膜分离器的产气端得到氢气。
[0081]所述发电设备300包括氢燃料电池，氢燃料电池通过小型制氢设备制备的氢气、空气中的氧气，将氢和氧分别供给氢燃料电池的阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极，产生电能。
[0082]所述冰箱设备400为移动式冰箱设备。
[0083]本发明还揭示一种上述甲醇水重整发电冰箱系统的控制方法,所述方法包括如下步骤:
[0084]【步骤SI】制氢设备通过甲醇水重整制备氢气；
[0085]所述制氢设备制备氢气具体包括如下步骤:
[0086]步骤S11、快速启动步骤；所述制氢设备利用快速启动装置提供启动能源启动；具体包括:
[0087]加热机构通电设定时间，待加热机构达到设定温度后向气化管路通入甲醇；由于气化管路紧密地缠绕于加热机构上，甲醇温度逐步升高；气化管路输出被气化的甲醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，气化管路输出被气化的甲醇，且输出的甲醇温度达到自燃点，甲醇从气化管路输出后直接自燃；
[0088]气化的甲醇通过燃烧放热，为制氢装置提供启动能源；所述重整室内壁设有加热管路，加热管路内放有催化剂；所述快速启动装置通过加热所述加热管路为重整室加热；
[0089]步骤S12、制氢设备启动后，制氢设备通过制氢装置制得的氢气提供运行所需的能源；待制氢设备运行制得足够的氢气，关闭快速启动装置，由制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢装置运行；制氢过程具体包括:
[0090]所述液体储存容器中的甲醇和水通过原料输送装置输送至制氢装置的换热器换热，换热后进入气化室气化；气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室下部及中部温度为300°C~420°C ；
[0091]所述重整室上部的温度为400°C~570°C ;重整室与分离室通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室的上部，能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近；
[0092]所述分离室内的温度设定为350°C~570°C ;分离室内设有膜分离器，从膜分离器的产气端得到氢气；所述原料输送装置提供动力，将液体储存容器中的原料输送至制氢装置；所述原料输送装置向原料提供0.15~5MPa的压强，使得制氢装置制得的氢气具有足够的压强；所述制氢装置制得的氢气输送至膜分离装置进行分离，用于分离氢气的膜分离装置的内外压强之差大于等于0.7M Pa ;所述膜分离装置为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金，钯银合金的质量百分比钯占75%~78%，银占22%~25%。
[0093]步骤S13、所述制氢装置启动制氢后，制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢装置运行。
[0094]步骤S14、当氢气输送管路中的压力过大时机械安全阀的弹起端弹起，从而断开原料输送装置或和制氢装置的开关；或者，通过弹起端弹起接收模块接收弹起端弹起信息，接收到弹起信息后发送控制命令至制氢设备的控制中心，控制原料输送装置或/和制氢装置不工作。
[0095]机械安全阀的弹起端弹起后，通过弹起端弹起接收模块接收弹起端弹起信息，接收到弹起信息后发送控制命令至制氢设备的控制中心，并由控制中心发送报警信息至对应的服务器或客户端。
[0096]【步骤S2】发电设备利用接收的氢气发电。
[0097] 【步骤S3】发出的电能供冰箱设备运行。[0098]实施例二
[0099]本实施例中，甲醇水重整发电冰箱系统包括:制氢设备、发电设备、冰箱设备，制氢设备通过甲醇水重整制备氢气，制得的氢气输送至发电设备发电，发出的电能供冰箱设备运行。所述冰箱设备为移动式冰箱设备。
[0100]所述发电设备包括氢燃料电池，氢燃料电池通过小型制氢设备制备的氢气、空气中的氧气，将氢和氧分别供给氢燃料电池的阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极，产生电能。
[0101]综上所述，本发明提出的甲醇水重整发电冰箱系统及其控制方法，无需额外电源，即可启动冰箱系统。
[0102]这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
【权利要求】
1.一种甲醇水重整发电冰箱系统，其特征在于，所述冰箱系统包括:小型制氢设备、发电设备、冰箱设备，小型制氢设备通过甲醇水重整制备氢气，制得的氢气输送至发电设备发电，发出的电能供冰箱设备运行； 所述小型制氢设备包括:液体储存容器、原料输送装置、快速启动装置、制氢装置、膜分离装置、氢气输送管路； 所述制氢装置包括换热器、气化室、重整室；膜分离装置设置于分离室内，分离室设置于重整室内的上部； 所述液体储存容器与制氢装置连接；液体储存容器中储存有液态的甲醇和水； 所述制氢设备利用快速启动装置提供启动能源启动；快速启动装置包括加热机构、气化管路，气化管路的内径为I~2mm，气化管路紧密地缠绕于加热机构上；所述气化管路的一端连接液体储存容器，将甲醇送入气化管路中；气化管路的另一端输出被气化的甲醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，气化管路的另一端输出被气化的甲醇，且输出的甲醇温度达到自燃点，甲醇从气化管路输出后直接自燃；所述快速启动装置为制氢装置提供启动能源；所述重整室内壁设有加热管路，加热管路内放有催化剂；所述快速启动装置通过加热所述加热管路为重整室加热； 所述制氢装置启动后，制氢装置通过制氢装置制得的氢气提供运行所需的能源；所述液体储存容器中的甲醇和水通过原料输送装置输送至换热器换热，换热后进入气化室气化；气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室下部及中部温度为300°C~420°C ； 所述重整室上部的温度为400°C~570°C ;重整室与分离室通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室的上部，能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近； 所述分离室内的温度设定为350°C~570°C ;分离室内设有膜分离器，从膜分离器的产气端得到氢气； 所述原料输送装置提供动力，将液体储存容器中的原料输送至制氢装置；所述原料输送装置向原料提供0.15~5MPa的压强，使得制氢装置制得的氢气具有足够的压强； 所述制氢装置启动制氢后，制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢装置运行； 所述制氢装置制得的氢气输送至膜分离装置进行分离，用于分离氢气的膜分离装置的内外压强之差大于等于0.7M Pa ； 所述膜分离装置为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金，钯银合金的质量百分比钯占75%~78%，银占22%~25% ； 所述氢气输送管路设有弹簧安全阀，弹簧安全阀包括阀主体、弹簧机构、弹起端；所述原料输送装置包括输送泵，弹起端靠近输送泵的开关设置，在弹起端弹起时能断开原料输送装置的开关； 所述输送泵的开关包括接触段及三个端口，三个端口分别为第一端口、第二端口、第三端口 ；所述接触段的一端可旋转地设置于第一端口，第一端口连接输送泵；接触段的另一端能接触第二端口或第三端口 ；所述第二端口连接电源，第一端口连接第二端口时，能控制输送泵工作；所述第三端口连接报警发送装置，当第一端口连接第三端口时，能控制输送泵不工作，同时报警发送装置发送报警信息至对应的服务器或客户端； 所述发电设备包括氢燃料电池，氢燃料电池通过小型制氢设备制备的氢气、空气中的氧气，将氢和氧分别供给氢燃料电池的阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极，产生电能； 所述冰箱设备为移动式冰箱设备； 所述冰箱系统包括第一壳体、第二壳体；第一壳体内设有隔板，形成两个空间，分别放置小型制氢设备、发电设备；第二壳体内设有冰箱设备。
2.—种甲醇水重整发电冰箱系统，其特征在于，所述冰箱系统包括:制氢设备、发电设备、冰箱设备，制氢设备通过甲醇水重整制备氢气，制得的氢气输送至发电设备发电，发出的电能供冰箱设备运行。
3.根据权利要求2所述的甲醇水重整发电冰箱系统，其特征在于: 所述小型制氢设备包括:液体储存容器、原料输送装置、快速启动装置、制氢装置、膜分离装置、氢气输送管路； 所述制氢装置包括换热器、气化室、重整室；膜分离装置设置于分离室内，分离室设置于重整室内的上部； 所述液体储存容器与制氢装置连接；液体储存容器中储存有液态的甲醇和水； 所述制氢设备利用快速启动装置提供启动能源启动；快速启动装置包括加热机构、气化管路，气化管路的内径为I~2mm，气化管路紧密地缠绕于加热机构上；所述气化管路的一端连接液体储存容器，将甲醇送入气化管路中；气化管路的另一端输出被气化的甲醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，气化管路的另一端输出被气化的甲醇，且输出的甲醇温度达到自燃点，甲醇从气化管路输出后直接自燃；所述快速启动装置为制氢装置提供启动能源；所述重整室内壁设有加热管路，加热管路内放有催化剂；所述快速启动装置通过加热所述加热管路为重整室加热； 所述制氢装置启动后，制氢装置通过制氢装置制得的氢气提供运行所需的能源；所述液体储存容器中的甲醇和水通过原料输送装置输送至换热器换热，换热后进入气化室气化；气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室下部及中部温度为300°C~420°C ； 所述重整室上部的温度为400°C~570°C ;重整室与分离室通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室的上部，能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近； 所述分离室内的温度设定为350°C~570°C ;分离室内设有膜分离器，从膜分离器的产气端得到氢气； 所述原料输送装置提供动力，将液体储存容器中的原料输送至制氢装置；所述原料输送装置向原料提供0.15~5MPa的压强，使得制氢装置制得的氢气具有足够的压强； 所述制氢装置启动制氢后，制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢装置运行； 所述制氢装置制得的氢气输送至膜分离装置进行分离，用于分离氢气的膜分离装置的内外压强之差大于等于0.7M Pa ； 所述膜分离装置为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金，钯银合金的质量百分比钯占75%~78%，银占22%~25% ； 所述氢气输送管路设有弹簧安全阀，弹簧安全阀包括阀主体、弹簧机构、弹起端；所述原料输送装置包括输送泵，弹起端靠近输送泵的开关设置，在弹起端弹起时能断开原料输送装置的开关； 所述输送泵的开关包括接触段及三个端口，三个端口分别为第一端口、第二端口、第三端口 ；所述接触段的一端可旋转地设置于第一端口，第一端口连接输送泵；接触段的另一端能接触第二端口或第三端口 ；所述第二端口连接电源，第一端口连接第二端口时，能控制输送泵工作；所述第三端口连接报警发送装置，当第一端口连接第三端口时，能控制输送泵不工作，同时报警发送装置发送报警信息至对应的服务器或客户端。
4.根据权利要求2所述的甲醇水重整发电冰箱系统，其特征在于: 所述发电设备包括氢燃料电池，氢燃料电池通过小型制氢设备制备的氢气、空气中的氧气，将氢和氧分别供给氢燃料电池的阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极，产生电能。
5.根据权利要求2所述的甲醇水重整发电冰箱系统，其特征在于: 所述冰箱设备为移动式冰箱设备。
6.一种权利要求1至5之一所述甲醇水重整发电冰箱系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 制氢设备通过甲醇水重整制备氢气； 制得的氢气输送至发电设备发电； 发出的电能供冰箱设备运行。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于: 所述制氢设备制备氢气具体包括如下步骤: 步骤S11、快速启动步骤；所述制氢设备利用快速启动装置提供启动能源启动；具体包括: 加热机构通电设定时间，待加热机构达到设定温度后向气化管路通入甲醇；由于气化管路紧密地缠绕于加热机构上，甲醇温度逐步升高；气化管路输出被气化的甲醇，而后通过点火机构点火燃烧；或者，气化管路输出被气化的甲醇，且输出的甲醇温度达到自燃点，甲醇从气化管路输出后直接自燃； 气化的甲醇通过燃烧放热，为制氢装置提供启动能源；所述重整室内壁设有加热管路，加热管路内放有催化剂；所述快速启动装置通过加热所述加热管路为重整室加热； 步骤S12、制氢设备启动后，制氢设备通过制氢装置制得的氢气提供运行所需的能源；待制氢设备运行制得足够的氢气，关闭快速启动装置，由制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢装置运行；制氢过程具体包括: 所述液体储存容器中的甲醇和水通过原料输送装置输送至制氢装置的换热器换热，换热后进入气化室气化；气化后的甲醇蒸气及水蒸气进入重整室，重整室内设有催化剂，重整室下部及中部温度为300°C~420°C ； 所述重整室上部的温度为400°C~570°C ;重整室与分离室通过连接管路连接，连接管路的全部或部分设置于重整室的上部，能通过重整室上部的高温继续加热从重整室输出的气体；所述连接管路作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近； 所述分离室内的温度设定为350°C~570°C ;分离室内设有膜分离器，从膜分离器的产气端得到氢气；所述原料输送装置提供动力，将液体储存容器中的原料输送至制氢装置；所述原料输送装置向原料提供0.15~5MPa的压强，使得制氢装置制得的氢气具有足够的压强；所述制氢装置制得的氢气输送至膜分离装置进行分离，用于分离氢气的膜分离装置的内外压强之差大于等于0.7M Pa ;所述膜分离装置为在多孔陶瓷表面真空镀钯银合金的膜分离装置，镀膜层为钯银合金，钯银合金的质量百分比钯占75%~78%，银占22%~25% ；步骤S13、所述制氢装置启动制氢后，制氢装置制得的部分氢气或/和余气通过燃烧维持制氢装置运行； 步骤S14、当氢气输送管路中的压力过大时机械安全阀的弹起端弹起，从而断开原料输送装置或和制氢装置的开关；或者，通过弹起端弹起接收模块接收弹起端弹起信息，接收到弹起信息后发送控制命令至制氢设备的控制中心，控制原料输送装置或/和制氢装置不工作； 机械安全阀的弹起端弹起后，通过弹起端弹起接收模块接收弹起端弹起信息，接收到弹起信息后发送控制命令至制氢设备的控制中心，并由控制中心发送报警信息至对应的服务器或客户端。
【文档编号】C01B3/32GK103940185SQ201410141196
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】向华, 向得夫, 孙婧菁 申请人:上海合既得动氢机器有限公司