一种电解制氢系统的制作方法

本公开涉及氢气生产，具体而言，涉及一种电解制氢系统。

背景技术：

1、在当今迅速发展的能源领域，氢能源作为一种清洁、高效的能源形式备受瞩目。电解槽作为氢气生产的关键设备，具有高效、环保的特点，被广泛应用于能源转型和储能领域。pem(proton exchange membrane)是质子交换膜电解水技术的简称。和碱性电解水制氢技术不同，pem电解水制氢技术使用质子交换膜作为固体电解质替代了碱性电解槽使用的隔膜和液态电解质(30％的氢氧化钾溶液或26％氢氧化钠溶液)，并使用纯水作为电解水制氢的原料，避免了潜在的碱液污染和腐蚀问题。

2、然而，为了实现更高效的氢气产率和能量利用，电解水系统虽然有着较多年的发展基础，但是pem电解水的供水模块的热管理和纯化模块的热管理都是不统一的，并且风扇和冷水机热管理并用，热管理复杂，功耗高，冷启动的效率较低。

技术实现思路

1、本公开实施例至少提供一种电解制氢系统，可以减少系统热管理的系统消耗，同时提升冷启动效率。

2、本公开实施例提供了一种电解制氢系统，包括：供水模块、热管理模块、氢气纯化模块、电解槽以及氧气气液分离罐；

3、所述供水模块包括第一水箱、第一水泵以及第二水泵；所述热管理模块包括第一板换热器、第三水泵以及制冷装置；

4、所述第一水箱的出水口经由所述第一水泵、所述第二水泵以及所述第一板换热器连接至所述电解槽的低气压侧进水口；

5、所述电解槽的低气压侧出水口经由所述氧气气液分离罐连接至所述第一水泵，所述氧气气液分离罐上设置有ptc加热器；

6、所述氧气气液分离罐通过所述第一水泵连接至所述第一水箱，所述第一水箱与所述氧气气液分离罐上均设置有液位传感器；

7、所述第一板换热器、所述第三水泵以及所述制冷装置依次连接构成第一冷却回路。

8、一种可选的实施方式中，所述氢气纯化模块包括脱氧塔以及脱水塔，所述热管理模块还包括第二板换热器以及第三板换热器；

9、所述脱氧塔经由所述第二板换热器与所述制冷装置环路连接，构成第二冷却回路；

10、所述脱水塔经由所述第三板换热器与所述制冷装置环路连接，构成第三冷却回路。

11、一种可选的实施方式中，所述氧气气液分离罐设置有最小液位阈值。

12、一种可选的实施方式中，所述供水模块还包括第二水箱；

13、所述第二水箱设置于所述第一水箱的出水口与所述第一水泵之间；

14、所述氧气气液分离罐经所述第一水泵，与所述第二水箱形成循环通路；

15、所述ptc加热器以及所述液位传感器转移设置于所述第二水箱上。

16、一种可选的实施方式中，所述第二水箱设置有最小液位阈值。

17、一种可选的实施方式中，所述电解制氢系统还包括第一电磁阀、第二电磁阀、流量计以及过滤器；

18、所述第一电磁阀设置于所述第一水箱的出水口；

19、所述第二电磁阀、所述流量计以及所述过滤器依次设置于所述氧气气液分离罐与所述第一水泵之间。

20、一种可选的实施方式中，所述氢气纯化模块还包括氢气气液分离罐，所述电解制氢系统还包括氢气路回水降压罐以及第三电磁阀；

21、所述ptc加热器转移设置于所述流量计与所述过滤器之间，以及所述氧气气液分离罐与第二电磁阀之间；

22、所述氢气气液分离罐经过所述氢气路回水降压罐以及所述第三电磁阀，连接至所述氧气气液分离罐与所述第二电磁阀之间的管路上。

23、一种可选的实施方式中，所述第一水泵为大扬程水泵，所述第二水泵替换为三通阀；

24、所述三通阀分别连接所述第一水泵、所述第一板换热器以及所述氧气气液分离罐。

25、一种可选的实施方式中，所述制冷装置为风扇。

26、一种可选的实施方式中，所述热管理模块还包括控制装置以及温度压力传感器组；

27、所述电解槽的低气压侧与高气压侧的管路上，分别设置至少一个所述温度压力传感器组；

28、所述控制装置与所述温度压力传感器组通讯连接，根据所述温度压力传感器组采集到的温度以及压力信号，控制所述热管理模块工作。

29、本公开实施例提供的一种电解制氢系统，包括：供水模块、热管理模块、氢气纯化模块、电解槽以及氧气气液分离罐；所述供水模块包括第一水箱、第一水泵以及第二水泵；所述热管理模块包括第一板换热器、第三水泵以及制冷装置；所述第一水箱的出水口经由所述第一水泵、所述第二水泵以及所述第一板换热器连接至所述电解槽的低气压侧进水口；所述电解槽的低气压侧出水口经由所述氧气气液分离罐连接至所述第一水泵，所述氧气气液分离罐上设置有ptc加热器；所述氧气气液分离罐通过所述第一水泵连接至所述第一水箱，所述第一水箱与所述氧气气液分离罐上均设置有液位传感器；所述第一板换热器、所述第三水泵以及所述制冷装置依次连接构成第一冷却回路。可以减少系统热管理的系统消耗，同时提升冷启动效率。

30、为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种电解制氢系统，其特征在于，包括：供水模块、热管理模块、氢气纯化模块、电解槽以及氧气气液分离罐；

2.根据权利要求1所述的电解制氢系统，所述氢气纯化模块包括脱氧塔以及脱水塔，其特征在于，所述热管理模块还包括第二板换热器以及第三板换热器；

3.根据权利要求1所述的电解制氢系统，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的电解制氢系统，其特征在于，所述供水模块还包括第二水箱；

5.根据权利要求4所述的电解制氢系统，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的电解制氢系统，其特征在于，所述电解制氢系统还包括第一电磁阀、第二电磁阀、流量计以及过滤器；

7.根据权利要求6所述的电解制氢系统，所述氢气纯化模块还包括氢气气液分离罐，其特征在于，所述电解制氢系统还包括氢气路回水降压罐以及第三电磁阀；

8.根据权利要求7所述的电解制氢系统，其特征在于：

9.根据权利要求1所述的电解制氢系统，其特征在于：

10.根据权利要求1所述的电解制氢系统，其特征在于，所述热管理模块还包括控制装置以及温度压力传感器组；

技术总结
本公开提供了本公开实施例提供的一种电解制氢系统，包括：供水模块、热管理模块、氢气纯化模块、电解槽以及氧气气液分离罐；供水模块包括第一水箱、第一水泵以及第二水泵；热管理模块包括第一板换热器、第三水泵以及制冷装置；第一水箱的出水口经由第一水泵、第二水泵以及第一板换热器连接至电解槽的低气压侧进水口；电解槽的低气压侧出水口经由氧气气液分离罐连接至第一水泵，氧气气液分离罐上设置有PTC加热器；氧气气液分离罐通过第一水泵连接至第一水箱，第一水箱与氧气气液分离罐上均设置有液位传感器；第一板换热器、第三水泵以及制冷装置依次连接构成第一冷却回路。可以减少系统热管理的系统消耗，同时提升冷启动效率。

技术研发人员：周百慧,方川,沈荣安,武艺杰,周文,周炳辉,槐佳
受保护的技术使用者：北京亿华通氢能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8